大型回轉(zhuǎn)支撐套圈端面加工翻轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)7張CAD圖
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關(guān)于課題《大型回轉(zhuǎn)支承套圈端面加工翻轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)》的文獻(xiàn)綜述
回轉(zhuǎn)支承在現(xiàn)實(shí)工業(yè)中應(yīng)用很廣泛，是兩物體之間需作相對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又需同時(shí)承受軸向力、徑向力、傾翻力矩的機(jī)械所必需的重要傳動(dòng)原件。隨著機(jī)械行業(yè)的迅速發(fā)展，回轉(zhuǎn)支承在船舶設(shè)備、工程機(jī)械、輕工機(jī)械、冶金機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、工業(yè)機(jī)械人、隧道掘進(jìn)機(jī)、旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用?；剞D(zhuǎn)支承端面套圈在機(jī)械加工過(guò)程中常常需要進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，由于工件慣性大在翻轉(zhuǎn)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊，因此存在很大的安全隱患，所以需要設(shè)計(jì)合理的翻轉(zhuǎn)裝置已實(shí)現(xiàn)工件的平穩(wěn)翻轉(zhuǎn)。工件在制造加工中需要經(jīng)常翻身，因此根據(jù)不同工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)專用翻轉(zhuǎn)設(shè)備給操作者帶來(lái)了大的方便，在大幅度地提高生產(chǎn)效率的同時(shí)確保了安生產(chǎn)。由此可見(jiàn)，翻轉(zhuǎn)設(shè)備是工件批量生產(chǎn)必不可少的專用裝備。大型回轉(zhuǎn)支承又稱轉(zhuǎn)盤軸承或大型軸承，是一種能夠承受綜合載荷的大型軸承，可以同時(shí)承受較大的徑向載荷、軸向載荷和傾翻力矩，轉(zhuǎn)盤軸承廣泛用于起重機(jī)械、港口機(jī)械、船舶機(jī)具以及其他方面的大型回轉(zhuǎn)裝置上。由于大型回轉(zhuǎn)支承體積大，零件截面積小，加工精度高，工序長(zhǎng)，易變形，因此加工的難度增大。
（1）一種工件自動(dòng)翻轉(zhuǎn)裝置的通用設(shè)計(jì)方法[1]
在自動(dòng)化生產(chǎn)線中, 常常會(huì)遇見(jiàn)一種要求工件翻轉(zhuǎn)的情況。比如在傳輸線上工件的初始狀態(tài)為臥式狀態(tài), 現(xiàn)在要求其改變?yōu)檎玖顟B(tài)。為解決這個(gè)問(wèn)題, 設(shè)計(jì)了一簡(jiǎn)單易行的翻轉(zhuǎn)裝置。其工作原理圖如圖1-1所示。
傳輸方向?yàn)榇怪奔埫嬗衫锵蛲?。軸 6 裝在夾爪 5 中,通過(guò)軸承 8 裝配連接能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。初始狀態(tài)時(shí), 平行氣爪2處于張開(kāi)狀態(tài), 氣缸 3 伸出, 平行氣爪 2 收縮夾緊工件 1,氣缸 3 縮回, 抓取工件上升, 工件在重力作用下自動(dòng)翻轉(zhuǎn)成立式狀態(tài)。抓取點(diǎn)取在工件重心前方時(shí), 工件翻轉(zhuǎn)后上面朝后, 若抓取點(diǎn)取在工件重心后方時(shí), 工件翻轉(zhuǎn)后上面朝前。平行氣爪 2 張開(kāi), 工件 1 落下并處于立式狀態(tài)。這種裝置設(shè)計(jì)時(shí), 需要選好抓取工件時(shí)的抓取點(diǎn), 以保證工件能順利翻轉(zhuǎn), 并且準(zhǔn)確計(jì)算好氣缸 3 的行程, 使工件距下底面高度為 2 mm, 以保證工件落下時(shí)不會(huì)摔倒。根據(jù)工件尺寸的大小不同, 可以選擇不同行程的平行氣爪 2和不同行程的氣缸 3 適應(yīng)不同尺寸的工件, 達(dá)到翻轉(zhuǎn)的目的。通過(guò)多條生產(chǎn)線的使用, 這種裝置運(yùn)行效果良好, 用戶都很滿意。其工作原理已經(jīng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中被廣泛地采用。
圖1-1 簡(jiǎn)易翻轉(zhuǎn)裝置
小結(jié)：本方案應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論, 建立的以凸輪基本尺寸最小值為目標(biāo)函數(shù)、壓力角及接觸強(qiáng)度等性能要求為約束條件所構(gòu)成的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型是可行的, 對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有一定的應(yīng)用價(jià)值，為在傳輸線上工件的初始狀態(tài)為臥式狀態(tài), 改變成站立狀態(tài)設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單易行的翻轉(zhuǎn)裝置。
(2) 輥軸承座液壓翻轉(zhuǎn)裝置[2]
設(shè)計(jì)如圖1-2所示，為軋輥軸承座液壓翻轉(zhuǎn)裝置總體布置圖。該裝置主要由翻轉(zhuǎn)體、支承裝置、支撐A、支撐B、行程開(kāi)關(guān)、翻轉(zhuǎn)油缸等組成。該裝置采用翻轉(zhuǎn)油缸水平安放,翻轉(zhuǎn)油缸的安裝、檢修將非常方便。
圖1-2所示為立式翻轉(zhuǎn)( 軸承中心線由水平轉(zhuǎn)向垂直) 的初始位置。工作原理是：首先利用車間的起重機(jī)將從軋輥上拆下的軋輥軸承座吊放在翻轉(zhuǎn)臺(tái)上, 然后啟動(dòng)軋輥軸承座翻轉(zhuǎn)裝置將軋輥的軸承座進(jìn)行90°的立式翻轉(zhuǎn)（軸承中心線由水平轉(zhuǎn)到垂直）,再用起重機(jī)將翻轉(zhuǎn)完的軋輥軸承座吊放到指定位置對(duì)軸承座內(nèi)的軸承進(jìn)行檢修, 至此完成了一個(gè)工作輥/支承輥軸承座的翻轉(zhuǎn)工作。當(dāng)軸承座內(nèi)的軸承檢修完畢后對(duì)軋輥的軸承座進(jìn)行90 的臥式翻轉(zhuǎn)（軸承中心線由垂直轉(zhuǎn)向水平）時(shí)工作順序與此相反。圖1-3所示為軋輥軸承座液壓翻轉(zhuǎn)裝置液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)由一臺(tái)恒壓變量泵供油,常態(tài)下電磁溢流閥斷電,液壓泵卸荷使電機(jī)空轉(zhuǎn)。當(dāng)電磁溢流閥得電時(shí),液壓泵建立起壓力,電磁換向閥左邊得電,壓力油進(jìn)入有桿腔,在壓力油作用下,液壓缸活塞退回從而實(shí)現(xiàn)將軋輥的軸承座進(jìn)行90°的立式翻轉(zhuǎn)。同理,當(dāng)電磁溢流閥得電時(shí),液壓缸活塞推出,實(shí)現(xiàn)將軋輥的軸承座進(jìn)行90°的臥式翻轉(zhuǎn)。兩只翻轉(zhuǎn)油缸采用剛性連接保持同步。為了使工作平穩(wěn),采用調(diào)速閥進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。為了減小由于軸承座和翻轉(zhuǎn)體的重心位置變化引起負(fù)值負(fù)載而產(chǎn)生慣性沖擊, 采用了平衡閥。
小結(jié)：本軋輥軸承座液壓翻轉(zhuǎn)裝置能平穩(wěn)、高效地對(duì)軋機(jī)的軋輥軸承座進(jìn)行 90°的立式翻轉(zhuǎn)和90°的臥式翻轉(zhuǎn)。軋輥軸承座液壓翻轉(zhuǎn)裝置對(duì)工作輥、支承輥軸承座進(jìn)行的90°翻轉(zhuǎn)，能拆卸和安裝軸承座內(nèi)的軸承。該裝置具有自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)。
圖1-2 軋輥軸承座液壓翻轉(zhuǎn)裝置總體布置圖
1-翻轉(zhuǎn)油缸；2-翻轉(zhuǎn)油缸支座；3-行程開(kāi)關(guān)；4-支承A；
5-軋輥軸承座；6-支承裝置；7-翻轉(zhuǎn)體；8-支承B；9-設(shè)備基礎(chǔ)
圖1-3軋輥軸承座液壓翻轉(zhuǎn)裝置液壓系統(tǒng)
（3）自動(dòng)化生產(chǎn)線工件翻轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)[3]
柴油機(jī)缸蓋自動(dòng)化生產(chǎn)線中，由于缸蓋在加工過(guò)程中要進(jìn)行多面加工，因此要求對(duì)工件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。其工作順序如下：執(zhí)行機(jī)構(gòu)下降一夾緊工件一執(zhí)行機(jī)構(gòu)上升一將工件翻轉(zhuǎn)180°一執(zhí)行機(jī)構(gòu)下降一松開(kāi)工件一執(zhí)行機(jī)構(gòu)上升，一個(gè)循環(huán)完成，循環(huán)周期為20s?？傮w結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，執(zhí)行機(jī)構(gòu)1下降到預(yù)定位置，由夾緊液壓缸(圖中未畫(huà)出)驅(qū)動(dòng)夾緊工件，然后上升到一定位置，翻轉(zhuǎn)液壓缸(圖中未畫(huà)出)工作，即可將工件翻轉(zhuǎn)。
1-執(zhí)行機(jī)構(gòu)；2-立柱；3-橫梁；4-升降液壓缸；
5-充液系統(tǒng)；6-鎖緊螺母；7-調(diào)整螺母；8-底座
圖1-4 工件翻轉(zhuǎn)裝置總體結(jié)構(gòu)
圖1-5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)1-4剖視圖
其液壓原理圖如圖1-6所示，工作原理在這里就不再過(guò)多敘述。
圖1-6 液壓原理圖
1-過(guò)濾器；2-雙連葉片泵；3-雙連葉片泵；4-油箱；5-溢流閥；
6-溢流閥；7-電磁換向閥；8-單向節(jié)流閥；9-升降液壓缸；10-夾緊液壓缸；
11-單向節(jié)流閥；12-電磁換向閥；13-翻轉(zhuǎn)液壓缸；14-電磁換向閥
小結(jié)：該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、液壓傳動(dòng)平穩(wěn)慣性小，以及易于控制等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于箱體類和其他非回轉(zhuǎn)類零件的翻轉(zhuǎn)加工。
（4）大型軸承座翻轉(zhuǎn)裝置的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)[4]
該裝置主要由翻轉(zhuǎn)體、支撐裝置和翻轉(zhuǎn)油缸等組成。翻轉(zhuǎn)油缸水平安放,翻轉(zhuǎn)油缸的安裝、檢修非常方便如圖1-7為軸承座液壓翻轉(zhuǎn)裝置原理圖，圖1-7所示為立式翻轉(zhuǎn)(軸承中心線由水平到垂直)的初始位置。工作原理是:先利用車間的起重機(jī)將軸承座吊放在翻轉(zhuǎn)臺(tái)上,然后啟動(dòng)座翻轉(zhuǎn)裝置將軸承座進(jìn)行90°的立式翻轉(zhuǎn)(軸承中心線由水平→垂直),再用起重機(jī)將翻轉(zhuǎn)完的軸承座吊放到指定位置對(duì)軸承座內(nèi)的軸承進(jìn)行檢修,至此完成了一個(gè)軸承座的翻轉(zhuǎn)工作。當(dāng)軸承座內(nèi)的軸承檢修完畢后對(duì)軸承座進(jìn)行90°的臥式翻轉(zhuǎn)(軸承中心線由垂直→水平)時(shí)工作順序與此正好相反。
圖1-7大型軸承座翻轉(zhuǎn)裝置工作原理圖
1. 翻轉(zhuǎn)油缸支座 2.翻轉(zhuǎn)油缸 3.翻轉(zhuǎn)體 4.支撐裝置5.軸承座
圖1-8軋輥軸承座翻轉(zhuǎn)裝置的整體模型
小結(jié)：該翻轉(zhuǎn)油缸水平安放,翻轉(zhuǎn)油缸的安裝、檢修非常方便，能夠拆卸、安裝軸承座內(nèi)的軸承。該裝置具有自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高和運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)。
（5）工件180度翻轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì)[5]
該裝置傳輸方向由左向右。動(dòng)力軌道裝在三個(gè)轉(zhuǎn)盤中，分別由兩只電動(dòng)滾筒帶動(dòng)；轉(zhuǎn)盤1、3起支承并固定動(dòng)力軌道的作用，轉(zhuǎn)盤2通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)鏈輪鏈條（未畫(huà)出轉(zhuǎn)動(dòng)；上下各有兩只液壓缸，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中起夾緊作用。初始狀態(tài)時(shí)，上下兩處液壓缸處于非工作狀態(tài)；軌道1在電動(dòng)滾筒帶動(dòng)下圖1-9工作，工件由左向右進(jìn)入翻轉(zhuǎn)裝置，當(dāng)工件運(yùn)行到正確位置，軌道側(cè)面光電開(kāi)關(guān)工作，電動(dòng)滾筒停止工作。
這時(shí)頂升液壓缸頂起工件約為5mm，然后夾緊液壓缸夾緊工件；接著電機(jī)工作,帶動(dòng)鏈輪鏈條旋轉(zhuǎn)過(guò)180度；由兩側(cè)接近開(kāi)關(guān)控制旋轉(zhuǎn)的角度.翻轉(zhuǎn)結(jié)束后，上下兩液壓缸縮回，由工人對(duì)工件進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)完畢，軌道 2工作，工件由軌道2輸送出去；電機(jī)帶動(dòng)鏈輪鏈條反向轉(zhuǎn)動(dòng)工件180度，再進(jìn)行對(duì)下一個(gè)工件的操作。
工件翻轉(zhuǎn)采用鏈輪鏈條結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖1-10，鏈輪鏈條傳動(dòng)是一種工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其中鏈條的兩端與中間轉(zhuǎn)盤的相連，電機(jī)帶動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)（未畫(huà)出），中間轉(zhuǎn)盤在鏈條的牽引下即可進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)兩側(cè)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的翻轉(zhuǎn)。
圖1-9翻轉(zhuǎn)裝置圖
圖1-10鏈輪鏈條結(jié)構(gòu)圖
液壓系統(tǒng)原理圖如圖1-11所示。三位四通電磁換向閥分別控制升降缸3夾緊缸的運(yùn)動(dòng)方向。單向節(jié)流閥用于回油節(jié)流調(diào)速。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)升降的液壓缸3驅(qū)動(dòng)夾緊松開(kāi)的液壓缸組成。單向節(jié)流閥還用于平衡位置升降缸及其工作機(jī)構(gòu)的自重以防下滑。液壓及控制系統(tǒng)的工作原理見(jiàn)圖1-11，在這里就不過(guò)多敘述。
圖1-11液壓控制圖
小結(jié)：設(shè)計(jì)的該工件翻轉(zhuǎn)裝置經(jīng)在客戶柴油機(jī)缸體自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。利用鏈輪鏈條傳動(dòng)結(jié)合液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，并與可編程控制器和計(jì)算機(jī)控制相結(jié)合，很好地實(shí)現(xiàn)了工件的翻轉(zhuǎn)。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單3液壓傳動(dòng)平穩(wěn)慣性小，運(yùn)行平穩(wěn)，效果良好，以及易于控制等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于箱體類和其他非回轉(zhuǎn)類零件的翻轉(zhuǎn)加工，在自動(dòng)化生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
由于國(guó)內(nèi)外對(duì)翻轉(zhuǎn)裝置的研究有許多，這里只是介紹幾種常用方法，其它翻轉(zhuǎn)裝置機(jī)構(gòu)型式在這不過(guò)多敘述。
參考文獻(xiàn)：
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