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摘 要 支撐件屬于機械加工中的輔助工具，是機械加工中不可缺少的結(jié)構之一，選擇合理的支撐件不但可以將勞動者從繁重的勞動中釋放出來，還能有效地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。 隨著社會的快速發(fā)展，機械制造業(yè)的競爭也變得越來越激烈，生產(chǎn)者對產(chǎn)品生產(chǎn)效率也越來越高。萬向翻轉(zhuǎn)臺通過一次定位，即可實現(xiàn)對箱體類零件多個表面的不同孔或面進行加工，從而保證加工孔或面的形位公差。萬向翻轉(zhuǎn)臺作為支撐件中一種專業(yè)性非標設備被大量的運用到電力變壓器、電機車、船舶、鋼鐵等行業(yè)。液壓翻轉(zhuǎn)臺主要由平臺翻轉(zhuǎn)機械部件、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)三大部件組成，具有設計新穎、結(jié)構合理、操作簡單、價格低廉等特點，具有廣闊的發(fā)展前景。 本論文以萬向翻轉(zhuǎn)臺的設計為例，通過對萬向翻轉(zhuǎn)臺的設計,了解翻轉(zhuǎn)臺的工作原理和技術特點。 關鍵詞：機械加工；生產(chǎn)效率；翻轉(zhuǎn)臺 Abstract Support which belongs to the mechanical processing tool, is indispensable in the processing of mechanical structure, reasonable selection of the support member can not only turn the workers from the heavy work release, but also can effectively improve the production efficiency, reduce production costs, and ensure the quality of the product. With the rapid development of society, machinery manufacturing industry competition is becoming more and more fierce, the producer on the production efficiency of products are more and more high. Universal turning platform through a positioning, can realize the box parts of multiple surfaces of different hole or the surface processing, thus ensuring the processing hole or the surface shape and position tolerance. Universal turning platform as the support member in a professional non-standard equipment is widely applied to power transformer, motor vehicles, ships, steel and other industries. Hydraulic turnover bed mainly comprises a platform flip mechanical parts, hydraulic system, electrical control system is composed of three components, has the advantages of novel design, reasonable structure, simple operation, low price and so on, has the broad prospects for development. In this paper, the universal reversible table design as an example, through the universal reversible table design, understand the turning table operation principle and technical features. Key words: mechanical processing; production efficiency; the turning table Support which belongs to the mechanical processing tool, is indispensable in the processing of mechanical structure, reasonable selection of the support member can not only turn the workers from the heavy work release, but also can effectively improve the production efficiency, reduce production costs, and ensure the quality of the product. 目 錄 摘要…………………………………………………………………1 Abstract ……………………………………………………………2 前言…………………………………………………………………6 第1章 液壓翻轉(zhuǎn)臺的機械設計…………………………………7 1.1萬向翻轉(zhuǎn)臺的設計原理 ………………………………………7 1.2 萬向翻轉(zhuǎn)臺的結(jié)構設計………………………………………7 1.2.1 載荷臺的結(jié)構設計 …………………………………………7 1.2.2垂直轉(zhuǎn)臺的結(jié)構設計 ………………………………………7 1.2.3 支撐平臺的結(jié)構設計 ………………………………………8 1.2.4 液壓缸的定位設計 …………………………………………8 第二章 液壓翻轉(zhuǎn)臺的液壓設計…………………………………9 2.1液壓傳動的工作原理 …………………………………………9 2.2 液壓傳動系統(tǒng)的設計 …………………………………………9 2.2.1 設計原則和依據(jù) ……………………………………………10 第三章 液壓缸的設計……………………………………………11 3.1 液壓缸的分類…………………………………………………11 3.2 液壓缸的典型結(jié)構和組成……………………………………11 3.3 液壓缸中各零件的主要尺寸…………………………………13 3.4 液壓缸主要零部件設計………………………………………13 3.4.1 密封件的選用 ………………………………………………13 3.4.2 缸筒的選用 …………………………………………………13 3.4.3 活塞的選用…………………………………………………14 3.4.4 活塞桿的選用………………………………………………14 第四章 液壓系統(tǒng)簡介 …………………………………………15 4.1 液壓系統(tǒng)的組成和形式 ……………………………………15 4.1.1 液壓系統(tǒng)的組成……………………………………………15 4.1.2 液壓系統(tǒng)的形式……………………………………………15 4.2 液壓系統(tǒng)的類型和特點 ……………………………………15 4.3 液壓傳動與控制的優(yōu)缺點 …………………………………16 4.4液壓系統(tǒng)的基本回路…………………………………………16 4.4.1 壓力控制回路………………………………………………16 4.4.2速度控制回路 ………………………………………………17 4.4.3 方向控制回路………………………………………………17 第五章 滑動軸承的選擇…………………………………………18 5.1 概述……………………………………………………………18 5.2 滑動軸承的結(jié)構………………………………………………18 5.3 滑動軸承的材料………………………………………………19 第六章 滾動軸承的選擇 …………………………………………21 6.1 概述……………………………………………………………21 6.2滾動軸承代號…………………………………………………21 6.3滾動軸承的結(jié)構………………………………………………21 6.4 滾動軸承的特點………………………………………………22 6.5 滾動軸承的選擇………………………………………………22 6.6 滾動軸承的潤滑………………………………………………23 結(jié) 論…………………………………………………………………24 致 謝…………………………………………………………………25 參考文獻 ……………………………………………………………26 前 言 液壓翻轉(zhuǎn)臺在機械加工中起到支撐工件的作用，通過液壓控制能夠?qū)崿F(xiàn)工件的垂直和水平翻轉(zhuǎn)。本次設計的液壓翻轉(zhuǎn)臺是針對加工箱體類零件而設計的，在加工中通過翻轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾加工多個工作面的目的，從而保證加工面之間的精度要求，提高加工質(zhì)量。 首先液壓翻轉(zhuǎn)臺采用液壓控制，減少了操作者搬運工件的次數(shù)，降低了工人的勞動強度。其次，液壓翻轉(zhuǎn)臺有其自身的優(yōu)點：（1）設備有效工作臺面大，可適合各種大型工件翻轉(zhuǎn)；（2）設備承載能力強，翻轉(zhuǎn)過程平穩(wěn)，無明顯速度變化，有效解決了負載變化而引起的沖擊和緩沖問題；（3）自動化程度高，操作簡便，安全可靠，設備采用PLC編程控制，對操作中產(chǎn)生的誤操作的步驟，采用電氣互鎖，自動檢測運行狀況，自動完成一系列工序，規(guī)避了誤操作的風險；（4）設備采用系列化和規(guī)模化設計，可根據(jù)用戶需求增加側(cè)邊靠齊等功能模塊。 本論文通過對液壓翻轉(zhuǎn)臺的設計，了解翻轉(zhuǎn)臺的工作原理和技術特點，從而認識到其在機械加工中的廣泛應用。 第一章 液壓翻轉(zhuǎn)臺的機械設計 1.1萬向翻轉(zhuǎn)臺的設計原理 萬向翻轉(zhuǎn)臺由機械結(jié)構和液壓控制系統(tǒng)兩部分組成。具體結(jié)構如圖1-1， 通過液壓缸的伸長與縮短來控制翻轉(zhuǎn)臺的垂直轉(zhuǎn)動，翻轉(zhuǎn)臺的水平轉(zhuǎn)動則由通過機械結(jié)構來控制。通過齒輪傳動帶動中心轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動，再由來控平鍵將中心轉(zhuǎn)軸與載荷臺相連從而制實現(xiàn)載荷臺的360度的轉(zhuǎn)動。 圖1-1 1.2 萬向翻轉(zhuǎn)臺的結(jié)構設計 1.2.1 載荷臺的結(jié)構設計 為了能夠滿足不同工件的加工需求，保證載荷臺面積的足夠大，考慮到給操作者帶來裝夾方便且不浪費材料，將載荷臺的工作面選定為Φ1400mm。 1.2.2垂直轉(zhuǎn)臺的結(jié)構設計 根據(jù)支撐平臺的尺寸，將垂直轉(zhuǎn)臺的總長定為1700mm，兩端與支撐平臺相連接?？紤]到翻轉(zhuǎn)臺的組裝，減輕垂直轉(zhuǎn)臺的重量，將垂直轉(zhuǎn)臺做成輪轂結(jié)構。 1.2.3 支撐平臺的結(jié)構設計 根據(jù)通用機床工作臺的尺寸，將支撐平臺的尺寸定為2300mmX1840mmX840mm。為使支撐穩(wěn)定，將兩側(cè)平臺中心距離定為1600mm。根據(jù)液壓缸的尺寸標準，將固定液壓缸的中心距離定為1593mm。 1.2.4 液壓缸的定位設計 根據(jù)國家標準選擇液壓缸的定位形式。在翻轉(zhuǎn)臺的工作過程中，液壓缸的軸線來回擺動，因此一端固定一端支撐。 第二章 液壓翻轉(zhuǎn)臺的液壓設計 2.1液壓傳動的工作原理 液壓傳動是以液體為傳遞運動和動力的。圖2-1是簡化的液壓系統(tǒng)原理圖。兩個直徑不同的液壓缸用管道相連，缸內(nèi)各有一個活塞與液壓缸內(nèi)壁緊密配合，形成密封容積，并都充滿了液體。當右側(cè)有重物時，左側(cè)活塞會被頂起，此時對左側(cè)添加力的作用。當力達到一定值時就能使右側(cè)重物不再下降，此時左右兩側(cè)達到平衡。若對左側(cè)繼續(xù)添加力，右側(cè)重物將會上升。也就是說，密封容器中的液體可以傳遞力和運動。 圖2-1 2.2 液壓傳動系統(tǒng)的設計 液壓傳動系統(tǒng)的設計計算步驟是：明確設計原則和要求，分析設計依據(jù)；明確主要參數(shù)；擬定系統(tǒng)原理圖，計算和選擇液壓元件；進行系統(tǒng)性能驗算；繪制正式的液壓系統(tǒng)原理圖、工作圖，編制技術文件。 2.2.1 設計原則和依據(jù) （一）設計原則 液壓系統(tǒng)作為傳動或控制的裝置，廣泛應用于各種不同場合。設計前必須充分調(diào)查研究，借鑒各種已有的資料，然后進行分析比較，力求所設計的系統(tǒng)結(jié)構簡單、體積小、重量輕、經(jīng)濟性好、性能可靠和使用維修方便。 （二）設計依據(jù) 1.明確設計要求 在開始設計液壓系統(tǒng)時，必須首先了解機械和工作機構的結(jié)構、工作原理、明確設計要求。具體包括：用液壓傳動實現(xiàn)的主機的動作及其循環(huán)要求；主機的主要技術性能要求；生產(chǎn)工藝過程；工作環(huán)境及機器的重量、尺寸及其它特殊要求。同時還要明確設計的原始數(shù)據(jù)。 2.實際工況分析 對液壓系統(tǒng)進行工況分析，就是分析機器和工作機構在工作過程中速度和負載的變化規(guī)律。通過分析和計算，作出負載隨時間變化的圖譜以及速度隨時間變化的圖譜，未確定液壓系統(tǒng)的工作壓力和流量，設計和選擇液壓元件提供依據(jù)。 第三章 液壓缸的設計 3.1 液壓缸的分類 本次設計的主體是對液壓缸的設計。液壓缸是液壓傳動系統(tǒng)中常用的一種執(zhí)行元件，是把液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置，主要用于實現(xiàn)結(jié)構的直線往復運動，也用于實現(xiàn)機構的擺動。液壓缸的種類很多，按其作用和結(jié)構形式分類如表2.1所示。 表3.1 推力液壓缸 單作用液壓缸 活塞液壓缸 柱塞液壓缸 伸縮式套筒液壓缸 雙作用 液壓缸 單活塞桿 液壓缸 帶不可調(diào)緩沖式液壓缸 帶可調(diào)緩沖式液壓缸 差動液壓缸 雙活塞桿 等行程、等速液壓缸 雙向液壓缸 伸縮式套筒液壓缸 組合液壓缸 彈簧復位液壓缸 串聯(lián)液壓缸 增壓液壓缸（增壓器） 多位液壓缸 齒條傳動活塞液壓缸 齒條傳動柱塞液壓缸 擺動液壓缸 單葉片擺動液壓缸 雙葉片擺動液壓缸 3.2 液壓缸的典型結(jié)構和組成 液壓缸的結(jié)構可分為三類：拉桿型液壓缸、焊接型液壓缸和法蘭型液壓缸。接下來對各自特點進行簡單介紹： （1） 拉桿型液壓缸 拉桿型液壓缸的特點是：結(jié)構簡單，制造和安裝均較方便，缸筒是用內(nèi)徑經(jīng)過珩磨的無縫鋼管半成品，按行程長度切割。端蓋與活塞均為通用件。但這類缸受行程長度、缸內(nèi)徑和額定工作壓力的限制。當行程過長時，安裝時容易偏歪，致使缸筒端部泄漏。缸筒內(nèi)徑過大或額定工作壓力過高時，由于徑向尺寸布置和拆裝問題，拉桿直徑尺寸受到限制，致使拉桿的拉應力超過屈服極限。因此，這類缸通常適用于行程≤1.5m，缸內(nèi)徑≤250mm，額定工作壓力≤20MPa，個別系列可達25MPa。 （2） 焊接型液壓缸 這類缸暴露在外邊的零件較少，外表光潔，外形尺寸小，能承受一定的沖擊載荷和惡劣的外界環(huán)境條件。但由于前端蓋螺紋強度和預緊時端蓋對操作的限制，因此不能用于過大的缸內(nèi)經(jīng)和較高的工作壓力，缸內(nèi)徑常用于D≤200mm，額的壓力PN≤25MPa。多用于車輛、船舶和礦業(yè)等機械上。 （3） 法蘭型液壓缸 缸體的兩個端蓋均是用螺釘（螺栓）聯(lián)接，還有缸底為焊接，而缸前蓋用法蘭聯(lián)接的結(jié)構。這類缸外形尺寸較大，適用于大、中型液壓缸，缸內(nèi)徑通常大于100mm，額定工作壓力PN＝20~40MPa，能承受較大的沖擊負荷和惡劣的外界環(huán)境條件，屬重型缸，多用于重型機械、冶金機械等。 液壓缸結(jié)構不同，其組成也各有不同。最為常用的雙作用單活塞桿液壓缸的主要零件有缸底、缸筒、缸蓋、活塞、活塞桿和導向套。擺動式液壓缸的輸出軸能夠直接輸出轉(zhuǎn)矩，并往復回轉(zhuǎn)一定角度（一般小于360°），又稱為擺動式液壓馬達。其結(jié)構一般為葉片式，它由缸體、支撐盤、端蓋、隔板、葉片、花鍵套等主要零件組成。 本次選擇的是雙作用單活塞桿液壓缸。其具體結(jié)構如圖3-1所示。主要零件有缸體1、缸筒2、活塞8、活塞桿9、導向套10和缸蓋11。缸筒一端與缸底焊接，另一端與缸蓋采用螺紋連接，便于拆裝檢修?；钊麠U采用實心桿。活塞與活塞桿利用卡鍵4、卡鍵帽5和擋圈3構成卡鍵連接，這種連接方式的結(jié)構緊湊又便于裝拆。缸筒內(nèi)壁表面粗糙度要求較高，并與活塞之間保持一定的間隙。活塞與缸筒的密封是靠兩對O型密封圈6和擋圈7來保證的。活塞與活塞桿之間由一個O型密封圈來起到密封作用。導向套10是用來保證活塞桿不偏離中軸線，導向套與缸筒內(nèi)經(jīng)間用兩對O型密封圈密封。為了減輕活塞行程終了時對缸底或缸蓋撞擊，可在兩端設節(jié)流緩沖裝置。活塞8將缸體分為左右兩腔。兩側(cè)各有一個油口。當壓力油從左向右流動時，活塞向右運動。反之，活塞向左運動。 圖3-1 3.3 液壓缸中各零件的主要尺寸 根據(jù)實際需求，按照GB/T 7938-1978標準選擇液壓缸的公稱壓力為25MPa。液壓缸的缸筒內(nèi)徑按照GB/T 2348-1993標準選擇為50mm，通過查表可知，缸筒外徑為60mm。液壓缸的傳動速比選擇Φ1.46，活塞桿直徑按照GB/T 2348-1993標準，當液壓缸缸筒內(nèi)徑為50mm時，活塞桿直徑選擇為28mm。液壓缸的行程根據(jù)使用需求，按照GB/T 2349-1980標準選擇活塞行程為650mm。 3.4 液壓缸主要零部件設計 3.4.1 密封件的選用 考慮到實際工作環(huán)境，工作壓力≤40MPa，溫度≤100℃，活塞與活塞桿之間的密封采用O型密封圈加擋圈。此類密封件特點是為了防止O型圈被擠入間隙中。 3.4.2 缸筒的選用 缸筒的結(jié)構采用法蘭連接，此種連接方式有如下特點， 優(yōu)點：（1）結(jié)構較簡單； （2）易加工，易裝卸。 缺點：（1）重量比螺紋連接的要大，比拉桿連接要小外徑較大； （2）缸體為鋼管，端部焊法蘭 缸筒的材料采用45鋼。 3.4.3 活塞的選用 本次選用組合式活塞，活塞與活塞桿之間采用卡環(huán)型連接。當兩半卡環(huán)卡入卡槽后會松脫，需套上卡環(huán)帽，再裝上彈性擋圈。此種連接方式拆裝方便，在低速場合被廣泛使用。 3.4.4 活塞桿的選用 活塞桿選擇端部帶臺肩的結(jié)構，活塞桿螺紋尺寸規(guī)格按照GB/T 2350-1980標準選用，螺紋規(guī)格為M16x1.5，長度為32mm?；钊麠U的材料選用45鋼，進過調(diào)質(zhì)處理，表面鍍鉻20～30μm。 第四章 液壓系統(tǒng)簡介 4.1 液壓系統(tǒng)的組成和形式 4.1.1 液壓系統(tǒng)的組成 一個完整的液壓系統(tǒng)有以下四部分組成： （1）動力元件 即液壓泵，其功用是為液壓系統(tǒng)提供壓力油源，是將機械能轉(zhuǎn)化為液壓能的裝置。有時也將儲能器作為緊急或輔助動力源。 （2）執(zhí)行元件 指液壓缸和液壓馬達。它是將液壓能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。液壓缸輸出力和速度，液壓馬達輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。 （3）控制調(diào)節(jié)元件 包括溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。用以實現(xiàn)對執(zhí)行元件的運動速度、方向、作用力控制，也用于實現(xiàn)過載保護和程序控制等。 （4）輔助元件 指油箱、油管、濾油器、和壓力表等。 4.1.2 液壓系統(tǒng)的形式 液壓系統(tǒng)可分為開式和閉式兩種結(jié)構。開式液壓系統(tǒng)，泵從油箱吸油輸入管道，油完成工作后排回油箱，優(yōu)點是結(jié)構簡單，散熱、澄清條件好，應用較普遍。缺點是油箱體積較大，空氣與有接觸的機會多，易滲入。閉式液壓系統(tǒng)，泵的吸油口和排油口直接與液壓執(zhí)行元件的進出油口相連，形成一個閉合系統(tǒng)。為了補償泄漏損失，通常需要一個輔助補償油泵和油箱。優(yōu)點是油箱的體積很小，結(jié)構緊湊，空氣進入油液的機會少。缺點是系統(tǒng)的結(jié)構復雜，散熱條件差，并要求有較高的過濾精度，故應用較少。 4.2 液壓系統(tǒng)的類型和特點 液壓系統(tǒng)按主要用途可分為液壓傳動系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。液壓傳動系統(tǒng)主要用于傳遞動力；液壓控制系統(tǒng)用于信息傳遞，以達到執(zhí)行元件運動參數(shù)（如：行程、速度、位移量或位置、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角）的精準控制。 液壓系統(tǒng)按控制方法可分為開關控制系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、比例控制系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)。開關控制系統(tǒng)有標準的或?qū)Ｓ玫拈_關式液壓元件組成，執(zhí)行元件運動參數(shù)的控制精度較低；伺服控制系統(tǒng)是傳動部分或控制部分采用液壓伺服機構的系統(tǒng)，執(zhí)行元件的運動參數(shù)能夠得到精確控制；比例控制系統(tǒng)是傳動部分或控制部分采用電液比例元件的系統(tǒng)，從控制功能看，它介于開關控制系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)之間，但從結(jié)構組成和性能特點來看，它更接近于伺服控制系統(tǒng)；數(shù)字控制系統(tǒng)是控制部分采用電液數(shù)字控制閥的系統(tǒng)，數(shù)字控制閥與伺服閥或比例閥相比，具有結(jié)構簡單、價廉、抗污染能力強、穩(wěn)定性和重復性好、功耗小等優(yōu)點，在微機實時控制的電液系統(tǒng)中，它部分取代了伺服閥和比例閥的工作，為計算機在液壓領域中的應用開辟了新的方向。 4.3 液壓傳動與控制的優(yōu)缺點 液壓傳動與控制的優(yōu)缺點，如表4-1所示： 表4.1 序號 優(yōu)點 缺點 1 同其它傳功方式比較，傳動功率相同，液壓傳動裝置的重量輕，結(jié)構緊湊 容易產(chǎn)生泄漏，污染環(huán)境 2 可實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)節(jié)范圍大 因有泄漏和彈性變形大，不易做到精確的定比傳動 3 運動件的慣性小，能夠頻繁迅速的換向；傳動工作平穩(wěn)；系統(tǒng)容易實現(xiàn)緩沖吸震，并能自動防止過載 系統(tǒng)內(nèi)混入空氣，會引起爬行、振動和噪音污染 4 與電氣配合，容易實現(xiàn)動作和操作的自動化；與微電子技術和計算機配合，能實現(xiàn)各種自動控制工作 適用的環(huán)境溫度比機械傳動要小 5 元件已基本上實現(xiàn)系列化、通用化、標準化，有利于CAD技術的應用，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本 故障診斷與排除要求有很高技術 4.4液壓系統(tǒng)的基本回路 液壓基本回路是由液壓元件和輔助元件所構成的、用來完成特定功能的典型回路。任何液壓系統(tǒng)均可分為若干個基本回路。 液壓基本回路按功能可分為壓力控制回路、速度控制回路、方向控制回路等。 4.4.1 壓力控制回路 壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)或系統(tǒng)中某一部分的壓力，以滿足執(zhí)行元件對力或扭矩的要求的回路。 壓力控制回路可分為調(diào)壓回路、卸荷回路、卸壓回路、減壓回路、增壓回路、保壓回路、平衡回路等。 液壓系統(tǒng)中油液的壓力必須與所受的負載相適應。在定量泵系統(tǒng)中，液壓泵的供油壓力可以通過溢流閥來調(diào)節(jié)；在變量泵系統(tǒng)中可以通過用安全閥來限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載；當系統(tǒng)中需要兩種以上壓時，則可采用多級調(diào)壓回路。 4.4.2速度控制回路 液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的運動速度應能在一定范圍內(nèi)予以調(diào)節(jié)（調(diào)速回路）；為提高效率空載快進速度應能超越泵的流量有所增加（增速回路）；由空載快進平穩(wěn)地轉(zhuǎn)為工作進給（速度換接回路）。 在不考慮液壓油的壓縮性和泄漏的情況下，液壓缸的運動速度為v=Q/A,液壓馬達的轉(zhuǎn)速為n=Q/qM。從該兩式可知，液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式有三種：（1）節(jié)流調(diào)速，即用定量泵供油采用節(jié)流元件調(diào)節(jié)輸入執(zhí)行元件的流量，以實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)；（2）容積調(diào)速，即改變變量泵的供油量Q和（或）改變變量液壓馬達的排量qM，以實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)；（3）容積節(jié)流調(diào)速，即采用變量泵和節(jié)流元件相配合的調(diào)速方法，又稱聯(lián)合調(diào)速。 4.4.3 方向控制回路 在液壓系統(tǒng)中，工作機構的啟動、停止或變換運動方向等是利用進入執(zhí)行元件的壓力油的通、斷及改變流動方向來實現(xiàn)的。實現(xiàn)這些功能的回路稱為方向控制回路。常見的方向控制回路有換向回路和鎖緊回路兩種。 第五章 滑動軸承的選擇 5.1 概述 滑動軸承，在滑動摩擦下工作的軸承?；瑒虞S承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤滑條件下，滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。但起動摩擦阻力較大。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸承襯。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為滑動軸承材料。 滑動軸承是軸組件中的重要部件，其功能有兩個方面：一是支撐軸及軸上零件，并保證軸的轉(zhuǎn)動精度；二是能減少轉(zhuǎn)動的軸與其固定支撐之間的摩擦和磨損?；瑒虞S承在一般狀況下摩擦損耗較大，使用維護也比較復雜，因而在多數(shù)機械設備中常被滾動軸承所取代。然而，滑動軸承具有結(jié)構簡單，制造拆裝方便，具有良好的耐沖擊性和良好的吸振性能，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，旋轉(zhuǎn)精度高，承載能力大，使用壽命長等優(yōu)點。因此，在高速精密機械和低速重載荷的一般機械中廣泛的應用著。 滑動軸承按其承載方向不同可分為徑向滑動軸承和推力滑動軸承兩大類，前者承受徑向載荷；后者承受軸向載荷。根據(jù)軸組件及軸承裝拆需要，可將滑動軸承設計成整體式和剖分式。 5.2 滑動軸承的結(jié)構 1.徑向滑動軸承 (1)整體式滑動軸承 整體式滑動軸承是由軸承座和軸承襯套組成的。軸承座上有油孔，襯套內(nèi)有油溝，用以加油和潤滑。整體式滑動軸承結(jié)構簡單且成本低。但由于拆裝這類軸承時，軸和軸承座必須做軸向移動，從而限制了它的使用范圍。另外，軸套磨損之后，軸頸與軸套之間間隙無法調(diào)整，使軸旋轉(zhuǎn)精度降低，沖擊振動增大。因此，多用在低速、輕載的機械設備中。 (2)剖分式滑動軸承 剖分式滑動軸承的軸承蓋和軸承座是用螺栓連成整體的，中間鑲有剖分成瓦狀的上軸瓦和下軸瓦，直接支撐著轉(zhuǎn)軸。軸承蓋應適度壓緊軸瓦，使軸瓦不能隨軸轉(zhuǎn)動，軸承蓋上制有螺紋孔，以便安裝油杯和油管。 剖分式滑動軸承克服了整體式向心滑動軸承裝拆不方便的缺點。軸承孔與軸徑之間的間隙在一定范圍內(nèi)可以調(diào)整。在軸承座與軸承蓋的剖分面上制有階梯形定位 止口，以便安裝時定心。因此，這類軸承得到了廣泛的使用，并且已經(jīng)被制成標準件。 2. 推力滑動軸承 推力滑動軸承用于承受軸向載荷。普通推力滑動軸承的承載面及軸上止推面都是平面，有立式和臥式兩種結(jié)構。工作時，工作面處于非液體摩擦狀態(tài)。 實心端面軸頸由于工作時軸心與邊緣摩擦不均勻，一致軸心部分壓強極高，潤滑油容易被擠出，所以極少使用。在一般機器上大多采用空心端面軸頸和環(huán)狀軸頸。載荷較大時采用多環(huán)軸，多環(huán)軸頸還能承受雙向載荷。軸頸的結(jié)構尺寸可查有關手冊。止推環(huán)的數(shù)目在工作面的壓強不超過允許條件下，宜少不宜多。 5.3 滑動軸承的材料 滑動軸承的材料是指軸瓦及軸承襯的材料?；瑒虞S承的主要失效形式是磨損、膠合的好工作表面劃傷，受變載荷時也會發(fā)生疲勞破壞或軸承減摩層脫落，此外潤滑劑被氧化而生成的酸性物質(zhì)和水會對軸承材料產(chǎn)生腐蝕。因此，對滑動軸承的材料有以下要求： （1） 足夠的抗壓、抗沖擊及疲勞強度。 （2） 低的摩擦系數(shù)和高的耐磨性。 （3） 良好的抗粘合能力，要求與軸頸材料的互溶性低，不宜采用與軸頸材料相同的材料。 （4） 良好的與潤滑分子的親和力。 （5） 良好的導熱性，要有利于散熱。 （6） 良好的順應性。 （7） 良好的磨合性。 （8） 良好的抗腐蝕性和工藝性。 常用的軸承材料有金屬材料、粉末冶金、非金屬材料三大類。 1.金屬材料 （1）軸承合金 又稱巴氏合金或白合金，是在較軟的金屬基體上懸浮銻錫及銅錫的硬晶粒而組成的。軟基體增加材料的塑性，硬晶粒起耐磨作用。它具有優(yōu)異的減磨性、摩擦順應性、嵌入性和磨合性，耐腐蝕、摩擦相容性也很好，不易與軸頸發(fā)生膠合。但其機械強度低，通常將它貼附在軟鋼、鑄鐵或青銅的軸瓦上使用，不能單獨用做軸瓦。錫基合金的熱膨脹性質(zhì)比鉛基合金好，所以前者更適合用于高速軸承，但價格昂貴。 （2）銅合金 銅合金有較好的強度、減磨性，是應用廣泛的軸承材料，分為青銅和黃銅兩大類。青銅材料中錫青銅的減磨性好。鋁青銅強度高，但抗膠合能力及鑄造性能較差，適用于重載、低速及中速條件。鉛青銅具有良好的沖擊韌性和沖擊疲勞強度。黃銅合金的減磨性不及青銅，但具有良好的鑄造及機械加工性能，是低速及重載情況下青銅的代用品。 （3）鑄鐵 鑄鐵的特點是價格低廉，可用于低速、輕載無沖擊的軸瓦材料。鑄鐵中的石墨可在軸瓦表面形成起潤滑作用的石墨層，因此具有較好的減磨性。采用鑄鐵軸瓦時，軸瓦硬度要比軸頸硬度低20?40HB。 （4）鋁基軸承合金 鋁基軸承合金是較新的軸承材料。與軸承合金和銅合金相比，更具有強度高、導熱性好、耐腐蝕，壽命長、工藝性好等特點。可采用鑄造、沖壓及軋制等方法制造，適用于批量生產(chǎn)，可制成單金屬軸套、軸瓦，也廣泛用于汽車、拖拉機發(fā)動機中的軸承減磨層材料。應用時要求軸頸表面具有較高的硬度、低的表面粗糙度值和較大的配合間隙。 2. 粉末冶金材料 粉末冶金材料是由不同金屬粉末加石墨或鉛等粉末混合后高壓成形，再經(jīng)高溫燒結(jié)而成的多孔型材料，又稱為陶瓷金屬?？紫墩伎傮w積15%~35%。使用前先將軸承在熱油中浸幾個小時，使孔隙中充滿油，因此也稱含油軸承。此類軸承強度和韌性低，適用于中、低速不是沖擊載荷及不易注入潤滑油的場合。 3. 非金屬材料 非金屬材料中應用最多的是塑料。塑料材料具有摩擦系數(shù)小、自潤性號、較好的跑合性和耐磨性，良好的抗膠合和抗腐蝕性。但其導熱性差，線膨脹系數(shù)大，尺寸穩(wěn)定性差。 第六章 滾動軸承的選擇 6.1 概述 滾動軸承是將運轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件。滾動軸承一般由外圈，內(nèi)圈，滾動體和保持架組成。滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動體均勻分布，防止?jié)L動體脫落，引導滾動體旋轉(zhuǎn)起潤滑作用。 6.2滾動軸承代號 滾動軸承代號是用字母加數(shù)字來表示軸承結(jié)構、尺寸、公差等級、技術性能等特征的產(chǎn)品符號。國家標準GB/T272-93規(guī)定軸承的代號由三部分組成：前置代號、基本代號、后置代號?；敬柺禽S承代號的基礎。前置代號和后置代號都是軸承代號的補充，只有在遇到對軸承結(jié)構、形狀、材料、公差等級、技術要求等有特殊要求時才使用，一般情況可部分或全部省略。 基本代號表示軸承的基本類型、結(jié)構和尺寸。它由軸承類型代號、尺寸系列代號、內(nèi)徑代號構成。 　　(1)、軸承類型代號 用數(shù)字或字母表示不同類型的軸承，詳見資料庫。 　　(2)、尺寸系列代號 由兩位數(shù)字組成。前一位數(shù)字代表寬度系列（向心軸承）或高度系列（推力軸承），后一位數(shù)字代表直徑系列。尺寸系列表示內(nèi)徑相同的軸承可具有不同的外徑，而同樣的外徑又有不同的寬度（或高度），由此用以滿足各種不同要求的承載能力。 　　(3)、內(nèi)徑代號 表示軸承公稱內(nèi)徑的大小，用數(shù)字表示。 　　例：軸承 2 32 24 　　2-類型代號，調(diào)心滾子軸承；32-尺寸系列代號；24-內(nèi)徑代號，d=120mm; 　　例：軸承 6208-2Z/P6 　　6-類型代號，深溝球軸承；2-尺寸系列代號；08-內(nèi)徑代號，d=40mm； 　　2Z-軸承兩端面帶防塵罩；P6-公差等級符合標準規(guī)定6級。 6.3滾動軸承的結(jié)構 滾動軸承的結(jié)構由以下四部分組成： (1)外圈——裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動； (2)內(nèi)圈——裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動； (3)滾動體——滾動軸承的核心元件； (4)保持架——將滾動體均勻隔開，避免摩擦。 6.4滾動軸承的特點 滾動軸承有以下基本特點： 優(yōu)點： 　　1、摩擦阻力小，功率消耗小，機械效率高，易起動。 　　2、尺寸標準化，具有互換性，便于安裝拆卸，維修方便。 　　3、結(jié)構緊湊，重量輕，軸向尺寸更為縮小。 　　4、精度高，轉(zhuǎn)速高，磨損小，使用壽命長。 　　5、部分軸承具有自動調(diào)心的性能。 　　6、適用于大批量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高。 　　7、傳動摩擦力矩比流體動壓軸承低得多，因此摩擦溫升與功耗較低； 　　8、起動摩擦力矩僅略高于轉(zhuǎn)動摩擦力矩； 　　9、軸承變形對載荷變化的敏感性小于流體動壓軸承； 　　10、只需要少量的潤滑劑便能正常運行，運行時能夠長時間提供潤滑劑； 　　11、軸向尺寸小于傳統(tǒng)流體動壓軸承； 　　12、可以同時承受徑向和推力組合載荷； 　　13、在很大的載荷-速度范圍內(nèi)，獨特的設計可以獲得優(yōu)良的性能； 　　14、軸承性能對載荷、速度和運行速度的波動相對不敏感。 缺點： 1、噪音大。 2、軸承座的結(jié)構比較復雜。 　　3、成本較高。 4、即使軸承潤滑良好，安裝正確，防塵防潮嚴密，運轉(zhuǎn)正常，它們最終也會因為滾動接觸表面的疲勞而失效。 6.5 滾動軸承的選擇 滾動軸承類型多種多樣，選用時可考慮以下方面因素，從而進行選擇。 (1) 載荷的大小、方向和性質(zhì) 球軸承適于承受輕載荷，滾子軸承適于承受重載荷及沖擊載荷。當滾動軸承受純軸向載荷時，一般選用推力軸承；當滾動軸承受純徑向載荷時，一般選用深溝球軸承或短圓柱滾子軸承；當滾動軸承受純徑向載荷的同時，還有不大的軸向載荷時，可選用深溝球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承及調(diào)心球或調(diào)心滾子軸承；當軸向載荷較大時，可選用接觸角較大的角接觸球軸承及圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起，這在極高軸向載荷或特別要求有較大軸向剛性時尤為合適。 (2) 允許轉(zhuǎn)速 因軸承的類型不同有很大的差異。一般情況下，摩擦小、發(fā)熱量少的軸承，適于高轉(zhuǎn)速。設計時應力求滾動軸承在低于其極限轉(zhuǎn)速的條件下工作。 (3) 剛性 軸承承受負荷時，軸承套圈和滾動體接觸處就會產(chǎn)生彈性變形，變形量與載荷成比例，其比值決定軸承剛性的大小。一般可通過軸承的預緊來提高軸承的剛性；此外，在軸承支承設計中，考慮軸承的組合和排列方式也可改善軸承的支承剛度。 6.6 滾動軸承的潤滑 主要有脂潤滑和油潤滑。采用脂潤滑不易泄漏、易于密封、使用時間長、維護簡便且油膜強度高，但摩擦力矩比油潤滑大，不宜用于高速。軸承中脂的裝填量不應超過軸承空間的1/2～1/3，否則會由于攪拌潤滑劑過多而使軸承過熱。油潤滑冷卻效果好，但密封和供油裝置較復雜。油的粘度一般為 0.12～0.2厘米/秒。負荷大，工作溫度高時宜選用粘度高的油，轉(zhuǎn)速高時選用粘度低的油。潤滑方式有油浴潤滑、滴油潤滑、油霧潤滑、噴油潤滑和壓力供油潤滑等。油浴潤滑時，油面應不高于最下方的滾動體中心。若按彈性流體動壓潤滑理論設計軸承和選擇潤滑劑粘度，則接觸表面將被油膜隔開。這時，在穩(wěn)定載荷作用下，軸承壽命可提高很多倍。 結(jié) 論 本次設計的萬向液壓翻轉(zhuǎn)臺能夠基本滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，避免箱體類零件在加工過程中因多次搬運而造成的時間浪費，既節(jié)約了箱體類零件的加工時間，又保證了加工面之間的精度要求，提高加工質(zhì)量。通過本次畢業(yè)設計，我對所學的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。我的畢業(yè)設計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得畢業(yè)設計和實踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。 通過這次畢業(yè)設計，我覺得自己在很多方面都得到了很大的提高： 1．我首先更深刻地鞏固了電子圖板的使用，對于計算機的使用更加熟練。 2．這次設計提高了自己的實踐和理論水平。通過設計，查閱了各種資料，擴大了知識面，開闊了視野，是自己具有一定的獨立設計的能力，為以后的工作和學習都奠定了基礎。 3．我也從這次設計中培養(yǎng)了一種科學、嚴謹?shù)膶W習態(tài)度，養(yǎng)成了對待工作認真的態(tài)度，為順利走上工作崗位養(yǎng)成了良好的習慣。 在設計過程中，通過把自己幾年來所學到的專業(yè)知識和實踐相結(jié)合，并運用到設計中，我順利的完成了這次的畢業(yè)設計的各個項目的任務。但在設計過程中，我對一些理論問題掌握的不夠充分，經(jīng)過多次向指導老師請教才得以解決。在今后的學習和工作中，我會更多的吸取相關方面的知識，不斷提高自己的專業(yè)水品平的能力。 通過本次畢業(yè)設計，我了解和掌握了機械、液壓等方面的諸多知識，鍛煉了自己的分析問題和解決問題的能力，并積累了一定的實踐經(jīng)驗，為今后的工作打下了堅實的基礎。 致 謝 本論文是在**老師的的悉心指導下完成的。**老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W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。不僅使我樹立了遠大的學術目標、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。 本論文從選題到完成，每一步都是在**老師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向吳敬老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！本論文的順利完成也離不開各位老師、同學和朋友的關心和幫助。在本次論文的寫作過程中，我也得到了許多同學的寶貴意見，同時還有公司同事和部門領導的指點，在此一并致以誠摯的謝意。此外，我要感謝學院的所有老師，他們在課堂上傳授的相關知識為我完成論文寫作提供了強有力的知識支撐。 通過論文的撰寫，使我能夠更系統(tǒng)、全面地學習有關機械設計制造技術先進的前沿理論知識，并得以借鑒眾多專家學者的寶貴經(jīng)驗，這對于我今后的工作和我為之服務的企業(yè)，無疑是不可多得的寶貴財富。由于本人理論水平比較有限，論文中的有些觀點以及對企業(yè)示例的歸納和闡述難免有疏漏和不足的地方，歡迎老師和專家們指正。 參考文獻 [1] 陳立德，機械設計基礎 [M].第二版. 北京：高等教育出版社，2004：375—382。 [2] 王曉方，液壓與氣動技術[M].第一版. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2010：176—192。 [3]箱體焊接萬向翻轉(zhuǎn)臺研制 李紅波 《礦山機械》 2008年10期。 - 25 -