離心澆注機(jī)總體畢業(yè)設(shè)計(jì)

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(lèi)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(lái)說(shuō)，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(wú)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(wú)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(guò)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(lèi)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(guò)</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(guò)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(lái)生產(chǎn)高度小于直徑的圓環(huán)類(lèi)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(lèi)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(lái)生產(chǎn)長(zhǎng)度大于直徑的瓦類(lèi)和管類(lèi)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(lèi)鑄件的生產(chǎn)過(guò)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(zhuān)利是在1809年由英國(guó)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(guó)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(chē)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(wú)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(wú)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(mǎi)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(lái)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(lái)除金屬液配方溫度高的影響外，起關(guān)鍵是沒(méi)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(lái)說(shuō)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(lái)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(lái)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(lèi)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(wú)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(guò)程</p><p>　　開(kāi)機(jī)—測(cè)量轉(zhuǎn)速—烘烤模子—涂料（水，白泥）—注入金屬液—打開(kāi)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(chē)間的離心澆注機(jī)是單速的，因?yàn)樗簧a(chǎn)一種零件，專(zhuān)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(wèn)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(wú)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(kāi)，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(guò)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(chē)間的離心澆注機(jī)沒(méi)有推出機(jī)構(gòu)，

29、沒(méi)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(guò)高，涂料不均造成的。從加熱金屬型開(kāi)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(lái)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>　?。ㄆ渲袨橐后w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(guò)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(kāi)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(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)可知，離心機(jī)轉(zhuǎn)速的高低過(guò)大過(guò)小都會(huì)對(duì)鑄件造成不良的影響。</p>&l

37、t;p>　　轉(zhuǎn)速過(guò)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(guò)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(wèn)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）</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(lèi)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(chē)間提供的4個(gè)轉(zhuǎn)速70020r/s ， 80020r/s ， 110050r/s ， 130050r/s比較，可見(jiàn)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(chē)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(wú)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(pán)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?gòu)S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(mén)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(wú)級(jí)變速來(lái)解決這一問(wèn)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(wú)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(wèn)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(guò)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(wú)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(lái)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(lèi)有：有塊式制動(dòng)，帶式制動(dòng)，圓盤(pán)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(lèi)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(wú)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(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)，如圖4—1所示：</p><p>　　圖4—1JZT 無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)</p><p>　　1—JZT無(wú)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(wú)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(wú)級(jí)變速箱帶動(dòng)如圖4—2所示：</p><p>　　圖4—2 PIU機(jī)械無(wú)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(wú)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(gòu)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(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)使用起來(lái)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(wú)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(wú)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(wú)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(chē)氣缸套，汽缸漲圈等零件毛胚。</p>

61、<p>　　5）無(wú)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(qián)加滑軌，使工人將澆包中鐵水倒入小車(chē)上空懸坩鍋中，將小車(chē)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(guò)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(lèi)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>　　（注：?jiǎn)?dòng)時(shí)無(wú)工件，故無(wú)）</p><p>　　式5—6中相關(guān)物理量的

71、解釋?zhuān)?lt;/p><p><b>　　（）——工作角速度</b></p><p>　　(S) ——啟動(dòng)時(shí)間</p><p>　?。╮/s）——工作轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　（w）——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?zhuān)?lt;/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(wú)損失功率和扭矩太大的傳動(dòng)幅，故

76、功率效率問(wèn)題不予考慮），現(xiàn)選擇JZT52—4無(wú)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(guò)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(wú)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(pán)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(pán)厚lm=336mm ?？傞L(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(pán)，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(wú)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(wèn)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(pán)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(guò)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(wú)明顯加寬，機(jī)器底盤(pán)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(guò)了一般的用途，軸彎曲剛度允許值的上限是0.215mm更超過(guò)了，剛度要求較高軸的剛度允許值0.086mm。離心澆鑄機(jī)雖說(shuō)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(shū)）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(jiàn)總圖）</p><p>　　1.主軸安裝后旋轉(zhuǎn)不得卡住，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無(wú)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。&