模压工艺基础知识--机电知识


    一、机械传动知识、润滑知识
    机械传动有螺旋传动、带传动、链传动、齿传动及蜗杆传动等。各种传动都有不同的特点和使用范围。
    1、螺旋传动:螺旋传动是利用螺纹零件工作的,作为传动文件要求保证螺旋副的传动精度,效率和磨损寿命等。其螺纹种类有矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹等。按其用途可分传力螺旋、传导螺旋及调整螺旋三种;按摩擦性质不同可分为滑动螺旋、滚动螺旋及静压螺旋等。
    滑动螺旋常为半干摩擦,摩擦阻力大、传动效率低(一般为30~60%;但其结构简单,加工方便,易于自锁,运转平稳,但在低速时可能出现爬行;其螺纹有侧向间隙,反向时有空行程,定位精度和轴向刚度较差,要提高精度必须采用消隙机构;磨损快。滑动螺旋应用子传力或调整螺旋时,要求自锁,常采用单线螺纹;用于传导时,为了提高传动效率及直线运动速度,常采用多线螺纹(线数n=3~4)滑动螺旋主要应用于金属切削机床进给;分度机构的传导螺纹,摩擦压力机及千斤顶的传动。一滚动螺旋因螺旋中含有滚珠或滚子,在传动时摩擦阻力小,传动效率高(一般在90%以上):起动力矩小,传动灵活、工作寿命长等优点,但结构复杂制造较难;滚动螺旋具有传动可逆性(可以把旋转动变为直线运动,也可把直线运动变成转运动),为了避免螺旋副受载时逆转,应设置防止逆转的机构;其运转平稳,起动时无颤动,低速时不爬行;螺母与螺杆经调整预紧后,可得到很高的定位精度(6 μm/0. 3m)和重复定位精度(可达1-2 μm),并可提高轴的刚度;其工作寿命长、不易发生故障,但抗冲击性能较差。主要用在金属切削精密机床和数控机床、测试机械、仪表的传导螺旋和调整螺旋及起重、升降机构和汽车、拖拉机转向机构的传力螺旋;飞机、导弹、船舶、铁路等自控系统的传导和传力螺旋上。
    静压螺旋是为了降低螺旋传动的摩擦,提高传动效率,并增强螺旋传动的刚性的抗振性能,将静压原理应用于螺旋传动中,制成静压螺旋。因为静压螺旋是液体摩擦,摩擦阻力小,传动效率高(可达99%),但螺母结构复杂;同时还具有的特点:传动的可逆性,必要时应设置防止逆转的机构;工作稳定,无爬行现象;反向时无空行程,定位精度高,并有较高轴向刚度;磨损小及寿命长等。‘使用时需要一套压力稳定、温度恒定、有精滤装置的供油系统。主要用于精密机床进给,分度机构的传导螺旋。
    2.带传动:是带被张紧(预紧力)而压在两个带轮上,主动轮带轮通过摩擦带动带以后,再通过摩擦带动从动带轮转动。它具有传动中心距大、结构简单、超载打滑(减速)等特点。常有平带传动、V型带传动,多楔带及同步带传动等。
    平带传动结构简单,带轮容易制造。在传动中心距较大的情况下应用较多;
    V型带为一整圈,无接缝,故质量均匀,在同样张紧力下,V型带较平带传动能产生更大的摩擦力,再加上传动比较大、结构紧凑,并标准化生产,因而应用广泛;
    多楔带传动兼有平带和V型带传动的优点,柔性好、摩擦力大、能传递的功率大,并能解决多根V型带长短不一使各带受力不均匀的问题。主要用于传递功率较大而结构要求紧凑的场合,传动比可达10,带速可达40m/ s。
    同步带是沿纵向制有很多齿,带轮轮面也制有相应齿,它是靠齿的啮合进行传动,可使带与轮的速度一致等特点。
    3.链传动:是由主动链轮齿带动链以后,又通过链带动从动链轮,属于带有中间挠性件的啮合传动。与属于摩擦传动的带传动相比,链传动无弹性滑动和打滑现象,能保持准确的平均传动比,传动效率高。按用途不同可分为传动链传动、输送链传动和起重链传动。输送链和起重链主要用在运输和起重机械中,而在一般机械传动中,通常用传动链。
    传动链有短节距精密滚子链(简称滚子链),齿形链等。
    在滚子链中为使传动平稳,结构紧凑,宜选用小节距单排链,当速度高、功率大时则选用小节距多排链。
    齿形链又称无声链,它是由一级带有两个齿的链板左右交错并列铰链而成。齿形链设有导板,以防止链条在工作时发生侧向窜动。与滚子链相比,齿形链传动平稳、无噪声、承受冲击性能好、工作可靠。
    链轮是链传动的主要零件,链轮齿形已标准化(GB1244, GB10855)链轮设计主要是确定其结构尺寸,选择材料及热处理方法等。
    4.齿轮传动:齿轮传动是机械传动中重要的传动之一,型式多、应用广泛。其主要特点是:效率高、结构紧凑、工作可靠、传动比稳定等。可做成开式、半开式及封闭式传动。失效形式主要有轮齿折断、齿面点锈、齿面磨损、齿面胶合及塑性变形等。
    常用的渐开线齿轮有直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、标准锥齿齿轮传动、圆弧齿圆柱齿传动等。齿轮传动啮合方式有内啮合、外啮合、齿轮与齿条啮合等。参观时一定要了解各种齿轮特征,主要参数的名称及几种失效形式的主要特征,使实验在真正意义上的与理论教学上产生互补作用。
    5.蜗杆传动:蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动机构,两轴线交错的夹角可为任意角,常用的为90°
    蜗杆传动有下述特点:当使用单头蜗杆(相当于单线螺纹)时,蜗杆旋转一周,蜗轮只转过一个齿距,因此能实现大传动比。在动力传动中,一般传动比i=5-80;在分度机构或手动机构的传动中,传动比可达300;若只传递运动,传动比可达1000。由于传动比大,零件数目又少,因而结构很紧凑。在传动中,蜗杆齿是连续不断的螺旋齿,与蜗轮啮合是逐渐进入与逐渐退出,故冲击载荷小,传动平衡,噪声低;但当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时,蜗杆传动便具有自锁;再就是蜗杆传动与螺旋传动相似,在啮合处的有相对滑动,当速度很大,工作条件不够良好时会产生严重摩擦与磨损,引起发热,摩擦损失较大,效率低。
    根据蜗杆形状不同,分为圆柱蜗杆传动,环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。通过实验同学应了解蜗杆传动结构及蜗杆减速器种类和形式。
    (二)润滑知识
    润滑是在相对运动的两个接触表面之间加入润滑剂,从而使两磨擦面之间形成润滑膜,将直接接触的表面分隔开来,变干磨擦为润滑剂分子间的内磨擦,达到减少磨擦,降低磨损,延长机械设备使用寿命的目的,即谓之润滑。
    1.润滑油的作用
    (1)降低磨擦:在磨擦面加入润滑剂,能使磨擦系数降低,从而减少了磨擦阻力,节约了能源消耗。
   (2)减少磨损:润滑剂在磨擦面间可以减少磨粒磨损、表面疲劳、粘着磨损等所造成的摩损。
   (3)冷却作用:润滑剂可以吸热、传热和散热,因而能降低磨擦热造成的温度上升。
    (4)防锈作用:磨擦面上有润滑剂存在,就可以防止因空气,水滴、水蒸汽、腐蚀性气体及液体、尘埃、氧化物引起的锈蚀。
    (5)传递动力:在许多情况下润滑剂具有传递动力的功能,如液压传动等。
   (6)密封作用:润滑剂对某些外露零部件形成密封,能防止水分杂质侵入。
   (7 )减震作用:在受到冲击负荷时,可以吸收冲击能,如汽车减震器等。
    (8)清净作用:通过润滑油的循环可以带走杂质,经过滤清器滤掉
    2.润滑油的一般性能
   (1)润滑油的粘度和粘度指数
    粘度的定义:粘度是流体的内部阻力,润滑油粘度即通常所说的油的厚薄。粘度大则说明油厚,粘度小则表示油薄。
    因此,正确的粘度是使发动机保持正常运转的重要因素、油太厚,则粘度大;如机油不会轻快速流动,机器在起动时则零部件因暂时缺油而造成磨损。油太薄,则因润滑不足而加速机件的磨损。
    粘度常用的单位是厘斯,粘度通常是以国际标准在40℃ , 100℃时数值表示的。
    从上面这句话可以看出粘度和温度存在着一定的关系,我们称之为粘温关系。粘温关系的含义是:机油的粘度随着温度的上升而减小,温度下降后粘度增大,而且在坐标图呈直线变化的。我们会常听到有人说夏天用厚些的油,冬天再改换薄些的油,这听起来很麻烦。能不能有一种粘度随气温而变动不大的油呢?答案是有的。
    先引一个粘度指数的概念,我们把机油粘度随温度变化而改变的程度称之为粘度指数,随着温度变化粘度变化大的机油其粘度指数较小,而随温度变化粘度变化小,则有较高的粘度指数,因此我们在选择机油时应选择具高粘度指数的机油,以减小温度变化对机油粘度造成的影响。
    (2)什么是倾点、凝点?表示油品什么性能?
    倾点是指油品在规定的试验条件下,被冷却的试样能够流动的低温度。凝点是指油品在规定的试验条件下,被冷却的试样油面不再移动时的高温度,都以oC表示。是用来衡量润滑油低温流动性的常规指标,同一油品的倾点比凝点略高几度,过去常用凝点,现在国际通用倾点。倾点或凝点偏高,油品的低温流动性就差。
    3.润滑油的主要组成
    目前所有的成品润滑油都是以基础油和添加剂组成,其中基础油占百分之七十多至将近百分之百。添加剂占百万分之几至百分之三、四十。
    基础油有矿油型和合成型两大类,而绝大多数是矿油油型。
    我国矿油型基础油按新标准分为八大类,即很高粘度指数基础油(VHVI,120≤vi<140、高粘度指数基础油(HVI,90≤VI<120)、中粘度指数基础油(MVI,40≤VI<120)和低粘度指数基础油(Lvi,VI<40)、高粘度指数低凝基础油(HVIW)、中粘度指数低凝基础油(MVIW)、高粘度指数深度精制基础油(HVIS)、中粘度指数精制基础油(MVIS)。各按粘度分几个牌号,共63种。
    添加剂的品种很多,主要类型有清净分散剂、抗氧抗腐剂、抗磨剂、油性剂、抗氧剂、粘度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡剂等。
    1.润滑油的使用状态监控
    润滑油在使用过程中会逐步老化变质这是必然的规律‘老化变质有两种情况:一种是正常的老化变质;另一种为因受水污染等异常因素的异常变质。进行润滑油使用状态监控,可及时掌握油品的技术状态,预防设备润滑事故发生,延长油品使用寿命。监控的方法:
  ☆ 抽查操作人员执行设备润滑规范标致。
  ☆ 采样观察油品的外观情况,检查油品的颜色、透明度、气味等情况。
  ☆ 定期进行粘度、闪点、水份、酸值(或碱值)等能反映油品质量变化的关键理化指标。
    2.润滑油的更换
    润滑油使用一段时间(几个月、几年以至几十年)后,由于本身的氧化以及使用过程中外来因素影响会逐渐变质,性能下降或改变,必须适时更换。换油时间根据润滑油制造商和设备制造厂家的推荐结合实际使用经验定期更换。换油注意事项:
  ☆  不要轻易作出换油决定,要设法延长油品的使用期。
  ☆  尽量结合检修期进行换油。
  ☆  换油时不要轻易报废,如油质尚好,可以稍加处理(如沉降过滤,去除水份杂质)后再用或用于次要设备。废油要收集好,以利于今后再处理和防止污染环境。
  ☆  防止润滑油危害健康润滑油失效原因及判别方法
    (7)润滑油失效的原因
  ☆  高温影响
      a)润滑油长期处在高温环境中,会氧化失效,出现变黑、变稠的现象。
      b)润滑油内部的腐蚀物增加,如发动机工作中形成的酸性物质等。
      c)积炭、油泥、漆膜等物质的增加。
  ☆ 杂质
     主要来源于空气中的尘埃、金属磨粒、渗漏物(燃油、水等)、润滑油氧化物以及燃料燃烧产生的物质等。
  ■ 添加剂失效
     一些润滑油因为其中的添加剂失效或用完而性能下降。例如润滑油中的抗磨剂用完,会使抗磨性下降。
  ■ 粘度指数增进剂失效
     其原因是有机物分子长链断裂,不再具有增粘作用。
二、生产设备常用电器知识、安全用电知识
    1、电气操作属特种作业,操作人员必须经专门培训考试合格,持证上岗。
    2、车间内的电气设备,不得随便乱动。如果电气设备出了故障,应及时请电工修理,不得擅自修理,更不得带故障运行。
    3、经常接触和使用的配电箱、配电板、闸刀开关、按钮开关、插座、插销以及导线等,必须保持完好、安全,不得有破损或带电部分裸露出来。
    4、在操作闸刀开关、磁力开关时,必须将盖盖好。
    5,电气设备的外壳应按有关安全规程进行防护性接地或接零。
    6、使用手电钻、电砂轮等手用电动工具时,必须:
   (1)安设漏电保护器,同时工具的金属外壳应防护接地或接零;
    (2)若使用单相手用电动工具时,其导线、插销、插座应符合单相三眼的要求;使用三相的手动电动工具,其导线、插销、插座应符合三相四眼的要求;〕
   (3)操作时应戴好绝缘手套和站在绝缘板上;
   (4)不得将工件等重物压在导线上,以防止轧断导线发生触电。
    7,使用行灯要有良好的绝缘手柄和金属护罩。
    8,在进行电气作业时,要严格遵守安全操作规程,切不可盲目乱动。
    9、一般禁止使用临时线。必须使用时,应经过技安部门批准,并采取安全防范措施,要按规定时间拆除。
    10、进行容易产生静电火灾、爆炸事故的操作时,必须有良好的接地装置,及时消除聚集的静电。
    11,移动某些非固定安装的电气设备,如电风扇、照明灯、电焊机等,必须先切断电源。
    12,在雷雨天,不可走近高压电杆、铁塔、避雷针的接地导线20米以内,以免发生跨步电压触电。
    13、发生电气火灾时,应立即切断电源,用黄沙、二氧化碳、四氯化碳等灭火器材灭火。切不可用水或泡沫灭火器灭火,因为它们有导电的危险。
    14,打扫卫生、擦拭设备时,严禁用水冲洗或用湿布去擦拭电气设备,以防发生短路和触电事故。