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        氣動(dòng)測(cè)力量具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

        2010-05-07 11:50:52魏曉麗
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2010年3期
        關(guān)鍵詞:測(cè)力壓力表手動(dòng)

        魏曉麗

        (沈陽黎明航發(fā)集團(tuán)公司轉(zhuǎn)包與民機(jī)事業(yè)部,遼寧 沈陽 110000)

        1 引言

        轉(zhuǎn)包某產(chǎn)品發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩在圓周方向裝配完44個(gè)徑向絲套后需要檢測(cè)安裝絲套時(shí)所用的力矩是否滿足設(shè)計(jì)要求,原測(cè)力量具結(jié)構(gòu)為彈簧測(cè)力,測(cè)力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)制造后較為笨重,且精度不高,操作復(fù)雜,彈簧測(cè)力量具檢測(cè)周期短至少每周檢測(cè)一次,且彈簧在測(cè)具上無法實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)其自身的檢測(cè)力矩,需取下彈簧單獨(dú)進(jìn)行檢測(cè),每次檢測(cè)費(fèi)用為1萬元,無法滿足現(xiàn)場(chǎng)零件的批生產(chǎn)使用[1]-[3]。

        為了滿足現(xiàn)場(chǎng)零件的批生產(chǎn)需要,解決此類零件檢測(cè)費(fèi)用高、效率低等問題,就必須考慮改進(jìn)該測(cè)力量具的結(jié)構(gòu),想辦法提高檢測(cè)質(zhì)量和效率,降低檢測(cè)成本。

        圖1 彈簧測(cè)力的測(cè)力量具

        2 技術(shù)解決方案

        通過反復(fù)研究和對(duì)普通測(cè)力量具結(jié)構(gòu)的分析,決定采用氣壓結(jié)構(gòu),并且充分利用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的壓縮空氣,通過設(shè)計(jì)、制造、組裝成一套氣動(dòng)測(cè)力量具。僅利用汽缸、氣閥、壓力表等元器件,通過氣壓、力矩轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)力矩測(cè)量[4]-[5]。

        采用這種方式檢測(cè),只要定期送檢壓力表即可,從而解決了該零件檢測(cè)費(fèi)用高、效率低等問題,提高了檢測(cè)零件的質(zhì)量和效率,降低了檢測(cè)成本。

        3 具體實(shí)施內(nèi)容

        該結(jié)構(gòu)主要包括二聯(lián)件、氣缸、氣閥(手動(dòng)閥)、壓力表四部分。

        3.1 二聯(lián)件:由過濾減壓閥、油霧器組合而成。過濾器可除去壓縮空氣中的塵土、污垢、銹及凝結(jié)的液體物質(zhì),減壓閥可將出口壓力調(diào)至所設(shè)定的工作壓力,并使工作壓力趨于平穩(wěn),當(dāng)工作壓力高于調(diào)定壓力時(shí),溢流排氣系統(tǒng)會(huì)使工作壓力趨于穩(wěn)定;油霧器可將潤滑油霧化,進(jìn)入氣動(dòng)系統(tǒng),使控制元件和執(zhí)行元件得以潤滑。

        3.2 氣缸:根據(jù)工作機(jī)構(gòu)所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力,由此來選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選校了,輸出力不夠,氣缸不能正常工作;但缸徑過大,不僅使設(shè)備笨重,成本高,同時(shí)耗氣量增大,造成能源浪費(fèi),在設(shè)計(jì)時(shí),采用的是增力機(jī)構(gòu),以減小氣缸的尺寸。氣缸的行程與使用場(chǎng)合和機(jī)構(gòu)的行程比有關(guān),不同的安裝形式其氣缸的行程比不同?;钊\(yùn)動(dòng)速度與氣源壓力、負(fù)載、摩擦力、進(jìn)排氣管接頭通徑等有密切關(guān)系。其中,以排氣速度影響最大。如果要求活塞桿高速運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)選用內(nèi)徑較大的進(jìn)、排氣口及導(dǎo)管。

        3.3 氣閥:采用的是手動(dòng)轉(zhuǎn)閥,它的優(yōu)點(diǎn)是:體積小、重量輕、操作力小,由于采用了精密陶瓷閥芯,大大降低了泄漏量,性能更加可靠。

        3.4 壓力表:控制氣缸進(jìn)出口壓力值。

        3.5 鋼球:保證氣源通過氣缸平穩(wěn)傳遞到零件上。

        3.6 百分表:顯示從氣缸出來的氣的壓力對(duì)零件產(chǎn)生的位移大小。

        3.7 螺桿:起到氣缸與零件之間產(chǎn)生壓力的橋梁作用。

        工作原理是將零件設(shè)計(jì)圖紙要求的100磅力經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)化,即:

        100 磅=100LBS=45.3597千克力;

        1千克力=1×9.8N/Kg=9.8N;

        100LBS=980LBS=9.8×45.3597=444.52506 N;

        壓力 P=F(力)/S(面積)=444.52506/πr2

        =444.52506/3.14×(20×10-3)2

        =0.35×106Pa=0.35MPa;

        注:其中S(面積)為作用在轉(zhuǎn)力桿上的面積。

        將二聯(lián)件的進(jìn)口端與現(xiàn)場(chǎng)氣源出氣口連接,且連接一壓力表控制進(jìn)氣多少,出口與手動(dòng)閥的進(jìn)氣口連接,手動(dòng)閥的出氣口接在氣缸的進(jìn)氣口上,二者間連接一塊壓力表,通過接在氣缸進(jìn)口端一可以進(jìn)行調(diào)壓的表來控制氣缸出口的壓力表指示0.35MPa的,當(dāng)風(fēng)壓開通手動(dòng)閥關(guān)閉時(shí),氣缸出口端壓力表指示為0.35MPa,當(dāng)手動(dòng)閥開動(dòng)到最大出口端壓力表指示為0MPa,同時(shí)靠螺桿擰到零件絲套上,通過鋼球與氣缸緊密連接,當(dāng)通過氣缸的壓力作用到零件螺桿上時(shí),靠壓在螺桿上的百分表的指示,來證明絲套是否安裝牢固,即是否能承受0.35 MPa的力,若百分表指示在0.01-0.05mm內(nèi)變化即為合格的[6]-[10]。

        圖2 氣壓結(jié)構(gòu)的測(cè)力測(cè)具

        改進(jìn)前測(cè)具效果圖(該測(cè)具已報(bào)廢)(見圖3):

        圖3

        改進(jìn)后的限力測(cè)距(見圖4):

        4 有益效果

        通過該種氣動(dòng)測(cè)力量具的使用,使零件最終滿足了設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)文件的技術(shù)要求,且可以極大的節(jié)約檢測(cè)成本:原測(cè)具采用的是彈簧測(cè)力,僅彈簧檢測(cè)費(fèi)用10000/周,一年按5周計(jì)算,需花費(fèi)520000元,而現(xiàn)測(cè)具只需檢兩塊壓力表每年只需檢一次,需花費(fèi)100元。因此,每年節(jié)約送檢的檢測(cè)費(fèi)用為519900元。另外,由于操作簡單,精度較高,大大提高了工作效率。

        該氣動(dòng)測(cè)力量具的使用為國內(nèi)首創(chuàng),這種測(cè)量方法的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,不但實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)的目的而且還降低了檢測(cè)成本,節(jié)約了整體加工時(shí)間提高了工作效率。它的成功使用可以直接推廣應(yīng)用到軍品工裝設(shè)計(jì)創(chuàng)新思路領(lǐng)域中,如果能在軍品零件的工裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域中廣泛推廣應(yīng)用那么將大大提高軍品零件檢測(cè)的質(zhì)量和效率[11]

        圖4

        [1]《航空制造工程手冊(cè)》總編委會(huì).航空制造工程手冊(cè)·金屬材料切削加工.北京:航空工業(yè)出版社,1994:1-44.

        [2]《中國航空材料手冊(cè)》編輯委員會(huì).中國航空材料手冊(cè)·第1卷 結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002:38-50.

        [3]《中國航空材料手冊(cè)》編輯委員會(huì).中國航空材料手冊(cè)·第4卷 鈦合金、銅合金.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002:74-83,147-172.

        [4]Merchant,M.E.Delphi-Type Forecast of th Future of Production Eng-ineering,Annals o the CIRP,1971:20.

        [5]Shaw,M.C.Metal Cutting Principles,Claren don Press,Oxford,1984.

        [6]Komanduri,R.Some Classifications on th Mechanics of Chip Fo-rmation When Machin ing Titanium Alloys,Wear,1982:76.

        [7]Turkovich,B.F.Dislocatiopn Theory of Shea Stress,Strain Rate inMetal Cutting,《Advance in Machine Tool Design and Research》,1967.

        [8]Welding VTW titanium alloy with an im mersed electrade on untreated edges,B.I.Dolotov:V.I.Mur av′ev,1998.

        [9]徐灝.機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè)·第3卷.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991:33-89.

        [10]氣動(dòng)液壓手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社,1998.

        [11]李煜 最新氣動(dòng)元件產(chǎn)品及氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)選用、故障排除實(shí)用手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

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