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400 5096. (724) 776 (724) 776 . . . . 2002of at of AEs of be or of is on a 222 1923 07 of to of as or or be to a or to AE of be in in an or of 148 2002 in of s) is of A is by be if it is to in or in to to be or AE or a 300of a AE in in in to in to of a a of be to of a to be to a of in a to s s) to is as as it In a of In as or of to In is an is in it is in be at of or be 5/45 ). to a s be to in is of of In of no or in a is to a it is in As of on an of a a a a in an of In of be . . . . 2002 of is to is in s - up to a of of is . a of : 2)1) : is to a .4 8 a by to is by A is to to is a or is a of to on A to to DC a of to a is to to in to to of To in is of is by a to in by a is by in by to A is to of to In to of to is of to is by to a on is by A is to in a is to is is in of at if a - of s by at a of to of of as 5 5to in a of in a is to on a to in of or in as to of an be a is of a of it to 50F (121C). is an is in in by at of to of is a is .5 a is is is At ) It in of in a be to is by to an 0F (80F F) 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这项任务看似简单，实际并不是这样。除了节约燃油外，人们还需要齿轮润滑油能够在不同的压力条件下保护轮轴构件。这些不同条件包括高速磨伤、低速重载磨损、腐蚀和氧化。在轻型卡车和赛车中，齿轮润滑油必须能够提供常时间的耐久力，并能够在极端的条件下实现对温度的控制，例如拖车的牵引支架或超高速的行驶。但是为了延长周期而使温度 升高，相反也会影响装置材料并且减少了薄膜厚度的流动性。这些都会导致设备过早失效。以我们的观点，温度的控制是耐久力的一个重要的指标。 然而，现在节约燃料已经成为了新一代润滑油的一个新的驱动力。任何燃料节约方面的改善都不可以牺牲轮轴耐久力 或性能，这一点已经越来越明显。 提高燃料节约率可以通过 5/45 操纵循环来测量。汽车制造商通过这种试验来保证汽车的节能性能。这种试验同样也可以用于检验齿轮润滑油的节能效果。 许多制造商都感觉到在合适的可控的条件下，稳定 工作 温度在是不同的条件下润滑油耐久力性能的 一个重要指标。在估计 工作 温度的条件下，是没有试验方法或方法论的。当 在实验室里应用 时，可以通过反复试验同规格的轮轴的强度来评估许多种润滑油，这是一个典型的试验。 在恶劣的条件下，每次用在轮轴上的给定参考润滑油的稳定 工作 温度都会降低。随着轮轴运转次数的增加，给定润滑油的稳定 工作 温度都会有所降低。 这在评估候选润滑油时又造成了新的问题。伴随着这个变化的目标，怎样才能精确地评估润滑油的指标呢？ 这篇论文描述了一种实验室的测试方法。这种方法考虑了各种试验间相互影响对轮轴造成的改变，并且给出了精确的比较试验结构的润滑油公 式。另外，论文也对这种方法的一些共同的缺陷和操作指导方针 做出 了解释。 这篇论文被分为四部分。第一部分，描述了这种试验台的发展及应用的程序；第二部分，详细讨论了试验方法论；第三部分，通过运用这种试验方法得出结论；最后，第四部分总结了论文的发现并且给出了一些结论。 第一部分 轮轴实验台结构 研究人员设计了能够测量整体范围的轮轴功率计实验台，并且建立了用于模拟多种操纵的条件。图 1 是这种实验台的示意图。这个图表阐明了轮轴的索具设备和它的主要组成部分。实验台示意图见图 2。 图 1 轮轴实验台示意图 图 2 实验台照片 实验台配置 动力是通过以汽油为燃料的 擎提供给轮轴的。引擎能够承受重载，有 4 种速度的自动变速传动。这就可以通过获得的数据来进行速度的自动转换并且来控制（ 统。用于评估润滑油性能的轮轴是严格地被固定在实验台上的。驱动轮轴的能量是被两个空气旋涡流功率计吸收的。在轮轴的末端和功率计之间放置了一个加速器，这样可以获得较高的输出速度，来代替输入功率计的较低速度。目前，习惯上用的实验台是柔性的，并且配有一个能够迅速变化的扭矩测 量仪 。或者说从小型客车轮轴到大型高速公路运货车轮轴，轮轴工具夹可以适应很大范围的轮轴型号。 扭矩测量仪 连在驱动轴上的单线整体式扭矩测量仪能够测量由小齿轮输入轮轴的扭矩。利用两个扭矩测量仪可以测量由轮轴输出到功率计的扭矩。在轮轴轴端和速度加速器之间也放置了一个输出扭矩测量仪。 另外，常用的扭矩测量仪是提高了精确度的直流操纵模型。这样可以提高并保持一个高的精度等级，还可重复精度性。为了保证测量的精准程度，这些扭矩测量仪是需要周期性校准的。 轮轴冷却及温度监测系统 我们在轮轴的后面放置了一个风扇，并向轮轴吹进空 气流，用以模拟在实际旷地工作台上从轮轴测得数据相匹配。 另外，在轮轴的周围还放置两个喷雾水管，他们可起到两个作用。第一，当轮轴停止运转时，喷雾水管可以控制润滑油的温度。第二，它们对轮轴润滑油的高温可起到保护作用。根据润滑油的评估结果，这个试验程序具有承受较高轮轴润滑油的温度的能力。为了保护轮轴，在每个实验台边都标有最高温度的极限。 另一个主要问题是对周围空气以及轮轴润滑油温度的测量。因此，我们必须注意热电偶的放置位置。轮轴润滑油温度是通过直接放置在轮轴环状齿轮边的一个热电偶来测量的。热电偶是通过临时改造的轮 轴盖子放在那里。 在由风扇产生的空气流中，周围温度是通过放置在那里的热电偶测得的，为了保证精确的温度测量结果，两个热电偶都需要进行周期性的校准。 获得数据及控制系统 字信号系统用于操控实验台并且通过试验获得结果。除了周围环境和润滑油的温度，这套系统还可以监控并记录其它试验结果，如温度（发动机油、传动机油、齿轮箱、燃料及冷却剂温度等），扭矩（一个输入及两个输出扭矩），速度（发动机、小齿轮、轮轴杆）以及轮轴效率（ 输出扭矩与输入扭矩比）。这些数据都是需要研究人员周期性记录的。 这个系统是通过 5 个控制回路来控制实验台的。 用两个控制回路来维持小齿轮所需要的速度。通过调整功率计的电流来达到每个小齿轮所需转速。 通过调整发动机来维持加在小齿轮上的负载。 第四个控制回路用来控制轮轴在停止运转时的轮轴润滑油温度。在评估润滑油时， 还可以用这个回路防止高温损坏轮轴。 最后，第五个控制回路可以保证自动传输装置通过实验台上每一个合适的齿轮。 自动传动装置要能恰当能够地控制的小齿轮，这一点是非常重要的。 在此试验的某些阶段，运行处于重载状态。在给定的试验阶段中，如果传动 没有控制在合适的小齿轮上，就会产生早期失效。 第 二部分 试验方法 一般说来，对于润滑油耐久力的评估是通过对确定其稳定工作温度和轮轴效率来评定的。这些评定是在一些不连续的速度扭矩条件下进行的。参考机油 这个试验程序的编制以及对润滑油的评估中，应用了两种相关机油。其参数如下： 优质润滑油：人造 质润滑油：人造 种优良的参考机油在多种恶劣的使用条件下已经显示出了显著的工作性能。在恶劣环境条件的试验中，这种机油在降低温度方面的功能十分突出 ，它 用于轮轴的暂停运转条下 ，并且在一给定的轮轴上进行周期性地试验，以次来追踪在稳定工作温度方面发生的任何改变。 低质润滑油同样可以用于野外试验，但与优质润滑油相比，它不能提供相同水平的耐久力，在恶劣条件下减少温度升高的能力也不如优质润滑油。然而，试验表明，这种润滑油在节约燃料方面的贡献却更突出。这种参考机油用于核实区分在野外提供不同性能的机油的试验程序。 轮轴断裂 轮轴在用于评估润 滑油之前要进行一个断裂试验。这个试验在一系列被控制的负载和速度条件下进行的。通过断裂试验程序（这里叙用温度不得超过 250 F，即 121 C），可以确定轮轴润滑油温度。优质参考机油可以用于断裂试验。 试验阶段 在断裂试验之后，可以通过确定稳定工作温度及在五种不同速度和负载的组合下来评估备选润滑油的性能。 表 1 五种试验条件 试验阶段 通常条件 相关条件 1 高转矩 /低转速 重载 2 中等转矩 /高转速 高速 3 中等转矩 /中等偏高转速 重载 4 中等偏高转矩 /中等转速 重载 5 高转矩 /中等偏下转速 重载 每一负载试验阶段都要进行润滑油的稳定工作温度点为止。 小时。一旦达到了稳定工作温度，下一阶段试验便开始了。直到评估了所有试验阶段，这个循环才能停止。在每个试验阶段结束时，记录周围空气温度，稳定的润滑油温度以及稳定的轮轴效率。 周围空气温度调整装置 的稳定工作温度，这一点已经可以观察到。由于这种试验方法是在实验室里进行的，这里周围空气温度可能会发生变化，所以必须考虑周围空气温度的变化。将轮轴润滑油的温度作适当调整以适应周围空气的变化是按下述等式进行的： ）（周围空气。轮轴修正 180这里，修正 F） 轮轴 F） 周围空气 F） 在应用下述方法论之前，要根据周围空气温度的不同来调整轮轴润滑油的温度。 相关温度变化 随着在轮轴上的试验数目的增加，对于给定的任意单一油源的负载条件下，稳定工作温度会有所降低。这一实际情况给备选润滑油有提出了新的难题。 过去为了解决这个问题，可以周期性地测试参考机油，并将备选机油的试验结果与参考机油的实验结果进行了对比。然而，如果每次试验后，和上次参考结果相比都有所降低，那么实际上，备选机油比参考机油更好。 图 3 表明了在轮轴上测试优质机油时，在五种不同阶段条件下稳定工作 温度的变化。对于这个试验程序，这种趋势会发生在所有五种试验阶段。 图 3 试验轮轴的优质参考既有在五种不同试验阶段条件下的稳定工作温度 参考目标温度 为了能够在参考机油与备选集中有之间做出较正确的比较，用于比较的参考机油的稳定工作温度需要按照轮轴运转次数进行调整。调整的参考机油温度或称为“参考目标温度”可以与备选机油稳定工作温度进行比较。 基于参考试验数据，考虑随着在轮轴上的测试转速的增加而使参考稳定工作温度的减少量，可获得每一试验阶段的等式。对于每一根被测试的轮轴都需要做这样的工作。一旦生成恰当的公式， 备选机油结果能够与参考机油性能进行精确的比较。图 4 是优质参考机油的稳定工作温度在五种不同试验条件阶段的曲线。 图 4 优质参考机油在 第 5 种试验条件下的稳定工作温度曲线 从图 4 中的等式可以看出，在每一试验阶段中，轮轴每次运转后，参考目标温度都可以计算出来。现在，备选试验结果就可以参考试验结果进行精确的比较了。 另外，既然我们的比较与参考机油有关，可以通过这个方法 中的公式与更多不同轮轴上的试验获得的结果进行精确的比较。 轮轴效率变化 随着稳定工作温度的变化，在试验轮轴上同样的作哟功能也会产生在轮轴功率的测量 上。轮轴效率会随着在轮轴上进行试验次数的增加而逐渐增加的。图 5 试验结果表明了轮轴效率的变化以及参考目标效率等式。 图 5 在第二阶段条件时试验轮轴的寿命条件下对优质参考机油稳定轮轴效率的评估 在试验的每一阶段，稳定轮轴效率与稳定工作温度都是成反比的。这一点在我们的试验程序中已经得到了证明。效率越高，工作温度就越低。因此，这篇论文中阐述的方法论是可以应用与两者的。 重复试验的估计 我们可以从在每个轮轴上的参考试验结果来估计试验的重复性。这是通过比较给定试验阶段的轮轴的每个参考试验中实际稳定工作温度与计算参考目 标温度的不同来完成的。例如，在图 4 中，第五阶段条件计算出的试验重复性是 F。而根据在实验阶段运行中，对轮轴和润滑油的测试中，我们估计这个重复性 是在 F 范围内。 任何给定轮轴的试验重复性都受到试验备选机油质量很大影响。 若在试验中采用质量差的机油，将对试验轮轴的结果产生影响。这里额外介绍了实验台之中的可变性。因此，为了达到最小的变化程度，在运行中采用高质量的机油是十分重要的。 第三部分 试验结果 这篇论文所呈现的试验结果主要论证了这种试验程序的有效性。这个试验程序是作为恶劣的工作条件下，检验 润滑油减少温度升高的能力。这部分主要分成三个小部分来阐述。 野外试验相关性 试验阶段的数据是要比野外试验数据早些得到。为了模拟车辆实际的运行环境我们设计了这个实验台。我们将实验台上获得的结果与野外工作获得结果进行比较，然后对实验台上轮轴气流系统进行 修改直到输出结果与野外试验结果一致。对在野外试验车辆和实验台上的已知机油进行比较。在这个试验里，我们将优质机油和劣质机油都进行了这方面的比较测试。 比较方法差异 从上述等式看出，每次试验运行结果的参考目标温度都可以计算出来。图 6 表明了参考目标方法在机油评估方面的改 进，以及两种等式方法之间的比较。 两种方法比较了在单次试验阶段中优质机油的备选试验结果。 方法 1 是将备选的机油的稳定润滑温度与上一个参考机油稳定温度结果进行比较。 方法 2 是将备选机油稳定润滑温度与经备选轮轴运转次数所得的目标温度进行比较。 图 6 两种数据等式方法的比较 第四部分 概要 关于这篇论文中描述的试验方法论的应用实现了在恶劣条件下，对齿轮润滑油更多精确的评估。当遇到恶劣的工作状况时，应用这些技术需要首先介绍能够提供一定耐久力性能的高质量润滑油。 试验结果表明在评估润滑油质量时这种试验方法的可行性。就 像 由 5/45 所测得的驾驶循环在恶劣的工作环境也提供一定的耐久力一样，我们希望这种试验程序在发展燃料推进润滑方面也可以发挥作用。 开 题 报 告 1 课题介绍 题名称： 单线画线机 题背景 画线机是用滚轮等再日用陶瓷、玻璃制品的圆形或椭圆形器皿上，画一条或多条彩色、彩带的机械。可以分为单色机画线机和多色画线机。本次设计主要是研究设计单色画线机，即单线画线机。 陶瓷是无机材料之母，从家庭至宇宙对陶瓷的渴求量愈来愈大，其许多优越、潜在特性不断被发现，近 20 年来各国非常重视陶瓷的研究、开发与应用，各国将先后进入陶瓷世界。 陶瓷一般指陶器和瓷器的合称，“陶”为烧成之意，“瓷”是指硬而之谜的器物。陶瓷 是我国历史悠久的古老文化之一，也是文明的象征。我国陶瓷的出现可上溯到距今一万年左右，距今 3000 年前的殷周时代，有了以高岭土为原料的白陶，已懂得用釉的方法。原始瓷器是以铁为着色剂的青釉器，是青瓷的前身。晋朝出现“瓷”字，说明当时人们已认识到陶和瓷的区别。 陶瓷是一种与我们日常生活以及在各种工程项目能够经常接触到的材料。随着技术经济的发展，在某些科学领域陶瓷已形成其他材料无法比拟的优点。例如，工程陶瓷，由工程陶瓷的制成的零件具有耐磨、耐热、耐摩擦、热膨胀系 数小等一系列优点，是当今世界高技术含量的产品。在国外已 越来越多地应用工程陶瓷取代金属零件，使产品地寿命、稳定性等大大提高。在如，低温烧结陶瓷（ 家一定还都记得在手机行业刚刚起步时的代表作 大哥大，它又笨又重，携带不方便，而现在的手机就越来越袖珍了，这里的关键就是术的发展。 ;术是把很多东西整合在一起，其全称为“低温共烧陶瓷”技术，简单地说，就是一种整合、小型化地技术将各种被动组件整合在一起，缩小到陶瓷式电路板上，如果没有它，手机是无法达到轻薄短小地效果地。总之，陶瓷已经成为与我们密不可分地伙伴了。 我国陶瓷生产历史悠久，日用陶瓷 一直畅销国内外。在我们的生活中，能够给人们留下直观印象的是日用陶瓷。这里不乏一些工艺美术品。因此，对于陶瓷制品，我们不仅要求其本身质量要好、使用方便，同时还要对其表面进行一定程度的美化处理，绘制出各种线条精美的图案，增加美感及艺术感。然而，传统的陶瓷画线主要是由手工完成的，画出的线条宽窄不一，严重影响产品的质量，与其是在画宽度 3上的线条时，用手工的方法根本无法实现，因此生产陶瓷的厂家不得不将线条印成画纸，将画纸贴在陶瓷制品上进行彩烤，而这又大大提高了成本。陶瓷生产厂家一直都无法解决这一问题。随着机械化 、自动化技术的不断发展，研制新型高效的画线机以代替手工作业已成为迫切需要。目前，世界各国对装饰机械的研制十分迅速，不断推陈出新。其中以画线机和印花机发展最为迅速。我国在这方面发展比较晚，目前用于生产陶瓷机械数量较小，品种较单一，因此有必要投入人力物力财力设计新产品，引进设备，消化技术。 作内容和要求 线机总体参数的确定 主要技术指标及重要技术参数 主要技术指标 画线色种 : 单色 公称生产能力： 6 /分 彩色宽度： 品最大直径： 406品最大高度： 230功率消耗： 3机重要： 约 100型尺寸： 约 重要技术参数 电动机的变速范围： 1000短画线时间： 长画线时间： 线辅助时间： t 3s 线画线机的机构设计 单线自动画线机主要由主机 架、工作台、施彩器组件、真空泵、气动系统、 电器部分组成 动功能、画线功能、自动装卸功能、辅助功能、测控功能、安全保护功能。功能分解如下图： 图 1 单线画线机的功能结构图 依据这些功能，系统组成为：动力系统、传动系统、执行系统、辅助系统、测控系统、安全保护系统。各主要系统概述如下： 动力系统：为操作部件提供动力，如机械手的仰俯、旋转、单线机的移动画 线。本设计中动力装置为电动机和气压系统。 传动系统：是将动力机的运动和动力传递给执行机构或执行构件的中间装置。主要有带传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等。在本设计中，由电动机到施釉轮之间的传动是通过带传动来完成的。 执行机构：能直接完成预期工作任务的机构和部件，为完成对陶瓷制品的画线功能所需的执行机构的部件主要是机械手、施釉轮及带釉轮。 测控系统：是控制画线机各执行机构按规定程序和要求，以一定顺序和规律运动完成画线机，具体测控有机械手旋转角度、升降角度、单线机的位移量、放气时间等。 辅助系统：为完成画线功能，以 上各功能还需要一些辅助系统支持，如支承、下料、送料等辅助系统。 为了保证准确可靠地实现画线机地画线功能，实现画线自动化，需满足以下条件： 机构地布局应合理，相互之间保证不干涉，不阻挡。 总体布局应使工人操作安全方便，节省空间。 吸盘吸、放气时要考虑工人操作时间地合理性。 机器的电动、气动部分都需外壳罩住，已加工与未加工的工件放置要整齐，单 线 画 线 机 驱动 施彩头电机驱动 吸盘主电机驱动 单线画线机 前伸 后仰 吸 盘 吸气 放气 辅 助 支撑 导向 测控 单线画线机画线 安全保护 漏电保护 过载保护 物料陪送线路要清晰、合理。 本机分四部分安装，各部分安装好后再连接在一起构成一个整体，这样能够提高效率，保证质量且运输时也方便。 关部件、零 件设计 单线画线机主要有施彩器传动系统、气动系统、真空系统、电器系统四部分 若标准件中没有合适的零件可自行进行设计 我们需要设计选择电机、传动系统、减速器、阻尼装置等 . 表 1 形态学矩阵 分功能 解 法 1 2 3 4 5 6 A 动力源 C 位移 D 取物传动 E 取物 电动机 齿轮传动 轨道及车 轮 拉杆 挖斗 汽油机 蜗轮蜗杆 传动 轮胎 绳传动 抓斗 柴油机 带传动 履带 汽缸传动 钳式斗 蒸气透平 链传动 气垫 液压缸传 动 机械手 液动机 液力耦合器 气动马达 动机的选择 电动机施机械系统中最常用的动力机 ,与其他动力机相比 ,它具有较高的驱动效率 ,且其种类和型号较多 ,与工作机械连接方便 ,具有良好的调速 、启动、制动和反向控制性能 动控制 ,工作时无环境污染 ,可满足大多数机械的工作要求 . 动系统的选择 特 点 : 元件结构简单、紧凑、易于制造 ,且不污染环境 便于管理 . 易于实现快速的直线往复运动 ,摆动的高速转动 且能实现过载自动保护 . 工作环境适应性较强 . 由于压缩空气的工作压力不高 ,一般在 输出力和力矩不高 ,且传动效率也较低 ,一般用于输出力不大的传动装置 可提高输出力 . 由于空气有压缩性 ,故运动速度的稳定性较差 ,较难实现精密控制 可提高运动速度的稳定性 . 由于气信号的 传递速度比电信号慢得多 ,故不宜用于遥控及复杂得控制系统 . 组成 : 起源部分、执行部分、控制部分、辅助部分 . 速器的选用 本机可选择常用的阿基米德圆柱蜗杆减速器 ,这种减速器适用于蜗杆转速不超过 1500r/境温度为 0 C 的场合 ,可以正反两向运转 器时 ,首先根据工作要求确定传动比 i,再按蜗轮轴的计算转矩查蜗轮轴额定转矩表 ,确定减速器的中心距 润滑等要求选择减速器的装配形式 题的重点和难点 线画线机设计重 点 单线自动画线机的用途是在陶瓷制品上画出装饰线条或图案，以达到美化陶瓷质朴那的目的。这种机械代替了手工画线工作，提高了劳动生产率以及精度，可以画出粗细均匀的线条，克服了手工作业的缺点与不足，满足了广大消费者的审美要求并提高了劳动生产率。我国地域辽阔，该机不受地形气候等外界因素影响和限制，并且易于维修，工作可靠，适用于相关陶瓷生产部门。 经各种常用系统的计算比较得出，当施釉轮与被加工陶瓷盘间实现纯滚动，且滚动画线速度在 s 时 ,画线效果最佳，故单线画线机的一切设计要以此为宗旨。 通过带传动的装置，电动 机将动力传递给了施釉轮与带釉轮，两轮开始旋转，此时主从摩擦轮接触，带动陶瓷旋转，设计合理的技术参数，可实现上述的画线速度要求，画线机开始画线。在每个陶瓷画线的开始与结束，为了便与装卸陶瓷，支承施釉头组件的杆件必须能够实现摆动，以使施釉头组件准确靠近、离开瓷器。经多方面的比较，我们最终选择气动系统实现这一环节。另外，在被加工定位的这一环节也有讲究。由于陶瓷制品易碎这一特点，使得我们必须摒弃普通机床夹具而选择其它的定位夹紧方法。基于盘状陶瓷表面光洁的特点，我们想到了可以利用真空吸附夹紧方式定位，及手部为真空吸盘 。 线画线机的设计难点 对于单线自动画线机，最重要的是能够画出均匀清晰的线条，以满足广大消费者的审美要求，因此对各机构的运动精度和定位精度要求较高。画线机的运动精度和定位精度主要包括以下几个方面： 施彩头组件摆动的运动与机械手的运动需协调一致，即与装、卸料工作要配合。 为了保证施釉轮与制品之间的接触精度，单线机的前进与后退要有较高的定位精度。 机械手的旋转角度是否精确，关系到安放工件时的中心线能否与吸盘中心重合。 由于这些精度将直接关系到产品质量，建议采取开环伺服系统进行控制。 线画线机的机械系统的方案设计 机械系统的方案设计，是机械设计中极其重要的一环。正确、合理的机械系统的方案，对于提高机械的性能、质量、市场竞争力和经济效益等都是至关重要的。 图 2 单线画线机黑箱图 行系统的方案设计 包括执行系统的功能原理设计，执行系统的运动规律设计，执行系统的形式设计，执行系统的协调设计以及执行系统的方案评价。 动系统的方案设计 包括选择合理的 传动装置的类型、确定传动路线的方案以及合理分配传动系统。 动机类型的选择 包括原动机的类型、转速、以及原动机容量的选择。 纵控制系统的选择 包括机电控制系统、机液控制系统、电业控制系统、液压控制系统、气动系统、电气控制系统以及微机控制系统。 内外同类产品的对比 国外很多国家重视装饰机械的研制与开发，特别时在画线机、印花机方面的发展时十分迅速的，与国外产品比起来，该产品的生产效率低且柔性化程度不高；但在国内，由于这一方面起步较晚，发展较慢，所以该产品已经达 到了一个新的水平。 于用户的需求和企业发展计划的介绍 对于用户来说，他们希望用更好的陶瓷制品，外表美观大方，且物美价廉，这就是用户所追求的方向。因此，企业的发展应以此为导向，来满足用户的需求。这样的企业才能有所创造，有所发展。 能用到的知识和技能 理论知识：机械原理、机械设计、材料力学、机械制造技术等 应用软件： 。 单线画线机 制成品 M 瓷器 M 指令 S 信息显示 S 能量 E 输出 E 要自学的知识和技能 由于在本科的学习阶段，我们主要学习了一些专业理论知识而过少 解除各科知识在实际当中的应用。因此，在设计过程中，我们应注重在实际应用方面丰富自己的头脑。针对这次的毕业设计，我应多多学习关于陶瓷加工机械方面的知识，争取创造条件实际观察陶瓷的单线画线机的工作过程，了解其原理。另外，在三维造型方面，目前市面流行的工程软件很多，除了 们还可以考虑用其他的软件。若有条件，我会考虑学习另外的软件来进行三维造型。 2 工作计划 表 2 进度计划表 研、译文、参考文献 体布置、草图、开题报告 体设计、总装图 件设计、相关计算 件、部件、设计、论文 改、完善、图纸论文、答辩 参考文献 1瓷器、精瓷与彩瓷 刘达权 北京：轻工业出版社， 1984 2新型陶瓷 邱关明 北京：兵器工业出版社， 3设计材料与加工工艺 张锡 北京：化学工业出版社， 4陶瓷造型基础 杨永善 北京：轻工业出版社， 1985 5日用陶瓷工业学 李家驹 武汉：武汉工业大学出版社， 1992 6高性能陶瓷论文集 郭景坤 北京：人民交通出版社， 7机械系统设计 朱龙根 北京：机械工业出版社， 8非标准设备机械手册 张展 北京：兵器工业出版社 9中国机电产品大辞典 北京：机械工业出版社 10现代综合机械设计手册（下） 北京出版社 11 机械设计 谭庆昌，赵洪志 吉林科学技术出版社 12 材料力学 聂毓琴，孟广伟 吉林科学技术出版社 13 机械制造技术基础 于骏一，张福润 机械工业出版社 14机械原理 秦荣荣，崔可维 吉林科学技术出版社 摘 要 本次设计的任务的是设计一台陶瓷单色自动画线机。其主要功能是在一个陶瓷器件上画出一条粗细均匀的线。这个工作代替了手工画线，降低工人的劳动强度，提高了劳动生产率。 本文主要讨论了设计的必要性。通过系统的功能分解、功能合成、方案设计等方面的分析，提出了新的设计方案，这一点对产品的成败起决定性作用。本文还包括了进行设计所需的一些必要计算，且安排一些与设计有关的重要数据以及设计程序等。另外，本文还包括对一些典型零部件进行了结构工艺性分析，阐明如何操作的说明书、设计总结等等。 在本次设计中，我认真完成老师安 排的任务，并且根据自己设计的特点做了些 于时间有限且经验尚浅，设计中还有很多的不足，恳请老师批评指正。 前 言 陶瓷是无机材料之母，从家庭至宇宙对陶瓷的渴求量愈来愈大，其许多优越、潜在特性不断被发现，近 20 年来各国非常重视陶瓷的研究、开发与应用，各国将先后进入陶瓷世界。 陶瓷一般指陶器和瓷器的合称，“陶”为烧成之意，“瓷”是指硬而之谜的器物。陶瓷是我国历史悠久的古老文化之一，也是文明的象征。我国陶瓷的出现可上溯到距今一万年左右，距今 3000 年前的殷周时代，有了以高岭土为原料的白 陶，已懂得用釉的方法。原始瓷器是以铁为着色剂的青釉器，是青瓷的前身。晋朝出现“瓷”字，说明当时人们已认识到陶和瓷的区别。 画线机是用滚轮等再日用陶瓷、玻璃制品的圆形或椭圆形器皿上，画一条或多条彩色、彩带的机械。这种机器的出现，大大减轻了工人手工劳动量，提高了生产率，而且在一定程度上也提高了产品质量。可以说，陶瓷画线机的出现将陶瓷产业在工业化进程上又推进了一大步。可以分为单色机画线机和多色画线机。本次设计主要是研究设计单色画线机，即单线画线机。 在本次设计中，陶瓷器件是通过吸气式吸盘固定工位的，并于主轴同时旋 转。这种吸气式吸盘实属工业机械手的范畴。工业机械手是工业生产中一种比较新的技术装备。它是一种模仿人体上肢的部分功能安装预定要求输出工件或者握持工件进行操作的自动化技术装备。这种新颖工具的出现和应用，对实现工业生产自动化起重要作用，因而有着强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动效率和生产的自动化水平。 第一章 总体方案 画线机是用滚轮等再日用陶瓷、玻璃制品的圆形或椭圆形器皿上，画一条或多条彩色、彩带的机械。可以分为单色机画线机 和多色画线机。本次设计主要是研究设计单色画线机，即单线画线机。 陶瓷是无机材料之母，从家庭至宇宙对陶瓷的渴求量愈来愈大，其许多优越、潜在特性不断被发现，近 20 年来各国非常重视陶瓷的研究、开发与应用，各国将先后进入陶瓷世界。 陶瓷一般指陶器和瓷器的合称，“陶”为烧成之意，“瓷”是指硬而之谜的器物。陶瓷是我国历史悠久的古老文化之一，也是文明的象征。我国陶瓷的出现可上溯到距今一万年左右，距今 3000 年前的殷周时代，有了以高岭土为原料的白陶，已懂得用釉的方法。原始瓷器是以铁为着色剂的青釉器，是青瓷的前身。晋朝出现“ 瓷”字，说明当时人们已认识到陶和瓷的区别。 陶瓷是一种与我们日常生活以及在各种工程项目能够经常接触到的材料。随着技术经济的发展，在某些科学领域陶瓷已形成其他材料无法比拟的优点。例如，工程陶瓷，由工程陶瓷的制成的零件具有耐磨、耐热、耐摩擦、热膨胀系数小等一系列优点，是当今世界高技术含量的产品。在国外已越来越多地应用工程陶瓷取代金属零件，使产品地寿命、稳定性等大大提高。在如，低温烧结陶瓷（ 家一定还都记得在手机行业刚刚起步时的代表作 大哥大，它又笨又重，携带不方便，而现在的手机就越来越袖珍了，这里的 关键就是 术的发展。 ;术是把很多东西整合在一起，其全称为“低温共烧陶瓷”技术，简单地说，就是一种整合、小型化地技术将各种被动组件整合在一起，缩小到陶瓷式电路板上，如果没有它，手机是无法达到轻薄短小地效果地。总之，陶瓷已经成为与我们密不可分地伙伴了。 我国陶瓷生产历史悠久，日用陶瓷一直畅销国内外。在我们的生活中，能够给人们留下直观印象的是日用陶瓷。这里不乏一些工艺美术品。因此，对于陶瓷制品，我们不仅要求其本身质量要好、使用方便，同时还要对其表面进行一定程度的美化处理，绘制出各种线条精美的图 案，增加美感及艺术感。然而，传统的陶瓷画线主要是由手工完成的，画出的线条宽窄不一，严重影响产品的质量，与其是在画宽度 3上的线条时，用手工的方法根本无法实现，因此生产陶瓷的厂家不得不将线条印成画纸，将画纸贴在陶瓷制品上进行彩烤，而这又大大提高了成本。陶瓷生产厂家一直都无法解决这一问题。随着机械化、自动化技术的不断发展，研制新型高效的画线机以代替手工作业已成为迫切需要。目前，世界各国对装饰机械的研制十分迅速，不断推陈出新。其中以画线机和印花机发展最为迅速。我国在这方面发展比较晚，目前用于生产陶瓷机械数量较 小，品种较单一，因此有必要投入人力物力财力设计新产品，引进设备，消化技术。 品的用途及使用范围 单线自动画线机的用途是在陶瓷制品上画出装饰线条或图案，以达到美化陶瓷质朴那的目的。这种机械代替了手工画线工作，提高了劳动生产率以及精度，可以画出粗细均匀的线条，克服了手工作业的缺点与不足，满足了广大消费者的审美要求并提高了劳动生产率。我国地域辽阔，该机不受地形气候等外界因素影响和限制，并且易于维修，工作可靠，适用于相关陶瓷生产部门。 线自动画线机的功能设置及系统组成 单线自动画线机主要由主机架、工 作台、施彩器组件、真空泵、气动系统、电器部分组成 动功能、画线功能、自动装卸功能、辅助功能、测控功能、安全保护功能。功能分解如图 1： 图 单线画线 机功能分解图 依据这些功能，系统组成为：动力系统、传动系统、执行系统、辅助系统、测控系统、安全保护系统。各主要系统概述如下： 动力系统：为操作部件提供动力，如机械手的仰俯、旋转、单线机的移动画线。本设计中动力装置为电动机和气压系统。 传动系统：是将动力机的运动和动力传递给执行机构或执行构件的中间装置。主要有带传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等。在本设计中，由电动机到施釉轮之间的传动是通过带传动来完成的。 执行机构：能直接完成预期工作任务的机构和部件，为完成对陶瓷制品的画线功能所需的执行机构的部件主要是机械 手、施釉轮及带釉轮。 测控系统：是控制画线机各执行机构按规定程序和要求，以一定顺序和规律运动完成画线机，具体测控有机械手旋转角度、升降角度、单线机的位移量、放气时间等。 辅助系统：为完成画线功能，以上各功能还需要一些辅助系统支持，如支承、下料、送料等辅助系统。 作内容和要求 线机总体参数的确定 主要技术指标及重要技术参数 主要技术指标 画线色种 : 单色 公称生产能力： 6 /分 彩色宽度： 品最大直径： 406品最大高度： 230功率消耗： 机重要： 约 100型尺寸： 约 重要技术参数 电动机的变速范围： 1000短画线时间： 长画线时间： 线辅助时间： t 3s 线 画线机的机构设计 单线自动画线机主要由主机 架、工作台、施彩器组件、真空泵、气动系统、电器部分组成 动功能、画线功能、自动装卸功能、辅助功能、测控功能、安全保护功能。功能分解如下图： 图 1 单线画线机的功能结构图 依据这些功能，系统组成为：动力系统、传动系统、执行系统、辅助系统、测控系统、安全保护系统。各主要系统概述如下： 动力系统：为操作部件提供动力，如机械手的仰俯、旋转、单线机的移动画线。本设计中动力 装置为电动机和气压系统。 传动系统：是将动力机的运动和动力传递给执行机构或执行构件的中间装置。主要有带传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等。在本设计中，由电动机到施釉轮之间的传动是通过带传动来完成的。 执行机构：能直接完成预期工作任务的机构和部件，为完成对陶瓷制品的画线功能所需的执行机构的部件主要是机械手、施釉轮及带釉轮。 测控系统：是控制画线机各执行机构按规定程序和要求，以一定顺序和规律运动完成画线机，具体测控有机械手旋转角度、升单 线 画 线 机 驱动 施彩头电机驱动 吸盘主电机驱动 单线画线机 前伸 后仰 吸 盘 吸气 放气 辅 助 支撑 导向 测控 单线画线机画线 安全保护 漏电保 护 过载保护 降角度、单线机的位移量、放气时间等。 辅助系统：为完成画线功能，以上各功能还需要一 些辅助系统支持，如支承、下料、送料等辅助系统。 为了保证准确可靠地实现画线机地画线功能，实现画线自动化，需满足以下条件： 机构地布局应合理，相互之间保证不干涉，不阻挡。 总体布局应使工人操作安全方便，节省空间。 吸盘吸、放气时要考虑工人操作时间地合理性。 机器的电动、气动部分都需外壳罩住，已加工与未加工的工件放置要整齐，物料陪送线路要清晰、合理。 本机分四部分安装，各部分安装好后再连接在一起构成一个整体，这样能够提高效率，保证质量且运输时也方便。 关部件、零件设计 单线画线机主要有施彩器传动系统、气动系统、真空系统、电器系统四部分 若标准件中没有合适的零件可自行进行设计 我们需要设计选择电机、传动系统、减速器、阻尼装置等 . 表 1 形态学矩阵 分功能 解 法 1 2 3 4 5 6 A 动力源 B 位移传动 C 位移 D 取物传动 电动机 齿轮传动 轨道及车 轮 拉杆 汽油机 蜗轮蜗杆 传动 轮胎 绳传动 柴油机 带传动 履带 汽缸传动 蒸气透平 链传动 气垫 液压缸传 液动机 液力耦合器 气动马达 E 取物 挖 斗 抓斗 钳式斗 动 机械手 动机的选择 电动机施机械系统中最常用的动力机 ,与其他动力机相比 ,它具有较高的驱动效率 ,且其种类和型号较多 ,与工作机械连接方便 ,具有良好的调速 、启动、制动和反向控制性能 动控制 ,工作时无环境污染 ,可满足大多数机械的工作要求 . 动系统的选择 特点 : 元件 结构简单、紧凑、易于制造 ,且不污染环境 便于管理 . 易于实现快速的直线往复运动 ,摆动的高速转动 且能实现过载自动保护 . 工作环境适应性较强 . 由于压缩空气的工作压力不高 ,一般在 输出力和力矩不高 ,且传动效率也较低 ,一般用于输出力不大的传动装置 可提高输出力 . 由于空气有压缩性 ,故运动速度的稳定性较差 ,较难实现精密控制 可提高运动速度的稳定性 . 由于气信号的传递速度比电信 号慢得多 ,故不宜用于遥控及复杂得控制系统 . 组成 : 起源部分、执行部分、控制部分、辅助部分 . 速器的选择 本机可选择常用的阿基米德圆柱蜗杆减速器 ,这种减速器适用于蜗杆转速不超过 1500r/境温度为 0 C 的场合 ,可以正反两向运转 首先根据工作要求确定传动比 i,再按蜗轮轴的计算转矩查蜗轮轴额定转矩表 ,确定减速器的中心距 润滑等要求选择减速器的装配形式 题的重点和难点 线画线机设计重点 单线自动画 线机的用途是在陶瓷制品上画出装饰线条或图案，以达到美化陶瓷质朴那的目的。这种机械代替了手工画线工作，提高了劳动生产率以及精度，可以画出粗细均匀的线条，克服了手工作业的缺点与不足，满足了广大消费者的审美要求并提高了劳动生产率。我国地域辽阔，该机不受地形气候等外界因素影响和限制，并且易于维修，工作可靠，适用于相关陶瓷生产部门。 经各种常用系统的计算比较得出，当施釉轮与被加工陶瓷盘间实现纯滚动，且滚动画线速度在 s 时 ,画线效果最佳，故单线画线机的一切设计要以此为宗旨。 通过带传动的装置，电动机将动力传递给 了施釉轮与带釉轮，两轮开始旋转，此时主从摩擦轮接触，带动陶瓷旋转，设计合理的技术参数，可实现上述的画线速度要求，画线机开始画线。在每个陶瓷画线的开始与结束，为了便与装卸陶瓷，支承施釉头组件的杆件必须能够实现摆动，以使施釉头组件准确靠近、离开瓷器。经多方面的比较，我们最终选择气动系统实现这一环节。另外，在被加工定位的这一环节也有讲究。由于陶瓷制品易碎这一特点，使得我们必须摒弃普通机床夹具而选择其它的定位夹紧方法。基于盘状陶瓷表面光洁的特点，我们想到了可以利用真空吸附夹紧方式定位，及手部为真空吸盘。 线画线机的设计难点 对于单线自动画线机，最重要的是能够画出均匀清晰的线条，以满足广大消费者的审美要求，因此对各机构的运动精度和定位精度要求较高。画线机的运动精度和定位精度主要包括以下几个方面： 施彩头组件摆动的运动与机械手的运动需协调一致，即与装、卸料工作要配合。 为了保证施釉轮与制品之间的接触精度，单线机的前进与后退要有较高的定位精度。 机械手的旋转角度是否精确，关系到安放工件时的中心线能否与吸盘中心重合。 由于这些精度将直接关系到产品质量，建议采取开环伺服系统进行控制。 线画线机的机械 系统的方案设计 机械系统的方案设计，是机械设计中极其重要的一环。正确、合理的机械系统的方案，对于提高机械的性能、质量、市场竞争力和经济效益等都是至关重要的。 图 2 单线画线机黑箱图 行系统的方案设计 包括执行系统的功能原理设计，执行系统的运动规律设计，执行系统的形式设计，执行系统的协调设计以及执行系统的方案评价。 动系统的方案设计 包括选择合理的传动装置的类型 、确定传动路线的方案以及合理分配传动系统。 动机类型的选择 单线画线机 制成品 M 陶瓷器件 M 指令 S 信息显示 S 能量 E 输出 E 包括原动机的类型、转速、以及原动机容量的选择。 纵控制系统的选择 包括机电控制系统、机液控制系统、电业控制系统、液压控制系统、气动系统、电气控制系统以及微机控制系统。 内外同类产品的对比 国外很多国家重视装饰机械的研制与开发，特别时在画线机、印花机方面的发展时十分迅速的，与国外产品比起来，该产品的生产效率低且柔性化程度不高；但在国内，由于这一方面起步较晚，发展较慢，所以该产品已经达到了一个新的水 平。 于用户的需求和企业发展计划的介绍 对于用户来说，他们希望用更好的陶瓷制品，外表美观大方，且物美价廉，这就是用户所追求的方向。因此，企业的发展应以此为导向，来满足用户的需求。这样的企业才能有所创造，有所发展。 能用到的知识和技能 理论知识：机械原理、机械设计、材料力学、机械制造技术等 应用软件： 。 要自学的知识和技能 由于在本科的学习阶段，我们主要学习了一些专业理论知识而过少解除各科知识在 实际当中的应用。因此，在设计过程中，我们应注重在实际应用方面丰富自己的头脑。针对这次的毕业设计，我应多多学习关于陶瓷加工机械方面的知识，争取创造条件实际观察陶瓷的单线画线机的工作过程，了解其原理。另外，在三维造型方面，目前市面流行的工程软件很多，除了 们还可以考虑用其他的软件。若有条件，我会考虑学习另外的软件来进行三维造型。 2 工作计划 表 2 进度计划表 研、译文、参考文献 体布置、草图、开题报告 体设计、总装图 件设计、相关计算 件、部件、设计、论文 改、完善、图纸论文、答辩 摘要 本次设计的是单色自动画线机，其主要功能是在一个瓷器上画出一条粗细均匀的线。 本文主要讨论了设计的必要性，通过系统功能分解、功能合成、方案设计提出新方案。这一点对产品的成败起决定性作用。计算和安排一些与设计有关的重要数据的设计计算书、分析典型零部件的结构工艺性、阐明如何操 作的说明书、设计总结等等。 1、 设计计算说明 机主要有施彩轮传动系统、气动系统、真空系统、电器系统四部分组成 彩轮传动系统中施彩轮转速得确定施根据以下试验确定的： 速度 (m/s) 线效果 滴釉 苦釉 粗细不均 符合要求 缺釉 毛刺 由表可知，画线轮的最佳转速为 s。 彩轮电机功率及吸盘电机功率的确定 施彩轮与被画陶瓷器件的摩擦力矩为： 为施彩轮半径。为摩擦系数，为清扫器正压力，为摩擦轮正压力，为摩擦力矩，式中1将 P 40，1P 5， R f 入上式（此数据为试验所得）， M 斤米） 由74总式中总n 为电机减速输出转速 h 为传动效率 )总 由以上可得主机电机功率为 缸的选择： 由于瓷器在烧成过程中不可避免产成变 形现象，因而画线轮要用适当压力对瓷器实行压紧。这一压力在每平方厘米一公斤为好，总压力为 40 公斤，画出线条符合质量要求。而行程长度为 20最佳，因而我们取准力为 40程为 20气缸作为纵向气缸。为了适应于陶瓷制品周边的变形或者不规则形状的画线施彩轮靠轮必须始终给瓷器周边以压应力，因而试验证明，横向气缸压力应与纵向汽缸相等。为适应于鱼盘等不规则瓷器的画线工作，气缸行程选择 80 机真空度及抽气速率的决定 以日用陶瓷中的 16 寸盘（本机所画最大口径的画线盘）为例： 型真空泵一台。因而我们选择国产）抽气速率空度为那么，所需真空极限真，为盘重）（：里取为口径与足径之比，这为口径，为足径，式中面积面积1/(动摩擦轮的电动机的选择 画线轮与瓷器之间应保证 s 速度的纯滚动，拟定主、从摩擦轮的转速为： )r p m(r p m(i nm a xm a xm i n 由电动机到摩擦轮之间设置一级蜗杆减速器，其传动比为 62，则电动机的转速范围为： （ 62=1160 4000此选择直流电动机如如下： 型号： 定功率： 60定转速： 4000定电流： 定转矩： 传动路线： 住传动路线即由主电动机传到主动摩擦轮的路线。由于带传动具有缓冲减震的作用，所以由主电动机带动一级皮带传动。因为直流电动机转速一般较高，在带传动以后选择了一个标准蜗杆减速器，其输出通过一个弹性套柱销联轴器传到主动摩擦轮上，再经从动摩擦轮带动吸盘进行旋转画线工作。 现瓷器自转的传动路线： 摩擦轮电动机直接连接在一个蜗轮蜗杆减速器上。其输入轴竖直，输出轴水平放置且直接连接到主 动摩擦轮，当从动摩擦轮与主动摩擦轮接触时，动力便传到从动摩擦轮继而带动吸盘旋转。 动蜗轮蜗杆减速器的选择： 根据功率、传动比及安装要求，选择主减速器为 杆减速器。传动比约为 40，单向工作， 5%。 实现画线的全自动控制，对电器的基本说明 首先为了实现陶瓷品种的变化，为使陶瓷的画线速度保持 用控制电枢可调整流装置，其基本控制如下： 2 画线机画线质量总结 以下因素对画线质 量有明显影响： 线轮中心与此其重心在同一平面是取得最佳画线效果的主要因素之一，如图 果画线轮偏上或偏下（相对瓷器中心比较）都会给瓷器带上毛刺的线，影响产品质量。如图 线轮偏摆对画线的影响 画线轮由于安装加工等引起的偏摆将使画出线条成曲线状， 如图 料的混合和黏度对画线的影响 画线用颜料的黏度将给所画线条带来影响，如果黏度过大则所画线条较标准宽度宽，如果黏库过小则出现滴油现象，试验表明最好是两份介质和一份燃料构成。 3 目前存在的问题 画线机体积大； 各调整螺栓不够方便； 整机艺术造型不够理想。 导轨的设计 1 概述 轨的作用 导轨主要用来支承和引导运动部件沿一定的轨迹运动并支承受运动部件的重量和工作载荷。两个作相对运动的部件构成一对导轨副，其中不动的配合面成为固定导轨或静导轨，运动的配合面称为运动导轨过动导轨。在运动导轨和固定之间；一般只允许有一个自由度。 轨应满足的要求 向精度 几何精度 接触精度 度保持性 动灵敏度 速 运动的平稳性 振性和稳定性 度 构工艺性 温度变化的适应能力 常用滑动导轨的类型、特点和应用 类型 工作原理和摩擦性 导向精度 灵 敏 度 和 定位精度 低 速 运动 平 稳性 精 度 保持性 抗振形和稳定性 应用 特点 滑动导轨 普通滑动导轨 整体式 导轨副工作面是混合摩擦状态，静动摩擦系数相差采用精铣、磨削或刮削可达到较高的几何精度 较 差 、 不 采用 减 磨 措 施时 ， 定 位 精度为 0 速 时（ 1 60mm/ 易 产 生爬行 导 轨 表面 淬火可 将 耐磨 性 提高 1 2倍 好 广泛应用于普通精度的机械 结构简单，制造容易，维护较大，低速时摩擦系数随速度增加而减小 简便，成本低 镶装式 采用镶铜、有色金属或塑料板，改变导轨机体的摩擦特性，增加耐磨性 一 般 比 整 体式的好 一般 比 整 体式好 贴 涂 塑式 由工程塑料做成动高贵表面，与金属制静导轨的摩擦系数较小，只随着速度增加而略有增大，但用 聚 四 氟 乙烯 软 带 时 ，定 位 精 度 可达 爬行 好 广泛用于粳米和重型机械，也常用于旧机器导轨的大修 结构简单，制造容易，维修简便，制造成本较低，承载能力较差 静导轨常用 镶钢式 静压导轨 液体 压力油通过节流器进入导轨承载面，在任何速度下均为液体摩擦状态；油膜承载能力大 油膜有均化误差的作用，精度可达 1000 量 位 移 擦系数很小 ， 约 为 混合摩擦得 1% 低 速 运动 时 无爬 行 ，定 位 精确 ， 速度均匀 导 轨 无磨损，精度 保 持性好 油膜有吸振能力 用于重型、大型和精密机械如数控机床 制造复杂，调整较难，需要一套较复杂的供油系统 气体 用压缩空气经节流器进入导轨面内腔，液体静压导轨 摩空气介质有很好的冷却作用，减小导轨热变形，300 高 ， 定 m 很 好 ，低 速 无爬行 导 轨 副无 金 属接触，还可 以 用空 气 起净 化 作用 可以采用花岗岩作机座，隔振性很好，由于气隙很小，多用于数控机床三坐标测量机等 需要一套供气系统，承载能力低，空气不需回收，不污擦系数下，承载能力低 在很小振幅下已产生接触，阻尼性强 染环境，结构比液压体静压导轨简单 动压导轨 液体 利用导轨面间的相对运动形成 压力油楔，将动导轨浮起，形成液体摩擦 有“浮升”现象，导向精度一般 一般 不 能 用于低速 起 动 和停 止 时速度低，不 能 建立动压，有磨损 油膜有吸振能力 只适用于高速运动的主运动导轨，如立式车床的圆周运动导轨 2 滑动导轨结构设计 动导轨的截面形状设计 线滑动导轨的截面形状设计 直线运动导轨的截面，应保证运动部件只能沿直线方向运动，限制运动部件的转动和横向移动。当移动部件的尺寸较小，为细长条状或行程较小时，可将导轨做成封闭性。选择截面形状时要注意： 导轨磨损量随表面比压增加而增加，设计时应尽 可能使导轨面垂直于外力的方向。 导轨磨损后对导向精度的影响要小。 动导轨的间隙调整装置 为保证导轨的正常运动，运动件和支承件之间应保持适当的间隙，间隙过小会增加摩擦力，操作费力还会加快磨损，间隙过大会使精度降低，甚至会产生振动。因此，除在装配过程中应仔细地调整导轨的间隙外，在使用一段时间后因默存还需要重调。 调整的方法： 采用磨、刮相应地结合面或加垫片的方法，以获取合适的间隙。 用镶条和压板来调整导轨的间隙。 条和压板的结构型式 用镶条来调整矩形和燕尾形导轨的间隙时，把镶条布置在受 力较小的一侧。 压板用于调整辅助导轨的间隙，并承受倾覆力矩。 轨加紧装置 有些导轨（如非水平放置的导轨）在移动到预定位置后，要求将它的位置固定，为此采用专用的锁（夹）紧装置。常用的锁紧方式有机械锁紧和液压锁紧。 动导轨的材料和热处理 导轨材料的要求 导轨材料应具有以下性能： 良好的耐磨性 在导轨不封闭，动导轨频繁停歇和反向，润滑不良的情况下，导轨面的磨损较快而且不均匀。在润滑剂洁净，不发生擦伤的条件下，处于混合摩擦区段的滑动导轨表面出现的磨损可以认为是正常磨损，滑动导轨材料 匹配及其相对寿命值见表 导轨材料匹配（动导轨 /静导轨） 相对寿命 铸铁 /铸铁（均为普通铸铁） 铸铁 /淬硬铸铁 铸铁 /淬硬钢 1 23 510 淬硬铸铁 /淬硬铸铁 铸铁 /镀铬或喷涂钼铸铁 45 34 良好的摩擦特性 在设计滑动导轨时，为避免在低速运动时出现爬行，除合理选用润滑剂及加强船东系统得刚度以外，要求导轨副的静摩擦和动摩擦系数差以及滑动速度对动摩擦系数的影响都要小。 良好的尺寸稳定性 导轨在加工和使用过程中，残余应力引起的变形，温度和温度的变化，都会影响稽核尺寸的稳定性。对于塑料导轨除 了材料的线胀系数大，导热性差，易吸湿外，还存在冷流性和常温蠕变性大的问题。 工艺性好，成本低。 用的滑动导轨材料 铸铁是应用最广泛的滑动导轨材料，它具有良好的耐磨性和抗振性。铸铁导轨常与支承部件或支座制成一体。 为增强导轨的抗磨损能力，可将铸铁导轨表面淬火，镀铬式喷涂相等。 对于灰铸铁 采用高频淬火，淬火前的硬度不应低于 180火后可取 4855化层厚度 相对寿命可提高 12 倍，这种方法工艺设备简单，操作方便，淬火变形小。 对于镀铬 铸铁（或钢） /铸铁导轨副，其镀层厚度 度为 6872磨性提高 23 倍。 常用镶装材料有钢、有色金属、合金铸铁及工程塑料等。钢材；又可分为冷轧弹簧钢带，经高频淬火的中碳结构钢、渗碳钢、氮化钢、轴承钢或特殊的工具钢等。常用的工程塑料有酚醛夹布塑料，聚酰胺（尼龙）和聚四氟乙烯，改性聚甲醛等。 动导轨的技术要求 面粗糙度 刮研导轨 刮研导轨可以达到最高的精度，同时还具有接触好，变形小，表面可以存油的优点。它的缺点是劳动强度大，生产率低，刮研导轨主要用于高精度 机床和精密机械，在缺乏磨削设备时，也可用于精密机床和普通精度机床。 磨削导轨 磨削导轨可以达到较高的精度和表面粗糙度，生产率高，而且是加工淬硬导轨的唯一方法。 何精度 单条的 V 形导轨，其几何精度包括：导轨在垂直面内的直线度，导轨在水平面内的直线度，打 曲。 单条的平导轨，其几何精度包括：导轨在纵向的直线度，导轨工作表面的平面度。 与同一运动部件配合的两条或两条以上导轨（即导轨的组合），除注明各单导轨的精度外，还应注明各导轨之间的平行度，有时还要注明各导轨之间的 平面度（扭曲）。 几个运动部件的各导轨组合之间，应注明其相互位置精度要求，如平行度或垂直度。 在规定上述各项精度时，有时还要注明其误差的方向性，例如“只许凸起”、“只许凹下”，“只许向下偏”等。 使用说明书 一、技术特征 1、用途： 本机主要用于日用陶瓷盘类制品单线画线。 2、参数： 产品规格：盘类最大直径 406生产能力： 8 12 件 /分； 总动力消耗： 3 最大描线彩带宽度： 6外型尺寸： 1300 1000 1000（高宽厚）； 整机重量： 500 二、基本结构 本机主要有主机架、工作台、施彩轮组件、真空泵、气动系统、电气部分组成。 三、安装 将该机小心的立放在水平地面上，调整四螺栓，使其保持水平，然后清除防锈物。将压缩机放在室外的专门小屋里，将出气管与主机进气管接通。用气管接连真空泵与主机吸盘，用螺栓压在机壳上铜线使其接地，接地铜棒不得低于一米，应保证安全。然后用 380v 电源及零件接到主机接线柱上。再接上压缩机及真空泵电源，接线应严格按照电工安全操作规程进行，保证接线牢固、可 靠、安全。 四、调整 将真空泵加足润滑油，再将主机上的油雾气及活动部位加油，检查电器等是否安全可靠后，开动真空泵，空压机，观察其转向是否正确，如不正确应立即纠正，然后打开气阀观察其动作的可靠性。 把所需画线瓷件，如 8 寸盘等放到吸盘上吸住后，开启气缸控制按钮，这时横向气缸将施彩轮推到盘边，连个定位滚靠到盘边，纵向气缸将画线轮推靠盘上所要画线的位置进行画线，线画至两三圈后，纵向气缸将施彩轮头拉下，横向气缸将施彩机架立回原位，完成画线过程。 画线时如果发现线条有一定缺陷，应考虑以下调整措施： 画线轮与盘所画线位 置的线速度是否保持一致，用速度表测量画线轮速度，然后测量速度，再测量盘所画线位置速度是否如同画线轮一样线速度。 调整颜色黏度，直至达到理想线条。 调整时间继电器适当增减画线圈数。 调整画线轮传动电机的速度，达到
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