畢業(yè)設計---全自動軸承內(nèi)徑分選裝置整體設計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　軸承是當代機械設備中一種舉足輕重的零部件，它們廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防、航空航天、家用電器、辦公機械和高科技等領域，與國計民生息息相關。軸承產(chǎn)品精度的高低與性能的好壞是靠測量分選來保證的。因此，軸承測量分選技術(shù)自身是否先進，將直接影響到軸承產(chǎn)品質(zhì)量的準確性、可靠性、效率以及工人勞動強度的大小。</p>

2、<p>　　在軸承內(nèi)徑測量分選行業(yè)的整體上，設備的設計和制造質(zhì)量與五、六年前相比有了提高，但產(chǎn)品的設計和制造的細節(jié)仍需要進行改進,尤其在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計的細節(jié)的處理上與國外先進公司的產(chǎn)品存在較大的差距。本次畢業(yè)設計主要就是在明平美導師的帶領下對全自動軸承內(nèi)徑分選裝置整體的設計，我本人主要是負責完成全自動軸承內(nèi)徑分選裝置的總體設計，并與本組的其他兩位同學的設計配合組裝成一臺完整的裝置，并且保證裝配后該裝置能夠很好的實現(xiàn)軸承內(nèi)徑自動

3、測量分選過程。</p><p>　　測量和分選部分是全自動軸承內(nèi)徑分選裝置的重要組成部分。測量檢測區(qū)包括測量平臺、固定支架、測量系統(tǒng)、出料氣缸、撥料氣缸、滑動氣缸等部件，分選部分主要是實現(xiàn)把不合格軸承和合格軸承分別運送出測量區(qū)。所以，我們要根據(jù)待檢軸承的內(nèi)徑尺寸分析確定測量區(qū)測量平臺的長度、寬度等尺寸，選取合適的測量檢測系統(tǒng)，根據(jù)所需實現(xiàn)的動作設計氣壓傳動原理圖，并設計用于實現(xiàn)不同功能的氣缸。</p>

4、<p>　　關鍵詞：軸承內(nèi)徑， 測量， 分選， 氣缸， 撥桿</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Bearing is a kind of important modern machinery parts, which is widely applied in industry, agriculture, tran

5、sportation, aerospace, defense, household appliances and office machinery and high-tech fields, and Closed relations with the economy . Measuring and sorting is a way of ensuring the bearing products with high precision

6、bearing and good performance .Therefore,whether the bearing measurement technology itself is advanced or not will directly affect the bearing products' accuracy, reliabili</p><p>　　On the whole of the di

7、ameter measurements and sort of bearing industry, equipment design and manufacturing quality compared to five or six years ago has been improved, but the product design and manufacturing details are still need to improve

8、, especially in the structural design of the product,there is still has a wide gap with advanced foreign products.The graduation design of myself is mainly responsible for bearing diameter measuring and sorting part of

9、auto bearing diameter of machine desig</p><p>　　Measuring and sorting is an important part in automatic bearing diameter . Measurement test area including measuring platform, brackets, measuring system, disc

10、harging cylinder, dial cylinder, sliding cylinder and so on. Separating part is mainly used to carry out the unqualified bearings and qualified bearing from measuring area. Therefore, we should according to the analysis

11、 of the bearing diameter measuring to determine measuring platform areas such as length, width, and the proper size measu</p><p>　　Keywords: bearing diameter, measurement, sorting, cylinder, the pole of dial

12、</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前 言5</b></p><p><b>　　1 緒論5</b></p><p>　　1.1國內(nèi)外軸承內(nèi)圈內(nèi)徑測量與分選的發(fā)展現(xiàn)狀7</p><p>　　1.1.1 國外

13、軸承內(nèi)圈內(nèi)徑測量先進技術(shù)7</p><p>　　1.1.2 我國軸承內(nèi)圈內(nèi)徑檢測分選的現(xiàn)狀8</p><p>　　1.2軸承內(nèi)圈內(nèi)徑分選裝置的自動排序進料設備的發(fā)展9</p><p>　　1.3全自動軸承內(nèi)圈內(nèi)徑分選裝置的研制意義11</p><p>　　2進料部分與測量部分總體設計13</p><p>　　

14、2.1自動供料排序機構(gòu)振動盤的設計13</p><p>　　2.1.1供料機構(gòu)的任務基本組成及設計要求13</p><p>　　2.1.2自動機械的特點、分類和應用14</p><p>　　2.1.3 振動盤的介紹15</p><p>　　2.2測量分選區(qū)機械部分的設計17</p><p>　　2.2.1 設

15、計的已知條件17</p><p>　　2.2.2 測量分選區(qū)測量分選總體方案17</p><p>　　2.2.3 測量分選原理18</p><p>　　2.2.4 測量分選區(qū)總體布局示意圖18</p><p>　　2.2.5 軸承滑動軌道的設計19</p><p>　　2.2.6 滑動氣缸的軌道及輸料槽設計

16、21</p><p>　　2.2.7 出料擋塊彈簧的選擇與彈簧剛度的計算22</p><p>　　3氣動回路的總體設計24</p><p>　　3.1氣動回路的組成24</p><p>　　3.2 氣動回路原理圖25</p><p>　　3.3 氣動回路的工作原理及其特點26</p><p

17、>　　3.3.1 氣動回路的工作原理、組成和表示方法26</p><p>　　3.3.2 氣動回路的主要優(yōu)缺點27</p><p>　　3.4氣缸的選擇28</p><p>　　3.4.1氣缸類型的選擇28</p><p>　　3.4.2 氣缸的安裝形式28</p><p>　　3.4.3氣缸材料的選擇

18、29</p><p>　　4 機架的總體設計30</p><p>　　4.1 機架的概念及分類30</p><p>　　4.1.1 機架的概念30</p><p>　　4.1.2 機架按外形分類30</p><p>　　4.1.3 機架按制造方法和材料分類30</p><p>　　4

19、.1.4 機架按力學模型分類30</p><p>　　4.2 機架設計的準則31</p><p>　　4.2.1 工況要求31</p><p>　　4.2.2剛度要求31</p><p>　　4.2.3強度要求31</p><p>　　4.2.4穩(wěn)定性要求31</p><p>　　4

20、.2.5美觀31</p><p>　　4.2.6其他32</p><p>　　4.3 機架設計的一般要求32</p><p>　　4.4 機架的設計步驟32</p><p>　　4.5 機架結(jié)構(gòu)選擇的一般原則33</p><p>　　4.6 機架的設計與計算34</p><p>　　

21、4.6.1 機架的結(jié)構(gòu)設計34</p><p>　　4.6.2 機架的受力分析及校核34</p><p>　　4.7 各類支架和梁的結(jié)構(gòu)簡圖36</p><p>　　4.8 機架設計的技術(shù)要求40</p><p>　　5 軸承檢測方法的選擇41</p><p>　　5.1 軸承內(nèi)徑檢測方法的概述41<

22、/p><p>　　5.2 CCD光學檢測系統(tǒng)的特點42</p><p>　　5.3 CCD光學檢測系統(tǒng)的工作原理43</p><p>　　5.3.1 CCD器件的光電接收內(nèi)徑測量原理43</p><p>　　5.3.2 線陣CCD成像系統(tǒng)43</p><p>　　5.3.3 CCD測內(nèi)徑系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)44&

23、lt;/p><p>　　5.3.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)45</p><p><b>　　結(jié)束語47</b></p><p><b>　　致謝48</b></p><p><b>　　參考文獻49</b></p><p><b>　　前 言&

24、lt;/b></p><p>　　跨入二十一世紀，隨著全球經(jīng)濟一體化和貿(mào)易自由化的發(fā)展，各國軸承工業(yè)發(fā)展水平之間存在的差距將會不斷縮小，地區(qū)存在的成本優(yōu)勢也將不再明顯，軸承工業(yè)的競爭將更多地體現(xiàn)在技術(shù)競爭上，只有掌握了技術(shù)的優(yōu)勢，才能處于領先地位。這將迫使各國不斷加大用于科技開發(fā)的資金投入，投資力度將更大。</p><p>　　軸承的整體技術(shù)水平，在近30年來取得了令人矚目的進步。高

25、精度、高轉(zhuǎn)速、高可靠性、長壽命、免維護保養(yǎng)以及標準化、單元化、通用化已成為軸承的基本技術(shù)標志。特別在軸承基礎技術(shù)進步、通用產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)改進、專用軸承單元化和陶瓷軸承的開發(fā)等方面成效最為顯著。</p><p>　　在機械行業(yè)中，軸承是重要的標準零件之一，其質(zhì)量好壞在一定程度上影響整個機械系統(tǒng)的性能。軸承產(chǎn)品精度的高低與性能的好壞是靠儀器、設備來檢測和判斷的。因此，軸承檢測儀自身是否先進，將直接影響到軸承產(chǎn)品檢測的準確

26、性和可靠性。</p><p>　　中國正在逐步成為世界上的產(chǎn)品制造中心，國外的先進制造技術(shù)和測控技術(shù)日益沖擊著國內(nèi)的各個行業(yè)。目前國內(nèi)的軸承檢測分選裝置和試驗設備仍然與國外的同類先進企業(yè)存在著較大的差距。</p><p>　　目前，我國軸承企業(yè)廣泛應用了自動化程度比較高的加工機床，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到了很大的提高。但是在快速發(fā)展的軸承行業(yè)里,存在著一個瓶頸問題,那就是對成品軸承內(nèi)徑檢測還

27、是使用很原始的方法,即廣泛使用傳統(tǒng)的內(nèi)徑千分尺 ,對軸承進行人工測量分選。這種測量分選方法測量精度低，隨機誤差大，檢測結(jié)果比較不穩(wěn)定,自動化程度低，工人勞動強度大，已不能滿足高精度測量的要求。</p><p>　　為彌補產(chǎn)品測量分選技術(shù)領域與國外先進技術(shù)方面存在的不足，同時也為了適應軸承行業(yè)，特別是產(chǎn)品出口企業(yè)對各項質(zhì)量指標的有效把握和檢測方面的迫切需求，以及從根本上控制檢測分選質(zhì)量和降低成本，確實提高測量精度和

28、分選效率,降低工人勞動強度,實現(xiàn)高精度、高效率、高自動化的軸承內(nèi)徑測量并分選過程，就需要我們在各方面都加以改善，并針對先進制造技術(shù)和提高已有產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性兩個方面齊頭并進，進行專項突破，研究制造出一種高精度、自動化程度較高的軸承內(nèi)徑測量分選裝置，對于提高軸承內(nèi)徑的測量效率和減少工人勞動強度，具有重要意義。</p><p>　　總之，針對國內(nèi)軸承檢測分選的現(xiàn)狀和實際要求，一些精度高、測速快且又經(jīng)濟實惠的自動化檢

29、測分選裝置應盡快研制出來，以滿足飛速發(fā)展的軸承工業(yè)生產(chǎn)的需求。</p><p>　　本文綜合論述了研究軸承內(nèi)徑自動檢測分選裝置的意義、軸承內(nèi)徑測量分選技術(shù)的現(xiàn)狀及目前國內(nèi)外的發(fā)展動態(tài)。在分析比較了各種常用軸承內(nèi)徑測量分選方法的基礎上，結(jié)合軸承測量過程中的特點和工作環(huán)境，確定了軸承內(nèi)徑自動檢測分選裝置的設計方案。</p><p>　　本文設計的軸承內(nèi)徑自動測量分選裝置主要包括三個部分：自動進

30、料排序部分、測量部分及分選部分。測量部分包括測量平臺的設計和檢測系統(tǒng)的選擇，分選部分主要涉及已檢測軸承的出料問題。三個部分有機協(xié)調(diào)，構(gòu)成一套完整的軸承內(nèi)徑測量分選裝置，完成軸承內(nèi)徑的自動化測量和分選。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1國內(nèi)外軸承內(nèi)圈內(nèi)徑測量與分選的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.1.1

31、國外軸承內(nèi)圈內(nèi)徑測量先進技術(shù)</p><p>　　隨著應用技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)的日趨成熟和完善，國際軸承測量技術(shù)已向綜合化、智能化的方向發(fā)展，進入了測量、加工、反饋、補償、統(tǒng)計一體化的時代。目前，國外軸承測量的先進技術(shù)主要有：</p><p><b>　　1、納米測量技術(shù)</b></p><p>　　高速發(fā)展的技術(shù)經(jīng)濟對機械制造的要求越來越高

32、，特別是計算機技術(shù)的飛速發(fā)展有力地促進了機械科技的進步。目前機械加工業(yè)已突破了0．01um的進給技術(shù)，0．Olum圓度的加工技術(shù)和納米級的粗糙度加工技術(shù)。納米級的加工技術(shù)必然對軸承檢測提出更高的要求，已有的儀器檢測精度已經(jīng)不能滿足制造業(yè)對產(chǎn)品檢測的需求。產(chǎn)品精度的縱向延伸同時也將給國內(nèi)的儀器制造業(yè)帶來較大的沖擊，從而迫使軸承儀器的生產(chǎn)企業(yè)加大研發(fā)力度，緊緊跟蹤世界先進技術(shù)，將測量技術(shù)也提升到與納米加工相適應的納米測量。納米級測量技術(shù)中最

33、引人注目的是進行圓度等微小形狀的測量。</p><p>　　2、網(wǎng)絡儀器的開發(fā)應用</p><p>　　CAQN(Computer Auto Quality Net)是運用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、精密檢測技術(shù)組建的嶄新的質(zhì)量自動化網(wǎng)絡，是信息時代的質(zhì)量管理與質(zhì)量控制體系，能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動采集和傳遞，實現(xiàn)網(wǎng)絡化質(zhì)量監(jiān)督和管理，實現(xiàn)以預防為主的統(tǒng)計過程控制(SPC)。網(wǎng)絡軸承檢測儀器是最新

34、的數(shù)字網(wǎng)絡系統(tǒng)和精密檢測技術(shù)的有機結(jié)合，儀器可以對軸承的多參數(shù)進行測量、工藝能力分析、質(zhì)量統(tǒng)計分析，達到控制軸承產(chǎn)品質(zhì)量的目的，完善企業(yè)的現(xiàn)代化質(zhì)量管理。</p><p>　　3、虛擬儀器與智能儀器</p><p>　　現(xiàn)代化技術(shù)的進步以計算機、信息技術(shù)的進步為代表，不斷革新的計算機技術(shù)從各個層面上影響著、引導著各行各業(yè)的技術(shù)革新?；谟嬎銠C技術(shù)的虛擬儀器系統(tǒng)技術(shù)正以不可逆轉(zhuǎn)的力量推動著測

35、試技術(shù)的革命。虛擬儀器系統(tǒng)的概念不僅推進了以儀器為基礎的測試系統(tǒng)的改造，同時也影響了以數(shù)據(jù)采集為主的測試系統(tǒng)的傳統(tǒng)構(gòu)造方式的進化。虛擬儀器系統(tǒng)的概念匯集了各種分散的測試領域，并正在逐步取代傳統(tǒng)的測試方法，成為一種標準的技術(shù)規(guī)范。</p><p>　　虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)是計算機技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，也是用戶對儀器品種、功能、精度、測試速度、實時性、友好性、復雜運算、可存儲性等苛求的結(jié)果，是測試技術(shù)領域的一大突破。<

36、/p><p>　　虛擬儀器因其無比的優(yōu)越性迅速占領了市場，測試功能設計方面的可自由擴充性、兼容性以及低廉的成本大大縮短了開發(fā)周期。從虛擬儀器概念的提出到產(chǎn)品大量而快速的普及也僅僅是短短十幾年時間，而測試功能的多樣性、準確度卻達到了前所未有的程度，從而節(jié)約了大量的人力和物力去進行更深層次的研發(fā)。</p><p>　　虛擬儀器就是在通用計算機上加一組實現(xiàn)特定功能的軟硬件，從而達到甚至超過幾臺傳統(tǒng)儀

37、器應有的效果和功能，避免了傳統(tǒng)儀器不能很好相互兼容的缺點。</p><p>　　智能軸承儀器屬于虛擬儀器的范疇，是利用了傳統(tǒng)計算機硬件固有的高速運算和存儲能力，以及能進行復雜運算的特征，并利用已有的高效的程序設計平臺，結(jié)合需要開發(fā)的特定領域，開發(fā)出一系列實現(xiàn)特定功能的軟硬件和接口。這種特定的軟硬件系統(tǒng)聯(lián)上傳統(tǒng)的計算機軟硬件平臺，就可完成一套完善的智能測試儀器。國內(nèi)軸承行業(yè)已經(jīng)開始涉足虛擬和智能測試領域。20世紀9

38、0年代初期，我國成功開發(fā)出智能化圓度測量儀、溝曲率測量儀、旋轉(zhuǎn)精度測量儀、智能軸承多參數(shù)測量儀、摩擦力矩測量儀、數(shù)字振動測量儀、形狀儀、輪廓儀、機外檢測機、模擬試驗機等。</p><p>　　1.1.2 我國軸承內(nèi)圈內(nèi)徑檢測分選的現(xiàn)狀</p><p>　　由于在應用技術(shù)領域和國外存在的差距，以及行業(yè)內(nèi)較多的企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和檢測、控制方面認識不夠，目前國內(nèi)的軸承內(nèi)徑的測量分選技術(shù)仍然采用手動

39、測量或半自動測量方式，與國外的同類先進企業(yè)存在著較大的差距。</p><p>　　目前，我國軸承企業(yè)廣泛應用了自動化程度比較高的加工機床，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到了很大的提高。但是在快速發(fā)展的軸承行業(yè)里,存在著一個瓶頸問題,那就是對成品軸承內(nèi)徑檢測還是使用很原始的方法,即廣泛使用傳統(tǒng)的內(nèi)徑千分尺 ,對軸承進行人工手檢分選。這種測量方法測量精度低，隨機誤差大，檢測結(jié)果比較不穩(wěn)定,自動化程度低，工人勞動強度大。隨著現(xiàn)代

40、制造業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的檢測分選技術(shù)已不能滿足其需要，現(xiàn)代制造強調(diào)高精度、高效率、省時省力、工人勞動強度小，、自動化程度高、適應大批量流水線生產(chǎn)的軸承檢測分選技術(shù)。</p><p>　　1.2軸承內(nèi)圈內(nèi)徑分選裝置的自動排序進料設備的發(fā)展</p><p>　　在現(xiàn)代化的軸承分選過程中，消耗于軸承送料的時間損失是檢測分選過程的一部分，它屬于輔助時間。我們知道要提高生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)中的輔助時間將是非

41、常重要的一個環(huán)節(jié)。而想減少輔助時間必須實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，自動化送料機構(gòu)就是為實現(xiàn)生產(chǎn)中上料工序自動化而設計的一種專用機構(gòu)。</p><p>　　自動化送料機構(gòu)可供散亂的不同型號軸承經(jīng)過定向機構(gòu)，實現(xiàn)定向排序，然后順序地由送料機構(gòu)送到下道工序中。這在自動化成批大量的生產(chǎn)中顯然是實用的，它不但可把操作人員從重復而繁重的勞動中解脫出來，而且對保證安全生產(chǎn)也是一種行之有效的辦法。</p><p>

42、　　目前，國內(nèi)擁有大量的裝置，如果把它們能改造成半自動或自動的裝置，將會充分發(fā)揮裝置的潛在力量，這是一個具有重大意義的事情。而在裝置上安裝自動送料機構(gòu)便是其中一個主要方面。</p><p>　　隨著社會的發(fā)展，振動盤科技的進步，經(jīng)過最近十幾年的發(fā)展，幾乎所有的企業(yè)都逐步步入自動化的流程。傳統(tǒng)的手工作業(yè)逐步被機械自動化設備所代替。自動化自動送料器被各行各業(yè)所利用起來，自動化自動送料器代替了傳統(tǒng)的手工作業(yè),大大節(jié)省了

43、間和人力資源,提高了工作效益,也避免高危機械設備用人來操作時的危險度。用自動化自動送料器來送料就不需要用人為來擺放，機械功能多元化，高效率節(jié)省人力物力降低成本追求卓越超越自我．目前許多輕工機械，電子電器，五金鐘表，醫(yī)藥食品，電池，接插件，噴霧閥，等各行業(yè)產(chǎn)品自動化或半自動化生產(chǎn)，裝配的工件自動排序供料都有用到自動化自動送料器。</p><p>　　振動盤行業(yè)在中國發(fā)展了幾十年，經(jīng)過近幾年來的高速發(fā)展，技術(shù)取得了長

44、足的進步。隨著全球化競爭進程的不斷深入，作為一個制造大國，未來的發(fā)展之路也應該有長遠的打算。　　當前我國已成為世界振動盤生產(chǎn)大國，但國內(nèi)的振動盤行業(yè)企業(yè)，很多都是在國內(nèi)的大市場里淘金。這就導致了振動盤行業(yè)對國內(nèi)政策的依賴性強，當前國家宏觀調(diào)控政策就對振動盤行業(yè)產(chǎn)生很大的打擊。而面對國際大舞臺，許多知名的國內(nèi)企業(yè)，競爭起來也力不從心。因此，我們說振動盤行業(yè)的未來之路在于與國際接軌。而實現(xiàn)與國際接軌的過程并不是一蹴而就的。</p&g

45、t;<p>　　現(xiàn)在雖然有很多其他類型的零件給料器可以利用，但是振動盤給料器是應用最為廣泛和最為通用的零件進給設備。本次設計可以采用振動盤的方案來實現(xiàn)自動排序進料，操作應用也比較簡單。在自動裝配中，當考慮到零件給料器時，必須記住一點：給料器的零件輸出量總是受被進給機器的限制。機器一般是以嚴格一致的速率消耗零件。在零件給料器的設計與測試過程中，當給料器沒有和機器接在一起時，常常能方便的觀測到進給速率，在這些條件下的進給速率不

46、能低于機器節(jié)拍。 </p><p>　　關于適合自動機械的零件給料器，進入到機器的所有零件都必須在同一個方向上。這就是說，零件必須是正確的定向進給。一些給料器能進給和定向許多類型的零件，而另外一些給料器能處理的零件形狀的范圍非常有限。有時要求零件給料器同時還具有檢驗作用?；瘟慵?、碎片等不合格零件將由與給料器相配的機構(gòu)剔除出來而不會進給到下道工序，設計這樣可靠的給料器時可能的。這是給料器的一個重要特征，因為如果有

47、缺陷的零件或外來物進給到下道工序，將可能導致機器故障，是整個自動生產(chǎn)線停止。毫無疑問，零件給料器的可靠性是它的另一個重要的特征。零件給料器應該設計合理，以保證在給料器中或定向機構(gòu)中，零件阻塞的概率降到最小或消除阻塞。</p><p>　　零件給料器目前一般可以分為：往復式給料器、回轉(zhuǎn)式給料器、帶式給料器和振動式給料器。很明顯，當研究對某個特殊應用的可能選擇的方法時，零件進給的所有姿態(tài)必須考慮。</p>

48、<p>　　軸承是一種具有高度互換性的標準部件，它具有摩擦力小，啟動容易，潤滑簡單，便于更換等優(yōu)點。在機械系統(tǒng)中幾乎是不可缺少的部件，作為重要的機械基礎件，軸承是各種機械零部件的檢測中，需要人工把被測量零件安放在測試平臺或轉(zhuǎn)軸上，定好位夾緊以后，再進行測量，這樣既影響了測量的效率，又增加了工作人員的勞動強度。為了對以往的進料設備性能有明顯的改進，設計了一套高效率、自動化程度高的自動排序進料設備。</p>&l

49、t;p>　　1.3全自動軸承內(nèi)圈內(nèi)徑分選裝置的研制意義</p><p>　　針對國內(nèi)軸承內(nèi)徑檢測分選技術(shù)的現(xiàn)狀和實際要求，為了適應軸承制造業(yè)生產(chǎn)批量大、質(zhì)量要求嚴格、檢測分選任務繁重的特點以及自動化流水線作業(yè)、實現(xiàn)產(chǎn)品快速檢測分選目標的要求，研制出一種全自動軸承內(nèi)徑檢測分選裝置，對促進軸承行業(yè)的快速發(fā)展將會發(fā)揮重要作用。</p><p>　　多年來國內(nèi)各軸承生產(chǎn)廠家及各使用廠家均采用

50、內(nèi)徑千分表或內(nèi)徑百分表，對軸承進行人工手檢配對。這種傳統(tǒng)方法雖然有投入成本低、占用地小的優(yōu)點，但是有個瓶頸就是對于成品軸承檢測還是用很原始的方法，用機械表頭大量工人肉眼檢測，不僅測點少，而且精度也低，檢測結(jié)果比較不穩(wěn)定。</p><p>　　當前軸承行業(yè)發(fā)展迅速，考慮到現(xiàn)在的很多廠家對軸承進行測量分選多采用人工完成，存在的許多弊端，主要由于人工完成，人的主觀情緒占很大比重，頻繁重復的工作必將引起疲勞，產(chǎn)生分選誤差

51、等，易分錯類；另一方面浪費大量的人力，延誤生產(chǎn)的自動化。同時考慮到軸承的測量分選裝置雖然做了一些研究，但是軸承的自動分選裝置應用并不廣泛。</p><p>　　現(xiàn)代化生產(chǎn)要求自動控制生產(chǎn)流程、高質(zhì)量和高效率，隨著科學技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)的需要，全自動軸承內(nèi)徑分選裝置為實現(xiàn)高精度、高效率、省時省力、工人勞動強度小，自動化程度高、適應大批量流水線生產(chǎn)的軸承內(nèi)徑測量分選目標提供了技術(shù)保證。</p><p

52、>　　軸承內(nèi)徑自動檢測分選具有以下的優(yōu)點：</p><p>　　1．采用自動檢測系統(tǒng)后，提高了產(chǎn)品的測量精度，提高產(chǎn)品的合格率，有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量，并降低了成本。</p><p>　　2．可以實現(xiàn)測量過程中的自動測量，大大減少測量時間，同時也可以避免由人工測量所引起的人為誤差。</p><p>　　3．可與自動化程度較高的生產(chǎn)線相結(jié)合，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的自動化程度

53、，使得勞動生產(chǎn)率得以極大的提高，并大大降低工作人員的勞動強度。</p><p>　　2進料部分與測量分選部分方案設計</p><p>　　2.1自動供料排序機構(gòu)振動盤的設計</p><p>　　2.1.1供料機構(gòu)的任務基本組成及設計要求</p><p>　　供料機構(gòu)的任務是把待加工的物品（工件）從存料器（料箱）中分離出來，按照自動機的加工要求

54、，定量、定時、定向地送到加工位置。</p><p>　　供料機構(gòu)主要由四大部分（機構(gòu)、裝置）組成。</p><p><b>　　(1) 定時裝置</b></p><p>　　定時裝置主要是按照自動機生產(chǎn)節(jié)拍，使供料機構(gòu)定時工作，準時供料。在定</p><p>　　時裝置設計中，主要解決工件送料與自動機加工節(jié)奏協(xié)調(diào)一致問題

55、。一般由供料機構(gòu)與相關的其它機構(gòu)之間的運動鏈來保證，所以供料機構(gòu)的運動循環(huán)必須與自動機工作循環(huán)相協(xié)調(diào)。也可以采用獨立驅(qū)動的供料機構(gòu)，例如電磁振動供料器、供送料機械手，但要由控制系統(tǒng)或設計諸如閘門等隔離裝置，使供料機構(gòu)停止或送料。</p><p><b>　　(2) 定量裝置</b></p><p>　　定量裝置是根據(jù)自動機加工工藝的要求，在每一個工作循環(huán)送出規(guī)定數(shù)量的

56、工</p><p><b>　　件。</b></p><p>　　定量可以分為量（如重量、體積）和數(shù)（如件、個），例如酒類、洗衣粉等物料主要是定量，螺釘、香皂、軸承等主要是定數(shù)，成卷的塑料帶、薄鐵皮、細鋼棒等物料則是定長度。設計時根據(jù)供送物料的形、性態(tài)等來確定。定量裝置往往需要隔離裝置、計數(shù)機構(gòu)等來配合。</p><p><b>　　

57、（3）定向裝置</b></p><p>　　保證工件按照工藝加工的方位要求送出。定向送料在單件物品加工中是一個關</p><p>　　鍵問題。定向機構(gòu)一般與糾正、剔除機構(gòu)等配合工作。</p><p><b>　?。?）其它裝置</b></p><p>　　例如，定位裝置、隔離裝置、卷料的矯直機構(gòu)、帶狀料的糾偏

58、調(diào)位機構(gòu)不符合要求工件的剔除機構(gòu)、缺料檢測機構(gòu)、計數(shù)機構(gòu)等等。</p><p>　　定位在自動機設計中也是一個比較重要的問題，送料不到位或有偏差都會影響自動機的正常工作。在設計中，可把定位裝置歸到工藝執(zhí)行機構(gòu)中，也可歸到供料機構(gòu)中。</p><p>　　任何供料機構(gòu)必須具有定時定量裝置，而定向和定量裝置，而定向和其他裝置可根據(jù)工件及加工要求設置。</p><p>　

59、　供料機構(gòu)是自動機、自動線中的主要工作機構(gòu)之一，其性能優(yōu)劣及自動化程度直接影響到自動機的生產(chǎn)率、加工質(zhì)量及其勞動條件。因此，對供料機構(gòu)有如下的一些要求：</p><p>　　根據(jù)自動機的生產(chǎn)節(jié)拍及工位位置，快速、準確、可靠地將工件送到位；</p><p>　　供料過程平穩(wěn)、無沖擊，不能損傷工件；</p><p>　　適應性強，調(diào)整方便；</p><

60、;p>　　結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。</p><p>　　2.1.2自動機械的特點、分類和應用</p><p><b>　　1、特點</b></p><p>　　自動機械的最大特點是自動化程度高、操作人員的勞動強度低、生產(chǎn)效率高。</p><p>　　另外，自動機械所完成的工藝動作一般比較多，所以自動機械往往由多個工藝執(zhí)

61、行</p><p>　　機構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)也相對復雜。</p><p>　　工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個部門使用著不同的種類的機械，例如農(nóng)業(yè)機械、重工業(yè)機械、輕工業(yè)機械等等，按照自動機械的定義，這些機械都可稱之為自動機械，但是不同部門所使用的機械有各自的特點。</p><p><b>　　2、分類和應用</b></p><p>　　由于自

62、動機所加工產(chǎn)品的種類繁多、形式多樣，工件的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、材料性能亦不同，因此供料機構(gòu)的種類龐雜，供料原理、結(jié)構(gòu)形式各不相同。從找出共性、便于討論與設計這個主要目的出發(fā)，可以按照供料物品的形、性態(tài)把供料機構(gòu)分為：液體料供料機構(gòu)、粉粒料供料機構(gòu)、條帶及線棒料供料機構(gòu)、單件及板片料供料機構(gòu)、特殊結(jié)構(gòu)物料供料機構(gòu)。</p><p>　　若按照驅(qū)動控制方式分類，則有機械式、電氣式、氣動式、液壓式以及各種驅(qū)動方式的組合。

63、其中機械式供料機構(gòu)及電磁式振動供料機構(gòu)應用廣泛。</p><p>　　振動是物體或質(zhì)點在其平衡位置附近所作的往復運動。振動的強弱用振動量來衡量，振動量可以是振動體的位移、速度或加速度。振動量如果超過允許范圍，機械設備將產(chǎn)生較大的動載荷和噪聲，從而影響其工作性能和使用壽命，嚴重時會導致零、部件的早期失效。例如，透平葉片因振動而產(chǎn)生的斷裂，可以引起嚴重事故。由于現(xiàn)代機械結(jié)構(gòu)日益復雜，運動速度日益提高，振動的危害更為突

64、出。反之，利用振動原理工作的機械設備，則應能產(chǎn)生預期的振動。在機械工程領域中，除固體振動外還有流體振動，以及固體和流體耦合的振動。空氣壓縮機的喘振，就是一種流體振動。 </p><p>　　一般情況下，工件可以利用重力靠滑漕送到需求工位，不過當有的工件在滑漕中有堵塞等現(xiàn)象時，用直振比較方便。直振一般是電磁式的，內(nèi)部有一個電磁鐵，外面幾個傾斜的彈簧板，利用磁鐵吸力是彈簧板發(fā)生變形，靠彈簧的變形向前送料。</p

65、><p>　　關于送薄零件疊料、堵料的現(xiàn)象，應該這樣處理：首先，直振料道的高度不能太高，一般為零件厚度的1.2～1.5倍，并且料道上面應該有透明材料（一般用有機玻璃，方便觀察）壓住一邊或兩邊，以防料重疊；其次，料道要盡量平滑，與料道接觸面較大的零件，料道下要開避空槽，使零件與料道的接觸面積盡量小，減少摩擦力，送料才會更順暢。</p><p>　　2.1.3 振動盤的介紹</p>

66、<p>　　工業(yè)自動化設備供料中電磁式振動盤是解決供料排序的必須設備，除滿足產(chǎn)品排序之外，另外還可以用于分選、檢測、計數(shù)包裝，是一種現(xiàn)代化高科技產(chǎn)品，其電磁鐵原理：利用了電磁鐵產(chǎn)生交變磁場，振動部分是一個鐵片懸浮在電磁鐵前方，信號經(jīng)過電磁鐵的時候會使電磁鐵磁場變化，從而使鐵片振動發(fā)聲。振動盤電磁線圈在工作時，斜面受電磁吸力會產(chǎn)生微小的上下振幅，調(diào)整振動盤的工作頻率以及間隙就可實現(xiàn)順利工作。</p><p&g

67、t;　　自動送料振動盤是一種自動定向排序的送料設備,是通過振動將無序工件自動有序定向排列整齊、準確地輸送到下道工序,有個脈沖電磁鐵，可以使料斗垂直方向振動，由于彈簧片的傾斜，使料斗繞其垂直軸做扭擺振動。</p><p>　　振動盤又稱自動送料機，是一種把各式固體小零件排隊的機器。如：各種藥品瓶蓋、膠塞；搓絲機排釘機的釘子排隊，輸送；鉚釘組合機的釘帽釘桿自動排隊。電子零件檢測、極性判別、剪腳機、切口機，電容芯子沖壓

68、成型。電光源行業(yè)的芯柱機喇叭，玻璃管，燈頭，墊的自動排隊。彩色映管極杯電鍍電解上料及掛架排列。搖頭開關組件裝配機，噴頭組裝自動裝配機等均可使用。根據(jù)客戶不同要求可定制各種送料設備。如提升機、料倉、料斗（震動盤）、直線送料系統(tǒng)、自動選料機、振動篩分機構(gòu)、振動平臺。質(zhì)量監(jiān)測：零部件全部采用最優(yōu)質(zhì)材料，先進的加工工藝手段，以保證精度及使用壽命。每片彈片都要經(jīng)過磨床加工各邊，提高疲勞強度。</p><p>　　由于輸送具

69、有水平、傾斜，又能垂直或者相互組合等優(yōu)點。適用于各種物料輸送，且運行平衡，節(jié)拍可控，結(jié)構(gòu)簡單，高傳動效率，耐用及維護簡易。</p><p><b>　　圖2.1振動盤</b></p><p>　　2.2測量分選區(qū)機械部分的設計</p><p>　　2.2.1 設計的已知條件</p><p>　　待測量分選的軸承內(nèi)圈型號：

70、 6404 ；</p><p>　　公差等級：0級 ； 偏差：—0.01～0㎜；</p><p>　　基本尺寸：d=20㎜； d=38㎜； B=19㎜； m=0.4Kg</p><p><b>　　內(nèi)圈材料：45鋼</b></p><p>　　6404型軸承內(nèi)圈圖如圖8所示：</p><p>

71、;　　圖2.2 6404型軸承</p><p>　　2.2.2 測量分選區(qū)測量分選總體方案</p><p>　　在本設計中，測量區(qū)包括測量Ⅰ區(qū)和測量Ⅱ區(qū)，采用水平軌道作為測量平臺，軸承內(nèi)圈的端面和水平軌道平面作為定位面相接觸。水平軌道底部采用空心結(jié)構(gòu)，軌道的寬度比待測軸承的內(nèi)徑d大，比d稍小，這樣可以保證軸承內(nèi)圈在水平軌道上穩(wěn)定定位。用于檢測軸承內(nèi)徑的裝置選用線陣CCD測徑系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要

72、由平行光源、成像透鏡、線陣CCD和圖像數(shù)據(jù)采集卡、計算機和圖像處理軟件等組成。測量Ⅰ區(qū)和測量Ⅱ區(qū)各使用一套線陣CCD測徑裝置，水平軌道上的軸承放置CCD測徑裝置的兩個透鏡之間。測量Ⅰ區(qū)和測量Ⅱ區(qū)的平行光源反向，分別測量軸承的兩端。測量區(qū)共使用四個氣缸：兩個出料氣缸、一個滑動氣缸、一個撥料氣缸。每個氣缸的活塞桿伸出端焊接有撥桿。出料氣缸用于將不合格品推移出去，滑動氣缸和撥料氣缸配合作用實現(xiàn)將測量Ⅰ區(qū)的合格品撥向測量Ⅱ區(qū)進行第二次測量，并實

73、現(xiàn)將測量Ⅱ區(qū)的合格品移出測量區(qū)。</p><p>　　2.2.3 測量分選原理</p><p>　　本課題主要由振動盤、進料氣缸、撥料氣缸、滑動氣缸、兩個出料氣缸、兩套CCD測徑裝置及機架組成。</p><p>　　待測軸承由振動盤自動排序進料，排好順序的軸承由進料氣缸控制，待測量I區(qū)發(fā)出指令給進料氣缸，此時進料氣缸的活塞桿推動待測軸承到達測量I區(qū)。經(jīng)過測量，如果軸

74、承不合格，由出料氣缸1的活塞桿將軸承內(nèi)圈推到廢品箱里，此時擋板I壓縮彈簧并打開，軸承被推出，彈簧復位，擋板I關閉。如果軸承合格，由撥料氣缸帶動滑動氣缸的撥桿使軸承內(nèi)圈運動到測量II區(qū)（此時進料氣缸動作，推動第二個待測軸承到達測量I區(qū)），經(jīng)測量，若軸承不合格，由出料氣缸2動作，把不合格品推出；若軸承合格，由撥料氣缸帶動滑動氣缸的撥桿使合格品運動到出料軌道上。如此反復動作，依次檢測出軸承是否合格。</p><p>　

75、　2.2.4 測量分選區(qū)總體布局示意圖</p><p>　　測量區(qū)的軸承水平軌道、各個氣缸及撥桿的總體布局示意圖如圖9所示：</p><p>　　圖2.3軸承分選區(qū)示意圖</p><p>　　2.2.5 軸承滑動軌道的設計</p><p>　　1、 軌道材料的選擇</p><p>　　軸承端面直接在軌道上定位，CCD線

76、陣測徑系統(tǒng)發(fā)出的平行光線和軸承中心線必須保持平行，即CCD線陣測徑系統(tǒng)和軌道的垂直度要求很高。所以，軌道的水平度要求精確。再者，待測軸承在軌道上滑動，二者之間產(chǎn)生摩擦，長期的摩擦會導致軌道的磨損。綜合各方面因素，軌道材料應選擇耐磨性較高的材料。</p><p>　　查《機械工程材料》 楊瑞成，劉昌明，張方主編。-重慶：重慶大學出版社，2000.7，選擇軌道材料為白口鑄鐵。白口鑄鐵用于沖擊應力不很高、韌性要求不高而

77、對耐磨性要求較高的零件。在耐磨材料中，白口鑄鐵占有重要的地位。</p><p>　　白口鑄鐵的鑄態(tài)組織是由珠光體和滲碳體型碳化物組成的，w不超過3.5﹪，以免滲碳體粗大。這種材料具有較高的耐磨性，可滿足設計的要求。</p><p>　　2 、軌道的基本尺寸</p><p>　　因為待檢軸承內(nèi)圈的基本尺寸是：d=20㎜； d=38㎜； B=19㎜； m=0.4K

78、g，所以軌道的寬度定為b=40㎜，軌道壁厚=3㎜，軌道壁高h=9㎜；</p><p>　　軌道上用于移出不合格品的軌道壁體做成合葉式的擋塊，其長度為L=55㎜；</p><p>　　軌道的結(jié)構(gòu)圖如圖10所示：</p><p><b>　　圖2.4 軌道結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　2.2.6 滑動氣缸的軌道及輸料槽設

79、計</p><p>　　由于撥桿要從軌道上縮回,并隨著撥料氣缸在兩個測量區(qū)間移動,所以滑動氣缸整體上要能夠隨著撥料氣缸而滑動。</p><p>　　滑動氣缸的軌道材料選擇HT150，其平面結(jié)構(gòu)圖如圖所示：</p><p>　　圖2.5 滑動氣缸軌道</p><p><b>　　輸料槽結(jié)構(gòu)簡圖：</b></p>

80、<p>　　圖2.6 輸料槽結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　2.2.7 出料擋塊彈簧的選擇與彈簧剛度的計算</p><p>　　查《機械設計手冊》表11-2-2，選取碳素彈簧鋼絲C級，C級彈簧鋼絲的強度高，性能好，適用于中等應力情況。</p><p>　　彈簧剛度 P′==</p><p>　　單圈剛度 P′==n P′<

81、;/p><p><b>　　P′=′</b></p><p>　　由《機械設計手冊》表11-2-19 選取彈簧基本尺寸如下：</p><p>　　d=1.6㎜ 中徑D=8㎜ P′=126N/㎜ </p><p>　　節(jié)距t=（0.28～0.5）D=0.48=3.2㎜ </p><

82、p>　　彈簧在軌道及三角支架上安裝平面圖如圖12所示：</p><p><b>　　圖2.7 彈簧</b></p><p>　　L==25≈35.3㎜</p><p>　　彈簧圈數(shù): n===11圈 P′=′==11.45N/㎜</p><p>　　彈簧抗力: F= P′L=11.45 N/㎜

83、5;35.3㎜=404.2N ；</p><p>　　當彈簧壓縮到最短距離時:L′=nd=11×1.6=17.6㎜ ；</p><p><b>　　cos= ；</b></p><p>　　=41° ′=90°- 41°=49°；</p><p>　　滿足要求

84、，軸承可以從軌道上落下。</p><p>　　3氣動回路的總體設計</p><p>　　3.1氣動回路的組成 </p><p>　　類似于液壓系統(tǒng)，氣動回路由以下五部分組成：</p><p>　　能源部分 壓縮空氣發(fā)生裝置，如空氣壓縮機，它將機械能轉(zhuǎn)換成氣體的壓力能。</p><p>　　控制機構(gòu) 它們可控制

85、和調(diào)節(jié)氣流的壓力、流量及方向，以滿足機械工作性能的要求，是能量控制裝置。如壓力閥、流量閥、方向閥。</p><p>　　處理機構(gòu) 氣源凈化處理裝置，如后冷卻期、除油器、過濾器、干燥器等。它們可將壓縮空氣過濾除油、除塵、干燥出水等。</p><p>　　執(zhí)行機構(gòu) 它們將氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，輸出到工作機構(gòu)上，如氣缸、氣馬達。</p><p>　　輔助機構(gòu) 氣

86、動輔件，包括元件的連接、潤滑、消聲及系統(tǒng)的檢測、信號轉(zhuǎn)換如管接頭、管件、油霧器、消聲器、傳感器、轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　3.2 氣動回路原理圖</p><p>　　圖3.1氣壓傳動原理圖</p><p><b>　　氣動工作原理：</b></p><p>　　在圖示狀態(tài)下，各三位五通電磁閥處于中位，此時不工作。&l

87、t;/p><p>　　充氣 ： ①.移動閥A開右腔，缸1右腔進氣，活塞桿縮回；</p><p>　?、?移動閥B開右腔，缸2右腔進氣，活塞桿縮回；</p><p>　　③.移動閥C開右腔，缸3右腔進氣，活塞桿縮回；</p><p>　?、?移動閥D開左腔，缸4左腔進氣，活塞桿伸長；</p><p>　?、?移動閥E開右腔，

88、缸5右腔進氣，活塞桿縮回；</p><p>　　工作： ⑥.移動閥E開左腔，缸5左腔進氣，活塞桿伸長，推動軸承至測量I區(qū)，</p><p><b>　　活塞桿復位。</b></p><p>　　若測量I區(qū)的軸承不合格，閥A開左腔，活塞桿伸長，推下不合格品，重復⑥的動作；</p><p>　　若測量I區(qū)的軸承合格，移動閥

89、C開左腔，缸3左腔進氣，活塞桿伸長，移動閥D開右腔，缸4右腔進氣，活塞桿帶動滑動氣缸3縮回，把測量I區(qū)的軸承推到II區(qū)，重復③④的動作；</p><p>　　若測量II區(qū)的軸承合格，缸4的活塞桿繼續(xù)縮回，此時，測量II區(qū)的合格品移至出料軌道上，測量I區(qū)的軸承移至測量II區(qū)，重復⑥③④的動作；</p><p>　　若測量II區(qū)的軸承不合格，移動閥B開左腔，缸2左腔進氣，活塞桿伸長，推下不合格

90、品，使撥料氣缸的帶動滑動氣缸，把測量I區(qū)的軸承推到II區(qū)，重復⑥③④的動作。</p><p>　　3.3 氣動回路的工作原理及其特點</p><p>　　3.3.1 氣動回路的工作原理、組成和表示方法</p><p>　　氣壓傳動是以壓縮空氣為工作介質(zhì)進行能量傳遞和信號傳遞的一門技術(shù)。氣壓傳動的工作原理是利用空壓機把電動機或其他原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力能，

91、然后在控制元件的作用下，通過執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)化為直線運動或回轉(zhuǎn)運動形式的機械能，從而完成各種動作，并對外做功。它具有成本低、效率高、污染少、便于控制等特點，在木工機械、包裝機械、修理機械、輕工機械等設備中廣泛應用。氣動系統(tǒng)除包括起源裝置、執(zhí)行裝置、控制裝置及輔助元件外，還有用于完成一定邏輯功能的氣動邏輯元件和傳感檢測、轉(zhuǎn)換、處理啟動信號的氣動傳感器及信號處理裝置。</p><p>　　氣動系統(tǒng)可以用一個分層信號

92、流圖來表示，如下：</p><p>　　圖3.1 分層信號流</p><p>　　每一層代表相應硬件，總體構(gòu)成一條控制路徑。其信號流向是從信號（輸入）端到工作（輸出）端。</p><p>　　3.3.2 氣動回路的主要優(yōu)缺點</p><p>　　壓縮空氣的優(yōu)點及顯著特性：</p><p>　?。?）用量：空氣到處都有，

93、用量不受限制。</p><p>　?。?）輸送：空氣不論距離遠近，極易由管道輸送。</p><p>　　（3）儲存：壓縮空氣可儲存在貯氣罐內(nèi)，隨時取用。故不需壓縮機的連續(xù)運轉(zhuǎn)。此外，貯氣罐亦可以運送。</p><p>　　（4）溫度：壓縮空氣不受溫度波動的影響，即使在極端溫度情況下亦能保證可靠地工作。</p><p>　?。?）無爆炸危險：壓

94、縮空氣沒有爆炸或著火的危險，因此不需要昂貴的防爆設施。</p><p>　?。?）清潔：未經(jīng)潤滑排出的壓縮空氣是清潔的。自漏氣管道或氣壓元件逸出的空氣不會污染物體。這一點對食品、木材和紡織工業(yè)是極為重要的。</p><p>　　（7）構(gòu)造：各種工作部件結(jié)果簡單，管道拆裝簡單，不需要回氣路，系統(tǒng)體積小，與繼電器控制系統(tǒng)相當，所以價格便宜。</p><p>　?。?）速

95、度：壓縮空氣為快速流動的工作介質(zhì)，故可獲得很高的工作速度。</p><p>　?。?）可調(diào)節(jié)性：使用各種氣動元部件，其速度及出力大小可無限變化。</p><p>　　（10）無過載危險：氣動機構(gòu)與工作部件，可以超載而停止不動，因此無過載的危險，且防爆性、防塵性、抗磁性、抗腐蝕性等較好。</p><p>　　為了確切地了解氣動技術(shù)的應用范圍，也必須熟悉壓縮空氣的不利特

96、性。</p><p>　　（1）調(diào)理:壓縮空氣必須有良好的調(diào)理，不得含有灰塵和水分。</p><p>　?。?）可壓縮性：壓縮空氣的可伸縮性使活塞的速度不可能總是均勻恒定的，故速度穩(wěn)定性較差，控制精度較差。</p><p>　?。?）出力條件：驅(qū)動力較小，壓縮空氣僅在一定的出力條件下使用較為經(jīng)濟。在常規(guī)工作氣壓6～7bar（600～700KPa）下，因行程和速度的不

97、同，出力限制在20000～30000N之間。排氣噪聲：排放空氣的聲音很大，需要防止噪音?，F(xiàn)在這個問題已因吸音材料和消音器的發(fā)展大部分獲得解決。</p><p>　?。?）成本：壓縮空氣是一種比較昂貴的能量傳遞方法。但此高成本可為便宜的氣動元件及較高的性能所部分補償。</p><p>　　（5）行程終端的沖擊較大，一般需要考慮緩沖。</p><p><b>

98、　　3.4氣缸的設計</b></p><p>　　3.4.1氣缸類型的選擇</p><p>　　根據(jù)總體方案中運動需求，本設計中進料氣缸選擇單活塞桿雙作用普通氣缸。</p><p>　　該類氣缸的工作原理和特點：活塞的往復運動均由壓縮空氣來完成，壓縮空氣驅(qū)動活塞向兩個方向運動，活塞行程可根據(jù)實際情況選定，雙向作用力和速度可不等。</p>&

99、lt;p>　　因為軸承的內(nèi)圈外徑為d=38㎜ ； 軌道的寬度為b=40㎜；</p><p>　　查《機械設計手冊》第五卷表19—1—16：選擇活塞桿行程S=40㎜ 。</p><p>　　3.4.2 氣缸的安裝形式</p><p>　　氣缸的安裝形式有支座式、法蘭式、軸銷式、腳架式等。本設計中采用前后腳架式安裝。其示意圖如圖所示：</p>&

100、lt;p><b>　　圖3.2 氣缸腳架</b></p><p>　　圖3.3氣缸安裝方式</p><p>　　3.4.3氣缸材料的選擇</p><p>　　氣缸筒常使用的材料有20號無縫鋼管、鑄鐵、ZL104、ZL106鋁合金管。氣缸蓋材料多為鑄鐵，也有焊接件?；钊牧嫌蠬T150、碳鋼35、鋁合金ZL106?；钊麠U材料常用的有45鋼、

101、40Cr。</p><p>　　綜合考慮多方面因素，本設計中氣缸筒材料選用鑄鐵HT150，氣缸蓋材料選用鑄鐵HT150，活塞材料選擇鑄鐵HT150，活塞桿材料選擇45鋼。</p><p><b>　　4 機架的總體設計</b></p><p>　　4.1 機架的概念及分類</p><p>　　4.1.1 機架的概念<

102、;/p><p>　　在機器（或儀器）中支撐或容納零、部件的零件稱為機架。如支撐貯罐的塔架、固定發(fā)動機的機架、容納傳動齒輪的減速器殼體、機床的床身等統(tǒng)稱為機架。</p><p>　　4.1.2 機架按外形分類</p><p>　　機架按外形分類包括網(wǎng)架式（如貯罐塔架）、框架式（如柱式壓力機機身）、梁柱式（如鋼絲纏繞機架）、板塊式（如搖臂鉆床底座）、箱殼式（如機械傳動箱體）

103、。</p><p>　　4.1.3 機架按制造方法和材料分類</p><p>　　按制造方法，機架可分為鑄造機架、焊接機架和螺栓連接或鉚接機架。按機架材料可分為金屬機架、非金屬機架。非金屬機架又可分為混凝土機架、素混凝土機座平臺、花崗巖機架、塑料機架或其他材料的機架。鑄造機架常用材料為鑄鐵、鑄鋼和鑄鋁。</p><p>　　4.1.4 機架按力學模型分類</p

104、><p>　　桿系結(jié)構(gòu)：由桿件組成，而桿件（直桿或曲桿）長度遠大于其他兩個方向的尺寸，如網(wǎng)架式機架、多數(shù)框架式和梁柱式機架。</p><p>　　板殼結(jié)構(gòu)：由薄壁構(gòu)件組成，而薄壁構(gòu)件（薄板或薄殼）厚度遠小于其他兩個方向的尺寸，如多數(shù)板塊式和箱殼式機架。</p><p>　　實體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)三個方向的尺寸是同一數(shù)量級的，如少數(shù)板塊式、框架式和箱殼式機架。</p>

105、<p>　　4.2 機架設計的準則</p><p>　　4.2.1 工況要求</p><p>　　任何機架的設計首先必須保證機器的特定工作要求。例如，保證機架上安裝的零部件能順利運轉(zhuǎn)，機架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致有阻礙運動件通過的突起；設置執(zhí)行某一工況所必需的平臺；保證上下料的要求、人工操作的方便及安全等。</p><p><b>　　4.2.2

106、剛度要求</b></p><p>　　在必須保證特定外形條件下，對機架的主要要求是剛度。例如機床的零部件中，床身的剛度則決定了機床的生產(chǎn)率和加工產(chǎn)品的精度；在齒輪減速其中，箱殼的剛度決定了齒輪的嚙合性及運轉(zhuǎn)性能。</p><p><b>　　4.2.3強度要求</b></p><p>　　對于一般設備的機架，剛度達到要求，同時也能滿

107、足強度要求。但對于重載設備的強度要求必須引起足夠的重視。其準則是在機器運轉(zhuǎn)中可能發(fā)生的最大載荷情況下，機架上任何點的應力都不大于允許應力。此外，還要滿足疲勞強度的要求。</p><p>　　對于某些機器的機架尚需滿足振動或抗振的要求。例如振動機械的機架；受沖擊的機架；考慮地震影響的高架等。</p><p>　　4.2.4穩(wěn)定性要求</p><p>　　對于細長的或薄

108、壁的受壓結(jié)構(gòu)及受彎—壓結(jié)構(gòu)存在失穩(wěn)問題，某些板殼結(jié)構(gòu)也存在失穩(wěn)問題或局部失穩(wěn)問題。失穩(wěn)對結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生很大的破壞，設計時必須校核。</p><p><b>　　4.2.5美觀</b></p><p>　　目前對機器的要求不僅要能完成特定的工作，還要使外形美觀。</p><p><b>　　4.2.6其他</b></p&g

109、t;<p>　　如散熱的要求；防腐蝕及特定環(huán)境的要求；對于精密機械、儀表等熱變形小的要求等。</p><p>　　4.3 機架設計的一般要求</p><p>　　在滿足機架設計準則的前提下，必須根據(jù)機架的不同用途和所處壞境，考慮下列各項要求，并有所偏重。</p><p>　　機架的重量輕，材料選擇合適，成本低。</p><p>

110、　　結(jié)構(gòu)合理，便于制造。</p><p>　　結(jié)構(gòu)應使機架上的零部件安裝、調(diào)整、修理和更換都方便。</p><p>　　結(jié)構(gòu)設計合理，工藝性好，還應使機架本身的內(nèi)應力小，由溫度變化引起的變形應力小。</p><p><b>　　抗振性能好。</b></p><p>　　耐腐蝕，使機架結(jié)構(gòu)在服務期限內(nèi)盡量少修理。</

111、p><p>　　有導軌的機架要求導軌面受力合理，耐磨性良好。</p><p>　　4.4 機架的設計步驟</p><p>　　1、初步確定機架的形狀和尺寸。根據(jù)設計準則和一般要求，初步確定機架結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，以保證其內(nèi)外部零件能正常運轉(zhuǎn)。</p><p>　　2、根據(jù)機架的制造數(shù)量、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大小，初定制造工藝。例如非標準設備單件的機架、機

112、座，可采用焊接代替鑄造。</p><p>　　3、分析載荷情況，載荷包括機架上的設備重量、機架本身重量、設備運轉(zhuǎn)的動載荷等。對于高架結(jié)構(gòu)，還要考慮風載、雪載和地震載荷。</p><p>　　4、確定結(jié)構(gòu)的形式，例如，采用桁架結(jié)構(gòu)還是板結(jié)構(gòu)等。再參考有關資料，確定結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)（即高、寬、板厚與材料等）。</p><p><b>　　5、畫出結(jié)構(gòu)簡圖。<