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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(lái)減小摩擦系數(shù)，來(lái)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(lái)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。