管套壓裝專機(jī)應(yīng)用研究

陳茂政

[摘要]本文通過分析現(xiàn)階段管套壓裝專機(jī)的應(yīng)用情況，歸納了目前管套壓裝專機(jī)應(yīng)用與推廣中存在的問題，以SY-200型管套壓裝專機(jī)為例提出了管套壓裝專機(jī)在應(yīng)用和推廣中的一些建設(shè)，總結(jié)了該研究成果，為管套壓裝專機(jī)的應(yīng)用推廣研究提供了依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 壓裝專機(jī);壓裝力

管套壓裝機(jī)主要來源于軸套裝配的需要。我國大部分軸承、軸套裝配由于長時間以來人工方式單一，使之裝配精度較低，不適合批量生產(chǎn)的場合?，F(xiàn)代管套壓裝專機(jī)是用來代替人工壓配安裝軸、軸承和軸套的一種專用機(jī)。

1.國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國自七十年代采用軸承以來，在壓裝工藝上，經(jīng)歷了七十年代的移動式油壓機(jī)，八十年代的具有記錄時間――壓力曲線及有關(guān)數(shù)據(jù)的固定式滾動軸承壓裝機(jī)。隨著時代的不斷進(jìn)步，老產(chǎn)品的淘汰，新產(chǎn)品的涌現(xiàn)是歷史的必然。八十年代出現(xiàn)的固定式壓裝機(jī)，能夠自動測量和記錄每條輪對軸承壓裝技術(shù)參數(shù)，自動測量、打印軸承壓裝力、終止壓裝力并且自動給出壓裝力隨時間變化的關(guān)系曲線，它的問世很快淘汰了移動式油壓機(jī)。

2.存在的主要問題

隨著機(jī)械行業(yè)的大發(fā)展，軸、軸承和軸套的使用也越來越廣泛，而軸與軸承、軸套的配合為過盈配合H8/r7，所需壓入力較大，且隨壓入長度增大而增大。在常溫下裝配時應(yīng)將配合面清洗潔凈，并涂一薄層不含二硫化鉬添加劑的潤滑油;裝入時用力應(yīng)均勻，不得直接打擊裝配件?？v向過盈連結(jié)的裝配宜采用壓裝法[3]。壓裝設(shè)備的壓力，宜為壓入力的3.25～3.75倍;壓入或壓出速度不宜大于5mm/s。壓入后24h內(nèi)，不得承受負(fù)載的要求，由于當(dāng)時技術(shù)水平的限制以及研制者對軸承壓裝過程的認(rèn)識不足，經(jīng)過十多年來的生產(chǎn)實(shí)踐，在壓裝過程中新的問題日趨明顯。

3.軸承壓樁機(jī)的設(shè)計——以SY-200型管套壓裝專機(jī)為例

1）方案設(shè)計

在這一階段，要按選擇最優(yōu)方案所需的技術(shù)—經(jīng)濟(jì)論證來制定產(chǎn)品總體和主要部件方案，同時要確定關(guān)于工作原理、可靠性和強(qiáng)度的問題范圍，這些問題必須加以研究，有些要得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。要對不致太大影響技術(shù)任務(wù)書中規(guī)定的設(shè)計對象，它的最終主要指標(biāo)的那些結(jié)構(gòu)要素作近似計算。如果想在有接近于設(shè)計對象的實(shí)際樣機(jī)，就可以不經(jīng)過計算而擬訂各個機(jī)構(gòu)要素，但在方案設(shè)計中，為了進(jìn)行于選擇最優(yōu)設(shè)計方案有關(guān)的技術(shù)—經(jīng)濟(jì)計算，必須充分精確地估計對最終結(jié)果有影響的參數(shù)。

2）技術(shù)設(shè)計

在技術(shù)設(shè)計中，要擬定設(shè)計對象的總體和部件，具體確定零件的結(jié)構(gòu)，對所設(shè)計的機(jī)械產(chǎn)品提出的要求是：制造和維護(hù)經(jīng)濟(jì)，操縱方便而安全，可靠性高，使用壽命長，為了能達(dá)到這些要求，零件應(yīng)滿足一些準(zhǔn)則，簡而言之，可以用：“明確、簡單、安全”六字來表達(dá)。

4.系統(tǒng)原理

管子軸套壓裝專機(jī)利用電機(jī)減速機(jī)帶動絲杠螺母的傳動方式，通過絲杠螺母結(jié)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線壓入運(yùn)動的原理在無縫鋼管二端均勻壓入二軸套，且保證二軸套的相對位置[2]。

先通過定位實(shí)現(xiàn)二套之間的相對位置。通過高度可調(diào)V型塊來保證管、套在壓入前定位的同心度，用回轉(zhuǎn)壓板通過一滾輪（軸承）對管子中間部位壓緊防止二端施壓時管子受力失穩(wěn)而中間拱起。對安全離合器進(jìn)行調(diào)整以限定最大壓入力從而保護(hù)電機(jī)。

5.設(shè)計

5.1 設(shè)計思路

齒輪—齒條機(jī)構(gòu)加滾動或滑動導(dǎo)軌;絲杠螺母機(jī)構(gòu)（滑動或滾珠絲桿螺母副）;氣動或液壓傳動裝置等。原動件可采用電機(jī)—減速機(jī)，動力通過皮帶輪傳至執(zhí)行件。采用皮帶輪的好處是柔性傳動，過載時皮帶會打滑，可以起到輔助的保護(hù)作用，但不能用作經(jīng)常的安全保護(hù)使用。

管子由V型塊定位，考慮到管、套在壓入前定位的同心度要求很高，否則可能會出現(xiàn)壓不進(jìn)的現(xiàn)象，故采用高度可調(diào)V型塊，以降低對專機(jī)零件加工的精度要求，可使專機(jī)裝配、調(diào)試簡單、方便，節(jié)約成本。針對管子較長，剛性較差，為防止二端施壓時管子受力失穩(wěn)而中間拱起，采用回轉(zhuǎn)壓板通過一滾輪（軸承）對其中間部位壓緊。

5.2 電動機(jī)的選擇

電機(jī)功率Pw= Tn/9.55（kw）=[（47×240）/9.55]×10-3=1.2 kw

注：轉(zhuǎn)矩Tn=驅(qū)動轉(zhuǎn)矩×轉(zhuǎn)速

根據(jù)計算的電動機(jī)功率1.2KW，以及離合器完全脫開時的扭矩100 N·m，所以選擇3KW的電動機(jī)，型號為14B5.6-D100LBH.4G表見《德森江浪CR3系列二成速電機(jī)》P14

5.3 離合器的選擇

選擇梯形牙嵌式安全離合器，牙的工作面為平面工作面，牙形角為30--45o，半離合器上牙的工作面應(yīng)有較高的硬度，以提高耐磨性和承受沖擊載荷的能力常用20Cr經(jīng)滲碳淬火56--62HRC，或40Cr淬火至56--57HRC，牙嵌式安全離合器，其壓緊裝置由若干小的壓緊彈簧組成，能傳遞較大的極限轉(zhuǎn)矩，與軸用鍵聯(lián)接。

5.4皮帶輪的選擇

根據(jù)傳遞功率為3KW，轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分，利用插入法見《機(jī)械設(shè)計手冊》卷（二）P14-18表[1]，則皮帶輪大徑1=160mm，則選用 SPB型窄V帶，單根傳遞的功率為1.5kw，我們計算得到的功率為3kw，所以選兩根皮帶。

V帶輪輪廓尺寸（基準(zhǔn)寬度制）：基準(zhǔn)寬度14mm，基準(zhǔn)線上槽深4mm，基準(zhǔn)線下槽深12mm，槽間距19mm，第一槽對成面至端面的最小距離12mm，槽間距離及極限偏差為±0.8mm，帶輪寬43mm外徑168mm輪槽角φ=34o，其極限偏差為±0.5

5.5 軸承的選擇

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》 第三卷 第六章[1]根據(jù)最大受力為3000千克，所以選擇單向推力球軸承：

根據(jù)表20.6-22， 基本尺寸d=30 基本載荷Ca=28得：軸承代號為51206;根據(jù)表20.6-22， 基本尺寸d=25 基本載荷Ca=15.2，得：軸承代號為51105。

6.研究結(jié)論

這臺管套壓裝專機(jī)考慮到人的操作特征，其中包括：工作場所的空間分配，通風(fēng)條件，色彩和照明，手柄、開關(guān)及踏腳的位置和尺寸，操作人員的體力，安全保護(hù)，操作人員的心理和習(xí)慣等。它便于使用容易上手和減輕人的勞動強(qiáng)度從而提高工作效率、減少了勞動強(qiáng)度、而且還增強(qiáng)了定位精確度。這臺機(jī)的性能穩(wěn)定，安全系數(shù)高，價格便宜為大規(guī)模使用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊[M]第一卷、第二卷、第三卷.北京：化工工業(yè)出版社，2018

[2]賀利樂.機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2014

山東協(xié)和學(xué)院 工學(xué)院 山東濟(jì)南 250109