畢業(yè)設計---柴油機曲軸的加工工藝的分析與設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　發(fā)動機曲軸是汽車的關鍵零件之一,其性能好壞直接影響到汽車發(fā)動機的質量和壽命.曲軸在發(fā)動機中承擔最大負荷和全部功率,承受著強大的方向不斷變化的彎矩及扭矩，同時經受著長時間高速運轉的磨損，因此要求曲軸材質具有較高的剛性、疲勞強度和良好的耐磨性能。發(fā)動機曲軸的作用是將活塞的往復直線運動通過連桿轉化為旋轉運動，從而實現發(fā)動機由化學能

2、轉變?yōu)闄C械能的輸出。</p><p>　　本課題是柴油機曲軸的加工工藝的分析與設計進行探討。工藝路線的擬定是工藝規(guī)程制訂中的關鍵階段，是工藝規(guī)程制訂的總體設計。所撰寫的工藝路線合理與否，不但影響加工質量和生產率，而且影響到工人、設備、工藝裝備及生產場地等的合理利用，從而影響生產成本。</p><p>　　所以，本次設計是在仔細分析曲軸零件加工技術要求及加工精度后，合理確定毛坯類型，經過查閱

3、相關參考書、手冊、圖表、標準等技術資料，確定各工序的定位基準、機械加工余量、工序尺寸及公差，最終制定出曲軸零件的加工工序卡片。</p><p>　　關鍵詞：發(fā)動機 曲軸 工藝分析 工藝設計</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The car engine crankshaft is one of

4、 the key parts and its direct influence on the performance of the quality of life and the car engine crankshaft in engine. For maximum load and power, with all of the changes direction, bending and torque through long ru

5、n, so the crankshaft material wear high rigidity, fatigue strength and wear resistance. Engine crankshaft role of piston is reciprocal linear motion through the link into the rotary motion, thus realize engine by chemica

6、l energy into mechanical </p><p>　　This topic is only diesel engine crankshaft process analysis and design are discussed. The process route plan is the key stage procedure formulation of regulations, is the

7、overall design process. Which route reasonable or not, not only influence processing quality and productivity, and affect worker, equipment, and process equipment and production sites, which affect the reasonable utiliza

8、tion of production cost.</p><p>　　Therefore, the design is in the careful analysis of the crankshaft parts processing technical requirements and machining precision, reasonably determine the blank type, afte

9、r consulting relevant reference, manuals, charts, standards, technical data to determine the locating datum, mechanical process and procedure limits.but dimensions and tolerances, eventually developing a crank parts proc

10、essing process card.</p><p>　　Keywords: engine crankshaft process analysis and process design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要……………………………………………………………………………………1<

11、/p><p>　　第一章進給系統(tǒng)的控制回路………………………………………………………4</p><p>　　1.1 曲軸的類型結構和應用……………………………………………………………4</p><p>　　1.2 曲軸的結構 ……………………………………………………………………8</p><p>　　1.3 曲軸的應用 …………………………

12、…………………………………………10</p><p>　　第二章急?；芈返目刂啤?1</p><p>　　2.1 曲軸的結構特點……………………………………………………………………11</p><p>　　2.2 曲軸的主要技術要求分析…………………………………………………………12</p><p>　　2

13、.3 曲軸的材料和毛坯的確定…………………………………………………………12</p><p>　　第三章伺服系統(tǒng) ……………………………………………………………14</p><p>　　3.1伺服驅動器…………………………………………………………………………14 3.2 伺服驅動放大器……………………………………………………………………15</p><p>　

14、　3.3 伺服系統(tǒng)故障…………………………………………………………………… 15</p><p>　　第四章接觸器、變壓器、變頻器………………………………………………17</p><p>　　4.1 變頻器的連線 ……………………………………………………………………17</p><p>　　4.2 改善變頻器的功率因數……………………………………………………………1

15、7</p><p>　　4.3 變頻器的抗干擾 …………………………………………………………………19</p><p>　　4.4變頻器的制動部件選用…………………………………………………………………</p><p>　　第五章急停信號……………………………………………………………………22</p><p>　　5.1 機床夾具的分類、基本組

16、成和功用 …………………………………………22</p><p>　　5.2 曲軸夾具的設計思路 …………………………………………………………22</p><p>　　5.3 夾具基準及誤差分析 ………………………………………………………24</p><p>　　結 論 …………………………………………………………………………26</p>

17、;<p>　　致 謝 …………………………………………………………………………27 參考文獻 …………………………………………………………………………28</p><p>　　1進給系統(tǒng)的控制回路</p><p>　　1.1 曲軸的類型結構及應用</p><p>　　1.1.1 曲軸的類型</p>

18、;<p>　　曲軸有整體曲軸、組合曲軸和半組合曲軸三種結構形式，一般采用整體曲軸。整體曲軸又可分為鍛造曲軸和鑄造曲軸。（圖表1—1）</p><p><b>　　圖表1—1</b></p><p>　　另外，曲軸根據結構和用途的不同又可分為曲拐軸、曲柄軸、偏心軸等。</p><p><b>　　曲軸的性能</b&g

19、t;</p><p>　　整體鍛造曲軸尺寸緊湊、質量較輕、強度高、剛性好。但形狀復雜加工困難，平衡塊也不易與曲軸做成一體。整體鍛造曲軸一般采用模鍛和連續(xù)纖維擠壓鍛造。只有小量生產的曲軸，主要是曲軸半徑在800mm以下的大中型曲軸，才采用自由鍛。</p><p>　　整體鑄造曲軸的加工性能好，金屬切削量少，成本低，鑄造曲軸可以獲得較合理的結構形狀，如橢圓形曲柄臂，桶形空心軸頸和卸載槽等。從而

20、使應力分布均勻，對提高曲軸的疲勞強度有顯著效果。鑄造曲軸的應用正在不斷擴大。</p><p>　　本次設計為整體鑄造曲軸 </p><p>　　1.1.2 曲軸的結構</p><p>　　曲軸一般由軸端、軸頸和曲柄臂三部分組成，曲軸內應開有油孔，作為潤滑油的通道。</p><p>　　曲軸的軸端：軸心線與曲軸旋轉中心同心的軸向端部稱之為軸

21、端。軸端一般作為曲軸的輸入（輸出）端，與帶輪、聯(lián)軸器、飛輪和驅動機等連接，要求連接牢固可靠。</p><p>　　曲軸的軸頸：軸頸包括主、支承軸頸和連桿軸頸。（圖1—2）安裝滑動軸承的軸頸要有足夠的承壓面積和較高的耐磨性保證供油和散熱。主軸頸與連桿軸頸重疊的部分S稱之為重合度。（圖1—3）它對曲軸強度影響很大。S增加，曲軸剛性增加，截面變化緩和，應力集中現象改善。應盡量避免S等于或接近于零。</p>

22、<p>　　曲柄臂及曲拐：曲軸上連接主軸頸和連桿軸頸或連接相鄰連桿軸頸的部位叫做曲柄臂。曲柄臂與連桿軸頸的組合體稱為曲拐。</p><p>　　1.1.3 曲軸的應用</p><p>　　曲軸的材料：曲軸一般由碳素結構鋼、合金結構鋼或球墨鑄鐵制成的。</p><p>　　曲軸的應用：曲軸是發(fā)動機上的一個重要的旋轉機件。裝上連桿后，可承接活塞的往復運動變成

23、循環(huán)運動。曲軸的兩個重要加工部位主軸頸和連桿軸頸，主軸頸被安裝在缸體上，連桿軸頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與氣缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構。</p><p>　　發(fā)動機的工作過程就是活塞經過混合壓縮氣的爆燃，推動活塞作直線運動，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運動轉變?yōu)樾D運動。而曲軸加工的好壞將直接影響發(fā)動機整體性能的表現。</p><p>　　曲軸在工作時，受氣體壓力，慣

24、性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復雜，同時，曲軸又是高速旋轉件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。</p><p>　　在曲軸的機械加工中，采用新技術和提高自動化程度都不斷取得進展。目前，國內較陳舊的曲軸生產線多數由普通機床和專用機床組成，生產效率和自動化程度相對較低。粗加工設備一般采用多刀車床車削曲軸主軸頸及連桿軸頸。工序質量穩(wěn)定性差，容易產生較大的加工應力

25、，難以達到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260等普通曲軸磨床進行粗磨、半精磨、精磨和拋光，通?？咳斯げ僮鳎庸べ|量不穩(wěn)定，尺寸一致性差。</p><p>　　現在加工曲軸粗加工比較流行的工藝是：主軸頸采用車削工藝和高速銑削。連桿頸采用高速銑削，而且傾向于高速隨動銑削，全部采用干式切削。在對連桿頸進行隨動磨削時，曲軸以主軸頸為軸線進行旋轉，并在一次裝夾下磨削所有連桿頸。在磨削過程中，磨頭實現往復擺動進給，跟蹤

26、著偏心回轉的連桿頸進行磨削加工。</p><p><b>　　2 急?；芈返目刂?lt;/b></p><p>　　2.1 曲軸的結構特點</p><p>　　曲軸的主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數目不僅與發(fā)動機氣缸數目有關，還取決于曲軸的支承方式。</p><p>　　曲軸的連桿軸頸是曲

27、軸與連桿的連接部分，在連接處用圓弧過渡，以減少應力集中。</p><p>　　曲軸的曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來平衡發(fā)動機不平衡的離心力矩，有時還用來平衡一部分往復慣性力，從而使曲軸旋轉平穩(wěn)。曲軸前端裝有齒輪，驅動風扇和水泵的皮帶輪以及起動爪等。為了防止機油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有一個甩油盤，在齒輪室蓋上裝有油封。曲軸的后端用來

28、安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間制成擋油凸緣與回油螺紋，以阻止機油向后竄漏。</p><p>　　另外，曲軸的曲拐數目等于氣缸數(直列式發(fā)動機)；V型發(fā)動機曲軸的曲拐數等于氣缸數的一半。</p><p>　　2.2 曲軸的主要技術要求分析</p><p>　　主軸頸、連桿軸頸本身的精度即尺寸公差等級為IT6，表面粗糙度Ra值在1.6～0.8um之間。軸頸長度公差等級

29、在IT9～IT10之間。軸頸的形狀公差如圓度、圓柱度控制在尺寸公差之半。</p><p>　　位置精度包括主軸頸與連桿軸頸的平衡度。一般為100um之內不大于200um；</p><p>　　曲軸各主軸頸的同軸度：小型高速曲軸為0.025mm，中大型低速曲軸為0.03～0.08mm。</p><p>　　各連桿軸頸的位置度不大于±20′。</p>

30、;<p>　　2.3 曲軸的材料和毛坯的確定</p><p>　　曲軸工作時要承受很大的轉矩及交變的彎曲應力，容易產生扭振、折斷及軸頸磨損。因此要求用材應較高的強度、沖擊韌度、疲勞強度和耐磨性。常用材料有35、40、45鋼或球墨鑄鐵QT600—3；對于高速、重載曲軸，可采用40Cr、42Mn2V等材料。本設計采用球墨鑄鐵QT600—3。</p><p>　　曲軸的毛坯根據批量

31、大小、尺寸、結構及材料品種來決定。批量較大的小型曲軸采用模鍛；單件小批的中大型曲軸采用自用鍛造；而對于球墨鑄鐵材料則采用鑄造毛坯。</p><p>　　2.4 曲軸的機械加工工藝過程</p><p>　　曲軸的尺寸精度、加工表面形狀精度以及位置精度的要求都很高，但剛性比較差，容易產生變形，這就給曲軸的機械加工帶來了很多困難，必須予以充分的重視。</p><p>　　

32、曲軸需要加工的表面有：主軸頸、連桿軸頸、鍵槽、φ55、φ50的外圓。由于使用了工藝搭子，銑鍵槽安排在切除工藝搭子后，磨削外圓安排在保留工藝搭子前。</p><p>　　根據曲軸的結構特點及機械加工的要求，加工順序大致可歸納為：銑兩端面；車工藝搭子和鉆中心孔；粗、精車三連桿軸頸；粗、精車各處外圓；精磨連桿軸頸、主軸頸和φ55、φ50外圓；切除工藝搭子、車端面、銑鍵槽等。</p><p>　　

33、2.5 曲軸的機械加工工藝路線</p><p><b>　?。?）、鑄造</b></p><p><b>　?。?）、熱處理</b></p><p><b>　　（3）、銑兩端面</b></p><p>　　（4）、車兩端工藝搭子外圓</p><p>　

34、　（5）、鉆主軸頸中心孔</p><p>　?。?）、鉆連桿軸頸中心孔</p><p><b>　　（7）、檢驗</b></p><p>　?。?）、粗車三個連桿軸頸</p><p>　?。?）、精車三個連桿軸頸</p><p>　　（10）、車工藝搭子兩端面</p><p&g

35、t;　?。?1）、粗車各處外圓</p><p>　?。?2）、精車各處外圓</p><p><b>　?。?3）、檢驗</b></p><p>　?。?4）、磨削連桿軸頸外圓</p><p>　?。?5）、磨削兩主軸頸</p><p>　?。?6）、磨削φ55mm外圓</p><

36、;p>　?。?7）、磨削φ50±0.02mm外圓</p><p><b>　　（18）、檢驗</b></p><p>　?。?9）、車掉兩端工藝搭子</p><p><b>　?。?0）、車兩端面</b></p><p><b>　?。?1）、銑鍵槽</b>&l

37、t;/p><p><b>　?。?2）、倒角</b></p><p><b>　?。?3）、去毛刺</b></p><p><b>　?。?4）、檢驗</b></p><p><b>　　第三章 伺服系統(tǒng)</b></p><p>　　第

38、四章 接觸器、變頻器、變壓器</p><p>　　4.1 變頻器的連線</p><p><b>　　1、主電路接線</b></p><p>　?。?） 變頻器輸入（R、S、T），輸出（U、V、W）絕對不能接錯</p><p>　?。?）將變頻器接地端子良好的接地（如果工廠電路是零地共用，那就要考慮單獨取地線） &l

39、t;/p><p>　　多臺變頻器接地，各變頻器應分別和大地相連，不允許一臺變頻器的接地和另一臺變頻器的接地端連接后再接地。</p><p>　?。?）將變頻器的電源輸入端子經過漏電保護開關接到電源上（漏電開關，空氣開關應選擇好的生產廠家） </p><p><b>　　2、控制電路的接線</b></p><p>　　（1）

40、模擬量控制線應使用屏蔽線，屏蔽一端接變頻器控制電路的公共端（COM），不要接變頻器地端（E）或大地，另一端懸空。</p><p>　?。?） 開關量控制線允許不使用屏蔽線，但同一信號的兩根線必須互相絞在一起，絞合線的絞合間距應盡可能小。</p><p>　　4.2 改善變頻器的功率因數 </p><p>　　為了改善功率因數或安裝場所距大容量電源很近時，必須加直流電

41、抗器和交流電抗器。除改善功率因數外，還有以下作用：</p><p>　?。?） 抑制輸入中的浪涌電流</p><p>　?。?） 削弱電源電壓不平衡所帶來的影響</p><p><b>　　電抗的選用：</b></p><p>　?。?） 電抗器電壓降不大于額定電壓的3%。</p><p>　?。?/p>

42、2） 當變壓器容量大于500KVA或變壓器容量超過變頻器容量10倍以上時，應配電抗器。</p><p>　　4.3 變頻器的抗干擾</p><p>　　1、 外界對變頻器的干擾主要來源于電源進線。當電源系統(tǒng)投入其它設備（如電容器）或由于其它設備的運行（如晶閘管等換相設備）時，容易造成電源的畸變，而損壞變頻器的開關管。在變頻器的輸入電路中串入交流電抗器可有效抑制來源于進線的干擾。2、 變頻器

43、對外界的干</p><p>　　（1） 干擾信號的傳播方式空中輻射方式</p><p>　　以電磁波的方式對外輻射電磁感應方式</p><p>　　通過線間電感而感應靜電感應方式 </p><p>　　通訊線間電容而感應線路傳播方式</p><p><b>　　通過線源網絡而傳播</b></

44、p><p><b>　　（2） 抗干擾措施</b></p><p><b>　　A 變頻器側</b></p><p>　　感應方式傳播的干擾信號，通過正確的布線和采用屏蔽線來消弱線路傳播的干擾信號，可以在線路中串入小電感來消弱輻射傳播的干擾信號，通過吸收方法來消弱（無線電抗干擾濾波器）在變頻器輸出側和電機間串入濾波電抗器，可以

45、不僅起到抗干擾作用，還可以消弱由于高次諧波引起的附加轉矩，改善電動機的運行特性。在變頻器的輸出側，絕對不允許用電容器來吸收諧波電流。</p><p><b>　　B 儀器側</b></p><p>　　電源隔離法 儀器電源側接入隔離變壓器信號隔離法 信號側用光電耦合器隔離 </p><p>　　4.4 變頻器的制動部件選用</p>

46、<p>　　1制動單元(選配部件)</p><p>　　當變頻器所驅動的控制設備需要快速制動時，需選用制動單元釋放電機制動時回饋至直流母線上的能量。</p><p>　　2制動電阻(選配部件)</p><p>　　不同功率等級變頻器的制動電阻選用如下所示。</p><p>　　電壓等級V 電機功率kW 電阻阻值歐/并聯(lián)數目 電阻功

47、率kW </p><p>　　電機功率kW 電阻阻值歐/并聯(lián)數目 電阻功率kW380 0.75 400 0.25 37 16 9 </p><p>　　1.5 400 0.25 45 13.6 9</p><p>　　2.2 250 0.25 55 20/2 12</p><p>　　3.7 150 0.4 75 13.6/2

48、18</p><p>　　5.5 100 0.5 90 20/3 18 </p><p>　　7.5 75 0.8 110 20/3 18</p><p>　　11 50 1.0 132 20/4 24</p><p>　　15 40 1.5 160 13.6/4 36 </p><p>　　18.5 30 4

49、.0 200 13.6/5 45 </p><p>　　22 30 4.0 220 13.6/5 45</p><p>　　30 20 6.0 280 13.6/6 54 </p><p>　　3制動部件的連接（舉例） </p><p>　　制動電阻的安裝[7.5kW以下] 制動控制單元的安裝[11

50、kW以上] （二）變頻器的調試、注意事項變頻器在調試時，應采取的基本步驟有帶電源空載測試、帶電機空載運行、帶負載試運行、與上位機聯(lián)機統(tǒng)調等；完成這些步驟應注意的問題： </p><p>　　1、在將變頻器接通電源前需要檢查它的輸入、輸出端是否符合說明書要求；</p><p>　　2、特別要看是否有新的內容增加，認真閱讀注意事項；</p><p>　　3、

51、檢查接線是否正確和緊固。 </p><p>　　一般的變頻器均有運行（RUN）、停止（STOP）、編程（PROG）、數據/確認（DATA/ENTER）、增加（UP、▲）、減少（DOWN、▼）、等6個鍵，不同變頻器操作鍵的定義基本相同。此外有的變頻器還有監(jiān)視（MONTTOR/DISPLAY）、復位（RESET）、寸動（JOG）、移位（SHIFT）等功能鍵。</p><p>　　一

52、、變頻器接通電源試運行（不接電機）接上電源后，按運行（RUN）鍵運行變頻器到50HZ，用萬用表測量變頻器的輸出（U V W）相電壓應平衡（370V-400V）。按停止鍵后，再接上電機線。 </p><p>　　二、變頻器帶電機空載運行 </p><p>　　1.設置電機的功率、極數，要綜合考慮變頻器的工作電流。 </p><p>　　2.設定變頻器的最大輸出頻率、基

53、頻、設置轉矩特性。</p><p>　　3.將變頻器設置為自帶的鍵盤操作模式，按寸動鍵、運行鍵、停止鍵，觀察電機是否反轉，是否能正常地啟動、停止。</p><p>　　4.熟悉變頻器運行發(fā)生故障時的保護代碼，觀察熱保護繼電器的出廠值，觀察過載保護的設定值，需要時可以修改。 三、帶載試運行

54、 </p><p>　　1.手動操作變頻器面板的運行停止鍵，觀察電機運行停止過程及變頻器的顯示窗，看是否有異?，F象。如果有現象，相應的改變預定參數后再運行。 </p><p>　　2.如果啟動.停止電機過程中變頻器出現過流保護動作，應重新設定加速、減速時間。電機在加、減速時的加速度取決于加速轉矩，而變頻器在啟、制動過程中的頻率變化率是用戶設定的。若電機轉動慣量或電機負載變化，按

55、預先設定的頻率變化率升速或減速時，有可能出現加速轉矩不夠，從而造成電機失速，即電機轉速與變頻器輸出頻率不協(xié)調，從而造成過電流或過電壓。因此，需要根據電機轉動慣量和負載合理設定加、減速時間，使變頻器的頻率變化率能與電機轉速變化率相協(xié)調。檢查此項設定是否合理的方法是先按經驗選定加、減速時間進行設定，若在啟動過程中出現過流，則可適當延長加速時間；若在制動過程中出現過流，則適當延長減速時間。另一方面，加、減速時間不宜設定太長，時間太長將影響生產

56、效率，特別是頻繁啟、制動時。 </p><p>　　3.如果變頻器在限定的時間內仍然保護，應改變啟動/停止的運行曲線，從直線改為S形、U形線或反S形、反U形線。電機負載慣性較大時，應該采用更長的啟動停止時間，并且根據其負載特性設置運行曲線類型。 </p><p>　　4.如果變頻器仍然存在運行故障，應嘗試增加最大電流的保護值，但是不能取消保護，應留有至少10%-20%的保護余量。

57、 </p><p>　　5.如果變頻器運行故障還是發(fā)生，應更換更大一級功率的變頻器。 </p><p>　　6.如果變頻器帶動電機在啟動過程中達不到預設速度，可能有兩種情況： </p><p>　　（1）系統(tǒng)發(fā)生機電共振，可以從電機運轉的聲音進行判斷。采用設置頻率跳躍值的方法，可以避開共振點。一般變頻器能設定三級跳躍點。V/f控制的變頻器驅動異步電機時

58、，在某些頻率段，電機的電流、轉速會發(fā)生振蕩，嚴重時系統(tǒng)無法運行，甚至在加速過程中出現過電流保護使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉動慣量較小時更為嚴重。普通變頻器均備有頻率跨跳功能，用戶可以根據系統(tǒng)出現振蕩的頻率點，在V/f曲線上設置跨跳點及跨跳寬度。當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運行。 </p><p>　　（2）電機的轉矩輸出能力不夠，不同品牌的變頻器出廠參數設置不同，在相同的條件下

59、，帶載能力不同，也可能因變頻器控制方法不同，造成電機的帶載能力不同；或因系統(tǒng)的輸出效率不同，造成帶載能力會有所差異。對于這種情況，可以增加轉矩提升量的值。如果達不到，可用手動轉矩提升功能，不要設定過大，電機這時的溫升會增加。如果仍然不行，應改用新的控制方法，比如日立變頻器采用V/f比值恒定的方法，啟動達不到要求時，改用無速度傳感器空間矢量控制方法，它具有更大的轉矩輸出能力。對于風機和泵類負載，應減少降轉矩的曲線值。 </p>

60、<p>　　四、變頻器與上位機相連進行系統(tǒng)調試 </p><p>　　在手動的基本設定完成后，如果系統(tǒng)中有上位機，將變頻器的控制線直接與上位機控制線相連，要考慮并將變頻器的操作模式改為端子控制。根據上位機系統(tǒng)的需要，調定變頻器接收頻率信號端子的量程0-5V或0-10V，以及變頻器對模擬頻率信號采樣的響應速度。如果需要另外的監(jiān)視表頭，應選擇模擬輸出的監(jiān)視量，并調整變頻器輸出監(jiān)視量端子的量程。

61、 </p><p>　　在調試時可能會遇到這種情況，如上位機給出信號后，變頻器不執(zhí)行。因為有的上位機只接受交流信號，不接受直流信號，而變頻器的控制信號大多是直流信號，這時可以考慮外加繼電器。</p><p>　　（三） 保養(yǎng)和維護 </p><p>　　由于變頻器使用環(huán)境的變化，如溫度、濕度、煙霧等的影響，以及變頻器內部元器件的老化等因素，可能會導致變頻器發(fā)生各

62、種故障。因此，在存貯、使用過程中必須對變頻器進行日常檢查，并進行定期保養(yǎng)維護。</p><p>　　一、 日常維護 在變頻器正常開啟時，請確認如下事項：</p><p>　　1、 電機是否有異常聲音及振動。 </p><p>　　2、 變頻器及電機是否發(fā)熱異常，環(huán)境溫度是否過高。</p><p>　　3、 負載電流

63、表是否與往常值一樣。</p><p>　　4、 變頻器的冷卻風扇是否正常運轉。</p><p><b>　　二、定期維護</b></p><p>　　變頻器定期保養(yǎng)檢查時，一定要切斷電源，待監(jiān)視器無顯示及主電路電源指示燈熄滅后，才能進行檢查。檢查內容如表所示。</p><p>　　檢查項目 檢查內容 異常對策&l

64、t;/p><p>　　主回路端子、控制回路端子螺絲釘 螺絲釘是否松動 用螺絲刀擰緊散熱片 是否有灰塵 用4～6kg/cm2壓力的干燥壓縮空氣吹掉PCB印刷電路板 是否有灰塵 用4～6kg/cm2壓力的干燥壓縮空氣吹掉冷卻風扇 是否有異常聲音、異常振動 更換冷卻風扇功率元件 是否有灰塵 用4～6kg/cm2壓力的干燥壓縮空氣吹掉鋁電解電容 是否變色、異味、鼓泡 更換鋁電解電容</p><p>&

65、lt;b>　　四、故障檢測</b></p><p><b>　　OH：機器過熱 </b></p><p>　　過熱是平時會碰到的一個故障。當遇到這種情況時，首先會想到散熱風扇是否運轉，風扇是否堵轉，周圍環(huán)境溫度是否過高，變頻器通風不良，溫度檢測電路故障。 </p><p><b>　　POFF：欠電壓</b&

66、gt;</p><p>　　輸入電源是否缺相，輸入電源接線端子松動，輸入電源電壓波動大。檢查整流是否有問題，直流電壓是否低于380V OU、：過壓我們首先要排除由于參數問題而導致的故障。例如減速時間過短，由于再生負載而導致的過壓（加制動單元），然后我們可以看一下輸入側電壓是否有問題，最后我們可以看一下電壓檢測電路是否出現了故障，一般的電壓檢測電路的電壓采樣點，都是中間直流回路的電壓。</p><

67、;p>　　OCU、OCS：過電流</p><p>　　這可能是變頻器里面最常見的故障了。我們首先要排除由于參數問題而導致的故障。例如電流限制，加速時間過短都有可能導致過電流的產生。然后我們就必須判斷是否電流檢測電路出問題了，如霍爾傳感器，霍爾線故障。變頻器輸出側是否短路。</p><p><b>　　OL：過載</b></p><p>　

68、　加速時間太短，電機負載太重，電機有卡死現象。HE：電流傳感器故障霍爾線沒有接好，傳感器損壞，電流檢測電路有故障。</p><p><b>　　OCU1：硬件保護</b></p><p>　　這是最常見的故障。變頻器三相輸出UVW相有短路現象，外部用電設備干擾，IGBT，IPM模塊損壞。 </p><p>　　以下就是變頻器主回路故障簡易

69、測試： </p><p>　　技術人員憑借數字式萬用表根據上圖可簡單判斷主回路器件是否損壞。（主要是整流橋，IGBT，IPM）為了人身安全，必須確保機器斷電，并拆除輸入電源線R 、S、T和輸出線U、V、W后放可操作！首先把萬用表打到“二級管”檔，然后通過萬用表的紅色表筆和黑色表筆按以下步驟檢測：</p><p>　　1、 黑色表筆接觸直流母線的負極P(+),紅色表筆依次接觸R、S、T，

70、記錄萬用表上的顯示值；然后再把紅色表筆接觸N(-)，黑色表筆依次接觸R、S、T，記錄萬用表的顯示值；六次顯示值如果基本平衡，則表明變頻器二極管整流或軟啟電阻無問題，反之相應位置的整流模塊或軟啟電阻損壞，現象：無顯示。</p><p>　　2、 紅色表筆接觸直流母線的負極P(+),黑色表筆依次接觸U、V、W，記錄萬用表上的顯示值；然后再把黑色表筆接觸N(-)，紅色表筆依次接觸U、V、W，記錄萬用表的顯示值；六次顯

71、示值如果基本平衡，則表明變頻器IGBT逆變模塊無問題，反之相應位置的IGBT逆變模塊損壞，現象：無輸出或報故障。</p><p><b>　　5急停信號</b></p><p>　　一個機床的機械制造工藝系統(tǒng)由機床、工件、刀具和夾具組成。機床夾具的用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有一個正確的位置，并在加工過程中這個位置不變，可以看出夾具在機械加工

72、中占有很重要的地位，尤其是在成批生產時更是大量采用機床夾具，它們是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對機床或刀具獲得正確的位置。機床夾具的好壞直接影響工件加工表面的位置精度。所以，機床夾具設計是裝備設計中的一項重要工作。</p><p>　　機床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類型：通用夾具，專用夾具，通用可調整夾具和成組夾具，組合夾具，隨行夾具。機床夾具的基本組成，根據功用一般可分為：1）定位原件或裝置，用以

73、確定工件在夾具中的正確位置；2）刀具導向原件或裝置，用以引導刀具或用以調整刀具相對于工件的位置；3）夾緊元件或裝置，用以夾緊元件；4）連接原件，用以確定工件在機床上的正確位置并與機床相連接；5）夾具體，用以連接各夾具元件及裝置，使之成為一個整體，并通過它將夾具安裝在機床上；6）其他元件及裝置，如分度裝置、防錯裝置等。</p><p>　　機床夾具的功用一般為：1）保證加工質量；2）提高生產率，降低成本；3）擴大機

74、床工藝范圍，做到一機多能；4）平衡各工序時間，以便組織流水生產；5）減輕工人勞動強度，保證生產安全。</p><p>　　5.2 曲軸夾具的設計思路</p><p>　　曲軸除了具有軸的一般加工規(guī)律外，也有它的工藝特點，主要包括形狀復雜，剛性差及技術要求高，針對這些特點應采取相應的措施，分析如下：</p><p><b>　　5.2.1形狀復雜</b

75、></p><p>　　曲軸主軸頸與連桿軸頸不在同一軸上線，偏心距有一定的尺寸要求，并且兩軸有較高的位置度要求，同時主軸頸與連桿軸頸間有較大的平衡塊，因此在工藝設計中應解決以下幾點問題：a.設計加工連桿軸頸的偏心夾具，即連桿軸頸與機床主軸重合，并使夾具能回轉180度，加工另一連桿軸頸。b.為消除加工時的不平衡力的產生，設計夾具時應精確設計平衡重。</p><p><b>　

76、　5.2.2剛性差</b></p><p>　　因本曲軸長徑比較大，同時具有曲拐，因此剛性較差。曲軸在切削力及自重的作用下會產生嚴重的扭曲及彎曲變形，特別在單邊傳動的機床上加工更為嚴重，在工藝設計中應解決以下問題：</p><p>　　（1）：粗加工時由于切削余量大，切削力也較大，可用中間托架來增強剛性，減小變形和振動，同時機床刀具及夾具都應有較高的剛度。</p>

77、<p>　?。?）：在加工時盡量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同時橫向進給。</p><p>　　（3）：合理安排工位次序以減少加工變形，按先粗后精的原則安排加工工序，逐步提高精度。</p><p>　　（4）：在有可能產生變形的工序后面增設校直工序。</p><p>　　5.2.3技術要求高</p><p>　　曲軸技術要

78、求較高，加工面多，需要保證的尺寸、形狀、位置精度較多。因而總的工藝路線較長，精加工占有相當比例。</p><p>　　加工時應要解決以下問題：</p><p>　　A：正確分配粗加工、半精加工及精加工余量。</p><p>　　B：粗基準選擇用曲軸兩端的中心孔。中心孔的加工以主軸頸外圓作為基準，這樣能保證曲軸加工徑向及軸向加工余量的均勻性。</p>&

79、lt;p>　　C：精加工時仍用中心孔作為基準，但要重新修磨中心孔，避免精加工時因中心孔磨損引起加工誤差。也可一端用主軸頸定位，另一端用中心孔定位以提高剛度。</p><p>　　D：曲軸軸向定位以主軸頸軸肩定位，工藝設計時定位基準應盡量與設計基準一致。</p><p>　　綜上分析，鑒于磨削連桿軸頸夾具的典型性和特殊性，決定設計六個連桿軸頸的粗磨夾具，本夾具將用于MQ1350B外圓磨

80、床。</p><p>　　本夾具可同時粗磨位于同一軸心線上的連桿軸頸、兩側面及過度圓角。其中，各連桿軸心線的相位差要求控制在之內對夾具的分度裝置精度要求較高，同時連桿軸頸有較高的尺寸和位置精度，對夾具的定位夾緊機構精度要求較高。連桿軸頸側面有較高的端面跳動要求，并同時滿足和磨削表面的粗糙度要求，這就要求夾具有較好的定位和夾緊裝置，盡量減少定位和夾緊誤差。由于只能同時磨削在同一軸心線上的連桿軸頸，所以在每一組磨削完

81、兩道軸頸之后都要將工件進行角度調整使待磨削的連桿軸頸和機床中心線能夠在同一條軸心線上，這就可以考慮在夾具上設計出專用的分度盤進行分度來提高生產效率，不過 分度裝置的精度等級要高出連桿軸頸精度等級1級以上。</p><p>　　綜合分析以上問題，本夾具的設計存在特殊之處，對各部分的要求都相對較高，在設計時必須認真思考和全面地衡量，盡可能地減少夾具導致的加工誤差和降低精度的因素。在保證加工質量的前提下，還要考慮提高生

82、產率和降低成本，減輕工人的勞動強度。</p><p>　　5.3 夾具基準及誤差分析</p><p>　　5.3.1定位基準的選擇</p><p>　　工件在機床上的定位，實際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機床上的定位兩個方面，這里只討論工件在夾具上的定位。在本夾具設計中，由零件圖可知，曲軸六個連桿軸頸中心線對主軸中心線有平衡度要求，其設計基準為主軸頸中心線。為了

83、使定位誤差為零，應該選擇以主軸頸為定位面的夾具，其軸向定位面為第一主軸頸上的止推面，因此這里設計以第一、七主軸頸和止推面為定位基準面的夾具。</p><p>　　采用翻轉壓蓋式機械夾緊，具有結構簡單、通用性好、夾緊可靠、增力比大等特點。</p><p>　　5.3.2定位誤差分析</p><p>　　因為工件的定位基準和定位元件均有制造誤差，所以工件在夾具中定位后的

84、實際位置將在一定范圍內變動，即存在一定的定位誤差，設計定位裝置時，就要控制這一誤差在加工中所允許的范圍內。</p><p>　　產生定位誤差的原因有以下兩個方面：1）定位基準和工序基準不重合；2）定位基準位移。定位誤差就是由基準不重合誤差和基準位移公差綜合引起的同批工件工序尺寸的那部分公差，也就是等于兩者的代數和。</p><p>　　本夾具的主要定位元件為V型塊，軸向定位時定位基準——右

85、夾具體的左端面與止推面的接合面即為曲軸連桿軸頸工序基準，即不存在基準位移公差也不存在基準不重合誤差，所以。</p><p>　　求工序尺寸的定位誤差，定位基準為主軸頸與V型塊接觸母線A和B，工序基準為主軸中心線，當主軸頸直徑存在誤差時，定位基準A或B沿V型塊工作面的位移為</p><p>　　所以基準不重合誤差為</p><p><b>　　基準位移誤差為

86、</b></p><p><b>　　則總的定位誤差為</b></p><p><b>　　已知本工序中，，故</b></p><p>　　5.3.3夾具的使用方法</p><p>　　將夾具體固定在銑床床體上，然后把定位銷（4個）及螺釘打入左右兩V型塊固定到夾具體上。V型塊的定位靠定位

87、銷及螺釘來實現。V型塊的下面和側面分別墊一塊兒底面墊板和側面墊板，用來調整工件的中心線，最后裝上壓蓋，定位銷等零件。</p><p>　　加工時，將精磨后的第一主軸頸和第二主軸頸只與夾具的左右V型塊上，用百分表調整第1或第2連桿軸頸軸心線，使其處于磨床主軸回轉中心位置，然后夾緊曲軸，再將分度盤套在曲軸皮帶輪軸頸上，使3個齒面中的一個緊靠在翻轉塊上，然后用內六角螺釘將其固在皮帶輪軸頸上，這樣就可以磨削第1.2連桿軸

88、頸了。由于分度盤的3個齒面為精確分度，因此保證了個連桿軸頸的角度偏差并滿足了工藝要求。</p><p>　　由于用V型塊定位，零件支撐軸頸的偏差會引起曲軸軸頸的變化和產生錐度，因此要嚴格控制支撐軸頸的偏差。</p><p>　　5.3.4夾具的調整</p><p>　?。?）調整曲軸連桿軸頸軸心線的平行度誤差采用修磨側面墊板來實現</p><p&

89、gt;　　（2）調整曲軸的回轉中心半徑采用修磨地面板來完成</p><p>　?。?）加工回轉半徑不同的曲軸時，可以通過更換不同厚度的地面板來實現</p><p>　　總體來說，該夾具能夠大大提高生產效率，因為可以調整，所以其加工范圍增大，能夠解決設備不足的情況；能夠有效的保證加工精度，無需高技能操作者；結構簡單。制造方便、快捷，能夠為新產品的順利生產奠定技術基礎。</p>

90、<p><b>　　總結</b></p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　我本次的畢業(yè)設計，得到了謝賀年老師的親切關懷和精心指導，使得本設計得以順利完成，其中無不飽含著老師的汗水和心血。首先要感謝的是我的指導老師謝賀年，在整個過程中他給了我很大的幫助。他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循

91、善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹的治學態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。同時感謝所有任課老師三年來對我的培養(yǎng)。是你們在我有困難的時候幫我們解決困難。你們的教誨，不僅讓我學到了書本的基礎知識，更重要的是讓我學會了如何做一名優(yōu)秀的大學生，如果沒有你們的

92、辛勤教誨，也不會有我今天的成長。也感謝學院為我們提供了一次這樣好的機會，使自己在學習的同時也鍛煉了自己的實踐能力</p><p><b>　　【參考文獻】 </b></p><p>　　1王永華主編.現代電氣控制及PLC應用技術.北京航空航天大學出版社 2003</p><p>　　2 廖常初主編.S7-300/400PLC應用技術.機械工業(yè)