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機座

鎖定
機座是指設備的底架或部件,以便設備的使用或安裝附件。此外,機座也可作為名詞,意為飛機的座位。
中文名
機座
外文名
engine base
解    釋
指設備的底架或部件
主要材料
鑄鐵
結構設計
圓形截面機座

機座介紹

機座是指設備底架部件,以便設備的使用或安裝附件。
時效處理:製造機座時,鑄造(或焊接)、熱處理及機加工等都會產生高温,因各部分冷卻速度不同而收縮不均勻,使金屬內部產生內應力。如果不進行時效處理,將因內應力的逐漸重新分佈而變形,使機座喪失原有的精度。
時效處理就是在精加工之前,使機座充分變形,消除內應力,提高其尺寸的穩定性。常見的方法有自然時效人工時效振動時效等幾種,其中以人工時效應用最廣。 [1] 

機座機座材料

機座材料應根據其結構、工藝、成本、生產批量和生產週期等要求正確選擇,常用的有:
鑄鐵
鑄鐵容易鑄成形狀複雜的零件;價格較便宜;鑄鐵的內摩擦大,有良好的抗振性。其缺點是生產週期長,單件生產成本較高;鑄件易產生廢品,質量不易控制;鑄件的加工餘量大,機械加工費用大。
常用的灰口鑄鐵有兩種:HT200適用於外形較簡單,單位壓力較大(p>5公斤/釐米2)的導軌,或彎曲應力較大的(σ≥300公斤/釐米2)牀身等;HT150的流動性較好,但機械性能稍差,適用於形狀複雜而載荷不大的機座。若灰口鑄鐵不能滿足耐磨性要求,應採用耐磨鑄鐵。 [1] 
用鋼材焊接成機架。鋼的彈性模量比鑄鐵大,焊接機架的壁厚較薄,其重量比同樣剛度的機座約輕20%~50%;在單件小批量生產情況下,生產週期較短,所需設備簡單;焊接機架的缺點是鋼的抗振性能較差,在結構上需採取防振措施;鉗工工作量較大;成批生產時成本較高。

機座典型結構

1、方形截面機座:結構簡單,製造方便,箱體內有較大的空間來安放其它部件;但剛度稍差,宜用於載荷較小的場合。所以機座應選擇合適的壁厚、筋板和形狀,以保證在重力、慣性力和外力的作用下,有足夠的剛度。
2、圓形截面機座:結構簡單、緊湊,易於製造和造型設計,有較好的承載能力。
3、鑄鐵板裝配式機座:鑄鐵板裝配結構,適用於局部形狀複雜的場合。它具有生產週期短、成本低以及簡化木模形狀和鑄造工藝等優點。但剛度較整體箱體機座的差,且加工和裝配工作量較大。

機座相關概念

機座隔板與加強筋

封閉空心截面的剛度較好,但為了鑄造清砂及其內部零部件的裝配和調整,必須在機座壁上開“窗口”,其結果使機座整體剛度大大降低。若單靠增加壁厚提高剛度,勢必使機座笨重、浪費材料,故常用增加隔板和加強筋來提高剛度。
加強筋常見的有直形筋、斜向筋、十字筋和米字筋四種。直形筋的鑄造工藝簡單,但剛度最小;米字筋的剛度最大,但鑄造工藝最複雜。加強筋和隔板的厚度,一般取壁厚的0.8倍。 [2] 

機座截面形狀選擇

為保證機座的剛度和強度,減輕重量和節約材料,必須根據設備的受力情況,選擇經濟合理的截面形狀。機座雖受力較複雜,但不外是拉、壓、彎、扭的作用。當受簡單拉、壓作用時,變形只和截面積有關,而與截面形狀無關,設計時主要是選擇合理的尺寸。如果受彎、扭作用時,變形與截面形狀有關。
在其它條件相同情況下,抗扭慣性矩越大,扭轉變形越小,抗扭剛度越大。

機座連接剛度

為提高結合表面的連接剛度,可採取如下措施:
1)根據受力大小和方向,合理選擇緊固螺釘的直徑、數量及其位置。必要時,可使螺釘產生預緊力,來提高連接剛度。
2)提高結合表面的光潔度和形狀精度,使結合表面上的接觸點增多,從而提高結合面的接觸剛度。
3)增加局部剛度來提高連接剛度,在安裝螺釘處加厚凸緣;或用壁龕式螺釘孔;或用加強筋等辦法增加局部剛度,從而提高連接剛度。 [2] 

機座工作機座

由軋輥﹑軋輥軸承﹑機架﹑軌座﹑軋輥調整裝置﹑上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。
軋輥軸承
支承軋輥並保持軋輥在機架中的固定位置。軋輥軸承工作負荷重而變化大﹐因此要求軸承摩擦係數小﹐具有足夠的強度和剛度﹐而且要便於更換軋輥。不同的軋機選用不同類型的軋輥軸承。滾動軸承的剛性大﹐摩擦係數較小﹐但承壓能力較小﹐且外形尺寸較大﹐多用於板帶軋機工作輥。滑動軸承有半乾摩擦與液體摩擦兩種。半乾摩擦軋輥軸承主要是膠木﹑銅瓦﹑尼龍瓦軸承﹐比較便宜﹐多用於型材軋機和開坯機。液體摩擦軸承有動壓﹑靜壓和靜-動壓三種。優點是摩擦係數比較小﹐承壓能力較大﹐使用工作速度高﹐剛性好﹐缺點是油膜厚度隨速度而變化。液體摩擦軸承多用於板帶軋機支承輥和其它高速軋機
軋機機架
由兩片“牌坊”組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調整裝置﹐需有足夠的強度和鋼度承受軋製力。機架形式主要有閉式和開式兩種。閉式機架是一個整體框架﹐具有較高強度和剛度﹐主要用於軋製力較大的初軋機和板帶軋機等。開式機架由機架本體和上蓋兩部分組成﹐便於換輥﹐主要用於橫列式型材軋機。 [3] 
軋輥調整裝置
用於調整輥縫﹐使軋件達到所要求的斷面尺寸。上輥調整裝置也稱“壓下裝置”﹐有手動﹑電動和液壓三種。手動壓下裝置多用在型材軋機和小的軋機上。電動壓下裝置包括電動機﹑減速機﹑制動器﹑壓下螺絲﹑壓下螺母﹑壓下位置指示器﹑球面墊塊和測壓儀等部件﹔它的傳動效率低﹐運動部分的轉動慣性大﹐反應速度慢﹐調整精度低。70年代以來﹐板帶軋機採用AGC(厚度自動控制)系統後﹐在新的帶材冷﹑熱軋機和厚板軋機上已採用液壓壓下裝置﹐具有板材厚度偏差小和產品合格率高等優點。
上軋輥平衡裝置
用於抬升上輥和防止軋件進出軋輥時受衝擊的裝置。形式有﹕彈簧式﹑多用在型材軋機上﹔重錘式﹐常用在軋輥移動量大的初軋機上﹔液壓式﹐多用在四輥板帶軋機上。
為提高作業率﹐要求軋機換輥迅速﹑方便。換輥方式有C形鈎式﹑套筒式﹑小車式和整機架換輥式四種。用前兩種方式換輥靠吊車輔助操作﹐而整機架換輥需有兩套機架﹐此法多用於小的軋機。小車換輥適合於大的軋機﹐有利於自動化。目前﹐軋機上均採用快速自動換輥裝置﹐換一次軋輥只需5~8分鐘。 [1] 
參考資料
  • 1.    國內外板帶軋機機座振動問題研究的進展 範小彬 , 臧勇 , 王永濤 - 《重型機械》 - 2006
  • 2.    四輥軋機機座垂直振動仿真與分析 肖雲平 , 劉義倫 , 周賢 - 《機械》 - 2008
  • 3.    箱式發電機定子機座系統模態試驗與仿真分析 趙震; 龍蛟; 譚亮; 黃奕 鍛壓裝備與製造技術 2017-11-03