弹簧摇床设计
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“弹簧”被组入到各种机构中,发挥出弹簧各自的作用。
但相对于显著的要素部件来说,它担当的是辅助的角色。
但是,它与可靠性、高速运动性能、小型轻量化和操作性等之间有很深的关系。
即使在今后的技术进步中,弹簧也是一种重要的LCA部件。
弹簧的种类和特点「弹簧」按照形状分类如下。
【表1】按照形状分类的弹簧种类施加在弹簧上的负载:P和挠度(形变量):δ成比例(线性)关系,根据「胡克定律」。
比例常数k称为「弹簧常数」。
【图1】显示了负载和形变之间的关系。
在这个图中,斜度表示弹簧常数:k。
利用这一特性,我们设计和制造了测量物体重量的“弹簧秤”、需要一定力量动作的安全阀用弹簧等。
(2)具有不同负载特性的弹簧弹簧的负载-形变关系除了上述(1)所述的线性特性以外,还有非线性的弹簧。
以压缩螺旋弹簧为例,其中负载和形变为非线性特性的有以下3种。
非线性压缩螺旋弹簧中[1]螺旋直径,[2]间距和[3]线径中的至少一个以上的设计参数,通过变换螺旋弹簧的位置,负载的增加,来实现线条或线条与座位表面相互接触。
・在拉伸弹簧中,即使在无负载的状态下,弹簧圈之间相互作用的力:可以形成初张力。
・这种初张力在由密着状态形成时,通过弹簧线在螺旋方向紧密缠绕扭转而获得的。
・在通过冷成型紧密卷绕加工形成弹簧的情况下,尽管在一定程度上产生了初张力,但是主动形成初始张力的弹簧被称为有初始张力的弹簧。
・没有初张力的弹簧和有初张力的弹簧的负载-形变量特性如下所示。
(【图1】)・【图1】的拉伸弹簧负载-形变量关系式用【公式A】来表示。
有初张力的弹簧拉伸弹簧的负载-形变量关系式用【公式B】来表示。
【公式A】负载P(N)=弹簧常量k(N/mm)x形变量δ(mm)【公式B】荷重P(N)=初张力Pi(N)由下述公式算出。
+弹簧常量k(N/mm)x形变量δ(mm)・初张力Pi(3)拉伸弹簧的各种形状拉伸螺旋弹簧的形状在弹簧特性面上有时不具有非线性,大致有圆筒形和双重拉伸两种。
一种实验室用弹簧收纳设备设计与制作【摘要】本文介绍了一种实验室用弹簧收纳设备的设计与制作过程。
在我们探讨了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细阐述了弹簧收纳设备的设计要求、制作材料、设计方案、制作步骤和实验测试。
结论部分总结了实验室用弹簧收纳设备的设计与制作效果,并提出了改进设备的建议。
未来研究方向也得到了探讨。
通过本文的研究,我们可以有效地设计和制作出适用于实验室的弹簧收纳设备,并验证其实用性。
希望这篇文章能够为相关领域的研究提供一定的参考和借鉴。
【关键词】实验室, 弹簧收纳设备, 设计, 制作, 材料, 方案, 步骤, 测试, 效果, 改进, 建议, 未来研究方向1. 引言1.1 研究背景实验室中经常会使用各种弹簧,如压缩弹簧、拉伸弹簧等,这些弹簧在实验过程中需要进行有效的收纳和管理。
目前市面上的弹簧收纳设备并不完善,存在一些问题。
在实验室中,弹簧的数量较多,种类繁多,不同的弹簧需要分开存放,以方便实验人员快速找到所需的弹簧。
设计一种实用的弹簧收纳设备势在必行。
当前,虽然市面上有一些弹簧收纳盒或收纳袋等产品,但它们的使用效果并不理想。
弹簧容易混乱堆积,不易辨识,增加了实验人员的工作量,降低了实验效率。
研究设计一种更加智能、便捷的实验室用弹簧收纳设备显得尤为重要。
本研究旨在探讨实验室用弹簧收纳设备的设计与制作,通过改进现有收纳设备的不足之处,提高实验室弹簧的管理效率和便捷性,从而推动实验室工作的科研进展。
通过本研究,希望能够为实验室弹簧管理带来新的思路和方法,提供更加便利的实验条件和环境。
1.2 研究目的研究目的是为了设计一种实用、方便、高效的实验室用弹簧收纳设备,以解决实验室中弹簧收纳和管理的问题。
当前实验室中常常存在弹簧散乱、易丢失的情况,给实验工作带来不便和延误。
本研究旨在通过设计和制作一种专门用于弹簧收纳的设备,提高实验室弹簧的整理、存放和管理效率,减少弹簧的丢失和损坏,提高实验室工作效率和实验数据的准确性。
摇床的摇动机构分类及优缺点摇动机构(又称床头)是摇床的重要构成部分。
它直接关系到矿粒在床面上的松散、分层和纵向移动速度。
按产生往复运动特性可分为两类:一类为产生貌似对称运动的床头,如用弹簧支承的快速摇床属此类,目前应用较少;另一类为产生不对称往复运动特性的床头,重要有偏心肘板式、凸轮杠杆式、惯性弹簧式三种。
(1)偏心肘板式摇动机构6S摇床(又称衡阳摇床)的床头是这种类型。
当皮带轮被电动机带动后,偏心轴旋转时,连杆即做上下运动。
由于固定肘板座是不动的,当连杆向下运动时,在前后肘板的推动下,尾杆向后移动。
使弹簧受到压缩,往复杆向后移动。
由于往复杆是与床面借联动座连接起来的,所以往复杆向后移动时,也使床面做后退运动。
当连杆向上运动时,在压缩弹簧的伸张作用下,尾杆、往复杆和联动座都同时向前运动,从而推动床面也做前进运动。
利用手轮上下移动滑块,使活动肘板座上下移动,就可调整摇床冲程。
滑块提上,可增大两肘板间夹角,从而减小冲程,冲程的变化范围介于10~30毫米。
弹簧的压紧程度可以用螺栓调整,其压紧程度应注意适当,张力太小,不足以帮忙肘板收缩,在运转过程中肘板两端简单产生冲击,甚至使肘板脱落。
张力太大,加添动力消耗,弹簧也简单断裂。
偏心连杆床头的优点是冲程调整范围大,调整便利,选别粗砂时较其他床头好。
其缺点是床头构造较多而杂,易断肘板,易磨损零件较多。
(2)凸轮杠杆式摇动机构云锡式摇床(又称贵阳摇床)的床头是这种类型。
它重要由传动偏心轮、台板、卡子和摇臂四个零件构成。
当传动偏心轴转动时,滚轮同样也做自由旋转并紧压台板,台板绕台板偏心轴做上下运动,由卡子将台板的运动传给绕定轴做左右摇摆的摇臂,摇臂的上臂通过丁字头、连接叉和拉杆与床面连接。
当传动偏心轴向下运动时,床面后退,床面下边的弹簧被压紧;当传动偏心轴向上运动时,床面下边被压紧的弹簧松开,床面前进。
通过调整台板偏心轴位置可以更改运动特性,台板偏心轴向前,不对称性增大。
弹簧设计规范一、弹簧的功能弹簧是一种弹性元件,由于材料的弹性和弹簧的结构特点,它具有多次重复地随外栽荷的大小而做相应的弹性变形,卸载后立即恢复原状的特性。
很多机械正是利用弹簧的这一特点来满足特殊要求的。
其主要功能有:⑴、减振和缓冲,如车辆的悬挂弹簧,各种缓冲器和弹性联轴器中的弹簧等。
⑵、测力,如测力器和弹簧秤的弹簧等。
⑶、储存及输出能量,如钟表弹簧,枪栓弹簧,仪表和自动控制机构上的原动弹簧等。
⑷、控制运动,如控制弹簧门关闭的弹簧,离合器、制动器上的弹簧,控制内燃机气缸阀门开启的弹簧等。
二、弹簧的类型、特点和应用弹簧的分类方法很多,按照所承受的载荷的不同,弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种;按照形状的不同,弹簧可分为螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、盘形弹簧和板弹簧等;按照使用材料的不同,弹簧可分为金属弹簧和非金属弹簧。
各种弹簧的特点、应用见表1。
法。
三、弹簧使用的材料及其用途弹簧钢的的主要性能要求是高强度和高屈服极限和疲劳极限,所以弹簧钢材用较高的含碳量。
但是碳素钢的淬透性较差,所以在对于截面较大的弹簧必须使用合金钢。
合金弹簧钢中的主要合金元素是硅和锰,他们可以增强钢的淬透性和屈强比。
弹簧材料使用最广者是弹簧钢(SUP)。
碳素钢用于直径较小的弹簧,工艺多为冷拔成型,如:65#,75#,85#。
直径稍大,需用热成型工艺生产的弹簧多采用60Si2Mn,如汽车板簧,铁路车辆的缓冲簧。
对于高应力的重要弹簧可采用50CrV,常用于高级轿车板簧,发动机气门弹簧等。
其他弹簧钢材料还有:65Mn, 50CrMn, 30W4Cr2V等。
a、碳钢及合金钢:制造弹簧时,常加矽、锰、铬、钒及钼等金属元素于钢中,以增加弹簧之弹性及疲劳限度,且使其耐冲击。
b、大型弹簧多用热作加工,即弹簧材料高温轧成棒,再高温加工成形后,淬火于780度~850度左右之油或水中,再施以400度~500度的温度回火。
c、小型弹簧,先经退火,再用冷作加工,卷成后再经硬化回火,如钢丝、琴钢丝或钢带。
自动摇床机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解自动摇床机的基本结构、工作原理及其在工业生产中的应用。
2. 学生能掌握自动摇床机的主要部件名称、功能及相互之间的关系。
3. 学生能了解自动摇床机的操作步骤、安全注意事项及日常维护方法。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析自动摇床机的工作过程,并进行简单的操作。
2. 学生能通过小组合作,完成自动摇床机的组装与调试,提高动手实践能力。
3. 学生能运用相关软件,设计简单的自动摇床机控制系统,培养创新意识和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对自动摇床机产生兴趣,积极探究其原理和应用,培养科学精神。
2. 学生在小组合作中,学会沟通、协作,培养团队意识和责任感。
3. 学生了解自动摇床机在工业生产中的重要性,认识到科技发展对提高生产效率的作用,增强民族自豪感。
本课程针对初中年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习,使学生不仅能掌握自动摇床机的相关知识,还能提高实践操作能力和团队合作能力,培养科学精神及创新意识。
二、教学内容1. 自动摇床机的基本结构:介绍自动摇床机的主体结构、各部件名称及功能,包括机架、摇床机构、驱动系统、控制系统等。
相关教材章节:第三章第二节《自动化设备的基本结构》2. 自动摇床机的工作原理:分析自动摇床机的工作过程,讲解各部件之间的协调作用,以及其在工业生产中的应用。
相关教材章节:第三章第三节《自动化设备的工作原理与应用》3. 自动摇床机的操作与维护:详细介绍自动摇床机的操作步骤、安全注意事项、日常维护方法及故障排除。
相关教材章节:第三章第四节《自动化设备的操作与维护》4. 自动摇床机的组装与调试:通过小组合作,指导学生进行自动摇床机的组装、调试,培养学生的动手实践能力。
相关教材章节:第三章第五节《自动化设备的组装与调试》5. 自动摇床机控制系统设计:运用相关软件,设计简单的自动摇床机控制系统,培养学生的创新意识和解决问题的能力。
弹簧原理的设计方法有几种
弹簧原理的设计方法有多种。
以下是其中几种常见的设计方法:
1. 针对特定应用的经验法则:在某些情况下,设计师可能会根据经验法则来设计弹簧。
这些法则基于过去的经验和实践,可以提供一些基本的设计指导。
例如,设计师可能会考虑弹簧的材料、直径、线径、螺距等因素,以满足特定的应力和变形要求。
2. 力学模型和分析方法:设计师可以使用力学模型和分析方法来设计弹簧。
这些方法基于弹簧的材料特性、几何形状和加载条件,通过数学和物理原理来计算弹簧的性能。
例如,设计师可以使用胡克定律和材料的应力-应变关系来分析弹簧的刚度和变形。
3. 计算机辅助设计(CAD)和仿真:现代技术使得设计师可以使用计算机辅助设计软件和仿真工具来设计和分析弹簧。
这些工具可以提供更准确的预测和优化设计。
设计师可以通过CAD软件创建弹簧的几何模型,并使用仿真工具来模拟加载条件和预测弹簧的性能。
4. 试验和验证:设计师还可以通过试验和验证来设计弹簧。
这包括制作原型弹簧并进行实际测试,以验证设计的正确性和性能。
试验结果可以用于调整设计参数和改进设计。
需要注意的是,弹簧的设计方法取决于具体的应用和要求。
不同的设计方法可以相互结合使用,以获得最佳的设计方案。
弹簧设计方案弹簧是一种经常运用于机械领域的机械零部件,广泛用于汽车、家电、医疗、航空、军事等领域。
弹簧的主要功能是储存力量,使力量可以在需要时释放出来。
不同类型的弹簧有不同的设计要求,每种类型的弹簧都需要特定的设计方案。
本文将介绍一些我们在设计弹簧方案时应该注意的事项。
首先,在设计弹簧时,我们需要了解和确定所需底盘和载荷。
底盘和载荷对弹簧的设计有直接影响。
底盘是弹簧安装的位置,可以是垂直或水平。
底盘的位置和形状对弹簧的响应和弹力有重要影响。
正确的底盘选择确保弹簧能够正常工作和避免不必要的损坏。
载荷是指作用在弹簧上的静态或动态力量,包括重力、振动等。
弹簧的设计取决于所需的载荷,并要确保可以承受此类载荷。
其次,弹簧材料的选择也非常重要。
弹簧的材料和其性能密切相关,通常选材的考虑因素有极限强度、疲劳寿命和温度范围等。
弹簧的材料应具有足够的强度和耐疲劳性,能够承受长期重复的应变。
此外,材料的温度范围对弹簧也很重要。
如果弹簧材料不适合特定的温度,那么会导致失效和性能下降。
第三,我们还应该注意弹簧的直径和卷曲方向。
在设计弹簧时,直径和卷曲方向对其受力和应变有很大影响。
一般来说,弹簧的直径越大,簧片的量就越少,弹簧强度越高。
此外,弹簧的卷曲方向也有很大影响。
如果弹簧卷曲方向不正确,它可能会产生弯曲力而不是拉伸力。
最后,弹簧的环形和簧片数量也需要注意。
弹簧的环形是指弹簧的圈数,通常为偶数,这有助于使弹簧的弹性更加均匀。
此外,弹簧的簧片数量也非常重要。
通常,照相需要更多的簧片能够使弹簧的强度更大,但过少的簧片可能会导致弹簧强度不够。
总之,设计弹簧方案需要综合考虑弹簧的底盘和载荷、材料选择、直径和卷曲方向、环形以及簧片数量。
如果需要,我们可以使用类似CAD(计算机辅助设计)的工具来帮助我们确定和优化设计。
在实际制造时,我们也需要对弹簧进行充分的测试和验证,以确保其性能和质量,从而实现设计方案的预期目标。
婴幼儿多功能摇摆床设计说明书学院: 广西工学院机械工程系班级:机自092班组长: 姚木深组员: 姚木深潘永登周家俊指导教师: 高中庸日期: 2011年6月20日续30后才会自动摇摆,避免外界干扰而错误启动。
6)尿温测控报警功能:宝宝尿床时报警系统会感应并通过扩音器发音提醒宝宝尿床,避免长时间未更换尿布而给宝宝带来皮肤病。
4. 主模块选择1)MP3音乐播放模块此设计采用单片机的P0口的0、l、2、3引脚分别连接CD4066控制引脚4、6、12、13。
由于大多数MP3的按钮都是低电平触发的,所以将CD4066中的2、3、7、8、10脚都接地。
在温度、湿度,声音三个枪测模块中,当检测到其中一个模块有信号,马上有睢片机根据程序作出响应,给P0.0送一个1.5秒的高电平,这样给MP3开机,然后然后给P0.1一个短暂的高电平进行播放。
其它下一曲,七一曲都是类似的控制,还有一些组合控制由自己编程的设置而定。
控制MP3包括:MP3的选歌,下一曲,音量,以及录音。
2)定时器模块工作原理5.曲柄滑块摇杆机构模块 运动分析)cos 1()cos 1(1βθ-+-=b a x )( 式中θ为曲柄转角,β为连杆转角。
式(1)对时间求导得: (2)v1=dx/dt =asin θd θ/dt +bsin βd β/dt ; v1为齿条移动速度,也为半圈齿轮在分度圆处得线速度,因为(3)asin θ=bsin β ; 式子(3)对t 求导得 (4)d β/dt=acos θd θ/(bcos βdt);将式子(4)和ω=d θ/dt 代入式(2) 得(5)v1=a ωsin(βθ+)/cos β式子(5)对t 求导得直尺条加速度(6) j1=dv1/dt=a ω[cos(βθ+)/cos β+a ²cos ²θ/(bcos ²β)] ; (7)α=(x-a)/r ; 故 (8) s =Rsin α=Rsin(x-a)/r ; 式子α为摇篮直杆偏离铅垂位置的摆角,s 为摇篮直杆底部水平位移。
弹簧上下结构工程设计方案摘要本文主要介绍了弹簧上下结构工程设计方案。
首先,介绍了弹簧上下结构的概念、特点和主要用途。
然后,对弹簧上下结构的设计流程进行了详细的说明,包括需求分析、设计原则、设计步骤和设计方法。
接着,结合实际案例,对弹簧上下结构的设计进行了具体分析和说明,包括弹簧材料的选择、结构设计、弹簧参数的确定等。
最后,对弹簧上下结构工程设计方案进行了总结和展望。
关键词:弹簧上下结构;工程设计;材料选择;结构设计一、引言弹簧是一种常用的弹性零件,广泛应用于各种机械设备、汽车、航空航天、电子产品等领域。
弹簧上下结构是一种常见的工程设计结构,它具有良好的减震、缓冲、吸收冲击能量等特点,能够有效保护设备和产品,提高其使用寿命。
在许多机械设备和产品中,弹簧上下结构起着至关重要的作用,因此,对其进行科学合理的工程设计显得十分重要。
本文将主要介绍弹簧上下结构工程设计方案。
首先,将介绍弹簧上下结构的概念、特点和主要用途。
然后,将对弹簧上下结构的设计流程进行详细的说明,包括需求分析、设计原则、设计步骤和设计方法。
接着,结合实际案例,将对弹簧上下结构的设计进行具体分析和说明,包括弹簧材料的选择、结构设计、弹簧参数的确定等。
最后,将对弹簧上下结构工程设计方案进行总结和展望。
二、弹簧上下结构的概念、特点和主要用途1. 概念弹簧上下结构是指将弹簧固定在机械设备或产品的上下部位,起到减震、缓冲、吸收冲击能量等作用的结构。
弹簧上下结构通常由上部支座、弹簧、下部支座等组成,其中弹簧起着承受载荷、变形、弹性回复等作用。
2. 特点(1)减震、缓冲:弹簧上下结构能够有效减少机械设备或产品受到的外部振动和冲击,提高其工作稳定性和安全性。
(2)吸收冲击能量:当机械设备或产品受到冲击时,弹簧能够吸收冲击能量,减少对设备或产品的损伤。
(3)调节载荷:通过选择合适的弹簧材料和参数,可以调节弹簧上下结构的载荷,满足不同工况下的要求。
3. 主要用途弹簧上下结构广泛应用于各种机械设备和产品中,如汽车悬挂系统、建筑物减震系统、航空航天设备、电子产品等。
摇床工作原理
摇床是一种常见的家具,其工作原理是通过摇动和起伏的运动来提供舒适和放松的体验。
摇床通常由床架、床垫和支撑腿等部分组成。
床架由坚固的木材或金属构成,以确保摇床的稳定性和承重能力。
摇床工作的关键是床架下方的摆动机制。
它通常采用了一个或多个弹簧装置,使整个床架能够在一个特定的范围内自由地前后摇动。
这些弹簧的弹性和摆动范围能够根据用户的偏好而进行调节。
当一个人躺在摇床上时,床垫和身体的重量会对床架施加压力。
这个压力通过床垫和床架传递到摆动机制上的弹簧装置。
随着弹簧的弹性,摇床开始缓慢地前后摇动,使人感受到一种轻柔的摇晃感。
摇床的摆动机制还可以有不同的设计。
有些摇床采用链条或绳索连接床架和支撑腿,使用这些连接件可以增加床架的运动范围和稳定性。
另外,一些高级的摇床甚至可以通过电动机械或遥控器来控制摇动的速度和幅度。
总体而言,摇床的工作原理是通过床架下方的摆动机制来实现前后摇动,提供舒适的体验。
无论是放松身心还是助眠,摇床都是一个理想的选择。
1绪论1.1课题的背景及目的选矿摇床通常是由床面、机架和传动机构三大部分组成。
除此之外还有冲水槽,给矿槽,机座等,整个床面由机架支撑或吊起,机架上装有调坡装置。
选矿摇床可以使矿粒按其密度和粒度不同而沿不同方向运动,并从给矿槽开始沿对角线呈扇形展开,依次沿床面的边沿排出,排矿线很长,能精确地产出多种质量不同的产物,如精矿、次精矿、中精矿和尾矿等。
选矿摇床被作为重选设备,曾广泛用于砂金等矿物的分选,主要用于选金或选煤等。
选矿摇床的分类大致有矿砂选矿摇床,矿泥选矿摇床,玻璃钢选矿摇床,6-S选矿摇床,LS 选矿摇床等。
那么,什么是弹簧摇床?这种摇床以软,硬弹簧作为差动运动机构,与其它摇床相比别具一格。
床头包括传动装置和差动装置两部分。
传动装置由电动机,偏心轮(或飞轮)和摇杆构成。
弹簧摇床的主要缺点是冲程会随给矿量而变化,当负荷过重时甚至会自行停车,但在正常给矿条件下,看管工作量不大。
1.2摇床的发展摇床属于重力选矿机械,重力选矿是按矿物密度差分选矿石的方法,在当代选矿方法中占有重要地位。
它的发展历史悠久,从古代人类开始知道利用金属材料的时候,就使用兽皮在河溪中淘洗自然金属或天然矿物。
以后又用木制的溜槽进行分选。
大约在400余年前出现了原始型式的跳汰机,但那时的生产还是作坊式的。
18世纪60年代西方发生了产业革命,对金属原l料的需求量日渐增加。
同时蒸气机的出现又为机械化生产提供了动力,于是重选作为一个产业部门而出现。
1830-1840年在德国哈兹(Harz)矿区出现的早期活塞跳汰机继续得到改进而被推广应用。
1892年又发明了大型的风力驱动的选煤用鲍姆跳汰机。
摇床的应用已有近百年历史,最初的摇床是利用撞击造成床面不对称往复运动,1890年美国制造了第一台选煤用打击式摇床用于选煤。
1896-1898年A·威尔弗利(Wilfley)发明了现代型式的摇床。
尽管当时摇床还被视作溜槽的一种,称作淘汰盘,但以后则以其独特的分选方式而自成体系。
随着摇床的出现,选别前的分级,脱泥等准备作业也广为应用。
1918年普兰特一奥(Plat—O)又以凸轮杠杆制成另一种传动机构。
这两种6-S摇床头结构经过改进至今仍在使用。
第二次世界大战后德国制成了偏心轮传动的快速6-S 摇床。
我国于1964年研制成功惯性弹簧式6-S摇床,已在生产中推广应用。
摇床是结合了国内摇床和重力选矿技术,具有富集比高、选别效率好、操作简单等优点,且一次得出最终精矿和最终尾矿。
与传统工艺相比具有不用药剂、耗能低、便于管理等优点,具有较高的性能价格比。
1.3摇床的类型及摇床在选矿中的应用(1)6—S摇床这种摇床基本上是沿袭了早期威尔弗利摇床的结构形式。
也称为衡阳式摇床.这种摇床主要适合选别矿砂,但亦可用为处理矿泥。
横向坡度的调节范围较大(0°~10°),调节冲程容易,在改变横向坡度和冲程时,仍可保持床面运行平稳。
弹簧放置在机箱内,结构紧凑,这些都是6-S摇床的优点,缺点是安装的精度要求较高,床头结构复杂,易磨损件多,在操作中不当时还容易发生折断拉杆事故,改进后的摇床在箱体外面偏心轴末端安有小齿轴油泵,进行集中润滑,箱内只有少量机油,减免了漏油事故。
(2)云锡式摇床这种摇床也称为贵阳式摇床,在结构上这又与国外的普拉特-奥(Plat—O)型摇床类似。
云锡式床头运动的不对称性较大,且有较宽的差动性调节范围以适应于不同的给料粒度和选别要求。
床头机构运转可靠,易磨损的零件少,且不漏洞。
缺点是弹簧安装在床面底下,检修和调节冲程均不方便(调冲程时需先放松弹簧);床面的横向坡度可调汇范围小(0°~5°);当横坡及冲程调节过大时,将由于床头拉杆的轴线与床面重心的轴线过分分离而引起床面振动,故这种摇床适合于在横向坡度较小时处理细粒级,特别是矿泥时使用。
(3)弹簧摇床这种摇床以软,硬弹簧作为差动运动机构,与前述摇床相比别具一格。
床头包括传动装置和差动装置两部分。
传动装置由电动机,偏心轮(或偏重轮)摇杆构成。
弹簧摇床的主要缺点是冲程会随给矿量而变化,当负荷过重时甚至会自行停车,但在正常给矿条件下,看管工作量不大。
(4)多层化摇床摇床的单机处理量小,点地面积大是妨碍它大量应用的重要缺点。
为解决此项问题,选矿摇床已向多层化发展。
悬挂式摇床不难提高了单位地面的处理能力,而且省去了笨重的基础,不再对建筑物有冲击振动,运转噪声小,维护简单,在基建投资和操作管理上都是有利的。
(5)6-S双层摇床传统的6-S摇床占地面积大、处理量低、客户资金投入较大,要使用6-S单层摇床的客户很是烦恼,但又没有更好的设备及方法能够解决这些问题。
6-S双层摇床的推出解决了6-S单层摇床使用过程中的诸多问题。
6-S双层摇床占地面积小、处理量大、省电节能、设备成本相对低廉,具有富矿比高,选别效率高,看管容易,便于调节冲程、冲次等优点。
在改变横向坡度和冲程时仍可保持床面运行平衡,弹簧放置于在箱体内,结构紧凑,并且能一次得出最终精矿和最终尾矿。
2 机械系统的总体方案设计现代机器通常由动力机、传动系统和执行机构三部分组成。
机械系统的总体方案设计是弹簧摇床设计的基础。
总体方案设计要遵循机械系统设计准则。
2.1机械系统设计准则由于设计的多解性和复杂性,满足某种功能要求的机械系统运动方案可能会有很多种,因此,在考虑机械系统运动方案时,除满足基本的功能要求外,还应遵循以下原则:(1)机械系统尽可能简单。
(2)尽量缩小机构尺寸。
(3)机构应具有较好的动力特性。
(4)机械系统应具有良好的人机性能[2]。
2.2机械系统传动方案的确定本次设计为一台水平单向摇床,结构简单,摇动行程为200~300mm,床身为1200×1500mm,载荷超过1000kg。
传动方案简图如图2.1所示:图2.1 弹簧摇床传动方案简图经研究,该传动装置满足设计要求,适应工作条件,且结构简单、可靠。
3 导轨副系统的设计导轨副是20世纪70年代末发展起来的一种具有独特机械性能的新型滚动支承,它适应了精密机械的高精度、高速度、节能环保以及缩短产品开发周期等要求,因此得到了广泛的应用。
目前已经成为数控机床、精密电子机械、工业机器人、测量仪器中不可缺少的一种重要功能部件。
它是在导轨工作面之间安排滚珠、滚柱或滚针等滚动体,使两导轨面之间形成滚动摩擦,摩擦系数很小(0.0025~0.005),动静摩擦系数相差很小,运动轻便、灵活,所需功率小,精度好,无爬行。
与现有的滑动导轨相比,具有以下优良特性:运动灵敏度高;定位精度高;牵引力小、移动轻便;磨损小、精度保持性好;润滑系统简单、维修方便。
3.1滚动导轨的选择滚动导轨根据滚动体形式不同,可分为滚珠导轨、滚柱(或滚针)导轨等。
(1)滚珠导轨(如图3.1)这种导轨的结构特点为滚珠与与导轨之间点接触,摩擦阻力小,承载能力较差,刚度低,其结构紧凑,制造容易,成本较低。
通过合理的设计滚道圆弧可大幅度降低接触应力,提高承载能力。
滚珠导轨一般适用于切削力矩和颠覆力矩都比较小的机床。
图3.1 滚珠导轨(2)滚柱导轨(如图3.2)这种导轨的结构特点为滚珠与与导轨之间线接触,承载能力较同规格滚珠导轨高一个数量级,刚度高。
滚柱导轨对导轨面的平面度敏感,制造精度要求比滚珠导轨高,适用于载荷较大的机床。
图3.2 滚柱导轨综上所述,由于弹簧摇床的载重要求超过1000kg,属于载荷较大的机床,所以选择滚柱导轨,即圆柱滚子直线导轨。
与钢球相比,圆柱滚子具有受载弹性变形量小的特性。
圆柱滚子直线导轨在滑块有限的空间中装入多数的圆柱滚子(如图3.3),实现了高刚性。
图3.3 圆柱滚子的平行并列配置查表3.1可得,选用公称型号为LRX 55的导轨,标准长度选用1920(16)mm。
LRX 55属于法兰型圆柱滚子直线导轨。
其截面如图3.4所示。
图3.4 LRX 55圆柱滚子直线导轨图3.5 碳钢滑轨示意图表3.1 碳钢滑轨的标准长度和最大长度3.2导轨寿命的计算对于使用圆柱滚子的直线滚动导轨,额定寿命为:100)(310⨯⨯⋅⋅=PC f f f f L W C T H (3.1) 式中L :额定寿命,km ;C :基本额定动载荷)(kN ,LRX 55型的额定动载荷为14.8kN ; P :当量动负荷)(kN ,取49.0=P ;H f :硬度系数,通常取1=H f ;T f :温度系数,查表[4]9.3-45,1=T f ;C f :接触系数,查表[4]9.3-46,81.0=C f ;W f :负荷系数,查表[4]9.3-48,5.1=W f 。
将以上数据带入公式 (3.1)得:km P C f f f f L W C T H 3.1100305100)49.08.145.181.011(100)(310310=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⋅⋅= 工作寿命时间6021016⨯⨯⨯⨯=n s L L h (3.2) h L :工作寿命时间)(h ; s :行程长度)(mm ,mm s 400=;1n :每分钟往返次数)(cpm ,1501=n 。
将以上数据带入公式(3.2)得:h n s L L h 18.152820601504002103.110030560210616=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯= 按年工作日360天,两班制,每班8小时,开机率为90%,预计寿命年限为 )(299.01636018.152820年≈⨯⨯=L 综上所述:理论计算寿命符合要求3.3导轨副的选择LRX 55导轨副各部分尺寸如图3.5所示。
图3.6 LRX 55导轨副LRX 55导轨副零件尺寸可参照表3.2所示,导轨尺寸可参照表3.1。
表3.2 LRX 55导轨副零件尺寸表4 电动机的选择及传动参数的计算4.1选择电动机的类型按照弹簧摇床设计要求,选用Y 系列(IP44)三相异步电动机。
4.2选择电动机的功率所需电动机功率为ηwd P P = (4.1)式中:d P 为工作机实际需要的电动机输出功率,kw ; w P 为工作机需要的输入功率,kw ;η为电动机至工作机之间传动装置的总效率;已知滚动导轨的摩擦因数03.0=μ;弹簧摇床载重1000kg ;行程200~300mm ,取200mm ;按摇床床面每分钟150次往返运动计算。
工作机的阻力为N kg N kg mg G f F 294/8.9100003.0=⨯⨯====μμ摩 (4.2)工作机的线速度为s m sm t s v /1601504.0=⨯==总 (4.3) 则工作机需要的输入功率为w s m N v F P w 294/1294=⨯=⋅= (4.4) 查表[2]1.7得:V 带传动96.01=η;滚动轴承99.02=η;销钉Ⅱ处的摩擦传动9.03=η 则总效率为84.09.099.096.033321=⨯⨯=⋅⋅=ηηηη (4.5)将数值带入式(4.1)得w w wP P wd 35.035084.0294====η根据d P 选取电动机的额定功率kw kw kw P P d d 05.1~35.035.0)3~1()3~1(=⨯== (4.6)查表[2]12.1得电动机的额定功率为kw P e 2.2=4.3选择电动机的转速根据床面每分钟150次往返运动计算,飞轮每min 1转动150圈,则飞轮的转速为min /150r n w =查表[2]13.2得:V 带传动的常用传动比为4~2=i ,最高传动比可达到7,所以电动机的可选范围为:m in /1050~m in /300m in /150)7~2(r r r n i n w d =⨯=⋅= (4.7)在这个范围内综合考虑电动机和传动装置的情况来确定最后的转速,可选择同步转速为min /750r ,根据表[2]12.1确定电动机的型号为Y132S-8,其满载转速为min /710r ,此外,电动机的中心高,外型尺寸,轴伸出尺寸等查表[2]12.3可得。