隨著石材http://www.stonebuy.com/行業(yè)產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/深加工的需要,加工精度在不斷提高,形成對石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/性能的要求也在不斷提高。為滿足市場http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html的需要,加強(qiáng)開發(fā)適應(yīng)市場http://www.stonebuy.com/enterprise/FuJian/QuanZhouShi.html的新產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/以滿足需求。石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/中具有代表性的產(chǎn)品http://www.stonebuy.com/sample/橋式切石機(jī)以其加工精度高,故障率低,操作方便,適應(yīng)范圍廣而深受廣大用戶的青睞。筆者就橋式切石機(jī)中影響加工石材http://www.stonebuy.com/精度關(guān)鍵機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/部件橫梁導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)原則與加工工藝,提出一些個(gè)人看法,供同行參加。
石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/橫梁導(dǎo)軌常見的設(shè)計(jì)有兩種組合:第一是雙三解形導(dǎo)軌組合。這兩種組合都是開式導(dǎo)軌組合,三角形導(dǎo)軌的導(dǎo)向性能隨頂解α的大小而不同,α解越小導(dǎo)向性越好,但是當(dāng)α角減小時(shí)導(dǎo)軌面的當(dāng)量摩擦系數(shù)越大,通常限三角形導(dǎo)軌的頂角α為90°,對于重型、大型石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/,由于載荷較大,可取α=110°~120°。當(dāng)三角形導(dǎo)軌面有了磨損時(shí),工作臺自動下沉,補(bǔ)償磨損量,矩形導(dǎo)軌具有鋼度高,加工、檢驗(yàn)和維修都比較方便的特點(diǎn),但導(dǎo)向性差。雙三角形導(dǎo)軌的導(dǎo)向性和精度保持性都高,但是由于超定位,加工、檢驗(yàn)和維修都比較困難。石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/工作環(huán)境惡劣,石粉塵、水霧、金剛石顆粒在切削過程中容易飛濺在導(dǎo)軌表面上,由于鋸切屬于重載切削,使得導(dǎo)軌面磨損加劇。目前石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/仍有部分橫梁采用雙三角導(dǎo)軌設(shè)計(jì),目的是補(bǔ)償導(dǎo)軌磨損,在設(shè)計(jì)加工導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)滿足以下的要求。
1、導(dǎo)向精度
導(dǎo)軌在空載運(yùn)動和切削條件下運(yùn)動時(shí),都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度,保證導(dǎo)軌運(yùn)動的準(zhǔn)確度,這是保證導(dǎo)軌工作質(zhì)量的前提。影響導(dǎo)向精度的主要因素有:導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式,導(dǎo)軌的幾何精度和接觸精度,導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度,導(dǎo)軌的油膜厚度和油膜剛度,導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的熱變形等。
(1)幾何精度
直線運(yùn)動導(dǎo)軌的幾何精度一般包括:導(dǎo)軌在豎直平面內(nèi)的直線度(簡稱A項(xiàng)精度),導(dǎo)軌在水平平面內(nèi)的直線精度(簡稱B項(xiàng)精度),兩導(dǎo)軌面間平行度也叫扭曲(簡稱C項(xiàng)精度),在A、B兩項(xiàng)精度中都規(guī)定了導(dǎo)軌在每米長度上的直線度和導(dǎo)軌全長的直線度,在C項(xiàng)精度中,規(guī)定了導(dǎo)軌在每米長度上和導(dǎo)軌全長上,兩導(dǎo)軌面間在橫向每米長度上的扭曲值。上述A、B、C三項(xiàng)精度的公差,可參考有關(guān)機(jī)床精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。www.stonebuy.com
。2)接觸精度
精刨、磨削和刮研的導(dǎo)軌表面,接觸精度按JB2278-78的規(guī)定,采用著色法進(jìn)行檢查,用接觸面所占百分比或25×25(mm)面積內(nèi)的接觸點(diǎn)數(shù)來衡量。
2、精度保持性
精度保持性主要是由導(dǎo)軌的耐磨性決定的,它與導(dǎo)軌的摩擦性質(zhì)、導(dǎo)軌和材料、工藝方法以及受力情況等有關(guān)。另外,導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的殘余應(yīng)力也會使導(dǎo)軌發(fā)生蠕變而影響導(dǎo)軌的精度保持性。影響精度保持性的主要因素是磨損,提高耐磨性以保持精度是提高機(jī)床質(zhì)量的主要內(nèi)容之一,也是科學(xué)研究的一大課題。提高耐磨性的因素有很多,提高耐磨性應(yīng)從設(shè)計(jì)、工藝、材料、熱處理、使用等各方面綜合考慮。這里主要從設(shè)計(jì)角度來進(jìn)行分析。從設(shè)計(jì)的角度提高耐磨性的基本思路是:盡量爭取無磨損;在無法避免的磨損時(shí)盡量爭取少磨損、均勻磨損、以及磨損后能夠補(bǔ)償,以便提高使用期限。www.stonebuy.com
1)先談?wù)劆幦∩倌p
。1)降低壓強(qiáng)
降低壓強(qiáng)可減少單位面積上承受的摩擦力,可采用加大接觸面和減輕負(fù)荷來降低壓強(qiáng)。例如:提高導(dǎo)軌面的直線度和細(xì)化表面粗糙度,可增強(qiáng)實(shí)際接觸的面積,適當(dāng)加寬導(dǎo)軌面和加長動導(dǎo)軌的長度,也可加大接觸面,但必須與動導(dǎo)軌所在的支撐件的剛度相適應(yīng)。否則受載后變形大,接觸不均,增大局部壓強(qiáng),導(dǎo)軌雖寬雖長也不起作用。此外,導(dǎo)軌加長加寬也會增加工藝上的困難,減輕導(dǎo)軌的負(fù)荷還可采用卸荷的辦法。
。2)降低摩擦系數(shù)
用滾動摩擦副代替滑動摩擦副,則摩擦系數(shù)大大降低,磨損可大為減少,但目前在石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/中使用較少。在滑動副中,正確選擇潤滑油,使摩擦性質(zhì)成為混合系數(shù),也可減低摩擦系數(shù)。此外還要注意保持潤滑油的清潔,不清潔的潤滑油會導(dǎo)致過大的磨料磨損,循環(huán)潤滑不僅能保證足夠的潤滑油而且還能起冷卻和沖洗作用。為了使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌面上均勻分布,保證充分的潤滑效果,必須在導(dǎo)軌面上開出油溝。正確選擇潤滑油的黏度可有效地降低摩擦系數(shù)。導(dǎo)軌潤滑油的黏度可根據(jù)導(dǎo)軌的工作條件和潤滑方式選擇,例如:低載花(壓強(qiáng)〈0.1MPa)高,中速的中、小型石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/進(jìn)給導(dǎo)軌,可采用20#機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/油;中等載荷(壓強(qiáng)〉0.2MPa)的中、低速機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/導(dǎo)軌(大多數(shù)機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/的進(jìn)給導(dǎo)軌屬此條件)可采用30#機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/油或40#機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/油;重型機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/(壓強(qiáng)〉0.4MPa)的低速導(dǎo)軌,可用40#、50;70#機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/油;易被臟物污染的導(dǎo)軌,應(yīng)采用黏度較低的潤滑油,以免臟物聚集而損壞導(dǎo)軌。 www.stonebuy.com
。3)正確選擇摩擦副的材料和熱處理
適當(dāng)選擇摩擦副的材料可降低摩擦系數(shù),熱處理可提高抗磨損能力。
。4)加強(qiáng)防護(hù)
加強(qiáng)防護(hù)是提高摩擦副耐磨性的有效措施,可避免灰塵、磨料屑、水霧等進(jìn)入摩擦副,防止或減少導(dǎo)軌副磨損的重要方法之一,就是對導(dǎo)軌進(jìn)行防護(hù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),有可靠防護(hù)裝置的導(dǎo)軌,比外露導(dǎo)軌的磨損量可減少60%左右。在設(shè)計(jì)和選定導(dǎo)軌的防護(hù)裝置時(shí),應(yīng)考慮下列要求:最好能使導(dǎo)軌面封閉起來,與各種磨料隔絕;如果不能封閉,防護(hù)裝置應(yīng)能將落在導(dǎo)軌上的塵屑較徹底地排除,以防進(jìn)入摩擦副;裝置應(yīng)有防冷卻液浸蝕的能力;在結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于裝卸以保證清洗導(dǎo)軌方便,還應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和剛度,尤其是重型機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/的導(dǎo)軌防護(hù)裝置更應(yīng)注意。此外,還要考慮制造容易,成本低,壽命長外形美觀等因素,現(xiàn)介紹幾種常用的防護(hù)方法。
刮板式
這種方法能刮除落在導(dǎo)軌上面上的塵屑,屬于間接的防護(hù)裝置。
蓋板式
蓋板式防護(hù)裝置多數(shù)是將蓋板固定在動導(dǎo)軌的兩端,當(dāng)工作臺移動時(shí),蓋板把將要外露的導(dǎo)軌面蓋住,以防止切屑掉在導(dǎo)軌面上,這種裝置通常與刮板式防護(hù)裝置同時(shí)采用。
伸縮式
當(dāng)動導(dǎo)軌移到極限位置時(shí),一側(cè)的防護(hù)板全部拉開,另一側(cè)全部迭起。這種裝置可以把導(dǎo)軌面全部封閉,在兩層蓋板之間還有橡膠或塑料墊,因而防護(hù)可靠。還有一種手風(fēng)琴式伸縮防護(hù)裝置,一般用皮革,帆布或塑料(人造革)制成,結(jié)構(gòu)較簡單,防護(hù)效果好,但容易損壞壽命短,成本也較高。
2)其次是爭取均勻磨損
磨損是否均勻?qū)α悴考墓ぷ髌谙抻绊懞艽,例如橫梁導(dǎo)軌,如果磨損是均勻的,則對加工精度一般影響不大,而且可以補(bǔ)償。磨損不均勻的原因主要有兩個(gè):在摩擦面上壓強(qiáng)分布不均,各個(gè)部分的使用機(jī)會不同。爭取均勻磨損有如下措施:力求使摩擦面上的壓強(qiáng)均勻分布,例如導(dǎo)軌的形狀和尺寸要盡可能對集中載荷對稱,盡量減少扭矩和顛覆力矩;保證支撐件有足夠的剛度;回轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)軌不宜太寬,以免線速度相差太大;摩擦副中全長上使用機(jī)會不均的那一件硬度應(yīng)高一些。
3)還有一點(diǎn)是磨損后應(yīng)能補(bǔ)償磨損量
磨損后間隙變大了,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在構(gòu)造上能補(bǔ)償這個(gè)間隙,補(bǔ)償方法可以是自動的連續(xù)補(bǔ)償,也可以是定期的人工補(bǔ)償。自動連續(xù)補(bǔ)償可以靠自重,例如三角形和V形導(dǎo)軌,定期的人工補(bǔ)償可用粘貼聚四氟乙烯塑料,閉式導(dǎo)軌靠調(diào)整壓板等。
常見的磨損形式有以下幾種:
。1)磨料或硬粒的磨損
這種磨損經(jīng)常發(fā)生在邊界摩擦和混合摩擦狀態(tài)。相對滑動的摩擦副之間的磨料(或硬粒)主要來源于:微觀狀態(tài)下不平的摩擦表面高點(diǎn),在相對運(yùn)動中被剪切下來而留在摩擦面之間,隨著潤滑油的進(jìn)入導(dǎo)軌面間的硬顆粒;由于防護(hù)不好使落在導(dǎo)軌面上的切屑微粒進(jìn)入摩擦副之間,在摩擦副之間微粒的受力可分解為垂直于摩擦面和沿摩擦面運(yùn)動方向的兩個(gè)分力,垂直分力將磨料壓向金屬表面,力越大和磨粒越硬時(shí),被壓入得越深;沿摩擦面的分力,將使磨粒與金屬表面產(chǎn)生相對滑動,“切削”導(dǎo)軌面,使摩擦面產(chǎn)生“劃傷”或出現(xiàn)“溝痕”。磨料的硬度越高,相對滑動速度越大,壓強(qiáng)越大,對摩擦副的危害也越大。磨料磨損是難以避免的,只能盡量減少。因此,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量提高支撐導(dǎo)軌的硬度,并限制P×V(壓強(qiáng)與速度的乘積)值不超過材料的許用值。
(2)粘著磨損或咬焊
粘著磨損也稱為分子——機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/磨損,當(dāng)兩個(gè)摩擦表面相互接觸時(shí),在高壓強(qiáng)下材料產(chǎn)生塑性變形,相對運(yùn)動時(shí)的摩擦,又使表面層的氧化膜破壞,在新暴露出來的金屬表面之間就會產(chǎn)生分子之間的相互吸引與滲透,使接觸點(diǎn)粘結(jié)而發(fā)生咬焊。接觸面的相對運(yùn)動又要將咬焊點(diǎn)拉開,就造成撕裂性破壞。咬焊是不允許發(fā)生的,為避免這種情況,設(shè)計(jì)時(shí)除應(yīng)正確選擇材料、硬度和控制最大壓強(qiáng)外,還必須正確規(guī)定滑動面的平面誤差、表面粗糙度或接觸點(diǎn)的數(shù)量。
3、低速運(yùn)動平衡性
當(dāng)動導(dǎo)軌作低速運(yùn)動或微量位移時(shí),應(yīng)保證導(dǎo)軌運(yùn)動的平衡性,即不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。低速運(yùn)動平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤滑,動、靜摩擦系數(shù)的差值,以及傳動導(dǎo)軌運(yùn)動的傳動系統(tǒng)的剛度等有關(guān)。石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/在使用過程中常會出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,看待會破壞運(yùn)動的均勻性,影響機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/的加工精度、定位精度和增大表面粗糙度,甚至?xí)a(chǎn)生廢品或使機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/不能正常工作,在石材http://www.stonebuy.com/機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/中常常會遇到這種情況。
對于爬行運(yùn)動現(xiàn)象機(jī)理的認(rèn)識到目前為止尚未完全一致。這里只介紹一種較為普遍的看法,認(rèn)為爬行運(yùn)動是一種很復(fù)雜的摩擦自激振動現(xiàn)象,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因在于摩擦面上摩擦系數(shù)的變化和傳動機(jī)構(gòu)的剛度不足。爬行包括時(shí)慢時(shí)快及時(shí)走時(shí)停現(xiàn)象。
產(chǎn)生爬行的原因可歸納為以下幾點(diǎn):
(1)當(dāng)摩擦副處于邊界摩擦?xí)r,存在靜動摩擦系數(shù)之差,而且動摩擦系數(shù)又隨滑動速度的增加而降低,這就可能使系統(tǒng)具有負(fù)阻尼或零阻尼;
。2)運(yùn)動件的質(zhì)量越大,因而具有較大的慣性;
(3)當(dāng)移動件的質(zhì)量,摩擦副摩擦面間的摩擦性質(zhì)和傳動機(jī)構(gòu)的剛度一定時(shí),在移動速度降低到一定值后,就會產(chǎn)生看待,這個(gè)值就稱為爬行的臨界速度;
。4)傳動件的剛度不足。
消除看待的措施有以下幾點(diǎn):
在設(shè)計(jì)低速運(yùn)動機(jī)構(gòu)時(shí),首先應(yīng)估計(jì)其臨界速度,如果所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)的最低速度低于臨界速度,就應(yīng)采取措施降低其臨界速度,其措施有:減少靜、動摩擦系數(shù)之差和改變動摩擦系數(shù)隨速度變化的特性,提高傳動機(jī)構(gòu)的剛度;提高阻尼比以及降低移動件的質(zhì)量。
采用卸荷導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。采用卸荷導(dǎo)軌后,移動件的一部分重量由卸荷裝置承擔(dān)。如果采用靜壓導(dǎo)軌,則導(dǎo)軌面被油層完全隔開,摩擦力就是油層間的剪切力,摩擦系數(shù)很小,而且靜、動摩擦系數(shù)實(shí)際上沒有什么差別。
采用減摩材料為了防止爬行,可在導(dǎo)軌表面鑲裝酮片、塑料板或其它減摩材料制成的導(dǎo)軌板,塑料也可噴涂或涂布。
采用導(dǎo)軌油以上各種方法雖然都能消除看待,但構(gòu)造都比較復(fù)雜,采用導(dǎo)軌油有可能在完全不改動原有滑動導(dǎo)軌構(gòu)造的條件下消除爬行現(xiàn)象,靜摩擦系數(shù)大于動摩擦系數(shù)以及低速時(shí)摩擦系數(shù)隨速度的增加而降低的原因之一,是在邊界摩擦狀態(tài)下,運(yùn)動件停止或低速運(yùn)動時(shí),油膜被擠破,發(fā)生金屬的直接接觸。導(dǎo)軌油內(nèi)加入極性劑,增加了油性,使油分子緊緊吸附在導(dǎo)軌面上,運(yùn)動件停止后油膜也不會擠破,采用較高標(biāo)號的導(dǎo)軌油還由于油的黏度較大,黏性阻尼也較大,因而有利于縮短過渡過程。
提高傳動機(jī)構(gòu)的剛度(縮短傳動鏈和采用大降速比的傳動件也利于提高傳動機(jī)構(gòu)的剛度)。
驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)位置盡可能保證兩導(dǎo)軌摩擦力矩基本一致,保證受力平衡性。
動導(dǎo)軌與靜導(dǎo)軌接觸面積通過刮研達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
如果以上幾種防止爬行的辦法中,單獨(dú)采用一種難以奏效,也可以幾種方法聯(lián)合使用。例如:適當(dāng)提高傳動件的剛度,導(dǎo)軌鑲裝減磨材料,使用導(dǎo)軌油并適當(dāng)提高供油壓強(qiáng),使導(dǎo)軌部分卸荷。
4、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好
設(shè)計(jì)時(shí)要注意使導(dǎo)軌的制造和維護(hù)方便,刮研量少,如果是鑲裝導(dǎo)軌,則應(yīng)盡量作到更換容易。導(dǎo)軌精加工的方法有精刨(或精銑)、磨削和刮研等幾種。精刨可以滿足不淬火的普通精度的機(jī)械http://www.stonebuy.com/machine/精度導(dǎo)軌和幾何精度要求,并能達(dá)到較小的表面粗糙度而且成本低,生產(chǎn)率高。用磨削的辦法精加工導(dǎo)軌面能夠達(dá)到較高的精度和較小的表面粗糙度,生產(chǎn)率高,而且是加工淬硬導(dǎo)軌的惟一辦法,磨削最初只用于精加工支撐導(dǎo)軌,與其配合的動導(dǎo)軌則采用配刮,近來動導(dǎo)軌也可以配磨,甚至已試驗(yàn)在互換。導(dǎo)軌的磨削方式有周邊磨削和端面磨削兩種。周邊磨削與端面磨削相比,質(zhì)量好、生產(chǎn)率高、表面紋理美觀因此正逐漸取代端磨。刮研可以達(dá)到最高精度,同時(shí)還具有變形小、接觸性好表面可以存有油的優(yōu)點(diǎn),它的缺點(diǎn)是勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低、而且不能加工淬硬性導(dǎo)軌。
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英國棕、木瑪麗、印度紅,紅棕、紅鉆、啡鉆,黃金麻、金鉆麻
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