雙頭鉚接機設計

雙頭鉚接機設計,鉚接,設計 雙頭鉚接機設計 第一章 冷碾鉚接法的基本原理及工藝特點 1.1 冷碾鉚接法 就是利用鉚接對鉚釘局部加壓，并繞中心連續(xù)擺動直到鉚釘成形的鉚接方法。鉚頭沿圓周方向擺動輾壓，使工件準確定位，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，因為本人單位的鉚接方式是鉚桿對鉚釘施壓，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備所需噸位極小，節(jié)省費用。 冷碾鉚接法使鉚釘?shù)淖冃雾槒慕饘俚淖匀涣飨?，不會降低材料的缺口沖擊韌性和延展性，減小了在鉚釘墩頭周圍出現(xiàn)切向拉應力過高的危險，鉚后材料無折斷纖維流能提高鉚釘?shù)某休d能力。冷碾鉚接法所產(chǎn)生的連接強度約高于沖壓鉚接80%，冷碾后鉚頭幾乎無彎曲鼓肚，墩粗等變形現(xiàn)象，同時與鉚釘相連的工件毫無變形，而用沖壓鉚接由于軸側(cè)施壓，沖擊綻開，上述缺陷較為明顯。 冷碾鉚接法，鉚頭在鉚釘上作純滾動而無滑動，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，幾乎無噪聲，無振動，而現(xiàn)有的沖壓鉚接噪聲較大，超過90分貝。 冷碾鉚接機操作方便，設備安全保護裝置可有效保護人員。 使用冷碾鉚接機時，由于鉚釘材料具有較好的形變性能，鉚桿不會出現(xiàn)質(zhì)量問題，壽命較高，同時只要改變鉚頭形狀，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，方便于未來實現(xiàn)通用化。 2-1鉚接形狀圖 鉚接機按其原理可分為擺碾式和徑向式兩大類。 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 幾種鉚接機主要特點 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，本設計使用兩個鉚頭同時進行冷碾鉚接。 為了再加快速度，工作臺使用氣缸傳動，使操作大大簡化，氣路加裝雙向調(diào)節(jié)閥有效控制工作臺運動速度。 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，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)面加裝螺釘后可實施精確定位。 鉚接機工作原理一般有兩種，徑向式鉚接機和擺碾式鉚接機。它們在結(jié)構(gòu)上和運動軌跡上都有較大的區(qū)別。 徑向式鉚接機　 電機通過連軸器將動力傳遞給主軸，主軸通過少齒差行星機構(gòu)將運動傳遞給球面運動副，同時液壓系統(tǒng)驅(qū)動活塞連同球面副向下施壓，當鉚頭接觸到鉚釘時鉚頭圍繞鉚釘中心線（即主軸中心線），按11瓣梅花運動軌跡對鉚釘進行無滑動輾壓造成球面而完成鉚接工作。 擺碾式鉚接機 電機通過聯(lián)軸器將運動傳給主軸，同時液壓系統(tǒng)驅(qū)動活塞連同主軸向下施壓，當鉚頭接觸到鉚釘時，鉚頭圍繞鉚釘中心線（即主軸中心線）公轉(zhuǎn)，同時鉚頭在切向力的作用下自轉(zhuǎn)，從而形成無滑動碾壓。 鉚頭的運動軌跡為一圓圈。 3.1徑向鉚接機主要特點 鉚釘冷碾原理研制而成的一種新型鉚接設備，與傳統(tǒng)落后鉚接工藝相比具有以下明顯特點為： 1. 鉚釘成形力小，僅為沖鉚的1/10，鉚釘無不良變形，鉚接表面光潔美觀。 2. 無振動，低噪音，低能耗，操作方便安全。 3. 效率高，成本低。 4. 易于實現(xiàn)自動化。 ? 現(xiàn)在還有無鉚釘連接鉚接機，他是用壓力設備（液壓傳動或氣動）和專用模具將兩層或多金屬板件冷擠壓成型，形成一個具有一定抗拉和抗剪強度的內(nèi)部鑲嵌連接點的連接設備。 適用范圍：無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無鉚釘連接的優(yōu)點 1 連接點牢固可靠； 2 沒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 可以形成圓點和巨型點連接； 5 連接區(qū)域沒有熱應力； 6 不會損傷工件表面的保護層； 7 不需要預先或事后處理，允許有夾層和多層連接； 8 工作環(huán)境好，沒有灰塵毒煙排放，沒有噪音； 9 操作簡單.消耗低.維修費少。 但不合適本場合 徑向鉚接機 鉚釘材料沿直徑方向變形，并形成與工作載荷相應的纖維質(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，鉚后鍍層完好無損。另外鉚接穩(wěn)定性好，一般鉚釘不對中，不夾持也能順利鉚接完成。同時由于鉚接力極小，因此鉚件鉚后無不良變形，內(nèi)應力極小，不會產(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較擺鉚機價格貴20%以上，但是能多使用兩至三年。該設備是擺鉚接機的替代型產(chǎn)品，其整體性能較好，鉚接質(zhì)量好，成型完整，均勻穩(wěn)定，變形無回彈，低耗高效，方便可靠，并且可加工多種材料和形狀，是實現(xiàn)各種工藝性要求的絕佳選擇。 3.3擺鉚型鉚接機 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，鉚接時要求有一定程度對中，鉚后伴有少量內(nèi)應力。設備安裝安全保護裝置，可有效保護人員設備安全。該機振動噪聲較低，較徑向設備略高，勞動強度也較低。 此種類型鉚接設備是依據(jù)九十年代先進技術(shù)而生產(chǎn)的新型設備，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)能力的重要設備。 由于徑向鉚接機技術(shù)過于復雜，難以保證可靠性、穩(wěn)定性，其維修保養(yǎng)復雜要求極高，備件價格高昴，通用性差。而本單位工作環(huán)境惡劣，外來勞務工更換頻繁，難以保證設備能得到系統(tǒng)維護保養(yǎng)。所以從經(jīng)濟角度、技術(shù)角度來選擇本方案，使用擺鉚型鉚接設計。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，本設計使用兩個鉚頭同時進行冷碾鉚接，而為了再加快速度，工作臺使用氣缸傳動，使操作大大簡化，氣路加裝雙向調(diào)節(jié)閥有效控制工作臺運動速度。 可加裝光電傳感器，實現(xiàn)區(qū)域保護，一旦有人或物接觸進入危險區(qū)域，設備可以自動停機，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。 可加裝電子計數(shù)器，方便控制生產(chǎn)量，此項需電氣工程師協(xié)助。 工件和鉚釘鉚接時，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)面加裝螺釘后可實施精確定位。 由于本人理論知識的局限性，只能以機械設計為主。 第四章 設計方案的確定 4.1 電機的選擇 按設計要求及工作條件選用Y系列三相異步電機，臥式封閉結(jié)構(gòu)。電壓：380V。 4.1.1 電機容量的選擇 根據(jù)已知條件由計算得知電機工作所需有效功率 PW1＝＝＝0.25 KW PW2＝＝＝0.75 KW PW總＝PW1+PW2＝0.25+0.75＝1 KW 設：ηc——聯(lián)軸器效率，η＝0.99 ηg——閉式圓柱齒輪傳動效率，η＝0.97 ηb——一對滾動軸承效率，η＝0.99 估算傳動系統(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 工作機所需電動機功率 Pr1＝＝＝0.266 KW Pr2＝＝＝0.78 KW P總＝Pr1+Pr2＝0.266+0.78＝1.046 KW 選擇電機型號：saf47dt80n410bmg/mm11 1.1kw 380/500v-50/60hz 2.4a-2900/66rpm 由三相異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)可以確定，滿足Pm> P總條件的電動機額定功率為1.1 KW。 4.2傳動比的分配 鉚接機傳動系統(tǒng)總的傳動比 i＝＝＝48 考慮到安裝尺寸，變速箱不宜設計過大，所以安裝變頻器進行初步調(diào)速，可以減少設計時間、減少零件節(jié)約成本，便于安裝。 i12＝4 i34＝1 設計時,軸的轉(zhuǎn)速:最低為40r/min，最高為120r/min 電機輸出的轉(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（3）中式表3-4軸選用45號鋼調(diào)質(zhì) 繪制軸的布置簡圖。 A B 4-1軸的布置簡圖 A=20 B=25 4.3軸的受力分析 軸的受力簡圖如圖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軸的初步計算 由文獻[3]中式7－10 d≥ mm 按文獻【3】中表7－1，軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理，σb＝637 Mpa。 按文獻【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)值代入軸計算截面（c截面）直徑計算公式 d≥ mm ＝＝26.71 mm 4.4.1軸的結(jié)構(gòu)設計 按經(jīng)驗公式，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)軸器標準軸孔直徑，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度，其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來統(tǒng)籌考慮。 軸頸（軸上安裝滾動軸承段）直徑：25 30 35 40 45 mm 決定選用25mm 4.5軸承的選擇 4.5.1軸上滾動軸承的選擇 按承載較大的滾動軸承選擇其型號。因支承跨距不大，故電機側(cè)采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承預期壽命取為LH＝24000 h。 由前計算結(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。 初選滾動軸承306GB276－82；按文獻【6】中表6－1，基本額定動負荷Cr＝20800 N，基本額定靜載荷Cor＝14200 N。 按文獻【3】中表8－9，沖擊負荷系數(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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