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作者：房燕韓世成蔣樹義陳忠祥郭常有曹廣斌單位：中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所上海海洋大學(xué)

零部件設(shè)計

1卡盤及卡盤架

傳統(tǒng)的軸承拆卸工具為抓勾式卡盤，這種方式既損傷軸又容易出現(xiàn)固定不牢的脫鉤現(xiàn)象，固定軸承位置不易掌握，若抓在軸承外圈容易使軸承散裂滾珠迸出造成工程事故。本設(shè)計采用了“環(huán)抱式可調(diào)卡盤”，如圖3所示?？ūP4為兩半環(huán)組成，環(huán)的內(nèi)壁配有卡槽，既滿足了裝卡牢固不損傷軸的要求，又可以實現(xiàn)半徑尺寸一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，使裝置更具有通用性，提高了使用范圍。卡盤4安裝在徑向可調(diào)卡盤架3上，如圖4所示，由上調(diào)節(jié)螺母1來實現(xiàn)卡盤4的徑向調(diào)節(jié)。決定卡盤4與工作平面高低的螺桿上設(shè)計了可調(diào)節(jié)螺母2來實現(xiàn)高度調(diào)節(jié)，使適用于距離工作面不同高度的軸承拆卸。在裝卡軸承時，可以分別實現(xiàn)在半徑和高度上的雙向調(diào)節(jié)，提高了裝置的使用范圍，更具有通用性。

2行程可調(diào)滑軌及鎖緊裝置

由于軸承在軸上的安裝位置不同，要求卡盤距離活塞桿的初始位置具有可調(diào)節(jié)性。設(shè)計該種滑軌如圖5所示，目的在于調(diào)節(jié)卡盤與活塞桿初始位置距離，使該裝置在工作時適用性較強(qiáng)，也加大了氣壓缸活塞的工作行程。為了確?？ūP在滑軌上的水平移動，不會因為負(fù)載的大小而產(chǎn)生晃動，卡盤底座固定在滑移塊上，確保平穩(wěn)性?；茐K與滑軌之間采用滾動摩擦，減少摩擦系數(shù)，避免多次滑動對滑軌的損傷。滑軌上還另配有鎖緊裝置(圖5)，利用螺母將鎖緊環(huán)收緊，抱卡在滑軌上以實現(xiàn)鎖緊，確保卡盤被調(diào)節(jié)到一定位置時正確固定，為完成后續(xù)拆卸做好準(zhǔn)備。

3氣動系統(tǒng)設(shè)計及元件選配

該裝置在氣動系統(tǒng)驅(qū)動下提供拆卸所需的動力，是核心部分。氣動系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)機(jī)械裝置的工作步驟，對每個動作工序設(shè)計氣動系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)載選配所需要的氣動元件。在生產(chǎn)實踐當(dāng)中，如若需要更大的拆卸力，可以將氣動系統(tǒng)改為液壓系統(tǒng)進(jìn)行拆卸。

3．1工作步驟確定裝置氣動系統(tǒng)的活塞桿要實現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、停留、快退及停止幾個步驟。

3．2設(shè)計氣動系統(tǒng)首先將電磁閥1YA和電磁閥3YA通電，差動連接實現(xiàn)快進(jìn);工進(jìn)時電磁閥3YA斷電，活塞按給定速度工進(jìn)，可實現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)速，當(dāng)工進(jìn)結(jié)束后，繼電器發(fā)出動作電磁閥1YA斷電，電磁閥2YA通電反向差動連接實現(xiàn)快退，直至終點停止(圖6)。

3．3元件參數(shù)計算及選配

(1)參數(shù)設(shè)計:式中:D為活塞直徑(mm);η為比例系數(shù)，可取0．7～0．85，取η=0．8;F為活塞桿的推力，取F=5000N;P為氣缸工作壓力，取P=0．6MPa。經(jīng)計算得:D=72．85，圓整為D=80mm。

(2)活塞桿計算:強(qiáng)度校核:取材料為Q235，d≥式中:d為活塞桿的直徑;F為氣缸的推力;σp為活塞桿材料的許用應(yīng)力。符合條件可取d=36(mm)。剛度校核:長徑比較小，可以不進(jìn)行活塞桿的剛度校核。

(3)缸筒筒壁的計算:由于一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比≤1/10，所以通?？砂幢”谕补接嬎?

(4)耗氣量計算:氣缸單位時間壓縮空氣消耗量可按下式計算:為了便于選用空氣壓縮機(jī)，將壓縮空氣消耗量換算為自由空氣消耗量:式中:qvz為自由空氣壓縮消耗量/s;P為氣缸工作壓力(絕對壓力);Pa為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(絕對)，Pa=1．013×105Pa。

(5)元件選配:根據(jù)實際生產(chǎn)需要及試驗條件選配元件如表1所示。

主要技術(shù)參數(shù)

外型尺寸:1200mm×800mm×600mm;額定負(fù)載:200kg;額定工作行程:X=400mm;活塞桿最大進(jìn)給速度:v=0．05m/s;氣缸額定工作壓力:P=0．6MPa;拆卸范圍:軸承外徑D=30～300mm。

試驗結(jié)論及使用效果

利用該裝置分別對表2所列軸承進(jìn)行試驗。表2中軸承的選用依據(jù)當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常用的軸承型號，選出最具代表性的6個軸承作為試驗用軸承。試驗時6個軸承均采用過盈量均為+0．005過盈配合裝配，軸與軸承間涂均等厚度的潤滑油。軸承拆卸時的主要阻力來自于軸承與軸之間產(chǎn)生相對移動趨勢時所產(chǎn)生的靜摩擦力，當(dāng)軸承裝配時的過盈量一致時，若軸承與軸的接觸面積較大，所需要的拆卸力也較大(圖7)。

結(jié)論:(1)卡盤抱卡范圍合理有效，卡盤內(nèi)端面平整，與軸承接觸良好，沒有凸點。(2)氣動系統(tǒng)工作正常，活塞桿推力設(shè)計合理，工作時可達(dá)到滿負(fù)載安全運作。(3)該機(jī)械裝置可以實現(xiàn)不同外徑大小的軸承拆卸，拆卸范圍廣，通用性強(qiáng)，拆卸過程安全高效，對軸和軸承均不造成任何損傷。

結(jié)束語

通用軸承拆卸器顯著提高了工作效率，節(jié)約勞動力，降低勞動強(qiáng)度，工作安全可靠，性能穩(wěn)定，沒有運轉(zhuǎn)故障，堅固耐用，拆卸范圍廣，可實現(xiàn)軸承在軸上不同位置的拆卸，使用靈活;實現(xiàn)了行業(yè)上對拆卸工具體積輕巧，通用性強(qiáng)，易于操作，安全高效，可實現(xiàn)連續(xù)工作等要求。該裝置在實際應(yīng)用中適應(yīng)了農(nóng)機(jī)維修的需求，具有較高的推廣應(yīng)用價值。