管套壓裝專機應用研究

陳茂政

[摘要]本文通過分析現階段管套壓裝專機的應用情況，歸納了目前管套壓裝專機應用與推廣中存在的問題，以SY-200型管套壓裝專機為例提出了管套壓裝專機在應用和推廣中的一些建設，總結了該研究成果，為管套壓裝專機的應用推廣研究提供了依據。

[關鍵詞] 壓裝專機;壓裝力

管套壓裝機主要來源于軸套裝配的需要。我國大部分軸承、軸套裝配由于長時間以來人工方式單一，使之裝配精度較低，不適合批量生產的場合?，F代管套壓裝專機是用來代替人工壓配安裝軸、軸承和軸套的一種專用機。

1.國內研究現狀

我國自七十年代采用軸承以來，在壓裝工藝上，經歷了七十年代的移動式油壓機，八十年代的具有記錄時間――壓力曲線及有關數據的固定式滾動軸承壓裝機。隨著時代的不斷進步，老產品的淘汰，新產品的涌現是歷史的必然。八十年代出現的固定式壓裝機，能夠自動測量和記錄每條輪對軸承壓裝技術參數，自動測量、打印軸承壓裝力、終止壓裝力并且自動給出壓裝力隨時間變化的關系曲線，它的問世很快淘汰了移動式油壓機。

2.存在的主要問題

隨著機械行業的大發展，軸、軸承和軸套的使用也越來越廣泛，而軸與軸承、軸套的配合為過盈配合H8/r7，所需壓入力較大，且隨壓入長度增大而增大。在常溫下裝配時應將配合面清洗潔凈，并涂一薄層不含二硫化鉬添加劑的潤滑油;裝入時用力應均勻，不得直接打擊裝配件?？v向過盈連結的裝配宜采用壓裝法[3]。壓裝設備的壓力，宜為壓入力的3.25～3.75倍;壓入或壓出速度不宜大于5mm/s。壓入后24h內，不得承受負載的要求，由于當時技術水平的限制以及研制者對軸承壓裝過程的認識不足，經過十多年來的生產實踐，在壓裝過程中新的問題日趨明顯。

3.軸承壓樁機的設計——以SY-200型管套壓裝專機為例

1）方案設計

在這一階段，要按選擇最優方案所需的技術—經濟論證來制定產品總體和主要部件方案，同時要確定關于工作原理、可靠性和強度的問題范圍，這些問題必須加以研究，有些要得到實驗驗證。要對不致太大影響技術任務書中規定的設計對象，它的最終主要指標的那些結構要素作近似計算。如果想在有接近于設計對象的實際樣機，就可以不經過計算而擬訂各個機構要素，但在方案設計中，為了進行于選擇最優設計方案有關的技術—經濟計算，必須充分精確地估計對最終結果有影響的參數。

2）技術設計

在技術設計中，要擬定設計對象的總體和部件，具體確定零件的結構，對所設計的機械產品提出的要求是：制造和維護經濟，操縱方便而安全，可靠性高，使用壽命長，為了能達到這些要求，零件應滿足一些準則，簡而言之，可以用：“明確、簡單、安全”六字來表達。

4.系統原理

管子軸套壓裝專機利用電機減速機帶動絲杠螺母的傳動方式，通過絲杠螺母結構將旋轉運動轉化為直線壓入運動的原理在無縫鋼管二端均勻壓入二軸套，且保證二軸套的相對位置[2]。

先通過定位實現二套之間的相對位置。通過高度可調V型塊來保證管、套在壓入前定位的同心度，用回轉壓板通過一滾輪（軸承）對管子中間部位壓緊防止二端施壓時管子受力失穩而中間拱起。對安全離合器進行調整以限定最大壓入力從而保護電機。

5.設計

5.1 設計思路

齒輪—齒條機構加滾動或滑動導軌;絲杠螺母機構（滑動或滾珠絲桿螺母副）;氣動或液壓傳動裝置等。原動件可采用電機—減速機，動力通過皮帶輪傳至執行件。采用皮帶輪的好處是柔性傳動，過載時皮帶會打滑，可以起到輔助的保護作用，但不能用作經常的安全保護使用。

管子由V型塊定位，考慮到管、套在壓入前定位的同心度要求很高，否則可能會出現壓不進的現象，故采用高度可調V型塊，以降低對專機零件加工的精度要求，可使專機裝配、調試簡單、方便，節約成本。針對管子較長，剛性較差，為防止二端施壓時管子受力失穩而中間拱起，采用回轉壓板通過一滾輪（軸承）對其中間部位壓緊。

5.2 電動機的選擇

電機功率Pw= Tn/9.55（kw）=[（47×240）/9.55]×10-3=1.2 kw

注：轉矩Tn=驅動轉矩×轉速

根據計算的電動機功率1.2KW，以及離合器完全脫開時的扭矩100 N·m，所以選擇3KW的電動機，型號為14B5.6-D100LBH.4G表見《德森江浪CR3系列二成速電機》P14

5.3 離合器的選擇

選擇梯形牙嵌式安全離合器，牙的工作面為平面工作面，牙形角為30--45o，半離合器上牙的工作面應有較高的硬度，以提高耐磨性和承受沖擊載荷的能力常用20Cr經滲碳淬火56--62HRC，或40Cr淬火至56--57HRC，牙嵌式安全離合器，其壓緊裝置由若干小的壓緊彈簧組成，能傳遞較大的極限轉矩，與軸用鍵聯接。

5.4皮帶輪的選擇

根據傳遞功率為3KW，轉速250轉/分，利用插入法見《機械設計手冊》卷（二）P14-18表[1]，則皮帶輪大徑1=160mm，則選用 SPB型窄V帶，單根傳遞的功率為1.5kw，我們計算得到的功率為3kw，所以選兩根皮帶。

V帶輪輪廓尺寸（基準寬度制）：基準寬度14mm，基準線上槽深4mm，基準線下槽深12mm，槽間距19mm，第一槽對成面至端面的最小距離12mm，槽間距離及極限偏差為±0.8mm，帶輪寬43mm外徑168mm輪槽角φ=34o，其極限偏差為±0.5

5.5 軸承的選擇

根據《機械設計手冊》 第三卷 第六章[1]根據最大受力為3000千克，所以選擇單向推力球軸承：

根據表20.6-22， 基本尺寸d=30 基本載荷Ca=28得：軸承代號為51206;根據表20.6-22， 基本尺寸d=25 基本載荷Ca=15.2，得：軸承代號為51105。

6.研究結論

這臺管套壓裝專機考慮到人的操作特征，其中包括：工作場所的空間分配，通風條件，色彩和照明，手柄、開關及踏腳的位置和尺寸，操作人員的體力，安全保護，操作人員的心理和習慣等。它便于使用容易上手和減輕人的勞動強度從而提高工作效率、減少了勞動強度、而且還增強了定位精確度。這臺機的性能穩定，安全系數高，價格便宜為大規模使用提供了物質基礎。

[參考文獻]

[1]成大先.機械設計手冊[M]第一卷、第二卷、第三卷.北京：化工工業出版社，2018

[2]賀利樂.機械系統動力學[M].北京：國防工業出版社，2014

山東協和學院 工學院 山東濟南 250109