简易手动移动装置的设计

简易手动移动装置的设计

剡璞

青海东大重装钢材有限公司

摘要：该装置主要针对一些专用机床尾座部分的移动，由于专用机床加工工件基本是唯一的，尾座很少移动，所以适合采用手动移动装置。这样不仅可以降低成本，节约能源，而且便于保养和维护。

关键词：齿轮齿条止退

0引言

机床是一种用切削方法加工金属零件的工作机械.它是制造机器的机器,因此又称工作母机或工具机,在我国,习惯上常简称机床。

机床的分类方法很多,最基本的是按机床的主要加工方法、所用刀具及其用途进行分类.根据国家制定的机床编制方法,机床共分为12类:车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其他机床。而我公司主要是生产车床、特种加工机床为主的生产厂家。

一台完整的车床或者特种加工机床主要由床身、床头箱、尾座、刀架、电控系统、液压系统等组成。说到此处，还得大概说说机床的主要结构及性能。

床身是整台机床的基础，是床头箱、尾座、刀架等部件的主要支承部件，在保证支承的基础上要求各部件在其上有较好的精度和刚度，因此床身要有足够的精度和刚性。

床头箱（主轴箱）体为一个方箱结构，合理布置纵向、横向及圆弧筋板，使箱体具有足够的刚性。箱内安装着从主电机到主轴的机械变速传动机构、机械变速操纵机构。床头箱是工件回转的执行部件，又是主轴部件的支承部分，容纳主传动系统。

尾座是整个工件的主要支承部件。尾座主轴装在套筒内精度较高、可调整径向间隙的双列短圆柱滚子轴承上，因此尾座顶尖旋转平稳，精度较高。工作中整个尾座沿着床身上的导轨可作纵向移动，并可锁紧固定，实现顶卡各种不同长度的工件。说到整个尾座的移动，可以有机动和手动两种方式，至此正式引入前文摘要部分“该装置主要针对一些专用机床尾座部分的移动，由于专用机床加工工件基本是唯一的，尾座很少移动，所以适合采用手动移动装置。这样不仅可以降低成本，节约能源，而且便于保养和维护。”

专用机床尾座和一些设备不需要远距离频繁移动，这时仍采用电机驱动，有些浪费，不合常理，如果采用手动移动装置完全能满足使用要求，且操作方便，基于此种考虑，设计该简易手动移动装置。

刀架安装与床身上，功用是安装刀具，利用纵向及横向的进给运动实现切削加工。

1.设计方案

尾座手动移动装置，首先要满足操作简单、省力，符合人性化设计进行考虑。该装置通过齿轮进行传动，移动部件重量约2000kg，移动部件沿床身导轨进行移动，通过计算选择传动比为1：3较为合理，在箱体上合理排布三根轴，齿轮与轴固定在小箱体上，传动链末端齿轮与固定在床身上的齿条啮合，采用专用扳手操作齿轮轴上的方头，齿轮旋转即可实现前后移动，并带有止退机构，防止移动部件产生窜动。通过前文引言部分的了解，相信大家已经了解了该装置的作用，对于整台机床来说，该装置仅仅是使尾座能在床身导轨上移动的一种装置，但它又是不可或缺的。以下再以它的组成及性能做介绍。

该装置主要由箱体、齿轮、轴、齿条、齿轮轴、止退机构等组成，止退机构由齿爪和旋转手柄组成，详见下图。箱体用螺钉和销子固定在移动部件上，传动链末端齿轮与齿条啮合，止退机构通过旋转手柄控制齿爪与齿条啮合或者脱开。需要移动时，只需将齿爪抬起，用扳手旋转方头，移动部件即可实现移动，到位后放下齿爪，移动部件即被固定。

已知负载约2000㎏，摩擦系数μ=0.1；

则推动尾座需要的力:F=2000×10×0.1=2000N；

已确定传动比为1：3，通过计算确定齿轮分度圆直径为68mm，则移动负载所需的扭矩为：T=2000×0.034/3=22.6N••m；

假设扳手长度200mm，则操作人员所需操作力为：

F=22.6/0.2=113.3N

满足国标要求，手动操纵机构的操纵力应小于或等于160N。

2.工作原理

1)利用齿轮齿条进行传动，通过三轴平行排布，利用齿轮传动达到1：3传动比，利用扳手操作方头，加长了力臂，操作更加省力，移动重量在2000kg左右的部件轻松自如，完全满足使用要求。

2)需要移动时，旋转手柄到脱开位置，利用扳手操作方头，齿轮组旋转，带动移动部件移动，到位后旋转手柄到啮合位置即可，无需再进行固定。

3)止退机构齿爪的上下运动，是利用偏心轴旋转运动来实现的，将手柄旋转180°即可实现齿爪移动到最高位置或最低位置。

3.结语

此装置操作简单、方便、安全、效率高、寿命长、工作可靠，相应节约了成本，降低能耗。已经在我公司部分机床上得到了验证，完全满足使用要求，并可在同类型机床或者其它同类型设备上进行推广应用。

参考文献

1顾维邦主编.金属切削机床概论.北京：机械工业出版社,1999.7

2李庆寿主编.机床夹具设计.北京:机械工业出版社,1984