连杆与柱塞组合滚压加工_荣道勤.pdf

19 8 9年第2期煤矿机械护n nn nn n、 l工 艺·装备{连杆与柱塞组合滚压加工、幼”、口. 口,口”沪辽源谋矿机械厂荣道枷一、概况斜轴式轴向柱塞泵,连杆与柱塞 的组合形式国内外大体有以下几种:1.直接滚压型通过对柱塞的塑性变形,使连杆与柱塞形成组件(见图1 )直接滚压型的特点是结构简单,使用可靠,工艺制造困难仁仁二{ { {J J J一一, ,2.穿李肖型把球面 收口部分做成带球面口的 两半瓦,装后打稳销与柱塞固死(见图2)穿销型的特点是多用于低压泵,以组装保证 间隙,容易制 造焊接型 的特点是能用于高压泵,以组装保证间隙,容易制造,但工艺比较复杂斜轴式轴向柱塞泵的连杆与柱塞 组合后,既要求摆动灵活,又要求其轴向间隙尽量小根据产品用途和厂家生产水平不 一,对这个轴向串动间隙的要求也有所差异我厂测绘西德布吕宁浩斯工厂产品,725一B型斜轴泵7个柱塞的串动 间 隙 为0.0 2、o.0 8mm,1 25一EV型泵7个柱塞的串动间隙为0.0 5 、o.lm m,1 2 5一EX型马达7个柱塞的串动间隙为0.0 6、o.l lmm我厂生产的B:一7 25斜轴泵是 八十年代从 西德引进采煤机组测绘产品,连杆与柱塞的组合为直接滚压型,组合轴 向串动间隙要求在0.0 2 ~o.lom。

这种 组合形式结构之新,间隙要求之严格,在西德被垄 断为布吕宁浩斯工厂 的专利(见图4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .巴巴l l l l l!~ ~ 丫(巴览乙乙一亡刁刁气气气气气气气气气气气气气气气己毛毛, ,~-~一一一一决未以乙尸尸尸3.焊接型以柱塞底部装入带球面的堵,再焊牢连杆大球部分也相应改成 装 配式的(见图3)1一材料:38Cr戮工oAIA、HV800~90 02一轴向间 隙0.0 2~0.1,3一柱塞与连杆同心度允差0.05图3二、连杆与柱塞的滚压加 工为完成连杆与柱塞的滚压加工,在编制工艺上、设计夹具及制造专用机床 过程都必须根据这一加工特点做必要的 考 虑和安排煤械·28·煤矿机械19 89年第2期1.工艺编制为使连杆与柱塞滚压后有准确、稳定的间隙,必须有相同 的加工条件即滚压力、变形速度、润滑条件、滚压位置等为滚压位置准确一致,必须为滚压这一加工选择可靠的工艺基准在编排工艺规程时除完成设计给定的全部要求外,还要为滚压这一工序提出工艺要求我们在编排B,一72 5斜轴泵连杆与柱塞滚压工艺时,增加了必1 7球窝到柱塞底面的距离要求、滚压 沟 的尺寸和位置要求(见图5)。

蒸蒸黛李李李李李卜卜/////尸尸尸B B B B B装在柱塞 切 沟部分 准确位置上,柱塞底部用机床尾架上的活 顶尖顶牢三滚轮滚压工具夹在刀台上,拆除车床横向走刀丝杠,使滚压工具处于浮动状态工作时,机床纵向走刀固死设计滚轮位置时注意:固定轮轴线交点应在柱塞迥 转中心上(见图6)滚压参数机床主轴转速(r/min)1 80~200进给速度(m m/s)0.45润滑剂2 0号机械油滚压层厚度(mm)2、2.5滚轮曲线 见图7图52.车床滚压为缩短制造周期,我们选择了在6 2车床上利 用胎具进行滚压加工的方法滚压前把柱塞上端夹在两半瓦的专用夹头里,连杆大球靠住胎,定轴向尺寸这个夹头装夹在6 2车床夹盘上,三滚轮滚压 工 具芝芝芝护护护洛洛洛又又一/一一 仪仪仪气\闷/」」日一一一一’U U U目‘‘······ }} } }斗斗斗{i i i3.专机 滚压专机由曲柄连杆带动两块相对移动的滑块,左、右滑块上装有形状一致的 滚刀,柱塞放在可 以转动的底座上,随着刀具的移动实现对柱塞的 径向进给柱塞 自 转 成形专机装有送料机械手,倒料 自动取活等半自动装置可以实现连续工作(见 图8 ),详见工作图 纸。

滚压主要参数1989年第2期煤矿机械滚刀速度(mm/5 )20.4滚压深度(mm)2.2 5滚压位置(mm)2 6.8(距柱塞底面)滚压后轴向间隙(r nm)0.0 4、0.1工作周期(s)1 0滚压层厚度(m m)3.2、3.5滚压刀具,除具有一般刀具特点外,特别注意刀具应有 良好的前引导、后引导、合理的升量,升量将关系到滚压加工中的变形速度参见图9,详见工作图7 7 7 7 7. 0‘利.一戴互, 6.N l哟一喜冲创的的4.滚压加工质 量(1 )滚压加工质量稳定,使用可靠,接近 国外同类产品质量我厂在专机上滚压加工出来 的连杆与柱塞组件,现在已经完成了油泵的3000 h寿命试验,证实使用可靠测得连杆与柱塞试验后轴向间隙最大值为1 4mm,极限 间隙没有超过日本往原制作所规定的0.2mm另外,在马达试验中,由于齿轮打坏事故,在柱塞上部出现了明显的扭曲变形在这样出现事故的恶劣条件下,滚压部分没有发生损坏,这充分说明采用的连杆与柱塞组合加工的滚压方法是可靠的2)存在问题我厂生产中发现滚压后的连杆柱塞经氮化后,间隙涨大0 2、0.0 4mm,这样就要求滚压间隙还应小些滚压前把双球连杆 必1 7球部分在 液 态氧中(一18 0℃)冷却4 0 、6 05,使之收缩0.0 3mm后再组合 滚压,常温 后间 隙 在0.04~0.08mm。

为使连杆与柱塞间隙滚压加工后稳定在0.lm m,在没有解决氮化处理对间隙影 响时,要求把现有的滚压间隙缩 小到0.0 4、o.0 7m m,以保证图纸的最终要求三、对滚压加 工的认识1.变形过程连杆与柱塞的滚压加工是在柱塞上的圆柱面上完成的综合变形变形过程是拉伸与弯曲交替进行的变形滚压成形后包括有圆角处的弯曲变形和直线段的拉伸变形(见图10)一一一勺尸尸 一一_-.-~ ~ ~ ~ ~ 只不丁} } }一一J 一一一一对于保证连杆与柱塞的 间 隙,我认为弯曲变形是 主要变形,而拉伸变形是保证这种特殊弯曲变形而产生的附加变形煤矿机械1989年第2期(1 )弯 曲变形滚压过程就弯曲变形而言,内层纤维受压变形而缩短,切向应力为压应力外层纤维受拉变形而伸长,切向应力为拉应力在弯曲开始时是弹性弯曲,整个断面都处于弹性变形阶段,应力小于 屈服极限6,继续弯曲,内 径R逐渐缩小,断面应力逐渐增加当最外层和最内层应力达到6 s时,即内外层开始产生塑 性 变形,则进入弹塑性变形阶段当内径R继续减小,塑性变形向中心扩展,中心层的应力达 到6,时,整个断面全部处于塑性变形状态此时为全塑 性弯曲阶段,实现对柱塞的弯曲加工。

2 )变形程度E、与相对弯曲半径R翻才的关系弯 曲过程如图1 1所示2.滚压间隙靠滚压后弹复保 证弹复在弯曲工艺中影响 精 度,是一障碍而在我们这个滚压加工中,就 是依靠弯曲变形中的弹复,产生 连杆与柱塞的工作间隙 1)弹复的产生根据塑性材料的弹性卸载定 律 可以知道,卸载后弹性变形部分E,的恢复,便产生了弹复(见图12)一l址-一~习图1 2( 2)角度弹复弹复后图11Eh =ab一eJcdRha一RaRa一范左 石八不i由上式可见:尸b/ t 越小,变形程度Eh越大 3)拉伸变形拉伸变形在滚压加工中对间 隙 影 响较小,它影响柱塞伸长变形和热效应在滚压加工中应该尽量 减小拉伸变形图1 3由卸载定律得:Eh=E一E,由图1 3得:(1)ER十才/2一刀子Zj之总变形程度:厂二*扁1989年第2期.3 1 一褚”†匕煤矿机械弹性变形部分:6,、」 乙,,=一公 七才才6e、2万=一乏天沪一它tZR,一R产二tE+ZR6eZRER百ttE+ZR6c、(2)图14又由图 1 3得:△a=a/一aR尹“,二Ra△a=R 气二了二一a 汉了R R ’一a一a=·(手一‘)‘3,卿 斯:图15R=R。

落(4)将(2)、(4)代入(3)式得“a=一鲁鱼‘ZR “/‘+,,(5)( 3)影响弹复(间隙)的因素从 公式(5 )表达的角度弹复和各参数间的基本关系,可以得出:¹弯曲角a的影 响a越小、△a越小:º相对弯曲半径Rb/ t的影响Rb /t越小,△a越小:»卸载应力6 c、的影响6 c、越高,E,越大,△a也越大(见图14)¼弹性模数的影 响E越大,E,越小,△a也越小(见 图15)四、工 艺参数对滚压 间隙的影响于.利用 弹复规律保证滚压间隙从上面的分析可以看出:当被滚压的材料由设计选定后,6 ch和E就一定了滚压厚度t是设计给定的参数影响滚压 间隙主耍参数是弯曲角a和相对弯曲半径Rb/ t这两个参数是设计 滚压刀具的主要依据,当然R b还必须注意到材料强度极限不能过小2.利用各 方向的弹复使总弹复最小设计刀具时,有意思在刀型上给出几段R型,使各段弹复后造成总弹复最小,也就图16煤·3 2·煤矿机械1989年第2期是使滚压间隙最小(见图1 6)3.其它滚压参数的影响除滚压过程弯曲变形 的弹复影响外,其它滚压参数:滚压位置、滚压速度、弯曲变形速度等等也都必须仔细研究,使之为合理的最 佳参数。

l)滚压位置由图1 7得HZ+(L+r)“二(r+t+e+R)2H=斌(r+才+e+R )2一(云+r)2图1 7滚压位置H 是设计给定尺寸,它除了与设计尺寸有关外,还与刀具/有关(设计刀具时考虑)参看图1 8,弹复间隙e和轴向串动间隙F有下面 的近似关系F=e/s ina由于滚压位置不同,同样弹复产生 的轴向串动间隙也不同在可能的情况下,应尽量增大a,使之轴向串动间隙最小2 )滚压速度、变形速度滚压速度影响总变形时间T,它和刀具升量构成变形速度变形速度采用的是试验数据V二0.7mm/s总之,虽然我们在连杆与柱塞滚压加工上做了一些试验,经过生产验证和理论上的初步认识,取得了初步经验我们还力争在短时间内,把这个加工再提高一步,为进一步提高产品质量做出贡献上接第2 0页)访了青岛橡胶六厂的技术专家,他们认为在配方和工艺上能够满足矿井提升 的工作条件,橡胶是一个完全弹性体,能够承受各种软硬兼施的外力,不论产生多大的变形,只要不是撕裂或切断,一卸去外力,就 恢 复原形橡胶是粘附在钢丝绳上的,而且有强大的粘附强度,橡胶层厚度只有Zmm左右,因此,橡胶层只能随着钢丝绳的 伸 长而伸长,决不能自身伸长。

也就是说橡胶与钢丝绳的延长率能够一致对在井下作业的钢缆运输带和无极绳运输,由于工作环境潮湿,摩擦系数会降低,必须采取一定的措施,使进入主导轮前的橡胶钢丝绳,让它先通过一个干燥装置(或干燥销),里 面放置能吸附水份的干燥剂和软质吸附材料,通过它就能抹去绳上的泥水作这样的处理,一是防止泥水进入主导 轮工作房,保持工作房的环境卫生;二是保证橡胶钢丝绳 正常运行,不打滑综上所述,橡胶钢丝绳比裸钢丝绳使用效果要好,这一点是肯定的橡胶钢丝绳不光能用在矿山钢丝绳运输上,而且也能用在其他辅助设施,如罐道绳和尾绳等不单是矿山能用,就是高楼大厦的 电梯也能用上如表1中的小规格的橡胶钢丝绳开 发 橡 胶 钢丝绳对用 户来讲,是解决了多年不能解决的钢丝绳腐蚀和磨损严重 的难 题,对制造厂 来讲,是一个广阔的 目标市场开发这种橡胶钢丝绳将显示出强 大的生命力。