【正文】 一批相同的軸承在同樣條件下分別旋轉(zhuǎn)時(shí),其中90%的軸承不出現(xiàn)滾動(dòng)疲勞損傷的總旋轉(zhuǎn)數(shù)稱(chēng)做“軸承的基本額定壽命”(即可靠性為90%的壽命)?在以固定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí),也可用總旋轉(zhuǎn)時(shí)間表示?但在實(shí)際工作時(shí),還會(huì)出現(xiàn)滾動(dòng)疲勞損傷以外的損傷現(xiàn)象?這些損傷可以通過(guò)做好軸承的選擇?安裝和潤(rùn)滑等加以避免?本次設(shè)計(jì)所以軸承的壽命符合要求? 常用軸承布局方式配置方式可達(dá)到的轉(zhuǎn)速系數(shù) 為了適應(yīng)高速運(yùn)行同時(shí)保證一定的剛度,本次設(shè)計(jì)采用面對(duì)面設(shè)置?按軸承參數(shù)可知,軸承的極限轉(zhuǎn)速為22000r/min配置選第五種,則可得最高轉(zhuǎn)速為所以完全可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速為4000r/min的設(shè)計(jì)要求?又因?yàn)檩S承支點(diǎn)跨距較大,溫升較高,所以本設(shè)計(jì)采用一端固定,一端游動(dòng)的軸承固定方式?并且是三支承方式?要想保證軸承順利的工作?,除了正確選擇軸承類(lèi)型和尺寸外,還應(yīng)該正確設(shè)計(jì)軸承的裝置?軸承裝置的設(shè)計(jì)主要是正確解決軸承的安裝?配置?緊固?調(diào)節(jié)?潤(rùn)滑?密封等問(wèn)題?下面提出一些設(shè)計(jì)中注意的要點(diǎn)?一般來(lái)說(shuō),一根軸需要兩個(gè)支點(diǎn),每個(gè)支點(diǎn)可由一個(gè)或一個(gè)以上的軸承組成?合理的軸承配置應(yīng)考慮軸在機(jī)器中有正確的位置?防止軸向竄動(dòng)以及軸受熱膨脹后導(dǎo)致將軸承卡死等因素?常用的軸承配置方法有以下三種:?這種軸承配置常用兩個(gè)反向安裝的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,兩個(gè)軸承各限制一個(gè)方向的軸向移動(dòng)??對(duì)于跨距較大(如大于350mm)且工作溫度較高的軸,其熱伸長(zhǎng)量大,應(yīng)采用一支點(diǎn)雙向固定,另一支點(diǎn)游動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)?作為固定支承的軸承,應(yīng)能承受雙向軸向載荷,故內(nèi)外圈在軸向都要固定?作為補(bǔ)償軸的熱膨脹的游動(dòng)支承,若使用的是內(nèi)外圈不可分離型軸承,只需固定內(nèi)圈,其外留在座孔內(nèi)應(yīng)可以軸向游動(dòng)? 對(duì)于一對(duì)人字齒輪軸,由于人字齒輪本身的相互軸向定位作用,它們的軸承內(nèi)外圈的軸向緊固應(yīng)設(shè)計(jì)成只保證其中一根軸相對(duì)機(jī)座有固定的軸向位置,而另一根軸上的兩個(gè)軸承都必須是游動(dòng)的,以防止齒輪卡死或人字齒的兩側(cè)受力不均勻?首先通過(guò)BT40主軸的工作情況來(lái)說(shuō),是內(nèi)圈旋轉(zhuǎn),外圈固定?BT40主軸的轉(zhuǎn)速為8000prm,額定轉(zhuǎn)矩為42,屬于高速中載的工作條件?由于高速旋轉(zhuǎn),軸承等安裝在軸上的零件會(huì)和軸有摩擦,并產(chǎn)生大量的熱?雖然水冷卻系統(tǒng)能帶走一部分熱能,但仍會(huì)導(dǎo)致因溫升而產(chǎn)生熱伸長(zhǎng)?因此,必須采用“一支點(diǎn)雙向固定,另一支點(diǎn)游動(dòng)”的軸承配置形式?作為固定支承的軸承,應(yīng)能承受雙向軸向載荷,內(nèi)外圈在軸上都要固定?而作為補(bǔ)償軸的熱膨脹的游動(dòng)支承,固定內(nèi)圈,外圈在坐孔內(nèi)可以游動(dòng),給軸的熱膨脹留余空間?在本次設(shè)計(jì)中,受力不是很大,選取前三后二的支承方式?配合的目的是使軸承內(nèi)圈或外圈牢固地與軸或外殼固定,以免在相互配合面上出現(xiàn)不利的軸向滑動(dòng)?這種不利的軸向滑動(dòng)(稱(chēng)做蠕變)會(huì)引起異常發(fā)熱?配合面磨損(進(jìn)而使磨損鐵粉侵入軸承內(nèi)部) 以及振動(dòng)等問(wèn)題,使軸承不能充分發(fā)揮作用?因此對(duì)于軸承來(lái)說(shuō),由于承受負(fù)荷旋轉(zhuǎn),一般必須讓套圈帶上過(guò)盈使之牢固地與軸或外殼固定?配合的選擇一般按下述原則進(jìn)行:根據(jù)作用于軸承的負(fù)荷方向?性質(zhì)及內(nèi)外圈的哪一方旋轉(zhuǎn),則各套圈所承受的負(fù)荷可分為旋轉(zhuǎn)負(fù)荷?靜止負(fù)荷或不定向負(fù)荷?承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷及不定向負(fù)荷的套圈應(yīng)取靜配合(過(guò)盈配合),承受靜止負(fù)荷的套圈,可取過(guò)渡配合或動(dòng)配合(游隙配合)?軸承負(fù)荷大或承受振動(dòng)?沖擊負(fù)荷時(shí),其過(guò)盈須增大?采用空心軸?薄壁軸承箱或輕合金?塑料制軸承箱時(shí),也須增大過(guò)盈量?要求保持高旋轉(zhuǎn)時(shí),須采用高精度軸承,并提高軸及軸承箱的尺寸精度,避免過(guò)盈過(guò)大?如果過(guò)盈太大,可能使軸或軸承箱的幾何形狀精度影響軸承套圈的幾何形狀,從而損害軸承的旋轉(zhuǎn)精度?非分離型軸承(例如深溝球軸承)內(nèi)外圈都采用靜配合,則軸承安裝?拆卸極為不便,最好將內(nèi)外圈的某一方采用動(dòng)配合?所以本次設(shè)計(jì)的外圈為過(guò)硬配合,軸承內(nèi)圈采用動(dòng)配合, (1) 負(fù)荷性質(zhì)的影響 軸承負(fù)荷根據(jù)其性質(zhì)可分為內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷?外圈旋轉(zhuǎn)負(fù)荷及不定向負(fù)荷? 軸承的潤(rùn)滑潤(rùn)滑對(duì)于滾動(dòng)軸承具有重要意義,軸承中的潤(rùn)滑劑不僅可以降低摩擦阻力,還可以起散熱?減小接觸應(yīng)力?吸收振動(dòng)?防止銹蝕等作用?所以本次設(shè)計(jì)根據(jù)工作情況選用脂潤(rùn)滑?脂潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn):潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高,能夠承受較大的載荷,不易流失,容易密封,一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,方便簡(jiǎn)單? 使用于脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的植界限(表值)軸承類(lèi)型脂潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油浴滴油循環(huán)油(噴油)油霧深溝球軸承1625406060調(diào)心球軸承16254050角接觸球軸承1625406060圓柱滾子軸承1225406060圓錐滾子軸承10162330調(diào)心滾子軸承8122025推力球軸承461215為了使軸承保持良好的潤(rùn)滑條件和正常的工作環(huán)境,充分發(fā)揮軸承的工作性能,延長(zhǎng)使用壽命,對(duì)滾動(dòng)軸承必須具有適宜的密封,以防止?jié)櫥瑒┑男孤┖突覊m?水氣或其他污物的侵入?軸承的密封可分為自帶密封和外加密封兩類(lèi)?所謂軸承自帶密封就是把軸承本身制造成具有密封性能裝置的?如軸承帶防塵蓋?密封圈等?這種密封占用空間很小,安裝拆卸方便,造價(jià)也比較低?自帶密封又分為非接觸式與接觸式兩種?(1)非接觸式密封非接觸式密封就是密封件與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件不接觸,且有適當(dāng)間隙的密封?這種形式的密封,在工作中幾乎不產(chǎn)生摩擦熱,沒(méi)有磨損,特別適用于高速和高溫場(chǎng)合?非接觸式密封常用的有間隙式,迷宮式和墊圈式等各種不同結(jié)構(gòu)形式,分別應(yīng)用于不同場(chǎng)合?非接觸式密封的間隙以盡可能小為佳?(2)接觸式密封接觸式密封就是密封與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件相接觸且沒(méi)有間隙的密封?這種密封由于密封件與配合件直接接觸,在工作中摩擦較大,發(fā)熱量亦大,易造成潤(rùn)滑不良,接觸面易摩損,從而導(dǎo)致密封效果與性能下降?因此,它只適用于中?低速的工作條件?接觸式密封常用的有毛氈密封?皮碗密封等結(jié)構(gòu)形式,應(yīng)用于不同場(chǎng)合?由以上理論本次設(shè)計(jì)主要采用非接觸式密封,優(yōu)點(diǎn)在于在工作中幾乎不產(chǎn)生摩擦熱,沒(méi)有磨損,特別適用于高速和高溫場(chǎng)合?前端軸承受力較大,且要求較高故采用間隙密封加一個(gè)甩油環(huán)密封可靠?后端軸承要求稍低一點(diǎn)兒,選用曲路密封?曲路密封是由旋轉(zhuǎn)的和固定的密封零件之間拼合成的曲折的縫隙所形成的?縫隙中加入潤(rùn)滑脂,可以增加密封效果?根據(jù)部件的結(jié)構(gòu)曲路 ,端蓋應(yīng)為剖分式,當(dāng)軸因溫度變化而伸縮或采用調(diào)心軸承感作支承時(shí),?第六章 數(shù)控銑床主軸電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)選用可編程控制器(Programmable Logic Controller)PLC控制變頻電機(jī)帶動(dòng)主軸工作?PLC適應(yīng)工業(yè)環(huán)境,簡(jiǎn)單易懂,操作方便,可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝備?它能夠完成較精確地轉(zhuǎn)?？刂? PLC的簡(jiǎn)單介紹 可編程控制器的由來(lái) 可編程控制器(Programmable近年來(lái)又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒虉D語(yǔ)言 (SFC —— Sequential Function Chart) ,也稱(chēng)功能圖,使編程更簡(jiǎn)單方便? (4)接口簡(jiǎn)單?安裝,維護(hù)方便 ?體積小?結(jié)構(gòu)緊湊?可編程控制器可直接與現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電設(shè)備相連接,接口電路模塊化,與被控制對(duì)象的硬件連接方式簡(jiǎn)單,接線少?便于維護(hù)?體積小?重量輕?便于安裝?有完善的自診斷和監(jiān)視功能?可編程控制器對(duì)于其內(nèi)部工作狀態(tài),通信狀態(tài),異常狀態(tài)和 I/O 點(diǎn)的狀態(tài)均有顯示?可以方便的查出故障原因,迅速作出處理? (5)功能完善,性?xún)r(jià)比高除基本的邏輯控制,定時(shí)計(jì)數(shù),算術(shù)運(yùn)算外,配合特殊功能模塊可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制, PID 運(yùn)算,過(guò)程控制,數(shù)字控制等功能,還可與上位機(jī)通信?遠(yuǎn)程控制等? PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于鋼鐵?采礦?石化?電力機(jī)械制造?汽車(chē)制造?環(huán)保及娛樂(lè)等各行各業(yè)?其應(yīng)用大概可分為以下幾類(lèi): 1) 用于開(kāi)關(guān)邏輯和順序控制 這是PLC最基本的應(yīng)用范圍,它的主要功能是完成開(kāi)關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序控制,可用PLC取代傳統(tǒng)繼電器控制?如機(jī)床電氣?電機(jī)控制等,亦可取代順序控制?如高爐上料等,總之PLC可用于單機(jī)?多機(jī)及生產(chǎn)線的自動(dòng)控制?PLC發(fā)出Y0主軸正轉(zhuǎn)(或Y1主軸反轉(zhuǎn))信號(hào)以及主軸轉(zhuǎn)速指令時(shí),代表主軸轉(zhuǎn)速的直流電壓值就會(huì)送入主軸變頻器,主軸變頻器按代表主軸轉(zhuǎn)速的直流電壓值控制主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))起動(dòng)?主軸正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))起動(dòng)至指定轉(zhuǎn)速時(shí),主軸變頻器輸出主軸速度到過(guò)信號(hào)給PLC,完成主軸起動(dòng)過(guò)程?主軸的起動(dòng)時(shí)間?制動(dòng)時(shí)間由主軸變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定??(a)接線圖 (b)梯形圖 (c)助記符語(yǔ)言總論 短短的三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們對(duì)大學(xué)三年的機(jī)械知識(shí)的整體總結(jié),也是理論與實(shí)踐的結(jié)合,通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們收益非淺,這次設(shè)計(jì),主要是對(duì)立式數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)?在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我學(xué)到了許多新的知識(shí)?我深刻的認(rèn)識(shí)到,要想成為一名合格技術(shù)人員只掌握本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,我們應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí)?首先從主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及主軸零件的選用,再定軸承的選型及其組配形式,然后對(duì)主軸電氣控制的設(shè)計(jì)?在以上設(shè)計(jì)中,對(duì)零件的材料,對(duì)軸承,對(duì)裝配方法等等知識(shí)點(diǎn)溫習(xí)和學(xué)習(xí)?使以前學(xué)習(xí)的理論知識(shí)能夠應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中去,更加深了我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解?對(duì)實(shí)際加工中的一些問(wèn)題有了進(jìn)一步的了解,并在設(shè)計(jì)中考慮和避免這些問(wèn)題的發(fā)生?沒(méi)有具體的了解,經(jīng)常會(huì)有無(wú)從下手的感覺(jué),碰到問(wèn)題只有去問(wèn)老師和看相關(guān)書(shū)籍,確實(shí)雖然完成了大概模型,有許多地方還是不是完全吃透的,這需要在以后的工作學(xué)習(xí)中進(jìn)一步加深學(xué)習(xí),期間我得到了許多教師的大力幫助?本次設(shè)計(jì)算基本符合設(shè)計(jì)要求?在此,我表示由衷地感謝!致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)很快已經(jīng)結(jié)束了,在這段時(shí)間里,不僅僅感覺(jué)到的是忙碌,還有忙碌后作完一件令自己心動(dòng)的東西時(shí)的那種無(wú)聲的喜悅?在寫(xiě)致謝信的這個(gè)時(shí)候心里想有一些說(shuō)出的東西,想想自己在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)的種種困難,在老師同學(xué)的用心幫助下也一一解決了,說(shuō)句實(shí)話,憑自己的能力要作完畢業(yè)設(shè)計(jì)是有些太困難了,但是在你的身邊總有一些人會(huì)給你帶來(lái)驚喜,自己的能力畢竟有限,在面對(duì)別人無(wú)私幫助的時(shí)候我的內(nèi)心十分感激,帶自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的王老師會(huì)有問(wèn)必答,有難必解,雖然接觸不是很多,但有些東西使用心感覺(jué)的?還有好多老師在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給于我一些幫助,我非常的感激?當(dāng)然還有我身邊的那些同學(xué),在我有疑惑的時(shí)候總是不厭其煩的給我解釋清楚?在我設(shè)計(jì)的時(shí)候,因?yàn)槲乙郧皬臎](méi)接觸過(guò)的東西,一開(kāi)始很是迷茫,我的好幾位同學(xué)都在這時(shí)候一邊忙自己的事,一邊還要在我有疑惑的時(shí)候?yàn)槲規(guī)兔Ψ治?共同解決?最終自己終于完成了主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一部分的畢設(shè)要求?現(xiàn)在想起來(lái),有時(shí)候最能讓自己感動(dòng)的事就發(fā)生在自己的身邊?這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅給我?guī)?lái)了知識(shí)上的收獲,在做人方面也教會(huì)了我許多許多,在對(duì)待事情方面,尤其是有選擇的時(shí)候自己該放棄什么,該抓住什么?什么是該自己作的,什么時(shí)候做,我明白了好多?在此,我對(duì)給我?guī)椭睦蠋?同學(xué)至以誠(chéng)摯的謝意和由衷的感激?感謝您們對(duì)我的幫助,和教會(huì)我那些人生的道理?在論文即將完成之際,我的心情無(wú)法平靜,從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成,有多少可敬的師長(zhǎng)?同學(xué)?朋友給了我無(wú)言的幫助,在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!參考文獻(xiàn)[1]吳宗澤,[M].北京:高等教育出版社,2000.[2]濮良貴,(第七版)[M].北京:高等教育出版社,2001. [3]文懷興,[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,[4][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,[5][M].北京:高等教育出版社,[6][M].北京:兵器工業(yè)出版社,[7] [M].重慶:重慶大學(xué)出版社,2003.[8]. 甘永立. 幾何量公差與檢測(cè)[M]. 上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2005.[9] William Orthwein. Machine Component Design. West Publishing Company,MN,USA. 1990