軸承檢測裝置的外觀設(shè)計[三維UG]【含圖紙】
喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有,下載后全都有,請放心下載,【QQ:1304139763 可咨詢交流】=喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有,下載后全都有,請放心下載,【QQ:1304139763 可咨詢交流】=喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有,下載后全都有,請放心下載,【QQ:1304139763 可咨詢交流】=
Screw Compressors Mathematical 2.4 Review of Most Popular Rotor Profiles 37Fig. 2.21. “N” Rotors in 5-6 configurationFig. 2.22. “N” Rotors in 5-7 configuration38 2 Screw Compressor GeometryFig. 2.23. “N” rotors in 6/7 configurationsealing lines, small confined volumes, involute rotor contact and proper gate rotor torque distribution together with high rotor mechanical rigidity.The number of lobes required varies according to the designated compressor duty. The 3/5 arrangement is most suited for dry air compression, the4/5 and 5/6 for oil flooded compressors with a moderate pressure difference and the 6/7 for high pressure and large built-in volume ratio refrigeration applications.Although the full evaluation of a rotor profile requires more than just a geometric assessment, some of the key features of the “N” profile may be readily appreciated by comparing it with three of the most popular screw rotor profiles already described here, (a) The “Sigma” profile by Hammertoe,1979, (b) the SRM “D” profile by Absterge 1982, and (c) the “Cyclin” profile by Hough and Morris, 1984. All these rotors are shown in Fig. 2.20 where it can be seen that the “N” profiles have a greater throughput and a stiffer gate rotor for all cases when other characteristics such as the blow-hole area,confined volume and high pressure sealing line lengths are identical.Also, the low pressure sealing lines are shorter, but this is less important because the corresponding clearance can be kept small.The blow-hole area may be controlled by adjustment of the tip radii on both the main and gate rotors and also by making the gate outer diameter equal to or less than the pitch diameter. Also the sealing lines can be kept very short by constructing most of the rotor profile from circles whose cen tres are close to the pitch circle. But, any decrease in the blow-hole area will increasethe length of the sealing line on the flat rotor side. A compromise between these trends is therefore required to obtain the best result.2.4 Review of Most Popular Rotor Profiles 39Rotor instability is often caused by the torque distribution in the gate rotor changing direction during a complete cycle. The profile generation procedure described in this paper makes it possible to control the torque on the gate rotor and thus avoid such effects. Furthermore, full involute contact between the “N” rotors enables any additional contact load to be absorbed more easily than with any other type of rotor. Two rotor pairs are shown in Fig. 2.24 the first exhibits what is described as “negative” gate rotor torque while the second shows the more usual “positive” torque.Fig. 2.24. “N” with negative torque, left and positive torque, right2.4.13 Blower Rotor ProfileThe blower profile, shown in Fig. 2.25 is symmetrical. Therefore only one quarter of it needs to be specified in order to define the whole rotor. It consists of two segments, a very small circle on the rotor lobe tip and a straight line. The circle slides and generates cycloids, while the straight line generates involutes.40 2 Screw Compressor GeometryFig. 2.25. Blower profile2.5 Identification of Rotor Position in Compressor BearingsThe rotor axial and radial forces are transferred to the housing by the bearings. Rolling element bearings are normally chosen for small and medium screw compressors and these must be carefully selected to obtain a satisfactory design. Usually, two bearings are employed on the discharge end of each of the rotor shafts in order to absorb the radial and axial loads separately.Also, the distance between the rotor center lines is in part determined by the bearing size and internal clearance. Any manufacturing imperfection in the bearing housing, like displacement or eccentricity, will change the rotor position and thereby influence the compressor behaviour. The system of rotors in screw compressor bearings is presented in Fig. 2.26.The rotor shafts are parallel and their positions are defined by axes and . The bearings are labeled 1 to 4, and their clearances, as well as the manufacturing tolerances of the bearing bores, and in the x and y directions respectively, are presented in the same figure. The rotor center distance is and the axial span between the bearings is a.All imperfections in the manufacture of screw compressor rotors should fall within and be accounted for by production tolerances. These are the wrong position of the bearing bores, eccentricity of the rotor shafts, bearing clearances and imperfections and rotor misalignment. Together, they account for the rotor shafts not being parallel. Let rotor movement in the y direction contain all displacements, which are presented in Fig. 2.27, and cause virtual rotation of the rotors around the , and axes, as shown in Fig. 2.27. Let2.5 Identification of Rotor Position in Compressor Bearings 41Fig. 2.26. Rotor shafts in the compressor housing and displacement in bearingsFig. 2.27. Rotors with intersecting shafts and their coordinate systemsrotor movement in the x direction cause rotation around the , and axes, as shown in Fig. 2.28. The movement can cause the rotor shafts to intersect. However, the movement causes the shafts to become non-parallel and non-intersecting. These both change the nature of the rotor position so that the shafts can no longer be regarded as parallel. The following analytic-alapproach enables the rotor movement to be calculated and accounts for these changes.Vectors and ,now represent the helicoid surfaces of the main and gate rotors on intersecting shafts. The shaft angle is the rotation about.42 2 Screw Compressor GeometryFig. 2.28. Rotors with non-parallel and non-intersecting shafts and their coordinate systems (2.15) (2.16)Since this rotation angle is usually very small, the relationship (2.16) can be assumed. Equation (2.15) can then be simplified for further analysis.The rotationwill result in a displacement in the x direction and a displacement in the z direction, while there is no displacement in the y direction. The displacement vector becomes:In the majority of practical cases, is small compared with and only displacement in the x direction need be considered. This means that rotation around the Y axis will, effectively, only change the rotor center distance. Displacement in the z direction may be significant for the dynamic behaviour of the rotors. Displacement in the z direction will be adjusted by the rotor relative rotation around the Z axis, which can be accompanied by significant angular acceleration. This may cause the rotors to lose contact at certain stages of the compressor cycle and thus create rattling, which may increase the compressor noise. Since the rotation angle , caused by displacement within the tolerance limits, is very small, a two-dimensional analysis in the rotor end plane can be applied, as is done in the next section.2.5 Identification of Rotor Position in Compressor Bearings 43As shown in Fig. 2.28, where the rotors on the nonparallel and nonintersecting axes are presented, vectors r1= x1,y1,z1 and r2, given by (2.10) now represent the helicoid surfaces of the main and gate rotors on the intersecting shafts. is the rotation angle around the X axes given by (2.11). (2.17) (2.18)Since angle is very small, it can be expressed in simplified form as in (2.18).Further analysis is then facilitated by writing (2.17) as: The rotation will result in displacement in the y direction and dis-placement in the z direction, while there is no displacement in the x direction. The displacement vector can be written as:Although, in the majority of practical cases, displacement in the z direction is very small and therefore unimportant for consideration of rotor interference,it may play a role in the dynamic behaviour of the rotors. The displacement in the z direction will be fully compensated by regular rotation of the rotors around the Z axis. However, the angular acceleration involved in this processmay cause the rotors to lose contact at some stages of the compressor cycle. Rotation about the X axis is effectively the same as if the main or gate rotor rotated relatively through angles or respectively and the rotor backlash will be reduced by . Such an approach substantially simplifies the analysis and allows the problem to be presented in two dimensions in the rotor end plane. Although the rotor movements, described here are entirely three-dimension-al, their two-dimensional presentation in the rotor end plane section can be used for analysis. Equation (2.2) serves to calculate both the coordinates of the rotor meshing points ,on the rotor helicoids and ,in the end plane from the given rotor coordinates points and . It may also be used to determine the contact line coordinates and paths of contact between the rotors. The sealing line of screw compressor rotors is somewhat similar to the rotor contact line. Since there is a clearance gap between rotors, sealing is effected at the points of the most proximate rotor position. A convenient practice to obtain the clearance gap between the rotors is to consider the gap as the shortest distance between the rotors in a section normal to the rotor helicoids. The end plane clearance gap can then be obtained from the normal clearance by appropriate transformation.If is the normal clearance between the rotor helicoid surfaces, the cross product of the r derivatives, given in the left hand side of (2.5), which defines.螺桿壓縮機2.4審查最流行的轉(zhuǎn)子型線 37圖.2.21.“N”轉(zhuǎn)子在5-6配置圖.2.22. “N”轉(zhuǎn)子在5-7配置38 2螺桿式壓縮機幾何圖.2.23. “N”轉(zhuǎn)子6/7的配置密封線,小局限于卷,漸開線轉(zhuǎn)子的接觸和正確的門轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子的機械剛性高扭矩分配。所需的波瓣的數(shù)目,根據(jù)指定的壓縮機的工作而變化。3/5的安排是最適合于干燥的空氣壓縮,4/5和5/6的石油淹沒具有適度的壓力差的壓縮機6/ 7內(nèi)置的體積比制冷的高壓和大應(yīng)用程序。雖然全面評估的轉(zhuǎn)子型線,需要的不僅僅是一個幾何評估,一些關(guān)鍵功能的“ N”配置文件可能它有三個最流行的螺絲比較容易理解在這里已經(jīng)描述了轉(zhuǎn)子型線, (一) “西格瑪”配置文件 Bammert1979年, (二), (三) SRM“ D” Astberg1982年的檔案,并在“ CYCLON ”個人資料霍夫和莫里斯,1984年。所有這些轉(zhuǎn)子的示于圖中. 2.20地方可以看出,在“N”公司有一個更大的吞吐量和一個更硬的閘轉(zhuǎn)子可用于所有情況下,當(dāng)其他特性,如吹孔區(qū)域,密閉體積和高壓力的密封線的長度是相同的。此外,在低壓力密封線短,但,這是不太重要的因為相應(yīng)的間隙可以保持很小。可以控制的吹塑孔區(qū)域的尖端半徑調(diào)整的兩個主轉(zhuǎn)子和閘轉(zhuǎn)子,并通過使柵極的外徑等于或小于的節(jié)圓直徑。此外,密封線可以保持非常短的轉(zhuǎn)子型線,圈,其中心是通過構(gòu)建距離的節(jié)圓。但是,吹孔區(qū)域的任何減少會增加轉(zhuǎn)子側(cè)上的平坦的密封線的長度。之間的折衷因此,這些趨勢要求,以獲得最佳的結(jié)果。2.4 審查最流行的轉(zhuǎn)子型線 39在閘轉(zhuǎn)子的扭矩分配通常是由轉(zhuǎn)子失穩(wěn)一個完整的周期過程中改變方向。該配置文件的生成過程本文中描述的,使得它能夠控制柵極上的扭矩轉(zhuǎn)子,從而避免這種影響。此外,完整的漸開線之間的聯(lián)系的“N”的轉(zhuǎn)子允許任何額外的觸點負載更容易被人體吸收比與任何其他類型的轉(zhuǎn)子。兩個轉(zhuǎn)子對示于圖.2.24什么被描述為“負”的閘轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩的第一展品而第二更常見的“積極的”扭矩。圖.2.24.“N”負轉(zhuǎn)矩,左側(cè)和正面的扭矩,對2.4.13鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)子型線鼓風(fēng)機的檔案中,示于圖. 2.25是對稱的。因此,只有一個季它需要被指定,以便定義整個轉(zhuǎn)子。它由兩個分部,在轉(zhuǎn)子上的葉尖端的一個非常小的圓和一個直線。擺線圈滑動產(chǎn)生,而直線生成漸開線。40 2螺桿式壓縮機幾何圖. 2.25. 吹風(fēng)機配置文件2.5 轉(zhuǎn)子位置的識別在壓縮機軸承轉(zhuǎn)子的軸向力和徑向力被傳遞到殼體由軸承 。滾動元件軸承通常選擇為中小型螺桿壓縮機,這些都必須精心挑選,以獲得滿意保守黨的設(shè)計。一般,兩個軸承中采用的每個的排出端為了吸收在轉(zhuǎn)子軸的徑向和軸向負荷分開。此外,轉(zhuǎn)子的中心線之間的距離是確定的部分軸承的尺寸和內(nèi)部游隙。任何制造缺陷軸承箱,如位移或偏心,將改變轉(zhuǎn)子位置和從而影響壓縮機行為。轉(zhuǎn)子的螺桿式壓縮機軸承的是,該系統(tǒng)示于圖中.2.26.轉(zhuǎn)子軸是平行的,它們的位置由軸和定義。軸承被標(biāo)記為1至4,和他們的間隙,以及在和方向上的軸承孔的制造公差,和分別在同一圖中。轉(zhuǎn)子中心的距離為和軸承之間的軸向跨度是一個。螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子的制造中的所有缺陷應(yīng)該落在內(nèi),占生產(chǎn)公差。這些都是錯誤的軸承位置的軸承孔,轉(zhuǎn)子軸的偏心度,明確差和不完善之處,轉(zhuǎn)子不對??傊?,他們占轉(zhuǎn)子軸不平行。讓在方向上的轉(zhuǎn)子運動包含所有的位移,這被示于圖.2.27,并導(dǎo)致虛擬周圍的和軸的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),如圖所示.2.27.讓2.5 鑒定壓縮機軸承轉(zhuǎn)子的位置 41圖.2.26.在壓縮機殼體和位移在軸承的轉(zhuǎn)子軸圖.2.27.轉(zhuǎn)子與相交軸和坐標(biāo)系轉(zhuǎn)子運動在的方向的原因左右旋轉(zhuǎn)的,和軸,如圖所示.2.28.的運動可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸相交。然而,運動使軸成為非平行和非相交。這些都改變了性質(zhì)的轉(zhuǎn)子位置,所以軸可以不再被視為平行。以下分析方法使轉(zhuǎn)子的運動來計算,這些帳戶的變化。矢量和,現(xiàn)在代表的螺旋面的表面在交叉軸的主轉(zhuǎn)子和閘轉(zhuǎn)子。軸角,是旋轉(zhuǎn)關(guān)于。42 2螺桿式壓縮機幾何圖.2.28.轉(zhuǎn)子與非平行的和非相交的軸和它們的坐標(biāo)系統(tǒng) (2.15) (2.16)由于該旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系(2.16 )通常非常小,可以假定。方程(2.15),然后,可以簡化用于進一步分析。 旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致位移在方向和方向的位移,而在沒有位移的方向發(fā)展。位移矢量變?yōu)椋涸诖蠖鄶?shù)實際情況下, 是小比和只在方向上的位移,需要加以考慮。這意味著,旋轉(zhuǎn)繞軸的,有效的,只有改變轉(zhuǎn)子的中心的距離。在方向上的位移可能是顯著的動態(tài)行為的轉(zhuǎn)子。在方向上的位移將調(diào)整由轉(zhuǎn)子繞軸的相對旋轉(zhuǎn),它可以伴隨著顯著的角加速度。這可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失去在一定的接觸壓縮機循環(huán)階段霍霍,這可能會增加,從而創(chuàng)造壓縮機的噪聲。由于旋轉(zhuǎn)角時,所造成的公差范圍內(nèi)的位移限制,是非常小的,在轉(zhuǎn)子端面上可以是一個兩維的分析應(yīng)用,如在下一節(jié)中完成。2.5 鑒定壓縮機軸承轉(zhuǎn)子的位置 43如圖中所示.2.28,其中的轉(zhuǎn)子對非平行和不相交軸,矢量和,(2.10)現(xiàn)在給出代表螺旋面的主轉(zhuǎn)子和閘轉(zhuǎn)子的表面上的交叉軸。是(2.11 )給出的繞X軸的旋轉(zhuǎn)角度。 (2.17) (2.18) 由于角是非常小的,它可以以簡化的形式表示,如在(2.18)。然后促進進一步的分析,以書面形式( 2.17): 旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致顯示投放在方向和位移在方向上,而沒有位移在的的方向展。的位移矢量可以被寫為:雖然,在大多數(shù)實際情況下,在方向上的位移是不重要的考慮轉(zhuǎn)子的干擾非常小,因此,它可能發(fā)揮的作用在轉(zhuǎn)子的動態(tài)行為。位移在方向上,將被充分通過定期的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)補償繞軸的。然而,參與在這個過程中的角加速度可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在壓縮機循環(huán)的某些階段,失去接觸。繞軸的旋轉(zhuǎn)實際上是一樣的,如果主要或門轉(zhuǎn)子相對旋轉(zhuǎn)通過的角度 或再分別與轉(zhuǎn)子的齒隙將減少 。這樣的做法大大簡化了分析,并允許將呈現(xiàn)的問題在轉(zhuǎn)子端面上的兩個維度。雖然轉(zhuǎn)子的運動,這里描述的是完全的三維人,其二維地列在轉(zhuǎn)子端部的平面部,可以用于分析。等式(2.2),用于計算轉(zhuǎn)子網(wǎng)格的坐標(biāo)是點,在轉(zhuǎn)子的螺旋和,在的端面給定的轉(zhuǎn)子的坐標(biāo)點和。它也可以被用來確定轉(zhuǎn)子之間的接觸的接觸線的坐標(biāo)和路徑。該密封螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子的線是有點類似的轉(zhuǎn)子接觸線。因為有一個之間的間隙的轉(zhuǎn)子,封裝是在點的最接近的轉(zhuǎn)子位置。獲得一個方便的做法在轉(zhuǎn)子之間的間隙是要考慮的差距,在最短的之間的距離中的轉(zhuǎn)子的截面垂直于轉(zhuǎn)子螺旋。“端面間隙,然后可以正常清關(guān)適當(dāng)?shù)母脑臁H绻寝D(zhuǎn)子的螺旋表面的正常間隙,交叉產(chǎn)品的的衍生物,(2.5)的左手側(cè),它定義中給出16編號無錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)相關(guān)資料題目: 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 信機 系 機械工程及自動化專業(yè)學(xué) 號: 0923815學(xué)生姓名: 魯 浩 指導(dǎo)教師: 何雪明 (職稱:副教授 ) (職稱: )2013年5月20日目 錄一、畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告二、畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯及原文三、學(xué)生“畢業(yè)論文(論文)計劃、進度、檢查及落實表”四、實習(xí)鑒定表無錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目: 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)學(xué) 號: 0923815 學(xué)生姓名: 魯 浩 指導(dǎo)教師: 何雪明 (職稱:副教授 ) (職稱: )2013年11月25日 課題來源來自企業(yè)??茖W(xué)依據(jù)(包括課題的科學(xué)意義;國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢;應(yīng)用前景等)(1) 課題科學(xué)意義 傳統(tǒng)的檢測項目不夠全面,不能全面反映軸承的質(zhì)量問題,不能對軸承的質(zhì)量問題進行統(tǒng)計分析,現(xiàn)代的檢測技術(shù)逐漸全面、一體化,其外觀的設(shè)計也應(yīng)該跟上步伐,做到便于軸承的檢測,并將其人性化。(2)軸承檢測儀器的發(fā)展預(yù)測 隨著世界上精密制造技術(shù)的飛速發(fā)展和產(chǎn)品精度的日益提高,產(chǎn)品檢測和試驗技術(shù)也獲得了較大的發(fā)展,并呈現(xiàn)出多態(tài)性和超精密的特性。從納米制造到納米測量,從智能儀器、虛擬儀器到網(wǎng)絡(luò)儀器,國內(nèi)軸承行業(yè)測試與試驗技術(shù)在多方面逐步與世界接軌,并不斷開發(fā)出一系列適合國情和國家標(biāo)準的測試儀器與試驗設(shè)備。另一方面,中國正在逐步成為世界上的產(chǎn)品制造中心,國外的先進制造技術(shù)和測試技術(shù)日益沖擊著國內(nèi)的軸承行業(yè)。由于在應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域和國外存在的差距,以及行業(yè)內(nèi)較多的企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和檢測方面認識不夠,造成目前國內(nèi)的軸承檢測儀器和試驗設(shè)備仍然與國外的同類先進企業(yè)存在著較大的差距。從總體考慮,一方面要在先進技術(shù)上進行突破,另一方面要提高已有產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。兩個方面齊頭并進,相輔相成,這樣才能在趕上世界潮流的同時,更能滿足國內(nèi)企業(yè)的實際需要。 1. 在先進技術(shù)方面 (1) 納米測量技術(shù) (2) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) (3) 虛擬儀器與智能儀器2. 產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性國內(nèi)針對各種軸承的不同,其外觀設(shè)計也有所不同。有分布式,臺式等,有的簡單,來自于手動檢測軸承裝置的改良;有的加入了電子檢測環(huán)節(jié)和PLC控制環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜。軸承檢測裝置從單一化趨向于集成化,其外觀也從裸機轉(zhuǎn)變?yōu)橄潴w化。研究內(nèi)容 比較好的機械理論知識、自動控制的硬、軟件知識和一定的計算機編程能力; 達到設(shè)備技術(shù)指標(biāo)所規(guī)定要求,滿足實際工作需要,安全、可靠、工作穩(wěn)定 ; 完成軸承檢測裝置的裝配圖設(shè)計(三維及工程圖紙); 關(guān)鍵部件需作有限元應(yīng)力分析,以及整缸的運動學(xué)分析。擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析(1) 研究方法:多種方案比較法。(2) 技術(shù)線路:利用UG軟件建立軸承檢測裝置的外觀,并對裝置用key shot 進行美化。(3) 實驗方案:根據(jù)人機工程學(xué)對人機關(guān)系進行分析,并得出最佳的外觀設(shè)計。(4) 可行性分析:結(jié)合工作要求、設(shè)計成本、技術(shù)條件等,對外觀擬定可行性報告,該設(shè)計滿足要求,設(shè)計可行。研究計劃及預(yù)期成果研究計劃:2009年10月12日-2009年12月25日:按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料,填寫畢業(yè)設(shè)計開題報告書。2010年1月11日-2010年3月5日:填寫畢業(yè)實習(xí)報告。2010年3月8日-2010年3月14日:按照要求修改畢業(yè)設(shè)計開題報告。2010年3月15日-2010年3月21日:學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的英文材料。2010年3月22日-2010年4月11日:合圍機構(gòu)設(shè)計。2010年4月12日-2010年4月25日:繪制三維及工程圖。2010年4月26日-2010年5月21日:畢業(yè)論文撰寫和修改工作。預(yù)期成果:軸承檢測裝置的外觀設(shè)計保證,軸承能夠自動給料、隔離、入料、出料及分揀等。并且保證軸承檢測裝置的箱體能夠完全打開,內(nèi)部的PLC、油泵、計算機能夠從箱體內(nèi)拿出,便于檢修;工作面板能夠折疊起來,不占據(jù)空間。特色或創(chuàng)新之處 使用PLC編程仿真,能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的自動氣缸運作。 采用分析幾種方案以及相互比較來研究問題的方法,思路清晰,簡潔明了,行之有效。 所有窗口能夠完全打開。 參考人機工程學(xué),整體美觀,更多的考慮人性化。已具備的條件和尚需解決的問題 具備條件 人機工程方面的資料,能較熟練運用UG繪圖軟件。 有各種軸承檢測裝置方面的資料。 解決問題 使用軟件模擬仿真的能力尚需加強。 圖像處理方面的知識需要加強。指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名:年 月 日教研室(學(xué)科組、研究所)意見 教研室主任簽名: 年 月 日系意見 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名: 年 月 日編 號 無錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 ( 論 文 ) 題目: 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學(xué) 號: 0923815 學(xué)生姓名: 魯 浩 指導(dǎo)教師: 何雪明 (職稱:副教授 ) (職稱: ) 2013 年 5 月 20 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明:所呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文) 軸承檢測裝 置的外觀設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的 成果,其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(論文)中特別加以標(biāo)注引用, 表示致謝的內(nèi)容外,本畢業(yè)設(shè)計(論文)不包含任何其他個人、 集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級: 機械 97 學(xué) 號: 0923815 作者姓名: 魯 浩 2013 年 5 月 20 日 無 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題: 1、題目 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 課題來源于工廠要求,隨著軸承檢測技術(shù)的發(fā)展,對軸承檢測 裝置外觀的要求也越來越高。軸承檢測裝置的外觀不但要為檢測工 作帶來方便,同時還要便于檢測裝置的檢修,此外,還要滿足人機 協(xié)調(diào)的要求,因此,我在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下選擇了這個課題。 三、本設(shè)計(論文或其他)應(yīng)達到的要求: 熟悉軸承檢測裝置及其外觀設(shè)計的發(fā)展歷程,特別是近幾年的 設(shè)備的新發(fā)展、新要求; 熟練掌握自動機械設(shè)計的原理和方法,能夠運用到設(shè)計軸承檢 測裝置上; 熟練掌握軸承需要檢測的各個要素; 掌握氣缸的運行原理,氣缸回路的運作; 掌握檢測裝置外觀設(shè)計需要的各部件,能夠分析多種方案比較 得出最優(yōu)方案; I 熟練使用 UG 軟件建模工具,實現(xiàn)裝置的設(shè)計。 四、接受任務(wù)學(xué)生: 機械 97 班 姓名 魯 浩 五、開始及完成日期: 自 2012 年 11 月 7 日 至 2013 年 5 月 20 日 六、設(shè)計(論文)指導(dǎo)(或顧問): 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長 研究所所長簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 7 日 II 摘 要 軸承是當(dāng)代機械設(shè)備中一種舉足輕重的零部件,它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通 運輸、國防、航空航天、家用電器、辦公機械和高科技等領(lǐng)域,與國計民生息息相關(guān)。 為了保證軸承質(zhì)量必須對其進行嚴格的檢測。國內(nèi)現(xiàn)有的軸承檢測裝置一般多為國內(nèi)幾 大軸承研究所的產(chǎn)品,具有檢測精度高、機構(gòu)簡單、操作方便等特點,但是現(xiàn)有的軸承檢 測裝置一般只能進行單個軸承檢測,檢測效率很低。這必然不能滿足軸承廠家對軸承全產(chǎn) 品檢測的要求。這種方式也必然給軸承的質(zhì)量留下了安全隱患。因此,為了滿足軸承全產(chǎn) 品檢測的要求,研制一種檢測效率高、基本實現(xiàn)自動化的軸承檢測裝置顯得越來越重要。 因此,軸承檢測裝置的外觀設(shè)計是否先進,將直接影響到軸承產(chǎn)品質(zhì)量的準確性、 可靠性、效率以及工人勞動強度的大小。所以本文的重點是軸承檢測裝置的外觀設(shè)計, 包括給料裝置,上料推力裝置,軸承分選裝置,及設(shè)備外觀造型設(shè)計。設(shè)計工作內(nèi)容如 下: 1)查閱國內(nèi)外軸承檢測設(shè)備發(fā)展情況,研究了國內(nèi)外目前使用的軸承檢測裝置的機 構(gòu)特點,對其外觀設(shè)計結(jié)構(gòu)進行了詳細的分析; 2)針對論文的要求及自動化結(jié)構(gòu)設(shè)計思想,檢測裝置上設(shè)計了,給料機構(gòu),推力上 料機構(gòu),分揀機構(gòu)。 3)對設(shè)備運行環(huán)境中振動形式進行分析,根據(jù)結(jié)構(gòu)特點研究設(shè)備具體減振、隔振工 藝,降低基礎(chǔ)設(shè)備振動,保證設(shè)備檢測精度高低。 關(guān)鍵詞:軸承 ;給料;上料;分揀;外觀造型 III Abstract The bearings are an important parts of modern machinery and equipment , they are widely used in industry, agriculture, transportation, defense, aerospace, household appliances, office machinery and high-tech fields, closely related to the peoples livelihood . In order to ensure the quality of the bearings must be rigorous testing .The existing bearing inspection device for the products of several major domestic Bearing Research Institute , with a high precision mechanism is simple , easy to operate , but the existing bearing inspection device generally only a single bearing detection , detection efficiency is low .This certainly can not meet the bearing manufacturers bearing product testing requirements , the domestic bearing factory detection sampling , this approach also inevitably left a security risk to the quality of the bearing . Therefore, in order to meet the testing requirements of the bearing , the development of a high detection efficiency , bearing inspection device for the basic realization of automation is becoming more and more important . Therefore, bearing inspection device design is advanced , will directly affect the size of the bearing product quality , accuracy , reliability , efficiency and labor intensity . Therefore , the focus of this paper is the design of the bearing inspection device , including feeding device feeding thrust bearing sorter , and appearance of the equipment design . Designed to operate as follows : 1)development home and abroad bearing testing equipment , bearings currently in use by the domestic and foreign institutional characteristics of the detection device , carried out a detailed analysis of its design structure ; 2)for the paper requirements and automation structure design ideas , design detection device , a feeding mechanism , the thrust on the feeding mechanism, sorting institutions . 3)the form of vibration source device operating environment analysis , specific vibration isolation technology based on the the equipment structural characteristics of research equipment , reduce equipment foundation vibration , ensure the detection accuracy of the equipment , and gives the device - specific use of environmental requirements . Key words: bearings ; feeding ; feeding ; sorting ; appearance IV 目 錄 摘 要 .III ABSTRACT .IV 1 緒論 .1 1.1 課題研究的目的意義 .1 1.2 國內(nèi)外研究狀況 .1 1.2.1 軸承檢測技術(shù) .1 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 .3 1.3.1 上料裝置的要求 .3 1.3.2 推力機構(gòu)的要求 .3 1.3.3 分揀機構(gòu)的要求 .3 1.3.4 外觀造型設(shè)計的要求 .3 1.4 設(shè)計內(nèi)容 .4 1.5 課題的意義 .4 2 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總體方案設(shè)計 .5 2.1 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的工作原理 .5 2.2 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計的總體方案設(shè)計 .8 2.2.1 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總體功能劃分 .8 2.2.2 檢測裝置外觀設(shè)計各功能分析 .8 2.2.3 動作方案及結(jié)構(gòu)布局設(shè)計 .12 2.3 軸承檢測裝置的外觀造型設(shè)計 .13 2.3.1 造型設(shè)計符合人的情感 .13 2.3.2 外型與結(jié)構(gòu)相結(jié)合 .13 2.3.3 造型設(shè)計的現(xiàn)狀與發(fā)展 .13 2.3.4 方案分析比較 .14 2.4 本章小結(jié) .16 3 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的關(guān)鍵機構(gòu)的詳細設(shè)計 .17 3.1 軸承給料、隔離機構(gòu)的設(shè)計 .17 3.1.1 給料隔離機構(gòu)的方案確定 .17 3.1.2 軸承檢測外觀的給料設(shè)計 .18 3.1.3 軸承檢測外觀的隔離設(shè)計 .21 3.1.4 軸承檢測外觀的入料、出料的設(shè)計 .22 3.2 軸承分揀機構(gòu)的設(shè)計 .23 3.2.1 分揀方案設(shè)計 .23 3.2.2 方案分析比較 .24 3.3 支撐架的設(shè)計 .25 3.4 氣路系統(tǒng)設(shè)計 .26 V 3.4.1 氣缸的選用 .27 3.4.2 氣路原理設(shè)計 .29 3.5 本章小結(jié) .29 4 軸承檢測裝置的減振結(jié)構(gòu)及環(huán)境要求 .30 4.1 軸承檢測裝置隔振減振工藝的研究 .30 4.1.1 振源形式及對振源的分析 .30 4.1.2 減振元件的選用 .31 4.2 本章小結(jié) .32 5 結(jié)束語 .33 6 致 謝 .34 7 參考文獻 .35 8 附錄 .37 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 1 緒論 1.1 課題研究的目的意義 支撐軸的軸承部,它可以引導(dǎo)軸的旋轉(zhuǎn),在軸上能承受空轉(zhuǎn)零件,軸承可分為:滾動 和滑動軸承。通常,軸承是滾動軸承。滾動是一個高度可互換的標(biāo)準件,它有一個小的 摩擦,容易入手,潤滑機械結(jié)構(gòu)簡單,更換方便等,幾乎是不可缺少的組成部分。作為 一種重要的機械零件,軸承的各種機械運動和承重通過了重要的支撐部分。 隨著工業(yè)的發(fā)展,對圓錐滾子軸承的性能,壽命和可靠性提出了更高的要求。滾動 軸承的性能,壽命和可靠性,取決與設(shè)計,制造和檢測。檢測是提高軸承性能的重要一 環(huán)。而且軸承檢測裝置的外觀設(shè)計又是重中之重,為了保證軸承的出廠質(zhì)量,我國軸承行 業(yè)對軸承檢測成品也采用極為嚴格的檢測工藝,主要依據(jù)有國家標(biāo)準、企業(yè)標(biāo)準。檢測項 目從重要性上分為三項:關(guān)鍵、主要項目及次要項目,其中主要項目中的檢測是目前我國 軸承行業(yè)技術(shù)弱項。因此,提高檢測軸承質(zhì)量顯得尤為重要。 軸承測量最初是通過人的感覺判斷軸承的質(zhì)量,經(jīng)驗豐富的技術(shù)工人,得到的結(jié)果往 往與熟練的工人和經(jīng)驗豐富的水平,測量結(jié)果是不均勻的,浪費了大量的人力,檢測效 率差。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電子科學(xué)測試設(shè)備的使用逐漸軸承,軸承的各項檢測指標(biāo) 可以被顯示在機器的數(shù)字儀器測試要求,降低了工人的技術(shù)經(jīng)驗,在一定程度上,減少 了工人的勞動強度。 為了配合快速精密機械制造技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的精度越來越高,先進的檢測設(shè)備設(shè) 計改進和創(chuàng)新勢在必行。通用軸承的檢測方法仍采用半自動和手動相結(jié)合的階段,需要 大量的人力參與,軸承檢測質(zhì)量難以保證?,F(xiàn)有的軸承的設(shè)計和改進的基礎(chǔ)上的一個更 復(fù)雜的和自動化的檢測裝置,其外觀設(shè)計的自動檢測裝置的問題。 1.2 國內(nèi)外研究狀況 1.2.1 軸承檢測技術(shù) 早在 20 世紀初人們就開始使用各種手段對軸承進行檢測,按照檢測方式不同可以分為:人 手感覺檢測、擴音器聽聲檢測、傳統(tǒng)的電子儀器儀表檢測及近代的基于 PC 機的虛擬儀器 檢測。 圖 1.1 人手感覺檢測 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 7 圖 1.2 美國 Sheffied 公司軸承檢測裝置 從軸承儀器儀表的發(fā)展預(yù)測來看,世界精密制造技術(shù)的快速發(fā)展和提高的產(chǎn)品,產(chǎn) 品的檢測和控制技術(shù)的準確性也得到長足的發(fā)展,并呈現(xiàn)多態(tài)性和超高精度的特點。納 米制造納米來衡量,從智能儀器。國內(nèi)軸承行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,測試和測試技術(shù)逐漸在許 多方面與世界的虛擬儀器,并制定了一系列適當(dāng)?shù)臈l件和國家標(biāo)準方面的測試儀器和測 試設(shè)備。 中國正在逐步成為世界的產(chǎn)品制造中心,國外的先進制造技術(shù)和測試技術(shù) 日益沖擊著國內(nèi)的軸承行業(yè)。 由于應(yīng)用的技術(shù)差距和國外,目前國內(nèi)的軸承檢測設(shè)備仍然是相同的,與國外先進 企業(yè)還有很大的差距。為了滿足軸承行業(yè)的需求,舉止儀表,以跟蹤世界先進水平,開 發(fā)新的工具,改變過去,只有高精度的檢測儀器或設(shè)備從國外進口的局面。我們需要在 各方面加以改進和某些領(lǐng)域的特殊的突破。 軸承之間的檢查過程中,國內(nèi)仍然使用傳統(tǒng)的機械工具,通過扭轉(zhuǎn)彈簧表顯示測量 數(shù)據(jù),人的判斷工件合格與否。這種方法的測量精度低,主體的主觀因素的影響,但這 個應(yīng)用程序是簡單的儀器,設(shè)備,故障率低,所以在軸承行業(yè)中已被廣泛應(yīng)用,并成為 不可或缺的軸承生產(chǎn)設(shè)備。如何更有效地利用現(xiàn)有的機械設(shè)備,并在此基礎(chǔ)上,以提高 檢測的人為因素的影響,集中監(jiān)控和分析,是實現(xiàn)質(zhì)量管理體系,先進的測量技術(shù)的整 合必然要超越的階段。 隨著科學(xué)技術(shù)的進步,軸承行業(yè)的自動加工機,自動生產(chǎn)線和裝配生產(chǎn)線,軸承廣 泛使用的軸承加工質(zhì)量和效率大大提高,因此,檢測技術(shù),質(zhì)量管理和統(tǒng)計工作等方面 了更高的要求。需要改變目前落后的檢測方法來實現(xiàn)兩個質(zhì)量記錄無紙化,并實現(xiàn)業(yè)務(wù) 流程的自動化和計算機網(wǎng)絡(luò)管理,軸承企業(yè)產(chǎn)品隨時可用的測試結(jié)果和統(tǒng)計分析的質(zhì)量, 企業(yè)的管理者。網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)將使國內(nèi)軸承企業(yè)在質(zhì)量管理上一個新臺階。 速度最快的數(shù)字網(wǎng)絡(luò),使用最新的設(shè)備,目前在國內(nèi)由我首創(chuàng),填補了國內(nèi)空白, 接近國際先進水平。儀器具有多項先進技術(shù),與國外有價格優(yōu)勢。廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備, 將大大提高軸承軸承的質(zhì)量水平,提高企業(yè)的競爭力。 可應(yīng)用于軸承的檢測的圖像處理技術(shù)。利用圖像處理技術(shù)的檢測軸承表面質(zhì)量的研 究應(yīng)包含多種不同可能出現(xiàn)的問題,如裂紋,點蝕,剝離,腐蝕,燒附,耐熱變色。第 一軸承的軸承表面缺陷檢測的標(biāo)記文本,而不臉圖像采集,分工端蓋,然后缺陷圖像分 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 割和邊緣提取,以及最終將它的缺陷分析。 模式識別軸承檢測中也占有一定的地位。模式識別是自動化技術(shù)的研究,依靠這種 技術(shù),機器會自動(或盡可能少,盡可能干擾)被分配到各自的識別模式模式類去。模 式識別應(yīng)用于機械,可滿足現(xiàn)代制造業(yè)的需求進行測試,如測量零件尺寸的缺陷檢測的 零部件,零部件裝配,零件識別?;谀J阶R別軸承在線檢測系統(tǒng)使用模式識別理論對 待檢軸承的實時在線檢測,最終判決確定的檢測水平的軸承。該系統(tǒng)的測試,而不是做 軸承,更大的市場前景。 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 1.3.1 上料裝置的要求 首先需要進行一系列的安全培訓(xùn)教程,樹立安全第一的意識,然后了解檢測裝置的 工作流程,熟悉軸承檢測裝置給料機構(gòu)原理及工作情況,提出初步的改進構(gòu)想,利用 UG 進行概念建模。聯(lián)系生產(chǎn)應(yīng)用再對改進的方案進行進一步的修正和改良。最后將改進的 方案通過 UG 表達出來,之后一系列的校核。 1.3.2 推力機構(gòu)的要求 能夠使軸承正好推到檢測裝置上去,準確連接定位到檢測裝置上。 1.3.3 分揀機構(gòu)的要求 針對國內(nèi)軸承檢測分揀技術(shù)的現(xiàn)狀和實際要求,為了適應(yīng)軸承制造業(yè)生產(chǎn)批量大、 質(zhì)量要求嚴格、檢測分選任務(wù)繁重的特點以及自動化流水線作業(yè)、實現(xiàn)產(chǎn)品快速檢測分 選目標(biāo)的要求,研制出一種軸承檢測裝置的檢測分選裝置,對促進軸承行業(yè)的快速發(fā)展 將會發(fā)揮重要作用。 現(xiàn)代化生產(chǎn)要求自動控制生產(chǎn)流程、高質(zhì)量和高效率,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn) 的需要,全自動軸承分揀裝置為實現(xiàn)高精度、高效率、省時省力、工人勞動強度小,自 動化程度高、適應(yīng)大批量流水線生產(chǎn)的軸承測量分揀目標(biāo)提供了技術(shù)保證。 軸承檢測裝置的分選具有以下的優(yōu)點: 1采用自動檢測系統(tǒng)后,提高了產(chǎn)品的測量精度,提高產(chǎn)品的合格率,有效地保證 產(chǎn)品質(zhì)量,并降低了成本。 2可以實現(xiàn)測量過程中的自動測量,大大減少測量時間,同時也可以避免由人工測 量所引起的人為誤差。 3可與自動化程度較高的生產(chǎn)線相結(jié)合,提高產(chǎn)品生產(chǎn)的自動化程度,使得勞動生 產(chǎn)率得以極大的提高,并大大降低工作人員的勞動強度。 1.3.4 外觀造型設(shè)計的要求 為了提高產(chǎn)品的競爭力,各大企業(yè)不僅要注重產(chǎn)品的質(zhì)量。技術(shù)含量,提高產(chǎn)品競 爭力,但也越來越重視產(chǎn)品的外觀,很過癮。方便和愉快的有競爭力的產(chǎn)品,在當(dāng)今的 經(jīng)濟有舉足輕重的作用。這項研究是軸承檢測裝置是一個復(fù)雜的自動化檢測設(shè)備,具有 經(jīng)濟價值的錢,為了提高社會的好評,產(chǎn)品的程度。進入時尚色彩,外觀精美的產(chǎn)品是 必要的,以確保外觀精美時尚,同時考慮產(chǎn)品設(shè)計功能,外觀也考慮到設(shè)備本身的需求, 外形美觀的產(chǎn)品中,為了降低成本,生產(chǎn)效率。 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 9 1.4 設(shè)計內(nèi)容 自動檢測裝置由自動上料機構(gòu),推力機構(gòu),分揀機構(gòu),外觀造型設(shè)計,檢測裝置五 部分組成。軸承由給料機構(gòu)滾入滾道內(nèi)沿滾道向下,滾入活動 v 塊內(nèi),再利用推力裝置, 氣缸把軸承推入檢測裝置上,開始檢測,檢測完畢后能夠把軸承彈出來以后進入活動 v 塊內(nèi),利用推板把活動 v 塊展開,然后能夠讓軸承利用滾道向下滑,利用分揀識別系統(tǒng) 能夠使氣缸上的劃片移動,使好的軸承與壞的軸承進入不同的容器內(nèi)!檢測到的數(shù)據(jù)以 及分揀的成果,顯示到外觀造型設(shè)計的電腦屏幕上,完成整套檢測裝置的設(shè)計。 要建立和完善的軸承檢測系統(tǒng),我們必須掌握軸承的標(biāo)準。軸承檢測主要基于以下 三個: (1)軸承檢測國家標(biāo)準,這是軸承檢測的主要依據(jù)。軸承檢驗要求的國家標(biāo)準有三: GB3071 - 84 “滾動軸承公差”, GB3072 -84“滾動軸承公差測量方法” , GB3073 -84“滾 動軸承通用技術(shù)要求” 等。 (2)頒布的標(biāo)準,具體標(biāo)準和統(tǒng)一的企業(yè)標(biāo)準。如果 JB/CQ13-87 “球軸承及零件補充 技術(shù)要求” , JB/CQ14-88 “滾子軸承及零件補充技術(shù)要求” 等。 (3)的質(zhì)量的用戶的特殊要求的軸承。 這三個標(biāo)準軸承試驗參數(shù)和試驗條件的詳細規(guī)定。該測試包括外軸承檢測,檢測的內(nèi) 圈球和保持架的測試檢測和測試的成品。其中檢測包括檢測的熱處理,表面質(zhì)量的檢測, 尺寸檢測的軸承內(nèi)圈和外圈。對軸承套圈的尺寸和寬度的檢測還包括檢測參數(shù)的檢測和 直徑。最終確定的確切尺寸軸承外徑。 1.5課題的意義 軸承廣泛用于通用機械行業(yè)的重要組成部分,其質(zhì)量在一定程度上,影響了整個機 械系統(tǒng)的性能。精密軸承產(chǎn)品的水平和表現(xiàn)是好還是壞,是儀器和設(shè)備進行檢測和判斷。 因此,軸承測試儀本身是先進的,它會直接影響軸承的精度和可靠性的產(chǎn)品測試。隨著 軸承行業(yè)的生產(chǎn)和市場預(yù)測的日益發(fā)展,軸承儀器儀表制造業(yè)似乎已經(jīng)落后于形勢的發(fā) 展,因此開發(fā)的高科技設(shè)備和舊設(shè)備升級勢在必行。開發(fā)高科技探測器承載一個巨大的 市場。 目前,中國的軸承需求將繼續(xù)增加,在增加品種的出口產(chǎn)品和高精密產(chǎn)品越來越多, 所以,以充分落實國際標(biāo)準,推動軸承工業(yè)的快速發(fā)展,軸承不能被忽略的發(fā)展和檢測 儀器改造,為國內(nèi)軸承探測器狀態(tài)和實際需求,精度高,速度快,因為經(jīng)濟實惠的自動 化檢測,盡快開發(fā)出來,以滿足軸承行業(yè)的快速發(fā)展,生產(chǎn)要求。因此,這個問題是非 常實用,非常有前途的項目市場。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 2 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總體方案設(shè)計 2.1 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的工作原理 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計機械結(jié)構(gòu)是由自動上料機構(gòu),推力裝置,分揀裝置和外觀造 型設(shè)計組成。信號分析處理模塊由 pc 機和 Labview 軟件編寫的信號處理程序共同組成。 為了實現(xiàn)連續(xù)測量、提高自動化程度,設(shè)備在各執(zhí)行部件中大量使用了氣動元件,另外 還使用接近開關(guān)檢測各工位上軸承的狀態(tài),避免了無用行程動作,提高了設(shè)備的智能化 程度。 軸承檢測裝置的工作原理如下:軸承上料料道內(nèi)檢測到無軸承的信號后,入料氣缸 運動推動滑板推動豎立在桿上的軸承進入上料的料道內(nèi),料道有斜度軸承沿著料道向下 滾,然后利用氣缸推動擋板使軸承不向下滾,接著利用旁邊氣缸推動塊壓住擋板擋住的 第二個即將滑落的軸承,松動第一個氣缸使被擋板擋住的軸承向下滾,后面的軸承因為 被壓住而無法滾下, 再推動第一個氣缸使擋板復(fù)原,接著松動第二個氣缸使第二個軸承滾下被擋板擋住, 第一個軸承滾落入活動 v 塊內(nèi),活動 v 塊下有兩個支撐的彈簧使 v 塊不向下運動,信號 檢測到軸承在活動 v 快上時,推力裝置上的推動氣缸,推動軸承沿著 v 塊進入檢測裝置 上,當(dāng)軸承被檢測完了以后,軸承被推回原來的進入的位置,活動 v 快下有氣缸(氣缸 上連著薄板) ,信號檢測到軸承回到原來的位置,氣缸推動活動 v 塊展平,軸承就沿著滾 道向下,當(dāng)檢測裝置檢測到該軸承是好的,給第三氣缸信號,第三氣缸向后運動使?jié)L道 有漏,軸承掉入一容器內(nèi), 當(dāng)檢測裝置檢測到該軸承是壞的,給第四氣缸信號,第四氣缸向后運動使?jié)L道有漏,軸 承掉入另一容器內(nèi), (該分揀系統(tǒng)也可用 PLC 邏輯控制器來控制。 ) 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 11 圖 2.1 軸承檢測外觀設(shè)計的設(shè)備原理圖 圖 2.2 軸承檢測裝置的外觀造型設(shè)計 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 圖 2.3 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總裝 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 13 2.2 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計的總體方案設(shè)計 本課題研制的軸承檢測裝置是自動化程度較高的機電產(chǎn)品,以提高檢測效率,檢測 質(zhì)量,降低成本為目標(biāo)。根據(jù)工廠的需求,實際情況的經(jīng)驗,利用基于功能的設(shè)計方法, 設(shè)計出軸承檢測裝置的功能模型。本節(jié)整體設(shè)計,指導(dǎo)下面詳細設(shè)計。 2.2.1 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總體功能劃分 依據(jù)需求分析,利用機械工藝動作過程的分解方法,對設(shè)備的總功能進行劃分,歸 納總結(jié)出三大功能:軸承測量功能,軸承位置移動調(diào)整功能,軸承產(chǎn)品分揀功能,軸承 外觀造型。 圖 2.3 檢測裝置外觀設(shè)計的總體功能布局 2.2.2 檢測裝置外觀設(shè)計各功能分析 (1)軸承位置移動調(diào)整機構(gòu) 該機構(gòu)由給料機構(gòu),隔離機構(gòu),入料機構(gòu),出料機構(gòu)組成。被測的軸承沿著斜滾道 向下滾動。該方案原理如圖 檢測裝置外觀設(shè)計的總體 功能 軸承 位置 移動 調(diào)整 功 能 軸承 產(chǎn)品 分揀 功能 軸承 外觀 造型 優(yōu)品 分揀 次品 分揀 給 料 隔 離 美觀 實用 入 料 出 料 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 2.5 軸承位置移動調(diào)整機構(gòu) 軸承給料機構(gòu) 在工件的加工裝配過程中,充分利用自動化機構(gòu)是十分有必要的;供料器、隔離機 構(gòu)及上料機構(gòu)是自動上料裝置最基本的三個組成部分。 自動上料裝置通常由供料器、隔離機構(gòu)、分路機構(gòu)、合路機構(gòu)、上料機構(gòu)及輸送機 構(gòu)等所組成。其中,供料器、隔離機構(gòu)及上料機構(gòu)是其最基本的三個組成部分。各機構(gòu) 之間的連接通常使用料道或其它輸送機構(gòu)。在實際應(yīng)用中,上述各機構(gòu)往往不是彼此獨 立的,有時一個機構(gòu)既能將工件隔離又能將其分路,或既能將工件隔離又能上料。 考慮到給料機構(gòu)是實現(xiàn)自動化的利用感應(yīng)信號知道料道內(nèi)是否有軸承,使氣缸推動 平板,讓豎在桿上的軸承向料道方向滑去,進入料道。其結(jié)構(gòu)原理圖如下: 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 15 圖 2.6 給料機構(gòu) 隔離機構(gòu) 隔離機構(gòu)是實現(xiàn)軸承一個接一個向下滾下,當(dāng)擋板被氣缸回縮去一個軸承滾下,而 后面的一個軸承被另一氣缸上的擋塊壓住,使后面的軸承不向下滾,接著使擋板氣缸恢 復(fù)到原位,擋塊氣缸回縮,使后面的軸承滾下到被擋板擋住的位置。當(dāng)軸承檢測完畢進 入分揀裝置后,重復(fù)第一步的操作。其結(jié)構(gòu)原理圖如下: 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 2.7 隔離機構(gòu) 入料機構(gòu) 軸承送料機構(gòu)功能類似與傳統(tǒng)軸承推力裝置,負責(zé)把在活動 v 塊上的軸承推上軸承 檢測裝置,其結(jié)構(gòu)圖如下:推力頭材料尼龍板,與推力氣缸采用螺紋連接,便于推力頭 更換。 圖 2.8 推力氣缸(推力裝置的二維和三維圖) 出料機構(gòu) 在軸承測量完畢后,那么軸承怎樣從檢測裝置的錐軸上退下并回到活動 v 塊的起始 處,就需要由軸承出料機構(gòu)來實現(xiàn)。本設(shè)備基于簡潔、經(jīng)濟的設(shè)計思想,在測量機構(gòu)上 采用氣缸帶動尼龍推力盤的方法, (或在檢測機構(gòu)上加裝彈簧使軸承回到原來的位置上。 圖見檢測裝置上: (2)軸承產(chǎn)品分揀機構(gòu) 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 17 在軸承測量結(jié)束以后,檢測裝置檢測到的各項數(shù)據(jù),采集各種信號進入計算機進 行分析,并與事先人工設(shè)定的國家標(biāo)準軸承參數(shù)相比較,會得出兩種結(jié)果:優(yōu)質(zhì)品(合 格) 、次品(不合格) 。然后由計算機發(fā)出的數(shù)字控制信號給 PLC,最后由 PLC 控制執(zhí)行機 構(gòu)實現(xiàn)產(chǎn)品分揀。利用氣缸實現(xiàn)次品、優(yōu)品的分揀。 圖 2.7 分揀機構(gòu) 為了該設(shè)備后能連接到軸承自動裝配線上,必須對軸承的上料機構(gòu)和上料機構(gòu)進行 便于連接到軸承傳送線的結(jié)構(gòu)設(shè)計, 本文設(shè)計的分揀機構(gòu)由活動 v 塊、推板、彈簧、上推氣缸、支撐桿(上下活動桿) 、 滾道、帶擋板的橫移氣缸、兩個容器組成。當(dāng)被檢測軸承為優(yōu)質(zhì)品時,上推氣缸上移推 動平板(連著活動桿) ,把活動 v 快頂起,使得連接 v 塊的彈簧恢復(fù)到原樣,活動 v 塊被 完全展開,因為活動 v 塊展開有斜度,軸承沿著滾道向下滑,第一橫移氣缸運動回縮, 軸承掉入第一容器內(nèi);當(dāng)被檢測到軸承為次品時,軸承也是沿滾道下滑,第二橫移氣缸 運動回縮,軸承掉入第二容器內(nèi)。 2.2.3 動作方案及結(jié)構(gòu)布局設(shè)計 (1)動作方案設(shè)計 根據(jù)上節(jié)產(chǎn)品功能劃分圖知,課題研究的軸承檢測裝置的外觀設(shè)計大致有,軸承給 料、軸承隔離、軸承入料、軸承出料、軸承上推及軸承的優(yōu)、良分揀。 本設(shè)備是基于流水線設(shè)計思想設(shè)計的,因此按照流水作業(yè)的順序?qū)υ撛O(shè)備的動作進行 編排,即軸承給料、軸承隔離、軸承入料、軸承出料、軸承上推及軸承的優(yōu)、良分揀。 同時考慮到設(shè)備具有連續(xù)檢測功能的設(shè)備,應(yīng)該使上料桿上連一個有料道的容器使把軸 承放入容器內(nèi)軸承會沿著料道下滑,進入上料桿。實現(xiàn)連續(xù)運行,考慮到軸承進入活動 v 塊上在檢測工位進行檢測時,軸承被隔離機構(gòu)控制,而當(dāng)軸承進入分揀機構(gòu)時,軸承利 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 用隔離機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)軸承繼續(xù)下一個滾下檢測。 (2)布局的設(shè)計 本課題實現(xiàn)自動檢測,得出設(shè)備所需的各個機構(gòu)以及各個工位的布局 分為給料工位、隔離工位、入料工位、分揀工位。簡述如下: 給料工位:即軸承進入設(shè)備的起始工位,設(shè)備利用一個標(biāo)準氣缸與滑動板實現(xiàn)軸 承給料。 隔離工位:便于軸承能夠繼續(xù),挨個檢測,利用一個標(biāo)準氣缸與擋板以及另一個 標(biāo)準氣缸與擋塊來實現(xiàn)。 上料工位:設(shè)備的第三個工位,軸承檢測最關(guān)鍵一步,利用一標(biāo)準氣缸推動讓軸 承上檢測機構(gòu)。 分揀工位:由于要對被測軸承進行兩種方式的分揀,那么就必須設(shè)置兩個軸承出 料口:第一塊優(yōu)品出口道,由一標(biāo)準氣缸回縮實現(xiàn);第二塊次品出口道,由另一標(biāo)準氣 缸回縮實現(xiàn)。 2.3 軸承檢測裝置的外觀造型設(shè)計 2.3.1 造型設(shè)計符合人的情感 測量機械產(chǎn)品的優(yōu)點,其性能價格比肯定是關(guān)注的重要方面,而欲望的滿足人們的 心理和情感的外觀設(shè)計,它應(yīng)該吸引人們的注意力。雖然機械產(chǎn)品的幾何形狀,以確保 產(chǎn)品的性能,但如果它的外觀設(shè)計可以適用于一些情感因素,設(shè)計出一種新的審美,符 合人體工程學(xué)的關(guān)系審美要求,所以,男人之間的情感紐帶,將緊緊產(chǎn)品融合在一起機 械產(chǎn)品,這是在激烈的市場競爭中,競爭的條款就顯得尤為重要。 2.3.2 外型與結(jié)構(gòu)相結(jié)合 一家集產(chǎn)品開發(fā)需要涉及很多領(lǐng)域的相互合作,設(shè)計師在腦海中慢慢形成了一個基 本的概念,通過不斷與客戶溝通,然后經(jīng)過一段時間的修改,產(chǎn)品形象逐漸清晰起來, 但是這僅僅是開始,創(chuàng)造性的科學(xué)設(shè)計嚴格的要求,實現(xiàn)了外觀的結(jié)構(gòu)支撐,否則只能 “紙”,因此,設(shè)計者必須理解的結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,而且還可以利用現(xiàn)有的處理技術(shù)和結(jié)構(gòu),而 不會妨礙他們。 形式服從功能,連接在一起形成的結(jié)構(gòu),外觀設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計,外形設(shè)計師和工程 師探討所有可行的設(shè)計相結(jié)合。一方面,外觀設(shè)計師附件的功能和結(jié)構(gòu)建模的基礎(chǔ)上是 有意義的;另一方面,結(jié)構(gòu)工程師的內(nèi)部空間中的形狀的合理使用,要盡量滿足這種形狀 和結(jié)構(gòu)的需要隨后的產(chǎn)品設(shè)計的完美匹配,提供了一個良好的開端。 2.3.3 造型設(shè)計的現(xiàn)狀與發(fā)展 近年來的發(fā)展和改善市場經(jīng)濟,國民經(jīng)濟的快速增長,發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù),人們 的生活水平的不斷提高,消費者的需求已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向從一些消費者的消費質(zhì)量,性能, 消費和感性消費產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計要求,不僅美觀,大方,色彩以滿足現(xiàn)代人的審美要求, 性能,符合人體工程學(xué)的產(chǎn)品滿足市場需求。許多產(chǎn)品在市場上后不能達到預(yù)期的效果, 究其原因無非就是產(chǎn)品的工藝,性能,材料,可靠性,人力協(xié)調(diào)未經(jīng)設(shè)計和用戶的使用 和初步設(shè)計的產(chǎn)品,商家的市場運作相結(jié)合以及有關(guān)這些問題,需要現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的產(chǎn) 物。中國加入 WTO 后,國內(nèi)市場競爭日益國際化,一些企業(yè)和有識之士開始把目光投向 工業(yè)設(shè)計,采取切實措施,擴大設(shè)計團隊,完善的設(shè)計組織。許多公司成立了設(shè)計中心 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 19 (如美國) ,設(shè)計公司(如海信) ,設(shè)計院或設(shè)計公司在境外設(shè)立(如海爾,科龍, 等)專業(yè)的工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品,工業(yè)產(chǎn)品,現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的快速發(fā)展,其核心的競爭地位正 在不斷提升和鞏固。 產(chǎn)品外觀設(shè)計的美體是一個不易把握的問題。一件產(chǎn)品外觀產(chǎn)品設(shè)計究竟美不美,不 同的人,由于不同的審美觀,不同的教育背景,不同的興趣愛好,甚至性格以及不同的時代等 原因,會有不同方面的結(jié)論。統(tǒng)一一致美或不變的美似乎難于尋找。而機器裝置工業(yè)設(shè)計 追求的不僅是外觀的美,更應(yīng)以人為本,最大限度地貼近人們對產(chǎn)品使用簡便、安全、有親 切感等方面的需求,體現(xiàn)對人的關(guān)懷。機器工業(yè)設(shè)計應(yīng)是機床企業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展的體現(xiàn),是提 高機床產(chǎn)品附加值的有效手段,是繼科技創(chuàng)新競爭之后的第二次競爭。本文研究軸承檢測 裝置的外觀造型設(shè)計的特點,旨在不僅提高軸承檢測裝置的外觀造型質(zhì)量,更進一步增強其 在國內(nèi)外市場的競爭力與附加值,使產(chǎn)品立于不敗之地。 2.3.4 方案分析比較 外觀設(shè)計方案一:如下圖 在下面的圖上看出外觀造型設(shè)計的兩側(cè)和頂蓋是透明的,這樣有利于觀察,和美觀。 本外觀造型兩側(cè)和頂蓋采用玻璃鋼設(shè)計其余部位采用復(fù)合材料,輕薄堅固,頂蓋可以通 過下面的小型氣動裝置可以自動上頂,下蓋。計算機和控制處的材料選用鋁鎂合金。 材料的優(yōu)點分析: 玻璃鋼:玻璃鋼即纖維強化塑料,一般指用玻璃纖維增強不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂與酚 醛樹脂基體,以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料,稱為玻璃纖維增強塑料由于其 特性現(xiàn)在玻璃鋼已經(jīng)應(yīng)用航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重 的制品應(yīng)用中,都具有卓越成效。 (l)輕質(zhì)高強 (2)耐腐蝕性能好 (3)電性能好 (4)熱性能良好 玻璃鋼材料的工藝特征: (l)可設(shè)計性好 l)可以根據(jù)需要,靈活地設(shè)計出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品, 來滿足使用要求,可以使產(chǎn)品有很好的 整體性。 2)可以充分選擇材料來滿足產(chǎn)品的性能。 (2)工藝性優(yōu)良 l)可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來靈活地選擇成型工藝。 2)工藝簡單,可以一次成型,經(jīng)濟效果突出,尤其對形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn) 品,更突出它的工藝優(yōu)越性。 復(fù)合材料是由兩種或多種不同種類的材料,通過物理或化學(xué)的方法,在宏觀的材料組 合物具有新屬性。在各種材料互相配合,以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的性能,復(fù)合材料的整體性能 優(yōu)于原來的組成,以滿足不同的需求。基復(fù)合材料分為金屬和非金屬兩大類。常用的鋁, 鎂,銅,鈦和它們的合金的金屬基質(zhì)。金屬基體是合成樹脂,橡膠,陶瓷,石墨和碳。 增強材料是玻璃纖維,碳纖維,硼纖維,芳族聚酰胺纖維,碳化硅纖維,石棉纖維,晶 須,和硬金屬細線等。 復(fù)合體的復(fù)合材料是指由兩種或多種不同的物質(zhì)在不同的材料的組合的方法,可以 做出各種各樣的材料,優(yōu)點,克服單一材料的缺點,擴大材料的應(yīng)用范圍。由于復(fù)合材 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 料具有重量輕,強度高,易成型,彈性好,耐化學(xué)腐蝕和耐候性好等特點。 材料采用樹脂基復(fù)合材料的增強材料,主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高 分子量聚乙烯纖維等。 鋁鎂合金:鋁鎂合金的計算機殼主要元素是鋁,再摻入少量的鎂或是其他的金屬材 料來加強其硬度。以 Mg 為主要添加元素的鋁合金,由于它抗蝕性好,又稱防銹鋁合金。 因本身就是金屬,其導(dǎo)熱性能和強度尤為突出。 特性:質(zhì)量輕、密度低、散熱性較好、抗壓性較強,能充分滿足 3C 產(chǎn)品的高度集成 化、輕薄化、微型化、抗摔撞及電磁屏蔽和散熱的要求。其硬度是傳統(tǒng)塑料機殼的數(shù)倍, 但重量僅為后者的三分之一。 圖 2.8 外觀造型設(shè)計三維圖 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 21 圖 2.9 外觀造型設(shè)計二維圖 外觀設(shè)計方案二:如圖下 其外觀上與普通機床相似,采用的門是對開式的所占的左右方向的空間較大,外殼 材料上采用的是鑄鋼,計算機和控制系統(tǒng)放入里面,占空間,容易和檢測裝置發(fā)生碰撞, 裝置外殼上的窗采用鋼化玻璃。 鑄鋼缺點:鑄造性能差,鑄鋼的熔點較高,鋼液易氧化,鋼水流動性差、收縮大, 以及存在疏松、偏析、縮短、氣泡、攙雜、粗晶等缺點 被焊合或細化冷加工強化的辦法 進步功能 等等。 鋼化玻璃:實際上是一種預(yù)應(yīng)力玻璃,為提高玻璃的強度,通常使用化學(xué)或物理的方 法,在玻璃表面形成壓縮應(yīng)力,在玻璃表面暴露于外部應(yīng)力時成為第一個偏移量,從而 提高承載能力,其抗增強玻璃擋風(fēng)耐壓性,冷性和耐熱性,耐沖擊性。 鋼化玻璃的第一個缺點是鋼化玻璃不能再被切割后的制造和加工,僅在鋼上的玻璃 所要求的形狀之前,然后再進行處理的鋼。其次,雖然強度鋼化玻璃比普通玻璃強,但 是玻璃在溫度變化時自爆的可能性 圖 2.10 設(shè)備外觀造型設(shè)計 綜上所述:方案一與方案二進行比較,顯而易見方案一優(yōu)勢明顯所以本設(shè)備的外觀造型 設(shè)計采用方案一。 2.
收藏