擠磚機(jī)絞刀主軸的受力分析1擠出壓力擠出壓力是擠磚機(jī)產(chǎn)量、擠出壓力。功率云者關(guān)系中的個(gè)極為重要的技術(shù)參數(shù)。擠出壓力表示了擠磚機(jī)的工作能力和對(duì)原料及制品適應(yīng)范圍,在擠磚機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中被作為項(xiàng)主要技術(shù)參數(shù)列入其中。
1.1垣體的形成泥料在雙線絞刀的推力作用下,經(jīng)機(jī)頭進(jìn)入機(jī)口通道時(shí)若機(jī)口裝有不同孔型斷面的芯具時(shí),即呈現(xiàn)出該孔型斷面芯具通道形狀,實(shí)必磚無(wú)芯具,其被擠出的遠(yuǎn)體斷面符合機(jī)口芯具最終斷面的形狀,即我們預(yù)先所設(shè)計(jì)要求的孔型斷面的巧體形狀。完成了成型過(guò)程。
1.2擠出壓力的形成在泥料脫離雙線絞刀進(jìn)入機(jī)頭,經(jīng)機(jī)口直至被擠出預(yù)先設(shè)計(jì)好的孔形斷面的述條,其整個(gè)過(guò)程可視為是種純壓力驅(qū)動(dòng)泥頂泥的移動(dòng)。這驅(qū)動(dòng)原理就如水龍頭開啟后出現(xiàn)的水流,這種流動(dòng)由于上流壓力高于水龍頭壓力而產(chǎn)生。而泥料經(jīng)機(jī)口被擠成巧體也是由于機(jī)頭入口壓力大于機(jī)口出口壓力而產(chǎn)生。由于泥料進(jìn)入機(jī)頭后受到壓縮因而產(chǎn)生與機(jī)頭。機(jī)口內(nèi)壁的摩擦力,泥料顆粒間內(nèi)聚集的摩擦力抖及芯具通道產(chǎn)生的摩擦阻力等等。為克服達(dá)些阻力,需要有定的壓力迫使泥料從芯具機(jī)通道擠出。這個(gè)壓力就是通常所說(shuō)的擠出壓丸也稱為成型壓丸擠出壓力由于上述原因所產(chǎn)生而并不是擠磚機(jī)自身而產(chǎn)生的。
擠磚機(jī)只要能產(chǎn)生并承受由最大擠出壓力阻力所造成的負(fù)荷而不被破壞即可滿足要求。
1.3壓力的傳遞在壓力驅(qū)動(dòng)泥料向機(jī)方向擠出的同姑壓力也向反方向傳遞作用力與反作用力,經(jīng)封閉段絞刀、泥缸傳至暖料段絞刀化由于受料段絞刀篦在受料箱化為敞開狀態(tài),并與大氣溝通因而壓力傳到此處得到釋放壓力為零從而也就產(chǎn)生返泥現(xiàn)象。
1.4化力曲線的分布由于受料段絞刀設(shè)置在受料箱內(nèi),為敞開狀態(tài),因而其壓力為零在真空狀態(tài)下壓力為負(fù)值見(jiàn)圖1;從封閑段絞刀開始向擠出方向壓力逐漸提高,到泥料脫離雙線絞刀進(jìn)入機(jī)頭入變?yōu)榧冏懔︱?qū)動(dòng)時(shí),此處的壓力最高;從機(jī)頭入至機(jī)出口壓力逐漸降反在出機(jī)口之前還保持定的壓力,出機(jī)日后瞬間釋放為零壓。
壓力曲線表示的是絞刀在推進(jìn)泥料擠出過(guò)程中,絞刀組即主軸的受力狀態(tài),及泥料在泥缸、機(jī)頭、機(jī)口的壓力分布。分析其絞刀組的受力,不僅可準(zhǔn)確的對(duì)軸、軸承等其它零件的強(qiáng)度及壽命校核,而且可設(shè)計(jì)出更合理、更經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)。分析泥料在泥缸、機(jī)頭、機(jī)口的壓力分布,可更好地解決擠出成型時(shí)出現(xiàn)的些問(wèn)題。
1.4產(chǎn)生擠出阻力的因素a原料的性質(zhì)。顆粒級(jí)配粗的原料占比例多,阻力大,反么則小即塑性指數(shù)高相對(duì)阻力小,塑性指數(shù)低相對(duì)阻力大。
心含水率的影響。原料含水率低阻為大,反之貝1]小即硬塑成型阻力大,軟塑成型阻力小。
壓縮比。壓縮比大阻力大,反之則小。所謂壓縮比是指絞刀直徑與被擠出巧體實(shí)際斷面空屯、磚去掉空洞部分之比。如大直徑擠磚機(jī)擠單條,壓縮比值應(yīng)小于7,大于7時(shí)應(yīng)考慮擠雙條或多條。
1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。機(jī)頭內(nèi)壁過(guò)渡曲線形狀順暢,機(jī)口的角度合理阻為小,反之則大;機(jī)頭、機(jī)口長(zhǎng)阻力大,反之則??;絞刀組自身壓縮比大,封閉段絞刀圈數(shù)多阻力大反之則小化絞刀組自身壓縮比大及封閉段絞刀圈數(shù)多造成的阻力為輸送阻力。
6.潤(rùn)滑。機(jī)頭。機(jī)口及蒼具有潤(rùn)滑時(shí)阻力小,反之則大。
£芯具通道的疏密??讛?shù)少、孔洞率高、芯具通道疏時(shí)則阻力小如孔洞率43尺寸240XX240的大S孔空如磚??锥磾?shù)多。孔洞率高。芯具通道密時(shí)阻力大如36個(gè)矩形孔,孔洞率客。對(duì)不同制品及質(zhì)量的要求。生產(chǎn)高質(zhì)量、商標(biāo)號(hào)磚阻力大,反之則小。
細(xì)致分析產(chǎn)生阻力大小的每個(gè)因素,針對(duì)不同的原料、制品、燒成王藝,科學(xué)合理的選擇數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)配置對(duì)擠磚機(jī)設(shè)計(jì)、銷售抖及實(shí)際生產(chǎn),有著很重要的實(shí)際意義。也就是說(shuō),種配置定型的擠磚機(jī)要適應(yīng)成百上千個(gè)磚廠是不可能的,必須針對(duì)該磚廠實(shí)際情況進(jìn)行某些適當(dāng)?shù)男薷恼{(diào)整才能真正做到節(jié)能、經(jīng)濟(jì)。
1.6壓力的測(cè)定1.6.1壓力表測(cè)定壓力表測(cè)定成型壓力是擠磚機(jī)最常用的種測(cè)量方法,見(jiàn)圖2.其原理是將帶傳感器的壓力表,安裝在設(shè)置距機(jī)頭入口10,1,處的表座上。泥料擠出時(shí)靠其側(cè)壓力頂向與傳感器相連接的橡膠觸頭,經(jīng)傳感器推動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng),指針?biāo)副肀P位置的刻度值即是擠出壓力值。壓力表測(cè)定擠出壓力雖然很簡(jiǎn)單,但在實(shí)際生產(chǎn)中擠磚機(jī)很少裝有壓力表,這主要與壓力表的壽命有關(guān)。連接橡膠觸頭及表針的傳感介質(zhì)是油,雖然油的壓縮量很小萬(wàn)分之五,可視為剛化但橡膠觸頭的材質(zhì)不過(guò)關(guān),彈性差,幾次擠壓后就不能恢復(fù)原位,使得密閉管路中油腔容積發(fā)生變化,出現(xiàn)表針不能恢復(fù)零位或損壞,失去作用。因而帶傳感器的壓力表還須在設(shè)計(jì)及制造質(zhì)量上下工夫。從引進(jìn)的擠磚機(jī)設(shè)備看,國(guó)外的壓力表質(zhì)量要好于國(guó)產(chǎn)晚其壽命般年上或更長(zhǎng)。
目前磚廠生產(chǎn)中擠出壓力的掌握主要是憑經(jīng)驗(yàn)。用手感。眼觀的方法,估計(jì)原料干濕程度適當(dāng)加水,最后根據(jù)擠出濕泣的質(zhì)量進(jìn)行加水調(diào)整。
高壓潤(rùn)滑系統(tǒng)工作原理見(jiàn)圖3,如圖所示電動(dòng)機(jī)11帶動(dòng)油粟10,二位二通電,8為常開狀態(tài),此時(shí)高壓擱滑系統(tǒng)處于低壓卸荷狀態(tài)。當(dāng)二位二通電磁閥8帶電為巧合狀態(tài)時(shí),油經(jīng)單向閥5進(jìn)入配油板4經(jīng)節(jié)流1、2、3、4、5.6.7,8進(jìn)入機(jī)入。電接點(diǎn)壓力表1壓力衷;2―機(jī)頭7為潤(rùn)滑系統(tǒng)調(diào)定壓力壓力的調(diào)定是靠溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。若擠出壓力超過(guò)或低于調(diào)定,丸則電接點(diǎn)巧力表發(fā)出訊號(hào),提示操作者注:關(guān)閉5、6、7、8節(jié)流口扁篼壓潤(rùn)滑系統(tǒng)中的系統(tǒng)壓力即是此時(shí)的擠出壓化開啟5、6、7、8節(jié)流則是機(jī)壓力。高壓潤(rùn)滑系統(tǒng)適合硬塑成型。
1機(jī)頭;2機(jī)口;3截止節(jié)流閥;4配油板;5單向閥;6―截止閥;7―電接點(diǎn)壓力私8―二位二通電端閥;9溢流閥;10~油冢;11電動(dòng)機(jī)成型壓力顯示及報(bào)警系統(tǒng):當(dāng)原料確定,絞刀壓縮比。泥缸。機(jī)頭。機(jī)、芯具等技術(shù)參數(shù)成定值時(shí),生產(chǎn)中擠出壓力的高低主要取決于原料的含水率。原料含水率低,則擠出壓力高;原料含水率高,則擠出壓力小。由于泥料在擠出時(shí)產(chǎn)生的擠,力直接與機(jī)頭、機(jī)口處壓力油相互作用,潤(rùn)滑系統(tǒng)壓力的高低取決于擠出壓丸擠出壓力贏油受到壓縮貝驚統(tǒng)壓力該反之則相反。因此,潤(rùn)滑系統(tǒng)壓為表的讀數(shù),即是此時(shí)擠磚機(jī)的擠出壓力。
1.6.2貫入儀測(cè)壓貫入儀是用于磚廠生產(chǎn)者現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)遠(yuǎn)體的成型壓力從而了解成型水分,達(dá)到保證泣體質(zhì)量的種簡(jiǎn)易、快速的測(cè)量方鹼貫入儀的結(jié)構(gòu)及原理見(jiàn)圖4.該儀器由殼體。彈,、活塞、指示環(huán)等酵成。活塞探頭端面受載,通過(guò)活傳至彈孺彈,受壓帶動(dòng)殼體推動(dòng)指示環(huán)沿活塞向受力相反方向移動(dòng),在活塞刻度上留下個(gè)讀數(shù),該讀數(shù)與活塞所受壓強(qiáng)有著直接相關(guān)關(guān)系。用于還體測(cè)試時(shí),活塞讀數(shù)即貫入強(qiáng)度表示了巧體成型壓力。該貫入強(qiáng)度隨還體含水率變化而變化遠(yuǎn)體含水率低述體祗測(cè)得讀數(shù)大,即擠出壓力高,反之則相反因化通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法,建立貫入強(qiáng)度與巧體含水率的相關(guān)曲線,即貫入度曲線見(jiàn)圖5.在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,依靠貫入儀及貫入曲絕就能夠隨時(shí)測(cè)得巧體的含水率。
1探頭;2―刻巧;3―活塞;4_刻度,5_指示環(huán);6_彈著;7_殼體貫入儀使用方法:在磚生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),取遠(yuǎn)體至二±央在拓體大面垂直于擠出方向的面均勻取云到四個(gè)測(cè)點(diǎn)將貫入儀垂直緩慢頂入表面至活塞探頭刻線化輕輕拔化測(cè)取讀撒取平均值即為泣體的擠出壓力。再根據(jù)貫入度曲線,找出相對(duì)應(yīng)讀數(shù)的含水量,即是遠(yuǎn)體的含水率。
2絞刀主軸的受力分析根據(jù)壓力曲線分布作出相應(yīng)的主軸受力分析見(jiàn)圖6.從主軸受力圖中可抖看出,主軸受著下幾個(gè)力:,絞刀軸在封閉段承受著泥料的壓力即徑向力口。,軸向力化推動(dòng)泥料向前移動(dòng)所需要的扭矩[,;絞刀和軸自重所產(chǎn)生的重力四種不同的力使主軸受到壓、扭。彎蘭種力的聯(lián)合作用。
2.1對(duì)四種受力的認(rèn)識(shí)分析2.1.1對(duì)徑向力的認(rèn)識(shí)和分析從主軸受力分析圖6中可W看出,徑向?yàn)镻n是絞刀在工作中產(chǎn)生的。當(dāng)絞刀和泥缸充滿泥料時(shí),絞刀軸即主軸圓周方向受到大小相等方向相反的徑向力,根據(jù)作用力與反作用力原理,其力相互抵消。在對(duì)軸及軸承進(jìn)行校核時(shí)徑向力可忽略不計(jì)。
a由不同軸度誤差引起的附加徑向力。制造和安裝產(chǎn)生的泥缸與主軸同軸度的誤差即減速機(jī)或起支點(diǎn)作用的軸承座與受料箱中必的誤差會(huì)引起主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生劃圈現(xiàn)象。所謂劃圈?,F(xiàn)象如圖7所示。圖73為同軸度誤差為零時(shí)的理想狀態(tài),絞刀軸旋轉(zhuǎn)時(shí)其回轉(zhuǎn)直徑與泥缸襯套圓周間隙相等,其側(cè)壓力即徑向力大小相等,方向相反,作用力相互抵消。圖化所示,當(dāng)絞刀軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生。劃圈劃圈的軌跡是個(gè)圓,最大直徑是在雙線絞刀處時(shí),出現(xiàn)絞刀軸回轉(zhuǎn)直徑與泥缸襯套不同軸度,當(dāng)絞刀逐漸轉(zhuǎn)到距泥缸內(nèi)壁最小位置即偏屯、最大化泥料瞬間受到壓縮,壓力,大此時(shí)其相對(duì)應(yīng)的另面間隙加,壓力瞬間降民產(chǎn)生壓力差,該壓力差即是附加徑向力。由于主軸在泥缸內(nèi)彈性變形和調(diào)必量很小,為使側(cè)壓力徑向壓力保持平衡,只能從薄弱的地方通過(guò)擺動(dòng)泥缸來(lái)調(diào)整間隙,實(shí)現(xiàn)徑向力的平衡。反之,當(dāng)絞刀轉(zhuǎn)到另對(duì)應(yīng)位置時(shí),同樣產(chǎn)生上述現(xiàn)象。無(wú)數(shù)次的重復(fù)上述過(guò)程,便產(chǎn)生泥缸擺動(dòng)即搖頭。
由副葉小于18,°引起的附加徑向力。圖83中副葉大于或等于1撕°。大于或等于1撕°的副葉絞刀與主絞刀螺旋組成的雙線絞刀形成合力,能夠平穩(wěn)致的將泥料擠出機(jī)口。若為減少阻力將雙線絞刀副葉做成小于化0°結(jié)構(gòu)如圖8b雖然實(shí)際使用中能提高定質(zhì)量其實(shí)是種誤區(qū),則雙線絞刀端面合力失去平衡,出現(xiàn)偏差和力矩,產(chǎn)生徑向位移,形成附加徑向力。原理同由不同軸度誤差引起的附加徑向力樣,江同軸度誤差為零時(shí)的理想扶態(tài)b同軸度誤差較大化產(chǎn)塵劃圈最終導(dǎo)致泥缸擺動(dòng)即搖頭現(xiàn)象產(chǎn)生。有關(guān)副葉角度參3―副葉大于或等于化0°;1―副葉小于1撕°依據(jù)主軸所受徑向力的分析和認(rèn)識(shí),目前擠磚機(jī)主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有2種,種是剛性結(jié)構(gòu),另種是浮動(dòng)結(jié)構(gòu)。前者主軸為根通軸如圖9,后者則是主軸分為兩截,截固定,截浮動(dòng)如圖1化不管是那種結(jié)構(gòu)都可抖視為是端固定的懸臂梁。現(xiàn)對(duì)2種結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣進(jìn)行比較。
主軸剛性結(jié)構(gòu)如圖9所示,該結(jié)構(gòu)主軸是根長(zhǎng)軸,絞刀內(nèi)孔套的軸上,傳遞扭矩的連接為切向鍵或是平鍵,也有將軸和絞刀內(nèi)孔加工成六方形或8方形等結(jié)構(gòu)。
附加徑向力對(duì)主軸剛性結(jié)構(gòu)的影響:附加徑向力嚴(yán)重時(shí),不僅造成泥缸的擺動(dòng),影響擠出時(shí)巧體成型的穩(wěn)定性及制品質(zhì)量,而且超過(guò)軸的彈性變形和軸承姐的微調(diào)量時(shí)即3字頭軸承與9字頭軸組合,會(huì)在安裝3字頭軸承的軸肩處出現(xiàn)交變載荷,長(zhǎng)期交變載荷作用會(huì)使軸肩局部產(chǎn)生疲勞,最終導(dǎo)致主軸斷裂。
主軸剛性結(jié)構(gòu)的不足:剛性結(jié)構(gòu)主軸般較長(zhǎng),長(zhǎng)度約在3,1抖上,軸上設(shè)計(jì)有鍵槽、軸臺(tái)等,因而,加工工序多要求精度高。成本高,特別是較長(zhǎng)軸的調(diào)質(zhì)處理,許多磚機(jī)械審_造廠由于無(wú)相應(yīng)的熱處理設(shè)備,很難按,紙技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,因而,失去調(diào)質(zhì)處理工麻導(dǎo)致主軸綜合機(jī)械性能降低,影響了產(chǎn)品質(zhì)量。
再加上同軸度誤差及附加徑向力形成的交變載荷,使主軸的壽命下降。
浮動(dòng)式主軸結(jié)構(gòu)如圖1,所示。浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)與剛性結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于主軸被分?jǐn)酁閮山氐诮爻蔀閭鲃?dòng)軸主軸,經(jīng)聯(lián)軸器與減速機(jī)輸出軸連接,伸在受料箱內(nèi),長(zhǎng)度為1.21.5個(gè)直徑;第二截為浮動(dòng)軸。兩根軸由六方形內(nèi)孔的受料絞刀的教套連接,負(fù)責(zé)扭矩的傳遞,其余排列好的多節(jié)絞刀安裝在浮動(dòng)軸上。
附加徑向力與浮動(dòng)軸結(jié)構(gòu):由于絞刀內(nèi)孔與軸的配合為間隙配合,其間隙按比例到雙線絞刀處得到放大,即浮動(dòng)量。在主軸受到附加徑向力產(chǎn)生不平衡時(shí),在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)會(huì)做徑向位移自動(dòng)浮動(dòng)調(diào)節(jié)原理見(jiàn)同軸度誤差段落,使絞刀軸的附加徑向力趨于零,消除了泥缸擺動(dòng),解決了擠出時(shí)搖頭現(xiàn)象。有些磚機(jī)械制造廠采用浮動(dòng)軸結(jié)構(gòu),其原理就在于此。
浮動(dòng)軸結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn);不僅主軸的受力狀態(tài)好,消除了附加徑向力對(duì)主軸的影響;而且結(jié)構(gòu)合理,解決了剛性主軸的不足,克服了因長(zhǎng)軸調(diào)質(zhì)和必須有加長(zhǎng)車床設(shè)備的困難;降低加工費(fèi)用及軸料價(jià)格,消除了擠出時(shí)不穩(wěn)定因素,提高了巧體質(zhì)量。但要注意浮動(dòng)軸在運(yùn)轉(zhuǎn)刖應(yīng)待受料箱內(nèi)充滿定量的泥,起到浮動(dòng)支承后方可開機(jī),否則,易出現(xiàn)機(jī)械事故。
浮動(dòng)軸的延伸:浮動(dòng)軸的延伸結(jié)構(gòu)有兩種,種是浮動(dòng)軸次延伸;另種是浮動(dòng)軸二次延伸。次延伸結(jié)構(gòu)減少了零部件的加王量,降低成本二次延伸結(jié)構(gòu)不僅保留次延伸結(jié)構(gòu)特點(diǎn),而且使整機(jī)更加緊湊、合理成本大大降低。由于篇幅所限本文不能作詳細(xì)介紹。
2.2對(duì)重力的認(rèn)識(shí)和分析重力是由絞刀和軸自重產(chǎn)生的。在擠磚機(jī)未工作麻我們可清楚的看到處于懸臂狀態(tài)的絞刀軸由于自重的原鍰自然下垂大約13這變形是屬于正常的彈性變形范圍。雖然重力使主軸產(chǎn)生彎曲應(yīng)丸但絞刀軸在擠出過(guò)程中,四周受到壓力相同、方向相反的徑向丸力化絞刀與泥缸間隙中泥料形成的浮動(dòng)支承,使絞刀軸自動(dòng)處于對(duì)中狀態(tài)。主軸所受重力影響的彎曲應(yīng)力也隨之自然抵消,重力使主軸產(chǎn)生彎曲應(yīng)力可忽略不計(jì)。
3對(duì)軸向力的認(rèn)識(shí)和分析擠出壓力表示了擠磚機(jī)的工作能力和適應(yīng)范圍。
擠出壓力實(shí)際上就是絞刀軸所受的軸向力,軸向力是擠磚機(jī)所受力中最為重要的個(gè)力?,F(xiàn)階段它更應(yīng)該引起人們?cè)O(shè)計(jì)者和用戶的高度重視。
軸向力是由兩部分組成。是由擠出壓力形成的軸向力;二是由動(dòng)載荷產(chǎn)生的附加軸向分量壓力。
擠出壓力形成的軸向力:從受力分析圖中可看出,擠出壓力戶/作用在整個(gè)雙線絞刀的端面止其大小與機(jī)頭長(zhǎng)短、足縮比大小、原料的物理性能。含水率高低等有直接關(guān)系。
動(dòng)載荷產(chǎn)生的附加軸向力壓力戶2有:泥料向前移動(dòng)時(shí),泥缸襯為防止泥料的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切阻力;特別是斷續(xù)型絞刀組處的泥料阻力;阻泥棒處的阻力;生產(chǎn)時(shí)由于原料的物理性能和含水率的變化而瞬間提高擠出壓力等。
總軸向力戶=戶。/戶2,即擠出壓力加附加軸向壓丸其中擠出壓力是主要的。
多年來(lái),我國(guó)制磚行業(yè)主要是抖軟塑成型為主,硬塑成型很少。且軟塑成型的擠出壓力也是在最低線附近35心8£/12.為配合國(guó)家墻改革新工作,適應(yīng)各種原料制磚及制品種類許多磚機(jī)械制造廠都提高了擠磚機(jī)的擠出壓力。擠磚機(jī)的工作能力實(shí)際上就是擠出壓力的提高和相關(guān)技術(shù)的配套。擠出壓力提高到12221§£/2即軟塑成型的上線;硬塑成型的下線基本可抖滿足生產(chǎn)多孔磚、空屯、磚的要求。
擠出壓力的提高意味著軸向力的,大,因而對(duì)推力軸承的承載能力有較高要求。作用在推力軸承上總、的軸向推力=戶2,即戶=機(jī)頭壓力吟擠出壓力乘絞刀橫斷面積2求得。
=戶1十戶2=式中戶總軸向推丸1皆/,12;戶擠出壓力乘抖絞刀橫斷面積;凸_絞刀直徑11;戶/―擠出壓力,心爸£/,;戶2附加軸向力;附加軸向力戶2的確定:擠出時(shí)由于動(dòng)載荷產(chǎn)生的附加壓力的軸向分量,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),壓縮型絞刀巧高壓力成型時(shí),2取大值,低壓力成型戶2取小值或忽略不計(jì)。
泥料在脫離雙線絞刀進(jìn)入機(jī)頭變?yōu)榧儔毫︱?qū)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)壓力在將泥料擠出機(jī)口的同化由于作用力等于反作用力,這種壓力也作用于雙線絞刀整個(gè)端面上,再加上附加軸向壓力,推力軸承承受著很大的軸向力。
所推力軸承的正確設(shè)計(jì)和尺寸選唐對(duì)擠磚機(jī)無(wú)故障操作至關(guān)重要。
推力軸承的壽命般采取下列公式計(jì)算:式中L額定壽命106r;額定動(dòng)負(fù)荷,N;戶當(dāng)量動(dòng)負(fù)疏N;£壽命指數(shù)對(duì)球軸承£=3;對(duì)滾子軸承5=姐目前,主軸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有兩種形式:種主軸承受軸向力;種主軸不承受軸向力。下對(duì)兩種不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、比較。
主軸承受軸向力結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)軸承組3字頭雙列向也、滾子軸承與9字頭推力滾子軸承的組合安裝在主軸上,兩軸承間裝有由兩半環(huán)組成的卡套。力的傳遞是,當(dāng)擠出壓力反作用于雙線絞刀端面,絞刀軸受到軸向力的作用后,帶動(dòng)卡套傳遞到推力滾子軸承,經(jīng)軸承套。受料箱最終傳到地腳。軸向力是經(jīng)過(guò)主軸帶動(dòng)卡套傳遞到推力滾子軸承的,因而主軸受到軸向力。
由于篇幅所限本文不能作詳細(xì)介紹。
主軸不承受軸向力結(jié)構(gòu)略對(duì)于主軸承受軸向力的主軸,由于軸向力的方向永遠(yuǎn)是向后的,因而,對(duì)于使用夾殼聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)的主軸與減速機(jī)輸出軸采用夾殼聯(lián)軸器連接傳遞扭矩,長(zhǎng)期工作會(huì)使減速機(jī)輸出軸在軸向力的作用下,后軸承受力加大,壽命降低。
主軸不受軸向力結(jié)構(gòu)可抖適應(yīng)各種形式的聯(lián)軸器連接,傳遞扭矩,均不會(huì)對(duì)減速機(jī)造成影響。
4對(duì)扭轉(zhuǎn)巧的認(rèn)識(shí)和分析在前面壓力形成中講到,為克服擠出時(shí)產(chǎn)生的阻丸需要有定的壓力迫使泥料從芯具通道中擠出,遠(yuǎn)個(gè)迫使泥料擠出的壓力轉(zhuǎn)換到擠磚機(jī)中實(shí)際上是種扭轉(zhuǎn)矩。從受力分析圖圖6中可抖看出主軸受到4個(gè)力,又寸徑向力、重力的認(rèn)識(shí)和分析得出結(jié)論,其力相互抵消,可忽略不計(jì)。軸向力的重要性已講過(guò),那么,主軸所承受的另個(gè)力就是扭轉(zhuǎn)矩,即在定軸向力的作用下所承受的扭轉(zhuǎn)矩不受軸向力的主軸承受的是純扭矩。
扭矩是根據(jù)功率計(jì)算出來(lái)的。功率是根據(jù)產(chǎn)量、擠出還力、功率蘭者關(guān)系的公式計(jì)算出來(lái)的。當(dāng)功率確定之后,就可按材料的強(qiáng)度理論計(jì)算軸直徑和校核。
軸受扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算:當(dāng)軸受轉(zhuǎn)矩7時(shí)見(jiàn)圖。,扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力在橫剖面上的分布是其最大剪應(yīng)丸產(chǎn)生在軸的表面上其強(qiáng)度條件為式中,―傳遞軸的轉(zhuǎn)矩N.;Wp抗扭剖面系數(shù),對(duì)于實(shí)屯、軸,WpA0.2d3;[勺許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力;主軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的剛度條件:經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核確定出主軸直徑,也就是說(shuō)軸直徑滿足了強(qiáng)度條件,但也不能完全能保證正常工作。因?yàn)椋S在受扭矩時(shí)若產(chǎn)生過(guò)大變,會(huì)影響機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)精度,特別是在重載啟動(dòng)時(shí)擠磚機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)重載停車超載啟動(dòng)會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。所抖,對(duì)主軸除了要求具有足夠的強(qiáng)度外,還應(yīng)有足夠的剛度,主軸扭轉(zhuǎn)剛度條件為。urL式中《1扭轉(zhuǎn)角般傳動(dòng)軸為化51°;r―扭矩;1―軸長(zhǎng)度;6剪切彈性模量常數(shù);/圓軸截面的極貫矩常數(shù)。
當(dāng)軸受扭轉(zhuǎn)必了時(shí)見(jiàn)圖11,在橫剖面上其最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力1,產(chǎn)生在軸的表面上。經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)剛度條件的分析,可抖得出下述結(jié)論:同樣條件短軸剛度好,短軸結(jié)構(gòu)要好于長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)。
從對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核后所選的軸直徑來(lái)看,我們與國(guó)外有定差距,這種差距是計(jì)算差異還是熱處理手段落后,或是經(jīng)驗(yàn)不足還說(shuō)不太清楚。下面進(jìn)行組數(shù)據(jù)對(duì)比:如美國(guó)某型號(hào)磚機(jī),其絞刀直徑500/主軸最大直徑是170材料為1040鋼,相當(dāng)于我國(guó)40囔最大擠出壓力401姑/2,轉(zhuǎn)速%1/ kW.按我們的強(qiáng)度校核公式,計(jì)算出的軸直徑170,1根本通不過(guò),而引進(jìn)的磚機(jī)主軸就是這么大的直徑,使用至今也無(wú)事。而我國(guó)設(shè)計(jì)的胚150/4520型制磚化其絞刀直徑是500八50,主軸最大直徑是185,1,采用45鋼,最大擠出壓力據(jù)說(shuō)明我們?cè)谀承╊I(lǐng)域還落后,仍須努力提高。
眾所周知,/化7這個(gè)比值表示的是絞刀軸前后軸承之間距離レ與前軸承懸臂長(zhǎng)度Ll之比如圖12所示。該比值是設(shè)計(jì)擠磚機(jī)主軸長(zhǎng)度的個(gè)基本參數(shù),多年來(lái)延續(xù)至今。為保證絞刀軸工作的平穩(wěn)性,兩軸承支點(diǎn)距離,自然是越長(zhǎng)越好,但距離太長(zhǎng),意味著主軸長(zhǎng)度加長(zhǎng),使擠磚機(jī)外形尺寸和重量增加,很不經(jīng)濟(jì)。若兩軸承支點(diǎn)距離過(guò)短,則懸臂段長(zhǎng),燒度大,會(huì)使絞刀運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn),嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生泥缸搖頭現(xiàn)象。
岡雌結(jié)構(gòu)。浮動(dòng)軸結(jié)構(gòu)與L2/Ll化7的關(guān)系對(duì)于由根長(zhǎng)軸構(gòu)成的剛性結(jié)構(gòu)來(lái)講,L2/レ0.7必須如此否則,主軸工作時(shí)由不同軸度誤差和副葉小于1撕°引起的附加徑向力會(huì)增加主軸的不穩(wěn)定,這是由于剛性結(jié)構(gòu)主軸是根長(zhǎng)軸,無(wú)調(diào)整環(huán)節(jié),當(dāng)附加徑向力產(chǎn)生時(shí),靠的是的長(zhǎng)度和調(diào)屯、軸承的調(diào)也、量來(lái)調(diào)整附加徑向力引起的偏移。當(dāng)附加徑向力引起的偏移量超過(guò)上述兩環(huán)節(jié)的調(diào)整量時(shí),則會(huì)增加主軸不穩(wěn)定。
從實(shí)際情況看諸多擠磚機(jī)中即使/化7,也很難保證泥缸不搖頭。
對(duì)于浮動(dòng)軸結(jié)構(gòu)來(lái)講2/.0.7的比值可抖縮小。而對(duì)浮動(dòng)軸結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),由于主軸是斷開的加了調(diào)整環(huán)節(jié),送個(gè)調(diào)整環(huán)節(jié)就是絞刀內(nèi)孔與軸之間的間隙在整個(gè)山懸臂長(zhǎng)度上得到放大即浮動(dòng)量,這就消解了附加徑向力引起的徑向偏移,送種解消與L2/Ll 7無(wú)關(guān)。近些年來(lái)的實(shí)踐證規(guī)采用浮動(dòng)軸結(jié)構(gòu)的擠磚機(jī)消除了泥缸的搖頭現(xiàn)象。
總之,正確分析主軸的受力,可設(shè)計(jì)出更好。更合理的結(jié)構(gòu),不僅提高抗磚機(jī)的技術(shù)性能,而且降低成