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轴承检测装置的总体外观设计开题报告.doc

轴承检测装置的总体外观设计【带UG三维】【10张图纸】【优秀】

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关键词：: 轴承检测装置总体整体外观设计 ug 三维 10 图纸优秀优良

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轴承检测装置的总体外观设计

46页 24000字数+说明书+任务书+开题报告+外文翻译+UG三维图+10张CAD图纸【详情如下】

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轴承检测装置的总体外观设计开题报告.doc

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摘要

　　　轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件，它们广泛应用于工业、农业、交通运输、国防、航空航天、家用电器、办公机械和高科技等领域，与国计民生息息相关。为了保证轴承质量必须对其进行严格的检测。国内现有的轴承检测装置一般多为国内几大轴承研究所的产品,具有检测精度高、机构简单、操作方便等特点,但是现有的轴承检测装置一般只能进行单个轴承检测,检测效率很低。这必然不能满足轴承厂家对轴承全产品检测的要求。这种方式也必然给轴承的质量留下了安全隐患。因此,为了满足轴承全产品检测的要求,研制一种检测效率高、基本实现自动化的轴承检测装置显得越来越重要。

　　　因此，轴承检测装置的外观设计是否先进，将直接影响到轴承产品质量的准确性、可靠性、效率以及工人劳动强度的大小。所以本文的重点是轴承检测装置的外观设计，包括给料装置，上料推力装置，轴承分选装置，及设备外观造型设计。设计工作内容如下：

　　　1）查阅国内外轴承检测设备发展情况，研究了国内外目前使用的轴承检测装置的机构特点,对其外观设计结构进行了详细的分析；

　　　2）针对论文的要求及自动化结构设计思想，检测装置上设计了，给料机构，推力上料机构，分拣机构。

　　　3）对设备运行环境中振动形式进行分析，根据结构特点研究设备具体减振、隔振工艺,降低基础设备振动，保证设备检测精度高低。

　关键词：轴承；给料；上料；分拣；外观造型

摘要III

AbstractIV

1绪论1

1.1 课题研究的目的意义1

1.2 国内外研究状况1

1.2.1 轴承检测技术1

1.3 本课题应达到的要求3

1.3.1 上料装置的要求3

1.3.2 推力机构的要求3

1.3.3 分拣机构的要求3

1.3.4 外观造型设计的要求3

1.4 设计内容4

1.5课题的意义4

2 轴承检测装置外观设计的总体方案设计5

2.1轴承检测装置外观设计的工作原理5

2.2 轴承检测装置的外观设计的总体方案设计8

2.2.1 轴承检测装置外观设计的总体功能划分8

2.2.2检测装置外观设计各功能分析8

2.2.3动作方案及结构布局设计12

2.3轴承检测装置的外观造型设计13

2.3.1 造型设计符合人的情感13

2.3.2 外型与结构相结合13

2.3.3造型设计的现状与发展13

2.3.4 方案分析比较14

2.4本章小结16

3 轴承检测装置外观设计的关键机构的详细设计17

3.1 轴承给料、隔离机构的设计17

3.1.1 给料隔离机构的方案确定17

3.1.2 轴承检测外观的给料设计18

3.1.3 轴承检测外观的隔离设计21

3.1.4 轴承检测外观的入料、出料的设计22

3.2轴承分拣机构的设计23

3.2.1分拣方案设计23

3.2.2 方案分析比较24

3.3 支撑架的设计25

3.4 气路系统设计26

3.4.1 气缸的选用27

3.4.2 气路原理设计29

3.5 本章小结29

4 轴承检测装置的减振结构及环境要求30

4.1 轴承检测装置隔振减振工艺的研究30

4.1.1 振源形式及对振源的分析30

4.1.2 减振元件的选用31

4.2本章小结32

5 结束语33

6 致谢34

7 参考文献35

8附录37

1绪论

1.1 课题研究的目的意义

支撑轴的轴承部，它可以引导轴的旋转，在轴上能承受空转零件，轴承可分为：滚动和滑动轴承。通常，轴承是滚动轴承。滚动是一个高度可互换的标准件，它有一个小的摩擦，容易入手，润滑机械结构简单，更换方便等，几乎是不可缺少的组成部分。作为一种重要的机械零件，轴承的各种机械运动和承重通过了重要的支撑部分。

　　随着工业的发展，对圆锥滚子轴承的性能，寿命和可靠性提出了更高的要求。滚动轴承的性能，寿命和可靠性，取决与设计，制造和检测。检测是提高轴承性能的重要一环。而且轴承检测装置的外观设计又是重中之重，为了保证轴承的出厂质量,我国轴承行业对轴承检测成品也采用极为严格的检测工艺,主要依据有国家标准、企业标准。检测项目从重要性上分为三项:关键、主要项目及次要项目,其中主要项目中的检测是目前我国轴承行业技术弱项。因此,提高检测轴承质量显得尤为重要。

　　轴承测量最初是通过人的感觉判断轴承的质量，经验丰富的技术工人，得到的结果往往与熟练的工人和经验丰富的水平，测量结果是不均匀的，浪费了大量的人力，检测效率差。随着科学技术的发展，电子科学测试设备的使用逐渐轴承，轴承的各项检测指标可以被显示在机器的数字仪器测试要求，降低了工人的技术经验，在一定程度上，减少了工人的劳动强度。

　　　为了配合快速精密机械制造技术的发展和产品的精度越来越高，先进的检测设备设计改进和创新势在必行。通用轴承的检测方法仍采用半自动和手动相结合的阶段，需要大量的人力参与，轴承检测质量难以保证。现有的轴承的设计和改进的基础上的一个更复杂的和自动化的检测装置，其外观设计的自动检测装置的问题。

1.2 国内外研究状况

1.2.1 轴承检测技术

　　早在20世纪初人们就开始使用各种手段对轴承进行检测,按照检测方式不同可以分为:人手感觉检测、扩音器听声检测、传统的电子仪器仪表检测及近代的基于PC机的虚拟仪器检测。1.3 本课题应达到的要求

1.3.1 上料装置的要求

　　　首先需要进行一系列的安全培训教程，树立安全第一的意识，然后了解检测装置的工作流程，熟悉轴承检测装置给料机构原理及工作情况，提出初步的改进构想，利用UG进行概念建模。联系生产应用再对改进的方案进行进一步的修正和改良。最后将改进的方案通过UG表达出来，之后一系列的校核。

1.3.2 推力机构的要求

能够使轴承正好推到检测装置上去，准确连接定位到检测装置上。

1.3.3 分拣机构的要求

　　　针对国内轴承检测分拣技术的现状和实际要求，为了适应轴承制造业生产批量大、质量要求严格、检测分选任务繁重的特点以及自动化流水线作业、实现产品快速检测分选目标的要求，研制出一种轴承检测装置的检测分选装置，对促进轴承行业的快速发展将会发挥重要作用。

　　　现代化生产要求自动控制生产流程、高质量和高效率，随着科学技术的发展和生产的需要，全自动轴承分拣装置为实现高精度、高效率、省时省力、工人劳动强度小，自动化程度高、适应大批量流水线生产的轴承测量分拣目标提供了技术保证。

　　　轴承检测装置的分选具有以下的优点：

1．采用自动检测系统后，提高了产品的测量精度，提高产品的合格率，有效地保证产品质量，并降低了成本。

2．可以实现测量过程中的自动测量，大大减少测量时间，同时也可以避免由人工测量所引起的人为误差。

　　　3．可与自动化程度较高的生产线相结合，提高产品生产的自动化程度，使得劳动生产率得以极大的提高，并大大降低工作人员的劳动强度。

1.3.4 外观造型设计的要求

　　　为了提高产品的竞争力，各大企业不仅要注重产品的质量。技术含量，提高产品竞争力，但也越来越重视产品的外观，很过瘾。方便和愉快的有竞争力的产品，在当今的经济有举足轻重的作用。这项研究是轴承检测装置是一个复杂的自动化检测设备，具有经济价值的钱，为了提高社会的好评，产品的程度。进入时尚色彩，外观精美的产品是必要的，以确保外观精美时尚，同时考虑产品设计功能，外观也考虑到设备本身的需求，外形美观的产品中，为了降低成本，生产效率。

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内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目轴承检测装置的外观设计 2、专题二、课题来源及选题依据课题来源于工厂要求，随着轴承检测技术的发展，对轴承检测装置外观的要求也越来越高。轴承检测装置的外观不但要为检测工作带来方便，同时还要便于检测装置的检修，此外，还要满足人机协调的要求，因此，我在导师的带领下选择了这个课题。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：熟悉轴承检测装置及其外观设计的发展历程，特别是近几年的设备的新发展、新要求；熟练掌握自动机械设计的原理和方法，能够运用到设计轴承检测装置上；熟练掌握轴承需要检测的各个要素；掌握气缸的运行原理，气缸回路的运作；掌握检测装置外观设计需要的各部件，能够分析多种方案比较得出最优方案；熟练使用UG软件建模工具，实现装置的设计。四、接受任务学生：机械97 班姓名鲁浩五、开始及完成日期：自2012年11月7日至2013年5月20日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名2012年11月7日Screw Compressors Mathematical 2.4 Review of Most Popular Rotor Profiles 37Fig. 2.21. “N” Rotors in 5-6 configurationFig. 2.22. “N” Rotors in 5-7 configuration38 2 Screw Compressor GeometryFig. 2.23. “N” rotors in 6/7 configurationsealing lines, small confined volumes, involute rotor contact and proper gate rotor torque distribution together with high rotor mechanical rigidity.The number of lobes required varies according to the designated compressor duty. The 3/5 arrangement is most suited for dry air compression, the4/5 and 5/6 for oil flooded compressors with a moderate pressure difference and the 6/7 for high pressure and large built-in volume ratio refrigeration applications.Although the full evaluation of a rotor profile requires more than just a geometric assessment, some of the key features of the “N” profile may be readily appreciated by comparing it with three of the most popular screw rotor profiles already described here, (a) The “Sigma” profile by Hammertoe,1979, (b) the SRM “D” profile by Absterge 1982, and (c) the “Cyclin” profile by Hough and Morris, 1984. All these rotors are shown in Fig. 2.20 where it can be seen that the “N” profiles have a greater throughput and a stiffer gate rotor for all cases when other characteristics such as the blow-hole area,confined volume and high pressure sealing line lengths are identical.Also, the low pressure sealing lines are shorter, but this is less important because the corresponding clearance can be kept small.The blow-hole area may be controlled by adjustment of the tip radii on both the main and gate rotors and also by making the gate outer diameter equal to or less than the pitch diameter. Also the sealing lines can be kept very short by constructing most of the rotor profile from circles whose cen tres are close to the pitch circle. But, any decrease in the blow-hole area will increasethe length of the sealing line on the flat rotor side. A compromise between these trends is therefore required to obtain the best result.2.4 Review of Most Popular Rotor Profiles 39Rotor instability is often caused by the torque distribution in the gate rotor changing direction during a complete cycle. The profile generation procedure described in this paper makes it possible to control the torque on the gate rotor and thus avoid such effects. Furthermore, full involute contact between the “N” rotors enables any additional contact load to be absorbed more easily than with any other type of rotor. Two rotor pairs are shown in Fig. 2.24 the first exhibits what is described as “negative” gate rotor torque while the second shows the more usual “positive” torque.Fig. 2.24. “N” with negative torque, left and positive torque, right2.4.13 Blower Rotor ProfileThe blower profile, shown in Fig. 2.25 is symmetrical. Therefore only one quarter of it needs to be specified in order to define the whole rotor. It consists of two segments, a very small circle on the rotor lobe tip and a straight line. The circle slides and generates cycloids, while the straight line generates involutes.40 2 Screw Compressor GeometryFig. 2.25. Blower profile2.5 Identification of Rotor Position in Compressor BearingsThe rotor axial and radial forces are transferred to the housing by the bearings. Rolling element bearings are normally chosen for small and medium screw compressors and these must be carefully selected to obtain a satisfactory design. Usually, two bearings are employed on the discharge end of each of the rotor shafts in order to absorb the radial and axial loads separately.Also, the distance between the rotor center lines is in part determined by the bearing size and internal clearance. Any manufacturing imperfection in the bearing housing, like displacement or eccentricity, will change the rotor position and thereby influence the compressor behaviour. The system of rotors in screw compressor bearings is presented in Fig. 2.26.The rotor shafts are parallel and their positions are defined by axes and . The bearings are labeled 1 to 4, and their clearances, as well as the manufacturing tolerances of the bearing bores, and in the x and y directions respectively, are presented in the same figure. The rotor center distance is and the axial span between the bearings is a.All imperfections in the manufacture of screw compressor rotors should fall within and be accounted for by production tolerances. These are the wrong position of the bearing bores, eccentricity of the rotor shafts, bearing clearances and imperfections and rotor misalignment. Together, they account for the rotor shafts not being parallel. Let rotor movement in the y direction contain all displacements, which are presented in Fig. 2.27, and cause virtual rotation of the rotors around the , and axes, as shown in Fig. 2.27. Let2.5 Identification of Rotor Position in Compressor Bearings 41Fig. 2.26. Rotor shafts in the compressor housing and displacement in bearingsFig. 2.27. Rotors with intersecting shafts and their coordinate systemsrotor movement in the x direction cause rotation around the , and axes, as shown in Fig. 2.28. The movement can cause the rotor shafts to intersect. However, the movement causes the shafts to become non-parallel and non-intersecting. These both change the nature of the rotor position so that the shafts can no longer be regarded as parallel. The following analytic-alapproach enables the rotor movement to be calculated and accounts for these changes.Vectors and ,now represent the helicoid surfaces of the main and gate rotors on intersecting shafts. The shaft angle is the rotation about.42 2 Screw Compressor GeometryFig. 2.28. Rotors with non-parallel and non-intersecting shafts and their coordinate systems (2.15) (2.16)Since this rotation angle is usually very small, the relationship (2.16) can be assumed. Equation (2.15) can then be simplified for further analysis.The rotationwill result in a displacement in the x direction and a displacement in the z direction, while there is no displacement in the y direction. The displacement vector becomes:In the majority of practical cases, is small compared with and only displacement in the x direction need be considered. This means that rotation around the Y axis will, effectively, only change the rotor center distance. Displacement in the z direction may be significant for the dynamic behaviour of the rotors. Displacement in the z direction will be adjusted by the rotor relative rotation around the Z axis, which can be accompanied by significant angular acceleration. This may cause the rotors to lose contact at certain stages of the compressor cycle and thus create rattling, which may increase the compressor noise. Since the rotation angle , caused by displacement within the tolerance limits, is very small, a two-dimensional analysis in the rotor end plane can be applied, as is done in the next section.2.5 Identification of Rotor Position in Compressor Bearings 43As shown in Fig. 2.28, where the rotors on the nonparallel and nonintersecting axes are presented, vectors r1= x1,y1,z1 and r2, given by (2.10) now represent the helicoid surfaces of the main and gate rotors on the intersecting shafts. is the rotation angle around the X axes given by (2.11). (2.17) (2.18)Since angle is very small, it can be expressed in simplified form as in (2.18).Further analysis is then facilitated by writing (2.17) as: The rotation will result in displacement in the y direction and dis-placement in the z direction, while there is no displacement in the x direction. The displacement vector can be written as:Although, in the majority of practical cases, displacement in the z direction is very small and therefore unimportant for consideration of rotor interference,it may play a role in the dynamic behaviour of the rotors. The displacement in the z direction will be fully compensated by regular rotation of the rotors around the Z axis. However, the angular acceleration involved in this processmay cause the rotors to lose contact at some stages of the compressor cycle. Rotation about the X axis is effectively the same as if the main or gate rotor rotated relatively through angles or respectively and the rotor backlash will be reduced by . Such an approach substantially simplifies the analysis and allows the problem to be presented in two dimensions in the rotor end plane. Although the rotor movements, described here are entirely three-dimension-al, their two-dimensional presentation in the rotor end plane section can be used for analysis. Equation (2.2) serves to calculate both the coordinates of the rotor meshing points ,on the rotor helicoids and ,in the end plane from the given rotor coordinates points and . It may also be used to determine the contact line coordinates and paths of contact between the rotors. The sealing line of screw compressor rotors is somewhat similar to the rotor contact line. Since there is a clearance gap between rotors, sealing is effected at the points of the most proximate rotor position. A convenient practice to obtain the clearance gap between the rotors is to consider the gap as the shortest distance between the rotors in a section normal to the rotor helicoids. The end plane clearance gap can then be obtained from the normal clearance by appropriate transformation.If is the normal clearance between the rotor helicoid surfaces, the cross product of the r derivatives, given in the left hand side of (2.5), which defines.螺杆压缩机2.4审查最流行的转子型线 37图.2.21.“N”转子在5-6配置图.2.22. “N”转子在5-7配置38 2螺杆式压缩机几何图.2.23. “N”转子6/7的配置密封线，小局限于卷，渐开线转子的接触和正确的门转子与转子的机械刚性高扭矩分配。所需的波瓣的数目，根据指定的压缩机的工作而变化。3/5的安排是最适合于干燥的空气压缩，4/5和5/6的石油淹没具有适度的压力差的压缩机6/ 7内置的体积比制冷的高压和大应用程序。虽然全面评估的转子型线，需要的不仅仅是一个几何评估，一些关键功能的“ N”配置文件可能它有三个最流行的螺丝比较容易理解在这里已经描述了转子型线，（一） “西格玛”配置文件 Bammert1979年，（二），（三） SRM“ D” Astberg1982年的档案，并在“ CYCLON ”个人资料霍夫和莫里斯，1984年。所有这些转子的示于图中. 2.20地方可以看出，在“N”公司有一个更大的吞吐量和一个更硬的闸转子可用于所有情况下，当其他特性，如吹孔区域，密闭体积和高压力的密封线的长度是相同的。此外，在低压力密封线短，但，这是不太重要的因为相应的间隙可以保持很小。可以控制的吹塑孔区域的尖端半径调整的两个主转子和闸转子，并通过使栅极的外径等于或小于的节圆直径。此外，密封线可以保持非常短的转子型线，圈，其中心是通过构建距离的节圆。但是，吹孔区域的任何减少会增加转子侧上的平坦的密封线的长度。之间的折衷因此，这些趋势要求，以获得最佳的结果。2.4 审查最流行的转子型线 39在闸转子的扭矩分配通常是由转子失稳一个完整的周期过程中改变方向。该配置文件的生成过程本文中描述的，使得它能够控制栅极上的扭矩转子，从而避免这种影响。此外，完整的渐开线之间的联系的“N”的转子允许任何额外的触点负载更容易被人体吸收比与任何其他类型的转子。两个转子对示于图.2.24什么被描述为“负”的闸转子转矩的第一展品而第二更常见的“积极的”扭矩。图.2.24.“N”负转矩，左侧和正面的扭矩，对2.4.13鼓风机转子型线鼓风机的档案中，示于图. 2.25是对称的。因此，只有一个季它需要被指定，以便定义整个转子。它由两个分部，在转子上的叶尖端的一个非常小的圆和一个直线。摆线圈滑动产生，而直线生成渐开线。40 2螺杆式压缩机几何图. 2.25. 吹风机配置文件2.5 转子位置的识别在压缩机轴承转子的轴向力和径向力被传递到壳体由轴承。滚动元件轴承通常选择为中小型螺杆压缩机，这些都必须精心挑选，以获得满意保守党的设计。一般，两个轴承中采用的每个的排出端为了吸收在转子轴的径向和轴向负荷分开。此外，转子的中心线之间的距离是确定的部分轴承的尺寸和内部游隙。任何制造缺陷轴承箱，如位移或偏心，将改变转子位置和从而影响压缩机行为。转子的螺杆式压缩机轴承的是，该系统示于图中.2.26.转子轴是平行的，它们的位置由轴和定义。轴承被标记为1至4，和他们的间隙，以及在和方向上的轴承孔的制造公差，和分别在同一图中。转子中心的距离为和轴承之间的轴向跨度是一个。螺杆压缩机转子的制造中的所有缺陷应该落在内，占生产公差。这些都是错误的轴承位置的轴承孔，转子轴的偏心度，明确差和不完善之处，转子不对。总之，他们占转子轴不平行。让在方向上的转子运动包含所有的位移，这被示于图.2.27，并导致虚拟周围的和轴的转子的旋转，如图所示.2.27.让2.5 鉴定压缩机轴承转子的位置 41图.2.26.在压缩机壳体和位移在轴承的转子轴图.2.27.转子与相交轴和坐标系转子运动在的方向的原因左右旋转的，和轴，如图所示.2.28.的运动可能导致转子轴相交。然而，运动使轴成为非平行和非相交。这些都改变了性质的转子位置，所以轴可以不再被视为平行。以下分析方法使转子的运动来计算，这些帐户的变化。矢量和，现在代表的螺旋面的表面在交叉轴的主转子和闸转子。轴角，是旋转关于。42 2螺杆式压缩机几何图.2.28.转子与非平行的和非相交的轴和它们的坐标系统 (2.15) (2.16)由于该旋转角的关系（2.16 ）通常非常小，可以假定。方程（2.15），然后，可以简化用于进一步分析。旋转将导致位移在方向和方向的位移，而在没有位移的方向发展。位移矢量变为：在大多数实际情况下，是小比和只在方向上的位移，需要加以考虑。这意味着，旋转绕轴的，有效的，只有改变转子的中心的距离。在方向上的位移可能是显着的动态行为的转子。在方向上的位移将调整由转子绕轴的相对旋转，它可以伴随着显着的角加速度。这可能会导致转子失去在一定的接触压缩机循环阶段霍霍，这可能会增加，从而创造压缩机的噪声。由于旋转角时，所造成的公差范围内的位移限制，是非常小的，在转子端面上可以是一个两维的分析应用，如在下一节中完成。2.5 鉴定压缩机轴承转子的位置 43如图中所示.2.28，其中的转子对非平行和不相交轴，矢量和,（2.10）现在给出代表螺旋面的主转子和闸转子的表面上的交叉轴。是（2.11 ）给出的绕X轴的旋转角度。 (2.17) (2.18) 由于角是非常小的，它可以以简化的形式表示，如在（2.18）。然后促进进一步的分析，以书面形式（ 2.17）：旋转将导致显示投放在方向和位移在方向上，而没有位移在的的方向展。的位移矢量可以被写为：虽然，在大多数实际情况下，在方向上的位移是不重要的考虑转子的干扰非常小，因此，它可能发挥的作用在转子的动态行为。位移在方向上，将被充分通过定期的转子的旋转补偿绕轴的。然而，参与在这个过程中的角加速度可能会导致转子在压缩机循环的某些阶段，失去接触。绕轴的旋转实际上是一样的，如果主要或门转子相对旋转通过的角度或再分别与转子的齿隙将减少。这样的做法大大简化了分析，并允许将呈现的问题在转子端面上的两个维度。虽然转子的运动，这里描述的是完全的三维人，其二维地列在转子端部的平面部，可以用于分析。等式（2.2），用于计算转子网格的坐标是点，在转子的螺旋和，在的端面给定的转子的坐标点和。它也可以被用来确定转子之间的接触的接触线的坐标和路径。该密封螺杆压缩机转子的线是有点类似的转子接触线。因为有一个之间的间隙的转子，封装是在点的最接近的转子位置。获得一个方便的做法在转子之间的间隙是要考虑的差距，在最短的之间的距离中的转子的截面垂直于转子螺旋。“端面间隙，然后可以正常清关适当的改造。如果是转子的螺旋表面的正常间隙，交叉产品的的衍生物,（2.5）的左手侧，它定义中给出16 存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 0909 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械97 学生姓名：鲁浩课题（设计）名称：轴承检测装置的外观设计开始日期:周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注12013.3.4下达毕业设计任务实习实训，参与工作存在问题：对于实际操作不是很了解。改进方法：参与工作，逐渐了解，参与其中。22013.3.8填写毕业设计开题报告填写毕业设计开题报告存在问题：对课题难易程度理解不够，难点分析不足，分析能力欠缺，许多问题不是很明白。改进方法：在指导老师的帮助下，进一步消化本课题。32013.3.11检查毕业设计准备情况修改完善毕业设计开题报告存在问题：对课题难点分析不足，分析能力欠缺，对课题理解不深，头脑里没设计的东西的概念改进方法：在指导老师的帮助下，整改开题报告。42013.3.16查阅参考资料查阅与设计有关的参考资料不少于10本，其中外文不少于2本存在问题：由于工作原因，空闲时间很少，查阅资料太少。改进方法：利用一切时间，去图书馆和网上查找相关资料52013.3.23轴承检测装置的外观的设计方案分析任务书、查找资料，分析系统设计步骤，确定方案存在问题：缺乏设计经验，设计方案不合理。改进方法：多去咨询导师了解检测装置的外观设计，重新确立完善设计方案。62013.4.1轴承检测装置的外观设计结构分析与计算确定系统结构，计算得出结构的尺寸存在问题：装置结构设计不合理，尺寸计算有误差公式运用错误，对机构的连接不正确。改进方法：查阅多种参考资料，改进装置的结构，提高计算正确率。系别：信机系班级：机械97 学生姓名：鲁浩课题（设计）名称：轴承检测装置的外观设计开始日期:72013.4.15轴承检测装置外观设计各机构确定根据轴承检测装置的原理图，分析工作状况存在问题：缺乏专业知识，对各种自动机械不了解，工作情况不够清楚改进方法：多了解实际生产过程和查找资料，重新确定各种自动机械设计各部分。82013.4.20装配图绘制检测装置外观设计各机构装配图存在问题：对UG运用不熟悉，画图速度较慢改进方法：重新确定合理的表达视图，多加运用绘图软件，提高画图速度92013.4.25装配图绘制外观造型设计和检测机构装配图存在问题：装配图中部分连接地方不正确，配合标注不准确。改进方法：按自动机械设计完善连接方式，根据互换性确定配合。102013.4.28气缸图绘制气缸图存在问题：气缸图中技术要求填写不合理，明细栏填写不正确。改进方法：按机械制图要求改正不当之处。112013.5.5说明书、摘要、小结初步构思说明书和摘要，对格式进行修改存在问题：系统设计不够具体，思路不够清晰。改进方法：根据导师的要求进行修改，完善说明书和摘要。122013.5.13检查、指导设计说明书、摘要和小结编写完成设计说明书、摘要和小结存在问题：说明书的格式不规范，摘要不合理，关键词不恰当。改进方法：根据说明书规范要求更改，重新按要求编写摘要。132013.5.15上交资料、答辩整理所有资料上交指导教师，答辩资料整理欠合理，按学院要求整理并装订，进行答辩说明： 1、“工作计划、进度”、“指导教师意见并签字”由指导教师填写，“每周主要完成内容”，“存在问题、改进方法”由学生填写。 2、本表由各系妥善归档，保存备查。编编号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目：轴承检测装置的外观设计轴承检测装置的外观设计信机系系机械工程及自动化专专业业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：）2013 年 5 月 20 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）轴承检测装置的外观设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 97 学号：作者姓名： 2013 年 5 月 20 日I摘摘要要轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件，它们广泛应用于工业、农业、交通运输、国防、航空航天、家用电器、办公机械和高科技等领域，与国计民生息息相关。为了保证轴承质量必须对其进行严格的检测。国内现有的轴承检测装置一般多为国内几大轴承研究所的产品,具有检测精度高、机构简单、操作方便等特点,但是现有的轴承检测装置一般只能进行单个轴承检测,检测效率很低。这必然不能满足轴承厂家对轴承全产品检测的要求。这种方式也必然给轴承的质量留下了安全隐患。因此,为了满足轴承全产品检测的要求,研制一种检测效率高、基本实现自动化的轴承检测装置显得越来越重要。因此，轴承检测装置的外观设计是否先进，将直接影响到轴承产品质量的准确性、可靠性、效率以及工人劳动强度的大小。所以本文的重点是轴承检测装置的外观设计，包括给料装置，上料推力装置，轴承分选装置，及设备外观造型设计。设计工作内容如下：1）查阅国内外轴承检测设备发展情况，研究了国内外目前使用的轴承检测装置的机构特点,对其外观设计结构进行了详细的分析；2）针对论文的要求及自动化结构设计思想，检测装置上设计了，给料机构，推力上料机构，分拣机构。3）对设备运行环境中振动形式进行分析，根据结构特点研究设备具体减振、隔振工艺,降低基础设备振动，保证设备检测精度高低。关键词：轴承；给料；上料；分拣；外观造型II Abstract The bearings are an important parts of modern machinery and equipment , they are widely used in industry, agriculture, transportation, defense, aerospace, household appliances, office machinery and high-tech fields, closely related to the peoples livelihood . In order to ensure the quality of the bearings must be rigorous testing .The existing bearing inspection device for the products of several major domestic Bearing Research Institute , with a high precision mechanism is simple , easy to operate , but the existing bearing inspection device generally only a single bearing detection , detection efficiency is low .This certainly can not meet the bearing manufacturers bearing product testing requirements , the domestic bearing factory detection sampling , this approach also inevitably left a security risk to the quality of the bearing . Therefore, in order to meet the testing requirements of the bearing , the development of a high detection efficiency , bearing inspection device for the basic realization of automation is becoming more and more important . Therefore, bearing inspection device design is advanced , will directly affect the size of the bearing product quality , accuracy , reliability , efficiency and labor intensity . Therefore , the focus of this paper is the design of the bearing inspection device , including feeding device feeding thrust bearing sorter , and appearance of the equipment design . Designed to operate as follows : 1)development home and abroad bearing testing equipment , bearings currently in use by the domestic and foreign institutional characteristics of the detection device , carried out a detailed analysis of its design structure ; 2)for the paper requirements and automation structure design ideas , design detection device , a feeding mechanism , the thrust on the feeding mechanism, sorting institutions . 3)the form of vibration source device operating environment analysis , specific vibration isolation technology based on the the equipment structural characteristics of research equipment , reduce equipment foundation vibration , ensure the detection accuracy of the equipment , and gives the device - specific use of environmental requirements .Key words: bearings ; feeding ; feeding ; sorting ; appearanceIII目目录录摘要.IIIABSTRACT.IV1 绪论.11.1 课题研究的目的意义.11.2 国内外研究状况.11.2.1 轴承检测技术.11.3 本课题应达到的要求.31.3.1 上料装置的要求.31.3.2 推力机构的要求.31.3.3 分拣机构的要求.31.3.4 外观造型设计的要求.31.4 设计内容.41.5 课题的意义.42 轴承检测装置外观设计的总体方案设计.52.1 轴承检测装置外观设计的工作原理.52.2 轴承检测装置的外观设计的总体方案设计.82.2.1 轴承检测装置外观设计的总体功能划分.82.2.2 检测装置外观设计各功能分析.82.2.3 动作方案及结构布局设计.122.3 轴承检测装置的外观造型设计.132.3.1 造型设计符合人的情感.132.3.2 外型与结构相结合.132.3.3 造型设计的现状与发展.132.3.4 方案分析比较.142.4 本章小结.163 轴承检测装置外观设计的关键机构的详细设计.173.1 轴承给料、隔离机构的设计.173.1.1 给料隔离机构的方案确定.173.1.2 轴承检测外观的给料设计.183.1.3 轴承检测外观的隔离设计.213.1.4 轴承检测外观的入料、出料的设计.223.2 轴承分拣机构的设计.233.2.1 分拣方案设计.233.2.2 方案分析比较.243.3 支撑架的设计.253.4 气路系统设计.26IV3.4.1 气缸的选用.273.4.2 气路原理设计.293.5 本章小结.294 轴承检测装置的减振结构及环境要求.304.1 轴承检测装置隔振减振工艺的研究.304.1.1 振源形式及对振源的分析.304.1.2 减振元件的选用.314.2 本章小结.325 结束语.336 致谢.347 参考文献.358 附录.37轴承检测装置的外观设计51 绪论绪论1.1 课题研究的目的意义课题研究的目的意义支撑轴的轴承部，它可以引导轴的旋转，在轴上能承受空转零件，轴承可分为：滚动和滑动轴承。通常，轴承是滚动轴承。滚动是一个高度可互换的标准件，它有一个小的摩擦，容易入手，润滑机械结构简单，更换方便等，几乎是不可缺少的组成部分。作为一种重要的机械零件，轴承的各种机械运动和承重通过了重要的支撑部分。随着工业的发展，对圆锥滚子轴承的性能，寿命和可靠性提出了更高的要求。滚动轴承的性能，寿命和可靠性，取决与设计，制造和检测。检测是提高轴承性能的重要一环。而且轴承检测装置的外观设计又是重中之重，为了保证轴承的出厂质量,我国轴承行业对轴承检测成品也采用极为严格的检测工艺,主要依据有国家标准、企业标准。检测项目从重要性上分为三项:关键、主要项目及次要项目,其中主要项目中的检测是目前我国轴承行业技术弱项。因此,提高检测轴承质量显得尤为重要。轴承测量最初是通过人的感觉判断轴承的质量，经验丰富的技术工人，得到的结果往往与熟练的工人和经验丰富的水平，测量结果是不均匀的，浪费了大量的人力，检测效率差。随着科学技术的发展，电子科学测试设备的使用逐渐轴承，轴承的各项检测指标可以被显示在机器的数字仪器测试要求，降低了工人的技术经验，在一定程度上，减少了工人的劳动强度。为了配合快速精密机械制造技术的发展和产品的精度越来越高，先进的检测设备设计改进和创新势在必行。通用轴承的检测方法仍采用半自动和手动相结合的阶段，需要大量的人力参与，轴承检测质量难以保证。现有的轴承的设计和改进的基础上的一个更复杂的和自动化的检测装置，其外观设计的自动检测装置的问题。1.2 国内外研究状况国内外研究状况 1.2.1 轴承检测技术轴承检测技术早在 20 世纪初人们就开始使用各种手段对轴承进行检测,按照检测方式不同可以分为:人手感觉检测、扩音器听声检测、传统的电子仪器仪表检测及近代的基于 PC 机的虚拟仪器检测。图1.1人手感觉检测无锡太湖学院学士学位论文6 图 1.2 美国 Sheffied 公司轴承检测装置从轴承仪器仪表的发展预测来看，世界精密制造技术的快速发展和提高的产品，产品的检测和控制技术的准确性也得到长足的发展，并呈现多态性和超高精度的特点。纳米制造纳米来衡量，从智能仪器。国内轴承行业的网络设备，测试和测试技术逐渐在许多方面与世界的虚拟仪器，并制定了一系列适当的条件和国家标准方面的测试仪器和测试设备。中国正在逐步成为世界的产品制造中心，国外的先进制造技术和测试技术日益冲击着国内的轴承行业。由于应用的技术差距和国外，目前国内的轴承检测设备仍然是相同的，与国外先进企业还有很大的差距。为了满足轴承行业的需求，举止仪表，以跟踪世界先进水平，开发新的工具，改变过去，只有高精度的检测仪器或设备从国外进口的局面。我们需要在各方面加以改进和某些领域的特殊的突破。轴承之间的检查过程中，国内仍然使用传统的机械工具，通过扭转弹簧表显示测量数据，人的判断工件合格与否。这种方法的测量精度低，主体的主观因素的影响，但这个应用程序是简单的仪器，设备，故障率低，所以在轴承行业中已被广泛应用，并成为不可或缺的轴承生产设备。如何更有效地利用现有的机械设备，并在此基础上，以提高检测的人为因素的影响，集中监控和分析，是实现质量管理体系，先进的测量技术的整合必然要超越的阶段。随着科学技术的进步，轴承行业的自动加工机，自动生产线和装配生产线，轴承广泛使用的轴承加工质量和效率大大提高，因此，检测技术，质量管理和统计工作等方面了更高的要求。需要改变目前落后的检测方法来实现两个质量记录无纸化，并实现业务流程的自动化和计算机网络管理，轴承企业产品随时可用的测试结果和统计分析的质量，企业的管理者。网络检测技术将使国内轴承企业在质量管理上一个新台阶。速度最快的数字网络，使用最新的设备，目前在国内由我首创，填补了国内空白，接近国际先进水平。仪器具有多项先进技术，与国外有价格优势。广泛使用的网络设备，将大大提高轴承轴承的质量水平，提高企业的竞争力。可应用于轴承的检测的图像处理技术。利用图像处理技术的检测轴承表面质量的研究应包含多种不同可能出现的问题，如裂纹，点蚀，剥离，腐蚀，烧附，耐热变色。第一轴承的轴承表面缺陷检测的标记文本，而不脸图像采集，分工端盖，然后缺陷图像分轴承检测装置的外观设计7割和边缘提取，以及最终将它的缺陷分析。模式识别轴承检测中也占有一定的地位。模式识别是自动化技术的研究，依靠这种技术，机器会自动（或尽可能少，尽可能干扰）被分配到各自的识别模式模式类去。模式识别应用于机械，可满足现代制造业的需求进行测试，如测量零件尺寸的缺陷检测的零部件，零部件装配，零件识别。基于模式识别轴承在线检测系统使用模式识别理论对待检轴承的实时在线检测，最终判决确定的检测水平的轴承。该系统的测试，而不是做轴承，更大的市场前景。1.3 本课题本课题应达到的要求应达到的要求 1.3.1 上料装置的要求上料装置的要求首先需要进行一系列的安全培训教程，树立安全第一的意识，然后了解检测装置的工作流程，熟悉轴承检测装置给料机构原理及工作情况，提出初步的改进构想，利用 UG进行概念建模。联系生产应用再对改进的方案进行进一步的修正和改良。最后将改进的方案通过 UG 表达出来，之后一系列的校核。 1.3.2 推力机构的要求推力机构的要求能够使轴承正好推到检测装置上去，准确连接定位到检测装置上。 1.3.3 分拣机构的要求分拣机构的要求针对国内轴承检测分拣技术的现状和实际要求，为了适应轴承制造业生产批量大、质量要求严格、检测分选任务繁重的特点以及自动化流水线作业、实现产品快速检测分选目标的要求，研制出一种轴承检测装置的检测分选装置，对促进轴承行业的快速发展将会发挥重要作用。现代化生产要求自动控制生产流程、高质量和高效率，随着科学技术的发展和生产的需要，全自动轴承分拣装置为实现高精度、高效率、省时省力、工人劳动强度小，自动化程度高、适应大批量流水线生产的轴承测量分拣目标提供了技术保证。轴承检测装置的分选具有以下的优点： 1采用自动检测系统后，提高了产品的测量精度，提高产品的合格率，有效地保证产品质量，并降低了成本。 2可以实现测量过程中的自动测量，大大减少测量时间，同时也可以避免由人工测量所引起的人为误差。3可与自动化程度较高的生产线相结合，提高产品生产的自动化程度，使得劳动生产率得以极大的提高，并大大降低工作人员的劳动强度。 1.3.4 外观造型设计的要求外观造型设计的要求为了提高产品的竞争力，各大企业不仅要注重产品的质量。技术含量，提高产品竞争力，但也越来越重视产品的外观，很过瘾。方便和愉快的有竞争力的产品，在当今的经济有举足轻重的作用。这项研究是轴承检测装置是一个复杂的自动化检测设备，具有经济价值的钱，为了提高社会的好评，产品的程度。进入时尚色彩，外观精美的产品是必要的，以确保外观精美时尚，同时考虑产品设计功能，外观也考虑到设备本身的需求，外形美观的产品中，为了降低成本，生产效率。无锡太湖学院学士学位论文81.4 设计内容设计内容自动检测装置由自动上料机构，推力机构，分拣机构，外观造型设计，检测装置五部分组成。轴承由给料机构滚入滚道内沿滚道向下，滚入活动 v 块内，再利用推力装置，气缸把轴承推入检测装置上，开始检测，检测完毕后能够把轴承弹出来以后进入活动 v块内，利用推板把活动 v 块展开，然后能够让轴承利用滚道向下滑，利用分拣识别系统能够使气缸上的划片移动，使好的轴承与坏的轴承进入不同的容器内！检测到的数据以及分拣的成果，显示到外观造型设计的电脑屏幕上，完成整套检测装置的设计。要建立和完善的轴承检测系统，我们必须掌握轴承的标准。轴承检测主要基于以下三个：（1）轴承检测国家标准，这是轴承检测的主要依据。轴承检验要求的国家标准有三： GB3071 - 84 “滚动轴承公差”， GB3072 -84“滚动轴承公差测量方法” ， GB3073 -84“滚动轴承通用技术要求”等。（2）颁布的标准，具体标准和统一的企业标准。如果 JB/CQ13-87 “球轴承及零件补充技术要求” ， JB/CQ14-88 “滚子轴承及零件补充技术要求”等。（3）的质量的用户的特殊要求的轴承。这三个标准轴承试验参数和试验条件的详细规定。该测试包括外轴承检测，检测的内圈球和保持架的测试检测和测试的成品。其中检测包括检测的热处理，表面质量的检测，尺寸检测的轴承内圈和外圈。对轴承套圈的尺寸和宽度的检测还包括检测参数的检测和直径。最终确定的确切尺寸轴承外径。1.51.5 课题的意义课题的意义轴承广泛用于通用机械行业的重要组成部分，其质量在一定程度上，影响了整个机械系统的性能。精密轴承产品的水平和表现是好还是坏，是仪器和设备进行检测和判断。因此，轴承测试仪本身是先进的，它会直接影响轴承的精度和可靠性的产品测试。随着轴承行业的生产和市场预测的日益发展，轴承仪器仪表制造业似乎已经落后于形势的发展，因此开发的高科技设备和旧设备升级势在必行。开发高科技探测器承载一个巨大的市场。目前，中国的轴承需求将继续增加，在增加品种的出口产品和高精密产品越来越多，所以，以充分落实国际标准，推动轴承工业的快速发展，轴承不能被忽略的发展和检测仪器改造，为国内轴承探测器状态和实际需求，精度高，速度快，因为经济实惠的自动化检测，尽快开发出来，以满足轴承行业的快速发展，生产要求。因此，这个问题是非常实用，非常有前途的项目市场。轴承检测装置的外观设计92 轴承检测装置外观设计的总体方案设计轴承检测装置外观设计的总体方案设计2.1 轴承检测装置外观设计的工作原理轴承检测装置外观设计的工作原理轴承检测装置的外观设计机械结构是由自动上料机构，推力装置，分拣装置和外观造型设计组成。信号分析处理模块由 pc 机和 Labview 软件编写的信号处理程序共同组成。为了实现连续测量、提高自动化程度，设备在各执行部件中大量使用了气动元件，另外还使用接近开关检测各工位上轴承的状态，避免了无用行程动作，提高了设备的智能化程度。轴承检测装置的工作原理如下：轴承上料料道内检测到无轴承的信号后，入料气缸运动推动滑板推动竖立在杆上的轴承进入上料的料道内，料道有斜度轴承沿着料道向下滚，然后利用气缸推动挡板使轴承不向下滚，接着利用旁边气缸推动块压住挡板挡住的第二个即将滑落的轴承，松动第一个气缸使被挡板挡住的轴承向下滚，后面的轴承因为被压住而无法滚下，再推动第一个气缸使挡板复原，接着松动第二个气缸使第二个轴承滚下被挡板挡住，第一个轴承滚落入活动 v 块内，活动 v 块下有两个支撑的弹簧使 v 块不向下运动，信号检测到轴承在活动 v 快上时，推力装置上的推动气缸，推动轴承沿着 v 块进入检测装置上，当轴承被检测完了以后，轴承被推回原来的进入的位置，活动 v 快下有气缸（气缸上连着薄板），信号检测到轴承回到原来的位置，气缸推动活动 v 块展平，轴承就沿着滚道向下，当检测装置检测到该轴承是好的，给第三气缸信号，第三气缸向后运动使滚道有漏，轴承掉入一容器内，当检测装置检测到该轴承是坏的，给第四气缸信号，第四气缸向后运动使滚道有漏，轴承掉入另一容器内，（该分拣系统也可用 PLC 逻辑控制器来控制。）无锡太湖学院学士学位论文10图 2.1 轴承检测外观设计的设备原理图图 2.2 轴承检测装置的外观造型设计轴承检测装置的外观设计11图 2.3 轴承检测装置外观设计的总装无锡太湖学院学士学位论文122.2 轴承检测装置的外观设计的总体方案设计轴承检测装置的外观设计的总体方案设计本课题研制的轴承检测装置是自动化程度较高的机电产品，以提高检测效率，检测质量，降低成本为目标。根据工厂的需求，实际情况的经验，利用基于功能的设计方法，设计出轴承检测装置的功能模型。本节整体设计，指导下面详细设计。 2.2.1 轴承检测装置外观设计的总体功能划分轴承检测装置外观设计的总体功能划分依据需求分析，利用机械工艺动作过程的分解方法，对设备的总功能进行划分，归纳总结出三大功能：轴承测量功能，轴承位置移动调整功能，轴承产品分拣功能，轴承外观造型。图 2.3 检测装置外观设计的总体功能布局 2.2.2 检测装置外观设计各功能分析检测装置外观设计各功能分析（1）轴承位置移动调整机构该机构由给料机构，隔离机构，入料机构，出料机构组成。被测的轴承沿着斜滚道向下滚动。该方案原理如图检测装置外观设计的总体功能轴承位置移动调整功能轴承产品分拣功能轴承外观造型优品分拣次品分拣给料隔离美观实用入料出料轴承检测装置的外观设计13图 2.5 轴承位置移动调整机构轴承给料机构在工件的加工装配过程中，充分利用自动化机构是十分有必要的；供料器、隔离机构及上料机构是自动上料装置最基本的三个组成部分。自动上料装置通常由供料器、隔离机构、分路机构、合路机构、上料机构及输送机构等所组成。其中，供料器、隔离机构及上料机构是其最基本的三个组成部分。各机构之间的连接通常使用料道或其它输送机构。在实际应用中，上述各机构往往不是彼此独立的，有时一个机构既能将工件隔离又能将其分路，或既能将工件隔离又能上料。考虑到给料机构是实现自动化的利用感应信号知道料道内是否有轴承，使气缸推动平板，让竖在杆上的轴承向料道方向滑去，进入料道。其结构原理图如下：无锡太湖学院学士学位论文14图 2.6 给料机构隔离机构隔离机构是实现轴承一个接一个向下滚下，当挡板被气缸回缩去一个轴承滚下，而后面的一个轴承被另一气缸上的挡块压住，使后面的轴承不向下滚，接着使挡板气缸恢复到原位，挡块气缸回缩，使后面的轴承滚下到被挡板挡住的位置。当轴承检测完毕进入分拣装置后，重复第一步的操作。其结构原理图如下：轴承检测装置的外观设计15图 2.7 隔离机构入料机构轴承送料机构功能类似与传统轴承推力装置，负责把在活动 v 块上的轴承推上轴承检测装置，其结构图如下：推力头材料尼龙板，与推力气缸采用螺纹连接，便于推力头更换。图 2.8 推力气缸(推力装置的二维和三维图)出料机构在轴承测量完毕后，那么轴承怎样从检测装置的锥轴上退下并回到活动 v 块的起始处，就需要由轴承出料机构来实现。本设备基于简洁、经济的设计思想，在测量机构上采用气缸带动尼龙推力盘的方法，（或在检测机构上加装弹簧使轴承回到原来的位置上。图见检测装置上：（2）轴承产品分拣机构无锡太湖学院学士学位论文16 在轴承测量结束以后，检测装置检测到的各项数据，采集各种信号进入计算机进行分析，并与事先人工设定的国家标准轴承参数相比较，会得出两种结果：优质品（合格）、次品（不合格）。然后由计算机发出的数字控制信号给 PLC，最后由 PLC 控制执行机构实现产品分拣。利用气缸实现次品、优品的分拣。图 2.7 分拣机构为了该设备后能连接到轴承自动装配线上，必须对轴承的上料机构和上料机构进行便于连接到轴承传送线的结构设计，本文设计的分拣机构由活动 v 块、推板、弹簧、上推气缸、支撑杆（上下活动杆）、滚道、带挡板的横移气缸、两个容器组成。当被检测轴承为优质品时，上推气缸上移推动平板（连着活动杆），把活动 v 快顶起，使得连接 v 块的弹簧恢复到原样，活动 v 块被完全展开，因为活动 v 块展开有斜度，轴承沿着滚道向下滑，第一横移气缸运动回缩，轴承掉入第一容器内；当被检测到轴承为次品时，轴承也是沿滚道下滑，第二横移气缸运动回缩，轴承掉入第二容器内。 2.2.3 动作方案及结构布局设计动作方案及结构布局设计（1）动作方案设计根据上节产品功能划分图知，课题研究的轴承检测装置的外观设计大致有，轴承给料、轴承隔离、轴承入料、轴承出料、轴承上推及轴承的优、良分拣。本设备是基于流水线设计思想设计的，因此按照流水作业的顺序对该设备的动作进行编排，即轴承给料、轴承隔离、轴承入料、轴承出料、轴承上推及轴承的优、良分拣。同时考虑到设备具有连续检测功能的设备，应该使上料杆上连一个有料道的容器使把轴承放入容器内轴承会沿着料道下滑，进入上料杆。实现连续运行，考虑到轴承进入活动v 块上在检测工位进行检测时，轴承被隔离机构控制，而当轴承进入分拣机构时，轴承利轴承检测装置的外观设计17用隔离机构能够实现轴承继续下一个滚下检测。（2）布局的设计本课题实现自动检测，得出设备所需的各个机构以及各个工位的布局分为给料工位、隔离工位、入料工位、分拣工位。简述如下：给料工位：即轴承进入设备的起始工位，设备利用一个标准气缸与滑动板实现轴承给料。隔离工位：便于轴承能够继续，挨个检测，利用一个标准气缸与挡板以及另一个标准气缸与挡块来实现。上料工位：设备的第三个工位，轴承检测最关键一步，利用一标准气缸推动让轴承上检测机构。分拣工位：由于要对被测轴承进行两种方式的分拣，那么就必须设置两个轴承出料口：第一块优品出口道，由一标准气缸回缩实现；第二块次品出口道，由另一标准气缸回缩实现。2.3 轴承检测装置的外观造型设计轴承检测装置的外观造型设计 2.3.1 造型设计符合人的情感造型设计符合人的情感测量机械产品的优点，其性能价格比肯定是关注的重要方面，而欲望的满足人们的心理和情感的外观设计，它应该吸引人们的注意力。虽然机械产品的几何形状，以确保产品的性能，但如果它的外观设计可以适用于一些情感因素，设计出一种新的审美，符合人体工程学的关系审美要求，所以，男人之间的情感纽带，将紧紧产品融合在一起机械产品，这是在激烈的市场竞争中，竞争的条款就显得尤为重要。 2.3.2 外型与结构相结合外型与结构相结合一家集产品开发需要涉及很多领域的相互合作，设计师在脑海中慢慢形成了一个基本的概念，通过不断与客户沟通，然后经过一段时间的修改，产品形象逐渐清晰起来，但是这仅仅是开始，创造性的科学设计严格的要求，实现了外观的结构支撑，否则只能“纸”，因此，设计者必须理解的结构的产品，而且还可以利用现有的处理技术和结构，而不会妨碍他们。形式服从功能，连接在一起形成的结构，外观设计与结构设计，外形设计师和工程师探讨所有可行的设计相结合。一方面，外观设计师附件的功能和结构建模的基础上是有意义的;另一方面，结构工程师的内部空间中的形状的合理使用，要尽量满足这种形状和结构的需要随后的产品设计的完美匹配，提供了一个良好的开端。 2.3.3 造型设计的现状与发展造型设计的现状与发展近年来的发展和改善市场经济，国民经济的快速增长，发展现代科学和技术，人们的生活水平的不断提高，消费者的需求已经逐渐转向从一些消费者的消费质量，性能，消费和感性消费产品的工业设计要求，不仅美观，大方，色彩以满足现代人的审美要求，性能，符合人体工程学的产品满足市场需求。许多产品在市场上后不能达到预期的效果，究其原因无非就是产品的工艺，性能，材料，可靠性，人力协调未经设计和用户的使用和初步设计的产品，商家的市场运作相结合以及有关这些问题，需要现代工业设计的产物。中国加入 WTO 后，国内市场竞争日益国际化，一些企业和有识之士开始把目光投向工业设计，采取切实措施，扩大设计团队，完善的设计组织。许多公司成立了设计中心无锡太湖学院学士学位论文18（如美国），设计公司（如海信），设计院或设计公司在境外设立（如海尔，科龙，等）专业的工业设计产品，工业产品，现代工业设计的快速发展，其核心的竞争地位正在不断提升和巩固。产品外观设计的美体是一个不易把握的问题。一件产品外观产品设计究竟美不美,不同的人,由于不同的审美观,不同的教育背景,不同的兴趣爱好,甚至性格以及不同的时代等原因,会有不同方面的结论。统一一致美或不变的美似乎难于寻找。而机器装置工业设计追求的不仅是外观的美,更应以人为本,最大限度地贴近人们对产品使用简便、安全、有亲切感等方面的需求,体现对人的关怀。机器工业设计应是机床企业创新与发展的体现,是提高机床产品附加值的有效手段,是继科技创新竞争之后的第二次竞争。本文研究轴承检测装置的外观造型设计的特点,旨在不仅提高轴承检测装置的外观造型质量,更进一步增强其在国内外市场的竞争力与附加值,使产品立于不败之地。 2.3.4 方案分析比较方案分析比较外观设计方案一：如下图在下面的图上看出外观造型设计的两侧和顶盖是透明的，这样有利于观察，和美观。本外观造型两侧和顶盖采用玻璃钢设计其余部位采用复合材料，轻薄坚固，顶盖可以通过下面的小型气动装置可以自动上顶，下盖。计算机和控制处的材料选用铝镁合金。材料的优点分析：玻璃钢：玻璃钢即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体,以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,称为玻璃纤维增强塑料由于其特性现在玻璃钢已经应用航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中,都具有卓越成效。 (l)轻质高强 (2)耐腐蚀性能好 (3)电性能好 (4)热性能良好玻璃钢材料的工艺特征： (l)可设计性好 l)可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性。 2)可以充分选择材料来满足产品的性能。 (2)工艺性优良 l)可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。 2)工艺简单,可以一次成型,经济效果突出,尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品,更突出它的工艺优越性。复合材料是由两种或多种不同种类的材料，通过物理或化学的方法，在宏观的材料组合物具有新属性。在各种材料互相配合，以产生协同效应的性能，复合材料的整体性能优于原来的组成，以满足不同的需求。基复合材料分为金属和非金属两大类。常用的铝，镁，铜，钛和它们的合金的金属基质。金属基体是合成树脂，橡胶，陶瓷，石墨和碳。增强材料是玻璃纤维，碳纤维，硼纤维，芳族聚酰胺纤维，碳化硅纤维，石棉纤维，晶须，和硬金属细线等。复合体的复合材料是指由两种或多种不同的物质在不同的材料的组合的方法，可以做出各种各样的材料，优点，克服单一材料的缺点，扩大材料的应用范围。由于复合材轴承检测装置的外观设计19料具有重量轻，强度高，易成型，弹性好，耐化学腐蚀和耐候性好等特点。材料采用树脂基复合材料的增强材料，主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。铝镁合金：铝镁合金的计算机壳主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其他的金属材料来加强其硬度。以 Mg 为主要添加元素的铝合金，由于它抗蚀性好，又称防锈铝合金。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。特性：质量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足 3C 产品的高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一。图 2.8 外观造型设计三维图无锡太湖学院学士学位论文20图 2.9 外观造型设计二维图外观设计方案二：如图下其外观上与普通机床相似，采用的门是对开式的所占的左右方向的空间较大，外壳材料上采用的是铸钢，计算机和控制系统放入里面，占空间，容易和检测装置发生碰撞，装置外壳上的窗采用钢化玻璃。铸钢缺点：铸造性能差，铸钢的熔点较高，钢液易氧化，钢水流动性差、收缩大，以及存在疏松、偏析、缩短、气泡、搀杂、粗晶等缺点被焊合或细化冷加工强化的办法进步功能等等。钢化玻璃：实际上是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压缩应力，在玻璃表面暴露于外部应力时成为第一个偏移量，从而提高承载能力，其抗增强玻璃挡风耐压性，冷性和耐热性，耐冲击性。钢化玻璃的第一个缺点是钢化玻璃不能再被切割后的制造和加工，仅在钢上的玻璃所要求的形状之前，然后再进行处理的钢。其次，虽然强度钢化玻璃比普通玻璃强，但是玻璃在温度变化时自爆的可能性图 2.10 设备外观造型设计综上所述：方案一与方案二进行比较，显而易见方案一优势明显所以本设备的外观造型设计采用方案一。2.4 本章小结本章小结本章介绍轴承检测装置外观设计的工作原理，采用了基于功能的设计方法对设备整体进行方案设计，并根据厂家的具体设计要求，对轴承检测装置的功能进行划分，对设备总体功能提出了相应的实现方案，并针对两大功能机构进行详细分析。最后，对设备总体进行布局，并设计出了设备动作流程。另外，考虑到产品外观对产品竞争力的影响，设计出了一套美观、时尚的设备外观。轴承检测装置的外观设计213 轴承检测装置外观设计的关键机构的详细设计轴承检测装置外观设计的关键机构的详细设计3.1 轴承给料、隔离机构的设计轴承给料、隔离机构的设计 3.1.1 给料隔离机构的方案确定给料隔离机构的方案确定方案一：利用容器是斗式料仓，斗式料仓的料斗和料槽为一体。可由人工一次将若干个物品定向堆放入料斗，物品再由料斗落入料槽，这样可减少人工装料的频次。料槽材料一般采用钢板或型钢，热处理后硬度 HRC4550，滑道表面要进行光整加工。料斗可采用薄钢板弯制而成。这个装置最重要的是消拱，因为物品在料斗中相互挤压而造成拱形架空。利用的是回转式送料器，装置中间是个回转圆盘，该部件使用时供料平稳，速度较高，广泛用于多工位自动机或要求连续作用的供料，利用电动机带动轴的运动，轴上的键连接到回转盘上，只有电动机运作才能带动给料机构持续的给料，也可使轴承一个接一个的被送入料道，送入检测装置内。如下图 3.1 图 3.1 斗式仓料给料隔离机构图 3.2 本设备的给料隔离机构方案二：利用标准气缸推动板使轴承进入料道内，给料。再利用两个标准气缸进行轴承给料的隔离。方案的比较：方案一轴承在向下运动时可能会有消拱的状况出现，而且轴承的尺寸不能过大也不能过小，过大可能导致轴承不能沿轨道下去，转盘转不动，过小可能导致轴承一下子进入两个轴承，导致被卡，两个轴承进入一个转盘的工位之中；电动机带动皮带轮进行转动，连接到皮带轮的轴上的键带动转盘转动，相比较方案二，其多重传动连接不够稳定。电动机的使用过多，检测装置上已经使用电动机了，而且电机在无锡太湖学院学士学位论文22长期运行过程中，经常会出现各种故障：如与减速机之间的连接器传递扭矩较大，法兰面上的连接孔出现严重的磨损，增大了连接的配合间隙，导致传递扭矩不平稳；电机轴轴承损坏后，造成的轴承位磨损；轴头、键槽间的磨损等等。而标准气缸是将低气压转换成高油压的装置，机构简单、工作可靠、效率高、广泛用于机械、制动、冶金、冲压、轻纺等工业的自动化系统中。气缸的原理：是以压缩空气为动力源，利用气缸活塞面积大小的比例将压力提高数倍，使低气压转换为高气压。标准气缸的优点：体形美、速度快、出力大、易控制、易安装、易维护、能耗低、故障少。图 3.3 电动机 3.1.2 轴承检测外观的给料设计轴承检测外观的给料设计（1）设计的难点及主要考虑的问题轴承给料机构是本设备关键机构之一，也是实现轴承连续检测的重要手段之一。轴承给料机构的主要功能是保证能够顺利的自动化从一个容器内的轴承能够顺利的移动到检测装置上进行检测。考虑到该机构的功能特点,在进行该机构的设计时,我们对该机构进行了分析并总结出以下设计难点及重点考虑的问题。标准气缸与推板连接后活塞杆与推板的中心如何在一条直线上当轴承被摞在竖杆上时，推板紧贴着工作台，竖杆下漏出推板的高度能够，使推板推动竖杆下的轴承，又不碰到立着的竖杆，就需要连接到推板的气缸活塞杆的定位问题了，就需要有很高的直线度，并且推板需要反复往复移动，这样就必须要求保证推板中心与活塞杆中心在一条直线上，而且推板与气缸座的平行度。否则不仅增加了轴承移动过程的振动或跳动、推板与工作台的摩擦跳动以及推板和活塞杆的连接不稳（推板与活塞杆是螺纹连接）。根据推板和活塞杆连接要求，使推板下加装滑块，导轨与工作台连接，这样就能使推板和工作台紧密贴合。怎样保证推板准确的推动轴承进入料道内当轴承被推板推动时，考虑到推板的大小问题，如果推板的宽度太小推动轴承就会不稳轴承会向工作台的两侧移动，如果推板的宽度太大会干涉四个支撑的立柱。就无法准确的进入料道内。所以应该采用的推板一端应做成三角形状，使推动的轴承向中间靠拢。怎样保证轴承被推板推动到掉落时不会掉落到料道外面当轴承被推板推到快要掉下的时候，如果推力太大或太快或因为惯性轴承会掉到料道的外面去，所以在料道远离动作台的一侧的挡板应该加高，比另一侧的挡板加高一个轴承的宽度。这样轴承被推下时只能沿着两侧的板向下掉落。检测轴承的宽度应该有一定的范围，而料道设计时正好在这范围以内。轴承检测装置的外观设计23为了保证轴承在能在料道内正常的滚动，料道设计时应充分考虑到轴承的宽度使轴承向下滚动时即不能被两侧的板挡住，又不能因料道过宽而使轴承躺下不能滚动。如何使轴承自动向下滚动轴承在料道内怎么向下滚，料道是成一定的斜度的根据实践、实验等初步确定斜度为 23 度，这样轴承下滚时速度即不很快，又不会很慢使设备运行稳定。推动板刚性问题给料机构包括推力板和标准推力气缸以及支撑气缸的支架,其中推力板的尺寸为长260mm、宽 180mm、厚度 25mm，为了防止其在运动过程中发生变形颤动，在（2）关键器件的选用及特点为了实现推板推动轴承给料的直线往复运动，本机构的运动使用气动控制，通过标准气缸活塞的往复运动来实现横移机构的直线往复运动。在本机构中，实现并保证机构动作的关键器件为：气缸及导轨，其具体型号指标为：佳尔灵标准气缸 SC40X400SLB,智诚自动化滚珠线性导轨 2 条,型号 MSA1SE,长度为 250mm 外形结构如图本机构选用标准气缸的基本原则 l)本设备采用的佳尔灵标准气缸行程固定，并使得推板和竖杆间隙，推板需要把轴承推入料道内，故本设备选用的气缸行程为 250mm； 2)标准复动型双作用气缸，压缩空气可以作用活塞向两个运动，并且两个方向上的速度和输出力相同； 3)前后固定型，脚架式固定，脚架上承受力矩。图 3.4 标准气缸照片为了实现推板和工作台之间的充分接触以及推板能够稳定的推动轴承给料，在推板和工作台之间装上导轨。下面是选择的导轨：图 3.5 导轨无锡太湖学院学士学位论文24所选滚珠线性导轨应有的特点：l)高刚性，四方向等负荷设计。滑轨的高刚性断面设计与 4 列钢珠圆弧接触角的o45设计，除了提供径向、反径向及横向的相同额定负载能力，并且能够施加足够的预压增强其刚性，适合各种形式的安装；2)具有调心能力。正面组合的圆弧沟槽设计使其具有自动调心的能力，即使给予预压也能够吸收安装误差，并维持平滑稳定、高精度的直线运动。3)行走顺畅度更佳，低噪音。简单圆滑的钢珠回流路经设计，并采用耐冲击的强化合成树脂为钢珠循环配件，运转顺畅度佳，噪音度低；4)具有很好的互换性。在严密的制造精度管制下，尺寸能够维持在稳定的公差内，所以对于互换性线性滑轨，组装时可将滑轨任意装配在同型号的滑轨上，并且保持其相同的顺畅度、预压及精度，组装与维修最容易。选用竖杆的直径为 35mm 这是考虑到检测轴承的内径范围为 3045mm，料道的选用宽度最大为 25mm，两侧的板的厚度 4mm，靠近工作台的一侧高度为 210mm，另一侧高度为 235mm，底面厚度为 6mm。考虑到轴承进入料道的时候，有一个冲击力，会使料道的底座受到应力冲击力，底面的支架能否支撑住？所以要对底板进行强度或者刚度的校核。受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。材料的刚度由使其产生单位变形所需的外力值来量度金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出为了对固定板进行强度计算和刚度计算，需要知道剪力和弯矩随横截面变化的规律。那么根据截面法求得个段的剪切力内力，作图，FABCF/2F/2xsFsFACB轴承检测装置的外观设计25图 3.6 受力分析 3.1.3 轴承检测外观的隔离设计轴承检测外观的隔离设计(1)隔离机构又是本设备的关键部位之一，它是能使轴承持续上料，提高设备检测效率，降低劳动强度及劳动繁琐度的重要保证。对于不同外径尺寸的被测轴承，无需再使用人工就能使轴承一个接一个的检测，分拣。所以本机构是设备中精度要求较高，较准确，因此，在设计中我们主要从以下几个方面考虑：怎么实现轴承的隔离和连续上料考虑到轴承滚动时，轴承是一起下来的，而实现轴承逐个的检测就需要，一个轴承检测完毕并送走后，下一个轴承再接着继续检测，隔离机构就实现这一功能，利用气缸和挡板，以及气缸和弹性挡块来实现的。怎么确定汽缸动作的时间间隔隔离利用气缸弹性挡块，气缸挡板实现，但是气缸的运动时间间隔需要确定，不然无法实现，需要了解到轴承被挡板挡住的位置到完全离开挡板的时间，这样当轴承完全离开挡板后，气缸带动挡板顶起，接着弹性挡块回缩，被弹性挡块挡住的轴承就会滚下来，到被挡板挡住的位置。又需要了解轴承从弹性挡块的位置滚落至挡板的位置所需要的时间，这样挡板挡住要滚下的轴承后，弹性挡块能再一次的压上，如弹性挡块压上时检测到没有轴承，就需要启动给料机构的气缸，使机构进行给料。需要了解轴承送到活动 v 块上，后被检测装置检测完毕后，送到分拣机构的料道内，所需要的时间，这样就可以启动挡板下一个轴承检测。就能重复以上的操作。实现此装置的运作可以用 PLC 来控制（可利用感应器来一起运作）。检测的轴承是在一定范围以内，如何保证弹性挡块能够把轴承充分压紧就需要把弹性挡块做成比轴承宽度，宽一点点的宽度，而且使用的弹性挡块应该具有的很高的弹性，伸缩性好。第一校核挡块对轴承施加的压力，至一侧的料道的板的应力，压力不会被破坏,如图一；需要设计挡板与弹性挡块的尺寸，保证能够挡住轴承下滚，也能保证轴承被压住。挡板的刚度问题：工作过程中承受较大的负荷，防止由于刚度不足产生变形及振动，校核轴承滚下时对挡板的冲击力，如图二1FGG无锡太湖学院学士学位论文26图 3.7 一受力分析图 3.8 二受力分析 (2)关键器件的选用及特点本机构选用气缸作为动力源，采用两个佳尔灵标准气缸 SC40X400SLB。利用螺纹连接，连到挡板和弹性挡块上，挡板选用普通的 45 钢，长 26mm，宽 70mm，高5mm，挡块采用的是弹性材料，挡块的直径是 40mm。采用的支架来支撑两个气缸，并保证支架和地面的平行度。3.1.4 轴承检测外观的入料、出料的设计轴承检测外观的入料、出料的设计入料机构也是本设备的关键部位之一，它是把轴承装入到检测装置上，使设备能正常运行。如何保证轴承滚入活动 v 型块轴承能够立着轴承从给料机构的料道内出来，进入活动 v 块上，活动 v 块的两侧不能被固定没有挡的材料所以一端由气缸连接的圆锥筒，另一端由导轨和滑块组成的挡片，防止轴承会向两侧倾倒。G1F轴承检测装置的外观设计27图 3.9 保证轴承在活动 v 块上的稳定如何使得活动 v 型块能够定位，能够稳定。活动 v 块能够展开，活动依靠两片板和一个通轴，活动 v 型块的四角都装有弹簧，能够保证活动 v 块能够稳定下来，并且在活动 v 型块的下面装有一固定平板，使活动 v块稳定下来，不能随意伸缩。如何使气缸把轴承推上轴承检测装置上能够定位压紧圆锥型筒连接这气缸，因为检测装置上的主轴是锥形轴，这样能够沿着 v 型块推向检测装置，然后沿着检测装置的锥形主轴压紧、固定。如何让检测完的轴承进入分拣机构内当轴承从检测机构上退回到活动 v 块上，回到起初从料道上滚入活动 v 块的位置，利用推力气缸把固定平板向上顶起，需要测量固定板到料道底部平行的位置，才能够设定上推气缸的活塞杆的行程如何让轴承能够自动的向下滚需要设定连接弹簧的底座能够成一定的角度，一侧的两弹簧稍高一点，另一侧的两弹簧稍低一点成的斜度，这样气缸顶起把活动 v 块展开到料道底部位置，能够使轴承o2下滑到分拣机构的料道内。3.23.2 轴承分拣机构的设计轴承分拣机构的设计 3.2.13.2.1 分拣方案设计分拣方案设计传统轴承检测设备由于是进行单件或小批量检测，检测人员的劳动强度相对较小。本课题研制的轴承检测装置是应用于轴承成品出厂检测或使用过一段时间的，即对所有出厂的轴承产品进行的全产品检测，所要检测的轴承数量巨大，如果仍按传统设备那样采用人工分拣卸料，将严重影响检测效率,高强度的劳动也会危害检测人员的身体健康。针对这种情况我们必须设计出适应自动化检测的自动分拣机构,分拣机构在其他设备产品中早已使用多年。我们通过借鉴，设计了两种轴承产品分拣机构方案。方案一，由气缸带动料道内的挡片，标准的活塞式气缸根据获得的不同的信号，利用活塞的伸缩带动挡片，对轴承进行分类处理无锡太湖学院学士学位论文28图 3.10 方案一分拣机构方案二：由调速电机一滚珠丝杠传动系统带动升降气缸向左、右运动对轴承进行分拣。图 3.11 方案二分拣机构 3.2.2 方案分析比较方案分析比较分拣方案一：上图所示，当气缸获得此轴承是优品时，一气缸的活塞往里回缩，带动挡片回缩，优品轴承掉落在一容器内。当气缸获得此轴承是次品时，二气缸的活塞往里回缩，带动挡片回缩，次品轴承掉落在二容器内。料道分拣机构比较简单、实用，本轴承检测装置的外观设计29设备已经使用了多个气缸，能够充分利用设备的气动功能和电气线路。更少的添入相关设备真加，体积小，成本低。分拣方案二：电机螺杆排序机制是由很长的 V 形块料道，活动 V 型块，轴承肘板，升降油缸，变速电动机和长丝的滑动组件。调速电机驱动丝杠支撑轴承通过面板切换，将修复或有缺陷的拨出合格的产品，经过了漫长的 V 型块的左，右两侧，优质的产品，通过V 型块机制的重大的活动。图电机轴承滑块分拣机制进行排序处于垂直状态，肘板举升缸驱动的测量轴承滑动机构和，可以撤回实现的，通过控制电机的轴承排序的结构，具有多种用途，线路上的设备的整体设计，以避免额外的身体。此外，由于轴承检测装置本身是一个精密加工，先进的加工设备，精密轴承组件的使用，以确保可靠的缺陷率。因此，在使用这种材料的储存仓库轴承的方式，避免使用其他额外的设备。选用的电机为精研自动化元件有限公司的调速电机，具有调速范围大，可实现调速、快速加速、缓慢减速、电子制动等功能。根据实际经验，分拣轴承时滑块带动轴承拨动板的速度大约控制在 30mm/s 大小，这样即能快速分选轴承质量，也不至于过慢导致轴承倾斜。另外，由于实际负载为轴承与 V 型料道的摩擦阻力不大，故选用的电机功率也较小，为 40W，且的减速机减速比为 1：3，调速电机外观图如下图。图 3.12 调速电机照片3.3 支撑架的设计支撑架的设计轴承振动自动检测仪开发的主题，基本上满足功能要求的检测精度的要求，提高轴承检测效率。此设备轴承振动信号的采集，分析，处理国内的加工工艺更成熟的运用，使轴承检测精度是不难实现。但是，要提高自动化程度，更大量的移动机构的引入使得设备体积较大，因此，为了确保检测的准确性，除了必要的隔振措施，但也提高设备自身的抗振动。设备机架上的支持起着重要的作用，在这种科学合理的支撑架设计，不仅可以更好地隔离设备和环境干扰，但在一定程度上吸收由设备本身产生的振动，从而保证在正常工作条件下的自动检测仪支架的设计一般准则：l)刚度要求：大多数机架设计一般是以刚度作为第一设计条件，刚度也是保证强度的重要条件。在一些精密机械中，刚度对设备的精度一般应该有较大的影响。2)强度要求：通常情况下，载入结构以强度作为第二设计条件，如锻练支架、水压机或横梁等。一般重载结构中满足刚度要求也可能能满足强度要求。3)振动稳定性要求：当机架固定频率与环境外载荷激动频率相反或相近时，机架就无锡太湖学院学士学位论文30会发生振动，以至失去振动稳定性，严重时将导致设备正常工作精度不高，也会损坏设备。因此，对一些薄壁或长杆类零件要进行稳定性改造并进行校核。4)工况要求：任何设备都是要由人帮助运行的，因此在考虑本身刚度、强度、稳定性的基础上，设计更要便于一般人的操作。因此，对机架零件改造有以下几点要求：1)可靠性：在使用期内必须安全可靠。2)实用性：尺寸、精度、几何形位公差等技术指标要确保设备的使用功能。3)工艺性：结构要便于焊接或铸造，尽量减少缺陷。4)经济性：尽量减轻质量，降低制造成本。基于以上机架的设计标准和一般要求。结合功能的设备本身和负载的情况下，刚度和振动稳定性所需的设备支持机架设计重点。支撑框架结构如下图所示，该设备 5050 （毫米），方管，焊管，方管材质为 Q235 。支持机架选材和焊接工艺的基础上实际经验，受益于增强的刚性和改善振动稳定性决定。具体有以下注意事项：l)由经验，知识，帧所使用的材料的弹性模量是没有很大的不同，但一个合理的横截面形状的身体的材料的刚度大大。使用普通钢支撑框架材质 Q235 ，一个矩形横截面形状的中空方管，弯曲和扭转刚度好，但也经济实用的。2) 焊接框架，而不是铸造机架。设计手册有关的底盘部分，即在其他条件是相同的，铸铁钢的 41的 58的高的质量轻 20 25 的铸铁结构的结构固有频率的固有振动频率比。提高刚度和降低机架机箱的重量可以提高机架的固有频率，固有频率和刚度的增加也有利于增加机架振动的稳定性。3) 具有间断焊缝的阻尼效应，振幅迅速减小，抗振动能力强，从而机架方管焊接采用间断焊缝。图 3.13 支撑架的设计3.4 气路系统设计气路系统设计轴承的主题检测装置由气动控制自动化设备开发，每个执行单元动作的实现主要是通过作用气缸。根据每个执行单元的特点和工作压力负荷大小的空间布局，我们使用一个标准的正常缸型气缸，活塞式气缸，薄型气缸。轴承检测装置的外观设计31该装置使用主要方式的技术特性所决定的气动气动控制，气动技术采用压缩空气源和工作介质的能量和信号传输，以实现生产过程自动化技术，除了到气动系统苛刻环境适应性控制的灵活性和多样性，使各种自动化气动技术已被广泛的用于工业生产。气动技术的优点： 1）气动技术，以压缩空气为工作介质，它是取之不尽，用之不竭，只要空压机，你可以很容易地得到压缩的空气。因此，气动工作介质访问技术是简单的，工作压力为低，被压缩的空气直接排放到大气中，而不回收管道; 2)气动技术对一般环境的适应能力好，能在温度，或者思度变化大、潮湿和有恶劣环境下可靠性工作，对环境没有很大的污染，使用安全； 3)空气粘度小(大约为液压控制油动力粘度的几万分之一)，流动时的阻力小，便于集中供送空气和远距离集体输送；4)工作条件为压缩空气，气动执行控制元件可获得很高的运行速度；5)结构很简单、维护也方便、成本更低廉；6)气动机构以及工作部件可以因为超载而导致停止，因此没有过载的危险；7)各种气动调节元件，可使执行元件的启动速度以及出力大小可导致连续不断的变化。当然，相比气动技术，液压技术在某些方面也存在一些缺点，如：气动执行机构推力小，可扩展性，因为压缩空气的速度造成不稳定的工作部件。但考虑到被摄体的移动设备的功能要求，每个执行单元，如：气缸的负荷小，精度要求不高的运动的发展。采用气动控制，确保实现每个组件的功能，它也显着降低制造成本，所以气动控制装置的选择是非常恰当的。 3.4.1 气缸的选用气缸的选用气缸主要是根据需要选择一台主机的工作，尽量选择标准气缸。缸数，根据实际选择的运动和结构要求的第一个任务，确定气缸的类型和安装，根据负载的大小，确定的空气压力或系统工作压力，从而确定在气缸孔（或杆的直径）。气缸输出力（推拉力计），应根据外部负载的大小适当的安全系数 n （ L.5 2 ，取较大者在高速，低速取小值乘以），来确定气缸孔，根据应用程序和旅行社，以确定液压缸行程，然后选择所需的缸发动机车型。一般气缸的选择过程如下所示：图 3.14 气缸选择方向流程图 l)安装方式的选择：气缸的安装方式取决于气缸相对机构的相对位置及安装困难程度。本设备中，给料气缸、隔离气缸、轴承推力气缸、分拣气缸及采用脚架式上下安装形式；轴承出料气缸采用后端螺纹固定形式；轴承压紧气缸利用本身螺纹孔固定在机架上；气缸类型安装方式负载大小工作压力气缸选择行程大小确定缸径无锡太湖学院学士学位论文32 2)气缸工作负载力计算：负载力是选择气缸大小内径的重要依据，气缸的能够承受的大小及负载的形式与实际工况有关，图给出了几种气缸负载状态及负载的计算方法。实际上气缸的比较实际输出力很难精确计算，在分析气缸具体功能和确定气缸输出载荷力时，经常使用到负载率。负载率定义为：负载率%10022222222222222222222若确定了负载率，则通过该定义就能确定气缸的理论输出力，进而算出气缸的缸径。可以根据负载率的取值可根据实际气缸运动速度选取：（1）当气缸低速运动，时，。smmv/10065. 0 （2）当气缸中速运动，时，。smmv/5001005 . 0 （3）当气缸高速运动，时，。smmv/10065. 0 3)气缸缸体内径的选择计算：由上述分析可知，气缸缸内径大小的计算需根据气缸工作载荷的大小、气缸速度及工作压力来决定，系统的工作压力大小一般为0.60.8MPa。4)气缸工作行程的大小选择：气缸的活塞行程与相关的执行机构如何行程有关，以避免因制造公差或安装公差，实际行程大于气缸行程的现象发生。尤其在加紧装置上，气缸行程还需要按实际行程多加上 1020mm 的行程余量来确定。提升加紧水平滚动水平滑动负载状态负载力WFt（夹紧力）KFtWFt摩擦系数4 . 01 . 0WFt摩擦系数8 . 02 . 0图 3.15 负载状态与负载力对应关系图根据以上设计要点及各自工作的工况，本设备所需要的气缸见表 3-1表 3-1 设备所选气缸型号列表气缸名称生产厂家型号给料气缸佳尔灵 SC 一 40X400 一 S 一 LB气缸实际负载 F气缸的理论输出力tF轴承检测装置的外观设计33隔离二压紧挡块气缸亚德客 TN 一 20X90书隔离一气缸方大气动 QGCW 一 SD 一 25150顶起 v 块气缸佳尔灵 SDA 一 16IO 一 B轴承分拣气缸佳尔灵 MAL 一 U40300轴承出料处气缸亚德客 SDA 一 205O-B 3.4.2 气路原理设计气路原理设计本设备中每个执行部件的动作实现全部是通过气缸，轴承的给料是给料料气缸将其推送至给料机构料道上；被测轴承的隔离上料是通过隔离气缸活塞往复运动来实现的；轴承推力气缸作用是将被测轴承推送至芯轴上并依靠压紧弹簧给轴承施加一定的轴向力；轴承出料气缸将被测轴承推回至活动 v 块上；顶起 v 块气缸把活动 v 块顶起展平；轴承分拣气缸实现轴承优、次品的分拣。另外，气缸在运动过程中，考虑到气缸推力有一定的惯性力，特别是在轴承给料、隔离、顶起 v 块和轴承检测完出料气缸速度一定要慢，以免轴承进入不了指定的位置。对于其他机构气缸动作应尽量的快些，但为了后期调试能获得最佳的动作速度。因此，本设备在各气动元件的控制上都使用了装置调速阀。附图为本设备气路系统原理图。 FR 气源处理器;交流气缸，气缸中使用这装置的双作用液压缸，缸无杆腔和无杆腔通入压缩气体，分别是两个交替的进气和排气腔室，活塞延伸出来，并返回缸实现往复直线运动，使用最广泛的。 SC 是控制阀 AC1 ， AC2 ， AC3 亚德客气缸， AC7 AC12 是薄型气缸， SOL1 SOL19 二位五通电磁阀， SOL101 SOL11010 为二位三通电磁阀， SCI SC20 控制阀， V110 V119 的充气阀。3.5 本章小结本章小结本章主要根据轴承振动自动检测仪所要实现的功能，针对有助于实现设备自动化检测的关键部件进行了具体的设计，并对各部件选用了关键的元器件及选择原因做了说明。最后对本设备的气路系统进行了设计，根据不同气缸类型及所实现功能选择了相应的控制阀。主要任务如下：(1)轴承给料机构、隔离机构和入料机构的设计：以实现设备自动化检测为目标，设备实现轴承从料容器内，到料道内，再到检测装置上的移动，并能够使轴承在一定尺寸范围内能够检测。(2)轴承分拣机构设计：根据轴承检测设备的整体结构及工作特点，设计并选择了与之相适应的分拣机构，实现了被测轴承的优、次品的分拣。(3)支撑机架设计：根据轴承测振时要求环境低振动的原则，主要从提高机架刚性和振动稳定性方面，选择材料及制造工艺。(4)气路系统设计：根据各个部件的功能需求，选择了相应的气缸类型，并设计出了轴承振动自动检测设备的气路原理图。无锡太湖学院学士学位论文344 4 轴承检测装置的减振结构及环境要求轴承检测装置的减振结构及环境要求纸上面章节轴承自动检测装置从整体到局部，从功能结构的详细设计，使用自动化的结构设计理念，满足制造商的设备功能的要求，完成了轴承检测效率这一基本目标。但轴承自动测试设备，是不同于一般的自动化设备，先进的检测设备，这一功能要求的前提下，满足规定的行动，但也符合工作条件下的振动测量的需求，即基础振动低要求。隔振减振设计在国内和国外的实践经验，并参照本节从两个方面提高设备零部件的耐振动和隔离减振措施，减少设备基础振动的处理计划进行了讨论。4.1 轴承检测装置隔振减振工艺的研究轴承检测装置隔振减振工艺的研究 4.1.1 振源形式及对振源的分析振源形式及对振源的分析机器和设备在运行中会不可避免地产生振动，振动直接向外部的辐射噪声，一方面，在另一方面，在弹性波的形式向外传播，链接的结构和辐射扩散的过程中，外侧噪音。振动是不仅工程结构损坏和降低寿命的原因，并在同一时间，该振动也会破坏仪器仪表的正常工作，工作质量，较低的工作精度的仪器和条件;收集和分析检测设备，特别是对振动信号干扰振动可能直接导致功能故障的检测设备。原因的振动是不同的，以下称为一些振动源进行了分析，为了以后根据不同的振动源和特点，对象使用隔离减振措施： l) 工作机或运动部件的不平衡：根据运动的特性，通用机械，可分为两大类旋转和往复运动。一般用于旋转机械，如电机，泵等的静态和动态的平衡是比较容易做到的，对于往复运动的机械，如压缩机，柴油发动机的静态与动态的平衡不能完全。其结果是，机械操作，或多或少存在周期性的干扰力。通过运行机械振动所造成的不平衡问题具有明显的周期性，其频率往往与机械革命或其倍数。2) 驱动线的振动：根据振动的特性，可以分为三种类型：由原动机转矩的不平衡引起的扭转振动，轴承之间的距离和速度与横向振动造成不良所造成的不均匀的螺旋桨推力纵向振动; 3) 管道振动，包括高压流体动力影响和排气压力波石激起千层浪，等; 4) 螺旋桨扰动：一般往往成为船舶螺旋桨推进，特别是船舶振动的主要来源; 5) 其他国家，如冲压设备，冲床，锻造等）所造成的振动冲击;车辆（汽车，船舶）颠簸，摇摆，大型建筑因为外面吹来的风和表面振动，随机振动，等为了控制和减少振动隔离的一个重要途径。的分离，即，振动源的基础，基础和振动的机器和设备的安装装置之间需要有一定程度的灵活性，从而使振动源和接地之间的设备和附近的刚性基础之间的连接，以成为弹性连接隔离或降低传输的振动能量要达到的目的，减少振动和噪声。原机械设备与基础之间的隔离几乎是刚性连接，连接刚度大，设备运行时产生干扰力，这一令人不安的力量几乎完全传输到地面，然后扩散到周围地面;如果连接之间的设备和基础的弹性连接，弹性隔振装置，设备，所产生的地面的传输特性会发生变化，设计合理的干扰力的作用，传输将被减少了振动阻尼，从而播放效果噪声振动控制振动隔离的角度，不涉及结构强度计算，它只是研究如何减少振动本身。如轴承检测装置的外观设计35本文所用的分离方法中，振动源是连接到地基或成接近刚性弹性连接结构，以防止或减少振动能量的传输，并最终达到目的的振动。从以上的，该项目开发轴承振动的自动测试设备是自动化仪表中，使用的设备的是更苛刻的环境下，即温度，清洁，相差的电磁场和振动源等。然而，调温，干净，远离电磁场等

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