閘式剪板機(jī)的設(shè)計(jì)中用到的外購(gòu)件,有螺栓、螺帽、螺釘、軸承、彈簧墊片等多種小件產(chǎn)品。在這些產(chǎn)品中,我選擇了軸承選型為例來(lái)說(shuō)明外購(gòu)件的選型。
各種結(jié)構(gòu)類型軸承由于不同的結(jié)構(gòu)特性,可適應(yīng)于不同的使用條件,設(shè)計(jì)人員可根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇。通常選擇軸承類型時(shí)應(yīng)綜合考慮下列各主要因素:
0)載荷情況
載荷是選擇軸承最主要的依據(jù),通常應(yīng)根據(jù)載荷的大小、方向和性質(zhì)選擇軸承。
1)載荷大小 一般情況下,滾子軸承由于是線接觸,承載能力大,適于承受較大載荷;球軸承由于是點(diǎn)接觸,承載能力小,適用于輕、中等載荷。各種軸承載荷能力一般以額定載荷比表示。
2)載荷方向 純徑向力作用,宜選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承,也可考慮選用調(diào)心軸承。純軸向載荷作用,選用推力球軸承或推力滾子軸承。徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用時(shí),一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,這兩種軸承隨接觸角。剪板機(jī)增大承受軸向載荷能力提高。若徑向載荷較大而軸向載荷較小時(shí),也可選用深溝球軸承和內(nèi)、外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。若軸向載荷較大而徑向載
荷較小時(shí),可選用推力角接觸球軸承、推力圓錐滾子軸承。
3)載荷性質(zhì) 有沖擊載荷時(shí),宜選用滾子軸承。
(2)高速性能
一般摩擦力矩小、發(fā)熱量小的軸承高速性能好。球軸承比滾子軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速,故高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮選用球軸承。徑向載荷小時(shí),選用深溝球軸承:徑向載荷大時(shí),選用圓柱滾子軸承。對(duì)聯(lián)合載荷,載荷小時(shí),選用角接觸球軸承;載荷大時(shí),選用圓錐滾子軸承或圓柱滾子軸承與角接觸球軸承組合。在相同內(nèi)徑時(shí),外徑越小,滾動(dòng)體越輕越小,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體作用在外圈上的離心力也越小,因此更適于較高轉(zhuǎn)速下工作。在一定條件下,工作轉(zhuǎn)速較高時(shí),宜選用直徑系
列為8,9,0,1的軸承。保持架的材料與結(jié)構(gòu)對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響很大。剪板機(jī)部件軸的設(shè)計(jì)實(shí)體保持架比沖壓保持架允許的轉(zhuǎn)速高。高速重載的軸承需驗(yàn)算其極限轉(zhuǎn)速。
(3)軸向游動(dòng)性能
一般機(jī)械工作時(shí),因機(jī)械摩擦或工作介質(zhì)的關(guān)系而使軸發(fā)熱,從而有熱脹冷縮產(chǎn)生。在選擇軸承結(jié)構(gòu)類型時(shí),應(yīng)使其軸有鈾向游動(dòng)的可能性。因此,常在軸的某一端選用一內(nèi)圈或一外圈無(wú)擋邊的圓柱滾子軸承或滾針軸承,以適應(yīng)由于熱脹冷縮而引起軸的伸長(zhǎng)或縮短。
(4)調(diào)心性能
當(dāng)軸兩端軸承孔同軸性差(制造誤差或安裝誤差所致)或軸的剛度小,變形較大,以及多支點(diǎn)軸,均要求軸承調(diào)心性好,這時(shí)應(yīng)選用調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。
軸承的選型計(jì)算和校核
軸承在工作時(shí),各個(gè)元件上所受的載荷及產(chǎn)生的應(yīng)力是時(shí)時(shí)變化的,當(dāng)滾動(dòng)體進(jìn)入承載區(qū)后,所受的載荷即由零逐漸增加到、一直到最大的,然后再逐漸降低到0。
以上一段是軸承的工作原理及應(yīng)力的分布情況。
軸承的尺寸計(jì)算如下:
從軸承的壽命開(kāi)始入手,軸承的壽命,就是軸承制造出來(lái)之后,到軸承運(yùn)行到其可靠度為90%時(shí)的壽命作為標(biāo)準(zhǔn)壽命,即按一組軸承中10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞,而90%的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)或者工作小時(shí)為軸承壽命,并把著歌壽命叫做額定壽命,以來(lái)表示。液壓剪板機(jī)系統(tǒng)性能運(yùn)算可以看出來(lái)。
對(duì)于具有基本額定載荷C(或者)的軸承,當(dāng)它所受載荷P恰好為C時(shí),其基本的壽命為r。由機(jī)械設(shè)計(jì)課本319頁(yè)圖13—12軸承的載荷—壽命曲線可以得到,
(2)
如果載荷P和轉(zhuǎn)速n為已知,預(yù)期計(jì)算壽命又已經(jīng)取定,則所需軸承應(yīng)具有的基本額定動(dòng)載荷就為C(單位為N)可根據(jù)式子(2)計(jì)算出
滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷,在軸承中受到的軸向的載荷就叫做當(dāng)量動(dòng)載荷用來(lái)表示,當(dāng)量動(dòng)載荷的一般計(jì)算式為:
式中,X、Y分別表示徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù),其值見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)320頁(yè)表13—5,
對(duì)于只能承受徑向載荷的軸承,
對(duì)于只能承受純軸向載荷的軸承
由以上的式子可以計(jì)算出,選用的軸承直徑在60~100之間,厚度為20~30mm,根據(jù)要求選用深溝球軸承,具體尺寸如下如下:
電動(dòng)機(jī)軸承直徑為78mm,軸承厚度為20mm,軸承型號(hào)為6008。其他的外購(gòu)件用同樣的方法來(lái)確定。
其他外購(gòu)件如下:
螺栓:具體尺寸為:直徑為30mm,長(zhǎng)度為50mm.
螺母:尺寸如下:
直徑為20mm,厚度為25mm.
4.4典型焊接件的焊接要求及強(qiáng)度校核
4.4.1典型焊接件的基本要求
焊接是一種工業(yè)上常用來(lái)形成永久性連接的工藝方法。可以分為熔化焊、壓力焊、和釬焊三大類。
1)選擇焊接材料和確定焊接方法。
①低合金耐熱鋼10CrMo910一般焊絲選擇TIG-R40 ,焊條選擇 E6015-B3 ;焊接方法選擇氬弧焊打底其余焊條電弧焊。
②高合金鋼P91焊絲、焊條有很多國(guó)家生產(chǎn),通過(guò)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用采用德國(guó)的蒂森焊絲、焊條效果很好;焊接方法選擇氬弧焊打底其余焊條電弧焊。
2.設(shè)計(jì)接頭型式、坡口尺寸。具體看液壓傳動(dòng)方案和機(jī)械傳動(dòng)方案
接頭型式和坡口尺寸的設(shè)計(jì)原則是:在保證融合良好的情況下,填充金屬越少越好。一般采用雙V型或綜合型。
3)確定焊接線能量和其它焊接參數(shù)。
焊接線能量:由焊接能源輸入給單位長(zhǎng)度焊縫上熱能稱為焊接線能量。主要參數(shù)有:焊接電壓U;焊接電流I和焊接速度V。
焊接線能量與焊接方法有關(guān),焊接方法不同焊接線能量大小不同,氬弧焊小,次之焊條電弧焊,埋弧焊最大。焊接線能量影響焊接頭的沖擊韌性。
在工藝評(píng)定中如何確定焊接線能量,我們可以根據(jù)焊接CCT曲線合理都推斷出最佳焊接線能量也就是最佳的焊接工藝參數(shù),通過(guò)CCT曲線選擇合適的t8/5,如果提高焊接熱輸入量,加大焊接線能量,延長(zhǎng)t8/5的冷卻時(shí)間可以提高接頭的抗冷裂性,但對(duì)于某些合金鋼,過(guò)高的熱輸入量可明顯降低接頭的沖擊韌性、強(qiáng)度、硬度和蠕變強(qiáng)度。