關于軸承與軸承座高效自動壓裝機的工業設計

林治起+林高林+叢日超

摘 要：設計了一種軸承與軸承座高速、高效自動壓裝機。該機床適合自動壓裝批量和大批量設備生產中的軸承與軸承座高速、高效壓裝裝配，采用軸承與軸承座傾角重力滑道滑入進料、定位、液壓壓裝和液壓頂料及PLC編程控制技術，提高生產效率，保證軸承與軸承座裝配質量，縮短交貨周期，降低產品生產成本。該機床適用于方形軸承座、圓形軸承座及其他有定位軸承座與軸承的壓裝裝配。該機床實現機電液一體化設計，實現高效率軸承與軸承座壓裝裝配。

關鍵詞：軸承與軸承座；PLC控制；自動液壓壓裝機

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.041

1 背景技術

我們知道：《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》已經在黨的十八屆五中全會通過，它是指導我國改革發展的綱領性文件。“建議”指出：支持綠色清潔生產，推進傳統制造業綠色改造，推動建立綠色低碳循環發展產業體系，鼓勵企業工藝技術裝備更新改造。現有機械制造行業中，軸承與軸承座的裝配是非常重要工序，本文提供一種適合批量和大批量生產制造設備中軸承與軸承座的裝配壓裝方法和機床，能有效提高裝配效率和質量。

2 工作原理

軸承與軸承座高速、高效自動壓裝機，由基座平臺和安裝其上的可調整傾斜角度的安裝有軸承、軸承座工件的重力滑道、定位座板及工件壓合、頂出液壓缸系統總成及液壓站系統和電氣控制系統組成該機床。軸承、軸承座工件放入可調整傾斜角度的重力滑道、定位座板料槽內，依靠自身重力滑入、定位、壓合、頂出由電控和液壓系統循環操作完成軸承與軸承座高速、高效自動壓裝。

3 結構方案實施

（1）機械部分：如圖1所示，基座平臺由鋼板焊接成，其上安裝有軸承與軸承座壓裝部裝和工作照明燈；其后身體內安裝電氣控制板；前左和右下方設有工具櫥；前右安裝有電氣控制按鈕板盒。

軸承與軸承座壓裝部裝：由方座箱體和安裝其上軸承座滑板定位座、隔板、軸承導向定位板、壓合導向座、壓合液壓缸、壓合導向軸、壓合頭、壓合退位行程開關等和安裝其下方頂料液壓缸、頂料推桿和安裝方座箱體內的頂出位置、退回位置行程開關等組成。

實現軸承與軸承座靠傾角重力滑道滑入進料、定位，壓合液壓缸壓合達要求壓力（壓力繼電器觸電閉合），壓合液壓缸退回（觸碰退回位置行程開關），壓合液壓缸停止同時啟動頂料液壓缸頂出（觸碰頂出位置行程開關），頂料液壓缸退回（觸碰退回位置行程開關），頂料液壓缸停止同時啟動下一次循環。

（2）液壓控制部分：液壓站系統壓力（P）由工作缸推力（F）決定；液壓站泵的流量（Q）由工作缸推進速度（V）決定。

該機床壓合液壓缸的推力由下列公式計算：

其中，F---夾緊力（n）

D---活塞或缸內直徑（m）

P---夾緊缸油壓壓力（Pa）

η---液壓缸機械效率（通常取0.9）

該機床液壓原理圖及液壓元件如圖2所示：主要元件由油箱、電機、齒輪泵、過濾器、電磁卸荷溢流閥、單向閥、兩個三位四通電磁閥、兩個雙向調速閥、兩個油缸、壓力繼電器、壓力表、壓力表開關等組成。

（3）電氣控制部分：主要元件由空氣隔離開關、交流接觸器、熱繼電器、變壓器、整流器、PLC控制器、工作燈、指示燈、按鈕開關、行程開關等組成。

（4）PLC控制器的選擇與機床控制順序要求：

1）PLC控制器選歐姆龍CPM1A-20CDR-V1。2）機床控制順序要求：機床機械、液壓系統、電氣控制系統調定后，合上空氣隔離開關QF，電源指示燈HR亮；液壓站電動機啟動，電動機運轉，PLC控制器上電；啟動加荷按鈕開關SB5，液壓系統加載，加載指示燈HY亮；較長時間不進行壓裝工作，按下卸荷按鈕開關SB6，液壓系統卸載；按下壓裝準備按鈕SB7，可選擇壓裝單循環SB9和壓裝循環SB10，當選擇壓裝單循環SB9按鈕，只做一次壓裝循環；當選擇壓裝循環SB10按鈕，機床自動進行滑料、定位、壓合、退回、頂料、退回，再循環壓裝。當按下壓裝停止按鈕SB8時，待完成一次循環壓裝后，停止壓裝。

（5）機床調整控制要點：

1）調整軸承與軸承座壓裝部裝與機床平臺10°-30°角度緊固，取值24°左右最為適宜。2）第一次應用，應排空液壓缸及液壓站管路中空氣。3）根據軸承與軸承座配合要求調整壓力繼電器的壓力，通常液壓站系統壓力調整為壓力繼電器設定壓力的1.1-1.3倍。4）機床的壓合速度由兩個液壓調速閥調整控制。

4 結束語

設計了一種軸承與軸承座高速、高效自動壓裝機。該機床適合自動壓裝批量和大批量設備生產中的軸承與軸承座壓裝裝配，采用軸承與軸承座傾角重力滑道滑入進料、自動定位、液壓壓裝和液壓頂料及PLC編程控制技術，提高生產效率，保證軸承與軸承座裝配質量，縮短交貨周期，降低產品生產成本。該機床適用于方形軸承座、圓形軸承座及其他有定位軸承座與軸承的壓裝裝配。該機床實現機電液一體化設計，實現高效率軸承與軸承座壓裝裝配，能為區域發展和經濟建設起到進步作用。

參考文獻：

[1]曲彩云，曾紅.機械設計手冊第四卷[M].機械工業出版社，2006（06）.ISBN.7-111-14736-7

[2]張利平，鄧鐘明.液壓氣動系統設計手冊[M].機械工業出版社，1997（06）.ISBN.7-111-05519-5

[3]熊萬武.金屬切削機床夾具設計手冊[M].機械工業出版社 ，1987（12）.ISBN.7-111-00J32-X/TG.44

作者簡介：林治起（1965-），男，山東威海人，工程師，山東省首席技師，服務于省級技術研發中心，主要從事機電一體化設計工作。