管套压装专机应用研究

陈茂政

[摘要]本文通过分析现阶段管套压装专机的应用情况，归纳了目前管套压装专机应用与推广中存在的问题，以SY-200型管套压装专机为例提出了管套压装专机在应用和推广中的一些建设，总结了该研究成果，为管套压装专机的应用推广研究提供了依据。

[关键词] 压装专机;压装力

管套压装机主要来源于轴套装配的需要。我国大部分轴承、轴套装配由于长时间以来人工方式单一，使之装配精度较低，不适合批量生产的场合。现代管套压装专机是用来代替人工压配安装轴、轴承和轴套的一种专用机。

1.国内研究现状

我国自七十年代采用轴承以来，在压装工艺上，经历了七十年代的移动式油压机，八十年代的具有记录时间――压力曲线及有关数据的固定式滚动轴承压装机。随着时代的不断进步，老产品的淘汰，新产品的涌现是历史的必然。八十年代出现的固定式压装机，能够自动测量和记录每条轮对轴承压装技术参数，自动测量、打印轴承压装力、终止压装力并且自动给出压装力随时间变化的关系曲线，它的问世很快淘汰了移动式油压机。

2.存在的主要问题

随着机械行业的大发展，轴、轴承和轴套的使用也越来越广泛，而轴与轴承、轴套的配合为过盈配合H8/r7，所需压入力较大，且随压入长度增大而增大。在常温下装配时应将配合面清洗洁净，并涂一薄层不含二硫化钼添加剂的润滑油;装入时用力应均匀，不得直接打击装配件。纵向过盈连结的装配宜采用压装法[3]。压装设备的压力，宜为压入力的3.25～3.75倍;压入或压出速度不宜大于5mm/s。压入后24h内，不得承受负载的要求，由于当时技术水平的限制以及研制者对轴承压装过程的认识不足，经过十多年来的生产实践，在压装过程中新的问题日趋明显。

3.轴承压桩机的设计——以SY-200型管套压装专机为例

1）方案设计

在这一阶段，要按选择最优方案所需的技术—经济论证来制定产品总体和主要部件方案，同时要确定关于工作原理、可靠性和强度的问题范围，这些问题必须加以研究，有些要得到实验验证。要对不致太大影响技术任务书中规定的设计对象，它的最终主要指标的那些结构要素作近似计算。如果想在有接近于设计对象的实际样机，就可以不经过计算而拟订各个机构要素，但在方案设计中，为了进行于选择最优设计方案有关的技术—经济计算，必须充分精确地估计对最终结果有影响的参数。

2）技术设计

在技术设计中，要拟定设计对象的总体和部件，具体确定零件的结构，对所设计的机械产品提出的要求是：制造和维护经济，操纵方便而安全，可靠性高，使用寿命长，为了能达到这些要求，零件应满足一些准则，简而言之，可以用：“明确、简单、安全”六字来表达。

4.系统原理

管子轴套压装专机利用电机减速机带动丝杠螺母的传动方式，通过丝杠螺母结构将旋转运动转化为直线压入运动的原理在无缝钢管二端均匀压入二轴套，且保证二轴套的相对位置[2]。

先通过定位实现二套之间的相对位置。通过高度可调V型块来保证管、套在压入前定位的同心度，用回转压板通过一滚轮（轴承）对管子中间部位压紧防止二端施压时管子受力失稳而中间拱起。对安全离合器进行调整以限定最大压入力从而保护电机。

5.设计

5.1 設计思路

齿轮—齿条机构加滚动或滑动导轨;丝杠螺母机构（滑动或滚珠丝杆螺母副）;气动或液压传动装置等。原动件可采用电机—减速机，动力通过皮带轮传至执行件。采用皮带轮的好处是柔性传动，过载时皮带会打滑，可以起到辅助的保护作用，但不能用作经常的安全保护使用。

管子由V型块定位，考虑到管、套在压入前定位的同心度要求很高，否则可能会出现压不进的现象，故采用高度可调V型块，以降低对专机零件加工的精度要求，可使专机装配、调试简单、方便，节约成本。针对管子较长，刚性较差，为防止二端施压时管子受力失稳而中间拱起，采用回转压板通过一滚轮（轴承）对其中间部位压紧。

5.2 电动机的选择

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

注：转矩Tn=驱动转矩×转速

根据计算的电动机功率1.2KW，以及离合器完全脱开时的扭矩100 N·m，所以选择3KW的电动机，型号为14B5.6-D100LBH.4G表见《德森江浪CR3系列二成速电机》P14

5.3 离合器的选择

选择梯形牙嵌式安全离合器，牙的工作面为平面工作面，牙形角为30--45º，半离合器上牙的工作面应有较高的硬度，以提高耐磨性和承受冲击载荷的能力常用20Cr经渗碳淬火56--62HRC，或40Cr淬火至56--57HRC，牙嵌式安全离合器，其压紧装置由若干小的压紧弹簧组成，能传递较大的极限转矩，与轴用键联接。

5.4皮带轮的选择

根据传递功率为3KW，转速250转/分，利用插入法见《机械设计手册》卷（二）P14-18表[1]，则皮带轮大径1=160mm，则选用 SPB型窄V带，单根传递的功率为1.5kw，我们计算得到的功率为3kw，所以选两根皮带。

V带轮轮廓尺寸（基准宽度制）：基准宽度14mm，基准线上槽深4mm，基准线下槽深12mm，槽间距19mm，第一槽对成面至端面的最小距离12mm，槽间距离及极限偏差为±0.8mm，带轮宽43mm外径168mm轮槽角φ=34º，其极限偏差为±0.5

5.5 轴承的选择

根据《机械设计手册》 第三卷 第六章[1]根据最大受力为3000千克，所以选择单向推力球轴承：

根据表20.6-22， 基本尺寸d=30 基本载荷Ca=28得：轴承代号为51206;根据表20.6-22， 基本尺寸d=25 基本载荷Ca=15.2，得：轴承代号为51105。

6.研究结论

这台管套压装专机考虑到人的操作特征，其中包括：工作场所的空间分配，通风条件，色彩和照明，手柄、开关及踏脚的位置和尺寸，操作人员的体力，安全保护，操作人员的心理和习惯等。它便于使用容易上手和减轻人的劳动强度从而提高工作效率、减少了劳动强度、而且还增强了定位精确度。这台机的性能稳定，安全系数高，价格便宜为大规模使用提供了物质基础。

[参考文献]

[1]成大先.机械设计手册[M]第一卷、第二卷、第三卷.北京：化工工业出版社，2018

[2]贺利乐.机械系统动力学[M].北京：国防工业出版社，2014

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