高耐磨銅合金套類(lèi)零件離心澆鑄機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、高耐磨銅合金套類(lèi)零件離心澆鑄機(jī)設(shè)計(jì)摘 要錫青銅是在工業(yè)中最常用的一種青銅，機(jī)械性能中的強(qiáng)度、塑性很好，尤其是其塑性可與鋼相媲美，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、高致密性以及高耐濕摩擦性，因而被廣泛用來(lái)生產(chǎn)耐腐蝕、耐高壓和耐濕摩擦的各種零件。本文著重?cái)⑹鲢~合金離心鑄造。包括高耐磨銅合金套類(lèi)零件澆鑄工藝分析，模具設(shè)計(jì)，離心澆鑄機(jī)原理設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我掌握了設(shè)計(jì)一套機(jī)械設(shè)備的工藝流程，并且讓我對(duì)大學(xué)里學(xué)的科目，無(wú)論是專(zhuān)業(yè)課還是基礎(chǔ)課，都從頭到尾的溫習(xí)鞏固了一遍，對(duì)各類(lèi)手冊(cè)的用法是從新熟悉了。畢業(yè)設(shè)計(jì)也就相當(dāng)于設(shè)計(jì)一種產(chǎn)品，是我們這些畢業(yè)生步入社會(huì)的過(guò)度過(guò)程，對(duì)以后適應(yīng)工作有著重要的意義

2、。離心鑄造是一項(xiàng)非常先進(jìn)的技術(shù)。雖然現(xiàn)在鑄造領(lǐng)域所占的比重很小，但是隨著社會(huì)的發(fā)展，我相信離心鑄造將會(huì)在很多方面取代一些原始的鑄造方法。當(dāng)然離心鑄造還有許多要完善的地方。就需要我們未來(lái)的研究中去完善它。關(guān)鍵詞：銅合金；耐磨；軸承；鑄造；工藝；模具Design of centrifugal caster of the most wear-resistant Cu-alloy cylinder partsAbstractBronze is one of the most commonly used bronze in industry ,the mechanical properties of s

3、trength, good plastic, particularly its steel and plastic can be comparable toine chemical stability, high density and high humidfastness friction, which is widely used in the production of corrosion-resistant, resistant to high pressure and friction humidfastness the various parts. This article foc

4、uses on the copper alloy centrifugal casting. Including the high wear-resistant copper alloy sets of parts casting process analysis, mold design, centrifugal casting machine design principles, institutions and structural design. Through the graduation design, I have had to design a process of mechan

5、ical equipment, and let me to the University of subjects, whether specialized or basic courses, from start to finish the study reinforces once again, and is familiar with all types of manual the new usage. Graduate design also equivalent to design a product, we are of these graduates into the commun

6、ity over the process, to work in the future is of important significance.Centrifugal casting is a very advanced technology. Although the proportion of the now casting is small， but with the development of society， I believe that the centrifugal casting will be replaced in many ways， some of the orig

7、inal casting method. Of course there are many centrifugal casting place to improve. We need to study in the future to improve it.Keywords：Cu-alloy; wear-resistant; Bearing; Caster; Technology; Die目 錄引 言1 第1章緒論2 1.1 銅工業(yè)簡(jiǎn)介2 1.2 銅合金分類(lèi)4 第2章 澆鑄工藝設(shè)計(jì)6 前言6 6 2.3 澆注工藝方案的確定7 第3章 模具設(shè)計(jì)12 3.1 模具結(jié)構(gòu)12 3.2 模具的設(shè)計(jì)參數(shù)1

8、2 3.3 離心鑄造轉(zhuǎn)速的計(jì)算14 第4章 缺陷分析15 4.1 離心鑄型轉(zhuǎn)速技術(shù)參數(shù)選擇的認(rèn)識(shí)15 4.2 離心鑄件常見(jiàn)的缺陷及成因分析15 4.3 裂紋、縮孔與縮松缺陷的防止措施16 第5章 機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17 5.1 聯(lián)軸器的選擇17 5.2 離合器的選擇18 5.3 電動(dòng)機(jī)的選擇與電路分析19 5.4 軸承的選擇20 第6章 軸的設(shè)計(jì)21 6.1 軸的設(shè)計(jì)21 6.2 軸的校核22 6.3 鍵的校核24 結(jié)論與展望26 致謝27 參考文獻(xiàn)28 附錄A：英語(yǔ)文獻(xiàn)原文及譯文29 附錄B: 主要參考文獻(xiàn)題錄及其摘要41插圖清單圖3.1 零件尺寸圖10 圖3.2 模具組裝圖10圖3.3襯套立體

9、圖11 圖3.4 襯套尺寸圖11 圖3.5 擋板立體圖11圖3.6 擋板尺寸圖11 圖3.7 后蓋立體圖12 圖3.8 后蓋尺寸圖12 圖5.1 半聯(lián)軸器16圖5.2 半聯(lián)軸器16圖5.3 半離合器17 圖5.4 半離合器17 電動(dòng)機(jī)電路圖18 圖6.1 軸尺寸圖17圖6.2 離心機(jī)整體圖22 插表清單表1.1 2000一2005年銅產(chǎn)量(單位：萬(wàn)噸)2表1.2 2000-2005年規(guī)模以上有色金屬有色金屬企業(yè)銷(xiāo)售收入、稅收和利潤(rùn)收入表2表1.3 2000-2005年有色金屬外貿(mào)進(jìn)出口總額3表1.4 2004年世界精煉銅排名前5個(gè)生產(chǎn)國(guó)3表2.1 熔煉設(shè)備一覽5表2.2 離心機(jī)選擇表5表2.3

10、 離心機(jī)轉(zhuǎn)速確定表7表金屬模工作溫度表7表2.5 澆注速度表7表2.6 鐵模涂料選擇表7表3.1 收縮率選擇表7引 言銅是人類(lèi)應(yīng)用最早的金屬，銅的發(fā)現(xiàn)和使用是中國(guó)古代文明的重要組成部分。早在6600年以前，在中國(guó)黃河流域的原始文化中就出現(xiàn)了零星的銅器和冶鑄器件，其后出現(xiàn)了中國(guó)歷史上一個(gè)獨(dú)立的時(shí)代一青銅器時(shí)代。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的進(jìn)步，對(duì)銅加工材料提出了更高的要求，銅加工業(yè)則不斷地提高產(chǎn)品的物理性能、機(jī)械性能、化學(xué)性能、表面品質(zhì)和加工精度，不斷地出現(xiàn)適應(yīng)各種特殊要求的高、精、尖新產(chǎn)品。目前各個(gè)行業(yè)對(duì)銅的消費(fèi)日益增加，1998年全世界年產(chǎn)銅約1360萬(wàn)噸，各主要生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)量分別為：美國(guó)245萬(wàn)噸、

11、智利233萬(wàn)噸、日本128萬(wàn)噸、中國(guó)100萬(wàn)噸、德國(guó)69.5萬(wàn)噸、俄羅斯64萬(wàn)噸、加拿大56萬(wàn)噸。世界銅的消費(fèi)主要集中在發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)，根據(jù)1997年的統(tǒng)計(jì)，美國(guó)是世界上最大的銅消費(fèi)國(guó)，一年消費(fèi)277萬(wàn)噸，約占世界消費(fèi)總量的1/5，其次是日本144萬(wàn)噸、德國(guó)105萬(wàn)噸、韓國(guó)62萬(wàn)噸、法國(guó)58萬(wàn)噸、意大利53萬(wàn)噸、英國(guó)41萬(wàn)噸。我國(guó)銅資源非常匾乏，但目前又是銅材產(chǎn)量處于世界第一的國(guó)家，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)和高速發(fā)展的推動(dòng)下，2003年我國(guó)銅加工工業(yè)，克服了原輔材料價(jià)格上漲、電力供應(yīng)緊張等一系列困難，萬(wàn)噸，進(jìn)口量為10萬(wàn)噸，噸，分別比2002年增長(zhǎng)31.23%、15%、35.46%和26.45%，在世界銅加

12、工行業(yè)中占有舉足輕重的地位。然而我國(guó)雖然在產(chǎn)量上在世界的銅加工行業(yè)里占有很高的地位，但在一些高耐磨、高強(qiáng)高導(dǎo)的行業(yè)里，與世界先進(jìn)水平還是由很大的差距的。本文就是在高耐磨銅合金的加工領(lǐng)域，給讀者詳細(xì)的介紹已中文最有代表性的加工方法。第1章 緒論 銅工業(yè)簡(jiǎn)介最近幾年我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)保持高速發(fā)展，為我國(guó)銅加工材提供了廣闊的市場(chǎng)空間，創(chuàng)造了我國(guó)銅加工迅速發(fā)展的外部條件。特別是電子、通訊、鋼鐵、交通、建筑、家電等行業(yè)的迅速發(fā)展，為銅加工工業(yè)的市場(chǎng)提供了千載難逢的好機(jī)遇，火電、核電、艦船、海水淡化采用大長(zhǎng)度冷凝管、電機(jī)制造用空芯導(dǎo)線、整流器用異型銅材、輸配器用導(dǎo)線、變壓器銅帶、導(dǎo)電用銅排、連續(xù)鑄鋼用銅結(jié)晶

13、器管和板、高爐銅冷卻壁用厚板、汽車(chē)水箱帶、汽車(chē)同步器齒環(huán)管、線纜、接插元件、高速列車(chē)用特長(zhǎng)異型合金線、汽車(chē)鍍鋅鋼板焊接用銅合金焊絲、高強(qiáng)高導(dǎo)電板銅合金、特種粉末、電子元器件用的高精銅帶、引線框架銅帶、接插元器用錫磷青銅帶、通訊工程用電纜帶、電真空用無(wú)氧銅、印刷電路用高質(zhì)量和高性能電解銅箔；建筑工業(yè)用水道管和燃汽管、銅管件、環(huán)品已成為銅加工材的亮點(diǎn)；還有就在高耐磨領(lǐng)域銅合金占的比重越來(lái)越大。我國(guó)銅加工業(yè)技術(shù)和裝備水平再上一個(gè)新的臺(tái)階，使我國(guó)銅加工業(yè)整體實(shí)力和國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力大大加強(qiáng)，這是新形勢(shì)下賦予我國(guó)銅加工業(yè)的新的重大發(fā)展機(jī)遇。誰(shuí)能抓住這一機(jī)遇發(fā)展自己，成功將屬于誰(shuí)。2005年我國(guó)，倍，年均

14、遞增率為8%，年均遞增率為13.5%?！笆濉北?-1 20002005年銅產(chǎn)量(單位：萬(wàn)噸)2000年2001年2002年2003年2004年2005年銅產(chǎn)量“十五”期間生產(chǎn)銅材總產(chǎn)量是1695萬(wàn)噸，是“九五”，平均遞增率為23.9%?！笆濉逼陂g有色金屬行業(yè)實(shí)現(xiàn)利稅為2044億元，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)約1182億元，是建國(guó)至2000累計(jì)利潤(rùn)的2.1倍(見(jiàn)表1.2)。表1.2 20002005年規(guī)模以上有色金屬有色金屬企業(yè)銷(xiāo)售收入、稅收和利潤(rùn)收入表2000年2001年2002年2003年2004年2005年銷(xiāo)售收入利稅總額利潤(rùn)總額“十五”期間我國(guó)的有色金屬外貿(mào)進(jìn)出口總額持續(xù)攀升，起進(jìn)出口總額達(dá)到1369

15、億美元，是“九五”，期間的3倍(見(jiàn)表1.3)。我國(guó)十種有色金屬總產(chǎn)量連續(xù)4年位列世界第一，2005年我國(guó)銅(銅冶煉)產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的7%，僅次于智利，1.5)。表1.3 20002005年有色金屬外貿(mào)進(jìn)出口總額2000年2001年2002年2003年2004年2005年進(jìn)出口總額7進(jìn)口額出口額外貿(mào)逆差表1.4 2004年世界精煉銅排名前5個(gè)生產(chǎn)國(guó)序號(hào)精煉銅國(guó)家產(chǎn)量（萬(wàn)噸）1智利2中國(guó)3日本4美國(guó)俄羅斯總的來(lái)看，2005年以來(lái)銅加工行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況良好并具有以下主要特點(diǎn)：1） 依然保持穩(wěn)步增長(zhǎng)。2） 市場(chǎng)開(kāi)發(fā)力度增大。3） 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整任務(wù)繁重。銅加工材品種高精度板帶材依然是全行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

16、2005年，主要是高精品種。銅管品種繼續(xù)保持穩(wěn)定發(fā)展勢(shì)頭，精密銅管生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量仍處世界前列。4） 技術(shù)創(chuàng)新成果顯著。2005年共有11項(xiàng)成果獲得行業(yè)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。5） 在銅價(jià)持續(xù)走高的形勢(shì)下，有色金屬加工行業(yè)總體效益水平一般。全國(guó)著名銅加工企業(yè)按產(chǎn)量和利稅排名前四位的是寧波金田銅業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司、海亮集團(tuán)、新張銅股份、金龍精密銅管集團(tuán)股份。6） 產(chǎn)業(yè)集中度明顯。中國(guó)銅加工工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)主要分布在東南沿海一帶，主要生產(chǎn)省份有浙江、江蘇、廣東等長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū)。機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。2003年我國(guó)工業(yè)發(fā)展所需的原材料與能源供應(yīng)已成為突出矛盾，原材料價(jià)格上漲、電力供應(yīng)短缺已成為制約我國(guó)銅

17、加工業(yè)發(fā)展的重要外部條件，這一點(diǎn)在2004年以及更長(zhǎng)遠(yuǎn)的時(shí)間內(nèi)都不可能根本緩解，2006年，世界經(jīng)濟(jì)正處于新一輪恢復(fù)和增長(zhǎng)期，國(guó)際制造結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)移，總體上對(duì)我國(guó)有利。我國(guó)以具備保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展和社會(huì)和諧進(jìn)步的有利條件。城鄉(xiāng)居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)，將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和城鎮(zhèn)化加發(fā)展，這些都為有色金屬工業(yè)發(fā)展提供了巨大的市場(chǎng)需求。但是不利因數(shù)仍然存在：（1） 銅價(jià)繼續(xù)在高位震蕩，為銅加工發(fā)展帶來(lái)許多變數(shù)。（2） 銅加工材出口稅率改變，在短期內(nèi)會(huì)加劇企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，從而導(dǎo)致銅材生產(chǎn)企業(yè)重新洗牌。為了適應(yīng)新形勢(shì)，銅加工企業(yè)將加強(qiáng)企業(yè)管理，不斷降低成本，不斷推進(jìn)自主技術(shù)創(chuàng)新等措施以求持續(xù)發(fā)展。

18、銅加工技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)是生產(chǎn)技術(shù)和裝備向生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化、高效、節(jié)能、無(wú)公害方向發(fā)展，重要項(xiàng)目有：u 板帶材生產(chǎn)連鑄和連軋，解決帶坯連鑄技術(shù)，包括保護(hù)氣體熔煉、寬帶坯立式或水平連鑄技術(shù)、大宗產(chǎn)品連軋技術(shù)(包括紫銅、黃銅、青銅)、質(zhì)量控制技術(shù)和測(cè)試技術(shù)。u 管、棒、型、線材的連續(xù)四川大學(xué)碩士學(xué)位論文化生產(chǎn)技術(shù)，大力壓縮熱加工工序，解決合金管材連鑄和盤(pán)式生產(chǎn)方法的技術(shù)關(guān)鍵。u 實(shí)現(xiàn)所有銅材料生產(chǎn)無(wú)公害化。u 銅材料生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮短，由目前21天壓縮至7天。1.2 銅合金分類(lèi)銅在元素周期表中位于第四周期，第m族銅原子的電子層排布為：ls22s22p63s23p63dl04sl，除最外層一個(gè)電子易成鍵

19、外，3d上有l(wèi)-2個(gè)電子也能參加成鍵，故銅氧化態(tài)有+l價(jià)、+2價(jià)和+3價(jià)，但+1價(jià)和十2價(jià)較常見(jiàn)。純銅為紫紅色金屬，質(zhì)地堅(jiān)韌、有延展性；熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率都很高；熔點(diǎn)，沸點(diǎn)2567；密度g/；在20時(shí)，銅的熱導(dǎo)率是397W10-6。其電導(dǎo)率是銀的94%，有順磁性。銅的機(jī)械性能與物理狀態(tài)有關(guān)，2，屈服強(qiáng)度為69N/mm2，伸長(zhǎng)率是45%，冷軋銅的斷面減縮70%后抗拉強(qiáng)度增加到約393N/mm2，伸長(zhǎng)率降至4%。銅可以與其他元素組成合金，常見(jiàn)的銅合金主要有三類(lèi)：黃銅：黃銅是銅鋅合金，因色黃而得名，黃銅的耐磨性能和機(jī)械性能都很好，可用于制造精密儀器，船舶的零件。當(dāng)黃銅的鋅含量在32%以下時(shí)，塑性良好，適

20、于冷、熱加工，且韌性強(qiáng)，但切削加工性能較差。為了改善黃銅的某些性能，往往加入少量其他元素，如鋁、錳、錫、硅、鉛等，這種黃銅稱(chēng)為特殊黃銅。白銅：白銅是指銅鎳合金，稱(chēng)鎳白銅。當(dāng)把鎳熔入紅銅里，含量超過(guò)16%以上時(shí)，色澤變得潔白如銀。青銅：除黃銅和白銅外，其余銅合金為青銅，因色青而得名。習(xí)慣上也有把青銅分成錫青銅和無(wú)錫青銅兩大類(lèi)。錫青銅主要用于制造耐腐耐磨的零部件，如軸套、推力軸承瓦塊等。由于錫的資源較少，近來(lái)工業(yè)上廣泛采用一些其他合金元素來(lái)代替錫，較常見(jiàn)的有鋁青銅、鉛青銅和被青銅等。鋁青銅比錫青銅具有更好的耐腐蝕性，常用于制造耐腐蝕、耐磨損的零件，如齒輪、蝸輪、軸套等。被青銅主要用作重要彈簧及彈性

21、零件，以及電接觸器、電焊機(jī)電極、四川大學(xué)碩士學(xué)位論文鐘表及鐘表零件等。青銅還有一個(gè)反常的特性“熱縮冷脹”，用來(lái)鑄造塑像，冷卻后膨脹，使得細(xì)節(jié)更清楚。第2章 澆鑄工藝設(shè)計(jì)前言對(duì)鑄造銅合金而言，套類(lèi)、齒圈類(lèi)、蝸輪類(lèi)、軸瓦等鑄件，采用砂型鑄造，不僅工藝出品率很低，費(fèi)工、費(fèi)料，更主要的是質(zhì)量難以保證。因此，一般采用離心鑄造來(lái)提高ZCuSn6Zn6Pb3的質(zhì)量。但是離心鑄造受材料成分的制約，凝固方式的不同，往往出現(xiàn)意想不到的質(zhì)量問(wèn)題無(wú)法解決。如果鑄造一些昂貴金屬，采用其他的鑄造方法，不僅精度低，而且材料利用率也低，這樣是非常浪費(fèi)資源的，因此必須采用離心鑄造，而且一定要選擇金屬模具。所以下面就對(duì)采用離心機(jī)

22、鑄造方法，對(duì)鑄件質(zhì)量控制的幾個(gè)方面提出了以下幾點(diǎn)工藝措施。生產(chǎn)條件的確定銅合金的成型技術(shù)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有了很大的提高，并逐步的走向完善。包括有砂型鑄造和特種鑄造。在特種鑄造里主要有熔模鑄造、陶瓷型鑄造、石膏型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造和擠壓鑄造等。它們各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。本文重點(diǎn)敘述金屬模離心鑄造法。離心鑄造全套設(shè)備包括熔煉設(shè)備、傳動(dòng)設(shè)備還有模具。 熔煉設(shè)備的選擇表2.1 熔煉設(shè)備一覽序號(hào)名稱(chēng)功率（KW）最大容量（T）形式1電弧爐100臥式2中頻爐2500.25立式3焦炭坩堝爐立式根據(jù)模具的尺寸，選擇序號(hào)“1”電弧爐。 離心機(jī)的選擇表2.2 離心機(jī)選擇表序號(hào)最大規(guī)格（mm）功

23、率（KW）最大車(chē)速（轉(zhuǎn)/分）形式141150臥式三級(jí)210900臥式二級(jí)320800立式二級(jí)440700立式二級(jí)51300臥式三級(jí)根據(jù)零件的尺寸選擇“1”臥式三級(jí)離心機(jī)。 澆注工藝方案的確定工藝方案就是生產(chǎn)綱領(lǐng)，是指導(dǎo)性文件，合理的工藝方案，不但節(jié)省資源，還能提高生產(chǎn)效率，下面就向大家詳細(xì)的介紹一下這次設(shè)計(jì)的工藝方案。 銅合金熔煉工藝.1爐前準(zhǔn)備 爐料 凡是要加入到爐中去的各種原材料都必須除銹、去油、徹底烘干。投爐前應(yīng)盡可能的把爐料預(yù)熱到400左右；各種輔料包括覆蓋劑，清渣劑，除氣劑都必須在投爐前烘烤，對(duì)一些氯化物，還必須高溫脫水處理后方能使用，嚴(yán)禁冷料使用。熔煉工具 凡是與金屬液直接接觸的各

24、類(lèi)工具，包括澆包、澆口槽、鐘罩、攪攔棒、耙子等都必須刷好涂料徹底烘干后待用。石墨坩堝應(yīng)預(yù)熱到200-300時(shí)再放入爐膛，防止坩堝爆炸和掉層。.2 熔煉工藝銅合金鑄件質(zhì)量與熔煉密切相關(guān)，因?yàn)樵谌刍^(guò)程中特別容易吸氣造渣，極難排除，因此銅合金在熔煉時(shí)要采用保護(hù)手段，用干燥的木炭、碎玻璃、硼砂等材料覆蓋金屬液，覆蓋劑在加料時(shí)應(yīng)放在爐子底部，加入量以能覆蓋住金屬液面為準(zhǔn)。對(duì)于焦碳坩堝爐采用覆蓋熔煉更為重要。熔煉結(jié)束前要進(jìn)行脫氧、除氣、清渣處理。如：ZCuSn5Zn5Pb5 (ZCuSn6Zn6Pb3)、 ZCuSn10P1、 T-105，硅青銅等用0.10.2%的磷氧脫氧，用0.10.3%的氯化鈣精煉

25、清渣。ZCuA10Fe3 用0.10.3%的氯化鈉或者假如0.5%左右的鋅清渣。ZCuZn38Pb2bMn2、 ZCuZn25A16Fe3Mn3、 T-115等合金可用0.1-0.2%的氯化鈉清渣，銅液出爐后用草木灰蓋住液面防止銅液氧化。.3 爐前檢查檢查銅液質(zhì)量好壞、能否離心鑄造，檢查的方法是在耐火磚上鑿一個(gè)直徑5050mm的凹坑，把熔煉好的金屬液注入，待凝固后看其表面。表面凹陷為合格，若是表面平整或者凸起，證明銅液中含有氣體或者氣體含量嚴(yán)重，此時(shí)必須進(jìn)行第二次排氣和精煉處理，之后再檢查一次，要是第二次檢查還不合格，這爐銅液就不能離心鑄造。 離心機(jī)轉(zhuǎn)速的確定離心機(jī)轉(zhuǎn)速直接影響鑄件質(zhì)量，轉(zhuǎn)速過(guò)

26、低使鑄件內(nèi)圓產(chǎn)生金屬堆積，合金液中的氧化夾雜物不易離出，鑄件產(chǎn)生類(lèi)渣；轉(zhuǎn)速過(guò)高鑄件容易產(chǎn)生偏析，尤其是鑄件壁厚較大，結(jié)晶溫度范圍較寬的合金和合金中成分比重相差較大的元素。如錫、鉛等。通常我們用 如下經(jīng)驗(yàn)方法來(lái)確定。見(jiàn)表3。鑄件的直徑小，需要的離心力大，速度靠上限取，反之表2.3 離心機(jī)轉(zhuǎn)速確定表形式直徑（mm）轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)/分）臥式5010080013001002009501100200400750950400600600750立式6008006007008001100500600取較小的轉(zhuǎn)速。此處鑄件的直徑是指內(nèi)孔而不是外圓。零件的的內(nèi)孔直徑在50100之間，所選轉(zhuǎn)速8001300轉(zhuǎn)/分之間。

27、金屬模溫度的確定.1預(yù)熱溫度 金屬模在使用前用鋼刷除銹，然后刷上涂料烘烤，使金屬模上的水氣充分干燥，預(yù)熱溫度一般控制在100200之間，烘烤1.52.5小時(shí)為宜。.2工作溫度 金屬模工作溫度通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)確定，因?yàn)椴煌铺?hào)的合金有不一樣的金屬模工作溫度，結(jié)晶溫度范圍較寬，流動(dòng)性和補(bǔ)縮能力差，容易產(chǎn)生技晶偏析和分散性微觀縮松量糊狀凝固特性的合金如：ZCuSn5Zn5Pb5 、ZCuSn6Zn6Pb3、ZcuSn10Pl、 T-105和硅青銅等，金屬模的工作溫度都不能太高，并且必須均勻。金屬模的工作溫度都不能太高，并且必須均勻。過(guò)高的金屬模工作溫度給液態(tài)金屬增加了一層保溫層，使鑄件表面結(jié)殼的時(shí)間加

28、長(zhǎng)，內(nèi)外部溫度梯度變小，趨于同時(shí)凝固，這時(shí)在高溫?zé)嶙饔孟庐a(chǎn)生吸氣現(xiàn)象，在鑄件的外圓形成深淺、大小不一致的凹坑，嚴(yán)重時(shí)呈連片麻坑狀，尤其是鑄件壁厚大金屬模工作溫度表序號(hào)合金牌號(hào)金屬模工作溫度（）澆注溫度（）鑄件壁厚（mm）1080115040401ZCuSn6Zn6Pb3ZCuAl10Fe3T-10560100801202ZCuSn10P150808010098010503ZCuAl10Fe3150250200300110012004ZCuZn25Al6FeMn2ZCuZn38Pb2Mn2T-11512018018025011001150的零件。但是對(duì)于流動(dòng)性好、收縮大、不容易形成技晶偏析，結(jié)晶

29、溫度范圍窄呈逐層凝固特性的合金如：ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn1.5、ZCuZn38Pb2Mn2、ZCuZn25Al6Fe3Mn2等，要求金屬模的工作溫度較高。如果金屬模工作溫度過(guò)低，高溫合金液在高溫旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)金屬模內(nèi)產(chǎn)生較大的溫度梯度，并且受金屬模激冷作用立刻凝固，這樣就加快了后續(xù)金屬液的凝固速度，容易使鑄件產(chǎn)生分層和冷融缺陷。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐離心機(jī)金屬模工作溫度，保持在表范圍內(nèi)效果較佳。 澆注溫度澆注溫度是保證合格鑄件的主要參數(shù)之一。澆注溫度過(guò)高鑄件外圓容易產(chǎn)生氣孔，澆口部位將產(chǎn)生縮孔，尤其錫青銅、鉛青銅等容易產(chǎn)生偏析。澆注溫度過(guò)低鑄件外圓產(chǎn)生冷隔、皺皮，鑄件內(nèi)部產(chǎn)生夾層、

30、壁厚不均、內(nèi)圓堆積金屬等缺陷。對(duì)于ZCuSn5Zn5Pb5 (ZCuSn6Zn6Pb3)、 ZCuSn10P1、 T-105合金采用較低的澆注溫度。見(jiàn)表2.4，對(duì)于ZCuAl10Fe3、ZCuZn38Pb2Mn2、ZCuZn25Al6Fe3Mn2、T-115等合金采用較高的澆注溫度見(jiàn)表。因此，本次設(shè)計(jì)采用較低的澆注溫度：10801150 澆注速度的確定離心機(jī)因采用金屬型模具，冷卻速度較快，采用快速澆注能獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。在實(shí)際生活中，由于合金的凝固特性有所不同，澆注的速度就有所差異，ZCuSn5Zn5Pb5、 ZCuSn6Zn6Pb3、ZcuSn10Pl、T-105等合金的補(bǔ)縮能力差，金屬由液態(tài)到

31、固態(tài)的凝固時(shí)間趨于一致。因此合金的澆注壓頭不需要太高，只要保證大流股快速度澆注既可。而ZCuAl10Fe3、ZCuZn25A16Fe3Mn2、ZCuZn38Pb-Mn2、T-115等合金補(bǔ)縮性能好，容易使鑄件在澆口部位產(chǎn)生縮孔缺陷。因此采用先快后慢、先大后小、先低后高的十二字澆注方法，即當(dāng)離心機(jī)工作時(shí)用大流股、低壓頭合金液快速充滿鐵模后立刻放慢速度，適當(dāng)減小金液流股，提高澆注壓頭不能斷流的緩慢澆注至最后。由于采用ZCuSn6Zn6Pb3為澆注液，所以采用慢速澆注。見(jiàn)表表2.5 澆注速度表鑄件重量（Kg）ZCuSn6Zn6Pb3ZCuAl10Fe3T-105ZCuZn25Al6FeMn2ZCuZ

32、n38Pb2Mn2T-115澆注速度（S）澆注速度（S）2550355850100588101001508101015150250101415182503501418182035050018202025 澆口位置的確定離心鑄造的澆口沒(méi)有手工鑄造的要求嚴(yán)格，但澆口位置不當(dāng)也會(huì)使鑄件產(chǎn)生缺陷，突出的缺陷有，縱向壁厚不均，澆口近的地方過(guò)厚，遠(yuǎn)離澆口的地方很薄，鑄件兩頭產(chǎn)生氧化夾雜物，特別是臥式離心機(jī)。因此對(duì)直徑小而長(zhǎng)的鑄件，盡量將澆口伸進(jìn)金屬模處較為理想；直徑大而短的鑄件，澆口伸進(jìn)金屬模的深度約處即可。澆口的深度確定之后，還必須調(diào)整澆口方向，澆口方向不能朝上順著離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，也不能直頂著離心機(jī)的

33、旋轉(zhuǎn)方向。合適的澆口方向始終與離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向形成一個(gè)15左右的夾角，最大不得超過(guò)30，能有效地保證鑄件質(zhì)量。這里選擇伸進(jìn)金屬模處。 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間當(dāng)金屬液注入金屬模后，要有足夠的時(shí)間使液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)金屬，整個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程是在離心機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)行的，否則不可以停機(jī)。若是過(guò)早停機(jī)，鑄件產(chǎn)生凸瘤和不圓現(xiàn)象。最簡(jiǎn)單的辦法是觀察鑄件顏色，呈暗紅色時(shí)停機(jī)、取件。一般取十秒。 金屬模涂料涂料的成分由很多種，鑄件材料不同，選擇的涂料也不一樣。見(jiàn)涂料不但能起到提高鑄件表面粗糙度防止鑄件產(chǎn)生缺陷之外，還能使鑄件與金屬模很好的分離，保護(hù)金屬模表面，尤其是新制造的模具。離心鑄造涂料的綜合性能越好，涂料涂層對(duì)離心鑄件成型和

34、質(zhì)量就越有保障。因在金屬液注入型內(nèi)的初始至鋪展到整個(gè)鑄型階段，涂料涂層承受了金屬液的點(diǎn)沖擊和金屬液流體的浸潤(rùn)與摩壓；在注滿金屬液體階段，涂料涂層承受著金屬液的整體離心擠壓，此時(shí)的涂料涂層可以起到吸附一定離心壓力對(duì)凝固薄層過(guò)高壓力的作用；在初始凝固薄層之后的成型階段，涂層除發(fā)揮傳熱的媒介作用外，還可抵消部分鑄件因徑向收縮后產(chǎn)生間隙所引起相對(duì)的機(jī)械振動(dòng)作用。對(duì)ZG35CrMnSi材質(zhì)的套筒，在生產(chǎn)卷取機(jī)套筒的始初采用高鋁粉離心鑄造涂料(此涂料用在生產(chǎn)小托輥離心鑄件是相當(dāng)成功的)，失敗后選用GCM-3型涂料，達(dá)到很好效果。刷涂料應(yīng)在金屬模預(yù)熱之前，否則涂料不易涂掛在金屬模內(nèi)壁上。刷完涂料之后，一定要

35、徹底烘干。連續(xù)澆注時(shí)因模具溫度很高，絕對(duì)不能直接向模具刷涂料，可采用吹風(fēng)機(jī)使模具冷卻至工作溫度時(shí)再刷涂料，烘烤后再次澆注。表2.6 金屬模涂料選擇表合金種類(lèi)配比（%）備注黑鉛粉滑石粉膨潤(rùn)土松香水錫青銅9092810余適量肥皂水錫青銅9094610余黃銅929468余可不刷第3章 模具設(shè)計(jì)軸承行業(yè)普遍采用離心鑄造的工藝方法生產(chǎn)青銅保持架的管坯。正確設(shè)計(jì)離心鑄造模具對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的提高十分重要。 模具結(jié)構(gòu)模具的必須要以零件的大小作為標(biāo)準(zhǔn)。零件圖如下圖3.1 零件尺寸圖因?yàn)殍T件的外徑小于200毫米，所以采用如下圖設(shè)計(jì) 1、殼體 2、后蓋 3、襯套 4、擋蓋 5、壓緊螺母圖3.2 模具組裝圖 模具的設(shè)計(jì)參

36、數(shù) 襯套設(shè)計(jì)襯套的作用就是為了方便零件脫模，由于零件上由法蘭，如果沒(méi)有襯套的話，很難取出零件。并且在襯套表面，涂由一層隔熱物資，作用是使零件不與襯套粘結(jié)在一起，并且防止襯套受熱變形。由于零件在從液體凝固成液體過(guò)程中，會(huì)發(fā)生收縮。故在設(shè)計(jì)襯套的過(guò)程要充分考慮到零件的收縮率。見(jiàn)表3.1 表3.1 收縮率選擇表鑄件外徑（mm）收縮量（mm）備注1003或?qū)嶒?yàn)后確定150420052005圖3.3 襯套立體圖 圖3.4 襯套尺寸圖具體尺寸計(jì)算如下：模具殼體深度模具法蘭處直徑+收縮率零件法蘭高度+收縮率零件外徑+收縮率 擋板設(shè)計(jì)擋板的作用就是防止襯套在高速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中由于離心力的作用脫離模具。圖3.5 擋

37、板立體圖 圖3.6 擋板尺寸圖具體計(jì)算尺寸如下 鑄件內(nèi)徑（35）mm=47mm 后蓋設(shè)計(jì) 圖3.7 后蓋立體圖 圖3.8 后蓋尺寸圖具體計(jì)算尺寸如下 殼體厚度的確定 殼體的厚度是=襯套厚度 離心鑄造轉(zhuǎn)速的計(jì)算離心鑄造轉(zhuǎn)速按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： (1)式中 轉(zhuǎn)速，r/min 合金密度，g/cm 鑄件內(nèi)徑半徑，cm查手冊(cè)的 計(jì)算得 第4章 缺陷分析與解決方法 離心鑄型轉(zhuǎn)速技術(shù)參數(shù)選擇的認(rèn)識(shí)一般認(rèn)為離心鑄型轉(zhuǎn)速技術(shù)參數(shù)是離心鑄造成型的關(guān)鍵，在選取離心鑄型轉(zhuǎn)速時(shí)寧高勿低。這種偏頗的做法對(duì)生產(chǎn)類(lèi)似于卷取機(jī)套筒產(chǎn)品是極其不利的。因此，要充分弄清楚影響離心鑄機(jī)轉(zhuǎn)速的因素及其相互的關(guān)系。離心鑄型轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式一

38、般采用： （1）式(1)中，G為重力系數(shù)，為鑄件的內(nèi)表面半徑(m)。在生產(chǎn)的離心鑄件確定后，離心鑄型轉(zhuǎn)速選擇的重點(diǎn)應(yīng)放在重力系數(shù)上。G是液體金屬的有效重度與液體金屬重度的比值。對(duì)于厚壁、長(zhǎng)管達(dá)幾t重的鑄件，在考慮值時(shí)，選(R+r)/2的值為宜。 離心鑄件常見(jiàn)的缺陷及成因分析離心鑄件較重力鑄造件的夾雜、氣孔缺陷要少得多，但由于離心力作用的誘發(fā)，離心鑄件的裂紋、縮松、縮孔及成分偏析缺陷顯得十分突出。 離心鑄件的裂紋.1 裂紋的種類(lèi)及形貌離心鑄件的裂紋按裂紋的走向來(lái)分，一般分為縱裂紋和橫裂紋兩種。橫裂紋是沿徑向產(chǎn)生的裂紋。該缺陷常發(fā)生在托輪支撐區(qū)域，尤其在靠近澆注端居多。裂紋一般呈斷續(xù)或連續(xù)式的蛇形

39、狀?？v裂紋是沿軸向產(chǎn)生的裂紋。該缺陷常產(chǎn)生于兩托輪支撐之間的區(qū)域，般呈連續(xù)或斷續(xù)的螺旋形狀。.2 產(chǎn)生裂紋的動(dòng)力學(xué)分析在離心鑄造條件下，當(dāng)合金液注入管模后便形成了一個(gè)液態(tài)筒體，且由于合金液順序凝固的特性及筒體外層溫度梯度大的條件，使外表面凝固成一個(gè)薄的固態(tài)殼層。在離心力場(chǎng)作用下，此殼層受到的離心壓力如下式：P =2(R2-r2)/(2g) =2(R+r)B/(2g)（2）式(2)中，P為離心壓力Pa；為合金液重度；為旋轉(zhuǎn)角速度，=n/30，其中n為鑄型轉(zhuǎn)速850r/min；g為重力加速度，9.81 ；R為鑄管外徑m；r為鑄管內(nèi)徑m；B為鑄管壁厚m。從式(2)中可以看出：1） 當(dāng)初始順序凝固層強(qiáng)

40、度不足以承受離心壓力時(shí)，外表面必然要開(kāi)裂，形成縱、橫向裂紋源；2） 筒壁越厚，口徑越大，卷筒開(kāi)裂的傾向越大。在這種情形下所產(chǎn)生的裂紋，是G值選取過(guò)大，裂紋擴(kuò)展是因萌發(fā)裂紋源后，在離心鑄造系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作環(huán)境下，鑄件不能自由凝固收縮所至。 離心鑄件的縮松、縮孔.1 離心鑄件的縮松、縮孔特點(diǎn)縮孔位于套筒最后凝固的表層，大多數(shù)在內(nèi)表面中，也有的顯露于內(nèi)表面并與浮在上表面的熔渣共生。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)縮孔多位于鑄管澆注端及中段內(nèi)表層；尤其是鑄管壁厚和口徑較大、材質(zhì)中含增大凝固點(diǎn)體收縮的元素時(shí)，縮孔更易產(chǎn)生，并且深度與體積也愈大。.2縮孔、縮松的成因在離心鑄造條件下，除“金屬液/鑄型”這一傳熱系統(tǒng)外，還有在金屬液

41、自由表面(內(nèi)表面)與空氣的對(duì)流傳熱和向周?chē)臻g的輻射傳熱。在高速旋轉(zhuǎn)條件下，鑄型內(nèi)強(qiáng)烈的對(duì)流“旋風(fēng)”更加劇了這一傳熱過(guò)程，使金屬液自由表面的溫度低于內(nèi)部溫度，當(dāng)?shù)竭_(dá)最后凝固階段時(shí)，內(nèi)表面溫度降到液相線以下。由于金屬液的逐層凝固特性，內(nèi)表面凝固結(jié)殼后其內(nèi)層鄰域尚有合金液未完全凝固，這部分金屬液在離心力場(chǎng)下凝固收縮時(shí)又得不到必須的補(bǔ)充，于是在最后凝固部位便產(chǎn)生了縮孔、縮松缺陷。 裂紋、縮孔與縮松缺陷的防止措施 防止裂紋的措施1) 要對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，盡量減少形位影響因素的存在，使模管的中心線與工作平臺(tái)的水平線一致。2) 選取合理的離心鑄造涂料(如GCM-3型涂料)和采取正確的噴涂方法。涂層

42、厚度一般控制在35 mm為宜。3) 管模在250350的溫度澆注。該措施可縮小管模及管模涂層與金屬液的溫差；可減少因涂層遇激熱開(kāi)裂或翹起剝脫，造成離心鑄件外表面結(jié)疤而產(chǎn)生復(fù)合型裂紋；還可延長(zhǎng)管模的使用壽命。4) 澆注時(shí)采取“快-中-慢”的澆注工藝。快速澆注的金屬液一般約為總量的1/5；慢速澆注的金屬液約為總量的1/5；澆注時(shí)間約占總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的1/5。對(duì)于質(zhì)量1 000 kg的離心鑄件則采用“快-慢”澆注工藝即可。5) 采取合理的轉(zhuǎn)速工藝。對(duì)于生產(chǎn)卷取機(jī)套筒件這樣的產(chǎn)品，若采用第一轉(zhuǎn)速工藝，在鑄件凝固的中、后期其整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)和噪聲，這種震動(dòng)是產(chǎn)生裂紋的催化劑。 縮孔、縮松的防止

43、措施1） 確定合理的最高轉(zhuǎn)速，嚴(yán)格控制第二轉(zhuǎn)速的工作時(shí)間。2） 控制金屬液的澆注溫度。一般來(lái)說(shuō)，離心鑄造溫度比砂型鑄造的澆注溫度要低2030。因?yàn)闇囟冗^(guò)高，除了會(huì)因增加用于補(bǔ)縮的液態(tài)金屬與延長(zhǎng)同一轉(zhuǎn)速的工作時(shí)間外，還會(huì)影響整個(gè)合理工藝的結(jié)果。3） 采用熔點(diǎn)適宜的型內(nèi)處理劑。在澆注完畢后按鑄件質(zhì)量的0.5%比例投入。型內(nèi)處理劑作用除吸氣、集渣、保溫外，其主要的作用還是減少“旋風(fēng)”帶走的熱量損失。第5章 機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 聯(lián)軸器的選擇對(duì)于已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的聯(lián)軸器，選頂合適類(lèi)型后，可按轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等確定聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。1).確定聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca由于機(jī)器啟動(dòng)使及運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，可能

44、出現(xiàn)動(dòng)載荷及過(guò)載荷等現(xiàn)象，所以，應(yīng)取軸上的最大的最大轉(zhuǎn)速作為計(jì)算轉(zhuǎn)矩。如最大轉(zhuǎn)矩不能精確求得時(shí)，可按下式計(jì)算 (1)式中 T-聯(lián)軸器所需傳遞的名義轉(zhuǎn)矩， Tca-聯(lián)軸器所需傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， KA-工作情況系數(shù)，由于是小型機(jī)械故選2).確定聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等，由下面的條件，可從由關(guān)手冊(cè)中選取聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。 (2) (3)式中 -所選聯(lián)軸器型號(hào)的許用轉(zhuǎn)矩，N.m; -被聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速，r/min; -所選聯(lián)軸器允許的最高轉(zhuǎn)速，r/min.多數(shù)情況下，每一型號(hào)聯(lián)軸器適用的軸的直徑均由 一個(gè)范圍。標(biāo)準(zhǔn)中已給出軸直徑的最大與最小值，或者給出適用轉(zhuǎn)矩范圍。因?yàn)檩S的轉(zhuǎn)

45、速較高，啟動(dòng)頻繁，載荷有變化，宜選用緩沖性較好，同時(shí)具有可移的彈性圓柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。計(jì)算轉(zhuǎn)矩名義轉(zhuǎn)矩 (4)所以 查手冊(cè)選用彈性圓柱銷(xiāo)聯(lián)軸器： GB12458-90附：LZ彈性圓柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的技術(shù)參數(shù)。許用轉(zhuǎn)速：=7100r/min（聯(lián)軸器材料為鋼）軸孔直徑：=48mm，=75mm圖5.1 半聯(lián)軸器 圖5.2 半聯(lián)軸器 離合器的選擇離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可將傳動(dòng)系統(tǒng)隨時(shí)分離或結(jié)合。對(duì)離合器的要求由：接合平穩(wěn)，分離迅速而徹底，調(diào)節(jié)和處理方便，外廓尺寸大小，質(zhì)量小，耐磨性好和有足夠的散熱能力，操作方便省力。按操作的方式，離合器可分為外力操縱式離合器和自動(dòng)離合器。外力操縱式離合器和自動(dòng)離合器。外力操縱式離合器

46、有機(jī)械操縱式、電磁操縱式、液壓操縱式和氣動(dòng)操縱式等；自動(dòng)離合器能夠自動(dòng)進(jìn)行接合或分離，不需忍來(lái)操縱。例如，離心離合器，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，兩軸能自動(dòng)接合或分離；安全離合器，當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過(guò)允許值時(shí)，兩軸即自動(dòng)分離；定向離合器，只允許單項(xiàng)傳動(dòng)，反轉(zhuǎn)時(shí)即自動(dòng)分離等等。大多數(shù)離合器已標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，設(shè)計(jì)時(shí)，只需參考有關(guān)手冊(cè)對(duì)其進(jìn)行類(lèi)比設(shè)計(jì)或選擇即可。選擇離合器時(shí)，首先根據(jù)機(jī)器的工作特點(diǎn)和使用條件，結(jié)合各種離合器的性能特點(diǎn)，確定離合器的類(lèi)型；類(lèi)型確定后 ，可根據(jù)被聯(lián)接的 兩軸的直徑、計(jì)算轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，從有關(guān)手冊(cè)中查出適當(dāng)?shù)男吞?hào)；必要時(shí)，可對(duì)其薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行承載能力校核。本裝置采用的是螺紋連接，因此絕對(duì)不允許模具

47、反轉(zhuǎn)，所以選擇定向離合器。已知軸的轉(zhuǎn)速：其名義轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算： (6)式中 p-電動(dòng)機(jī)功率，kW； n-計(jì)算轉(zhuǎn)速，r/min； -由電動(dòng)機(jī)至離合器的軸的傳動(dòng)效率。 則=對(duì)小型機(jī)械，工作情況系數(shù)可取為，可算得計(jì)算轉(zhuǎn)矩=根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速，可從設(shè)計(jì)手冊(cè)中選出離合器的具體型號(hào)，其特征參數(shù)為：額定轉(zhuǎn)矩：；軸徑：；牙數(shù)：牙寬度：；牙高度：；牙在中徑處高度：；半離合器長(zhǎng)度：操作環(huán)槽寬度：；操作環(huán)外徑：；離合器外徑：。 圖5.3 半離合器 圖5.4 半離合器5.3 電動(dòng)機(jī)的選擇與電路分析選擇電動(dòng)機(jī)的基本原則由兩點(diǎn)：1） 電動(dòng)機(jī)的主要性能（起動(dòng)、過(guò)載及調(diào)速等）、額定功率大小、額定轉(zhuǎn)速及結(jié)構(gòu)型式等方面要

48、滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。2） 在以上前提下優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便又價(jià)格合理的電動(dòng)機(jī)。由于離心鑄造機(jī)屬于小型機(jī)械，所以選擇的功率不需要很大，因此選擇4KW的電動(dòng)機(jī)，由于離心鑄造需要很高的轉(zhuǎn)速。因此選擇異步電機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、工作效率較高、重量較輕、成本較低、負(fù)載特性較硬等特點(diǎn)，能滿足大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的電氣傳動(dòng)需要，因此在國(guó)名經(jīng)濟(jì)的各部門(mén)特別是工業(yè)電氣部門(mén)得到廣泛應(yīng)用，作為各種機(jī)床、各種水泵液壓、鼓風(fēng)機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)械、吊車(chē)、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金、軋鋼、輕工業(yè)和農(nóng)副加工業(yè)等設(shè)備及其他通用設(shè)備的動(dòng)力源。它是各類(lèi)電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣、需要最多的一類(lèi)電動(dòng)機(jī)。 通過(guò)比較選擇，最終選

49、定 此類(lèi)電動(dòng)機(jī)是封閉式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電路控制采用“正-停-反”，該電路同時(shí)具備接觸器和按鈕的雙重互鎖，進(jìn)一步保證電路的安全、可靠。圖5.5 電動(dòng)機(jī)電路圖 軸承的選擇滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)械中廣泛應(yīng)用的不見(jiàn)之一，它是依靠主要原件間的滾動(dòng)接觸來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)零件。常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由專(zhuān)業(yè)工廠大量制造及供應(yīng)各種常用的規(guī)格的軸承。選擇深溝球軸承，軸承代號(hào)為：61908 （GB/T276-1994）每種軸承都有配套的軸承座，與軸承61908配合的軸承座是：SN206第6章 軸的設(shè)計(jì) 軸的設(shè)計(jì)軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，由的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力

50、集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常見(jiàn)的是 45鋼。本次選擇軸的材料也是45鋼。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。.1 擬定軸上零件的裝配方案擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前提，它決定這軸的基本形式。所謂裝配方案，就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和祥和關(guān)系。本此離心機(jī)設(shè)計(jì)的裝配方案是：半聯(lián)軸器、軸承、半離合器依次從軸的右端想左安裝。.2 各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定零件在軸上的定位和裝配方案確定后，軸的形狀便大體確定。各軸段說(shuō)需的直徑在軸上的載荷大小有關(guān)。先確定軸的最小直徑 (1)輸出軸的最

51、小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，選擇輸出軸的直徑為28mm.軸承的代號(hào)是：61908 （GB/T276-1994）所以軸承處的直徑為：40mm半離合器處的在直徑為：28mm軸的各段長(zhǎng)度主要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間隙來(lái)確定。為了保證軸向定位可靠。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故圖6.1 軸尺寸圖根據(jù)軸承的型號(hào)，其尺寸，故軸承端蓋的總寬度為20mm，。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋

52、圈只壓在半離合器上而不壓在軸的端面上，故. 軸的校核對(duì)于一般用途的軸，按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸的強(qiáng)度或直徑已足夠精確。但由于上述計(jì)算中沒(méi)有考慮應(yīng)力集中、軸徑尺寸和表面品質(zhì)等因素對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響，因此對(duì)于重要的軸，還需要進(jìn)行軸危險(xiǎn)截面處的疲勞安全系數(shù)的精確計(jì)算，評(píng)定軸的安全裕度。本次設(shè)計(jì)軸的材料為45鋼。即建立軸的危險(xiǎn)截面的安全系數(shù)的約束條件。安全系數(shù)約束條件為 (2) (3) (4) 對(duì)一般轉(zhuǎn)軸，彎曲應(yīng)力按對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化，故當(dāng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)或載荷隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，考慮到載荷波動(dòng)的實(shí)際情況，彎曲應(yīng)力可作為脈動(dòng)循環(huán)變化考慮，即。但多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)矩變化的規(guī)律往往難于確定。一般而言，對(duì)單方向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，常規(guī)之為按脈動(dòng)循環(huán)變化，即；若軸經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，則應(yīng)按對(duì)稱(chēng)循環(huán)處理，即。對(duì)于應(yīng)力循環(huán)