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        高速壓力機中的球頭結(jié)構(gòu)及壽命計算

        2022-08-20 01:48:56榮璐田理中尋寶明江蘇省徐州鍛壓機床廠集團有限公司
        鍛造與沖壓 2022年16期
        關(guān)鍵詞:導(dǎo)柱球頭銷軸

        隨著近些年來新能源汽車行業(yè)日新月異的發(fā)展,新能源汽車上所使用的電機也產(chǎn)生了巨大的技術(shù)更新。新能源汽車電機里面的核心零件是定子和轉(zhuǎn)子,主要材質(zhì)是硅鋼片,其結(jié)構(gòu)特點是由多片沖裁成形的硅鋼片疊鉚而成。由于電機在運轉(zhuǎn)過程中,定子和轉(zhuǎn)子中渦流損耗與硅鋼片的厚度平方成正比,因此為了降低定子和轉(zhuǎn)子的渦流損耗,提高新能源汽車的電機效率,越來越多的廠家使用了更薄的硅鋼片來制造電機的定子和轉(zhuǎn)子,這樣單位長度的零件就會疊鉚更多的硅鋼片。但這要求加工設(shè)備生產(chǎn)效率和精度也要更高,高速壓力機恰恰擁有這兩種優(yōu)勢,因此,在新能源汽車電機行業(yè)使用的極為普遍。

        高速壓力機連桿部件的結(jié)構(gòu)形式

        高速壓力機主要工作原理是采用曲柄滑塊結(jié)構(gòu)把曲柄的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)直線運動,連桿部件一端與曲柄偏心部分連接,另外一端通過不同的結(jié)構(gòu)形式與滑塊連接。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動時,偏心部分帶動連桿擺動,從而帶動滑塊上下往復(fù)運動。下面介紹我公司三種高速壓力機的連桿部件結(jié)構(gòu)形式,分別為球頭連桿式、銷軸導(dǎo)柱式、球頭導(dǎo)柱式。

        球頭連桿式

        球頭連桿式結(jié)構(gòu)如圖1 所示,曲柄橫置在橫梁內(nèi)部,其偏心部分連接著連桿部件。連桿部件由連桿體和球頭螺桿組成。連桿體上端套在曲柄偏心上,下端和球頭螺桿的上端通過螺紋副連接在一起,這樣不但起到連接作用,還可以通過螺紋副的旋轉(zhuǎn),調(diào)整高速壓力機的裝模高度。球頭螺桿的下端為球頭式結(jié)構(gòu),而滑塊中有上、下球碗式結(jié)構(gòu),并把球頭螺桿的下端球頭扣裝在內(nèi)部,從而連接在一起。設(shè)備運行時,曲柄轉(zhuǎn)動,帶動連桿部件擺動,球頭也在球碗中擺動摩擦。球頭連桿式的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)備高度較小,并且球頭結(jié)構(gòu)受力良好,具有良好的耐磨性。但是這種結(jié)構(gòu)也存在缺點:連桿部件除了受壓力以外,還要承受一定的彎矩,受力情況較差,因此一般不能做的太長,所以調(diào)節(jié)量比較小。

        醫(yī)院供應(yīng)室具有科室的特殊性,主要負(fù)責(zé)醫(yī)院各個科室的醫(yī)療物品,如:無菌器械、敷料和一次性無菌物品的清洗和消毒,同時也承擔(dān)著醫(yī)療器械的回收工作。通常情況下,供應(yīng)室工作質(zhì)量的好壞與醫(yī)療質(zhì)量和護理質(zhì)量有著直接關(guān)系,其不僅會對院內(nèi)感染的質(zhì)量控制造成直接影響,同時會對患者的生命安全構(gòu)成危及[1]。為此,本院對持續(xù)性質(zhì)量改進在醫(yī)院供應(yīng)室管理工作中的效果進行分析,并總結(jié)分析結(jié)果,現(xiàn)報告如下。

        銷軸導(dǎo)柱式

        銷軸導(dǎo)柱式結(jié)構(gòu)如圖2 所示,曲軸橫置在橫梁內(nèi)部,偏心部分連接著連桿部件。連桿部件由連桿體、銷軸和導(dǎo)柱三部分組成。連桿體上端套在曲軸偏心處,下端套有銷軸,銷軸兩端從連桿下端兩邊伸出連接在導(dǎo)柱上,導(dǎo)柱上端外圓與橫梁部件的導(dǎo)套配合形成摩擦副,并起到導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱下端和滑塊以螺紋副連接,螺紋副在此不但可以起到連接作用,而且也可以用于調(diào)整裝模高度。曲柄轉(zhuǎn)動時,偏心部分帶動連桿體旋轉(zhuǎn)擺動,隨之帶動銷軸—導(dǎo)柱—滑塊上下往復(fù)運動。銷軸式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點:首先,導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)可以提高運動系統(tǒng)的導(dǎo)向,運動的精度更高;其次,導(dǎo)柱只受到正壓力,不承受彎矩,受力狀況良好,并且滑塊導(dǎo)軌基本上不受側(cè)向壓力;再次,因為導(dǎo)柱和滑塊的螺紋副之間不受彎矩,因此長度可以放大,增加裝模高度的調(diào)整量,使設(shè)備的適用性更強;最后,銷軸的加工也要比球頭更為簡單一些。而該結(jié)構(gòu)的缺點是:結(jié)構(gòu)長度比較長,設(shè)備要做的更高一些;而且銷軸要承受公稱壓力大小的剪切力,如果用在大噸位高速壓力機上尺寸就會設(shè)計的很大,空間受限,因此大噸位的高速壓力很少使用銷軸導(dǎo)柱式連桿。

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        球頭導(dǎo)柱式

        球頭導(dǎo)柱式結(jié)構(gòu)如圖3 所示,曲柄縱放在橫梁內(nèi)部,偏心部分連接著連桿部件。連桿部件由一套桿系結(jié)構(gòu)連接著球頭桿(桿系結(jié)構(gòu)在此處設(shè)計為其他用途,與本文無關(guān),不再贅述)。球頭桿下端為球頭,扣裝在調(diào)節(jié)螺桿上端的上、下球碗里,調(diào)節(jié)螺桿通過螺紋副與導(dǎo)柱連接,螺紋副在此不但可以起到連接作用,而且也可以用于調(diào)整裝模高度。導(dǎo)柱外圓與橫梁部件的導(dǎo)套配合形成摩擦副,并起到導(dǎo)向作用。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點:兼顧了導(dǎo)柱導(dǎo)套良好的導(dǎo)向性,球頭良好的受力特性以及耐磨性。而這種結(jié)構(gòu)缺點是:加工和裝配過程都比較復(fù)雜,需要更多的人力和加工設(shè)備成本。

        根據(jù)我公司三種高速壓力機連桿部件的結(jié)構(gòu)形式描述和分析,球頭結(jié)構(gòu)因具有良好的受力特性以及耐磨性能,在高速壓力機結(jié)構(gòu)上比較適用。因為高速壓力機工作頻次高,摩擦副磨損比較快,所以選取更耐磨的球頭結(jié)構(gòu),使用壽命較長。所以球頭的壽命計算也是我們設(shè)計過程中很重要一個環(huán)節(jié),下面我們就討論一下球頭設(shè)計過程中壽命計算問題。

        首先,豐富財務(wù)管理知識和內(nèi)容,加大管理會計、大數(shù)據(jù)搜集和處理、分析等知識和技能的學(xué)習(xí)力度,尤其針對財務(wù)管理相關(guān)崗位人員,均有必要進行系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。

        高速壓力機球頭設(shè)計壽命計算

        面神經(jīng)炎,或稱貝爾面癱(Bell’s palsy),是面神經(jīng)管內(nèi)急性非化膿性炎癥,引起周圍神經(jīng)麻痹。該病以20~40歲多發(fā),絕大多數(shù)為一側(cè)性,常為急性起病,表現(xiàn)為表情肌突然癱瘓,并在數(shù)小時至數(shù)天內(nèi)達到高峰,可伴有同側(cè)耳后、耳內(nèi)、乳突區(qū)輕度疼痛,部分患者由于病毒感染,外耳道或鼓膜出現(xiàn)皰疹,稱為Ramsay-Hunt綜合征[1]。面神經(jīng)炎的發(fā)病機制目前不明,部分患者在面部吹風(fēng)或者著涼后發(fā)病,因此有研究表明,氣候因素可能為發(fā)病的病因之一[2],但結(jié)論尚不統(tǒng)一,本文通過回顧調(diào)查2013—2016年惠州三家三甲醫(yī)院的住院病例及相關(guān)氣象因素以探討氣象因素在面神經(jīng)炎發(fā)病過程中的作用。

        球頭的pv 極限值見公式(4)

        β 為球頭擺角,與曲軸偏心以及曲柄中心到球頭中心的距離有關(guān),這里不作推算;f為球頭擺動頻率,即高速壓力機單位時間的沖次;D

        為球頭的等效直徑,一般取0.7D。

        k 為耐壓系數(shù),鋼對銅時取50;P

        為球頭當(dāng)量動載荷,P

        =Y

        ×F

        ,對于單點高速壓力機,F(xiàn)

        取公稱壓力P

        ,對于雙點高速壓力機,F(xiàn)

        取0.625P

        ;

        其中,C

        為球頭軸向額定動載荷;f

        為額定動載荷系數(shù),鋼件對銅件可以取140 ~170,球頭直徑越大時取的數(shù)值越小;H 為球頭與球碗接觸的有效高度;D 為球頭的直徑。

        國外藥師與醫(yī)師協(xié)作模型的介紹及對我國的借鑒…………………………………………………… 席曉宇等(21):3000

        名義接觸壓力P 計算見公式(3)

        球面滑動速度見公式(2)

        我公司高速壓力機上球頭材質(zhì)通常為鋼件,球碗材質(zhì)通常為銅件,并以此為例計算。高速壓力機在沖壓時,球頭受力可近似認(rèn)為只承受軸向載荷。與球頭壽命有關(guān)的就是球頭的pv 極限值,計算如下。

        球頭軸向額定動載荷見公式(1)

        對于球頭鋼件,球碗為銅件的結(jié)構(gòu),極限值應(yīng) 滿 足v ≤100mm×s

        ;P ≤50Nmm

        ;Pv ≤400 N×mm

        s

        球頭的計算磨損壽命L(擺次)見公式(5)

        其中,α

        為載荷特性壽命系數(shù),對于高速壓力機球頭受脈沖載荷取1;α

        為溫度壽命系數(shù),鋼對銅取0.25;α

        為載荷壽命系數(shù),取0.6;α

        為滑動速度壽命系數(shù),α

        =v

        ×f

        ;α

        為球頭質(zhì)量與潤滑壽命系數(shù),根據(jù)潤滑情況取0.1 ~0.3;K

        為與摩擦副有關(guān)的系數(shù),鋼對銅取207600。

        結(jié)束語

        球頭結(jié)構(gòu)因其良好的受力特性以及耐磨性在高速壓力機上使用廣泛,球頭壽命作為高速壓力機的一個重要指標(biāo),是我們不能忽視的重要因素,在設(shè)計過程中,我們要根據(jù)球頭球碗的材質(zhì)核算其壽命,保證設(shè)備的精度以及穩(wěn)定性。

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