雙頭鉚接機(jī)設(shè)計(jì),鉚接,設(shè)計(jì) 雙頭鉚接機(jī)設(shè)計(jì) 第一章 冷碾鉚接法的基本原理及工藝特點(diǎn) 1.1 冷碾鉚接法 就是利用鉚接對(duì)鉚釘局部加壓，并繞中心連續(xù)擺動(dòng)直到鉚釘成形的鉚接方法。鉚頭沿圓周方向擺動(dòng)輾壓，使工件準(zhǔn)確定位，然后鉚接。 第二章 冷碾鉚接法同傳統(tǒng)鉚接法的工藝特性比 冷碾所需擺碾力極小，僅為錘擊、沖壓等鉚接方法的1/10~1/15，因?yàn)楸救藛挝坏你T接方式是鉚桿對(duì)鉚釘施壓，其壓力越靠近軸的中心越大，而冷碾鉚接法是以連續(xù)的局部變形使鉚釘成形，其所施壓力離鉚釘中心越遠(yuǎn)越大，這恰恰符合材料變形的自然規(guī)律，因此采用冷碾鉚接設(shè)備所需噸位極小，節(jié)省費(fèi)用。 冷碾鉚接法使鉚釘?shù)淖冃雾槒慕饘俚淖匀涣飨?，不?huì)降低材料的缺口沖擊韌性和延展性，減小了在鉚釘墩頭周?chē)霈F(xiàn)切向拉應(yīng)力過(guò)高的危險(xiǎn)，鉚后材料無(wú)折斷纖維流能提高鉚釘?shù)某休d能力。冷碾鉚接法所產(chǎn)生的連接強(qiáng)度約高于沖壓鉚接80%，冷碾后鉚頭幾乎無(wú)彎曲鼓肚，墩粗等變形現(xiàn)象，同時(shí)與鉚釘相連的工件毫無(wú)變形，而用沖壓鉚接由于軸側(cè)施壓，沖擊綻開(kāi)，上述缺陷較為明顯。 冷碾鉚接法，鉚頭在鉚釘上作純滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)，鉚釘成型后的表面粗糙度僅取決于鉚頭，而鉚頭表面粗糙度非常容易保證，可以做到很高。 采用冷碾鉚接法時(shí)，幾乎無(wú)噪聲，無(wú)振動(dòng)，而現(xiàn)有的沖壓鉚接噪聲較大，超過(guò)90分貝。 冷碾鉚接機(jī)操作方便，設(shè)備安全保護(hù)裝置可有效保護(hù)人員。 使用冷碾鉚接機(jī)時(shí)，由于鉚釘材料具有較好的形變性能，鉚桿不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，壽命較高，同時(shí)只要改變鉚頭形狀，就可鉚接各種形狀，只要制作合適的鉚頭，即可鉚接以下各種形狀，如扁平型、沉頭型、圓弦型、碗型，方便于未來(lái)實(shí)現(xiàn)通用化。 2-1鉚接形狀圖 鉚接機(jī)按其原理可分為擺碾式和徑向式兩大類(lèi)。 按鉚接形式可分為單頭、雙頭和多頭。 按其結(jié)構(gòu)形式可分為臺(tái)式、立式、落地式和臥式。本方案采用落地式，方便人員操作。 第三章 幾種鉚接機(jī)主要特點(diǎn) 由于產(chǎn)量的日益提高，為了加快生產(chǎn)速度提高生產(chǎn)效率，本設(shè)計(jì)使用兩個(gè)鉚頭同時(shí)進(jìn)行冷碾鉚接。 為了再加快速度，工作臺(tái)使用氣缸傳動(dòng)，使操作大大簡(jiǎn)化，氣路加裝雙向調(diào)節(jié)閥有效控制工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度。 液壓回路上裝有單向調(diào)速閥可調(diào)流量大小，從而控制鉚接速度的快慢。 工件和鉚釘鉚接時(shí)，鉚頭可依靠調(diào)節(jié)筒調(diào)整鉚接高度，大大提高了可操作性。 螺紋的自鎖性和側(cè)面加裝螺釘后可實(shí)施精確定位。 鉚接機(jī)工作原理一般有兩種，徑向式鉚接機(jī)和擺碾式鉚接機(jī)。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上和運(yùn)動(dòng)軌跡上都有較大的區(qū)別。 徑向式鉚接機(jī)　 電機(jī)通過(guò)連軸器將動(dòng)力傳遞給主軸，主軸通過(guò)少齒差行星機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)傳遞給球面運(yùn)動(dòng)副，同時(shí)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)活塞連同球面副向下施壓，當(dāng)鉚頭接觸到鉚釘時(shí)鉚頭圍繞鉚釘中心線（即主軸中心線），按11瓣梅花運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)鉚釘進(jìn)行無(wú)滑動(dòng)輾壓造成球面而完成鉚接工作。 擺碾式鉚接機(jī) 電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器將運(yùn)動(dòng)傳給主軸，同時(shí)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)活塞連同主軸向下施壓，當(dāng)鉚頭接觸到鉚釘時(shí)，鉚頭圍繞鉚釘中心線（即主軸中心線）公轉(zhuǎn)，同時(shí)鉚頭在切向力的作用下自轉(zhuǎn)，從而形成無(wú)滑動(dòng)碾壓。 鉚頭的運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓圈。 3.1徑向鉚接機(jī)主要特點(diǎn) 鉚釘冷碾原理研制而成的一種新型鉚接設(shè)備，與傳統(tǒng)落后鉚接工藝相比具有以下明顯特點(diǎn)為： 1. 鉚釘成形力小，僅為沖鉚的1/10，鉚釘無(wú)不良變形，鉚接表面光潔美觀。 2. 無(wú)振動(dòng)，低噪音，低能耗，操作方便安全。 3. 效率高，成本低。 4. 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 ? 現(xiàn)在還有無(wú)鉚釘連接鉚接機(jī)，他是用壓力設(shè)備（液壓傳動(dòng)或氣動(dòng)）和專(zhuān)用模具將兩層或多金屬板件冷擠壓成型，形成一個(gè)具有一定抗拉和抗剪強(qiáng)度的內(nèi)部鑲嵌連接點(diǎn)的連接設(shè)備。 適用范圍：無(wú)鉚釘連接適合于鋼板.不銹鋼板.鋁板及非金屬夾層的連接。 3.2無(wú)鉚釘連接的優(yōu)點(diǎn) 1 連接點(diǎn)牢固可靠； 2 沒(méi)有原料消耗和不需要輔助材料； 3 超越了金屬材質(zhì)局限和厚度局限； 4 可以形成圓點(diǎn)和巨型點(diǎn)連接； 5 連接區(qū)域沒(méi)有熱應(yīng)力； 6 不會(huì)損傷工件表面的保護(hù)層； 7 不需要預(yù)先或事后處理，允許有夾層和多層連接； 8 工作環(huán)境好，沒(méi)有灰塵毒煙排放，沒(méi)有噪音； 9 操作簡(jiǎn)單.消耗低.維修費(fèi)少。 但不合適本場(chǎng)合 徑向鉚接機(jī) 鉚釘材料沿直徑方向變形，并形成與工作載荷相應(yīng)的纖維質(zhì)流，大大提高抗載荷能力，該技術(shù)鉚接性極好，可加工帶電鍍層的鉚釘，鉚后鍍層完好無(wú)損。另外鉚接穩(wěn)定性好，一般鉚釘不對(duì)中，不夾持也能順利鉚接完成。同時(shí)由于鉚接力極小，因此鉚件鉚后無(wú)不良變形，內(nèi)應(yīng)力極小，不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)裂紋，鉚面光潔美觀，廢品率幾乎為零。 噸位相似的徑向鉚接機(jī)較擺鉚機(jī)價(jià)格貴20%以上，但是能多使用兩至三年。該設(shè)備是擺鉚接機(jī)的替代型產(chǎn)品，其整體性能較好，鉚接質(zhì)量好，成型完整，均勻穩(wěn)定，變形無(wú)回彈，低耗高效，方便可靠，并且可加工多種材料和形狀，是實(shí)現(xiàn)各種工藝性要求的絕佳選擇。 3.3擺鉚型鉚接機(jī) 鉚接材料是沿圓周方向變形，并產(chǎn)生回旋纖維質(zhì)流，抗載荷能力較徑向纖維差，鉚接時(shí)要求有一定程度對(duì)中，鉚后伴有少量?jī)?nèi)應(yīng)力。設(shè)備安裝安全保護(hù)裝置，可有效保護(hù)人員設(shè)備安全。該機(jī)振動(dòng)噪聲較低，較徑向設(shè)備略高，勞動(dòng)強(qiáng)度也較低。 此種類(lèi)型鉚接設(shè)備是依據(jù)九十年代先進(jìn)技術(shù)而生產(chǎn)的新型設(shè)備，它的低耗高效，操作方便替代了傳統(tǒng)落后手鉚沖鉚等工藝，是體現(xiàn)企業(yè)加工生產(chǎn)能力的重要設(shè)備。 由于徑向鉚接機(jī)技術(shù)過(guò)于復(fù)雜，難以保證可靠性、穩(wěn)定性，其維修保養(yǎng)復(fù)雜要求極高，備件價(jià)格高昴，通用性差。而本單位工作環(huán)境惡劣，外來(lái)勞務(wù)工更換頻繁，難以保證設(shè)備能得到系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)。所以從經(jīng)濟(jì)角度、技術(shù)角度來(lái)選擇本方案，使用擺鉚型鉚接設(shè)計(jì)。由于產(chǎn)量的日益提高，為了加快生產(chǎn)速度提高生產(chǎn)效率，本設(shè)計(jì)使用兩個(gè)鉚頭同時(shí)進(jìn)行冷碾鉚接，而為了再加快速度，工作臺(tái)使用氣缸傳動(dòng)，使操作大大簡(jiǎn)化，氣路加裝雙向調(diào)節(jié)閥有效控制工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度。 可加裝光電傳感器，實(shí)現(xiàn)區(qū)域保護(hù)，一旦有人或物接觸進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，設(shè)備可以自動(dòng)停機(jī)，以杜絕事故的發(fā)生。 液壓回路上裝有單向調(diào)速閥可調(diào)流量大小，從而控制鉚接速度的快慢，提高工作效率。液壓缸行程中點(diǎn)可加裝卸油管道，使可靠性大大增加，減小元件損傷可能。 可加裝電子計(jì)數(shù)器，方便控制生產(chǎn)量，此項(xiàng)需電氣工程師協(xié)助。 工件和鉚釘鉚接時(shí)，鉚頭可依靠調(diào)節(jié)筒調(diào)整鉚接高度，大大提高了可操作性。 螺紋的自鎖性和側(cè)面加裝螺釘后可實(shí)施精確定位。 由于本人理論知識(shí)的局限性，只能以機(jī)械設(shè)計(jì)為主。 第四章 設(shè)計(jì)方案的確定 4.1 電機(jī)的選擇 按設(shè)計(jì)要求及工作條件選用Y系列三相異步電機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)。電壓：380V。 4.1.1 電機(jī)容量的選擇 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知電機(jī)工作所需有效功率 PW1＝＝＝0.25 KW PW2＝＝＝0.75 KW PW總＝PW1+PW2＝0.25+0.75＝1 KW 設(shè)：ηc——聯(lián)軸器效率，η＝0.99 ηg——閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率，η＝0.97 ηb——一對(duì)滾動(dòng)軸承效率，η＝0.99 估算傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 η2＝ηcηgηbηb ＝0.99×0.99×0.99×0.99＝0.78 η1＝ηcηgηbηbηgηb ＝0.99×0.99×0.99×0.99×0.99×0.99＝0.941 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 Pr1＝＝＝0.266 KW Pr2＝＝＝0.78 KW P總＝Pr1+Pr2＝0.266+0.78＝1.046 KW 選擇電機(jī)型號(hào)：saf47dt80n410bmg/mm11 1.1kw 380/500v-50/60hz 2.4a-2900/66rpm 由三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)可以確定，滿(mǎn)足Pm> P總條件的電動(dòng)機(jī)額定功率為1.1 KW。 4.2傳動(dòng)比的分配 鉚接機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)總的傳動(dòng)比 i＝＝＝48 考慮到安裝尺寸，變速箱不宜設(shè)計(jì)過(guò)大，所以安裝變頻器進(jìn)行初步調(diào)速，可以減少設(shè)計(jì)時(shí)間、減少零件節(jié)約成本，便于安裝。 i12＝4 i34＝1 設(shè)計(jì)時(shí),軸的轉(zhuǎn)速:最低為40r/min，最高為120r/min 電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速：最低為40r/min，最高為120r/min。 n高＝120r/min，n低＝40r/min po＝pr＝1.1KW T低＝9500 ＝9550× ＝262.6 選材和熱處理；按文獻(xiàn)（3）中式表3-4軸選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 繪制軸的布置簡(jiǎn)圖。 A B 4-1軸的布置簡(jiǎn)圖 A=20 B=25 4.3軸的受力分析 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖5－4所示。圖中 lAB＝l1＝185 mm lAC＝+c+k+ ＝+5+10+ ＝57.5 mm （a） lBC＝lAB- lAC＝127.5 mm求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖 軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖b所示 RAX＝Ft1 ＝2391× ＝1648 N RBX＝Ft1- RAX＝2391-1648＝743 N MAX＝MBX＝0，MCX＝RAX lAC＝RBX lBC＝93936 N.mm （b） 求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖 軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖5－8（c）所示 RAY＝Fr1 ＝870× ＝600 N RBX＝Fr1- RAY＝870-600＝270 N MAY＝MBY＝0，MCY＝RAY lAC＝34500 N.mm （c） 求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖 RA＝＝1754 N RB＝＝791 N MA＝MB＝0，MC＝＝100071 N.mm T＝Ft1 ＝83685 N.mm 4.4軸的初步計(jì)算 由文獻(xiàn)[3]中式7－10 d≥ mm 按文獻(xiàn)【3】中表7－1，軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，σb＝637 Mpa。 按文獻(xiàn)【3】中表7－4，插值得[σ-1]＝58.7 Mpa. 取折算系數(shù)a≈0.6 。 將以上數(shù)值代入軸計(jì)算截面（c截面）直徑計(jì)算公式 d≥ mm ＝＝26.71 mm 4.4.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入軸的軸端直徑 de＝（0.8～1.2）dm＝（0.8～1.2）×2.4＝11.2～28.8 mm 參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，取減速器高速軸的軸端直徑de＝25 mm。 根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度，其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。 軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑：25 30 35 40 45 mm 決定選用25mm 4.5軸承的選擇 4.5.1軸上滾動(dòng)軸承的選擇 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。因支承跨距不大，故電機(jī)側(cè)采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類(lèi)型選為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為L(zhǎng)H＝24000 h。 由前計(jì)算結(jié)果得知：軸承所受徑向力Fr＝870 N，軸承工作轉(zhuǎn)速n＝120 r/min。 初選滾動(dòng)軸承306GB276－82；按文獻(xiàn)【6】中表6－1，基本額定動(dòng)負(fù)荷Cr＝20800 N，基本額定靜載荷Cor＝14200 N。 按文獻(xiàn)【3】中表8－9，沖擊負(fù)荷系數(shù)fp＝1.5。 Pr＝Frfp＝870×1.5＝1305 N Cjs＝Pr L1/ε＝Pr1/ε＝1305×1/ε＝4536.6.6 N 因Cjs

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