液压升降台铰轴改造.doc

剪叉式升降工作台铰轴与改造方案石家庄四药有限公司 高海涛摘要对剪叉式升降工作台的铰轴结构进行了探讨，通过力学分析和载荷核算方法改造现普遍采用的轴套、铰轴组成的滑动运动副为滚动运动副而使升降工作台达到运行更平稳、降低故障率、提高可靠性、延长使用寿命的目的。关键词升降工作台铰轴螺栓滚针轴承销轴运动副1序言在工厂生产中，经常会用到剪叉式升降工作台。例如，在铸造、搬运、装卸、装配等工作场合就有各种升降工作台被用作输送和提升定位的必备工具。在升降工作台携带着工件上升时，液压缸向其提供驱动力，工作台上成剪叉式两两装配的支板绕固定铰轴回转，从而获得工作台的上升。下降时，依靠工作台和工件的自重驱动工作台支板绕固定铰轴回转获得工作台的下降。常见的升降式工作台支板铰接由轴套、铰轴组成（见图1）。这种结构简单，便于加工装配。然而，由于此运动副为滑动运动副，轴套、铰轴间存在严重磨损，尤其是对于升降频繁的工作台来说，这种磨损造成的运动副失效更是令人头痛，直接影响生产效率。通过理论计算和实践，本文采用了螺栓滚针轴承销轴替代轴套、铰轴形成滚动运动副的方法（见图2），达到了可频繁升降、磨损小、故障低的效果，同时使工作台升降更趋平稳、提高了可靠性。2运动副受力分析 2.1改造前运动副结构改造前升降式工作台运动副结构如图1所示。 1.螺母2.铰轴3、6.轴套4、5.支板7.垫圈图1改造前升降工作台运动副结构图 2.2改造后运动副结构改造后升降工作台运动副结构如图2所示。 1.螺母2. 销轴3. 垫圈4、5.支板6.滚针轴承（型号NKI 35/30） 7.端盖 8.螺栓 9.推力轴承（型号51104） 图2改造后升降工作台运动副结构图如图1所示，铰轴2、轴套3及2、6之间分别构成了滑动摩擦运动副；改造后，如图2所示，销轴2、支板4过盈配合成一体同支板5之间依靠滚针轴承6构成了滚动摩擦运动副。2.3力学分析2.3.1 工作台受力分析图如下：如图示，工作台额定负载G1和自重G2的合力由两个螺栓滚针轴承销轴支撑力合力平衡，即单个滚针轴承负荷力F1=F2=（G1+G2）/2，已知该工作台额定负荷为2.5 t，自重0.5 t，则F1=F2=（G1+G2）/2=3 t 1000 Kg/ t 9.8 N/Kg /2=14700 N。 因为考虑到工作台升降过程中滚针轴承转速较低，不必进行接触疲劳寿命计算，只需作静强度计算即可，也即满足公式 C0rC0=S0P0 （参见邱宣怀 机械设计 高等教育出版社）。该公式中C0r-基本额定静载荷，N；C0-计算额定静载荷，N；P0-当量静载荷，N；S0-安全系数。查机械设计表18.13，取S0=1.5 ，因轴承不受轴向载荷，所以当量静载荷P0= F1=F2=14700N，则 C0=S0P0=1.514700 N=22050 N。查轴承手册，得滚针轴承（型号NKI 35/30）基本额定静载荷C0r=80200 N，可以看到C0r大于C0，即静强度计算合格。3小结本文中讨论了通过对剪叉式升降工作台的铰轴结构进行改造以克服频繁发生运动副失效故障的问题，并给出方案和强度校核。将滑动运动副改造为滚动运动副使升降工作台工作更加平稳、可靠性更高。该方案已被应用于我公司的四台