馬艷文 郭燕英
(新鄉(xiāng)特種機(jī)床制造有限責(zé)任公司,河南 新鄉(xiāng)453003)
橡膠工業(yè)在中國(guó)的迅速發(fā)展,使它的使用范圍不斷地?cái)U(kuò)大,尤其是汽車行業(yè),如汽車輪胎的生產(chǎn),需要大量的橡膠,而橡膠粘性指標(biāo),直接決定著汽車輪胎的使用壽命。在一些特殊的領(lǐng)域,橡膠的用途非常的重要。在我們的日常生活中起著不可替代的作用。橡膠的各種技術(shù)研究已經(jīng)成為非常棘手的課題。橡膠表面粘性測(cè)定儀,為輪胎的發(fā)展提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明膠體表面的粘性測(cè)定儀的使用大大地提高了國(guó)內(nèi)輪胎的生產(chǎn)質(zhì)量。橡膠表面粘性測(cè)定儀體積小,性能穩(wěn)定,操作移動(dòng)簡(jiǎn)便。測(cè)定儀是機(jī)電一體化的巧妙組合。膠體表面的粘性測(cè)定儀能準(zhǔn)確的測(cè)量出橡膠表面相互的粘性值。
1.1 傳動(dòng)方案的選擇
傳動(dòng)方案1的選擇:采用一般的設(shè)計(jì)思想,通過(guò)通用電機(jī)及變速器把電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在一定范圍內(nèi),電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)減速器傳給帶輪,在皮帶傳動(dòng)下,把動(dòng)力傳給上下運(yùn)動(dòng)的螺桿。這樣就可以實(shí)現(xiàn)粘性測(cè)定了。
傳動(dòng)方案2的選擇:選用國(guó)外進(jìn)口的先進(jìn)電機(jī),它可以提供準(zhǔn)確的傳動(dòng)比,而且它的體積非常的小,占用的空間很小,是設(shè)計(jì)各種儀器的特殊優(yōu)點(diǎn)。這種電機(jī)不但有體積小的優(yōu)越性。而且輸出功率、扭矩較大,振動(dòng)小。振動(dòng)越小它的測(cè)量精度也就越準(zhǔn)確,誤差也就越小。下面繪出傳動(dòng)裝置
這里選用傳動(dòng)方案2,因?yàn)閭鲃?dòng)方案1這種設(shè)計(jì)方案 ,其本身的體積和傳動(dòng)路線很長(zhǎng),在傳動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中,很容易造成運(yùn)動(dòng)行程的不準(zhǔn)確,這樣的設(shè)計(jì)對(duì)測(cè)量?jī)x器來(lái)說(shuō)是致命的錯(cuò)誤,所以這樣的設(shè)備將逐步被方案2所取代。所以在這里選用新的傳動(dòng)方案2。
1.2 減速電機(jī)的選擇
減速電機(jī)的功率可以選用48W或是選用72W.在這里選用功率為72W 減速電機(jī),DC24V,恒扭矩為 3N.m.最高轉(zhuǎn)速為100r/min,選用日本的東方電機(jī)有限公司生產(chǎn)的CSK264BP-SG18類型的減速電機(jī)。這種電機(jī)是一種可以自己帶有變速的功能的一種減速電機(jī),傳動(dòng)比很精確。
1.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與選用
選用20L 050 AF同步帶傳動(dòng),中心孔需要另外的加工,通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算其參數(shù)分別為:
Pc=KAP=1.2×72=86.4W, 根據(jù) Pc=86.4W 和最高轉(zhuǎn)速 n1=100r/min查機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)[2]表 10-18 得.應(yīng)選用 L 型,Pb=9.525mm,Z1>Zmin有查表的Z1=18,取Z1=20,小帶輪節(jié)徑
大帶輪齒數(shù):z2=iz1=1*20=20
帶速:
壓下的速度是:V=2m/s
剝離的速度是:V=3m/s
初定中心距,按要求取a0=240mm;選用帶長(zhǎng)及齒數(shù):Lpo=610.201mm選用Lp=601.60mm,理論中心距,采用可調(diào)中心距,a=240.301mm;小帶輪的齒數(shù) Zn=10 基本的額定功率:Po=0.48824kW,帶寬 bs=13.212mm,選取標(biāo)準(zhǔn)帶寬 bs=12.7mm,代號(hào) 050;作用與軸上的力:FR=172.8N。帶輪的結(jié)構(gòu)和工作圖 按表10-44選用雙邊擋圈bf=14.0mm,按表10-46取擋圈厚度 t=1.5mm,按表10-45小帶輪外徑d01=59.88mm,選用直邊齒廓,按表10-43確定齒數(shù)。
1.4 接近開(kāi)關(guān)的選擇
它具有行程,限位等功能。由于定位精度較高。操作的頻率不是很高,壽命要求很長(zhǎng),耐沖擊振動(dòng),耐潮及體積要求較小等特點(diǎn),在這里選用接近開(kāi)關(guān)。這里設(shè)計(jì)選用的接近開(kāi)關(guān)是LJ2系列,選用LJ2-15/213。
1.5 螺栓組的設(shè)計(jì)
1.5.1 螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1)采用螺栓組的結(jié)構(gòu),螺栓數(shù)為Z=4,對(duì)稱布置。
2)螺栓受力分析
(1)在總的載荷F的作用下,螺栓承受軸向拉力,軸向拉力水平向下 。這些水平向下的力不但包括電機(jī)的重力,而且還有同步帶的在工作的過(guò)程當(dāng)中的拉力,電機(jī)的重量大約是0.75kg,同步帶的最大有效拉力是1200N。
這樣螺栓的軸向拉力是 F=0.75×9.8+1200=1207.35N。
(2)在軸向力的F的作用下,上面的4個(gè)螺栓所受到的力是一樣的,
(4)確定螺栓的直徑.選材料為Q235,性能等級(jí)為4.6級(jí)的螺栓.查表的,材料曲服極限為240MPa。有表5-10查得安全系數(shù) S=1.5,故螺栓材料的許用應(yīng)力
選用螺紋公稱直徑為d=6mm的螺紋。
1.5.2 螺栓的校核
1)連接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過(guò)許用值,以防止接合面壓死。
查表得
所以聯(lián)結(jié)接合面下端不會(huì)壓死。
2)聯(lián)結(jié)接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力,以防止電機(jī)座移動(dòng),即σpmin>0參考式為:
故結(jié)合面上端不會(huì)產(chǎn)生間隙.
3)核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適
對(duì)碳素鋼螺栓,要求
取預(yù)緊力下限即
要求預(yù)緊力F0=2732.83N小于上值,所以可以滿足要求。
1.6 聯(lián)軸器的選擇
套筒聯(lián)軸器的材料選用45號(hào)鋼。主要尺寸關(guān)系,D1=(1.5~2)d;L=(2.8~4)d;大時(shí)取小值。在這里選用Φ6×Φ6的聯(lián)軸器。
1.7 傳感器的選擇
選用SM-50N型號(hào)的傳感器,它可以在受控的情況下直線式裝配,符合而且載荷量也達(dá)到要求。
電機(jī)作為動(dòng)力源把動(dòng)力通過(guò)同步帶傳給螺桿,使螺桿端部壓輪架上的壓輪(壓輪上裹有橡膠)在砝碼的重力作用下與下面的膠片或者是簾布相粘結(jié),而后按下上升按鈕。拉桿作上升運(yùn)動(dòng),拉桿上的拉力傳感器在拉力的作用下發(fā)生變形,拉力經(jīng)過(guò)換算通過(guò)儀表顯示粘度值。
3.1 通過(guò)測(cè)量橡膠表面的粘性,可以有效,方便的確定橡膠的其他參數(shù)。橡膠的使用壽命提高。并為橡膠的進(jìn)一步新的研究提供了依據(jù)。
3.2 測(cè)定儀的體積較小,操作方便,便于維修,性價(jià)比高。
3.3 希望能進(jìn)一步更加精確的實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng),做到更加精確的測(cè)量膠體表面的粘性。
[1]黃繼昌,許巧魚(yú),張海貴,郭繼忠,傅潤(rùn)何,編著.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:人民郵電出版社,1998,12.
[2]葉元烈,主編.機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].河南:河南科學(xué)技術(shù)出版社,1997,2.
[3]東北大學(xué)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組,編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)(上、下)[M].3版.北京:冶金工業(yè)出版社,1994,5.
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[5]章日晉,等,編.機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1988.
[6]張琳娜,主編.精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,1997,2.