陶瓷托輥專用軸承套壓機(jī)設(shè)計

蘇杭 楊立潔 王桂梅 張華棟 李萌

摘 ?要：在Al2O3陶瓷托輥軸承套壓裝中，軸承套涂膠易向一側(cè)流失;壓裝力過大會損傷托輥，而壓裝力過小軸套壓裝強(qiáng)度不夠。針對以上問題，進(jìn)行Al2O3陶瓷托輥壓裝軸承套的專用設(shè)備設(shè)計。闡述了軸套專用壓機(jī)整體結(jié)構(gòu)，并對壓裝參數(shù)與壓裝力、滾珠絲杠功率等參數(shù)進(jìn)行計算，壓機(jī)底座、壓機(jī)頂板等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計做了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：陶瓷托輥 ?專用壓機(jī) ?結(jié)構(gòu)設(shè)計 ?壓裝參數(shù)

中圖分類號：TG56 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）06（c）-0074-02

托輥是帶式輸送機(jī)使用的重要部件，占1臺帶式輸送機(jī)總成本的35%，承受70%以上的阻力，因此托輥對輸送機(jī)起到關(guān)鍵性作用。目前皮帶輸送機(jī)大多使用傳統(tǒng)的鋼制托輥，其價格低廉、制造簡單，但易磨損、腐蝕，使用周期短，影響生產(chǎn)效率，進(jìn)而增加生產(chǎn)成本[1]。陶瓷托輥具有硬度高、耐磨、耐腐蝕性強(qiáng)、壽命長等優(yōu)點[2]，運轉(zhuǎn)過程中與輸送帶的摩擦力小，高效節(jié)能。但陶瓷材料硬度高、脆性大，加工難度大，壓裝軸承套時同軸度和壓裝力是關(guān)鍵問題[3]。

在實際Al2O3陶瓷托輥軸承套壓裝中，軸承套涂膠易向一側(cè)流失;壓裝力過大會損傷托輥，而壓裝力過小軸套壓裝強(qiáng)度不夠且生產(chǎn)效率較低。針對以上問題，亟需設(shè)計研發(fā)一款新型陶瓷托輥軸承套壓機(jī)以滿足生產(chǎn)需求。具體參數(shù)：（1）托輥材質(zhì)：Al2O3;（2）托輥長度：300～1200mm;（3）托輥直徑：80～160mm;（4）毛坯厚度：25mm;（5）膠水種類：陶瓷專用AB膠;（6）升降臺移動速度：Vmax=20mm/s。

1 ?壓機(jī)整體機(jī)構(gòu)方案設(shè)計

陶瓷托輥壓裝軸承套與鋼質(zhì)托輥不同[4]，在保證同軸度的前提下，陶瓷托輥軸承套壓機(jī)采用垂直壓裝工藝，底座采用與托輥內(nèi)徑相當(dāng)?shù)陌纪古_以固定輥子的壓裝位置，并采用一對氣缸抓手夾持輥子，防止輥子竄動，起到推心作用;升降臺壓裝機(jī)構(gòu)，采用一對氣缸夾持輥子，以保證同心度;陶瓷專用AB膠水混合后分別涂抹在托輥內(nèi)壁與軸套外部，厚度≤0.3mm;為保證壓裝效率，一臺壓裝機(jī)采用4組相同的壓裝設(shè)備;為保證壓機(jī)適合于各種型號輥子的壓裝工作，特設(shè)計升降臺機(jī)構(gòu)以適用于各長度的輥子。陶瓷托輥專用軸套壓機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

壓機(jī)工作過程：依據(jù)托輥的長度調(diào)整升降機(jī)構(gòu)7→人工放置坯料→推心固定機(jī)構(gòu)8進(jìn)行對中固定→人工對托輥上部與軸套抹膠→軸承套放入托輥上部→進(jìn)行壓裝→壓裝完成→氣缸泄壓→人工卸料→進(jìn)入下一循環(huán)。

2 ?壓裝參數(shù)的確定及功率的計算

2.1 壓裝力的確定

因陶瓷托輥具有脆性高、硬度大的特點，軸承套與托輥間間隙配合，間隙δ=1mm;軸承套外側(cè)與托輥內(nèi)壁均涂膠，單層膠水厚度h=0.3mm;膠水總厚度為H，H>δ。通過實驗得出：當(dāng)壓裝力為1800N時，壓裝軸承套效果好。

2.2 升降臺功率及相關(guān)參數(shù)的計算

3 ?陶瓷托輥壓機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計研究

3.1 壓裝機(jī)構(gòu)

如圖2所示，壓裝機(jī)構(gòu)包括壓裝氣缸、壓裝凸臺、緩沖裝置3部分。壓裝機(jī)構(gòu)固定于升降機(jī)構(gòu)四邊的中心位置，位于推心機(jī)構(gòu)中間。

3.2 底座機(jī)構(gòu)/整體框架

壓機(jī)框架由壓機(jī)底座、壓機(jī)頂板等組成。底座尺寸根據(jù)陶瓷托輥、夾緊機(jī)構(gòu)以及氣缸的大小尺寸確定為920mm×920mm，其四周留有溝槽用于底部夾持工件的夾緊機(jī)構(gòu)的自由滑動與固定。

壓機(jī)頂板主要起到固定4根立柱與絲杠的作用，尺寸為78cm×78cm，采用輕量化設(shè)計，其結(jié)構(gòu)如圖3所示（十字交叉筋加固）。

4 ?結(jié)語

根據(jù)目前陶瓷托輥生產(chǎn)設(shè)備陳舊落后的現(xiàn)狀，應(yīng)企業(yè)的要求，設(shè)計開發(fā)了陶瓷托輥專用軸承套壓機(jī)，設(shè)計為立式壓裝方式，使壓裝質(zhì)量得到了很大的提升，采用緩沖壓裝方式，減小了工件的破損率，采用單機(jī)四壓的結(jié)構(gòu)，提高了生產(chǎn)效率，并且建立了壓機(jī)的三維模型，繪制出了其二維圖紙，樣機(jī)已加工完成，現(xiàn)已投入使用，其操作簡單、壓裝質(zhì)量高，對企業(yè)的生產(chǎn)效率有很大的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉廣建，韓偉.非金屬托輥的研究應(yīng)用現(xiàn)狀[J].煤礦機(jī)械，2013，34（9）：214-215.

[2] 李世樂.框架式壓裝機(jī)機(jī)身輕量化及參數(shù)化應(yīng)用研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2014.

[3] 張永紀(jì)，李文韜.簡易托輥壓裝機(jī)設(shè)計與應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2011（5）：37-38.

[4] 張發(fā)展，郝兵，聶明.輥壓機(jī)輥套的過盈量、圓柱銷計算及實例應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2010，38（3）：69-72.