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1、<p><b> 離心澆注機(jī)總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 摘 要</b></p><p> 用離心澆注工藝能生產(chǎn)各種中小型銅合金套環(huán)類零件(針對(duì)封嚴(yán)漲圈),由于生產(chǎn)的需要,現(xiàn)需要生產(chǎn)9個(gè)品種的封嚴(yán)漲圈,而對(duì)封嚴(yán)漲圈來說,轉(zhuǎn)速正好是影響鑄件質(zhì)量的重要因素,可看出單速離心澆注機(jī)顯得很不適應(yīng)生產(chǎn)的需要,為了改進(jìn)單速離心
2、澆注機(jī),本設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)一臺(tái)無級(jí)調(diào)速離心澆注機(jī)完成這9個(gè)品種封嚴(yán)漲圈的毛胚制造,并掌握離心澆注機(jī)的原理,最后根據(jù)此原理,計(jì)算生產(chǎn)9個(gè)品種封嚴(yán)漲圈所需的最佳轉(zhuǎn)速,并加以可性行分析。針對(duì)上述要求,該離心澆注機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,性能良好,能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品成本,有效地提高了經(jīng)濟(jì)效益。</p><p> 關(guān)鍵字 離心澆鑄 封嚴(yán)漲圈 無級(jí)變速</p><p> Ce
3、ntrifugal casting machine design </p><p> Abstract:The centrifugal casting of the production of small and medium-sized copper alloy sleeve parts (for Seal up lap), As production needs, now need to produce n
4、ine varieties of Seal up lap, and the Seal up lap, Speed is precisely affect the quality of casting a major factor, we can see single-speed centrifugal casting machine is not adapting very production Necessary, in order
5、to improve single-speed centrifugal casting machine, the design will design a stepless speed regulation centrifugal </p><p> Keywords: Centrifugal casting Seal up lap Stepless speed regulation</p&
6、gt;<p><b> 目 錄</b></p><p> 第1章 前 言1</p><p> 1.1 離心澆注機(jī)的特點(diǎn)1</p><p> 1.2 離心鑄造的特點(diǎn)1</p><p> 1.3 本設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容與意義2</p><p> 第2章 設(shè)計(jì)資料的收
7、集3</p><p> 2.1 需要生產(chǎn)的9個(gè)品種封嚴(yán)漲圈尺寸3</p><p> 2.2 工件名稱,材料,晶體形態(tài)3</p><p> 2.4 鋼模及其轉(zhuǎn)速參考數(shù)據(jù)3</p><p> 2.5 澆鑄工藝過程4</p><p> 2.6現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況4</p><p> 第
8、3章 離心澆鑄的理論基礎(chǔ)5</p><p> 3.1作用于液體金屬的力和壓力5</p><p> 3.2液體金屬中非金屬及氣體的排除及凝固特點(diǎn)6</p><p><b> 3.3轉(zhuǎn)速計(jì)算8</b></p><p> 第4章 設(shè)計(jì)方案的比較選擇與確定10</p><p> 4.1
9、鋼模旋轉(zhuǎn)形式的選擇10</p><p> 4.2頭數(shù),轉(zhuǎn)速范圍,出件方式,軸承冷卻方式,制動(dòng)方式10</p><p> 4.3 主軸變速方案12</p><p> 第5章相關(guān)物理參數(shù)的計(jì)算15</p><p> 5.1鋼模及工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算15</p><p> 5.2皮帶輪與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算1
10、6</p><p> 5.3功率計(jì)算18</p><p> 5.4 扭矩計(jì)算19</p><p> 第6章電機(jī)型號(hào)的選擇21</p><p> 第7章 主軸設(shè)計(jì)23</p><p> 7.1 主軸受力分析23</p><p> 7.1.1受力圖23</p>
11、<p> 7.2 皮帶選擇,皮帶拉力Q的確定25</p><p> 7.2.1 皮帶相關(guān)計(jì)算25</p><p> 7.3 主軸直徑計(jì)算28</p><p> 7.4 主軸的剛度計(jì)算31</p><p> 7.4.1 受力圖及相關(guān)計(jì)算31</p><p> 7.4.2 變形及撓度計(jì)算
12、31</p><p> 第8章 軸承選擇38</p><p> 第9章 安裝與調(diào)試注意事項(xiàng)41</p><p><b> 結(jié) 論42</b></p><p><b> 致 謝43</b></p><p> 參 考 文 獻(xiàn)44</p>
13、<p><b> 第1章 前 言</b></p><p> 1.1 離心澆注機(jī)的特點(diǎn)</p><p> 1)澆注生產(chǎn)各種中小型銅合金套環(huán)類零件,獲得優(yōu)質(zhì)鑄</p><p><b> 件和良好的經(jīng)濟(jì)效益</b></p><p> 2)離心澆注生產(chǎn)率遠(yuǎn)高于金屬型或砂型鑄造,大大提
14、高</p><p><b> 了金屬利用率</b></p><p> 3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,性能良好,能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高</p><p> 生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品成本</p><p> 4) 生產(chǎn)的操作簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動(dòng)化</p><p> 1.2 離心鑄造的特點(diǎn)</p>
15、;<p> 1)離心鑄造是將液體金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中,使液體金屬在離</p><p> 心力的作用下充滿鑄型和凝固成形的一種生產(chǎn)工藝,是一種特殊</p><p> 的鑄造方法。在鑄造工程中離心力對(duì)鑄型的成形和金屬的結(jié)晶過</p><p> 程起著很重要的作用,主要有一下四點(diǎn): &l
16、t;/p><p> 使金屬液能很好的充滿鑄型;</p><p> 得到鑄件的“自由表面”,不用泥心而形成圓柱形的內(nèi)孔;</p><p> 有助于液體金屬中的氣體和非金屬雜物的排除;</p><p> 影響金屬的結(jié)晶過程,因而也影響所得的鑄件的各種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)</p><p> 2)根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸的空間位置不
17、同,常用的有立式和臥式離心澆注機(jī)兩種。</p><p> 立式離心澆注機(jī)的鑄型是繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的它主要用來生產(chǎn)高度小于直徑的圓環(huán)類鑄件,有時(shí)也用此種離心澆注機(jī)澆鑄異性鑄件。(如軸套、打的環(huán)類零件)</p><p> 臥式離心澆注機(jī)的鑄型是繞水平軸旋轉(zhuǎn)的,它主要用來生產(chǎn)長(zhǎng)度大于直徑的瓦類和管類零件(如軸瓦、氣缸套、封嚴(yán)漲圈)</p><p> 3)與一般鑄造方法相
18、比較,離心鑄造有以下優(yōu)點(diǎn)。</p><p> 液體金屬能在鑄型中形成中空的圓柱形自由表面,這樣便可不用型芯就能鑄出中空的鑄件,大大簡(jiǎn)化了套筒,管類鑄件的生產(chǎn)過程。</p><p> 由于旋轉(zhuǎn)時(shí)液體金屬所產(chǎn)生的離心力的作用,離心鑄造工藝可提高金屬充滿鑄型的能力,因此一些流動(dòng)性較差的合金和薄壁鑄件都可以用離心鑄造生產(chǎn)。</p><p> 由于離心力的作用,改善了補(bǔ)
19、縮條件,氣體和費(fèi)金屬夾雜也易于在液體金屬中排除,因此離心鑄件的組織較致密,縮孔(縮松)、氣孔、夾雜等缺陷減少。</p><p> 消除或可大大節(jié)省澆注系統(tǒng)和冒口表面的金屬消耗。</p><p> 鑄件易產(chǎn)生偏析,鑄件內(nèi)表面叫粗糙,內(nèi)表面尺寸不易控制。</p><p> 4)離心鑄造的第一個(gè)專利是在1809年由英國人恰爾特提出的,知道20世紀(jì)初期這一方法在生產(chǎn)方
20、面在逐漸被采用,目前我國已生產(chǎn)出高度機(jī)械化,自動(dòng)化的離心澆注機(jī),并建起大量的機(jī)械化離心鑄管車間。</p><p> 1.3 本設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容與意義</p><p> 主要的研究?jī)?nèi)容:因廠家9個(gè)品種的封嚴(yán)漲圈的加工需要,先在本設(shè)計(jì)中將設(shè)計(jì)一臺(tái)離心澆注機(jī)完成該9個(gè)品種的封嚴(yán)漲圈的毛胚制造,離心澆注機(jī)要求實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)變速,推出機(jī)構(gòu)機(jī)械自動(dòng)推出;學(xué)習(xí)掌握離心澆注的原理,根據(jù)此原理,計(jì)算加工9個(gè)
21、品種封嚴(yán)漲圈所需的最佳轉(zhuǎn)速,并以此設(shè)計(jì)無級(jí)調(diào)速離心澆注機(jī),最后加以可行性分析。</p><p> 9個(gè)品種的封嚴(yán)漲圈的生產(chǎn),若所有的封嚴(yán)漲圈都從外廠買進(jìn),價(jià)格高而且生產(chǎn)廠家少,雖然從機(jī)械加工水平來看封嚴(yán)漲圈切削加工工藝部分是能夠完成的,但是毛胚制造常不能完成或只能完成少數(shù)幾個(gè)品種,考察起來除金屬液配方溫度高的影響外,起關(guān)鍵是沒有一臺(tái)性能有兩的離心澆注機(jī),就目前看大多離心澆注機(jī)轉(zhuǎn)速多為單速形式,而對(duì)封嚴(yán)漲圈來說轉(zhuǎn)
22、速正好是影響鑄件質(zhì)量的重要因素,可看出單速離心機(jī)顯得很不適應(yīng)生產(chǎn)的需要,所以在此設(shè)計(jì)改進(jìn)離心澆注機(jī)也是很有必要的;就離心澆注機(jī)結(jié)構(gòu)來看,它簡(jiǎn)單可靠,性能良好,能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品成本,有效地提高了經(jīng)濟(jì)效益,生產(chǎn)的操作簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動(dòng)化。綜上在此設(shè)計(jì)改進(jìn)離心澆注機(jī)是很有必要的,也是很及時(shí)的。</p><p> 第2章 設(shè)計(jì)資料的收集</p><p> 2.1
23、 需要生產(chǎn)的9個(gè)品種封嚴(yán)漲圈尺寸</p><p> 表2—1 9個(gè)品種封嚴(yán)漲圈尺寸</p><p> 2.2 工件名稱,材料,晶體形態(tài)</p><p><b> 材料:CrMo鑄鐵</b></p><p> (其中 C—2.9~3.2 Si—1.9~2.3 Ni0.4 Mn—0.6~1.0&
24、lt;/p><p> P—0.2~10 S0.1 Cr—0.6~0.9 Mo—0.6~0.9)</p><p> 組織:珠光體等40種</p><p> 材料性能:一定強(qiáng)度和彈性</p><p> 加工零件名稱:封嚴(yán)漲圈</p><p> 2.4 鋼模及其轉(zhuǎn)速參考數(shù)據(jù)</p&g
25、t;<p> 1)澆鑄鉻鉬鑄鐵時(shí),可先冷卻鋼模裝置,但今后用來澆注銅套等有色金屬時(shí)需要冷卻鋼模,冷卻水管裝于鋼模防護(hù)罩上,噴灑在鋼模上,澆鑄銅類工件時(shí),模和工件重量相應(yīng)增加,工件越重,轉(zhuǎn)速越低,鋼模材料為35鋼,模子最大壁厚可按60~70設(shè)計(jì),鋼模放置方式采用臥式。</p><p> 2)最好采用無級(jí)變速,轉(zhuǎn)速為600~1300r/s</p><p> 3)若采用齒輪箱
26、四級(jí)變速,轉(zhuǎn)速為70020r/s 80020r/s 110050r/s 130050r/s</p><p> 2.5 澆鑄工藝過程</p><p> 開機(jī)—測(cè)量轉(zhuǎn)速—烘烤模子—涂料(水,白泥)—注入金屬液—打開水冷—停機(jī)—取出工</p><p><b> 2.6現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況</b></p><p> 1
27、) 在東風(fēng)實(shí)習(xí)時(shí),它的鑄造廠離心澆鑄車間的離心澆注機(jī)是單速的,因?yàn)樗簧a(chǎn)一種零件,專業(yè)化程度高,推出機(jī)構(gòu)采用液壓方式,液壓推出方式運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),但有漏油現(xiàn)象。</p><p> 2) 對(duì)成都動(dòng)力配件有限公司離心澆注機(jī)的調(diào)查。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和該廠設(shè)備技術(shù)員反映,原離心澆注機(jī)存在問題較多。</p><p> 推桿經(jīng)常頂彎,彎曲后卡在主軸上,使生產(chǎn)無法繼續(xù)進(jìn)行。他們?yōu)榇瞬坏貌欢嘀圃鞄赘茥U以備使用。
28、經(jīng)驗(yàn)表明該推該設(shè)計(jì)穩(wěn)定性不夠,直徑只需增加2~3mm就能滿足穩(wěn)定性要求。</p><p> 原蝸桿減速器的一級(jí)減速皮帶輪磨損很快,他們不得不在每班鑄造完畢后將皮帶松開,但任不理想,是由于減速器空間位置限制,不得已使皮帶輪直徑設(shè)計(jì)過小。</p><p> 主軸制動(dòng)電磁鐵線圈易損壞。</p><p> 3)對(duì)成都發(fā)動(dòng)機(jī)公司現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。該車間的離心澆注機(jī)沒有推出機(jī)構(gòu),
29、沒有變速機(jī)構(gòu),變速靠皮帶輪,生產(chǎn)效率,品種單一。了解到粘膜的主要原因是澆注溫度過高,涂料不均造成的。從加熱金屬型開始,鑄型涂料被準(zhǔn)確穩(wěn)定低不變噴到型壁上。隨后是澆注,循環(huán),冷卻和確保金屬液的冷凝時(shí)間直至停機(jī)取件。</p><p> 第3章.離心澆鑄的理論基礎(chǔ)</p><p> 3.1作用于液體金屬的力和壓力</p><p> 1)當(dāng)鑄型旋轉(zhuǎn)時(shí),金屬液體會(huì)產(chǎn)生一
30、個(gè)離心力,設(shè)作用于單位體積金屬液的離心力Q由(機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè))公式3—1計(jì)算得:</p><p><b> ?。?—1)</b></p><p><b> 式中:</b></p><p> w——鑄型旋轉(zhuǎn)的角速度(rad/s)</p><p> n——鑄型的轉(zhuǎn)速(r/s)</p>
31、<p> ——液體金屬的比重(g/)</p><p> ——液體金屬中任一一點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)半徑()</p><p> ——重力加速度(980/)</p><p> m——金屬的質(zhì)量(g)</p><p> 把作等角速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)看作一個(gè)靜止的系統(tǒng)來研究,其中的物體可以認(rèn)為比只受地心引力作用的物體重了倍。</p>
32、<p> 把單位體積金屬液體的離心力Q可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)中金屬單位體積的質(zhì)量“即液</p><p> 體金屬的”比重。把離心力中單位體積液體金屬做產(chǎn)生的離心力稱為“有效重量” ,=。</p><p> 2)用液體靜力學(xué)的公式3—2研究金屬中的壓力大小,得</p><p><b> ?。?—2)</b></p>&l
33、t;p> (其中為液體金屬的內(nèi)孔直徑)</p><p> 根據(jù)上述公式繪出的旋轉(zhuǎn)鑄型中的液體金屬內(nèi)部半徑與壓力的關(guān)系</p><p><b> 如圖31所示:</b></p><p> 圖31 液體金屬內(nèi)部半徑與壓力關(guān)系</p><p> 3.2液體金屬中非金屬及氣體的排除及凝固特點(diǎn)</p>
34、<p> 1)根據(jù)阿基米德浮力定律,金屬液體的壓力作用會(huì)使比金屬液比重輕的夾雜物向內(nèi)層移動(dòng)。同樣,會(huì)使比金屬液比重重的夾雜物向外層移動(dòng),轉(zhuǎn)速越快,壓力越大,夾雜物移動(dòng)越快越多。</p><p> 2)離心力對(duì)金屬的結(jié)晶過程主要有一下3個(gè)方面的影響:</p><p><b> 保證定向凝固。</b></p><p> 由于外層
35、外層金屬先于內(nèi)存金屬冷卻的作用,鑄件將于外層開始想自由表面(內(nèi)層)定向凝固;而液體金屬的收縮最終將表現(xiàn)為自由表面半徑的擴(kuò)大,在鑄件本身體積中將不會(huì)有鎖孔和缺陷。</p><p><b> 加強(qiáng)補(bǔ)縮。</b></p><p> 這是離心鑄造的主要特點(diǎn)之一。在離心鑄造中大部分晶間縮孔得到補(bǔ)給,消除了分散的微觀縮孔而獲得致密的鑄件。</p><p&g
36、t;<b> 使結(jié)晶細(xì)化。</b></p><p> 由于金屬液體剛進(jìn)入鑄模后,內(nèi)外層金屬有一個(gè)相對(duì)流動(dòng),不斷破壞,加上外層凝固造成的柱狀晶的發(fā)展,從而起到細(xì)化晶粒的作用。</p><p> 3)鑄造模理論轉(zhuǎn)速的確定。</p><p> 從前人無數(shù)次實(shí)驗(yàn)可知,離心機(jī)轉(zhuǎn)速的高低過大過小都會(huì)對(duì)鑄件造成不良的影響。</p>&l
37、t;p> 轉(zhuǎn)速過大會(huì)產(chǎn)生偏析,結(jié)晶組織粗大以及粘砂,粘模,外表面縱向裂紋增大。</p><p> 轉(zhuǎn)速過小則會(huì)產(chǎn)生氣孔,縮孔,非金屬夾雜物及起皮等缺陷。</p><p> 選擇離心鑄型的轉(zhuǎn)速時(shí),主要考慮兩個(gè)問題:</p><p> 離心鑄型的轉(zhuǎn)速應(yīng)保證液體金屬在進(jìn)入鑄型后立刻能形成圓筒形繞軸線旋轉(zhuǎn);</p><p> 充分利用
38、離心力的作用,保證得到良好的鑄件內(nèi)部質(zhì)量,避免鑄件內(nèi)部產(chǎn)生縮孔,縮松,夾雜和氣孔。</p><p> 臥式離心鑄造時(shí),為保證液體金屬在型壁上的成形,應(yīng)該使液體金屬自由表面上的最高點(diǎn)處的金屬質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的離心力重力,如圖3—2所示:(其中為金屬液體質(zhì)點(diǎn)的角速度,為鑄件的內(nèi)表面半徑)</p><p> 圖3—2離心力與重力關(guān)系</p><p> 4)保證鑄件致密度的
39、鑄型轉(zhuǎn)速的選擇。</p><p> 離心鑄件內(nèi)表面上 金屬質(zhì)點(diǎn)的有效重度可按參考文獻(xiàn)【5】公式式3—3計(jì)算:</p><p><b> (3—3)</b></p><p> 式中: ——鑄型轉(zhuǎn)速(r/m),=</p><p> ——液體金屬的有效重度,(N/)</p><p> ——
40、液體金屬的重度(N/)</p><p> ——鑄件的內(nèi)表面半徑(m)</p><p> 蘇聯(lián)康斯坦丁諾夫經(jīng)研究提出,不管液體金屬種類如何,只要早鑄件內(nèi)表面能保證金屬的有效重度=,就能保證得到組織致密的離心鑄件,故可得5520公式:</p><p><b> ?。?—4)</b></p><p><b>
41、3.3轉(zhuǎn)速計(jì)算</b></p><p> 根據(jù)式3—4的5520公式計(jì)算出生產(chǎn)9個(gè)零件毛胚的最低轉(zhuǎn)速如下表3—1所式:</p><p> 表3—1毛胚的最低轉(zhuǎn)速</p><p> 把以上9個(gè)轉(zhuǎn)速相近的集中為4個(gè)轉(zhuǎn)速帶,并從高到低排列如下表3—2所示:</p><p><b> 表3—2 轉(zhuǎn)速帶</b>
42、</p><p> 由表4—1,4—2可以看到,與車間提供的4個(gè)轉(zhuǎn)速70020r/s , 80020r/s , 110050r/s , 130050r/s比較,可見轉(zhuǎn)速相差很大。</p><p> 第4章 設(shè)計(jì)方案的比較選擇與確定</p><p> 4.1鋼模旋轉(zhuǎn)形式的選擇</p><p> 本設(shè)計(jì)的離心澆注機(jī)用于生產(chǎn)的工件系細(xì)長(zhǎng)
43、空心件,故排除立式離心機(jī),而只考慮臥式繞水平軸旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)。</p><p><b> 1)懸臂式</b></p><p> a, 特點(diǎn): 變速范圍較小,鑄型可空冷或水冷,用人力或氣動(dòng)頂桿頂出鑄件,鑄型內(nèi)徑mm以下(個(gè)別)筒形鑄件,長(zhǎng)度大于或等于直徑為宜。</p><p> b, 應(yīng)用范圍:小型銅套,雙金屬軸瓦和汽車拖拉機(jī)用鑄鐵銅套。&l
44、t;/p><p><b> 2)滾輪式</b></p><p> a, 特點(diǎn):鑄型架在兩對(duì)托輥上一側(cè)為主動(dòng)托輥,有電動(dòng)機(jī)傳動(dòng),托輥之間的距離可以調(diào)節(jié),以適應(yīng)大小不同的鑄型,兩托輥中心夾角為,且輥軸與鑄型中心有較高的平行度。</p><p> b, 應(yīng)用范圍:生產(chǎn)各種直徑較大(最大直徑為1000mm)的銅套,鐵套,鋼套,雙金屬空心軋輥和鑄鐵管等
45、。</p><p> 4.2頭數(shù),轉(zhuǎn)速范圍,出件方式,軸承冷卻方式,制動(dòng)方式</p><p><b> 1) 頭數(shù)</b></p><p> 離心澆注機(jī)就其一臺(tái)機(jī)器所具有的鋼模工作數(shù)稱為離心澆注機(jī)的鋼模頭數(shù),簡(jiǎn)稱頭數(shù)。一般為單頭,雙頭或多頭式。</p><p> a, 單頭離心機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適合小批量或大批量生產(chǎn)。
46、小批量生產(chǎn)時(shí)但臺(tái)單機(jī)組;大批量生產(chǎn)時(shí)可以排成澆口相對(duì)的兩排,配合空架滑塊半自動(dòng)化澆鑄。</p><p> b,雙頭離心機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊,生產(chǎn)效率高的特點(diǎn),但需兩頭同時(shí)澆鑄或間隔很短的時(shí)間內(nèi)澆鑄才能發(fā)揮雙頭的作用。當(dāng)然,若用于小批量?jī)蓚€(gè)品種的生產(chǎn),配合調(diào)速機(jī)構(gòu),也可在兩頭安裝不同的模子,在不同的轉(zhuǎn)速下澆鑄不同的鑄件,這樣節(jié)約了換模時(shí)間。雙頭離心機(jī)在大批量生產(chǎn)工件時(shí),機(jī)器的排列與單頭有所區(qū)別。目前,阻礙雙頭離心機(jī)發(fā)展
47、的主要障礙是無合適的推出機(jī)構(gòu)予以配合,影響了生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提高。</p><p> C,多頭離心機(jī)實(shí)際上是單頭離心機(jī)的組合,一般是將單頭離心機(jī)安裝在一個(gè)大的轉(zhuǎn)盤上,只有一個(gè)澆包口,在旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)完成所有澆鑄工序。但多頭離心機(jī)維修復(fù)雜,故障發(fā)生率高,目前被很少廠家采用。</p><p><b> 2) 轉(zhuǎn)速范圍</b></p><p>
48、 對(duì)不同金屬不同直徑的鑄件,需要不同的澆鑄轉(zhuǎn)速,這是根據(jù)離心澆鑄的基礎(chǔ)理論可知的,對(duì)生產(chǎn)批量大,比較單一的產(chǎn)品,一般采用滾輪機(jī)構(gòu),造成單速或雙速;對(duì)于生產(chǎn)批零不大,且有多個(gè)品種時(shí),宜采用多速機(jī)構(gòu),一般用齒輪箱變速獲得。但如果再增加品種,特別是航空部門要求嚴(yán)格轉(zhuǎn)速的品種,齒輪箱變速將明顯不能適應(yīng)生產(chǎn)要求,為此采用電機(jī)無級(jí)變速來解決這一問題。</p><p><b> 3) 出件方式</b>
49、</p><p> 工件澆鑄完畢后,需要吧工件從模子中取出,目前采用的有人工取件和自動(dòng)取件兩種。</p><p> a,人工取件是待工件充分冷卻后方可取出,但若遇到涂料不好,有將模子粘住,而使工件模子都不能取出而報(bào)廢。人工取件只適合于小批量生產(chǎn)。</p><p> b,自動(dòng)取件是把主軸做成空心的,里面放一推桿,在金屬充分凝固后推出,推出時(shí)金屬還是熾熱的,常有一
50、定的塑變能力,故無粘模報(bào)廢危險(xiǎn)。適合大批量生產(chǎn)。自動(dòng)取件的原動(dòng)力有氣動(dòng)式,機(jī)械式及液動(dòng)式三種。</p><p> 氣動(dòng)式有體積小造價(jià)低的特點(diǎn)是由于氣體推動(dòng)力對(duì)氣體體積的影響太大。在工件前的瞬間力量集儲(chǔ)達(dá)到最大,之后就只要很小的動(dòng)力了,但由于是氣體原動(dòng)力,急劇膨脹的氣體將快速移動(dòng)推桿,把工件頂出模子。</p><p> 機(jī)械式克服了氣動(dòng)式的缺點(diǎn),但體積大,造價(jià)要高些。</p>
51、<p> 液動(dòng)式即油壓式。先進(jìn)但主要存在兩個(gè)問題:一是在某些場(chǎng)合造價(jià)不一定低于機(jī)械式;二是高溫場(chǎng)合可能發(fā)生燃燒,冒煙事故。</p><p><b> 4) 軸承冷卻方式</b></p><p> 工件的高溫必將通過軸頸傳遞給軸承,造成軸承的損壞或主軸壽命下降,因此必須對(duì)其冷卻,有兩種冷卻方式:其一是冷卻軸承頸;其二是冷卻軸承外圈。第一種方法由于水槽
52、對(duì)軸頸的強(qiáng)度的削弱,宜在實(shí)心軸(無推出裝置)上采用。第二種適合于對(duì)空心軸的冷卻。</p><p><b> 5)制動(dòng)方式的選擇</b></p><p> 離心機(jī)由于鋼模和主軸有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,停機(jī)后若不制動(dòng)將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)很久,造成時(shí)間上很大的浪費(fèi)。</p><p> 制動(dòng)方式有人工制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)以及電制動(dòng)。對(duì)于小批量生產(chǎn)可用人工制動(dòng),大批量生
53、產(chǎn)可用電制動(dòng)。</p><p> 制動(dòng)器是用來減低機(jī)械速度或使機(jī)械停止的裝置,有時(shí)也叫做限速裝置。制動(dòng)可靠,操作靈活,散熱良好,體積小,重量輕是制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)和選擇的基本要求。制動(dòng)器主要由制動(dòng)架,摩擦元件和驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成。</p><p> 按其結(jié)構(gòu)形式分類有:有塊式制動(dòng),帶式制動(dòng),圓盤和圓錐軸向壓力制動(dòng)。</p><p> 按其制動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式分類有:電動(dòng)
54、式(TJ2 TZ2 ZW2 JC2),液壓式(YZW)</p><p> 其中電動(dòng)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作安全可靠,但工作時(shí)噪音很大,沖擊也很大,電磁線圈壽命短,磨損嚴(yán)重,用于操作頻繁,快速啟動(dòng)的場(chǎng)合。液壓式:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但工作平穩(wěn),無噪音,動(dòng)作稍緩慢,用于操作不大頻繁,不需要快速啟動(dòng),制動(dòng)的場(chǎng)合,如起重機(jī)的回轉(zhuǎn),運(yùn)行機(jī)構(gòu)。</p><p> 綜上根據(jù)這些特點(diǎn)選擇電磁制動(dòng)式。</p&g
55、t;<p> 4.3 主軸變速方案</p><p> 1)方案一:主軸由JZT無級(jí)調(diào)速電機(jī)帶動(dòng),如圖4—1所示:</p><p> 圖4—1JZT 無級(jí)調(diào)速電機(jī)</p><p> 1—JZT無級(jí)調(diào)速電機(jī) 2—主軸 3—工件</p><p> 4—推桿 5—推出裝置
56、 6—軸承座</p><p> 該方案主軸可無級(jí)調(diào)速,它隨電機(jī)變化而變化,完全滿足對(duì)速度的苛刻要求。這種方案的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工人操作簡(jiǎn)單,維修,檢測(cè)以及拆裝都很方便。缺點(diǎn)是:電機(jī)叫昂貴(10kw電機(jī)約1800元,而普通電機(jī)600元)</p><p> 2)方案二:主軸有PIU機(jī)械無級(jí)變速箱帶動(dòng)如圖4—2所示:</p><p> 圖4—2 PIU機(jī)械無級(jí)變速箱
57、 </p><p> 1—電機(jī) 2—PIU變速箱 3—主軸</p><p> 4—軸承座 5—推出裝置 6—工件</p><p> 該方案主軸可無級(jí)調(diào)速,亦可滿足公式的要求:</p><p> 優(yōu)點(diǎn):是可直接外購標(biāo)準(zhǔn)件,使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明。</p>
58、<p> 缺點(diǎn):若變速箱出毛病后裝拆,維修很不方便。</p><p> 3)主軸有6級(jí)變速箱帶動(dòng),原理圖如圖4—2所示不變:所不同的是將2換成了有級(jí)變速箱,其優(yōu)點(diǎn)為:</p><p> 優(yōu)點(diǎn):傳動(dòng)可靠,在叫惡劣的環(huán)境中不影響設(shè)備工作;叫便宜;能滿足特定的幾種速度要求。</p><p> 綜上所述,方案1比2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,且更經(jīng)濟(jì),在使用性能上2并不大理
59、想,實(shí)際使用上1方案JZT無級(jí)調(diào)速電機(jī)使用起來更可靠。</p><p> 方案3不可取,因?yàn)殡m然已達(dá)到主軸6中轉(zhuǎn)速,但終究不能達(dá)到換一種規(guī)格零件就馬上有一個(gè)相應(yīng)速度的要求。</p><p> 以上對(duì)離心機(jī)的5個(gè)重要因素作了分析。最后選擇了單頭,無級(jí)調(diào)速,機(jī)械出件,軸承外圈冷卻和電制動(dòng)。這一方案突出的有點(diǎn)是采用了無級(jí)調(diào)速解決了生產(chǎn)品種多和質(zhì)量要求高之間的矛盾。該機(jī)除了具有上述優(yōu)點(diǎn)外,還具
60、有生產(chǎn)時(shí)工人勞動(dòng)強(qiáng)度低,操作簡(jiǎn)便,可靠等特點(diǎn)。但該機(jī)人具有占地較大和單機(jī)生產(chǎn)能力不夠高的特定,有待改進(jìn)。</p><p> 4)無級(jí)調(diào)速離心澆注機(jī)應(yīng)用范圍。</p><p> 由于它可根據(jù)零件生產(chǎn)的要求確定不同轉(zhuǎn)速,所以可以滿足絕大部分漲圈,銅套,軸瓦等零件的毛胚生產(chǎn)。</p><p> 可推廣使用,生產(chǎn)汽車氣缸套,汽缸漲圈等零件毛胚。</p>
61、<p> 5)無級(jí)調(diào)速離心澆注機(jī)不足及待改進(jìn)的地方。</p><p> 在鑄模錢加滑軌,使工人將澆包中鐵水倒入小車上空懸坩鍋中,將小車推靠模具,目的是進(jìn)一步減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,使零件毛胚幾何尺寸精確。</p><p> 在鑄模前底部設(shè)計(jì)一機(jī)械取件裝置,待推出工件時(shí)該裝置上升接住工件,再將工件拖出放上傳送帶,目的是進(jìn)一步減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,使整個(gè)澆注過程自動(dòng)化。</p>
62、;<p> 6)傳動(dòng)原理圖,電器原理圖如下:</p><p> 圖4—3 傳動(dòng)原理圖,電器原理圖</p><p><b> 相關(guān)物理參數(shù)的計(jì)算</b></p><p> 5.1鋼模及工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算</p><p> 相關(guān)物理量如圖5—1所示:</p><p><b
63、> 圖5—1 工件圖</b></p><p> 由公式(機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè))計(jì)算得:</p><p><b> 工件質(zhì)量:</b></p><p><b> ?。?—1)</b></p><p><b> 工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:</b></p>&
64、lt;p><b> ?。?—2)</b></p><p> 模子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如圖5—2所示</p><p> 圖5—2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如圖</p><p><b> ?。?—3)</b></p><p> 以上各式中,=,為鉻鉬鑄鐵的密度;模長(zhǎng)L=21cm;</p><p&g
65、t; ——工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ——模轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(單位:)</p><p> = = </p><p> = = ( 單位:g)(其中=34cm =cm =1.3D cm )</p><p> 將上面各式代入式5—1,5—2,5—3并把轉(zhuǎn)動(dòng)慣量化為得到:</p><p> ?。ǎ?(
66、5—4)</p><p> ?。ǎ?(5—5)</p><p> 由式5—4,式5—5計(jì)算所得的工件及鋼模的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下表5—1所示:</p><p> 表5—1 工件及鋼模的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p> 5.2皮帶輪與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算</p><p><b> 參考同類機(jī)器初選:</b&
67、gt;</p><p> 主軸直徑: =110mm 長(zhǎng) </p><p> 皮帶輪直徑: =200mm 寬</p><p> 制動(dòng)輪直徑 寬</p><p> 注:因主軸內(nèi)有以同時(shí)旋轉(zhuǎn)的推桿,故計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)可為實(shí)心軸。如下圖圖5—2所示:</p><p><b> 圖5—2 軸尺寸
68、圖</b></p><p><b> 由上圖知:</b></p><p><b> 合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:</b></p><p><b> 主軸重量: </b></p><p><b> 皮帶輪重量:</b></p><p&
69、gt;<b> 制動(dòng)輪重量: </b></p><p><b> 工件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:</b></p><p> 由于電機(jī)皮帶輪采用板幅式結(jié)構(gòu),重量約為2000g,直徑約為300mm,寬為100mm,由此計(jì)算出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量約為0.1。</p><p> 故皮帶輪,制動(dòng)輪,主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為:</p><
70、;p><b> 5.3功率計(jì)算</b></p><p><b> 由物理知識(shí): </b></p><p> 功率: (5—6)</p><p> 式中: 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 </p><p> ?。ㄗⅲ?jiǎn)?dòng)時(shí)無工件,故無)</p><p> 式5—6中相關(guān)物理量的
71、解釋:</p><p><b> ?。ǎぷ鹘撬俣?lt;/b></p><p> (S) ——啟動(dòng)時(shí)間</p><p> (r/s)——工作轉(zhuǎn)速</p><p><b> ?。╳)——功率</b></p><p> ?。ǎ鬏S旋轉(zhuǎn)角加速度</p><
72、;p><b> 把化為千瓦,</b></p><p><b> 則:。</b></p><p> 按不同啟動(dòng)時(shí)間計(jì)算功率(單位kw)如下表5—2所示</p><p> 表5—2 不同啟動(dòng)時(shí)間的功率</p><p><b> 5.4 扭矩計(jì)算</b></p
73、><p><b> ?。?—7)</b></p><p> 式中: 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 </p><p> 式5—6中相關(guān)物理量的解釋:</p><p><b> ——扭矩(N.m)</b></p><p> ——系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()</p><
74、;p> ——主軸轉(zhuǎn)速(r/s)</p><p><b> ——主軸角速度()</b></p><p><b> ——啟動(dòng)時(shí)間(S)</b></p><p> ——主軸旋轉(zhuǎn)角加速度()</p><p><b> 把扭矩化為:()</b></p>&l
75、t;p> 則: </p><p> 不同啟動(dòng)時(shí)間扭矩(單位)計(jì)算如下表5—3所示:</p><p> 表5—3 不同啟動(dòng)時(shí)間扭矩</p><p><b> 電機(jī)型號(hào)的選擇</b></p><p> 以前面第5章對(duì)功率和扭矩的計(jì)算為依據(jù)(傳動(dòng)幅少,且并無損失功率和扭矩太大的傳動(dòng)幅,故
76、功率效率問題不予考慮),現(xiàn)選擇JZT52—4無級(jí)調(diào)速電機(jī)。</p><p> 該電機(jī)主要?jiǎng)恿?shù)如下表6—1所示:</p><p> 表6—1電機(jī)主要?jiǎng)恿?shù)</p><p> JZT電磁調(diào)速異步電機(jī)簡(jiǎn)介:</p><p> 機(jī)構(gòu)特點(diǎn):由JO2系列電動(dòng)機(jī),電磁轉(zhuǎn)差離合器和控制裝置三部分組成,通過調(diào)節(jié)控制裝置調(diào)速電位器改變電磁轉(zhuǎn)差離合器
77、的激勵(lì)電流,從而改變電磁離合器從動(dòng)部分主動(dòng)部分的滑差,使電機(jī)獲得不同轉(zhuǎn)速,達(dá)到無級(jí)變速。</p><p> 主要性能及特點(diǎn):與其他調(diào)速機(jī)械比較有如下優(yōu)點(diǎn):</p><p> a, 調(diào)速范圍廣,調(diào)速性能好,能平滑地?zé)o級(jí)調(diào)速;</p><p> b, 具備速度負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),調(diào)速精度高,啟動(dòng)力矩大,平滑,可以強(qiáng)力啟動(dòng);c,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,使用可靠,成本低,
78、投資少。2)所選電機(jī)最高轉(zhuǎn)速為1250轉(zhuǎn),故采用傳動(dòng)比為的升速裝置,得到最高為2070r/m的主軸轉(zhuǎn)速。由于傳動(dòng)比為升速,故在不同的啟動(dòng)時(shí)間里,電機(jī)扭矩(單位kg.m)如下表6–—2所示:</p><p> 表6—2 不同啟動(dòng)時(shí)間電機(jī)扭矩</p><p> 從表中可以看出對(duì)有幾個(gè)工件電機(jī)的扭矩是不夠的,但考慮到電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)扭矩將有多增大(大約為額定工作情況的1.4~2倍--------
79、----《中小型點(diǎn)機(jī)產(chǎn)品樣本》第一機(jī)械工業(yè)部編)。故該電機(jī)能夠勝任。</p><p> 第7章 主軸設(shè)計(jì)</p><p> 7.1 主軸受力分析</p><p><b> 7.1.1受力圖</b></p><p> 如圖7—1:主軸前端為一懸臂梁,前軸承主要受鋼模的重量,該主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不承受(或少承受)軸向力,
80、主軸中部受皮帶拉力。對(duì)于皮帶輪和制動(dòng)盤及軸自重形成的力,不是很大,這里忽略不計(jì)。整個(gè)軸的中部和前部停止時(shí)承受一定的扭矩。</p><p><b> 圖7—1主軸受力圖</b></p><p> A----后支承點(diǎn) B----前支承點(diǎn)</p><p> ρ---鋼模及工件重量
81、Q----皮帶拉力</p><p> RAX、RAY分別為后支承在X、Y方向的受力</p><p> RBX、RBY分別為前支承在X、Y方向的受力</p><p> QX、QY分別為皮帶輪在X、Y方向的受力</p><p> 7.1.2主軸所受各力計(jì)算</p><p><b> 如圖7—2:<
82、/b></p><p> 澆鑄模和工件的重量、重心。</p><p> 重量:考慮到今后有可能澆鑄更大的工件,這里對(duì)鋼模的壁厚及重量有所加大,以對(duì)主軸剛度有所儲(chǔ)備。同前面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算比較可知,該壁厚的加大對(duì)功率和扭矩可發(fā)生太大的影響。 </p><p> 圖7—2 主軸結(jié)構(gòu)圖</p><p> 重量: P=3×&
83、#215;D²×r×a+×(D²-d´²)×r×(lm-2a)</p><p><b> 式中:</b></p><p> D=316mm 模外徑 d=206mm 工件外徑</p><p> d´=150mm 工件內(nèi)徑
84、r=7.8克/厘米² 碳鋼比重</p><p> a=60mm 端蓋及底盤厚lm=336mm 模總長(zhǎng)</p><p> P=3××3.16²×7.8×6+×(3.16²-1.5²)×7.8(3.36-2×0.6)</p><p> =21
85、2360(g)</p><p><b> =2.12(kg)</b></p><p><b> 鋼模重量:</b></p><p> 212-·(d²-d´²)·=186(kg)</p><p><b> 重心確定:</b&g
86、t;</p><p> 因?yàn)檩S前端有一安裝模用的法蘭盤,使重心偏移。</p><p> 取 b0=-20=-20=148mm</p><p> 7.2皮帶選擇,皮帶拉力Q的確定</p><p> 7.2.1 皮帶相關(guān)計(jì)算</p><p><b> 1)如下圖7—3</b><
87、/p><p><b> 圖7—3 皮帶</b></p><p> 電機(jī)型號(hào)JZT-52-4,額定功率為10Kw,最高轉(zhuǎn)速為1250轉(zhuǎn)/分,電動(dòng)機(jī)軸直徑為d=38mm,電機(jī)軸頭中心高度為H=225mm,要求從動(dòng)輪的最高轉(zhuǎn)速為2100轉(zhuǎn)/分,按兩班制工作頻繁啟動(dòng)設(shè)計(jì)。皮帶輪為斜上裝布置。</p><p> 2)根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】設(shè)計(jì)算下表7—1所
88、示:</p><p> 表7—1 皮帶相關(guān)參數(shù)</p><p> 3)皮帶輪及皮帶有關(guān)參數(shù)如下表7—2所示</p><p><b> 表7—2 參數(shù)表</b></p><p><b> 7.3主軸直徑計(jì)算</b></p><p> 1)確定最小直徑如下表7—2所示
89、,根據(jù)參考文獻(xiàn)【6】</p><p> 表7—3 主軸直徑相關(guān)參數(shù)</p><p> 計(jì)算結(jié)果:按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算軸頸 d≥28.8mm</p><p> 2)結(jié)果按扭矩剛度計(jì)算軸頸得</p><p><b> d≥38mm</b></p><p> 選取較大者為計(jì)算結(jié)果
90、得</p><p><b> d≥38mm</b></p><p> 從前面主軸按扭矩強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算出的主軸直徑d=38mm顯然是不符合要求的。(根據(jù)對(duì)推出力的計(jì)算,推桿直徑應(yīng)用45mm)對(duì)于按公式計(jì)算出的這個(gè)值不合實(shí)際的直徑這是因?yàn)楣奖旧淼牟粐?yán)密性造成的,公式中對(duì)空心軸用了一比值。。而無一個(gè)系數(shù)能反映對(duì)內(nèi)孔直徑的要求,這就難免出現(xiàn)上述的問題。下面參考有關(guān)資
91、料選取主軸外徑。</p><p> 首先選出內(nèi)孔d=5cm(推桿45mm兩端加滑套,間隙為2.5mm).</p><p> 根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》(大連組合機(jī)床研究所)當(dāng)≤0.5時(shí)有較好的剛度,這里取=0.5得到光軸外徑D=100mm。</p><p> 7.4.主軸的剛度計(jì)算</p><p> 7.4.1 受力圖及相關(guān)計(jì)算</
92、p><p> 1) 由于主軸受到皮帶的拉力和懸伸端鋼模的重量作用。當(dāng)主軸只受到皮帶拉力的作用時(shí),受力及變形情況如下圖7-4所示:</p><p> 圖7-4 主軸受力圖</p><p> 根據(jù)《材料力學(xué)》(b>a)</p><p> θA1= θB1=</p><p><b>
93、 Ab段內(nèi)最大撓度在</b></p><p><b> x1= 處</b></p><p> ?max1=P1a(l²-a²)×</p><p> 7.4.2變形及撓度計(jì)算</p><p> 1)當(dāng)主軸只受到鋼模重力作用時(shí),由于鋼模壁厚大,可視為剛性體,故受力及變形情
94、況如下圖7-5所示:</p><p> 圖7-5 撓度計(jì)算圖</p><p> θA21=·θB21=</p><p> θN21=·(2l+3h)</p><p> ?N21=·(l+h)</p><p> AB段內(nèi)最大撓度確定</p><p> Y2
95、1=·(l²-x²)———→Y21´= ·(l²-3x²) ———→</p><p> 令Y21´=0 得X21= ·l處有最大撓度———→代入可得Y21max=·</p><p> 即在X21= ·l處有最大撓度Y21max=</p><p> 由扭
96、矩造成的撓度變形為:</p><p> θA22=·θB22=</p><p> θN22=·(l+3h)</p><p> ?N22=·(2l+3h)</p><p> 在x= ·l處有最大的撓度Y22max=;以上各式中:</p><p> P1---------皮
97、帶拉力,由前計(jì)算P1=190㎏?×9.8=1863KN</p><p> P2-----------------鋼模及工件重量 P2=212㎏?=2078KN</p><p> I----------軸斷面的慣性矩;</p><p><b> I==</b></p><p><b> =4
98、60=4.6×</b></p><p> 2)根據(jù)參考文獻(xiàn)【6】表1-6</p><p> E=碳鋼的彈性模量 </p><p> E=2.1× ㎏?/cm²</p><p> =2.058× KN/m²</p><p> G=碳鋼的剪
99、切彈性模量 </p><p> G=8.1× ㎏?/㎝²</p><p> =7.94× KN/m²</p><p> M=鋼模重量對(duì)接頭處的彎矩</p><p> M=P2×(c-h)=2.2×(35.8-21.0)=2138㎏?=303KNm</p>&l
100、t;p><b> 代入數(shù)值計(jì)算</b></p><p><b> θA1 =</b></p><p><b> =</b></p><p> =9×10 弧度=0.00009弧度</p><p><b> θB1=</b><
101、/p><p><b> =</b></p><p> =9×10 弧度=0.00009弧度</p><p> θC1=θB1=9×10 弧度=0.00009弧度</p><p> AB段最大撓度位置:</p><p> x1= = =0.435m</p>&
102、lt;p><b> ?max=</b></p><p><b> =</b></p><p> =2.08× m=0.0208mm</p><p><b> θA21 = </b></p><p><b> =</b></p
103、><p> =6.6×弧度=0.000066弧度</p><p> θB21 =2θA21=2×6.6×10 =1.32×10 弧度=0.000132弧度</p><p> θN21 =·(2l+3h)</p><p> =×(2×0.86+3×0.21)&l
104、t;/p><p> =1.8×弧度=0.00018弧度</p><p> ?N21 =·(l+h)</p><p> =×(0.86+0.21)</p><p> =3.5× 弧度=0.035弧度</p><p> 在x21= ·l= ×0.86=0.5
105、m處最大撓度</p><p><b> Y21max=</b></p><p><b> =</b></p><p> =2.2× m=0.022mm</p><p><b> 由彎矩造成的變形為</b></p><p> θA22=
106、·θB22=</p><p><b> =</b></p><p> =4.6× 弧度=0.000046弧度</p><p> θB22=2θA22=2×4.6× =9.2× 弧度=0.000092弧度</p><p> θN22=·(l+3h)<
107、/p><p> =×(0.86+3×0.21)</p><p> =1.6× 弧度=0.00016弧度</p><p> ?N22=·(2l+3h)</p><p> =×(2×0.86+3×0.21)</p><p> =2.6×
108、m=0.026mm</p><p> 在x22= ·l=×0.86=0.5m處</p><p><b> Y22max=</b></p><p><b> =</b></p><p> =1.5× m=0.015mm</p><p>
109、以上幾種力對(duì)主軸變形的合成為:</p><p> θA =θA1+θA21+θA22</p><p> =0.00009+0.000066+0.000046</p><p> =0.000202弧度</p><p> θN =θB+θN21+θN22</p><p> =0.00034+0.00018+0.0
110、00160</p><p> =0.000654弧度</p><p> AB段內(nèi)最大撓度:從計(jì)算可知各力造成的最大撓度比較接近,故可近似認(rèn)為最大撓度在x=0.45 m處。并認(rèn)為合成最大撓度是各最大撓度的合成。</p><p> Ymax=fmax1+ Ymax21+ Ymax22</p><p> =0.0208+0.022+0.01
111、5</p><p> =0.05178mm</p><p> 在x=0.45m=450mm處</p><p> 法蘭盤連接處的撓度為:</p><p> YN =hθβ+?N21+?N22</p><p> =210×0.000314+0.035+0.026</p><p>
112、; =0.1269mm=0.13mm</p><p> 鋼模端部的撓度為(視鋼模為剛性體,按最大鋼模l=220mm)如下表7—4</p><p> 表7—4 鋼模端部的撓度</p><p><b> Ym=YN+HθN</b></p><p> =0.13+220×0.000654</p>
113、<p><b> =0.273mm</b></p><p> 取各種不同的跨距計(jì)算剛度如上表(計(jì)算過程略)。</p><p> 從表中可以看出當(dāng)跨距l(xiāng)=550時(shí),各參數(shù)最佳,l=1000時(shí)最差,但從安裝及機(jī)器布局上考慮,l=550時(shí)機(jī)器安裝電機(jī)處需加寬許多,造成機(jī)器整體造型不和諧。l=860時(shí)電機(jī)安裝處無明顯加寬,機(jī)器底盤為一長(zhǎng)條形,故主軸跨距初定
114、為l=860mm(主軸外徑D光軸定為100mm)。</p><p> 根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》(冶金工業(yè)出版社)對(duì)于一般用途的軸,撓度允許量為:</p><p> f=(0.0003~0.0005)l</p><p> =(0.0003~0.0005)(210+220)</p><p> =0.129~0.215mm
115、 (注:210+220)懸伸長(zhǎng)度)</p><p> 上面對(duì)主軸的剛度計(jì)算可知l=860時(shí)外伸段前端的最大撓度為0.273mm,這一值超過了一般的用途,軸彎曲剛度允許值的上限是0.215mm更超過了,剛度要求較高軸的剛度允許值0.086mm。離心澆鑄機(jī)雖說不上剛度要求很高,但撓度太大時(shí)旋轉(zhuǎn)后明顯是要影響設(shè)備和工件的質(zhì)量的。結(jié)合考慮到剛度余量,這里采用兩個(gè)并列向心球軸承為前支承。以加強(qiáng)主軸的彎曲剛度。(注:由于高
116、主軸為組長(zhǎng)體,既然彎曲剛度已能滿足要求,將不對(duì)彎曲強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行校核。)</p><p><b> 第8章.軸承選擇</b></p><p> 各種軸承能夠允許的最大轉(zhuǎn)角:</p><p> 向心球軸承 [θ]=0.005 向心球面軸承 [θ]=0.005</p><p> 圓錐滾子軸承[θ]=0
117、.0016 圓柱滾子軸承 [θ]=0.0025</p><p> 為了加強(qiáng)主軸剛度,確定前支承采用兩個(gè)單列向心球軸承(0000系列),后軸承采用兩個(gè)圓錐滾子軸承(7000系列)以承受靜態(tài)時(shí)推桿產(chǎn)生的軸向力。</p><p> 軸承工作條件:外載平穩(wěn),軸承轉(zhuǎn)速nmax=2100轉(zhuǎn)/分,多數(shù)情況n=1700轉(zhuǎn)/分;徑向載荷Fr=250㎏.當(dāng)n=800轉(zhuǎn)/分時(shí),F(xiàn)r=300㎏,軸向動(dòng)
118、載荷20㎏(推桿彈簧產(chǎn)生)軸向靜載荷3500㎏(由推出力計(jì)算確定)。</p><p><b> 1).確定前軸承。</b></p><p> 根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】表19-8</p><p> 軸向力Fa=0 徑向力Fr==125㎏</p><p> 考慮到兩個(gè)軸承載荷的不均,取Fr=
119、5;250=167㎏</p><p> 當(dāng)量動(dòng)載荷 P=Fr=167㎏(<c=6410㎏)</p><p> 當(dāng)量靜載荷 P0=Fr=167㎏(<c0=5830㎏)</p><p> 選用前軸承為兩個(gè)122型軸承。</p><p> 2). 確定后軸承。</p><p> 根據(jù)表1
120、9-18已知,軸向靜載力Fa=3500㎏,軸向動(dòng)載力Fa=20㎏(推桿彈簧產(chǎn)生的)徑向力Fr=167㎏。</p><p><b> ==0.12<e</b></p><p> 初定 7217 e=0.44 c0=10700 y=1.4 y0=0.8</p><p><b> P=Fr=167㎏<
121、/b></p><p> 又=0.12<==0.625</p><p> P0=Fr=167㎏(<c0=10700㎏)</p><p> 以該力選軸承顯然是不符合實(shí)際的,因?yàn)檩S承在靜止推桿推出時(shí)許承受相當(dāng)大的軸向力(3500㎏),如果把此力分解為徑向力則有Fr=Fa·ctgα 查表19-18</p><p>
122、;<b> α=15º。</b></p><p> Fr=(3500ctg15º)/2==6531㎏=ρ</p><p> 7271額定載荷c0=10700㎏,安全系數(shù) n===1.62</p><p> 查表19-7,軸承能滿足要求。</p><p><b> 3).壽命計(jì)算&l
123、t;/b></p><p> 根據(jù)式(19-2) (h)</p><p> 式中 Lh---------軸承的額定壽命(h)</p><p> n----------軸承的轉(zhuǎn)速 (rpm)</p><p> 大多數(shù)情況下 n=1700轉(zhuǎn)/分</p><p>
124、;<b> 前軸承:</b></p><p> P=軸承壽命指數(shù) 球軸承 P=3</p><p><b> 滾子軸承 P=</b></p><p> C=軸承額定動(dòng)載荷 查表19-8</p><p> 122軸承 C=6410㎏</p>
125、<p> 據(jù)《機(jī)械零件》(教科書)式(10-1)雙列排列時(shí),球軸承</p><p> C=1.625×6410=10416㎏</p><p> 考慮軸承工作溫度較高約為t=150ºc,查表19-5 ft=0.9</p><p> C=ft×10416=0.9×10416=9375㎏</p>
126、<p> 由前:P=167㎏ 代入</p><p><b> =1.7× (h)</b></p><p><b> 后軸承:</b></p><p><b> P=10/3</b></p><p> 查表19-8 C=10200㎏</
127、p><p> 圓錐滾子軸承雙列排列時(shí)</p><p> C=1.715×10200=17493㎏</p><p> P=167㎏ 代入</p><p><b> =1.2×(h)</b></p><p> 顯然該壽命與實(shí)際情況是不完全符合的,因?yàn)楹筝S承除了有徑向力與高速
128、下的損失外,還要承受靜止時(shí)推桿推出時(shí)產(chǎn)生的推力,降低軸承壽命。但根據(jù)計(jì)算還是符合要求的。</p><p> 第9章.安裝與調(diào)試注意事項(xiàng)</p><p> 安裝時(shí)注意前后軸承的同軸度要求。(見總圖)</p><p> 1.主軸安裝后旋轉(zhuǎn)不得卡住,轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,無雜聲。</p><p> 2.軸承冷卻即鋼模冷卻用水,但要注意密封,不得泄漏。&
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