全自動繞線機(jī)的主軸系統(tǒng)是整個繞線機(jī)系統(tǒng)中較重要的一個環(huán)結(jié),它的穩(wěn)定性直接影響到繞線機(jī)的質(zhì)量以及繞制效果,我們給以以下這款繞線機(jī)為例,給大家介紹一下繞線機(jī)的主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理。
全自動繞線機(jī)主軸系統(tǒng)主要包括主軸單元與箱體,全自動繞線機(jī)主軸工作時載荷小且需頻繁啟停,因此主軸采用剛性主軸形式。在設(shè)計時,應(yīng)盡量減少與主軸一起旋轉(zhuǎn)的部件,這樣可在生產(chǎn)工藝中實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部件的動平衡。考慮到主軸高速旋轉(zhuǎn)而引起的溫度顯著升高造成的卡死故障,采用定壓預(yù)緊方式對軸承進(jìn)行預(yù)緊,并將軸承預(yù)緊力控制在一定范圍以保證主軸單元的可靠、安全工作。設(shè)計主軸時,在保證主軸上述要求外,還應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)簡單的原則。
根據(jù)全自動繞線機(jī)的特點并結(jié)合實際工況,選用深溝球軸承,潤滑方式為常用的脂潤滑。深溝球軸承主要承受徑向力,且能承受一定的軸向力的作用,制造成本低、結(jié)構(gòu)簡單,有較好的耐用性,非常符合在本設(shè)計中應(yīng)用。為符合有較好剛度的要求,在主軸首尾,分別采用2對軸承以支承主軸,增加主軸的整體剛度。在軸承的軸向,預(yù)留4組彈簧位置,加入不同剛度的彈簧,可調(diào)節(jié)主軸單元的軸向預(yù)緊力以補償主軸的軸向力。根據(jù)主軸單元的各類尺寸,設(shè)計其他配套零部件。主軸單元如圖1所示。
主軸轉(zhuǎn)動時,隨軸體一起旋轉(zhuǎn)的零部件包括兩端軸承內(nèi)圈、小帶輪、軸端螺母、帶輪鎖緊螺釘?shù)。由于上述主軸單元組件與軸體結(jié)合緊密,因而在有限元實體建模時可將上述組件作為彈性軸段的一部分。建模時,為減少不必要的計算量,對Φ4mm的孔、帶輪齒形及軸系各組件的倒角等細(xì)微結(jié)構(gòu)做合理簡化。主軸簡化實體模型如圖所示。
可將滾動軸承簡化為具有剛度的彈簧,軸承支撐轉(zhuǎn)子的示意如下圖所示。因此,在ANSYSWorkbench中采用彈簧直接模擬軸承的支撐,這樣便可以根據(jù)滾動軸承的剛度和阻尼特性分別設(shè)置彈簧的剛度系數(shù)k和阻尼系數(shù)c。