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球型橡膠支座的構(gòu)造和工作原理及主要部件加工方法

　　其工作原理是利用凸凹球面和二者之間的一球面四氟板來減小摩擦系數(shù)，來實(shí)現(xiàn)橋梁梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)利用聚四氟乙烯板與不銹鋼板之間的自由滑移，來適應(yīng)橋梁上部結(jié)構(gòu)由于氣溫變化、混凝土徐變收縮等因素引起的水平位移，從而保證橋梁的使用安全。

　　球型橡膠支座適用于各類高等級(jí)公路橋梁及其它有大的轉(zhuǎn)角要求的橋梁。

　　球型橡膠支座的結(jié)構(gòu)主要由上支座板、下支座板、球型板、聚四氟乙烯滑板(平面和球面各一塊，以下簡(jiǎn)稱四氟板)及擋圈組成。

　　上述各部件中，中間鋼板和下座板的配合是質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)，由于是球面結(jié)構(gòu)，原采用在普通車床上用靠模法加工，而靠模法加工的球面較難保證質(zhì)量。主要存在以下問題：

　　1.1 靠模在使用一段時(shí)間后，由于磨損，使得弧面曲線失真。

　　1.2 專用刀頭夾具長(zhǎng)時(shí)間使用容易產(chǎn)生塑性變形，彈力不足。

　　1.3 由于滾輪的磨損，造成實(shí)際輪廓曲線失真，從而導(dǎo)致系統(tǒng)誤差。

　　1.4 加工不同球面需制作不同靠模，比較麻煩，且成本很高。

　　2 新工裝的改進(jìn)的工作原理

　　加工大型球面的關(guān)鍵是形成準(zhǔn)確的刀具圓弧軌跡。我們知道，將鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為兩個(gè)移動(dòng)副，即得到曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(俗稱正弦機(jī)構(gòu))，如圖1所示。其構(gòu)件2的運(yùn)動(dòng)軌跡即為圓弧軌跡。對(duì)此稍加改進(jìn)即為圖2所示的平面機(jī)構(gòu)。

　　機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-2 - =3x3-2x4=l。即機(jī)構(gòu)只需一個(gè)原動(dòng)件。我們選取構(gòu)件3為原動(dòng)件，設(shè)構(gòu)件1與水平面的夾角為δ，OA=R AB=a,BC=b，則C點(diǎn)的坐標(biāo)為：

　　則有 ，即C點(diǎn)的軌跡為一個(gè)圓，其半徑為R。

　　3 工裝的設(shè)計(jì)

　　利用上述原理，我們?cè)诰哂须p刀架的φ2.5m 立車上進(jìn)行工裝改造，將平面機(jī)構(gòu)的0點(diǎn)固定在左刀架上并鎖緊，利用右刀架作為移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)構(gòu)件3的上下移動(dòng)，在右刀架上固定一滑塊與構(gòu)件2形成另一移動(dòng)副，刀架裝在C點(diǎn)，利用拉桿OA將左刀架與構(gòu)件2鉸聯(lián)，即可在右刀架的驅(qū)動(dòng)下，輕松實(shí)現(xiàn)刀具的圓弧運(yùn)動(dòng)。而且該機(jī)構(gòu)可連接不同的拉桿OA加工不同的弧面，在C點(diǎn)正反裝刀，可方便地加工內(nèi)外球面。AB和BC兩段的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際加工的零件具體確定，但其長(zhǎng)度不影響弧形。

　　工裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖3所示。

　　4 注意的問題

　　4.1 在不影響剛度的情況下，應(yīng)將內(nèi)滑塊鑲上青銅滑板(見圖3)，以降低摩擦系數(shù)，增加耐磨性，并設(shè)置油杯潤(rùn)滑，減少摩擦磨損，緩沖減振、延長(zhǎng)壽命。

　　4.2 由于球面弧形完全由工裝保證，故要求對(duì)工裝妥善保護(hù)。

　　4.3 經(jīng)常檢查拉桿和鉸鏈銷軸配合情況，磨損后要及時(shí)更換。

　　4.4 使用前要保證刀架鎖緊可靠。

　　4.5 應(yīng)避免毛坯夾砂和氣孔;材質(zhì)應(yīng)均勻，以防止加工過程中刀桿抖動(dòng)。

　　5 實(shí)用效果

　　通過實(shí)際加工檢驗(yàn)驗(yàn)證，改進(jìn)工裝后，球面各部分尺寸趨于一致，質(zhì)量穩(wěn)定。而且通過合理選擇加工參數(shù)，能使表面粗糙度穩(wěn)定在Ra3.2μm，球面加工完全達(dá)到了產(chǎn)品的技術(shù)要求，該工裝的設(shè)計(jì)成功不僅使我們現(xiàn)有設(shè)備得到了應(yīng)用，還大大降低了成本，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。