机械创新设计范例

1、典典 型型 机机 械械 设设 计计 范范 例例本次讲座的目的意义：本次讲座的目的意义：1、了解机械设计的一般方法与思路：、了解机械设计的一般方法与思路： 机械设计是一种创造性的劳动，需要全身心的投入，要设法拿出自己独到的见解，哪怕是一些不十分成熟方案，在此基础上开动脑筋去加以完善；这样:可以在与同事的讨论中找出自身的差距；可以在方案逐步完善的过程中，使自己焕发出工作热情与信心；可以在设计工作过程中，使自己逐步成为内行，增长才干，获得进步。 不能从一开始就幻想有现成的资料可以利用，即使有类似的图纸可以作参考，也必须作充分的消化吸收，否则，就有可能在设计中重复别人的错误，而且投机取巧不利于个人的专

2、业进步，也会在周围同事中造成恶劣的印象。甚至有些是在今后相当一段时间内难以弥补的。另外，盲目的抄袭，很难领会别人的设计理念，在听到不同意见时，会变得无所适从，在后续的生产服务中，难以正确处理好相关问题。 2、了解空间机构设计的约束方案：、了解空间机构设计的约束方案： 在机械原理课程中，我们曾经强调，要使空间运动的机构，具有确定的相对运动，对于各个空间构件，必须限制其多余的自由度，这在工程设计中称作导向问题；我们将通过立体仓库堆垛机的结构设计和传动方案对比，多角度展示机构运动中的约束方案设计，使相关人士掌握一定的导向技术。3、进一步强调实践中自学成才的理念：、进一步强调实践中自学成才的理念： 大

3、学本科教育仅仅是为我们从事专业技术工作奠定了一个简单的基础平台，大量的专业知识，是需要我们在各自的专业技术岗位上继续自学成才的，可以说，大学期间学到的各科知识，远远不能解决未来工作的实际问题，真正的专业知识和能力，需要在实践中学习，就此而言应该是在干中学习；而不是一切等学好了在干；就此而言，青出于蓝而胜于蓝大有道理，今天老师把相关的专业知识教给了学生。未来，学生能处理的实际问题，老师很可能望尘莫及。毛泽东主席曾说过：“读书是学习，使用也是学习，而且是更重要的学习。”这是一条普遍真理。4、工程设计中辉煌与风险共存，机遇与困难同在、工程设计中辉煌与风险共存，机遇与困难同在。要把握机遇，挑战困难，不

4、仅需要勇气、更需要有吃苦耐劳的实干精神。要有责任心，使命感。因此要在未来的工作中建功立业，还必须具备严肃认真，一丝不苟的工作态度 下面就几项典型设备设计方案的推敲，说明上述论点。一、薄壁圆筒初圆整专用工艺及设备：一、薄壁圆筒初圆整专用工艺及设备： 目前我国纺织行业浆纱、印染设备中，多种目前我国纺织行业浆纱、印染设备中，多种规格的烘筒零件为薄壁辊筒，直径规格为规格的烘筒零件为薄壁辊筒，直径规格为570，800，1200毫米；多采用壁厚毫米；多采用壁厚3毫米的毫米的0Cr19Ni19冷轧不锈钢板卷制焊接而成。因其工冷轧不锈钢板卷制焊接而成。因其工作转速高，随着纺织产品档次及生产效率的提高，作转速高

5、，随着纺织产品档次及生产效率的提高，对辊筒径向跳动，直线度，动平衡等方面的误差对辊筒径向跳动，直线度，动平衡等方面的误差限制也越来越严格，为此，需要设计专用设备来限制也越来越严格，为此，需要设计专用设备来满足薄壁圆筒生产加工中的特殊要求。满足薄壁圆筒生产加工中的特殊要求。 以以800，筒体长，筒体长2000毫米的辊筒为例，其加毫米的辊筒为例，其加工工艺流程为：下料工工艺流程为：下料卷圆卷圆焊接焊接修磨焊道（修磨焊道（初圆整）初圆整）酸洗钝化酸洗钝化二次圆整检修二次圆整检修精圆整精圆整焊焊接两端堵头，心轴接两端堵头，心轴机加工实现心轴与筒体的同轴机加工实现心轴与筒体的同轴抛 光图 1度要求。度要

6、求。 传统的二次圆整检修，是采用手工操作的方式，象敲制铁皮烟筒一样，凭肉眼感觉检查，不合格再返回来修整，其缺点是生产效率低，占地面积大，工人劳动强度高，一件产品需要几次反复修整操作，检修精度也相对较低。为此，我们设计了专用薄壁筒体圆整检验修整平台。 薄壁筒体圆整检验修整专用平台由两组滚轮组薄壁筒体圆整检验修整专用平台由两组滚轮组成，其中成，其中4个钢制滚轮为检验轮；另外个钢制滚轮为检验轮；另外4个包胶轮为个包胶轮为修整轮。修整轮。4个钢轮及图上方的两个包胶轮为固定支个钢轮及图上方的两个包胶轮为固定支承（轴承座位置无法调整），图下方的两个包胶轮承（轴承座位置无法调整），图下方的两个包胶轮轴承座安

7、在一个活动滑台上，由减速电机及丝杠螺轴承座安在一个活动滑台上，由减速电机及丝杠螺母驱动；当丝杠驱使平台及从动胶轮上行时，主动母驱动；当丝杠驱使平台及从动胶轮上行时，主动胶轮与从动胶轮中心距减小，放置在检修平台上的胶轮与从动胶轮中心距减小，放置在检修平台上的1、底座；2、主动钢轮；3、钢轮通轴；4、7、10、13链轮；5、12、链条；6、摆线针轮减速机；9、胶轮通轴；11、18、联轴器；14、19、22、26、轴承座；15、主动胶轮；16、多盘无极调速器；17、电动机；20、驱动螺母；21、丝杠；23、活动滑台；24、滑座及轨道；25从动胶轮；27、从动钢轮；28、检验平尺。薄壁筒体会被薄壁筒体

8、会被4个胶轮托起，此时可将检验时发现个胶轮托起，此时可将检验时发现的不圆度超差处用木榔头手工修整；修整结束后，的不圆度超差处用木榔头手工修整；修整结束后，用驱动滑台的减速电机驱使滑台下行，使从动胶轮用驱动滑台的减速电机驱使滑台下行，使从动胶轮与主动胶轮的中心距加大，逐步使平台上的薄壁筒与主动胶轮的中心距加大，逐步使平台上的薄壁筒体脱离胶轮，并支撑在体脱离胶轮，并支撑在4个检验用的钢轮上。个检验用的钢轮上。 图上方的两个固定主动钢轮和两个固定主动包图上方的两个固定主动钢轮和两个固定主动包胶轮，都采用通轴连接；在两根通轴上设计安装胶轮，都采用通轴连接；在两根通轴上设计安装有三个链轮，其中两个主动钢

9、轮通轴间的链轮与有三个链轮，其中两个主动钢轮通轴间的链轮与两个主动胶轮通轴间的链轮用一链条连接，当两两个主动胶轮通轴间的链轮用一链条连接，当两链轮齿数比为链轮齿数比为1时，两主动钢轮与主动胶轮之间时，两主动钢轮与主动胶轮之间可实现同步转动。可实现同步转动。 两主动胶轮间的另一个链轮，通过链条与摆线针轮减速机上的链轮连接，由电动机，多盘无极调速器、联轴器、摆线针轮减速机组成的原动机系统驱动，即实现两个主动胶轮与两个主动钢轮的同步转动；当平台上的薄壁筒体由4个胶轮托起时，由主动胶轮通过与筒体接触处的摩擦力，驱动薄壁筒体转动；当薄壁筒体由4个钢轮支承时，也由主动钢轮借助接触处的摩擦力，驱使筒体转动，

10、转速可由多盘无极调速器在1：10范围内调整。 在平台的最外边（下方）自由放置一根检验平尺，其支承高度与筒体在检验钢轮上支撑时轴心线水平。当筒体由主动钢论驱使转动时，碰动（平移）检验平尺，并直观的通过筒壁与平尺的间隙，显示筒体圆周不同位置的不圆度误差，工人可随显示筒体圆周不同位置的不圆度误差，工人可随机做出记号，以备修整。机做出记号，以备修整。 思考题思考题1、什么是非标设备，其基本设计原则是什么？ 为是么？2、薄壁圆筒的基本工艺流程是什么？你认为是否 需要改进？（提出具体修改意见。）3、薄壁圆筒初圆整专用设备主要解决了什么问题？4、为什么薄壁圆筒修整与检验不能采用同一套滚轮 机构？5、该专用设

11、备如何实现检验与修整工序的变换？ 如何实现滚筒转速的调整？ 显示筒体圆周不同位置的不圆度误差，工人可随机做出记号，以备修整。二、精圆整设备：二、精圆整设备： 由于辊筒工作转速较高，设备的转动精度和由于辊筒工作转速较高，设备的转动精度和运行平衡性精度也有较高要求，因此对筒体零件运行平衡性精度也有较高要求，因此对筒体零件的径向跳动、直线度等方面都有严格的公差要求，的径向跳动、直线度等方面都有严格的公差要求，在薄壁筒体零件的成形加工工艺中，精圆整工艺在薄壁筒体零件的成形加工工艺中，精圆整工艺成为影响产品质量的关键，需要专用设备来解决成为影响产品质量的关键，需要专用设备来解决精圆整工艺的难题。精圆整工

12、艺的难题。 为解决薄壁筒体精圆整加工的工艺难题，笔者为解决薄壁筒体精圆整加工的工艺难题，笔者设计了精圆整专用设备。薄壁筒体精圆整专用设设计了精圆整专用设备。薄壁筒体精圆整专用设备的具体结构如图所示：主要由原动力机构、壳备的具体结构如图所示：主要由原动力机构、壳体机架、行星走刀机构、滚压头、活动尾座等部体机架、行星走刀机构、滚压头、活动尾座等部分组成。分组成。图 2.上 壳 体 2.滚 压 头 3.主 轴 4.下壳 体 5.调 节 螺 钉 6.底 座 7.丝 杠1、 17.底 座 2.减 速 机 3.联 轴 节 4.行 星 走 刀 机 构 5、 18.丝 杠 6、 12.上 壳 体 7、 15.

13、下 壳 体 8、 13.滚 压 头 9、 14.主 轴 10.支 撑 座 11.活 动 尾 座 16.调 节 螺 钉图中1、底座；2、减速机；3、联轴节；4、行星走刀机构；5、丝杆；6、上壳体，7、下壳体；8、滚压头；9、主轴；10、支承坐；11、活动尾架。图2.上壳体 2.滚压头 3.主轴 4.下壳体 5.调节螺钉 6.底座 7.丝杠1、17.底座 2.减速机 3.联轴节 4.行星走刀机构 5、18.丝杠 6、12.上壳体 7、15.下壳体 8、13.滚压头 9、14.主轴 10.支撑座 11.活动尾座 16.调节螺钉 在精圆整加工前，先将活动尾座转动在精圆整加工前，先将活动尾座转动90，把

14、，把初圆整后的薄壁筒体，套在主轴和滚压头上，由专初圆整后的薄壁筒体，套在主轴和滚压头上，由专用铸铁壳体固定，再回转活动尾座，用滑动轴承支用铸铁壳体固定，再回转活动尾座，用滑动轴承支承固定主轴。精圆整时，原动力机构承固定主轴。精圆整时，原动力机构2通过电机、通过电机、皮带轮、蜗杆减速机构，为主轴提供一均匀的输出皮带轮、蜗杆减速机构，为主轴提供一均匀的输出转动，转速为转动，转速为100r/min。行星轮走刀机构在支承主。行星轮走刀机构在支承主轴转动的同时，通过五个齿轮组成的行星轮系及两轴转动的同时，通过五个齿轮组成的行星轮系及两种位置组合变换，驱使固定支承在转动主轴上的丝种位置组合变换，驱使固定支

15、承在转动主轴上的丝杠杠5以以67.33r/min和和333.33r/min两种转速转动，其两种转速转动，其中低速中低速67.33r/min为工作进给速度。高速为工作进给速度。高速333.33r/min为滚压头快退速度。在转动主轴上设计有长度为滚压头快退速度。在转动主轴上设计有长度大于大于2000mm的长键槽，其作用是驱使滚压头的长键槽，其作用是驱使滚压头8在与在与主轴同步转动的同时，又用转动丝杠驱使滚压头沿主轴同步转动的同时，又用转动丝杠驱使滚压头沿主轴轴线方向水平匀速移动。主轴轴线方向水平匀速移动。 这样，工作进给时，这样，工作进给时，滚压头以滚压头以100 r/min的转速和的转速和404

16、 mm/min的水平的水平移动速度，由走刀机座移动速度，由走刀机座4向尾座向尾座11方向复合运动，方向复合运动， 最终实现滚压头相对于固定在机架壳体内薄壁筒最终实现滚压头相对于固定在机架壳体内薄壁筒体内壁的螺线复合走刀进给运动。滚压头滚轮作体内壁的螺线复合走刀进给运动。滚压头滚轮作用在筒体内壁上的滚压力由压缩弹簧产生。薄壁用在筒体内壁上的滚压力由压缩弹簧产生。薄壁筒体通过滚压头多点滚压力作用，紧贴在专用壳筒体通过滚压头多点滚压力作用，紧贴在专用壳体内壁，随着滚压头匀速螺旋复合进给运动，产体内壁，随着滚压头匀速螺旋复合进给运动，产生相应的弹性、塑性变形，整遍滚压后使刚性壳生相应的弹性、塑性变形，

17、整遍滚压后使刚性壳体的尺寸形状精度，满足薄壁筒体的各项尺寸公体的尺寸形状精度，满足薄壁筒体的各项尺寸公差要求。差要求。 工作进给完成后，滚压头以2000 mm/min的快退速度返回到走刀机架4的一端，然后松开壳体紧固螺栓，用顶丝顶起上壳体6，再松轴承10及尾座11的紧固螺栓，转动尾座90，即可取出滚压精圆整后的薄壁筒体零件。 从上述结构动作可见，薄壁筒体的精圆整是通过无屑滚压工艺来实现的，根据金属变形理论，工件表面在挤压力作用时，被挤压金属的原子间会产生相对滑移，由弹性塑性变形造成被滚压表面的形状改变，并使其内部组织结构和物理性能也发生变化，使金属被挤压层组织紧密，晶粒细化，晶格形状也沿着变形

18、方向扭曲延伸。由于薄壁筒体被固定在一个理想的刚性壳体内，在滚压力作用时，薄壁筒体不仅会产生不大的径向变形（因壳体限制），还会轴向产生挤压延伸。一般情况下，薄壁筒体受挤压力越大，其塑性变形越充分，滚压所达到的圆整效果越佳。同时，在被挤压金属表层还会产生极大的压缩应力，使金属表层冷作硬化，提高薄壁筒体的表层硬度，强度极限、屈服极限和疲劳极限等，改善筒体表面粗糙度，并使零件表面抗腐蚀性能也有所提高。这一切对薄壁筒体的使用性能提高都是十分有利的。 薄壁筒体精圆整专用设备的主要结构介绍薄壁筒体精圆整专用设备的主要结构介绍:1、壳体机架：、壳体机架： 壳体机架为铸钢件，壳体分为上壳体机架为铸钢件，壳体分为

19、上下两半，如图下两半，如图2：1、4 所示，安装筒体零件时，所示，安装筒体零件时，可将上壳体用顶丝顶起。待筒体零件安装就位后可将上壳体用顶丝顶起。待筒体零件安装就位后，再用螺栓将上下壳体联接固定。壳体内孔壁尺，再用螺栓将上下壳体联接固定。壳体内孔壁尺寸公差及表面粗糙度对薄壁筒体的最后定形精度寸公差及表面粗糙度对薄壁筒体的最后定形精度有致关重要的直接影响，因此需要专用设备工艺有致关重要的直接影响，因此需要专用设备工艺进行壳体内壁镗孔加工。进行壳体内壁镗孔加工。图2.上壳体 2.滚压头 3.主轴 4.下壳体 5.调节螺钉 6.底座 7.丝杠1、17.底座 2.减速机 3.联轴节 4.行星走刀机构

20、5、18.丝杠 6、12.上壳体 7、15.下壳体 8、13.滚压头 9、14.主轴 10.支撑座 11.活动尾座 16.调节螺钉2、行星轮走刀机构；、行星轮走刀机构； 走刀机构的具体结构如图走刀机构的具体结构如图3所示。齿轮所示。齿轮14用用键与主轴固定联接，齿轮键与主轴固定联接，齿轮8与套与套20紧配后空套在紧配后空套在主轴主轴10上，齿轮上，齿轮15与丝杠与丝杠17固定，丝杠固定，丝杠17由两由两个托脚个托脚11及及9固定在主轴固定在主轴10上，由齿轮上，由齿轮15并通过并通过齿轮齿轮8驱使转动。双联齿轮驱使转动。双联齿轮5、6与套紧配后，活与套紧配后，活套在销轴套在销轴7上，并沿齿轮支

21、架上，并沿齿轮支架4作上下、啮合和脱作上下、啮合和脱离的调整移动。离的调整移动。 当滚压头按要求工作进给时，通过螺旋操作当滚压头按要求工作进给时，通过螺旋操作手轮使齿轮支架手轮使齿轮支架4下移，使双联齿轮下移，使双联齿轮5、6与齿轮与齿轮8、14处于啮合状态。当齿轮处于啮合状态。当齿轮14随主轴同步转动时随主轴同步转动时，齿轮，齿轮14、5、6、8、15及丝杠托脚及丝杠托脚9组成差动混组成差动混合轮系，驱动齿轮合轮系，驱动齿轮15并丝杠并丝杠17转动，再通过滚压转动，再通过滚压头圆盘上的头圆盘上的导程支撑架托架轴套架齿轮支架齿轮齿轮销轴齿轮托架主轴托脚轴瓦隔套主动齿轮齿轮套丝杆平面轴承套套螺母

22、滚压盘滚轮架齿轮轴滚压轮图3螺母传动，使滚压头沿主轴作轴向进给运动。按螺母传动，使滚压头沿主轴作轴向进给运动。按图图3 3所示各齿轮齿数，滚压头工作进给时，按主轴所示各齿轮齿数，滚压头工作进给时，按主轴转速转速n n1 1=100r/min=100r/min滚压头工作进给时的移动速为：滚压头工作进给时的移动速为：min/33.671437100)(37)(6327min/11463192165100.114514515145445442311141431424114rnnnnnnzznnnnnnnnirnzzzzninnzzzznniHHHHV V1 1=S=Sn n5 5=6x67.33=4

23、04mm/min=6x67.33=404mm/min，（，（S S为丝杠导程）为丝杠导程）图4齿轮支架轴套架托架连杆卡爪主轴齿轮导程支撑架托架轴套架齿轮支架齿轮齿轮销轴齿轮托架主轴托脚轴瓦隔套主动齿轮齿轮套丝杆平面轴承套套螺母滚压盘滚轮架齿轮轴滚压轮图3 当滚压头滚压结束，按要求快速返回时，可转动手轮使齿轮支架4上移，使双联齿轮5、6与齿轮8和14脱离啮合位置，同时齿轮8被齿轮支架4上的联动夹紧机构锁紧，如图4所示，变为固定齿轮，n4=0，这时齿轮14、8、15及丝杠托脚9组成行星轮系， 此时： min/33.333100)100(37632705451515445rnzznnnnnnniHH

24、H 滚压头快退速度为：滚压头快退速度为：V2=Sn5 = 6333.33 = 2000 mm/min3、滚压头部分：、滚压头部分： 滚压头是薄壁筒体精圆整专用设备的关键部件，其结构如图5所示。滚压圆盘通过滑键12与主轴11联接。主轴11的外圆上加工有与滑键12动配合，且满足工作进给行程需要的长键。在滚压头与主轴同步转动时，通过丝杠螺母传动，使滚压头沿主轴轴向移动，实现滚压头相对于筒体内壁的螺旋线复合进给运动。滚压盘7上装有多个等分布置的弹性滚压轮（图中为3个，也可以设计成4个，6个）。滚压轮的径向压力是靠压缩弹簧2产生的。在滚轮架5的一面上加工有相当于直齿条的齿形，转动齿轮轴1，通过齿轮齿条啮

25、合传动，图51.齿轮轴 2.弹簧 3.滚轮 4.销轴 5.滚轮架 6.压板 7.滚压圆盘 8.螺母 9.撑牙 10.棘轮 11.主轴 12.导向键 13.盖板 14.工件可调整滚压轮的预加滚压力。撑牙9和棘轮10用于锁紧齿轮轴1，使其调整后的预加滚压力得以保持，避免齿轮轴承受冲击载荷时出现反向转动。4、活动尾座支撑部分：、活动尾座支撑部分： 活动尾座支撑部分如图2所示。滑动轴承10安装在尾座11上，用矩形导轨联接，使滑动轴承10可相对尾座沿主轴轴线前后移动，用于支承主轴转动。当筒体完成滚压的工作进给后，通过快退运动使滚压头退回至靠近走刀机架4处，然后松开上下壳体6、7中缝联接处的紧螺栓，通过顶

26、丝使上壳体6抬起。这时可旋转尾座11上的操作手轮，使轴承座10在丝杠螺母机构的相对转动中，沿矩形导轨即主轴轴心线方向向外退出，使轴承座与主轴脱离，（借助其它辅助机构临时托起主轴），然后松开尾座11上的压紧螺栓，推动尾座沿设备底座1上的圆弧轨道转动90-180，工件即可沿主轴方向装入或退出。图 2.上 壳 体 2.滚 压 头 3.主 轴 4.下壳 体 5.调 节 螺 钉 6.底 座 7.丝 杠1、 17.底 座 2.减 速 机 3.联 轴 节 4.行 星 走 刀 机 构 5、 18.丝 杠 6、 12.上 壳 体 7、 15.下 壳 体 8、 13.滚 压 头 9、 14.主 轴 10.支 撑

27、座 11.活 动 尾 座 16.调 节 螺 钉 薄壁筒体精圆整专用设备（号称擂圆机）在郑薄壁筒体精圆整专用设备（号称擂圆机）在郑州纺织机械厂冷二分厂制作并投入使用后，圆满解州纺织机械厂冷二分厂制作并投入使用后，圆满解决了薄壁筒体精圆整的工艺难题，确保了产品质量决了薄壁筒体精圆整的工艺难题，确保了产品质量。按前述走刀运动速度分析计算，每个薄壁圆筒精。按前述走刀运动速度分析计算，每个薄壁圆筒精整加工中，工作进给五分钟，快退一分钟，加上装整加工中，工作进给五分钟，快退一分钟，加上装卸工件的辅助时间约九分钟，十五分钟可完成一个卸工件的辅助时间约九分钟，十五分钟可完成一个800mm薄壁圆筒的精圆整加工，

28、生产效率相对较薄壁圆筒的精圆整加工，生产效率相对较高，满足了郑州纺织机械厂生产计划的基本要求。高，满足了郑州纺织机械厂生产计划的基本要求。 实践证明，对于薄壁深孔筒体实施滚压加工工实践证明，对于薄壁深孔筒体实施滚压加工工艺，是一种十分行之有效的方法，除获得较高精度艺，是一种十分行之有效的方法，除获得较高精度，改善工作表面粗糙度外，还可以提高筒体零件的，改善工作表面粗糙度外，还可以提高筒体零件的表面硬度，使用性能和抗腐蚀性能。当然，此工艺表面硬度，使用性能和抗腐蚀性能。当然，此工艺方案，工人操作相对比较繁索，为此我们也在实践方案，工人操作相对比较繁索，为此我们也在实践中不断探索更为先进、有效的工

29、艺方法。中不断探索更为先进、有效的工艺方法。思思 考考 题题1、薄壁圆筒精圆整的主要工艺难题是什么？你认为有、薄壁圆筒精圆整的主要工艺难题是什么？你认为有 哪些较好的解决办法？哪些较好的解决办法？2、薄壁圆筒精圆整设备所采用的工艺原理是什么？、薄壁圆筒精圆整设备所采用的工艺原理是什么？3、薄壁圆筒精圆整设备的主运动是什么？它是如何实、薄壁圆筒精圆整设备的主运动是什么？它是如何实 现的？现的？ 4、薄壁圆筒精圆整设备的擂头调速是如何实现的？简、薄壁圆筒精圆整设备的擂头调速是如何实现的？简 述其传动比计算方法。述其传动比计算方法。 5、薄壁圆筒精圆整设备目前存在的主要问题有哪些？、薄壁圆筒精圆整设

30、备目前存在的主要问题有哪些？ 三、薄壁圆筒切割专用设备：三、薄壁圆筒切割专用设备： 薄壁筒体零件图如图一所示.在精圆整后,两端焊接端面堵板,心轴之前,薄壁筒体两端面须精切割加工,以保正筒体20000.5的长度尺寸精度,和两端面基本平行的形状误差要求,由于板料的形状尺寸有误差,卷圆焊接后筒体两端面难于平行,加上精圆整采用冷滚压工艺后,筒体延长度方向有一定量的延伸,故薄壁筒体的两端面精割,需安排在精圆整工序之后.此类不锈钢薄壁筒体直径大,壁薄,刚性差,无法采用通用机床进行两端面精切割,采用其它简单工艺如砂轮片切割,割管器切割效果极差,很难满足加工要求,为此,需设计制造专用的薄壁筒体端面切割设备.图

31、1 薄壁筒体零件图1、薄壁筒体两端面切割专用设备的结构及工、薄壁筒体两端面切割专用设备的结构及工作原理作原理 : 根据郑纺机厂的产品特点及薄壁筒体的加工精根据郑纺机厂的产品特点及薄壁筒体的加工精度要求度要求,笔者设计的两端面专用切割设备如图笔者设计的两端面专用切割设备如图2所示所示:设备可分为薄壁筒体固定夹壳与刀架旋转机构两设备可分为薄壁筒体固定夹壳与刀架旋转机构两部分组成部分组成.图薄壁筒体端面切割专用设备外形图驱动电机传动皮带圆柱齿轮减速机 4.固定中心齿轮5.行星齿轮 6.旋转刀架 7.上半壳体 8.下半壳体薄壁筒体固定夹壳分为上下两半,下半壳体8较长,后部设置有两组定位桩,以解决薄壁筒

32、体两个端面加工的长度定位要求;上半壳体7很短,也较为轻便,采用专用螺栓与下半壳体固定连接,安装筒体零件时,需松开螺栓,拿掉上半壳体,待筒体零件就位后,再装上半壳体,并用螺栓固定,使被加工壳体紧固定在夹壳内.上下壳体内圆孔的圆整度由机械加工来保证,不圆度误差小于0.2毫米。 刀架旋转机构由驱动电机刀架旋转机构由驱动电机1,皮带轮皮带轮2,两极圆柱齿两极圆柱齿轮减速机轮减速机3及旋转刀架及旋转刀架6等部分组成等部分组成.其中其中,旋转刀架旋转刀架6固定安装在圆柱齿轮减速机固定安装在圆柱齿轮减速机3的低速输出轴上的低速输出轴上,通过通过皮带皮带2,齿轮传动减速齿轮传动减速3,实现刀架低速转动实现刀架

33、低速转动.旋转刀架旋转刀架6的内部结构如图的内部结构如图3所示所示:由刀头由刀头1,导向套导向套2,活动刀杆活动刀杆3,导向键导向键4,驱动螺杆驱动螺杆5 ,蜗轮蜗轮 6 ,蜗杆轴蜗杆轴 8 ,行星齿轮行星齿轮71图旋转刀架内部结构刀头导向套活动刀杆导向键驱动螺杆蜗轮行星齿轮蜗杆轴旋转刀架中心轮 固定法兰减速机输出轴圆柱齿轮减速机图旋转刀架内部结构刀头导向套活动刀杆导向键驱动螺杆蜗轮行星齿轮蜗杆轴旋转刀架中心轮 固定法兰减速机输出轴圆柱齿轮减速机及旋转刀架及旋转刀架9 9 等部分组成等部分组成. .我们在圆柱齿轮减速机我们在圆柱齿轮减速机输出轴输出轴1212的外壳上固定安装一个中心齿轮的外壳上

34、固定安装一个中心齿轮10 ,10 ,当当旋转刀架旋转刀架 9 9 低低速转动时速转动时,与蜗杆轴固联的行星齿轮与蜗杆轴固联的行星齿轮7,在围绕中心齿轮在围绕中心齿轮10公转的同时公转的同时,自转驱使蜗杆轴自转驱使蜗杆轴8转动转动,蜗杆蜗杆8又驱使蜗轮又驱使蜗轮6低速转动低速转动;蜗轮蜗轮6与驱动螺与驱动螺杆杆5由键联结同步转动由键联结同步转动,与驱动螺杆与驱动螺杆5螺纹配合的活螺纹配合的活动刀杆动刀杆3,受导向套受导向套2和导向键和导向键4约束无法转动约束无法转动,当驱当驱动螺杆动螺杆5转动时转动时,活动刀杆活动刀杆3只能沿轴线方向伸出或只能沿轴线方向伸出或缩回缩回.这样这样,当旋转刀架匀速转

35、动时当旋转刀架匀速转动时,活动刀杆活动刀杆3及刀及刀头头1缓慢伸出缓慢伸出,实现薄壁筒体由内向外的端面切割实现薄壁筒体由内向外的端面切割;电机反转时电机反转时,活动刀杆活动刀杆3及刀头及刀头1又缓慢缩回。又缓慢缩回。2.系统传动比计算说明系统传动比计算说明:刀架旋转机构的运动简图如图4所示:其中带传动比i1=3,圆柱齿轮减速机传动比i2=40,中心齿轮齿数Z5=60,行星齿轮齿数Z6=30,蜗杆头数Z7=1,蜗轮齿数Z8=40,电机转速为n4=1440r/min.带传动比1:3减速机传动比图刀架旋转机构运动简图可算得刀架转速可算得刀架转速: :n4=n1/i1*i2=1440/3*40=12r

36、/min;蜗杆转速:iH65=(n6-n4)/(n5-n4)=-Z5/Z6=-60/30=-2;(n6-n4)/(0-n4)=-2; n6=3n4=3*12 =36r/min;蜗轮及螺杆转速蜗轮及螺杆转速: n8=n6/i78=n6Z7/Z8= 361/40 =0.9 r/min;驱动螺杆螺纹为单头普通螺纹驱动螺杆螺纹为单头普通螺纹,故刀头每分钟切削进故刀头每分钟切削进给深度为给深度为1.8毫米毫米,加上辅助工作时间加上辅助工作时间,每小时能完成每小时能完成510件薄壁筒体的两端面加工件薄壁筒体的两端面加工,加工精度满足了图加工精度满足了图纸的要求纸的要求.该项专用设备投入使用后该项专用设备投

37、入使用后,圆满解决了薄圆满解决了薄壁筒体两端面的切削加工难题壁筒体两端面的切削加工难题,满足了郑纺机厂流水满足了郑纺机厂流水作业生产线的加工效率要求作业生产线的加工效率要求,为提高产品质量发挥了为提高产品质量发挥了积极作用积极作用,受到了现场工人的好评受到了现场工人的好评.思 考 题1、薄壁圆筒两头切割的实用意义是什么？2、为什么薄壁圆筒两头切割不能采用传统工艺加工？3、简述薄壁圆筒切割专用设备的工作原理。4、简述薄壁圆筒切割专用设备的主传动比计算方法。四、钢制圆筒过盈热装配工艺与技术装备1、原有钢制圆筒过盈热装配工艺存在的问题：、原有钢制圆筒过盈热装配工艺存在的问题： 工业设备中有许多重要零

38、部件是用厚壁圆筒过工业设备中有许多重要零部件是用厚壁圆筒过盈热装配后加工而成的，如纺织印染机械中的烘盈热装配后加工而成的，如纺织印染机械中的烘筒，导布辊筒；皮带输送机上的托辊等等，有些筒，导布辊筒；皮带输送机上的托辊等等，有些还是压力容器，如图一所示，一般都由心轴还是压力容器，如图一所示，一般都由心轴 、闷、闷头、厚壁圆筒体采用高温过盈热装配工艺，将圆头、厚壁圆筒体采用高温过盈热装配工艺，将圆筒两头加热到筒两头加热到500-600，把闷头热装配在滚筒，把闷头热装配在滚筒内，按照热涨冷缩原理，待滚筒自然冷却后将闷内，按照热涨冷缩原理，待滚筒自然冷却后将闷头抱合成一体；机械加工时，为了尽可能减小动

39、头抱合成一体；机械加工时，为了尽可能减小动平衡误差，以圆筒外径为定心基准加工两头心轴平衡误差，以圆筒外径为定心基准加工两头心轴外圆。这样，一方面降低了滚筒零件的加工成本，外圆。这样，一方面降低了滚筒零件的加工成本，减小了心轴与圆筒的不同轴度误差，还减轻了零减小了心轴与圆筒的不同轴度误差，还减轻了零烘筒类零件： 1、心轴，2、闷头；3、厚壁筒体 图一、过盈热装配工艺加热的典型零件件自重，另一方面也节省了材料；因此是机械加件自重，另一方面也节省了材料；因此是机械加工行业最常采用的制造工艺。工行业最常采用的制造工艺。 在上述制造工艺中，厚壁圆筒两端加热是实现在上述制造工艺中，厚壁圆筒两端加热是实现热

40、装配工艺的关键，许多工厂采用烧焦碳地炉的热装配工艺的关键，许多工厂采用烧焦碳地炉的落后工艺，浪费了能源，影响了环保，工人劳动落后工艺，浪费了能源，影响了环保，工人劳动强度大，生产效率低，安全条件差，特别是一些强度大，生产效率低，安全条件差，特别是一些直径较大的圆筒，因焦碳深埋不住筒体，造成加直径较大的圆筒，因焦碳深埋不住筒体，造成加热不均匀、过烧等问题，常须多次返工才能勉强热不均匀、过烧等问题，常须多次返工才能勉强装配，严重影响了产品质量，是急待解决的工艺装配，严重影响了产品质量，是急待解决的工艺难题。为此，笔者在郑州纺织机械厂参与了厚壁难题。为此，笔者在郑州纺织机械厂参与了厚壁圆筒过盈热装配

41、炉的工艺方案研讨与设备设计。圆筒过盈热装配炉的工艺方案研讨与设备设计。2相对落后的热装配加热工艺相对落后的热装配加热工艺 在调研中，笔者看到有些厂家采用开放式煤气在调研中，笔者看到有些厂家采用开放式煤气（或天然气）地炉的加热方案，如图二所示，在（或天然气）地炉的加热方案，如图二所示，在一条地沟中设置一个长长的大气式烧咀，烧煤气一条地沟中设置一个长长的大气式烧咀，烧煤气或天然气，被加热圆筒按流水线装配工艺沿地沟或天然气，被加热圆筒按流水线装配工艺沿地沟滚动加热，为提高加热效果，被加热圆筒上遮盖一些保温耐火材料。经实地考察，虽然此方案满足了流水线作业的要求，但大气式烧咀发热量低，多用于铸工造型烘干

42、，用在地炉上效果极差，经常是贴近火焰的零件表面温度高，一旦转到上面，温度严重下降，加热极不均匀；加上保温措施不利，只能勉强用于小直径的圆筒加热，且零件表面氧化严重，加热温度不够高，现场工人反映不如原有的焦碳地炉好用。 另外，笔者也看到一些厂家采用的专用台车式炉加热方案，如图三所示。炉型象简单的铸工定性炉或锻工炉，需加热圆筒被放置在台车上，将加热端推入炉膛加热，待加热后出炉热装配，此方案加热温度比较均匀、到位，但不符和流水线作业要求，台车一次加热辊筒太少，工作效率太低；加热辊筒多了，装到最后温度下降太多，影响装配效果；而且工人高温操作环境恶劣，劳动强度大，卸车工作条件危险；再加上装料较多或加热大

43、直径辊筒时，炉膛透热面积较大，热损失较多，加热效率上不去。此方案因工作效率低，工人劳动强度大，尽管在许多工厂使用，也不受现场工人欢迎。1、煤气烧咀；、煤气烧咀；2、被加热辊筒；、被加热辊筒；3、台车；、台车；4、台车式、台车式炉窑；炉窑；5、吊挂式炉门。、吊挂式炉门。 图三、台车式加热炉图三、台车式加热炉3热装配专用设备的工艺方案及结构设计热装配专用设备的工艺方案及结构设计1、炉体地沟加热区；2、地沟烧咀；3、耐火纤维侧炉门；4、被加热辊筒；5、耐火纤维吊挂炉顶；6、炉顶烧咀；7、炉门配重；8、耐火纤维炉后墙；9、耐火纤维炉前门。 图四、过盈热装配专用加热炉图四、过盈热装配专用加热炉 根据上述

44、方案的调查比较，按照流水线作业的工艺要求，笔者提出了新的设计方案如图四所示。采用炉底、后墙、炉顶三面固定，炉前面、两侧面共三个活动炉门随机调整密封的炉型结构。炉底地沟采用耐火砖砌制；地沟以上后墙、炉顶采用硅酸铝耐火纤维轻型结构，具体作法是：先用槽钢、角钢型材焊成炉体钢架，在钢架上焊接固定钢板网（也可以是粗铁丝网，但镀锌铁丝不太好焊接），用细铁丝把耐火纤维压缩块临时捆扎在钢板网上，再用专门的耐火泥粘接剂外敷在炉后墙和炉顶表面，透过钢板网孔粘接固定硅酸铝耐火纤维，形成严密的隔火炉墙，待耐火泥粘接剂干结后形成坚硬的墙皮壳体，既保护了硅酸铝耐火纤维使之免于风化和受潮，又密封了炉墙炉顶，形成可靠的轻型炉

45、顶。（此外，采用传统耐顶，形成可靠的轻型炉顶。（此外，采用传统耐火砖炉型，很难作成单墙体悬空吊顶。）从而实火砖炉型，很难作成单墙体悬空吊顶。）从而实现了炉底炉顶炉后墙三面固定的设计要求。炉体现了炉底炉顶炉后墙三面固定的设计要求。炉体两侧及前面有三扇吊装活动炉门，根据炉膛进料两侧及前面有三扇吊装活动炉门，根据炉膛进料出料要求随机启动两侧活动炉门，而后随时封闭出料要求随机启动两侧活动炉门，而后随时封闭；再根据辊筒直径调整前门开启高度，最大限度；再根据辊筒直径调整前门开启高度，最大限度的减少炉膛热量损失，提高加热效率。炉膛采用的减少炉膛热量损失，提高加热效率。炉膛采用上三下四共七个烧咀供热，最大耗气

46、量为每小时上三下四共七个烧咀供热，最大耗气量为每小时七百立方米。在加热小直径辊筒时，可只采用地七百立方米。在加热小直径辊筒时，可只采用地沟里的四个烧咀供热；加热大直径辊筒时上下七沟里的四个烧咀供热；加热大直径辊筒时上下七个烧咀同时供热，提高了炉体适应能力，增加了个烧咀同时供热，提高了炉体适应能力，增加了辊筒与火焰的接触面积与时间，有效提高了加热辊筒与火焰的接触面积与时间，有效提高了加热速度。此炉汇集了流水线地炉与台车式炉窑的优速度。此炉汇集了流水线地炉与台车式炉窑的优势，在炉型设计上有所创新。势，在炉型设计上有所创新。1993年4月，该设计项目按图纸施工就绪后，一次试炉成功，经十年的实际使用，

47、充分显示了各方面的优越性，具体表现为以下几点：1）与原焦碳地炉相比，生产效率提高三倍左右，原来需要二至三班作业完成的热装配任务，现在一班作业即可十分轻松的完成；原来烧焦碳地炉紧张时，每日两班尚不能满足车间生产的节拍要求，现在两日一班即可满足生产计划定额，所以，此炉型解决了郑州纺织机械厂工业生产的关键。许多外地厂家也纷纷来厂参观学习，并就相关炉型结构问题与笔者交换意见，客观展示了该炉型受欢迎的程度。2）该热装配专用炉的设计成功，可从根本上彻底结束热装配工艺直接烧煤的落后作业方式，改善了现场操作工人的劳动条件，大大降低了操作工人的劳动强度，改善了周围的工作环境，消除了粉尘污动强度，改善了周围的工作

48、环境，消除了粉尘污染，解决了郑州纺织机械厂长期悬而未决的技术染，解决了郑州纺织机械厂长期悬而未决的技术难题，受到了现场操作工人的好评。难题，受到了现场操作工人的好评。3）经初步测定，该热装配专用炉热效率在）经初步测定，该热装配专用炉热效率在15%以以上。上。4进一步改进意见：进一步改进意见：1）目前采用烧咀仍是上世纪五、六十年代使用的）目前采用烧咀仍是上世纪五、六十年代使用的低压煤气烧咀。如能选用新型节能型燃烧装置，定低压煤气烧咀。如能选用新型节能型燃烧装置，定可进一步提高热效率，降低能耗。可进一步提高热效率，降低能耗。2）由于热装配流水作业的特点，决定了该炉型只）由于热装配流水作业的特点，决

49、定了该炉型只能开放性燃烧，不论炉体是否设计烟道，烟气都会能开放性燃烧，不论炉体是否设计烟道，烟气都会通过辊筒出现在炉前，造成高温；在炎热的夏天，通过辊筒出现在炉前，造成高温；在炎热的夏天，炉前工况仍不十分理想，仍需要进一步强化炉前的炉前工况仍不十分理想，仍需要进一步强化炉前的通风配套设施。通风配套设施。3）虽然该炉型一次试炉成功，但期间风险重大，）虽然该炉型一次试炉成功，但期间风险重大，如烧咀阀门不严或炉前通风不良，形成炉前煤气如烧咀阀门不严或炉前通风不良，形成炉前煤气淤积，贸然点火就回造成严重的人身伤亡事故。淤积，贸然点火就回造成严重的人身伤亡事故。故笔者建议，一定要特别重视炉前配套通风设施

50、故笔者建议，一定要特别重视炉前配套通风设施的完善、可靠性。的完善、可靠性。4）为防止炉顶、后墙透火，硅酸铝耐火纤维的施）为防止炉顶、后墙透火，硅酸铝耐火纤维的施工可靠性致关重要，所以，必须由有经验的来施工可靠性致关重要，所以，必须由有经验的来施工，避免炉体工作时透火，造成电线、煤气管道工，避免炉体工作时透火，造成电线、煤气管道受热，形成难以想象的重大工伤事故和损失。受热，形成难以想象的重大工伤事故和损失。思思 考考 题题1、简述厚壁圆筒热装配加热工艺的主要难题。、简述厚壁圆筒热装配加热工艺的主要难题。2、简述厚壁圆筒热装配专用设备设计的创新点与主要、简述厚壁圆筒热装配专用设备设计的创新点与主要

51、 风险难点。风险难点。3、简述厚壁圆筒热装配加热炉提高热工效率所采用的、简述厚壁圆筒热装配加热炉提高热工效率所采用的 有效措施。有效措施。4、简述厚壁圆筒加热炉的工艺优势及目前存在的问题。、简述厚壁圆筒加热炉的工艺优势及目前存在的问题。五、平板下料自动切割的环保工艺及技术装备五、平板下料自动切割的环保工艺及技术装备 1、氧乙炔焰，等离子弧自动切割设备的环保问题：、氧乙炔焰，等离子弧自动切割设备的环保问题： 氧乙炔焰，等离子弧全自动切割设备，采用两台伺服电机驱动割炬作任意平面运动，用计算机编程控制，可实现840毫米不锈钢板，10200毫米碳素钢板的零件或毛坯，任意形状尺寸的全自动切割；其加工精度

52、好，工作效率高，是取代人工氧乙炔焰切割的重要设备，深受机械加工行业用户的青睐，并在众多机械加工工厂广泛使用。郑州纺织机械厂现有两台全自动切割机，一台是瑞典ESAB公司生产的数控火焰等离子切割机，最大切割宽度为2500毫米，最大切割长度为4700毫米；厚度：等离子切割不锈钢板840毫米；氧乙炔焰切割碳钢板10200毫米；切割速度：等离子：450110 mm/min；氧乙炔焰：450180 mm/min;另一台是哈尔滨华崴焊切成套设备有限公司生产的数控火焰等离子切割机，型号DHG 5011;导轨跨距5000毫米，导轨总长14400毫米；有效切割宽度4300毫米，有效切割长度12400毫米；最大空行

53、程速度12000mm/min;切割速度6000 mm/min;切割厚度：氧乙炔焰切割碳钢5200毫米，等离子切割不锈钢150毫米。然而，氧乙炔焰，等离子弧在中厚度钢板切割时，会产生大量的有害气体烟尘，并伴有很大的噪音；这也是长期困扰用户，影响操作现场工人健康的一大突出问题。2、氧乙炔焰，等离子弧全自动切割的环保工、氧乙炔焰，等离子弧全自动切割的环保工艺及设施：艺及设施： 为了排除氧乙炔焰，等离子弧在中厚度钢板切割时产生的有害气体烟尘，笔者在郑州纺织机械厂设计过专用防尘排烟设备，如图一所示：中厚板全自动切割设备的排烟系统由集烟箱及板料支撑架，抽风系统两大部分组成。被切割的整张钢板盖放在集烟箱上方

54、，由集烟箱内的许多尖点03支撑，在集烟箱与上盖钢板间形成相对封闭空间，并由抽风系统10在此封闭空间内形成负压，所有缝隙作为补风口。当全自动切割设备在割炬5处切割钢板时，产生的有害气体由集烟箱内的负压吸入收集起来，通过吸风罩09，排烟管道及抽风系统10排出厂房。图一、中厚板全自动切割设备排烟系统集烟箱及板料支撑架；纵向筋板；横向筋板及板料支撑尖点；被切割板料；割炬；割炬夹持器；横梁轨道及割炬横向驱动系统；纵向轨道及割炬纵向进给驱动系统；烟尘收集吸风罩；排烟管道及抽风系统。 采用这一方案，在整张钢板刚开始切割时，由于补风面积小，负压大，排烟效果尚可；但上盖钢板被切除一半或一半以上时，补风面积太大，

55、负压衰减严重，常需要工人铺盖其他平板调整负压，给操作工人带来许多麻烦。有些工人懒于调整负压，结果厂房内经常乌烟瘴气。加上抽风机的抽风噪音，使厂房噪音高达100分贝以上。另外、吸风罩09、排烟管道10占据了厂房内很大的空间，又不允许磕碰，使操作工人感到十分不方便。将污浊的烟尘直接排放到厂房外大气中也十分不妥。 为解决上述问题，笔者设计了第二套环保工艺方案如图二所示：加大加高原来的集烟箱，变集烟箱为集水箱，拆除原有的通风管道，在原有的吸风罩位置增设循环水系统，循环水系统由水泵管路及集水槽组成。被切割钢板依然用尖点支撑平放在集水箱内，此时集水箱内水面低于被切割钢板平面，以便于氧乙炔焰割炬点火。欲切割

56、钢板时，先点燃割炬，然后将集水槽内的循环水用水泵抽入集水箱，让水淹没钢板，使割炬在水下切割。这样，切割钢板时产生的有害气体烟尘全部淹没并大部分溶解在水中。采用此工艺方案，厂房内空气质量大为提高，有害气体浓度明显降低，节省了原有排风管道占据的空间，并且使厂房内噪音控制在70分贝以下。操作工人的工作条图 、全自动切割水循环系统排烟装置、集烟箱及板料支撑架；、纵向筋板；、横向筋板及板料支撑尖点；、被切割板料；、割炬；、割炬夹持器；、横梁轨道及割炬横向驱动系统；、纵向轨道及割炬纵向进给驱动系统；、水泵及抽水管道； 、电磁阀及排水管道； 、集水箱。件得到了明显的改善。件得到了明显的改善。 尽管氧乙炔焰、

57、等离子弧割炬水下切割效果不错，但也产生了新的问题，当被切割钢板局部变形或局部支点不平使钢板局部翘起时，由于浑浊的循环水淹没了割炬切割位置，无法看清割炬的切割状态，当割炬碰着水下的翘起钢板高点时，要么割炬被撞坏；要么割炬偏转变形，影响了零件的切割效率与质量。为此，需设计专用装置，将割炬的异常状态反馈给操作工人，以便于操作工人及时调整处理。3、自动切割机水下切割防撞机构的基本结构及工作原理 笔者设计的全自动切割机机械式水下切割防撞笔者设计的全自动切割机机械式水下切割防撞机构如图二所示：该机械式防撞机构代替原切割机机构如图二所示：该机械式防撞机构代替原切割机 割炬夹头；割炬夹头；球面座；球面端盖；顶

58、块；滑套；撞块；连接块；滑键；壳体；弹簧；底盖。图二、机械式防撞机构装配图的割炬夹持器06，并安装固定在相应位置；防撞机构主要由：割炬夹头01、02；球体接头03、04；滑套06及相关的壳体10，球面端盖04，弹簧11等部分组成。割炬夹头分为01、02两部分，通过螺栓连接固定割炬，并用螺钉将02固定在球面座03上。球面座03的大凸球面与球面端盖04的凹球面配合铰接；受力时，球面座03可相对球面端盖04转动。球面座03小球面端用螺钉固定有两个顶块05，其凸曲面与滑套06一端的两个凹曲斜面想吻合；当割炬受阻使球面座03相对壳体10偏转时，球面座03上的顶快05将通过凸曲面迫使不能转动的滑套06沿轴

59、线方向滑移。滑套06上装有固定的滑键09，可在壳体10的通键槽内滑动，并限制滑套06转动。滑键09上用螺钉安装固定有连接块、撞块08、07，透过壳体10上的长圆通孔与滑套06同步沿壳体10键槽滑移，并以撞块07撞击行程开关（或接近开关）产生报警信号，并使割炬驱动电机断电制动。滑套06由弹簧11顶紧，在人工调整割炬高度时及时复位。 在割炬正常切割工作时，防撞机构内所有零件静止不动，相当于一个刚性的割炬夹持器。因球面座03与滑套06环形平面接触，割炬向下的重力无法使球面座03向下偏转。因此沿割炬轴线上下方向的作用力对防撞机构都不产生任何影响。 当割炬向右行走碰到工作阻力时，通过夹头01、02迫使球

60、面座03压迫滑套06克服弹簧11的阻力滑移，并使撞块07撞击行程开关，发出警报信号，使驱动电机断电制动。 当割炬前后行走碰到工作阻力时，引起割炬偏转，进而使夹头01、02，球面座03及凸块05同步偏转，通过与滑套06吻合的斜面，迫使不能转动的滑套06并撞块07沿水平线滑移，同样撞击行程开关产生报警信号，使驱动电机断电制动。 当操作工人接到报警信号，调整好割炬相对钢板的切割距离后，防撞机构复位，切割机又可以继续切割。 氧乙炔焰、等离子弧全自动切割设备，采用文章介绍的水下切割工艺及装置，较圆满的解决了工作现场的环保问题。故笔者认为，文章介绍的环保工艺及装置，具有十分重要的推广价值与实用意义。 思