大型轴承保持架摆碾铆接机设计及分析

发布时间：2017-03-21 06:02

  本文关键词：大型轴承保持架摆碾铆接机设计及分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大型圆柱滚子轴承具有结构尺寸大,承载能力强等特点,多应用于低速重载的场合,在风电工程、采矿工业、海洋工程等领域有着广泛的应用。其保持架多采用分体式实体保持的形式,而轴承失效往往发生在保持架,作为轴承装配中最后一道工序,保持架的铆接质量直接影响轴承使用性能。而铆接机是保证铆接质量的基础设备。本课题大型轴承保持架摆碾铆接机的设计来自某轴承企业。目前企业中,小批量大型圆柱滚子轴承保持架在铆接时多采用冲压铆接工艺,在调整铆头与铆钉位置时多依靠工人经验。因此,铆头与铆钉对中性差；同时冲压铆接工艺的铆接力过大、设备老化等原因常导致铆接质量较差,产品合格率低。为解决上述问题,本文设计了一种针对大型圆柱滚子轴承保持架的铆接设备,主要内容如下：(1)基于经验设计方法,结合相关机械设计理论,将铆接机进行模块化划分,确定设备整体结构形式。设备采用摆碾铆接工艺,确定铆接动力头的结构形式及进行受力分析；设计适应多型号大型轴承的定位夹紧系统；设备采用传感器检测原理,使得设备能实现铆钉自动找正功能；结合伺服电机+滚珠丝杆运动,使得铆接前铆头进行位移补偿,实现铆头公转中心与铆钉轴线对齐。(2)铆接机执行系统由液压系统与气动系统提供,其中液压系统主要提供克服铆钉塑性变形所需的铆接力,气动系统负责轴承的夹紧及找正机构的运动。采用PLC对设备的液压系统及气动系统运动进行控制,实现铆接过程自动生产。(3)基于刚塑性有限元基本原理,运用Deform-3D分析软件模拟大长径比铆钉的铆接过程。在给定摆碾铆接工艺参数下,分析铆接过程中铆接力大小、应力应变等,为企业实际生产提供理论基础。本文通过对铆接机进行整体设计,分析企业铆接工况,对各个模块的机械结构进行详细阐述。设计铆接机的执行系统与控制系统,利用仿真软件为铆接工艺提供理论支持,最终研制针对大型分体式实体保持架的铆接设备,为提高企业轴承铆接质量提供保证。
【关键词】：写作规范 轴承保持架 摆碾铆接 铆钉找正 铆接模拟
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题来源10
• 1.2 分体式实体保持架10-12
• 1.3 摆动碾压技术介绍12-13
• 1.4 铆接技术及设备13-16
• 1.4.1 摆碾铆接技术介绍13-15
• 1.4.2 摆碾铆接机现状15-16
• 1.5 论文内容16-17
• 2 总体方案及机械机构设计17-39
• 2.1 技术指标和设计要求17-18
• 2.2 技术指标和设计要求18-19
• 2.3 铆接机整体机械结构设计19-20
• 2.4 铆接动力头的设计20-23
• 2.4.1 动力头结构20-21
• 2.4.2 动力头受力分析21-23
• 2.5 定位夹紧系统的设计23-25
• 2.6 铆钉找正机构的设计25-30
• 2.6.1 铆钉找正原理25-26
• 2.6.2 传感器选型26-28
• 2.6.3 找正机构始末位置28
• 2.6.4 找正机构始末位置28-30
• 2.7 调整机构的设计30-38
• 2.7.1 调整机构的结构设计30-32
• 2.7.2 水平调整部件主要零件选型32-34
• 2.7.3 竖直调整部件主要零件选型34-36
• 2.7.4 支撑支架校核36-38
• 2.8 本章小结38-39
• 3 铆接机控制系统设计39-57
• 3.1 液压系统39-47
• 3.1.1 液压系统特点39
• 3.1.2 工况分析39-41
• 3.1.3 液压系统主要技术参数41-44
• 3.1.4 液压系统原理44-46
• 3.1.5 液压元件的选择46-47
• 3.2 气动控制系统47-51
• 3.2.1 气动系统简介47-48
• 3.2.2 气动的选用48-50
• 3.2.3 气动系统的确定50-51
• 3.3 电控系统51-56
• 3.3.1 可编程控制器PLC简介51
• 3.3.2 电控系统设计要求51-52
• 3.3.3 铆接逻辑流程图52-53
• 3.3.4 PLC程序设计53-56
• 3.4 本章小结56-57
• 4 铆接成形有限元模拟分析57-74
• 4.1 Deform-3D软件介绍及分析流程57-58
• 4.2 刚塑性有限元基本原理58-60
• 4.2.1 塑性成形基本假设58-59
• 4.2.2 刚塑性有限元法基本方程59-60
• 4.3 铆接过程模拟的初始条60-67
• 4.3.1 刚塑性有限元法基本方60-63
• 4.3.2 仿真模型前处理63-67
• 4.4 铆接过程模拟的初始条67-73
• 4.4.1 仿真模型前处理67-68
• 4.4.2 摆碾铆接应力应变分析68-71
• 4.4.3 摆碾铆接载荷分布71-73
• 4.5 本章小结73-74
• 结论74-75
• 参考文献75-77
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况77-78
• 致谢78-79

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