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存檔編碼： 無錫太湖學(xué)院 09 屆畢業(yè)作業(yè)周次進度計劃、檢查落實表 系別：信機系 班級：機械97 學(xué)生姓名：魯浩 課題（設(shè)計）名稱：軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 開始日期: 周 次 起止日期 工作計劃、進度 每周主要完成內(nèi)容 存在問題、改進方法 指導(dǎo)教師意見并簽字 備 注 1 2013.3.4 下達畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 實習(xí)實訓(xùn)，參與工作 存在問題：對于實際操作不是很了解。改進方法：參與工作，逐漸了解，參與其中。 2 2013.3.8 填寫畢業(yè)設(shè)計開題報告 填寫畢業(yè)設(shè)計開題報告 存在問題：對課題難易程度理解不夠，難點分析不足 ，分析能力欠缺，許多問題不是很明白。 改進方法：在指導(dǎo)老師的幫助下，進一步消化本課題 。 3 2013.3.11 檢查畢業(yè)設(shè)計準備情況 修改完善畢業(yè)設(shè)計開題報告 存在問題：對課題難點分析不足，分析能力欠缺，對 課題理解不深，頭腦里沒設(shè)計的東西的概念 改進方法：在指導(dǎo)老師的幫助下，整改開題報告。 4 2013.3.16 查閱參考資料 查閱與設(shè)計有關(guān)的參考 資料不少于10本，其中 外文不少于2本 存在問題：由于工作原因，空閑時間很少，查閱資料 太少。 改進方法：利用一切時間，去圖書館和網(wǎng)上查找相關(guān) 資料 5 2013.3.23 軸承檢測裝置的外觀的設(shè)計方案 分析任務(wù)書、查找資料 ，分析系統(tǒng)設(shè)計步驟， 確定方案 存在問題：缺乏設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計方案不合理。 改進方法：多去咨詢導(dǎo)師了解檢測裝置的外觀設(shè)計， 重新確立完善設(shè)計方案。 6 2013.4.1 軸承檢測裝置的外 觀設(shè)計結(jié)構(gòu)分析與 計算 確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，計算得 出結(jié)構(gòu)的尺寸 存在問題：裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，尺寸計算有誤差公 式運用錯誤，對機構(gòu)的連接不正確。 改進方法：查閱多種參考資料，改進裝置的結(jié)構(gòu)，提 高計算正確率。 系別：信機系 班級：機械97 學(xué)生姓名：魯浩 課題（設(shè)計）名稱：軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 開始日期: 7 2013.4.15 軸承檢測裝置外觀設(shè)計各機構(gòu)確定 根據(jù)軸承檢測裝置的原理圖，分析工作狀況 存在問題：缺乏專業(yè)知識，對各種自動機械不了解， 工作情況不夠清楚 改進方法：多了解實際生產(chǎn)過程和查找資料，重新確 定各種自動機械設(shè)計各部分。 8 2013.4.20 裝配圖 繪制檢測裝置外觀設(shè)計各機構(gòu)裝配圖 存在問題：對UG運用不熟悉，畫圖速度較慢 改進方法：重新確定合理的表達視圖，多加運用繪圖 軟件，提高畫圖速度 9 2013.4.25 裝配圖 繪制外觀造型設(shè)計和檢測機構(gòu)裝配圖 存在問題：裝配圖中部分連接地方不正確，配合標注 不準確。 改進方法：按《自動機械設(shè)計》完善連接方式，根據(jù) 互換性確定配合。 10 2013.4.28 氣缸圖 繪制氣缸圖 存在問題：氣缸圖中技術(shù)要求填寫不合理，明細欄填 寫不正確。 改進方法：按《機械制圖》要求改正不當之處。 11 2013.5.5 說明書、摘要、小結(jié) 初步構(gòu)思說明書和摘要，對格式進行修改 存在問題：系統(tǒng)設(shè)計不夠具體，思路不夠清晰。 改進方法：根據(jù)導(dǎo)師的要求進行修改，完善說明書和 摘要。 12 2013.5.13 檢查、指導(dǎo)設(shè)計說 明書、摘要和小結(jié) 編寫 完成設(shè)計說明書、摘要 和小結(jié) 存在問題：說明書的格式不規(guī)范，摘要不合理，關(guān)鍵 詞不恰當。 改進方法：根據(jù)說明書規(guī)范要求更改，重新按要求編 寫摘要。 13 2013.5.15 上交資料、答辯 整理所有資料上交指導(dǎo)教師，答辯 資料整理欠合理，按學(xué)院要求整理并裝訂，進行答辯 說明： 1、“工作計劃、進度”、“指導(dǎo)教師意見并簽字”由指導(dǎo)教師填寫，“每周主要完成內(nèi)容”，“存在問題、改進方法”由學(xué)生填寫。 2、本表由各系妥善歸檔，保存?zhèn)洳椤?編 號 無錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題目： 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學(xué) 號： 0923815 學(xué)生姓名： 魯 浩 指導(dǎo)教師： 何雪明 （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 20 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 軸承檢測裝 置的外觀設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的 成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標注引用， 表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、 集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 97 學(xué) 號： 0923815 作者姓名： 魯 浩 2013 年 5 月 20 日 無 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 課題來源于工廠要求，隨著軸承檢測技術(shù)的發(fā)展，對軸承檢測 裝置外觀的要求也越來越高。軸承檢測裝置的外觀不但要為檢測工 作帶來方便，同時還要便于檢測裝置的檢修，此外，還要滿足人機 協(xié)調(diào)的要求，因此，我在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下選擇了這個課題。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： ① 熟悉軸承檢測裝置及其外觀設(shè)計的發(fā)展歷程，特別是近幾年的 設(shè)備的新發(fā)展、新要求； ② 熟練掌握自動機械設(shè)計的原理和方法，能夠運用到設(shè)計軸承檢 測裝置上； ③ 熟練掌握軸承需要檢測的各個要素； ④ 掌握氣缸的運行原理，氣缸回路的運作； ⑤ 掌握檢測裝置外觀設(shè)計需要的各部件，能夠分析多種方案比較 得出最優(yōu)方案； I ⑥ 熟練使用 UG 軟件建模工具，實現(xiàn)裝置的設(shè)計。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機械 97 班 姓名 魯 浩 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 7 日 至 2013 年 5 月 20 日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 〔學(xué)科組組長 研究所所長〕 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 7 日 II 摘 要 軸承是當代機械設(shè)備中一種舉足輕重的零部件，它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通 運輸、國防、航空航天、家用電器、辦公機械和高科技等領(lǐng)域，與國計民生息息相關(guān)。 為了保證軸承質(zhì)量必須對其進行嚴格的檢測。國內(nèi)現(xiàn)有的軸承檢測裝置一般多為國內(nèi)幾 大軸承研究所的產(chǎn)品,具有檢測精度高、機構(gòu)簡單、操作方便等特點,但是現(xiàn)有的軸承檢 測裝置一般只能進行單個軸承檢測,檢測效率很低。這必然不能滿足軸承廠家對軸承全產(chǎn) 品檢測的要求。這種方式也必然給軸承的質(zhì)量留下了安全隱患。因此,為了滿足軸承全產(chǎn) 品檢測的要求,研制一種檢測效率高、基本實現(xiàn)自動化的軸承檢測裝置顯得越來越重要。 因此，軸承檢測裝置的外觀設(shè)計是否先進，將直接影響到軸承產(chǎn)品質(zhì)量的準確性、 可靠性、效率以及工人勞動強度的大小。所以本文的重點是軸承檢測裝置的外觀設(shè)計， 包括給料裝置，上料推力裝置，軸承分選裝置，及設(shè)備外觀造型設(shè)計。設(shè)計工作內(nèi)容如 下： 1）查閱國內(nèi)外軸承檢測設(shè)備發(fā)展情況，研究了國內(nèi)外目前使用的軸承檢測裝置的機 構(gòu)特點,對其外觀設(shè)計結(jié)構(gòu)進行了詳細的分析； 2）針對論文的要求及自動化結(jié)構(gòu)設(shè)計思想，檢測裝置上設(shè)計了，給料機構(gòu)，推力上 料機構(gòu)，分揀機構(gòu)。 3）對設(shè)備運行環(huán)境中振動形式進行分析，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點研究設(shè)備具體減振、隔振工 藝,降低基礎(chǔ)設(shè)備振動，保證設(shè)備檢測精度高低。 關(guān)鍵詞：軸承 ；給料；上料；分揀；外觀造型 III Abstract The bearings are an important parts of modern machinery and equipment , they are widely used in industry, agriculture, transportation, defense, aerospace, household appliances, office machinery and high-tech fields, closely related to the people's livelihood . In order to ensure the quality of the bearings must be rigorous testing .The existing bearing inspection device for the products of several major domestic Bearing Research Institute , with a high precision mechanism is simple , easy to operate , but the existing bearing inspection device generally only a single bearing detection , detection efficiency is low .This certainly can not meet the bearing manufacturers bearing product testing requirements , the domestic bearing factory detection sampling , this approach also inevitably left a security risk to the quality of the bearing . Therefore, in order to meet the testing requirements of the bearing , the development of a high detection efficiency , bearing inspection device for the basic realization of automation is becoming more and more important . Therefore, bearing inspection device design is advanced , will directly affect the size of the bearing product quality , accuracy , reliability , efficiency and labor intensity . Therefore , the focus of this paper is the design of the bearing inspection device , including feeding device feeding thrust bearing sorter , and appearance of the equipment design . Designed to operate as follows : 1)development home and abroad bearing testing equipment , bearings currently in use by the domestic and foreign institutional characteristics of the detection device , carried out a detailed analysis of its design structure ; 2)for the paper requirements and automation structure design ideas , design detection device , a feeding mechanism , the thrust on the feeding mechanism, sorting institutions . 3)the form of vibration source device operating environment analysis , specific vibration isolation technology based on the the equipment structural characteristics of research equipment , reduce equipment foundation vibration , ensure the detection accuracy of the equipment , and gives the device - specific use of environmental requirements . Key words: bearings ; feeding ; feeding ; sorting ; appearance IV 目 錄 摘 要 .III ABSTRACT IV 1 緒論 1 1.1 課題研究的目的意義 .1 1.2 國內(nèi)外研究狀況 .1 1.2.1 軸承檢測技術(shù) 1 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 .3 1.3.1 上料裝置的要求 3 1.3.2 推力機構(gòu)的要求 3 1.3.3 分揀機構(gòu)的要求 3 1.3.4 外觀造型設(shè)計的要求 3 1.4 設(shè)計內(nèi)容 .4 1.5 課題的意義 4 2 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總體方案設(shè)計 .5 2.1 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的工作原理 5 2.2 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計的總體方案設(shè)計 .8 2.2.1 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總體功能劃分 8 2.2.2 檢測裝置外觀設(shè)計各功能分析 .8 2.2.3 動作方案及結(jié)構(gòu)布局設(shè)計 .12 2.3 軸承檢測裝置的外觀造型設(shè)計 13 2.3.1 造型設(shè)計符合人的情感 13 2.3.2 外型與結(jié)構(gòu)相結(jié)合 13 2.3.3 造型設(shè)計的現(xiàn)狀與發(fā)展 .13 2.3.4 方案分析比較 14 2.4 本章小結(jié) 16 3 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的關(guān)鍵機構(gòu)的詳細設(shè)計 .17 3.1 軸承給料、隔離機構(gòu)的設(shè)計 .17 3.1.1 給料隔離機構(gòu)的方案確定 17 3.1.2 軸承檢測外觀的給料設(shè)計 18 3.1.3 軸承檢測外觀的隔離設(shè)計 21 3.1.4 軸承檢測外觀的入料、出料的設(shè)計 22 3.2 軸承分揀機構(gòu)的設(shè)計 23 3.2.1 分揀方案設(shè)計 .23 3.2.2 方案分析比較 24 3.3 支撐架的設(shè)計 .25 3.4 氣路系統(tǒng)設(shè)計 .26 V 3.4.1 氣缸的選用 27 3.4.2 氣路原理設(shè)計 29 3.5 本章小結(jié) .29 4 軸承檢測裝置的減振結(jié)構(gòu)及環(huán)境要求 .30 4.1 軸承檢測裝置隔振減振工藝的研究 .30 4.1.1 振源形式及對振源的分析 30 4.1.2 減振元件的選用 31 4.2 本章小結(jié) 32 5 結(jié)束語 .33 6 致 謝 .34 7 參考文獻 .35 8 附錄 37 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 1 緒論 1.1 課題研究的目的意義 支撐軸的軸承部，它可以引導(dǎo)軸的旋轉(zhuǎn)，在軸上能承受空轉(zhuǎn)零件，軸承可分為：滾動 和滑動軸承。通常，軸承是滾動軸承。滾動是一個高度可互換的標準件，它有一個小的 摩擦，容易入手，潤滑機械結(jié)構(gòu)簡單，更換方便等，幾乎是不可缺少的組成部分。作為 一種重要的機械零件，軸承的各種機械運動和承重通過了重要的支撐部分。 隨著工業(yè)的發(fā)展，對圓錐滾子軸承的性能，壽命和可靠性提出了更高的要求。滾動 軸承的性能，壽命和可靠性，取決與設(shè)計，制造和檢測。檢測是提高軸承性能的重要一 環(huán)。而且軸承檢測裝置的外觀設(shè)計又是重中之重，為了保證軸承的出廠質(zhì)量,我國軸承行 業(yè)對軸承檢測成品也采用極為嚴格的檢測工藝,主要依據(jù)有國家標準、企業(yè)標準。檢測項 目從重要性上分為三項:關(guān)鍵、主要項目及次要項目,其中主要項目中的檢測是目前我國 軸承行業(yè)技術(shù)弱項。因此,提高檢測軸承質(zhì)量顯得尤為重要。 軸承測量最初是通過人的感覺判斷軸承的質(zhì)量，經(jīng)驗豐富的技術(shù)工人，得到的結(jié)果往 往與熟練的工人和經(jīng)驗豐富的水平，測量結(jié)果是不均勻的，浪費了大量的人力，檢測效 率差。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子科學(xué)測試設(shè)備的使用逐漸軸承，軸承的各項檢測指標 可以被顯示在機器的數(shù)字儀器測試要求，降低了工人的技術(shù)經(jīng)驗，在一定程度上，減少 了工人的勞動強度。 為了配合快速精密機械制造技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的精度越來越高，先進的檢測設(shè)備設(shè) 計改進和創(chuàng)新勢在必行。通用軸承的檢測方法仍采用半自動和手動相結(jié)合的階段，需要 大量的人力參與，軸承檢測質(zhì)量難以保證。現(xiàn)有的軸承的設(shè)計和改進的基礎(chǔ)上的一個更 復(fù)雜的和自動化的檢測裝置，其外觀設(shè)計的自動檢測裝置的問題。 1.2 國內(nèi)外研究狀況 1.2.1 軸承檢測技術(shù) 早在 20 世紀初人們就開始使用各種手段對軸承進行檢測,按照檢測方式不同可以分為:人 手感覺檢測、擴音器聽聲檢測、傳統(tǒng)的電子儀器儀表檢測及近代的基于 PC 機的虛擬儀器 檢測。 圖 1.1 人手感覺檢測 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 7 圖 1.2 美國 Sheffied 公司軸承檢測裝置 從軸承儀器儀表的發(fā)展預(yù)測來看，世界精密制造技術(shù)的快速發(fā)展和提高的產(chǎn)品，產(chǎn) 品的檢測和控制技術(shù)的準確性也得到長足的發(fā)展，并呈現(xiàn)多態(tài)性和超高精度的特點。納 米制造納米來衡量，從智能儀器。國內(nèi)軸承行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，測試和測試技術(shù)逐漸在許 多方面與世界的虛擬儀器，并制定了一系列適當?shù)臈l件和國家標準方面的測試儀器和測 試設(shè)備。 中國正在逐步成為世界的產(chǎn)品制造中心，國外的先進制造技術(shù)和測試技術(shù) 日益沖擊著國內(nèi)的軸承行業(yè)。 由于應(yīng)用的技術(shù)差距和國外，目前國內(nèi)的軸承檢測設(shè)備仍然是相同的，與國外先進 企業(yè)還有很大的差距。為了滿足軸承行業(yè)的需求，舉止儀表，以跟蹤世界先進水平，開 發(fā)新的工具，改變過去，只有高精度的檢測儀器或設(shè)備從國外進口的局面。我們需要在 各方面加以改進和某些領(lǐng)域的特殊的突破。 軸承之間的檢查過程中，國內(nèi)仍然使用傳統(tǒng)的機械工具，通過扭轉(zhuǎn)彈簧表顯示測量 數(shù)據(jù)，人的判斷工件合格與否。這種方法的測量精度低，主體的主觀因素的影響，但這 個應(yīng)用程序是簡單的儀器，設(shè)備，故障率低，所以在軸承行業(yè)中已被廣泛應(yīng)用，并成為 不可或缺的軸承生產(chǎn)設(shè)備。如何更有效地利用現(xiàn)有的機械設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上，以提高 檢測的人為因素的影響，集中監(jiān)控和分析，是實現(xiàn)質(zhì)量管理體系，先進的測量技術(shù)的整 合必然要超越的階段。 隨著科學(xué)技術(shù)的進步，軸承行業(yè)的自動加工機，自動生產(chǎn)線和裝配生產(chǎn)線，軸承廣 泛使用的軸承加工質(zhì)量和效率大大提高，因此，檢測技術(shù)，質(zhì)量管理和統(tǒng)計工作等方面 了更高的要求。需要改變目前落后的檢測方法來實現(xiàn)兩個質(zhì)量記錄無紙化，并實現(xiàn)業(yè)務(wù) 流程的自動化和計算機網(wǎng)絡(luò)管理，軸承企業(yè)產(chǎn)品隨時可用的測試結(jié)果和統(tǒng)計分析的質(zhì)量， 企業(yè)的管理者。網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)將使國內(nèi)軸承企業(yè)在質(zhì)量管理上一個新臺階。 速度最快的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，使用最新的設(shè)備，目前在國內(nèi)由我首創(chuàng)，填補了國內(nèi)空白， 接近國際先進水平。儀器具有多項先進技術(shù)，與國外有價格優(yōu)勢。廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備， 將大大提高軸承軸承的質(zhì)量水平，提高企業(yè)的競爭力。 可應(yīng)用于軸承的檢測的圖像處理技術(shù)。利用圖像處理技術(shù)的檢測軸承表面質(zhì)量的研 究應(yīng)包含多種不同可能出現(xiàn)的問題，如裂紋，點蝕，剝離，腐蝕，燒附，耐熱變色。第 一軸承的軸承表面缺陷檢測的標記文本，而不臉圖像采集，分工端蓋，然后缺陷圖像分 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 割和邊緣提取，以及最終將它的缺陷分析。 模式識別軸承檢測中也占有一定的地位。模式識別是自動化技術(shù)的研究，依靠這種 技術(shù)，機器會自動（或盡可能少，盡可能干擾）被分配到各自的識別模式模式類去。模 式識別應(yīng)用于機械，可滿足現(xiàn)代制造業(yè)的需求進行測試，如測量零件尺寸的缺陷檢測的 零部件，零部件裝配，零件識別?；谀Ｊ阶R別軸承在線檢測系統(tǒng)使用模式識別理論對 待檢軸承的實時在線檢測，最終判決確定的檢測水平的軸承。該系統(tǒng)的測試，而不是做 軸承，更大的市場前景。 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 1.3.1 上料裝置的要求 首先需要進行一系列的安全培訓(xùn)教程，樹立安全第一的意識，然后了解檢測裝置的 工作流程，熟悉軸承檢測裝置給料機構(gòu)原理及工作情況，提出初步的改進構(gòu)想，利用 UG 進行概念建模。聯(lián)系生產(chǎn)應(yīng)用再對改進的方案進行進一步的修正和改良。最后將改進的 方案通過 UG 表達出來，之后一系列的校核。 1.3.2 推力機構(gòu)的要求 能夠使軸承正好推到檢測裝置上去，準確連接定位到檢測裝置上。 1.3.3 分揀機構(gòu)的要求 針對國內(nèi)軸承檢測分揀技術(shù)的現(xiàn)狀和實際要求，為了適應(yīng)軸承制造業(yè)生產(chǎn)批量大、 質(zhì)量要求嚴格、檢測分選任務(wù)繁重的特點以及自動化流水線作業(yè)、實現(xiàn)產(chǎn)品快速檢測分 選目標的要求，研制出一種軸承檢測裝置的檢測分選裝置，對促進軸承行業(yè)的快速發(fā)展 將會發(fā)揮重要作用。 現(xiàn)代化生產(chǎn)要求自動控制生產(chǎn)流程、高質(zhì)量和高效率，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn) 的需要，全自動軸承分揀裝置為實現(xiàn)高精度、高效率、省時省力、工人勞動強度小，自 動化程度高、適應(yīng)大批量流水線生產(chǎn)的軸承測量分揀目標提供了技術(shù)保證。 軸承檢測裝置的分選具有以下的優(yōu)點： 1．采用自動檢測系統(tǒng)后，提高了產(chǎn)品的測量精度，提高產(chǎn)品的合格率，有效地保證 產(chǎn)品質(zhì)量，并降低了成本。 2．可以實現(xiàn)測量過程中的自動測量，大大減少測量時間，同時也可以避免由人工測 量所引起的人為誤差。 3．可與自動化程度較高的生產(chǎn)線相結(jié)合，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的自動化程度，使得勞動生 產(chǎn)率得以極大的提高，并大大降低工作人員的勞動強度。 1.3.4 外觀造型設(shè)計的要求 為了提高產(chǎn)品的競爭力，各大企業(yè)不僅要注重產(chǎn)品的質(zhì)量。技術(shù)含量，提高產(chǎn)品競 爭力，但也越來越重視產(chǎn)品的外觀，很過癮。方便和愉快的有競爭力的產(chǎn)品，在當今的 經(jīng)濟有舉足輕重的作用。這項研究是軸承檢測裝置是一個復(fù)雜的自動化檢測設(shè)備，具有 經(jīng)濟價值的錢，為了提高社會的好評，產(chǎn)品的程度。進入時尚色彩，外觀精美的產(chǎn)品是 必要的，以確保外觀精美時尚，同時考慮產(chǎn)品設(shè)計功能，外觀也考慮到設(shè)備本身的需求， 外形美觀的產(chǎn)品中，為了降低成本，生產(chǎn)效率。 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 9 1.4 設(shè)計內(nèi)容 自動檢測裝置由自動上料機構(gòu)，推力機構(gòu)，分揀機構(gòu)，外觀造型設(shè)計，檢測裝置五 部分組成。軸承由給料機構(gòu)滾入滾道內(nèi)沿滾道向下，滾入活動 v 塊內(nèi)，再利用推力裝置， 氣缸把軸承推入檢測裝置上，開始檢測，檢測完畢后能夠把軸承彈出來以后進入活動 v 塊內(nèi)，利用推板把活動 v 塊展開，然后能夠讓軸承利用滾道向下滑，利用分揀識別系統(tǒng) 能夠使氣缸上的劃片移動，使好的軸承與壞的軸承進入不同的容器內(nèi)！檢測到的數(shù)據(jù)以 及分揀的成果，顯示到外觀造型設(shè)計的電腦屏幕上，完成整套檢測裝置的設(shè)計。 要建立和完善的軸承檢測系統(tǒng)，我們必須掌握軸承的標準。軸承檢測主要基于以下 三個： （1）軸承檢測國家標準，這是軸承檢測的主要依據(jù)。軸承檢驗要求的國家標準有三： GB3071 - 84 “滾動軸承公差”， GB3072 -84“滾動軸承公差測量方法” ， GB3073 -84“滾 動軸承通用技術(shù)要求” 等。 （2）頒布的標準，具體標準和統(tǒng)一的企業(yè)標準。如果 JB/CQ13-87 “球軸承及零件補充 技術(shù)要求” ， JB/CQ14-88 “滾子軸承及零件補充技術(shù)要求” 等。 （3）的質(zhì)量的用戶的特殊要求的軸承。 這三個標準軸承試驗參數(shù)和試驗條件的詳細規(guī)定。該測試包括外軸承檢測，檢測的內(nèi) 圈球和保持架的測試檢測和測試的成品。其中檢測包括檢測的熱處理，表面質(zhì)量的檢測， 尺寸檢測的軸承內(nèi)圈和外圈。對軸承套圈的尺寸和寬度的檢測還包括檢測參數(shù)的檢測和 直徑。最終確定的確切尺寸軸承外徑。 1.5課題的意義 軸承廣泛用于通用機械行業(yè)的重要組成部分，其質(zhì)量在一定程度上，影響了整個機 械系統(tǒng)的性能。精密軸承產(chǎn)品的水平和表現(xiàn)是好還是壞，是儀器和設(shè)備進行檢測和判斷。 因此，軸承測試儀本身是先進的，它會直接影響軸承的精度和可靠性的產(chǎn)品測試。隨著 軸承行業(yè)的生產(chǎn)和市場預(yù)測的日益發(fā)展，軸承儀器儀表制造業(yè)似乎已經(jīng)落后于形勢的發(fā) 展，因此開發(fā)的高科技設(shè)備和舊設(shè)備升級勢在必行。開發(fā)高科技探測器承載一個巨大的 市場。 目前，中國的軸承需求將繼續(xù)增加，在增加品種的出口產(chǎn)品和高精密產(chǎn)品越來越多， 所以，以充分落實國際標準，推動軸承工業(yè)的快速發(fā)展，軸承不能被忽略的發(fā)展和檢測 儀器改造，為國內(nèi)軸承探測器狀態(tài)和實際需求，精度高，速度快，因為經(jīng)濟實惠的自動 化檢測，盡快開發(fā)出來，以滿足軸承行業(yè)的快速發(fā)展，生產(chǎn)要求。因此，這個問題是非 常實用，非常有前途的項目市場。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 2 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總體方案設(shè)計 2.1 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的工作原理 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計機械結(jié)構(gòu)是由自動上料機構(gòu)，推力裝置，分揀裝置和外觀造 型設(shè)計組成。信號分析處理模塊由 pc 機和 Labview 軟件編寫的信號處理程序共同組成。 為了實現(xiàn)連續(xù)測量、提高自動化程度，設(shè)備在各執(zhí)行部件中大量使用了氣動元件，另外 還使用接近開關(guān)檢測各工位上軸承的狀態(tài)，避免了無用行程動作，提高了設(shè)備的智能化 程度。 軸承檢測裝置的工作原理如下：軸承上料料道內(nèi)檢測到無軸承的信號后，入料氣缸 運動推動滑板推動豎立在桿上的軸承進入上料的料道內(nèi)，料道有斜度軸承沿著料道向下 滾，然后利用氣缸推動擋板使軸承不向下滾，接著利用旁邊氣缸推動塊壓住擋板擋住的 第二個即將滑落的軸承，松動第一個氣缸使被擋板擋住的軸承向下滾，后面的軸承因為 被壓住而無法滾下， 再推動第一個氣缸使擋板復(fù)原，接著松動第二個氣缸使第二個軸承滾下被擋板擋住， 第一個軸承滾落入活動 v 塊內(nèi)，活動 v 塊下有兩個支撐的彈簧使 v 塊不向下運動，信號 檢測到軸承在活動 v 快上時，推力裝置上的推動氣缸，推動軸承沿著 v 塊進入檢測裝置 上，當軸承被檢測完了以后，軸承被推回原來的進入的位置，活動 v 快下有氣缸（氣缸 上連著薄板） ，信號檢測到軸承回到原來的位置，氣缸推動活動 v 塊展平，軸承就沿著滾 道向下，當檢測裝置檢測到該軸承是好的，給第三氣缸信號，第三氣缸向后運動使?jié)L道 有漏，軸承掉入一容器內(nèi)， 當檢測裝置檢測到該軸承是壞的，給第四氣缸信號，第四氣缸向后運動使?jié)L道有漏，軸 承掉入另一容器內(nèi)， （該分揀系統(tǒng)也可用 PLC 邏輯控制器來控制。 ） 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 11 圖 2.1 軸承檢測外觀設(shè)計的設(shè)備原理圖 圖 2.2 軸承檢測裝置的外觀造型設(shè)計 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 圖 2.3 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總裝 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 13 2.2 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計的總體方案設(shè)計 本課題研制的軸承檢測裝置是自動化程度較高的機電產(chǎn)品，以提高檢測效率，檢測 質(zhì)量，降低成本為目標。根據(jù)工廠的需求，實際情況的經(jīng)驗，利用基于功能的設(shè)計方法， 設(shè)計出軸承檢測裝置的功能模型。本節(jié)整體設(shè)計，指導(dǎo)下面詳細設(shè)計。 2.2.1 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的總體功能劃分 依據(jù)需求分析，利用機械工藝動作過程的分解方法，對設(shè)備的總功能進行劃分，歸 納總結(jié)出三大功能：軸承測量功能，軸承位置移動調(diào)整功能，軸承產(chǎn)品分揀功能，軸承 外觀造型。 圖 2.3 檢測裝置外觀設(shè)計的總體功能布局 2.2.2 檢測裝置外觀設(shè)計各功能分析 （1）軸承位置移動調(diào)整機構(gòu) 該機構(gòu)由給料機構(gòu)，隔離機構(gòu)，入料機構(gòu)，出料機構(gòu)組成。被測的軸承沿著斜滾道 向下滾動。該方案原理如圖 檢測裝置外觀設(shè)計的總體 功能 軸承 位置 移動 調(diào)整 功 能 軸承 產(chǎn)品 分揀 功能 軸承 外觀 造型 優(yōu)品 分揀 次品 分揀 給 料 隔 離 美觀 實用 入 料 出 料 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 2.5 軸承位置移動調(diào)整機構(gòu) ①軸承給料機構(gòu) 在工件的加工裝配過程中，充分利用自動化機構(gòu)是十分有必要的；供料器、隔離機 構(gòu)及上料機構(gòu)是自動上料裝置最基本的三個組成部分。 自動上料裝置通常由供料器、隔離機構(gòu)、分路機構(gòu)、合路機構(gòu)、上料機構(gòu)及輸送機 構(gòu)等所組成。其中，供料器、隔離機構(gòu)及上料機構(gòu)是其最基本的三個組成部分。各機構(gòu) 之間的連接通常使用料道或其它輸送機構(gòu)。在實際應(yīng)用中，上述各機構(gòu)往往不是彼此獨 立的，有時一個機構(gòu)既能將工件隔離又能將其分路，或既能將工件隔離又能上料。 考慮到給料機構(gòu)是實現(xiàn)自動化的利用感應(yīng)信號知道料道內(nèi)是否有軸承，使氣缸推動 平板，讓豎在桿上的軸承向料道方向滑去，進入料道。其結(jié)構(gòu)原理圖如下： 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 15 圖 2.6 給料機構(gòu) ②隔離機構(gòu) 隔離機構(gòu)是實現(xiàn)軸承一個接一個向下滾下，當擋板被氣缸回縮去一個軸承滾下，而 后面的一個軸承被另一氣缸上的擋塊壓住，使后面的軸承不向下滾，接著使擋板氣缸恢 復(fù)到原位，擋塊氣缸回縮，使后面的軸承滾下到被擋板擋住的位置。當軸承檢測完畢進 入分揀裝置后，重復(fù)第一步的操作。其結(jié)構(gòu)原理圖如下： 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 2.7 隔離機構(gòu) ③入料機構(gòu) 軸承送料機構(gòu)功能類似與傳統(tǒng)軸承推力裝置，負責(zé)把在活動 v 塊上的軸承推上軸承 檢測裝置，其結(jié)構(gòu)圖如下：推力頭材料尼龍板，與推力氣缸采用螺紋連接，便于推力頭 更換。 圖 2.8 推力氣缸(推力裝置的二維和三維圖) ④出料機構(gòu) 在軸承測量完畢后，那么軸承怎樣從檢測裝置的錐軸上退下并回到活動 v 塊的起始 處，就需要由軸承出料機構(gòu)來實現(xiàn)。本設(shè)備基于簡潔、經(jīng)濟的設(shè)計思想，在測量機構(gòu)上 采用氣缸帶動尼龍推力盤的方法， （或在檢測機構(gòu)上加裝彈簧使軸承回到原來的位置上。 圖見檢測裝置上： （2）軸承產(chǎn)品分揀機構(gòu) 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 17 在軸承測量結(jié)束以后，檢測裝置檢測到的各項數(shù)據(jù)，采集各種信號進入計算機進 行分析，并與事先人工設(shè)定的國家標準軸承參數(shù)相比較，會得出兩種結(jié)果：優(yōu)質(zhì)品（合 格） 、次品（不合格） 。然后由計算機發(fā)出的數(shù)字控制信號給 PLC，最后由 PLC 控制執(zhí)行機 構(gòu)實現(xiàn)產(chǎn)品分揀。利用氣缸實現(xiàn)次品、優(yōu)品的分揀。 圖 2.7 分揀機構(gòu) 為了該設(shè)備后能連接到軸承自動裝配線上，必須對軸承的上料機構(gòu)和上料機構(gòu)進行 便于連接到軸承傳送線的結(jié)構(gòu)設(shè)計， 本文設(shè)計的分揀機構(gòu)由活動 v 塊、推板、彈簧、上推氣缸、支撐桿（上下活動桿） 、 滾道、帶擋板的橫移氣缸、兩個容器組成。當被檢測軸承為優(yōu)質(zhì)品時，上推氣缸上移推 動平板（連著活動桿） ，把活動 v 快頂起，使得連接 v 塊的彈簧恢復(fù)到原樣，活動 v 塊被 完全展開，因為活動 v 塊展開有斜度，軸承沿著滾道向下滑，第一橫移氣缸運動回縮， 軸承掉入第一容器內(nèi)；當被檢測到軸承為次品時，軸承也是沿滾道下滑，第二橫移氣缸 運動回縮，軸承掉入第二容器內(nèi)。 2.2.3 動作方案及結(jié)構(gòu)布局設(shè)計 （1）動作方案設(shè)計 根據(jù)上節(jié)產(chǎn)品功能劃分圖知，課題研究的軸承檢測裝置的外觀設(shè)計大致有，軸承給 料、軸承隔離、軸承入料、軸承出料、軸承上推及軸承的優(yōu)、良分揀。 本設(shè)備是基于流水線設(shè)計思想設(shè)計的，因此按照流水作業(yè)的順序?qū)υ撛O(shè)備的動作進行 編排，即軸承給料、軸承隔離、軸承入料、軸承出料、軸承上推及軸承的優(yōu)、良分揀。 同時考慮到設(shè)備具有連續(xù)檢測功能的設(shè)備，應(yīng)該使上料桿上連一個有料道的容器使把軸 承放入容器內(nèi)軸承會沿著料道下滑，進入上料桿。實現(xiàn)連續(xù)運行，考慮到軸承進入活動 v 塊上在檢測工位進行檢測時，軸承被隔離機構(gòu)控制，而當軸承進入分揀機構(gòu)時，軸承利 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 用隔離機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)軸承繼續(xù)下一個滾下檢測。 （2）布局的設(shè)計 本課題實現(xiàn)自動檢測，得出設(shè)備所需的各個機構(gòu)以及各個工位的布局 分為給料工位、隔離工位、入料工位、分揀工位。簡述如下： ①給料工位：即軸承進入設(shè)備的起始工位，設(shè)備利用一個標準氣缸與滑動板實現(xiàn)軸 承給料。 ②隔離工位：便于軸承能夠繼續(xù)，挨個檢測，利用一個標準氣缸與擋板以及另一個 標準氣缸與擋塊來實現(xiàn)。 ③上料工位：設(shè)備的第三個工位，軸承檢測最關(guān)鍵一步，利用一標準氣缸推動讓軸 承上檢測機構(gòu)。 ④分揀工位：由于要對被測軸承進行兩種方式的分揀，那么就必須設(shè)置兩個軸承出 料口：第一塊優(yōu)品出口道，由一標準氣缸回縮實現(xiàn)；第二塊次品出口道，由另一標準氣 缸回縮實現(xiàn)。 2.3 軸承檢測裝置的外觀造型設(shè)計 2.3.1 造型設(shè)計符合人的情感 測量機械產(chǎn)品的優(yōu)點，其性能價格比肯定是關(guān)注的重要方面，而欲望的滿足人們的 心理和情感的外觀設(shè)計，它應(yīng)該吸引人們的注意力。雖然機械產(chǎn)品的幾何形狀，以確保 產(chǎn)品的性能，但如果它的外觀設(shè)計可以適用于一些情感因素，設(shè)計出一種新的審美，符 合人體工程學(xué)的關(guān)系審美要求，所以，男人之間的情感紐帶，將緊緊產(chǎn)品融合在一起機 械產(chǎn)品，這是在激烈的市場競爭中，競爭的條款就顯得尤為重要。 2.3.2 外型與結(jié)構(gòu)相結(jié)合 一家集產(chǎn)品開發(fā)需要涉及很多領(lǐng)域的相互合作，設(shè)計師在腦海中慢慢形成了一個基 本的概念，通過不斷與客戶溝通，然后經(jīng)過一段時間的修改，產(chǎn)品形象逐漸清晰起來， 但是這僅僅是開始，創(chuàng)造性的科學(xué)設(shè)計嚴格的要求，實現(xiàn)了外觀的結(jié)構(gòu)支撐，否則只能 “紙”，因此，設(shè)計者必須理解的結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，而且還可以利用現(xiàn)有的處理技術(shù)和結(jié)構(gòu)，而 不會妨礙他們。 形式服從功能，連接在一起形成的結(jié)構(gòu)，外觀設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計，外形設(shè)計師和工程 師探討所有可行的設(shè)計相結(jié)合。一方面，外觀設(shè)計師附件的功能和結(jié)構(gòu)建模的基礎(chǔ)上是 有意義的;另一方面，結(jié)構(gòu)工程師的內(nèi)部空間中的形狀的合理使用，要盡量滿足這種形狀 和結(jié)構(gòu)的需要隨后的產(chǎn)品設(shè)計的完美匹配，提供了一個良好的開端。 2.3.3 造型設(shè)計的現(xiàn)狀與發(fā)展 近年來的發(fā)展和改善市場經(jīng)濟，國民經(jīng)濟的快速增長，發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)，人們 的生活水平的不斷提高，消費者的需求已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向從一些消費者的消費質(zhì)量，性能， 消費和感性消費產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計要求，不僅美觀，大方，色彩以滿足現(xiàn)代人的審美要求， 性能，符合人體工程學(xué)的產(chǎn)品滿足市場需求。許多產(chǎn)品在市場上后不能達到預(yù)期的效果， 究其原因無非就是產(chǎn)品的工藝，性能，材料，可靠性，人力協(xié)調(diào)未經(jīng)設(shè)計和用戶的使用 和初步設(shè)計的產(chǎn)品，商家的市場運作相結(jié)合以及有關(guān)這些問題，需要現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的產(chǎn) 物。中國加入 WTO 后，國內(nèi)市場競爭日益國際化，一些企業(yè)和有識之士開始把目光投向 工業(yè)設(shè)計，采取切實措施，擴大設(shè)計團隊，完善的設(shè)計組織。許多公司成立了設(shè)計中心 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 19 （如美國） ，設(shè)計公司（如海信） ，設(shè)計院或設(shè)計公司在境外設(shè)立（如海爾，科龍， 等）專業(yè)的工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品，工業(yè)產(chǎn)品，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的快速發(fā)展，其核心的競爭地位正 在不斷提升和鞏固。 產(chǎn)品外觀設(shè)計的美體是一個不易把握的問題。一件產(chǎn)品外觀產(chǎn)品設(shè)計究竟美不美,不 同的人,由于不同的審美觀,不同的教育背景,不同的興趣愛好,甚至性格以及不同的時代等 原因,會有不同方面的結(jié)論。統(tǒng)一一致美或不變的美似乎難于尋找。而機器裝置工業(yè)設(shè)計 追求的不僅是外觀的美,更應(yīng)以人為本,最大限度地貼近人們對產(chǎn)品使用簡便、安全、有親 切感等方面的需求,體現(xiàn)對人的關(guān)懷。機器工業(yè)設(shè)計應(yīng)是機床企業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展的體現(xiàn),是提 高機床產(chǎn)品附加值的有效手段,是繼科技創(chuàng)新競爭之后的第二次競爭。本文研究軸承檢測 裝置的外觀造型設(shè)計的特點,旨在不僅提高軸承檢測裝置的外觀造型質(zhì)量,更進一步增強其 在國內(nèi)外市場的競爭力與附加值,使產(chǎn)品立于不敗之地。 2.3.4 方案分析比較 外觀設(shè)計方案一：如下圖 在下面的圖上看出外觀造型設(shè)計的兩側(cè)和頂蓋是透明的，這樣有利于觀察，和美觀。 本外觀造型兩側(cè)和頂蓋采用玻璃鋼設(shè)計其余部位采用復(fù)合材料，輕薄堅固，頂蓋可以通 過下面的小型氣動裝置可以自動上頂，下蓋。計算機和控制處的材料選用鋁鎂合金。 材料的優(yōu)點分析： 玻璃鋼：玻璃鋼即纖維強化塑料,一般指用玻璃纖維增強不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂與酚 醛樹脂基體,以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料,稱為玻璃纖維增強塑料由于其 特性現(xiàn)在玻璃鋼已經(jīng)應(yīng)用航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重 的制品應(yīng)用中,都具有卓越成效。 (l)輕質(zhì)高強 (2)耐腐蝕性能好 (3)電性能好 (4)熱性能良好 玻璃鋼材料的工藝特征： (l)可設(shè)計性好 l)可以根據(jù)需要,靈活地設(shè)計出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品, 來滿足使用要求,可以使產(chǎn)品有很好的 整體性。 2)可以充分選擇材料來滿足產(chǎn)品的性能。 (2)工藝性優(yōu)良 l)可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來靈活地選擇成型工藝。 2)工藝簡單,可以一次成型,經(jīng)濟效果突出,尤其對形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn) 品,更突出它的工藝優(yōu)越性。 復(fù)合材料是由兩種或多種不同種類的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀的材料組 合物具有新屬性。在各種材料互相配合，以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的性能，復(fù)合材料的整體性能 優(yōu)于原來的組成，以滿足不同的需求?；鶑?fù)合材料分為金屬和非金屬兩大類。常用的鋁， 鎂，銅，鈦和它們的合金的金屬基質(zhì)。金屬基體是合成樹脂，橡膠，陶瓷，石墨和碳。 增強材料是玻璃纖維，碳纖維，硼纖維，芳族聚酰胺纖維，碳化硅纖維，石棉纖維，晶 須，和硬金屬細線等。 復(fù)合體的復(fù)合材料是指由兩種或多種不同的物質(zhì)在不同的材料的組合的方法，可以 做出各種各樣的材料，優(yōu)點，克服單一材料的缺點，擴大材料的應(yīng)用范圍。由于復(fù)合材 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 料具有重量輕，強度高，易成型，彈性好，耐化學(xué)腐蝕和耐候性好等特點。 材料采用樹脂基復(fù)合材料的增強材料，主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高 分子量聚乙烯纖維等。 鋁鎂合金：鋁鎂合金的計算機殼主要元素是鋁，再摻入少量的鎂或是其他的金屬材 料來加強其硬度。以 Mg 為主要添加元素的鋁合金，由于它抗蝕性好，又稱防銹鋁合金。 因本身就是金屬，其導(dǎo)熱性能和強度尤為突出。 特性：質(zhì)量輕、密度低、散熱性較好、抗壓性較強，能充分滿足 3C 產(chǎn)品的高度集成 化、輕薄化、微型化、抗摔撞及電磁屏蔽和散熱的要求。其硬度是傳統(tǒng)塑料機殼的數(shù)倍， 但重量僅為后者的三分之一。 圖 2.8 外觀造型設(shè)計三維圖 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 21 圖 2.9 外觀造型設(shè)計二維圖 外觀設(shè)計方案二：如圖下 其外觀上與普通機床相似，采用的門是對開式的所占的左右方向的空間較大，外殼 材料上采用的是鑄鋼，計算機和控制系統(tǒng)放入里面，占空間，容易和檢測裝置發(fā)生碰撞， 裝置外殼上的窗采用鋼化玻璃。 鑄鋼缺點：鑄造性能差，鑄鋼的熔點較高，鋼液易氧化，鋼水流動性差、收縮大， 以及存在疏松、偏析、縮短、氣泡、攙雜、粗晶等缺點 被焊合或細化冷加工強化的辦法 進步功能 等等。 鋼化玻璃：實際上是一種預(yù)應(yīng)力玻璃，為提高玻璃的強度，通常使用化學(xué)或物理的方 法，在玻璃表面形成壓縮應(yīng)力，在玻璃表面暴露于外部應(yīng)力時成為第一個偏移量，從而 提高承載能力，其抗增強玻璃擋風(fēng)耐壓性，冷性和耐熱性，耐沖擊性。 鋼化玻璃的第一個缺點是鋼化玻璃不能再被切割后的制造和加工，僅在鋼上的玻璃 所要求的形狀之前，然后再進行處理的鋼。其次，雖然強度鋼化玻璃比普通玻璃強，但 是玻璃在溫度變化時自爆的可能性 圖 2.10 設(shè)備外觀造型設(shè)計 綜上所述：方案一與方案二進行比較，顯而易見方案一優(yōu)勢明顯所以本設(shè)備的外觀造型 設(shè)計采用方案一。 2.4 本章小結(jié) 本章介紹軸承檢測裝置外觀設(shè)計的工作原理，采用了基于功能的設(shè)計方法對設(shè)備整 體進行方案設(shè)計，并根據(jù)廠家的具體設(shè)計要求，對軸承檢測裝置的功能進行劃分，對設(shè) 備總體功能提出了相應(yīng)的實現(xiàn)方案，并針對兩大功能機構(gòu)進行詳細分析。最后，對設(shè)備 總體進行布局，并設(shè)計出了設(shè)備動作流程。另外，考慮到產(chǎn)品外觀對產(chǎn)品競爭力的影響， 設(shè)計出了一套美觀、時尚的設(shè)備外觀。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 3 軸承檢測裝置外觀設(shè)計的關(guān)鍵機構(gòu)的詳細設(shè)計 3.1 軸承給料、隔離機構(gòu)的設(shè)計 3.1.1 給料隔離機構(gòu)的方案確定 方案一：利用容器是斗式料倉，斗式料倉的料斗和料槽為一體?？捎扇斯ひ淮螌⑷?干個物品定向堆放入料斗，物品再由料斗落入料槽，這樣可減少人工裝料的頻次。料槽 材料一般采用鋼板或型鋼，熱處理后硬度 HRC45～ 50，滑道表面要進行光整加工。料斗 可采用薄鋼板彎制而成。這個裝置最重要的是消拱，因為物品在料斗中相互擠壓而造成 拱形架空。利用的是回轉(zhuǎn)式送料器，裝置中間是個回轉(zhuǎn)圓盤，該部件使用時供料平穩(wěn)， 速度較高，廣泛用于多工位自動機或要求連續(xù)作用的供料，利用電動機帶動軸的運動， 軸上的鍵連接到回轉(zhuǎn)盤上，只有電動機運作才能帶動給料機構(gòu)持續(xù)的給料，也可使軸承 一個接一個的被送入料道，送入檢測裝置內(nèi)。如下圖 3.1 圖 3.1 斗式倉料給料隔離機構(gòu) 圖 3.2 本設(shè)備的給料隔離機構(gòu) 方案二：利用標準氣缸推動板使軸承進入料道內(nèi)，給料。再利用兩個標準氣缸進行軸承 給料的隔離。 方案的比較：①方案一軸承在向下運動時可能會有消拱的狀況出現(xiàn)，而且軸承的尺 寸不能過大也不能過小，過大可能導(dǎo)致軸承不能沿軌道下去，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)不動，過小可能導(dǎo) 致軸承一下子進入兩個軸承，導(dǎo)致被卡，兩個軸承進入一個轉(zhuǎn)盤的工位之中；②電動機 帶動皮帶輪進行轉(zhuǎn)動，連接到皮帶輪的軸上的鍵帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，相比較方案二，其多重 傳動連接不夠穩(wěn)定。③電動機的使用過多，檢測裝置上已經(jīng)使用電動機了，而且電機在 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 23 長期運行過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)各種故障：如與減速機之間的連接器傳遞扭矩較大，法蘭 面上的連接孔出現(xiàn)嚴重的磨損，增大了連接的配合間隙，導(dǎo)致傳遞扭矩不平穩(wěn)；電機軸 軸承損壞后，造成的軸承位磨損；軸頭、鍵槽間的磨損等等。而標準氣缸是將低氣壓轉(zhuǎn) 換成高油壓的裝置，機構(gòu)簡單、工作可靠、效率高、廣泛用于機械、制動、冶金、沖壓、 輕紡等工業(yè)的自動化系統(tǒng)中。氣缸的原理：是以壓縮空氣為動力源，利用氣缸活塞面積 大小的比例將壓力提高數(shù)倍，使低氣壓轉(zhuǎn)換為高氣壓。標準氣缸的優(yōu)點：體形美、速度 快、出力大、易控制、易安裝、易維護、能耗低、故障少。 圖 3.3 電動機 3.1.2 軸承檢測外觀的給料設(shè)計 （1）設(shè)計的難點及主要考慮的問題 軸承給料機構(gòu)是本設(shè)備關(guān)鍵機構(gòu)之一，也是實現(xiàn)軸承連續(xù)檢測的重要手段之一。軸 承給料機構(gòu)的主要功能是保證能夠順利的自動化從一個容器內(nèi)的軸承能夠順利的移動到 檢測裝置上進行檢測?？紤]到該機構(gòu)的功能特點,在進行該機構(gòu)的設(shè)計時,我們對該機構(gòu) 進行了分析并總結(jié)出以下設(shè)計難點及重點考慮的問題。 ①標準氣缸與推板連接后活塞桿與推板的中心如何在一條直線上 當軸承被摞在豎桿上時，推板緊貼著工作臺，豎桿下漏出推板的高度能夠，使推板 推動豎桿下的軸承，又不碰到立著的豎桿，就需要連接到推板的氣缸活塞桿的定位問題 了，就需要有很高的直線度，并且推板需要反復(fù)往復(fù)移動，這樣就必須要求保證推板中 心與活塞桿中心在一條直線上，而且推板與氣缸座的平行度。否則不僅增加了軸承移動 過程的振動或跳動、推板與工作臺的摩擦跳動以及推板和活塞桿的連接不穩(wěn)（推板與活 塞桿是螺紋連接） 。根據(jù)推板和活塞桿連接要求，使推板下加裝滑塊，導(dǎo)軌與工作臺連接， 這樣就能使推板和工作臺緊密貼合。 ②怎樣保證推板準確的推動軸承進入料道內(nèi) 當軸承被推板推動時，考慮到推板的大小問題，如果推板的寬度太小推動軸承就會 不穩(wěn)軸承會向工作臺的兩側(cè)移動，如果推板的寬度太大會干涉四個支撐的立柱。就無法 準確的進入料道內(nèi)。所以應(yīng)該采用的推板一端應(yīng)做成三角形狀，使推動的軸承向中間靠 攏。 ③怎樣保證軸承被推板推動到掉落時不會掉落到料道外面 當軸承被推板推到快要掉下的時候，如果推力太大或太快或因為慣性軸承會掉到料 道的外面去，所以在料道遠離動作臺的一側(cè)的擋板應(yīng)該加高，比另一側(cè)的擋板加高一個 軸承的寬度。這樣軸承被推下時只能沿著兩側(cè)的板向下掉落。 ④檢測軸承的寬度應(yīng)該有一定的范圍，而料道設(shè)計時正好在這范圍以內(nèi)。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 為了保證軸承在能在料道內(nèi)正常的滾動，料道設(shè)計時應(yīng)充分考慮到軸承的寬度使軸 承向下滾動時即不能被兩側(cè)的板擋住，又不能因料道過寬而使軸承躺下不能滾動。 ⑤如何使軸承自動向下滾動 軸承在料道內(nèi)怎么向下滾，料道是成一定的斜度的根據(jù)實踐、實驗等初步確定斜度 為 2～3 度，這樣軸承下滾時速度即不很快，又不會很慢使設(shè)備運行穩(wěn)定。 ⑥推動板剛性問題 給料機構(gòu)包括推力板和標準推力氣缸以及支撐氣缸的支架,其中推力板的尺寸為長 260mm、寬 180mm、厚度 25mm，為了防止其在運動過程中發(fā)生變形顫動，在 （2）關(guān)鍵器件的選用及特點 為了實現(xiàn)推板推動軸承給料的直線往復(fù)運動，本機構(gòu)的運動使用氣動控制，通過標 準氣缸活塞的往復(fù)運動來實現(xiàn)橫移機構(gòu)的直線往復(fù)運動。在本機構(gòu)中，實現(xiàn)并保證機構(gòu) 動作的關(guān)鍵器件為：氣缸及導(dǎo)軌，其具體型號指標為：佳爾靈標準氣缸 SC—40X400— S—LB,智誠自動化滾珠線性導(dǎo)軌 2 條,型號 MSA—1SE,長度為 250mm 外形結(jié)構(gòu)如圖 本機構(gòu)選用標準氣缸的基本原則 l)本設(shè)備采用的佳爾靈標準氣缸行程固定，并使得推板和豎桿間隙，推板需要把軸 承推入料道內(nèi)，故本設(shè)備選用的氣缸行程為 250mm； 2)標準復(fù)動型雙作用氣缸，壓縮空氣可以作用活塞向兩個運動，并且兩個方向上的 速度和輸出力相同； 3)前后固定型，腳架式固定，腳架上承受力矩。 圖 3.4 標準氣缸照片 為了實現(xiàn)推板和工作臺之間的充分接觸以及推板能夠穩(wěn)定的推動軸承給料，在推板 和工作臺之間裝上導(dǎo)軌。下面是選擇的導(dǎo)軌： 圖 3.5 導(dǎo)軌 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 25 所選滾珠線性導(dǎo)軌應(yīng)有的特點： l)高剛性，四方向等負荷設(shè)計?；壍母邉傂詳嗝嬖O(shè)計與 4 列鋼珠 圓弧接觸角的o5 設(shè)計，除了提供徑向、反徑向及橫向的相同額定負載能力，并且能夠施加足夠的預(yù)壓增 強其剛性，適合各種形式的安裝； 2)具有調(diào)心能力。正面組合的圓弧溝槽設(shè)計使其具有自動調(diào)心的能力，即使給予預(yù) 壓也能夠吸收安裝誤差，并維持平滑穩(wěn)定、高精度的直線運動。 3)行走順暢度更佳，低噪音。簡單圓滑的鋼珠回流路經(jīng)設(shè)計，并采用耐沖擊的強化 合成樹脂為鋼珠循環(huán)配件，運轉(zhuǎn)順暢度佳，噪音度低； 4)具有很好的互換性。在嚴密的制造精度管制下，尺寸能夠維持在穩(wěn)定的公差內(nèi)， 所以對于互換性線性滑軌，組裝時可將滑軌任意裝配在同型號的滑軌上，并且保持其相 同的順暢度、預(yù)壓及精度，組裝與維修最容易。 選用豎桿的直徑為 35mm 這是考慮到檢測軸承的內(nèi)徑范圍為 30～45mm，料道的選用 寬度最大為 25mm，兩側(cè)的板的厚度 4mm，靠近工作臺的一側(cè)高度為 210mm，另一側(cè)高 度為 235mm，底面厚度為 6mm。 考慮到軸承進入料道的時候，有一個沖擊力，會使料道的底座受到應(yīng)力沖擊力，底 面的支架能否支撐住？所以要對底板進行強度或者剛度的校核。 受外力作用的材料、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。材料的剛度由使其產(chǎn)生單位變形 所需的外力值來量度 金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強度。按外力作用的性質(zhì)不 同，主要有屈服強度、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度等，工程常用的是屈服強度和抗 拉強度，這兩個強度指標可通過拉伸試驗測出 為了對固定板進行強度計算和剛度計算，需要知道剪力和彎矩隨橫截面變化的規(guī)律。 那么根據(jù)截面法求得個段的剪切力內(nèi)力，作圖， F A B C F/2 F/2 x sF A C B 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 圖 3.6 受力分析 3.1.3 軸承檢測外觀的隔離設(shè)計 (1)隔離機構(gòu)又是本設(shè)備的關(guān)鍵部位之一，它是能使軸承持續(xù)上料，提高設(shè)備檢測效 率，降低勞動強度及勞動繁瑣度的重要保證。對于不同外徑尺寸的被測軸承，無需再使 用人工就能使軸承一個接一個的檢測，分揀。所以本機構(gòu)是設(shè)備中精度要求較高，較準 確，因此，在設(shè)計中我們主要從以下幾個方面考慮： ①怎么實現(xiàn)軸承的隔離和連續(xù)上料 考慮到軸承滾動時，軸承是一起下來的，而實現(xiàn)軸承逐個的檢測就需要，一個軸承 檢測完畢并送走后，下一個軸承再接著繼續(xù)檢測，隔離機構(gòu)就實現(xiàn)這一功能，利用氣缸 和擋板，以及氣缸和彈性擋塊來實現(xiàn)的。 ②怎么確定汽缸動作的時間間隔 隔離利用氣缸彈性擋塊，氣缸擋板實現(xiàn)，但是氣缸的運動時間間隔需要確定，不然 無法實現(xiàn)，需要了解到軸承被擋板擋住的位置到完全離開擋板的時間，這樣當軸承完全 離開擋板后，氣缸帶動擋板頂起，接著彈性擋塊回縮，被彈性擋塊擋住的軸承就會滾下 來，到被擋板擋住的位置。又需要了解軸承從彈性擋塊的位置滾落至擋板的位置所需要 的時間，這樣擋板擋住要滾下的軸承后，彈性擋塊能再一次的壓上，如彈性擋塊壓上時 檢測到?jīng)]有軸承，就需要啟動給料機構(gòu)的氣缸，使機構(gòu)進行給料。需要了解軸承送到活 動 v 塊上，后被檢測裝置檢測完畢后，送到分揀機構(gòu)的料道內(nèi)，所需要的時間，這樣就 可以啟動擋板下一個軸承檢測。就能重復(fù)以上的操作。實現(xiàn)此裝置的運作可以用 PLC 來 控制（可利用感應(yīng)器來一起運作） 。 ③檢測的軸承是在一定范圍以內(nèi)，如何保證彈性擋塊能夠把軸承充分壓緊 就需要把彈性擋塊做成比軸承寬度，寬一點點的寬度，而且使用的彈性擋塊應(yīng)該具 有的很高的彈性，伸縮性好。 ④第一校核擋塊對軸承施加的壓力，至一側(cè)的料道的板的應(yīng)力，壓力不會被破壞,如 圖一；需要設(shè)計擋板與彈性擋塊的尺寸，保證能夠擋住軸承下滾，也能保證軸承被壓住。 擋板的剛度問題：工作過程中承受較大的負荷，防止由于剛度不足產(chǎn)生變形及振動，校 核軸承滾下時對擋板的沖擊力，如圖二 1F G G 軸承檢測裝置的外觀設(shè)計 27 圖 3.7 一受力分析 圖 3.8 二受力分析 (2)關(guān)鍵器件的選用及特點 本機構(gòu)選用氣缸作為動力源，采用兩個佳爾靈標準氣缸 SC—40X400—S—LB。利 用螺紋連接，連到擋板和彈性擋塊上，擋板選用普通的 45 鋼，長 26mm，寬 70mm，高 5mm，擋塊采用的是彈性材料，擋塊的直徑是 40mm。采用的支架來支撐兩個氣缸，并保 證支架和地面的平行度。 3.1.4 軸承檢測外觀的入料、出料的設(shè)計 入料機構(gòu)也是本設(shè)備的關(guān)鍵部位之一，它是把軸承裝入到檢測裝置上，使設(shè)備能 正常運行。 ①如何保證軸承滾入活動 v 型塊軸承能夠立著 軸承從給料機構(gòu)的料道內(nèi)出來，進入活動 v 塊上，活動 v 塊的兩側(cè)不能被固定沒有 擋的材料所以一端由氣缸連接的圓錐筒，另一端由導(dǎo)軌和滑塊組成的擋片，防止軸承會 向兩側(cè)傾倒。 G 1F 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 圖 3.9 保證軸承在活動 v 塊上的穩(wěn)定 ②如何使得活動 v 型塊能夠定位，能夠穩(wěn)定。 活動 v 塊能夠展開，活動依靠兩片板和一個通軸，活動 v 型塊的四角都裝有彈簧， 能夠保證活動 v 塊能夠穩(wěn)定下來，并且在活動 v 型塊的下面裝有一固定平板，使活動 v 塊穩(wěn)定下來，不能隨意伸縮。 ③如何使氣缸把軸承推上軸承檢測裝置上能夠定位壓緊 圓錐型筒連接這氣缸，因為檢測裝置上的主軸是錐形軸，這樣能夠沿著 v 型塊推向 檢測裝置，然后沿著檢測裝置的錐形主軸壓緊、固定。 ④如何讓檢測完的軸承進入分揀機構(gòu)內(nèi) 當軸承從檢測機構(gòu)上退回到活動 v 塊上，回到起初從料道上滾入活動 v 塊的位置， 利用推力氣缸把固定平板向上頂起，需要測量固定板到料道底部平行的位置，才能夠設(shè) 定上推氣缸的活塞桿的行程 ⑤如何讓軸承能夠自動的向下滾 需要設(shè)定連接彈簧的底座能夠成一定的角度，一側(cè)的兩彈簧稍高一點，另一側(cè)的兩 彈簧稍低一點成 的斜度，這樣氣缸頂起把活動 v 塊展開到料道底部位置，能夠使軸承o2 下滑到分揀機構(gòu)的料道內(nèi)。 3.2軸承分揀機構(gòu)的設(shè)計 3.2.1分揀方案設(shè)計 傳統(tǒng)軸承檢測設(shè)備由于是進行單件或小批量檢測，檢測人員的勞動強度相對較小。 本課題研制的軸承檢測裝置是應(yīng)用于軸承成品出廠檢測或使用過一段時間的，即對所有 出廠的軸承產(chǎn)品進行的全產(chǎn)品檢測，所要檢測的軸承數(shù)量巨大，如果仍按傳統(tǒng)設(shè)備那樣 采用人工分揀卸料，將嚴重影響檢測效率,高強度的勞動也會危害檢測人員的身體健康。 針對這種情況我們必須設(shè)