機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)范例

1、典 型 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 范 例,本次講座的目的意義：1、了解機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法與思路： 機(jī)械設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的勞動(dòng)，需要全身心的投入，要設(shè)法拿出自己獨(dú)到的見解，哪怕是一些不十分成熟方案，在此基礎(chǔ)上開動(dòng)腦筋去加以完善；這樣:可以在與同事的討論中找出自身的差距；可以在方案逐步完善的過程中，使自己煥發(fā)出工作熱情與信心；可以在設(shè)計(jì)工作過程中，使自己逐步成為內(nèi)行，增長(zhǎng)才干，獲得進(jìn)步。 不能從一開始就幻想有現(xiàn)

2、成的資料可以利用，即使有類似的圖紙可以作參考，也必須作充分的消化吸收，否則，就有可能在設(shè)計(jì)中重復(fù)別人的錯(cuò)誤，而且投機(jī)取巧不利于個(gè)人的專業(yè)進(jìn)步，也會(huì)在周圍同事中造成惡劣的印象。甚至有些是在今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)難以彌補(bǔ)的。另外，盲目的抄襲，很難領(lǐng)會(huì)別人的設(shè)計(jì)理念，在聽到不同意見時(shí)，會(huì)變得無(wú)所適從，在后續(xù)的生產(chǎn)服務(wù)中，難以正確處理好相關(guān)問題。,2、了解空間機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的約束方案： 在機(jī)械原理課程中，我們?cè)?jīng)強(qiáng)調(diào)，要使空間

3、運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于各個(gè)空間構(gòu)件，必須限制其多余的自由度，這在工程設(shè)計(jì)中稱作導(dǎo)向問題；我們將通過立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)方案對(duì)比，多角度展示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中的約束方案設(shè)計(jì)，使相關(guān)人士掌握一定的導(dǎo)向技術(shù)。3、進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)實(shí)踐中自學(xué)成才的理念： 大學(xué)本科教育僅僅是為我們從事專業(yè)技術(shù)工作奠定了一個(gè)簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)平臺(tái)，大量的專業(yè)知識(shí)，是需要我們?cè)诟髯缘膶I(yè)技術(shù)崗位上繼續(xù)自學(xué)成才的，可以說，大學(xué)期間學(xué)到的各

4、科知識(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決未來(lái)工作的實(shí)際問題，真正的專業(yè)知識(shí)和能力，需要在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，就此而言應(yīng)該是在干中學(xué)習(xí)；,而不是一切等學(xué)好了在干；就此而言，青出于藍(lán)而勝于藍(lán)大有道理，今天老師把相關(guān)的專業(yè)知識(shí)教給了學(xué)生。未來(lái)，學(xué)生能處理的實(shí)際問題，老師很可能望塵莫及。毛澤東主席曾說過：“讀書是學(xué)習(xí)，使用也是學(xué)習(xí)，而且是更重要的學(xué)習(xí)?！边@是一條普遍真理。4、工程設(shè)計(jì)中輝煌與風(fēng)險(xiǎn)共存，機(jī)遇與困難同在。要把握機(jī)遇，挑戰(zhàn)困難，不僅需要勇氣、更

5、需要有吃苦耐勞的實(shí)干精神。要有責(zé)任心，使命感。因此要在未來(lái)的工作中建功立業(yè)，還必須具備嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍的工作態(tài)度． 下面就幾項(xiàng)典型設(shè)備設(shè)計(jì)方案的推敲，說明上述論點(diǎn)。,一、薄壁圓筒初圓整專用工藝及設(shè)備：,目前我國(guó)紡織行業(yè)漿紗、印染設(shè)備中，多種規(guī)格的烘筒零件為薄壁輥筒，直徑規(guī)格為Φ570，Φ800，Φ1200毫米；多采用壁厚≤3毫米的0Cr19Ni19冷軋不銹鋼板卷制焊接而成。因其工作轉(zhuǎn)速高，隨著紡織產(chǎn)品檔次

6、及生產(chǎn)效率的提高，對(duì)輥筒徑向跳動(dòng)，直線度，動(dòng)平衡等方面的誤差限制也越來(lái)越嚴(yán)格，為此，需要設(shè)計(jì)專用設(shè)備來(lái)滿足薄壁圓筒生產(chǎn)加工中的特殊要求。,以Φ800，筒體長(zhǎng)2000毫米的輥筒為例，其加工工藝流程為：下料→卷圓→焊接→修磨焊道（初圓整）→酸洗鈍化→二次圓整檢修→精圓整→焊接兩端堵頭，心軸→機(jī)加工實(shí)現(xiàn)心軸與筒體的同軸,,度要求。,傳統(tǒng)的二次圓整檢修，是采用手工操作的方式，象敲制鐵皮煙筒一樣，憑肉眼感覺檢查，不合格再返回來(lái)修整

7、，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，占地面積大，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，一件產(chǎn)品需要幾次反復(fù)修整操作，檢修精度也相對(duì)較低。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了專用薄壁筒體圓整檢驗(yàn)修整平臺(tái)。,薄壁筒體圓整檢驗(yàn)修整專用平臺(tái)由兩組滾輪組成，其中4個(gè)鋼制滾輪為檢驗(yàn)輪；另外4個(gè)包膠輪為修整輪。4個(gè)鋼輪及圖上方的兩個(gè)包膠輪為固定支承（軸承座位置無(wú)法調(diào)整），圖下方的兩個(gè)包膠輪軸承座安在一個(gè)活動(dòng)滑臺(tái)上，由減速電機(jī)及絲杠螺母驅(qū)動(dòng)；當(dāng)絲杠驅(qū)使平臺(tái)及從動(dòng)膠輪上行時(shí)，主動(dòng)膠輪與從動(dòng)膠

8、輪中心距減小，放置在檢修平臺(tái)上的,1、底座；2、主動(dòng)鋼輪；3、鋼輪通軸；4、7、10、13鏈輪；5、12、鏈條；6、擺線針輪減速機(jī)；9、膠輪通軸；11、18、聯(lián)軸器；14、19、22、26、軸承座；15、主動(dòng)膠輪；16、多盤無(wú)極調(diào)速器；17、電動(dòng)機(jī)；20、驅(qū)動(dòng)螺母；21、絲杠；23、活動(dòng)滑臺(tái)；24、滑座及軌道；25從動(dòng)膠輪；27、從動(dòng)鋼輪；28、檢驗(yàn)平尺。,薄壁筒體會(huì)被4個(gè)膠輪托起，此時(shí)可將檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的不圓度超差處用木榔頭手工

9、修整；修整結(jié)束后，用驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)的減速電機(jī)驅(qū)使滑臺(tái)下行，使從動(dòng)膠輪與主動(dòng)膠輪的中心距加大，逐步使平臺(tái)上的薄壁筒體脫離膠輪，并支撐在4個(gè)檢驗(yàn)用的鋼輪上。,圖上方的兩個(gè)固定主動(dòng)鋼輪和兩個(gè)固定主動(dòng)包膠輪，都采用通軸連接；在兩根通軸上設(shè)計(jì)安裝有三個(gè)鏈輪，其中兩個(gè)主動(dòng)鋼輪通軸間的鏈輪與兩個(gè)主動(dòng)膠輪通軸間的鏈輪用一鏈條連接，當(dāng)兩鏈輪齒數(shù)比為1時(shí)，兩主動(dòng)鋼輪與主動(dòng)膠輪之間可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。,兩主動(dòng)膠輪間的另一個(gè)鏈輪，通過鏈條與擺線針輪減速

10、機(jī)上的鏈輪連接，由電動(dòng)機(jī)，多盤無(wú)極調(diào)速器、聯(lián)軸器、擺線針輪減速機(jī)組成的原動(dòng)機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主動(dòng)膠輪與兩個(gè)主動(dòng)鋼輪的同步轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)平臺(tái)上的薄壁筒體由4個(gè)膠輪托起時(shí)，由主動(dòng)膠輪通過與筒體接觸處的摩擦力，驅(qū)動(dòng)薄壁筒體轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)薄壁筒體由4個(gè)鋼輪支承時(shí)，也由主動(dòng)鋼輪借助接觸處的摩擦力，驅(qū)使筒體轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速可由多盤無(wú)極調(diào)速器在1：10范圍內(nèi)調(diào)整。,在平臺(tái)的最外邊（下方）自由放置一根檢驗(yàn)平尺，其支承高度與筒體在檢驗(yàn)鋼輪上支撐時(shí)軸心

11、線水平。當(dāng)筒體由主動(dòng)鋼論驅(qū)使轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，碰動(dòng)（平移）檢驗(yàn)平尺，并直觀的通過筒壁與平尺的間隙，,顯示筒體圓周不同位置的不圓度誤差，工人可隨機(jī)做出記號(hào)，以備修整。,思考題,1、什么是非標(biāo)設(shè)備，其基本設(shè)計(jì)原則是什么？ 為是么？2、薄壁圓筒的基本工藝流程是什么？你認(rèn)為是否 需要改進(jìn)？（提出具體修改意見。）3、薄壁圓筒初圓整專用設(shè)備主要解決了什么問題？4、為什么薄壁圓筒修整與檢驗(yàn)不能采用同一套滾輪 機(jī)構(gòu)？5、該專

12、用設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)與修整工序的變換？ 如何實(shí)現(xiàn)滾筒轉(zhuǎn)速的調(diào)整？,顯示筒體圓周不同位置的不圓度誤差，工人可隨機(jī)做出記號(hào)，以備修整。,二、精圓整設(shè)備：,由于輥筒工作轉(zhuǎn)速較高，設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)精度和運(yùn)行平衡性精度也有較高要求，因此對(duì)筒體零件的徑向跳動(dòng)、直線度等方面都有嚴(yán)格的公差要求，在薄壁筒體零件的成形加工工藝中，精圓整工藝成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，需要專用設(shè)備來(lái)解決精圓整工藝的難題。,為解決薄壁筒體精圓整加工的工藝難題，筆者設(shè)計(jì)了

13、精圓整專用設(shè)備。薄壁筒體精圓整專用設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)如圖所示：主要由原動(dòng)力機(jī)構(gòu)、殼體機(jī)架、行星走刀機(jī)構(gòu)、滾壓頭、活動(dòng)尾座等部分組成。,,圖中1、底座；2、減速機(jī)；3、聯(lián)軸節(jié)；4、行星走刀機(jī)構(gòu)；5、絲桿；6、上殼體，7、下殼體；8、滾壓頭；9、主軸；10、支承坐；11、活動(dòng)尾架。,,在精圓整加工前，先將活動(dòng)尾座轉(zhuǎn)動(dòng)90°，把初圓整后的薄壁筒體，套在主軸和滾壓頭上，由專用鑄鐵殼體固定，再回轉(zhuǎn)活動(dòng)尾座，用滑動(dòng)軸承支承固定

14、主軸。精圓整時(shí)，原動(dòng)力機(jī)構(gòu)2通過電機(jī)、皮帶輪、蝸桿減速機(jī)構(gòu)，為主軸提供一均勻的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為100r/min。行星輪走刀機(jī)構(gòu)在支承主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，通過五個(gè)齒輪組成的行星輪系及兩種位置組合變換，驅(qū)使固定支承在轉(zhuǎn)動(dòng)主軸上的絲杠5以67.33r/min和333.33r/min兩種轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，其中低速67.33r/min為工作進(jìn)給速度。高速333.33r/min為滾壓頭快退速度。在轉(zhuǎn)動(dòng)主軸上設(shè)計(jì)有長(zhǎng)度大于2000mm的長(zhǎng)鍵槽，其

15、作用是驅(qū)使?jié)L壓頭8在與主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，又用轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠驅(qū)使?jié)L壓頭沿主軸軸線方向水平勻速移動(dòng)。 這樣，工作進(jìn)給時(shí)，,滾壓頭以100 r/min的轉(zhuǎn)速和404 mm/min的水平移動(dòng)速度，由走刀機(jī)座4向尾座11方向復(fù)合運(yùn)動(dòng)， 最終實(shí)現(xiàn)滾壓頭相對(duì)于固定在機(jī)架殼體內(nèi)薄壁筒體內(nèi)壁的螺線復(fù)合走刀進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。滾壓頭滾輪作用在筒體內(nèi)壁上的滾壓力由壓縮彈簧產(chǎn)生。薄壁筒體通過滾壓頭多點(diǎn)滾壓力作用，緊貼在專用殼體內(nèi)壁，隨著滾壓頭勻速螺旋復(fù)合進(jìn)給

16、運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生相應(yīng)的彈性、塑性變形，整遍滾壓后使剛性殼體的尺寸形狀精度，滿足薄壁筒體的各項(xiàng)尺寸公差要求。,工作進(jìn)給完成后，滾壓頭以2000 mm/min的快退速度返回到走刀機(jī)架4的一端，然后松開殼體緊固螺栓，用頂絲頂起上殼體6，再松軸承10及尾座11的緊固螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)尾座90°，即可取出滾壓精圓,整后的薄壁筒體零件。,從上述結(jié)構(gòu)動(dòng)作可見，薄壁筒體的精圓整是通過無(wú)屑滾壓工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)金屬變形理論，工件表面在擠壓力作

17、用時(shí)，被擠壓金屬的原子間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑移，由彈性塑性變形造成被滾壓表面的形狀改變，并使其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和物理性能也發(fā)生變化，使金屬被擠壓層組織緊密，晶粒細(xì)化，晶格形狀也沿著變形方向扭曲延伸。由于薄壁筒體被固定在一個(gè)理想的剛性殼體內(nèi)，在滾壓力作用時(shí)，薄壁筒體不僅會(huì)產(chǎn)生不大的徑向變形（因殼體限制），還會(huì)軸向產(chǎn)生擠壓延伸。一般情況下，薄壁筒體受擠壓力越大，其塑性變形越充分，滾壓所達(dá)到的圓整效果越佳。同時(shí)，在被擠壓金屬表層還會(huì)產(chǎn)

18、生極大的壓縮應(yīng)力，使金屬,表層冷作硬化，提高薄壁筒體的表層硬度，強(qiáng)度極限、屈服極限和疲勞極限等，改善筒體表面粗糙度，并使零件表面抗腐蝕性能也有所提高。這一切對(duì)薄壁筒體的使用性能提高都是十分有利的。,薄壁筒體精圓整專用設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)介紹:1、殼體機(jī)架： 殼體機(jī)架為鑄鋼件，殼體分為上下兩半，如圖2：1、4 所示，安裝筒體零件時(shí)，可將上殼體用頂絲頂起。待筒體零件安裝就位后，再用螺栓將上下殼體聯(lián)接固定。殼體內(nèi)孔壁尺寸公差及表面粗

19、糙度對(duì)薄壁筒體的最后定形精度有致關(guān)重要的直接影響，因此需要專用設(shè)備工藝進(jìn)行殼體內(nèi)壁鏜孔加工。,,2、行星輪走刀機(jī)構(gòu)； 走刀機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。齒輪14用鍵與主軸固定聯(lián)接，齒輪8與套20緊配后空套在主軸10上，齒輪15與絲杠17固定，絲杠17由兩個(gè)托腳11及9固定在主軸10上，由齒輪15并通過齒輪8驅(qū)使轉(zhuǎn)動(dòng)。雙聯(lián)齒輪5、6與套緊配后，活套在銷軸7上，并沿齒輪支架4作上下、嚙合和脫離的調(diào)整移動(dòng)。

20、 當(dāng)滾壓頭按要求工作進(jìn)給時(shí)，通過螺旋操作手輪使齒輪支架4下移，使雙聯(lián)齒輪5、6與齒輪8、14處于嚙合狀態(tài)。當(dāng)齒輪14隨主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪14、5、6、8、15及絲杠托腳9組成差動(dòng)混合輪系，驅(qū)動(dòng)齒輪15并絲杠17轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過滾壓頭圓盤上的,,螺母?jìng)鲃?dòng)，使?jié)L壓頭沿主軸作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。按圖3所示各齒輪齒數(shù)，滾壓頭工作進(jìn)給時(shí)，按主軸轉(zhuǎn)速n1=100r/min滾壓頭工作進(jìn)給時(shí)的移動(dòng)速為：,V1=S×n5=6x67.3

21、3=404mm/min，（S為絲杠導(dǎo)程）,,當(dāng)滾壓頭滾壓結(jié)束，按要求快速返回時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使齒輪支架4上移，使雙聯(lián)齒輪5、6與齒輪8和14脫離嚙合位置，同時(shí)齒輪8被齒輪支架4上的聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊，如圖4所示，變?yōu)楣潭X輪，n4=0，這時(shí)齒輪14、8、15及絲杠托腳9組成行星輪系， 此時(shí)：,滾壓頭快退速度為：V2=S×n’5 = 6×333.33 = 2000 mm/min,,3、滾壓頭部分：

22、 滾壓頭是薄壁筒體精圓整專用設(shè)備的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。滾壓圓盤通過滑鍵12與主軸11聯(lián)接。主軸11的外圓上加工有與滑鍵12動(dòng)配合，且滿足工作進(jìn)給行程需要的長(zhǎng)鍵。在滾壓頭與主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)，使?jié)L壓頭沿主軸軸向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滾壓頭相對(duì)于筒體內(nèi)壁的螺旋線復(fù)合進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。滾壓盤7上裝有多個(gè)等分布置的彈性滾壓輪（圖中為3個(gè)，也可以設(shè)計(jì)成4個(gè)，6個(gè)）。滾壓輪的徑向壓力是靠壓縮彈簧2產(chǎn)生的。在滾輪架5的一面上加工有

23、相當(dāng)于直齒條的齒形，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸1，通過齒輪齒條嚙合傳動(dòng)，,可調(diào)整滾壓輪的預(yù)加滾壓力。撐牙9和棘輪10用于鎖緊齒輪軸1，使其調(diào)整后的預(yù)加滾壓力得以保持，避免齒輪軸承受沖擊載荷時(shí)出現(xiàn)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。,4、活動(dòng)尾座支撐部分： 活動(dòng)尾座支撐部分如圖2所示?；瑒?dòng)軸承10安裝在尾座11上，用矩形導(dǎo)軌聯(lián)接，使滑動(dòng)軸承10可相對(duì)尾座沿主軸軸線前后移動(dòng)，用于支承主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)筒體完成滾壓的工作進(jìn)給后，通過快退運(yùn)動(dòng)使?jié)L壓頭退回至靠近走刀機(jī)架

24、4處，然后松開上下殼體6、7中縫聯(lián)接處的緊螺栓，通過頂絲使上殼體6抬起。這時(shí)可旋轉(zhuǎn)尾座11上的操作手輪，使軸承座10在絲杠螺母機(jī)構(gòu)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)中，沿矩形導(dǎo)軌即主軸軸心線方向向外退出，使軸承座與主軸脫離，（借助,其它輔助機(jī)構(gòu)臨時(shí)托起主軸），然后松開尾座11上的壓緊螺栓，推動(dòng)尾座沿設(shè)備底座1上的圓弧軌道轉(zhuǎn)動(dòng)90°-180°，工件即可沿主軸方向裝入或退出。,薄壁筒體精圓整專用設(shè)備（號(hào)稱擂圓機(jī)）在鄭州紡織機(jī)械廠冷

25、二分廠制作并投入使用后，圓滿解決了薄壁筒體精圓整的工藝難題，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。按前述走刀運(yùn)動(dòng)速度分析計(jì)算，每個(gè)薄壁圓筒精整加工中，工作進(jìn)給五分鐘，快退一分鐘，加上裝卸工件的輔助時(shí)間約九分鐘，十五分鐘可完成一個(gè)?800mm薄壁圓筒的精圓整加工，生產(chǎn)效率相對(duì)較高，滿足了鄭州紡織機(jī)械廠生產(chǎn)計(jì)劃的基本要求。 實(shí)踐證明，對(duì)于薄壁深孔筒體實(shí)施滾壓加工工藝，是一種十分行之有效的方法，除獲得較高精度，改善工作表面粗糙度外，還可

26、以提高筒體零件的表面硬度，使用性能和抗腐蝕性能。當(dāng)然，此工藝方案，工人操作相對(duì)比較繁索，為此我們也在實(shí)踐中不斷探索更為先進(jìn)、有效的工藝方法。,思 考 題,1、薄壁圓筒精圓整的主要工藝難題是什么？你認(rèn)為有 哪些較好的解決辦法？2、薄壁圓筒精圓整設(shè)備所采用的工藝原理是什么？3、薄壁圓筒精圓整設(shè)備的主運(yùn)動(dòng)是什么？它是如何實(shí) 現(xiàn)的？ 4、薄壁圓筒精圓整設(shè)備的擂頭調(diào)速是如何實(shí)現(xiàn)的？簡(jiǎn) 述其傳動(dòng)比

27、計(jì)算方法。 5、薄壁圓筒精圓整設(shè)備目前存在的主要問題有哪些？,,三、薄壁圓筒切割專用設(shè)備：,薄壁筒體零件圖如圖一所示.在精圓整后,兩端焊接端面堵板,心軸之前,薄壁筒體兩端面須精切割加工,以保正筒體2000±0.5的長(zhǎng)度尺寸精度,和兩端面基本平行的形狀誤差要求,由于板料的形狀尺寸有誤差,卷圓焊接后筒體兩端面難于平行,加上精圓整采用冷滾壓工藝后,筒體延長(zhǎng)度方向有一定量的延伸,故薄壁筒體的兩端面精割,需安排在精圓整工

28、序之后.此類不銹鋼薄壁筒體直徑大,壁薄,剛性差,無(wú)法采用通用機(jī)床進(jìn)行兩端面精切割,采用其它簡(jiǎn)單工藝如砂輪片切割,割管器切割效果極差,很難滿足加工要求,為此,需設(shè)計(jì)制造專用的薄壁筒體端面切割設(shè)備.,,1、薄壁筒體兩端面切割專用設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理 : 根據(jù)鄭紡機(jī)廠的產(chǎn)品特點(diǎn)及薄壁筒體的加工精度要求,筆者設(shè)計(jì)的兩端面專用切割設(shè)備如圖2所示:設(shè)備可分為薄壁筒體固定夾殼與刀架旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)兩部分組成.,,薄壁筒體固定夾殼分

29、為上下兩半,下半殼體8較長(zhǎng),后部設(shè)置有兩組定位樁,以解決薄壁筒體兩個(gè)端面加工的長(zhǎng)度定位要求;上半殼體7很短,也較為輕便,采用專用螺栓與下半殼體固定連接,安裝筒體零件時(shí),需松開螺栓,拿掉上半殼體,待筒體零件就位后,再裝上半殼體,并用螺栓固定,使被加工殼體緊固定在夾殼內(nèi).上下殼體內(nèi)圓孔的圓整度由機(jī)械加工來(lái)保證,不圓度誤差小于0.2毫米。,刀架旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)1,皮帶輪2,兩極圓柱齒輪減速機(jī)3及旋轉(zhuǎn)刀架6等部分組成.其中,旋

30、轉(zhuǎn)刀架6固定安裝在圓柱齒輪減速機(jī)3的低速輸出軸上,通過皮帶2,齒輪傳動(dòng)減速3,實(shí)現(xiàn)刀架低速轉(zhuǎn)動(dòng).旋轉(zhuǎn)刀架6的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示:由刀頭1,導(dǎo)向套2,活動(dòng)刀桿3,導(dǎo)向鍵4,驅(qū)動(dòng)螺桿5 ,蝸輪 6 ,蝸桿軸 8 ,行星齒輪7,,,及旋轉(zhuǎn)刀架9 等部分組成.我們?cè)趫A柱齒輪減速機(jī)輸出軸12的外殼上固定安裝一個(gè)中心齒輪10 ,當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀架 9 低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),與蝸桿軸固聯(lián)的行星齒輪7,在圍繞中心齒輪10公轉(zhuǎn)的同時(shí),自轉(zhuǎn)驅(qū)使蝸桿軸8轉(zhuǎn)動(dòng),

31、蝸桿8又驅(qū)使蝸輪6低速轉(zhuǎn)動(dòng);蝸輪6與驅(qū)動(dòng)螺桿5由鍵聯(lián)結(jié)同步轉(zhuǎn)動(dòng),與驅(qū)動(dòng)螺桿5螺紋配合的活動(dòng)刀桿3,受導(dǎo)向套2和導(dǎo)向鍵4約束無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)驅(qū)動(dòng)螺桿5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),活動(dòng)刀桿3只能沿軸線方向伸出或縮回.這樣,當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀架勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),活動(dòng)刀桿3及刀頭1緩慢伸出,實(shí)現(xiàn)薄壁筒體由內(nèi)向外的端面切割;電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí),活動(dòng)刀桿3及刀頭1又緩慢縮回。,2.系統(tǒng)傳動(dòng)比計(jì)算說明:刀架旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖4所示:其中帶傳動(dòng)比i1=3,圓柱齒輪減速機(jī)傳動(dòng)比i2=

32、40,中心齒輪齒數(shù),Z5=60,行星齒輪齒數(shù)Z6=30,蝸桿頭數(shù)Z7=1,蝸輪齒數(shù)Z8=40,電機(jī)轉(zhuǎn)速為n4=1440r/min.,,可算得刀架轉(zhuǎn)速:n4=n1/i1*i2=1440/3*40=12r/min;蝸桿轉(zhuǎn)速:iH65=(n6-n4)/(n5-n4)=-Z5/Z6=-60/30=-2;(n6-n4)/(0-n4)=-2; n6=3n4=3*12 =36r/min;,蝸輪及螺桿轉(zhuǎn)速: n8=

33、n6/i78=n6×Z7/Z8= 36×1/40 =0.9 r/min;,驅(qū)動(dòng)螺桿螺紋為單頭普通螺紋,故刀頭每分鐘切削進(jìn)給深度為1.8毫米,加上輔助工作時(shí)間,每小時(shí)能完成5—10件薄壁筒體的兩端面加工,加工精度滿足了圖紙的要求.該項(xiàng)專用設(shè)備投入使用后,圓滿解決了薄壁筒體兩端面的切削加工難題,滿足了鄭紡機(jī)廠流水作業(yè)生產(chǎn)線的加工效率要求,為提高產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮了積極作用,受到了現(xiàn)場(chǎng)工人的好評(píng).,思 考

34、 題,1、薄壁圓筒兩頭切割的實(shí)用意義是什么？2、為什么薄壁圓筒兩頭切割不能采用傳統(tǒng)工藝加工？3、簡(jiǎn)述薄壁圓筒切割專用設(shè)備的工作原理。4、簡(jiǎn)述薄壁圓筒切割專用設(shè)備的主傳動(dòng)比計(jì)算方法。,四、鋼制圓筒過盈熱裝配工藝與技術(shù)裝備,1、原有鋼制圓筒過盈熱裝配工藝存在的問題： 工業(yè)設(shè)備中有許多重要零部件是用厚壁圓筒過盈熱裝配后加工而成的，如紡織印染機(jī)械中的烘筒，導(dǎo)布輥筒；皮帶輸送機(jī)上的托輥等等，有些還是壓力容器，如圖一所示，一般都由心

35、軸 、悶頭、厚壁圓筒體采用高溫過盈熱裝配工藝，將圓筒兩頭加熱到500--600℃，把悶頭熱裝配在滾筒內(nèi)，按照熱漲冷縮原理，待滾筒自然冷卻后將悶頭抱合成一體；機(jī)械加工時(shí)，為了盡可能減小動(dòng)平衡誤差，以圓筒外徑為定心基準(zhǔn)加工兩頭心軸外圓。這樣，一方面降低了滾筒零件的加工成本，減小了心軸與圓筒的不同軸度誤差，還減輕了零,,烘筒類零件： 1、心軸，2、悶頭；3、厚壁筒體 圖一、過盈熱裝配工藝加熱的典型零件,件自重，另一方面

36、也節(jié)省了材料；因此是機(jī)械加工行業(yè)最常采用的制造工藝。,在上述制造工藝中，厚壁圓筒兩端加熱是實(shí)現(xiàn)熱裝配工藝的關(guān)鍵，許多工廠采用燒焦碳地爐的落后工藝，浪費(fèi)了能源，影響了環(huán)保，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，安全條件差，特別是一些直徑較大的圓筒，因焦碳深埋不住筒體，造成加熱不均勻、過燒等問題，常須多次返工才能勉強(qiáng)裝配，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量，是急待解決的工藝難題。為此，筆者在鄭州紡織機(jī)械廠參與了厚壁圓筒過盈熱裝配爐的工藝方案研討與設(shè)

37、備設(shè)計(jì)。,2．相對(duì)落后的熱裝配加熱工藝 在調(diào)研中，筆者看到有些廠家采用開放式煤氣（或天然氣）地爐的加熱方案，如圖二所示，在一條地溝中設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的大氣式燒咀，燒煤氣或天然氣，被加熱圓筒按流水線裝配工藝沿地溝,滾動(dòng)加熱，為提高加熱效果，被加熱圓筒上遮蓋一些保溫耐火材料。經(jīng)實(shí)地考察，雖然此方案滿足了流水線作業(yè)的要求，但大氣式燒咀發(fā)熱量低，多用于鑄工造型烘干，用在地爐上效果極差，經(jīng)常是貼近火焰的零件表面溫度高，一旦轉(zhuǎn)到上面

38、，溫度嚴(yán)重下降，加熱極不均勻；加上保溫措施不利，只能勉強(qiáng)用于小直徑的圓筒加熱，且零件表面氧化嚴(yán)重，加熱溫度不夠高，現(xiàn)場(chǎng)工人反映不如原有的焦碳地爐好用。,,另外，筆者也看到一些廠家采用的專用臺(tái)車式爐加熱方案，如圖三所示。爐型象簡(jiǎn)單的鑄工定性爐或鍛工爐，需加熱圓筒被放置在臺(tái)車上，將加熱端推入爐膛加熱，待加熱后出爐熱裝配，此方案加熱溫度比較均勻、到位，但不符和流水線作業(yè)要求，臺(tái)車一次加熱輥筒太少，工作效率太低；加熱輥筒多了

39、，裝到最后溫度下降太多，影響裝配效果；而且工人高溫操作環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，卸車工作條件危險(xiǎn)；再加上裝料較多或加熱大直徑輥筒時(shí)，爐膛透熱面積較大，熱損失較多，加熱效率上不去。此方案因工作效率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，盡管在許多工廠使用，也不受現(xiàn)場(chǎng)工人歡迎。,,1、煤氣燒咀；2、被加熱輥筒；3、臺(tái)車；4、臺(tái)車式爐窯；5、吊掛式爐門。 圖三、臺(tái)車式加熱爐,3．熱裝配專用設(shè)備的工藝方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

40、,,1、爐體地溝加熱區(qū)；2、地溝燒咀；3、耐火纖維側(cè)爐門；4、被加熱輥筒；5、耐火纖維吊掛爐頂；6、爐頂燒咀；7、爐門配重；8、耐火纖維爐后墻；9、耐火纖維爐前門。 圖四、過盈熱裝配專用加熱爐,根據(jù)上述方案的調(diào)查比較，按照流水線作業(yè)的工藝要求，筆者提出了新的設(shè)計(jì)方案如圖四所示。采用爐底、后墻、爐頂三面固定，爐前面、兩側(cè)面共三個(gè)活動(dòng)爐門隨機(jī)調(diào)整密封的爐型結(jié)構(gòu)。爐底地溝采用耐火磚砌制；地溝以

41、上后墻、爐頂采用硅酸鋁耐火纖維輕型結(jié)構(gòu)，具體作法是：先用槽鋼、角鋼型材焊成爐體鋼架，在鋼架上焊接固定鋼板網(wǎng)（也可以是粗鐵絲網(wǎng)，但鍍鋅鐵絲不太好焊接），用細(xì)鐵絲把耐火纖維壓縮塊臨時(shí)捆扎在鋼板網(wǎng)上，再用專門的耐火泥粘接劑外敷在爐后墻和爐頂表面，透過鋼板網(wǎng)孔粘接固定硅酸鋁耐火纖維，形成嚴(yán)密的隔火爐墻，待耐火泥粘接劑干結(jié)后形成堅(jiān)硬的墻皮殼體，既保護(hù)了硅酸鋁耐火纖維使之免于風(fēng)化和受潮，又密封了爐墻爐,頂，形成可靠的輕型爐頂。（此

42、外，采用傳統(tǒng)耐火磚爐型，很難作成單墻體懸空吊頂。）從而實(shí)現(xiàn)了爐底爐頂爐后墻三面固定的設(shè)計(jì)要求。爐體兩側(cè)及前面有三扇吊裝活動(dòng)爐門，根據(jù)爐膛進(jìn)料出料要求隨機(jī)啟動(dòng)兩側(cè)活動(dòng)爐門，而后隨時(shí)封閉；再根據(jù)輥筒直徑調(diào)整前門開啟高度，最大限度的減少爐膛熱量損失，提高加熱效率。爐膛采用上三下四共七個(gè)燒咀供熱，最大耗氣量為每小時(shí)七百立方米。在加熱小直徑輥筒時(shí)，可只采用地溝里的四個(gè)燒咀供熱；加熱大直徑輥筒時(shí)上下七個(gè)燒咀同時(shí)供熱，提高了爐體適

43、應(yīng)能力，增加了輥筒與火焰的接觸面積與時(shí)間，有效提高了加熱速度。此爐匯集了流水線地爐與臺(tái)車式爐窯的優(yōu)勢(shì)，在爐型設(shè)計(jì)上有所創(chuàng)新。,1993年4月，該設(shè)計(jì)項(xiàng)目按圖紙施工就緒后，一次試爐成功，經(jīng)十年的實(shí)際使用，充分顯示了各方面的優(yōu)越性，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：1）．與原焦碳地爐相比，生產(chǎn)效率提高三倍左右，原來(lái)需要二至三班作業(yè)完成的熱裝配任務(wù)，現(xiàn)在一班作業(yè)即可十分輕松的完成；原來(lái)燒焦碳地爐緊張時(shí)，每日兩班尚不能滿足車間生產(chǎn)的節(jié)拍要求

44、，現(xiàn)在兩日一班即可滿足生產(chǎn)計(jì)劃定額，所以，此爐型解決了鄭州紡織機(jī)械廠工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵。許多外地廠家也紛紛來(lái)廠參觀學(xué)習(xí)，并就相關(guān)爐型結(jié)構(gòu)問題與筆者交換意見，客觀展示了該爐型受歡迎的程度。2）該熱裝配專用爐的設(shè)計(jì)成功，可從根本上徹底結(jié)束熱裝配工藝直接燒煤的落后作業(yè)方式，改善了現(xiàn)場(chǎng)操作工人的勞動(dòng)條件，大大降低了操作工人的勞,動(dòng)強(qiáng)度，改善了周圍的工作環(huán)境，消除了粉塵污染，解決了鄭州紡織機(jī)械廠長(zhǎng)期懸而未決的技術(shù)難題，受到了現(xiàn)場(chǎng)操作

45、工人的好評(píng)。3）經(jīng)初步測(cè)定，該熱裝配專用爐熱效率在15%以上。,4．進(jìn)一步改進(jìn)意見：1）目前采用燒咀仍是上世紀(jì)五、六十年代使用的低壓煤氣燒咀。如能選用新型節(jié)能型燃燒裝置，定可進(jìn)一步提高熱效率，降低能耗。2）由于熱裝配流水作業(yè)的特點(diǎn)，決定了該爐型只能開放性燃燒，不論爐體是否設(shè)計(jì)煙道，煙氣都會(huì)通過輥筒出現(xiàn)在爐前，造成高溫；在炎熱的夏天，爐前工況仍不十分理想，仍需要進(jìn)一步強(qiáng)化爐前的,通風(fēng)配套設(shè)施。3）雖然該爐型一次試爐成功

46、，但期間風(fēng)險(xiǎn)重大，如燒咀閥門不嚴(yán)或爐前通風(fēng)不良，形成爐前煤氣淤積，貿(mào)然點(diǎn)火就回造成嚴(yán)重的人身傷亡事故。故筆者建議，一定要特別重視爐前配套通風(fēng)設(shè)施的完善、可靠性。4）為防止?fàn)t頂、后墻透火，硅酸鋁耐火纖維的施工可靠性致關(guān)重要，所以，必須由有經(jīng)驗(yàn)的來(lái)施工，避免爐體工作時(shí)透火，造成電線、煤氣管道受熱，形成難以想象的重大工傷事故和損失。,思 考 題,1、簡(jiǎn)述厚壁圓筒熱裝配加熱工藝的主要難題。2、簡(jiǎn)述厚壁圓筒熱裝

47、配專用設(shè)備設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)與主要 風(fēng)險(xiǎn)難點(diǎn)。3、簡(jiǎn)述厚壁圓筒熱裝配加熱爐提高熱工效率所采用的 有效措施。4、簡(jiǎn)述厚壁圓筒加熱爐的工藝優(yōu)勢(shì)及目前存在的問題。,五、平板下料自動(dòng)切割的環(huán)保工藝及技術(shù)裝備,1、氧乙炔焰，等離子弧自動(dòng)切割設(shè)備的環(huán)保問題：,氧乙炔焰，等離子弧全自動(dòng)切割設(shè)備，采用兩臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)割炬作任意平面運(yùn)動(dòng)，用計(jì)算機(jī)編程控制，可實(shí)現(xiàn)8—40毫米不銹鋼板，10—200毫米碳素鋼板的零件或毛坯，任意形狀

48、尺寸的全自動(dòng)切割；其加工精度好，工作效率高，是取代人工氧乙炔焰切割的重要設(shè)備，深受機(jī)械加工行業(yè)用戶的青睞，并在眾多機(jī)械加工工廠廣泛使用。鄭州紡織機(jī)械廠現(xiàn)有兩臺(tái)全自動(dòng)切割機(jī)，一臺(tái)是瑞典ESAB公司生產(chǎn)的數(shù)控火焰等離子切割機(jī)，最大切割寬度為2500毫米，最大切割長(zhǎng)度為4700毫米；厚度：等離子切割不銹鋼板8—40毫米；氧乙炔焰切割碳鋼,板10—200毫米；切割速度：等離子：450—110 mm/min；氧乙炔焰：450—18

49、0 mm/min;另一臺(tái)是哈爾濱華崴焊切成套設(shè)備有限公司生產(chǎn)的數(shù)控火焰等離子切割機(jī)，型號(hào)DHG 5011;導(dǎo)軌跨距5000毫米，導(dǎo)軌總長(zhǎng)14400毫米；有效切割寬度4300毫米，有效切割長(zhǎng)度12400毫米；最大空行程速度12000mm/min;切割速度6000 mm/min;切割厚度：氧乙炔焰切割碳鋼5—200毫米，等離子切割不銹鋼1—50毫米。然而，氧乙炔焰，等離子弧在中厚度鋼板切割時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體煙塵，并伴

50、有很大的噪音；這也是長(zhǎng)期困擾用戶，影響操作現(xiàn)場(chǎng)工人健康的一大突出問題。,2、氧乙炔焰，等離子弧全自動(dòng)切割的環(huán)保工藝及設(shè)施： 為了排除氧乙炔焰，等離子弧在中厚度鋼板切割時(shí)產(chǎn)生的有害氣體煙塵，筆者在鄭州紡織機(jī)械廠設(shè)計(jì)過專用防塵排煙設(shè)備，如圖一所示：中厚板全自動(dòng)切割設(shè)備的排煙系統(tǒng)由集煙箱及板料支撐架，抽風(fēng)系統(tǒng)兩大部分組成。被切割的整張鋼板蓋放在集煙箱上方，由集煙箱內(nèi)的許多尖點(diǎn)03支撐，在集煙箱與上蓋鋼板間形成相對(duì)封

51、閉空間，并由抽風(fēng)系統(tǒng)10在此封閉空間內(nèi)形成負(fù)壓，所有縫隙作為補(bǔ)風(fēng)口。當(dāng)全自動(dòng)切割設(shè)備在割炬5處切割鋼板時(shí)，產(chǎn)生的有害氣體由集煙箱內(nèi)的負(fù)壓吸入收集起來(lái)，通過吸風(fēng)罩09，排煙管道及抽風(fēng)系統(tǒng)10排出廠房。,,采用這一方案，在整張鋼板剛開始切割時(shí)，由于補(bǔ)風(fēng)面積小，負(fù)壓大，排煙效果尚可；但上蓋鋼板被切除一半或一半以上時(shí)，補(bǔ)風(fēng)面積太大，負(fù)壓衰減嚴(yán)重，常需要工人鋪蓋其他平板調(diào)整負(fù)壓，給操作工人帶來(lái)許多麻煩。有些工人懶于調(diào)整負(fù)壓，結(jié)果

52、廠房?jī)?nèi)經(jīng)常烏煙瘴氣。加上抽風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)噪音，使廠房噪音高達(dá)100分貝以上。另外、吸風(fēng)罩09、排煙管道10占據(jù)了廠房?jī)?nèi)很大的空間，又不允許磕碰，使操作工人感到十分不方便。將污濁的煙塵直接排放到廠房外大氣中也十分不妥。,為解決上述問題，筆者設(shè)計(jì)了第二套環(huán)保工藝方案如圖二所示：加大加高原來(lái)的集煙箱，變集煙箱為集水箱，拆除原有的通風(fēng)管道，在原有的吸風(fēng)罩位置增設(shè)循環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)水系統(tǒng)由水泵管路及集水槽組成。被切割鋼板依然用尖點(diǎn)支撐

53、平放在集水箱內(nèi)，此時(shí)集水箱內(nèi)水面低于被切割鋼板平面，以便于氧乙炔焰割炬點(diǎn)火。欲切割鋼板時(shí)，先點(diǎn)燃割炬，然后將集水槽內(nèi)的循環(huán)水用水泵抽入集水箱，讓水淹沒鋼板，使割炬在水下切割。這樣，切割鋼板時(shí)產(chǎn)生的有害氣體煙塵全部淹沒并大部分溶解在水中。采用此工藝方案，廠房?jī)?nèi)空氣質(zhì)量大為提高，有害氣體濃度明顯降低，節(jié)省了原有排風(fēng)管道占據(jù)的空間，并且使廠房?jī)?nèi)噪音控制在70分貝以下。操作工人的工作條,,件得到了明顯的改善。,盡管氧乙炔焰、等

54、離子弧割炬水下切割效果不錯(cuò)，但也產(chǎn)生了新的問題，當(dāng)被切割鋼板局部變形或局部支點(diǎn)不平使鋼板局部翹起時(shí)，由于渾濁的循環(huán)水淹沒了割炬切割位置，無(wú)法看清割炬的切割狀態(tài)，當(dāng)割炬碰著水下的翹起鋼板高點(diǎn)時(shí)，要么割炬被撞壞；要么割炬偏轉(zhuǎn)變形，影響了零件的切割效率與質(zhì)量。為此，需設(shè)計(jì)專用裝置，將割炬的異常狀態(tài)反饋給操作工人，以便于操作工人及時(shí)調(diào)整處理。,3、自動(dòng)切割機(jī)水下切割防撞機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 筆者設(shè)計(jì)的全自動(dòng)切割

55、機(jī)機(jī)械式水下切割防撞機(jī)構(gòu)如圖二所示：該機(jī)械式防撞機(jī)構(gòu)代替原切割機(jī),,的割炬夾持器06，并安裝固定在相應(yīng)位置；防撞機(jī)構(gòu)主要由：割炬夾頭01、02；球體接頭03、04；滑套06及相關(guān)的殼體10，球面端蓋04，彈簧11等部分組成。割炬夾頭分為01、02兩部分，通過螺栓連接固定割炬，并用螺釘將02固定在球面座03上。球面座03的大凸球面與球面端蓋04的凹球面配合鉸接；受力時(shí)，球面座03可相對(duì)球面端蓋04轉(zhuǎn)動(dòng)。球面座03小球面端用

56、螺釘固定有兩個(gè)頂塊05，其凸曲面與滑套06一端的兩個(gè)凹曲斜面想吻合；當(dāng)割炬受阻使球面座03相對(duì)殼體10偏轉(zhuǎn)時(shí)，球面座03上的頂快05將通過凸曲面迫使不能轉(zhuǎn)動(dòng)的滑套06沿軸線方向滑移?；?6上裝有固定的滑鍵09，可在殼體10的通鍵槽內(nèi)滑動(dòng)，并限制滑套06轉(zhuǎn)動(dòng)?；I09上用螺釘安裝固定有連接塊、撞塊08、07，透過殼體10上的,長(zhǎng)圓通孔與滑套06同步沿殼體10鍵槽滑移，并以撞塊07撞擊行程開關(guān)（或接近開關(guān)）產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并

57、使割炬驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電制動(dòng)?；?6由彈簧11頂緊，在人工調(diào)整割炬高度時(shí)及時(shí)復(fù)位。,在割炬正常切割工作時(shí)，防撞機(jī)構(gòu)內(nèi)所有零件靜止不動(dòng)，相當(dāng)于一個(gè)剛性的割炬夾持器。因球面座03與滑套06環(huán)形平面接觸，割炬向下的重力無(wú)法使球面座03向下偏轉(zhuǎn)。因此沿割炬軸線上下方向的作用力對(duì)防撞機(jī)構(gòu)都不產(chǎn)生任何影響。,當(dāng)割炬向右行走碰到工作阻力時(shí)，通過夾頭01、02迫使球面座03壓迫滑套06克服彈簧11的阻力滑移，并使撞塊07撞擊行程開關(guān)，發(fā)出警報(bào)

58、信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電制動(dòng)。,當(dāng)割炬前后行走碰到工作阻力時(shí)，引起割炬偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而使夾頭01、02，球面座03及凸塊05同步偏轉(zhuǎn)，通過與滑套06吻合的斜面，迫使不能轉(zhuǎn)動(dòng)的滑套06并撞塊07沿水平線滑移，同樣撞擊行程開關(guān)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電制動(dòng)。 當(dāng)操作工人接到報(bào)警信號(hào)，調(diào)整好割炬相對(duì)鋼板的切割距離后，防撞機(jī)構(gòu)復(fù)位，切割機(jī)又可以繼續(xù)切割。,氧乙炔焰、等離子弧全自動(dòng)切割設(shè)備，采用文章介紹的水下切割工藝及裝置，較圓

59、滿的解決了工作現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)保問題。故筆者認(rèn)為，文章介紹的環(huán)保工藝及裝置，具有十分重要的推廣價(jià)值與實(shí)用意義。,思 考 題,1、簡(jiǎn)述等離子弧、氧乙炔焰數(shù)控切割專用環(huán)保設(shè)備的 實(shí)用意義。2、簡(jiǎn)述等離子弧、氧乙炔焰數(shù)控水下切割的優(yōu)勢(shì)與問 題，簡(jiǎn)述防撞機(jī)構(gòu)的工作原理。,六、寬砂帶磨削去除薄板零件毛刺的設(shè)備,薄板平面零件沖壓加工或激光切割.等離子弧切割后，周邊總會(huì)產(chǎn)生一些飛邊毛刺。采用通用平面磨床修理周邊毛刺、飛

60、邊，效率低，工時(shí)費(fèi)用較高。采用電動(dòng)砂輪機(jī)和砂布帶輪手工修理，工時(shí)費(fèi)用低，但工人操作安全性較差，工作效率不高。當(dāng)厚度不大的平板類小零件品種、數(shù)量較多時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用設(shè)備來(lái)處理平板類零件周邊的飛邊毛刺加工工藝問題。一、去毛刺專用砂帶磨削設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理：,根據(jù)寬砂帶磨削，一次磨削寬度大，磨削效率高的特點(diǎn)，筆者設(shè)計(jì)了專用寬砂帶磨削設(shè)備，如圖,,圖1 寬砂帶磨削去毛刺志用設(shè)備1砂帶磨削頭 2 寬砂帶 3 壓縮彈簧

61、 4 浮動(dòng)從動(dòng)帶輪 5 磁性工作臺(tái) 6 磨削工件 7 傳送帶機(jī)構(gòu) 8 料箱及擋板 9 蝸輪 10 絲杠 11 蝸桿機(jī)手輪 12 皮帶張緊機(jī)構(gòu),1所示：主要由砂帶磨削主動(dòng)力頭1，傳送帶機(jī)構(gòu)7及磁性工作臺(tái)5三部分組成。該專用設(shè)備采用500mm寬砂帶，由皮帶傳動(dòng)方式組成砂帶磨削頭，由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。砂帶的張力由兩組壓縮彈簧3產(chǎn)生，并自動(dòng)調(diào)整。,需去毛刺的平板類工件由人工擺放到傳送帶7的右端，擺放時(shí)零件的飛邊毛

62、刺面朝上，由傳送帶自動(dòng)輸向磨頭。當(dāng)進(jìn)入工作臺(tái)5的磁性區(qū)域時(shí)，靠磁鐵將零件吸貼在帆布傳送帶上。當(dāng)砂帶對(duì)工件表面磨削時(shí)，依靠工作臺(tái)的磁性，吸住工件與輸送帶同步通過砂帶磨削區(qū)域。當(dāng)傳送帶驅(qū)使工件離開工作臺(tái)磁性區(qū)域時(shí)，工件自動(dòng)消磁，到達(dá)傳送帶左端主動(dòng)輪7處，依慣性力方向自動(dòng)脫離傳送帶，甩入料箱8中。,二、幾點(diǎn)工藝問題的說明：1、寬砂帶磨削： 目前砂帶磨削在國(guó)內(nèi)已有了多年的成功經(jīng)驗(yàn)，主要用于木工拋光，而且砂帶寬度多小

63、于200mm，這是由于砂帶環(huán)形粘接后，喇叭口問題始終解決不好，砂帶越寬，砂帶兩端張力相差越大，越容易出現(xiàn)砂帶起皺，走偏。筆者設(shè)計(jì)的砂帶磨削設(shè)備采用500mm寬砂帶，由于從動(dòng)帶輪兩端采用兩組壓縮彈簧3自動(dòng)張緊，對(duì)先天形成的喇叭口有一定的適應(yīng)性。另外，主動(dòng)帶輪采用鼓形，中間大，兩頭小，使砂帶中間張力大于兩端。從動(dòng)帶輪兩邊加工有旋向相反的螺旋槽，在從動(dòng)帶輪與砂帶接觸產(chǎn)生摩擦力的同時(shí)，兩邊向外產(chǎn)生不大的拉力。,本設(shè)備在試驗(yàn)階段

64、，沒有出現(xiàn)十分明顯的砂帶起皺，走偏現(xiàn)象，但應(yīng)注意使工件擺放均勻，盡可能避免寬砂帶兩邊摩擦力相差太大。,2、磁性工作臺(tái)的調(diào)整： 磁性工作臺(tái)的調(diào)整包括磁力調(diào)整與工作臺(tái)高度位置調(diào)整。 在砂帶對(duì)工件磨削時(shí)，工作臺(tái)磁力太小，將無(wú)法驅(qū)使工件與輸送帶同步通過磨削區(qū)域，甚至?xí)构ぜ厣皫н\(yùn)動(dòng)方向飛出去，造成工傷事故。但磁力太大，又會(huì)增加皮帶輸送機(jī)的工作阻力。因此，針對(duì)不同厚度尺寸工件的固定需要，工作臺(tái)磁力應(yīng)能調(diào)

65、整。該專用設(shè)備的工作臺(tái)選用M 7120平面磨床的工作臺(tái)，采用工作臺(tái)與帆布傳送帶間貼加非導(dǎo)磁材料的辦法，通過固定不同厚度的不銹鋼板或四,氟塑料板，來(lái)調(diào)整工作臺(tái)對(duì)工件的磁力大小。,在平板零件去毛刺磨削時(shí)，針對(duì)不同厚度的工件，工作臺(tái)相對(duì)磨削頭的位置高度，需作相應(yīng)調(diào)整。另外，磨削力的大小很大程度取決于磨頭對(duì)工件的正壓力，磨削力的調(diào)整，也需要由工作臺(tái)高度調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。該專用設(shè)備的工作臺(tái)高度位置的調(diào)整，通過圖1所示機(jī)構(gòu)中蝸輪蝸桿和絲杠螺

66、母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪驅(qū)動(dòng)蝸桿，帶動(dòng)蝸輪9轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸輪9的中心加工有螺母，與螺母配合的絲杠與工作臺(tái)固定在一起，由螺母推動(dòng)絲杠與工作臺(tái)上下移動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)高度方向的位置調(diào)整。由于絲杠螺母和蝸輪蝸桿傳動(dòng)都有自鎖性，且傳動(dòng)比大，故工作臺(tái)位置及磨削力調(diào)整可十分可靠。,3、磨削速度調(diào)整： 磨削速度是影響磨削力的另一個(gè)要素，針對(duì)不同形狀、尺寸的零件磨削要求，磨削速度應(yīng)在一定范圍內(nèi)可調(diào)。按圖1

67、所示的設(shè)計(jì)方案，砂帶線速度調(diào)節(jié)相對(duì)比較困難，故磨削速度可通過傳送帶線速度的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)備的傳送帶主動(dòng)輪，由電動(dòng)機(jī)通過一臺(tái)錐形盤手動(dòng)調(diào)速器驅(qū)動(dòng)，故傳送帶的線速度可在1：8范圍內(nèi)手動(dòng)調(diào)整。,砂帶磨削與砂輪磨削相比，工作效率高，設(shè)備費(fèi)用低，但由于機(jī)械振動(dòng)問題和寬砂帶制作自身質(zhì)量問題，平面磨削質(zhì)量不如砂輪平面磨床的磨削質(zhì)量，故寬砂帶磨削在金屬表面加工的應(yīng)用方面進(jìn)展遲緩。但本課題實(shí)踐證明，砂帶磨削去毛刺工藝還是十分成功的。,

68、思 考 題,1、簡(jiǎn)述與傳統(tǒng)磨削工藝相比，寬砂帶磨削的優(yōu)勢(shì)與 缺點(diǎn)。2、簡(jiǎn)述寬砂帶磨削需要解決的主要工藝難題。,七、堆垛機(jī)存取貨叉行程增倍機(jī)構(gòu)的設(shè) 計(jì)與應(yīng)用,現(xiàn)代紡織業(yè)生產(chǎn)管理中，紡織產(chǎn)品和原材料采用現(xiàn)代化立體倉(cāng)庫(kù)周轉(zhuǎn)儲(chǔ)運(yùn)是發(fā)展方向，而且也最具備實(shí)現(xiàn)的客觀條件。現(xiàn)代儲(chǔ)運(yùn)立體倉(cāng)庫(kù)通?？煞譃楣潭ǖ牧Ⅲw貨架和自動(dòng)化堆垛機(jī)兩部分，由堆垛機(jī)實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)化入庫(kù)出庫(kù)的動(dòng)作要求。堆垛機(jī)的主要機(jī)械動(dòng)作有：轉(zhuǎn)運(yùn)車巷道運(yùn)