液壓鎖檢測(cè)設(shè)備機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件的選型計(jì)算分析案例概述1.1凸輪分割器的選型1.1.1凸輪分割器的原理凸輪分割器是可將連續(xù)的輸入運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為間歇式分度運(yùn)動(dòng)的一種間歇式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其精密度，可靠性以及穩(wěn)定性都位居世界前列。一般情況下，凸輪分割器的入力軸旋轉(zhuǎn)完成一個(gè)360°，其出力軸也就結(jié)束一回分度運(yùn)動(dòng)。在每一次分度運(yùn)動(dòng)中，凸輪的驅(qū)動(dòng)角決定出力軸運(yùn)轉(zhuǎn)與靜止的時(shí)間比。凸輪驅(qū)動(dòng)角指的是入力凸輪驅(qū)動(dòng)出力軸分度要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。要想機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，則角度應(yīng)越大。在入力軸完成驅(qū)動(dòng)角，那么出力軸就會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)。靜止角指的是在出力軸靜止時(shí)，入力軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，靜止角及驅(qū)動(dòng)角的和是360°。1.凸輪分割器主要有三種：弧面凸輪分割器、平面凸輪分割器和圓柱凸輪分割器。三種凸輪分割器都是利用入力軸上的凸輪輪廓面曲線來使分度輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位，同時(shí)在直線段時(shí)，使分度輪靜止，且處于自鎖狀態(tài)。2.凸輪分割器的曲線特點(diǎn)：a.分割器在中高速運(yùn)轉(zhuǎn)以及中度負(fù)荷的情況下使用的變正弦曲線（如圖3-1所示）。b.分割器在低速運(yùn)轉(zhuǎn)以及重度負(fù)荷情況下使用的變等速度曲線（如圖3-2所示）。c.分割器在高速運(yùn)轉(zhuǎn)以及輕度負(fù)荷情況下使用的變梯形曲線（如圖3-3所示）。本液壓鎖檢測(cè)機(jī)旋轉(zhuǎn)工裝是在中高速運(yùn)轉(zhuǎn)以及中度負(fù)荷的情況下使用，所以采用變正弦曲線的弧面凸輪分割器[17]。1.1.2旋轉(zhuǎn)工裝機(jī)構(gòu)凸輪分割器的選型及其計(jì)算旋轉(zhuǎn)工裝及凸輪分割器的具體參數(shù)如下：（1）凸輪分割器的定位等分：=2；（2）凸輪分割器回轉(zhuǎn)和定位時(shí)間之比是1:1，那么回轉(zhuǎn)角度；（3）凸輪分割器每等分的回轉(zhuǎn)時(shí)間：s；（4）凸輪分割器的入力軸轉(zhuǎn)速：r/min；（5）分割器凸輪曲線選用正弦曲線，則；（6）回轉(zhuǎn)工裝尺寸：150mm,質(zhì)量=9Kg，半徑=75mm；（7）夾具質(zhì)量：1.5kg/組，數(shù)量：2組，整套質(zhì)量為=7Kg；（8）工件質(zhì)量：6.5Kg，數(shù)量：2個(gè)，工件質(zhì)量和為=13Kg（9）夾具固定于回轉(zhuǎn)工裝上直徑120mm處，=60mm。由以上參數(shù)可以計(jì)算凸輪分割器的選型：1)回轉(zhuǎn)工裝的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:2)夾具的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：3)工件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：4)總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：5)出力軸最大角加速度：6)靜扭矩：7)摩擦扭矩：8)凸輪分割器工作扭矩：由于分割器從靜止到回轉(zhuǎn)狀態(tài)之前未做功，因此=0；9)理論上，總慣性扭矩：10)入力軸總的慣性矩，安全負(fù)載因素f=1.5；11)分割器入力軸總慣性矩：是入力軸剛動(dòng)作時(shí)的負(fù)載扭矩，本液壓鎖自動(dòng)檢測(cè)機(jī)的分割器入力軸從靜止?fàn)顟B(tài)開始啟動(dòng)，所以=0；12)電動(dòng)機(jī)功率P的計(jì)算，若電機(jī)的效率是70%；W此計(jì)算結(jié)果是分割器剛啟動(dòng)時(shí)的功率和扭矩，當(dāng)分割器正?；剞D(zhuǎn)時(shí)，其所需要的功率及扭矩會(huì)小一些，即比啟動(dòng)功率和扭矩小。所以在選用電機(jī)功率和扭矩時(shí)，選擇稍比計(jì)算值大一些的電機(jī)就可以。本文選用臺(tái)州利祥的減速機(jī)型號(hào)為NMRV040減速比為1:40。13)通過分割器入力軸的扭矩，轉(zhuǎn)速等參數(shù)，采用分割器的入力軸扭矩要比其計(jì)算值大。為了節(jié)約成本，故選取入力軸扭矩大于11.49的冠華精工型號(hào)為GHH180.2的分割器（如圖3-4所示）。1-電動(dòng)機(jī)2-鏈條3-凸輪分割器4-回轉(zhuǎn)工裝5-夾具6-液壓鎖圖3-4液壓鎖旋轉(zhuǎn)用的凸輪分割器機(jī)構(gòu)圖1.2電動(dòng)機(jī)的選型1.2.1電機(jī)的分類電機(jī)的選型首先需要將電機(jī)的種類確定。電機(jī)的種類的劃分是多種多樣的，比如按工作電源種類可以分為直流電機(jī)和交流電機(jī)、按照用途又可分為驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制電機(jī)等等。上料機(jī)構(gòu)部分電機(jī)在經(jīng)濟(jì)適用的前提下，根據(jù)其功能要求選定為三相異步電動(dòng)機(jī)。在電機(jī)選型時(shí)，功率是最常用且最難確定的一個(gè)參數(shù)，對(duì)于非標(biāo)設(shè)備來說，做功形式更是五花八門，往往不能直接套用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的功率計(jì)算公式。非標(biāo)設(shè)備的工作周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電機(jī)發(fā)熱常數(shù)（通常大于20分鐘），因此對(duì)輸出功率做周期性變化的非標(biāo)設(shè)備，可先按平均功率來對(duì)電機(jī)選型。然后再進(jìn)行過載能力的校核。1.2.2電機(jī)選型的計(jì)算上料機(jī)構(gòu)的電機(jī)輸出的功率最終帶動(dòng)待加工缸筒做周期性的直線運(yùn)動(dòng)，因此其計(jì)算公式為：（3-1）式中，P——電機(jī)功率（KW）；k——工況系數(shù)或安全系數(shù)，一般取k=1.2~1.8；F——速度方向上的力（N）；v——速度（m/s）；η——總效率。客戶對(duì)設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍有要求，因此對(duì)各子系統(tǒng)的執(zhí)行元件的工作速度預(yù)設(shè)好，最終在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行驗(yàn)證，上料機(jī)構(gòu)處的齒輪運(yùn)動(dòng)速度初步定為0.1m/s。結(jié)合上料機(jī)構(gòu)的實(shí)際情況，可以得出速度方向上的力為缸筒與鏈條的摩擦力，取質(zhì)量最大的液壓鎖m=1.019KG，最大數(shù)量2個(gè)，齒輪與鏈條的摩擦系數(shù)μ=0.15。鏈條的運(yùn)動(dòng)速度為v=0.1m/s，安全系數(shù)k=1.8。η是上料機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分的總效率，由三部分組成，即減速器的效率η1=0.35、小鏈輪的效率η2=0.9和大鏈輪的效率η3=0.6。將以上數(shù)據(jù)代入式，得：（3-2）功率P=0.008KW<0.018KW，選擇Y2-631-2型電機(jī)即可滿足電機(jī)的型號(hào)初步確定后，還需要對(duì)過載能力進(jìn)行校核。校核公式：TLM——電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（）；k——余量系數(shù)，交流電機(jī)取0.9，直流電機(jī)取0.9~0.95；ku——電壓波動(dòng)系數(shù)0.85；KT——電機(jī)短時(shí)允許轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)，一般大于2.5，取KT=3；TN——電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（）。計(jì)算可知電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比等于2.2，即其中，kkuKT=0.9×0.85×3=2.295>2.2，即所選電機(jī)滿足要求。1.3油壓檢測(cè)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算根據(jù)液壓鎖的油壓檢測(cè)技術(shù)要求（1）檢測(cè)液壓鎖是否能正常打開，打開液壓鎖油缸的壓力不大于4Mpa，否則該液壓鎖是不合格產(chǎn)品。（2）檢測(cè)液壓鎖油缸是否漏油，持續(xù)5秒液壓鎖油缸壓力能保持4Mpa不降低。若不滿足要求，此產(chǎn)品為不合格。我們?cè)诘诙碌臅r(shí)候已經(jīng)通過比較兩種供壓方案，最終確定用氣液增壓泵給液壓鎖進(jìn)行供壓監(jiān)測(cè)。下面將對(duì)氣液增壓泵進(jìn)行詳細(xì)的研究計(jì)算選型。1.1.1氣液增壓泵的原理氣液增壓泵其實(shí)是柱塞泵，由兩位四通先導(dǎo)閥來控制相對(duì)往復(fù)動(dòng)作。氣液增壓泵利用連接在一起的小直徑液壓柱塞和大氣體活塞形成壓力比，從而輸出壓力。氣液增壓泵運(yùn)行，當(dāng)力達(dá)到平衡時(shí)，氣液泵就會(huì)停止。在出口壓力減小或者輸入的驅(qū)動(dòng)氣體壓力變大時(shí)，氣液泵就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。1.1.2氣液增壓泵的選型計(jì)算根據(jù)液壓鎖油壓檢測(cè)的技術(shù)要求，要用到4MPa的油壓。首先確定選用氣液增壓泵的牌子，本文采用濟(jì)南賽斯特SHINEEAS的氣液增壓泵。為了保守設(shè)計(jì)，本文采用氣液增壓泵最大出口壓力為20MPa型號(hào)的氣液增壓泵。由于工廠的氣壓站提供的氣壓是0.7MPa，想得到20MPa的液壓，由輸出液壓=增壓比