【導(dǎo)讀】元件，光學(xué)部件等的超精密清洗，以清除極微小污垢顆粒為目的。利用力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)的原理，依靠外來(lái)能量的。物并去除霉斑等。物理清洗和化學(xué)清洗都存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，又具有很好。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，通常都是把兩者結(jié)合起來(lái)使用，以獲得更好。的超聲波清洗機(jī)清洗效果。①達(dá)到技術(shù)指標(biāo)所規(guī)定要求，滿足實(shí)際工作需要。②工作時(shí)定位準(zhǔn)確，啟停無(wú)沖擊。通過(guò)這篇論文可以很清楚的了解到超聲波清洗機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程以及達(dá)到的清。第1章“緒論”中主要介紹了本設(shè)計(jì)的一些內(nèi)容，包括課題的來(lái)源，意義。章“超聲波清洗”則是詳細(xì)闡述了超聲波清洗的原理、影響因素、特點(diǎn)及其在國(guó)內(nèi)的發(fā)展。腳輪等一些零部件的設(shè)計(jì)選擇。第四章超聲波清洗機(jī)結(jié)構(gòu)校核主要介紹了機(jī)架強(qiáng)度校核。

　　

【正文】 曲變形。因此對(duì)橫梁的強(qiáng)度校核是極其有必要的。 下面我將進(jìn)行橫梁的校核計(jì)算。 橫梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 圖 橫梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 受力圖如下： 圖 受力圖 由于梁的自重不能忽略，所以梁上同時(shí)分布著均布載荷均布載荷大小 q = N/m 同時(shí)已知每氣缸的載重為 350N，氣缸自重約 100N，氣缸支撐板以及其上附件產(chǎn)生壓力約為 100N。 最終每一氣缸位置上共受到載荷 G=550N 根據(jù)材料力學(xué)知識(shí)計(jì)算： 支座反力： ABBCGBDGBEGBFGBGGBHGR A ???????????? AB AHGAGGAFGAEGADGACGR B ???????????? 計(jì)算得到 ?AR N ?BR N 再由支座反力及載荷計(jì)算得出 C、 D、 E、 F、 G、 H 各點(diǎn)的力矩，畫出彎矩圖如下： 圖 彎矩圖 由圖中可以看出，彎矩的最大點(diǎn)出現(xiàn)在 E 點(diǎn)，計(jì)算 E 點(diǎn)的力矩為： EFGEGGEHGBEFM BF ???????? 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 代入數(shù)值計(jì)算得出 ?FM Nm 由公式zIyM m axm axm ax ??? 計(jì)算 橫梁材料為方鋼型鋼，其截面形狀如下圖： 1212 3311 babaIz ????= 4m 21m ax by ? 代入數(shù)值計(jì)算得 ?max? 1158320 ap = ap 圖 橫梁截面圖 查表，型鋼的 ???? 235 M ap ? ?MAXS ??? = 1 可見，型鋼的需用應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際應(yīng)力，梁滿足安全要求。 氣動(dòng)部分的計(jì)算 氣缸類型的選擇 氣缸部件通常可以分為柱塞式、活塞式和差動(dòng)式三種。一般根據(jù)氣動(dòng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，氣缸的推動(dòng)力大小是根據(jù)工作條件的要求來(lái)選定的。 在此氣動(dòng)系統(tǒng)中，氣缸選用活塞式 QGB 標(biāo)準(zhǔn)氣缸。選 用原因有以下幾點(diǎn)： （ 1） 氣缸為標(biāo)準(zhǔn)氣缸，技術(shù)成熟，性能好。 （ 2） 對(duì)載荷有緩沖作用，動(dòng)作平穩(wěn)。 （ 3） 對(duì)系統(tǒng)要求低。 前法蘭氣缸的計(jì)算 （ 1） 根據(jù)載荷力的大小選擇液壓缸的內(nèi)徑 已知?dú)飧纵d荷為吊鉤重量、吊籃重量、所清洗零件總重量相加 吊鉤重量 =4kg 吊籃重量 =1kg 所清洗零件總重量 =30kg 即載荷總重量 =35kg 同時(shí)考慮氣缸工作時(shí)的總阻力約為載荷的 10%20% 計(jì)算得載荷 F=250N 阻力 T=50N 又標(biāo)準(zhǔn)氣缸的內(nèi)壓力 P= 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 由計(jì)算公式 F= 42PD? 得公式PTFD ??? =31mm 現(xiàn)選用的氣缸內(nèi)徑為 70mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)算氣缸值。只是因?yàn)榭紤]了 we 氣壓值的不穩(wěn)定和摩擦損耗，所以選用了直徑較大的氣缸，這樣就可以滿足使用需要，提高了安全性。 （ 2） 活塞桿直徑計(jì)算 壓緊油缸工作時(shí)只承受軸向載荷，活塞桿直徑可以按簡(jiǎn)單拉壓強(qiáng)度計(jì)算。此時(shí)：活塞桿直徑應(yīng)滿足： ? ? 7 10 Fd??? － 式中 d―― 活塞桿直徑 ??? ―― 活塞桿材料的許用應(yīng)力 活塞桿材料一般為 45 鋼，其許用壓應(yīng)力可以如下計(jì)算： ? ? sn??＝ 。 式中 s? ―― 材料屈服 強(qiáng)度， 45 鋼為 355Mpa n―― 安全系數(shù)，一般取大于 ，現(xiàn)取 3。 經(jīng)計(jì)算，可知 45 鋼的許用應(yīng)力為 118Mpa。 將 s? 和 F 帶入計(jì)算公式， 考慮到油缸活塞的設(shè)計(jì)，桿上鍵槽受力和油缸內(nèi)徑尺寸等因素，按 GB/T23482020 取活塞桿內(nèi)徑為： d＝ 90mm. （ 3） 氣缸壁的選擇 由于氣壓值不大，所以計(jì)算出的氣缸壁都不會(huì)很大，故不用校核計(jì)算。 （ 4） 活塞行程確定 根據(jù)實(shí)際情況的需要，行程為 850mm。 （ 5） 耗氣量的計(jì) 算 氣缸內(nèi)壓縮空氣的消耗量與其本身直徑的大小、行程的長(zhǎng)短、每分鐘工作次數(shù)以及換向閥到氣缸間的導(dǎo)氣管容積有關(guān)。 用如下公式計(jì)算 ? ? ? ?11003021 ??????? ?? PvvvQ mz ?mv 602sn 式中 ?zQ 每分鐘自由空氣消耗量（ m/min） S=活塞行程長(zhǎng)度（ mm） 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 n=活塞每分鐘往 復(fù)的次數(shù) ?1v 當(dāng)行程長(zhǎng)度為 100 mm 時(shí)，無(wú)活塞段壓縮空氣的體積（ m3） 2v =當(dāng)活塞長(zhǎng)度為 100mm 時(shí)，有活塞段壓縮空氣的體積（ m3） P=氣缸工作壓力（ kg/ 2cm ） 查表 1218（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)下） ?? vv 3m S=850mm n=2 ?mv （ mm/s） 最終 ? ? ? ?11003021 ??????? ?? PvvvQ mz= 3m 后法蘭氣缸連接螺栓校核 后法蘭氣缸與后腳架氣缸在清洗機(jī)中起的作用一樣，都要拉動(dòng) 6 個(gè)前法蘭氣缸進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)。水平運(yùn)動(dòng)時(shí)氣缸的載荷為水平運(yùn)動(dòng)的摩 擦力。氣缸受到的載荷由氣缸安裝板傳遞到機(jī)架上，這時(shí)，連接氣缸與機(jī)架支座的螺栓受到的載荷最大。 摩擦力的大小與導(dǎo)軌與滾輪之間滾動(dòng)摩擦系數(shù)和直線軸承與軸之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)以及氣缸活塞與氣缸內(nèi)壁之間的摩擦系數(shù)有關(guān)。滾動(dòng)摩擦力以及氣缸內(nèi)的摩擦力都十分有限，主要的載荷為滑動(dòng)摩擦力。 查表得： 直線軸承與軸之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù) ?? 作用在每對(duì)軸承上的壓力與作用在橫梁上的壓力相同 F=550N 由公式 f =? F 得滑動(dòng)摩擦力 f =110 N 后法蘭氣缸與腳架連接處是由八個(gè) M10 的螺栓連接的。下面我們將對(duì)螺釘?shù)膹?qiáng)度進(jìn)行校核。 八個(gè)螺釘?shù)慕孛婷娣e總和為： A＝ 8πr2 ＝ 825＝ 628（ mm2 ） σ＝ f /A＝ 110/62810 6? ＝ MPa 該類螺釘?shù)闹睆椒秶?16～ 40 內(nèi)，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得 Q235A 的屈服強(qiáng)度為： 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 σs ＝ 225 MPa 安全系數(shù) S＝ σs /σ＝ 225/1 所以螺釘?shù)膹?qiáng)度足夠高，故連接部分安全。 氣缸其他部件 氣缸部件的作用在于把氣壓壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。高壓氣體進(jìn)入缸體后，作用于活塞（柱塞）上，經(jīng)過(guò)橫梁將力傳到工件上，使工件產(chǎn)生塑性變形。它是氣缸的主要部件之一。 氣缸的支撐型式 我們采用法蘭支承：氣缸以法蘭支承并安裝在橫梁支座上。缸內(nèi)進(jìn)入氣體時(shí)，通過(guò)法蘭與橫梁的接觸面將反作用力傳給橫梁支座，氣缸本身則靠法蘭上的一圈螺栓固定在橫梁支座上。但是法蘭支承的缺點(diǎn)是缸壁法蘭過(guò)度區(qū)有應(yīng)力集中，所以后面我們將對(duì)主油缸柱塞與鑄鐵連接部分螺釘強(qiáng)度的校核缸體端部聯(lián)接方式采用焊接。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量小，使用廣泛。但缸體焊接后可能變形，且內(nèi)徑不易加工，主要用于柱塞式液壓缸。 密封 氣 缸中使用密封圈可以防止氣體的泄漏。密封圈是易損件，如果質(zhì)量不好， 會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)器的正常工作。對(duì)密封件的要求是：密封性能好，能隨著壓力增高而提高其密封性能，摩擦阻力小，磨損小，壽命長(zhǎng)，使用維修簡(jiǎn)單，易拆換，成本低，容易制造。 在選擇密封材料時(shí)，應(yīng)考慮其性能，一般要求： （ 1）密封性好，耐磨損，使用壽命長(zhǎng) 。穩(wěn)定性好，體積變化?。ú灰着蛎浕蚴湛s），難于溶解，不易老化及軟化； （ 2）復(fù)原性大，永久變形?。? （ 3）摩擦系數(shù)??； （ 4） 耐熱性和耐寒性好； （ 5） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低； （ 6） 密封件工作表面應(yīng)平整、光滑、不許有氣泡、雜質(zhì)、凹凸不平等缺陷。 密封件有多 種形式，我們?cè)跉飧字胁捎?O 型圈，軸用 Y X 型密封圈和 V 型圈。 基于上述要求，對(duì) O 型圈和軸用 Y X 型密封圈用聚胺脂橡膠（它是廣泛運(yùn)用于各種液壓缸中的一種橡膠材料，具有優(yōu)良的物理性能和化學(xué)穩(wěn)定性，強(qiáng)度，彈性及耐油性均很好，還有極好的耐磨性。能耐高壓）。對(duì) V 型圈采用丁腈橡膠，它具有良好的彈性，工作溫度為 20~ +120176。 活塞和缸體 活塞一般用鍛鋼或鑄鋼制成，有實(shí)心也有空心，我們?cè)O(shè)計(jì)的活塞是實(shí)心的。 活塞在缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，為保證不漏氣需要采用密封圈，常用 YX 型密封圈，同時(shí)活塞還要與缸壁有一定的 尺寸配合關(guān)系。因此活塞表面必須具有足夠的硬度和低的粗糙度，全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 以免聒噪磨損或表面被拉出溝槽及拉毛，而導(dǎo)致?lián)p壞，活塞表面拉壞后，會(huì)直接影響密封質(zhì)量，引起氣體的泄漏，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。 活塞一般由 A3 鋼或 45 號(hào)碳鋼制成，表面硬度應(yīng)高于 HRC45。所以我們對(duì)活塞進(jìn)行離子軟氮化處理，硬度可達(dá) HRC 64，這種方法具有時(shí)間段，質(zhì)量好，變形小，表面粗糙度低等優(yōu)點(diǎn)。 缸體的材料常用的鋁合金管，因?yàn)椴捎玫氖抢瓧U結(jié)構(gòu)，所以使用 A3 鋼制作拉桿 ，它具有較強(qiáng)的韌性不易損壞。 柱塞缸的柱塞壓蓋包括壓套，壓緊法蘭，防塵墊及螺柱螺母，都已 有標(biāo)準(zhǔn) 所以不必重新設(shè)計(jì)。缸體和缸蓋的采用螺栓聯(lián)接。 氣缸的故障排除 缸的故障通常有兩類：動(dòng)作不正常和無(wú)法推動(dòng)負(fù)載。此外。還有一些其他故障，如泄露：密封件磨損和漂移。這些故障是相互關(guān)聯(lián)的，以下是對(duì)主要故障部位，原因的處理措施的敘述。 （ 1）氣缸無(wú)法移動(dòng)負(fù)載 ① 機(jī)器的連接處受卡。檢查連接機(jī)構(gòu)，確保無(wú)過(guò)大的摩擦阻力 ② 壓力太低。堅(jiān)持缸內(nèi)壓力，確保他和回路要求一致。查看機(jī)器 的壓力記錄值，看其是否發(fā)生過(guò)改變 ③ 活塞的密封泄露。操作閥使液壓缸的動(dòng)作，當(dāng)缸位于行程端點(diǎn)時(shí)，觀察閥口出的量。 ④ 氣缸的規(guī)格相對(duì)負(fù)載偏小。若是新系統(tǒng)，重新計(jì)算所需力的大小并選用適當(dāng)?shù)囊簤焊?。確保機(jī)器各部件的正常潤(rùn)滑和機(jī)器導(dǎo)軌不要上的太緊，以免阻礙運(yùn)動(dòng) ⑤ 活塞桿在活塞端面處斷裂。拆下并更換活塞桿。仔細(xì)檢查并調(diào)整活塞桿軸套，保證不存在 過(guò)大的側(cè)向力 ⑥ 氣動(dòng)系統(tǒng)的污染造成缸筒孔的刮傷。拆下并更換必要的部件，在重新使用前污染物必須從系統(tǒng)中清除出去。 （ 2）氣缸動(dòng)作不正常 ① 閥芯受卡或被堵 檢查是否有污物或粘性沉積物，查看元件是否有磨損，因?yàn)槲畚锏挠鸵嚎赡軒?lái)過(guò)度磨損。 ② 氣缸受阻或被卡住 檢查活塞桿或活塞上的密封是否過(guò)緊，或象上面一樣檢查是否有污物，沉積物和 進(jìn)空氣情況，檢查安裝后的同軸度是否超差，是否有磨損的部件，密封圈是否有缺陷。 ③ 先導(dǎo)控制壓力低 可能因?yàn)榭刂乒苈繁欢禄蚴橇髁靠刂崎y調(diào)節(jié)不當(dāng)。先導(dǎo)壓力源可能調(diào)節(jié)不對(duì)，或被人擅自調(diào)節(jié)都有可能導(dǎo)致這種故障。先檢查先導(dǎo)壓力源壓力，并確保其設(shè)定值與液壓系統(tǒng)圖標(biāo)一致 ④ 氣缸內(nèi)漏 修理或更換磨損不見或油封 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 ⑤ 系統(tǒng)漏氣 排除空氣并檢查泄露 情況。 生產(chǎn)本設(shè)備過(guò)程中需注意的問(wèn)題 本機(jī)器要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作，因此運(yùn)動(dòng)的精度要求很高。這樣在制造導(dǎo)軌時(shí)要求導(dǎo)軌由很高的直線度，同時(shí)直線導(dǎo)軌的安裝直線度要求也很高。 該清洗機(jī)的運(yùn)動(dòng)中要注意氣缸的故障問(wèn)題，所以在ＰＬＣ控制程序設(shè)計(jì)中應(yīng)特別編寫中斷語(yǔ)句，實(shí)現(xiàn)故障排除及排除后的繼續(xù)工作。 氣動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵，氣缸是氣動(dòng)系統(tǒng)的核心，氣缸的固定安裝要有位置精度要求。 超聲波部分是機(jī)器的心臟，在超 聲波換能器的加工制造工程中要注意到換能器的連線是否正常，以保證換能能量的正常輸出。 導(dǎo)軌運(yùn) 動(dòng)系統(tǒng)的故障原因與對(duì)策 導(dǎo)軌系統(tǒng)是本臺(tái)機(jī)器中很關(guān)鍵的一部分，它既有運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向作用，同時(shí)也有支撐作用，而且利用率很高，所以很有可能出現(xiàn)故障，常見的故障有： 表 41 導(dǎo)軌 常見故障 故障 原因 對(duì)策 氣缸水平運(yùn)動(dòng)不 順暢 ，滾輪損壞或滾輪軸潤(rùn)滑不良 更換損壞的滾輪，加潤(rùn)滑油 ，軸承損壞或軸承潤(rùn)滑不良 更換損壞的軸承，加潤(rùn)滑油 ，軸彎曲過(guò)度變形，周磨損過(guò)度 更換軸 運(yùn)動(dòng)噪聲大 加潤(rùn)滑油 維修或更換導(dǎo)軌 維修軸承或更換 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 5 超聲波清洗機(jī)的槽體介紹 聯(lián)軸器選用 聯(lián)軸器 普通連軸器有剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器之分。 剛性聯(lián)軸器由剛性零件組成，無(wú)緩沖減振能力，適用于無(wú)沖擊，被聯(lián)接的兩軸中心線嚴(yán)格對(duì)中，而且機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不發(fā)生相對(duì)位移的地方哪個(gè)。撓性聯(lián)軸器容許兩軸有一定的安裝誤差，兩軸間的偏移靠元件的相對(duì)位移或者靠彈性元件變形補(bǔ)償位移。撓性聯(lián)軸器中把有金屬?gòu)椥栽穆?lián)軸器統(tǒng)稱為彈性聯(lián)軸器。在這我們采用撓性聯(lián)軸器。