一種E—擋圈的檢測(cè)試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

劉家倫　劉永興　蔣世應(yīng)

摘 要：設(shè)計(jì)一種開(kāi)口擋圈的耐久性檢測(cè)試驗(yàn)裝置。利用機(jī)械驅(qū)動(dòng)和氣動(dòng)加載，并借助電氣控制配合，滿足檢測(cè)試驗(yàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力和頻率的要求。該檢測(cè)裝置已投入使用，效果良好。

關(guān)鍵詞：E-擋圈；耐久試驗(yàn)；擺動(dòng)頻率

1.引言

E-擋圈又稱為開(kāi)口擋圈，常用來(lái)限定軸承的軸向位置，在工業(yè)中應(yīng)用極其廣泛。圖1所示為一汽車用E-擋圈，其主要尺寸 ， 。在使用前要求進(jìn)行一項(xiàng)耐久試驗(yàn)：即將密封圈安裝于轉(zhuǎn)軸的凹槽內(nèi)，通過(guò)轉(zhuǎn)軸對(duì)密封圈施加一軸向力F=40N（4.1kgf），使其作用于材料為PA6的導(dǎo)塊上，作用時(shí)間持續(xù)1s，在試驗(yàn)過(guò)程中利用轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)，使密封圈作旋轉(zhuǎn)角為±20°的擺動(dòng)，擺動(dòng)頻率為60cpm。如此連續(xù)循環(huán)500000次，要求密封圈不能有變形、損壞、裝配部件分離。

2.總體方案設(shè)計(jì)

總體方案如圖2所示，轉(zhuǎn)軸及密封圈的往復(fù)擺動(dòng)通過(guò)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，原動(dòng)采用擺線針輪減速機(jī)，它具有傳動(dòng)比大、故障少，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)頻率的要求，減速機(jī)選用型號(hào)為XWD-2-23-0.55，其輸出轉(zhuǎn)速為60rpm，功率0.55KW。

考慮試驗(yàn)載荷不大，采用氣缸來(lái)施力，加載于轉(zhuǎn)軸端面上，并通過(guò)控制氣體壓力大小來(lái)保證試驗(yàn)對(duì)載荷大小的要求。

3.機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)如圖3所示，減速機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿帶動(dòng)搖桿作往復(fù)擺動(dòng)。曲柄設(shè)計(jì)成圓盤(pán)狀，上有四個(gè)至回轉(zhuǎn)中心距離不等的孔，可形成不同半徑的曲柄，以適應(yīng)不同擺角的要求。根據(jù)擋圈要求的擺動(dòng)角度，同時(shí)考慮工作臺(tái)的整體布局，機(jī)架設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為150mm，曲柄使用長(zhǎng)度為14.5mm，連桿長(zhǎng)度179.6mm，搖桿長(zhǎng)度100mm。

試驗(yàn)軸裝配體如圖4氣示。采用套筒聯(lián)軸器4把驅(qū)動(dòng)軸3和試驗(yàn)轉(zhuǎn)軸聯(lián)接在一起，通過(guò)搖桿6驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸作擺動(dòng)。整個(gè)軸系通過(guò)軸承7、軸承底座1、軸承座端蓋2和軸端擋圈8來(lái)支承和固定。

4.氣動(dòng)施力裝置原理圖設(shè)計(jì)

根據(jù)試驗(yàn)要求，氣缸需做連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)“工進(jìn)—停留（1s）—快退...”。氣動(dòng)施力裝置原理圖如圖5所示。氣缸的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度分別采用三位五通電磁換向閥和單向節(jié)流閥來(lái)控制和調(diào)節(jié)，并通過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制氣缸返回位置。

裝置利用壓力繼電器來(lái)控制加載時(shí)系統(tǒng)氣體的壓力，以滿足試驗(yàn)載荷的要求。氣缸選用MAL16×50，其內(nèi)徑D=16mm，則壓力繼電器調(diào)定壓力 。

5.結(jié)束語(yǔ)

該檢測(cè)試驗(yàn)裝置已投入使用，裝置能夠滿足試驗(yàn)對(duì)軸向力、施力時(shí)間、擺動(dòng)幅度及頻率等參數(shù)的要求，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作系統(tǒng)無(wú)故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]周進(jìn)民.液壓與氣動(dòng)技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[2]王軍.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[3]王烈準(zhǔn).電機(jī)與電氣控制.機(jī)械工業(yè)出版社，2012.