何 潛，張 超，李勇鵬，汪恩輝，周 明

(1.中國(guó)重型機(jī)械研究院股份公司，陜西 西安 710018；2.天津忠旺鋁業(yè)有限公司，天津 301700)

0 前言

近年來(lái)，鋁合金中厚板由于具備密度低、耐腐蝕、高強(qiáng)度、高韌性、可切削性好等特點(diǎn)在航空航天、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、工磨具、家具等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。鋁合金中厚板在其前端生產(chǎn)工藝中不可避免的會(huì)被氧化，表面會(huì)產(chǎn)生一種薄厚不均的氧化層。板材拋光機(jī)主要用于去除鋁板表面的不規(guī)則氧化層和消除微細(xì)裂紋，同時(shí)提升鋁合金板面的美觀(guān)度。

對(duì)于板材拋光機(jī)而言，主軸組件是其核心部件，為了滿(mǎn)足拋光生產(chǎn)特定的需求，主軸必須滿(mǎn)足超長(zhǎng)高速的結(jié)構(gòu)特性。對(duì)于主軸而言，由于制造、安裝誤差以及材料的不均勻等因素，不平衡的存在是必然的。由于運(yùn)轉(zhuǎn)在高速下，主軸對(duì)于不平衡控制的要求比通常轉(zhuǎn)子更加嚴(yán)格，微小的不平衡都可能導(dǎo)致主軸回轉(zhuǎn)精度的嚴(yán)重喪失乃至支撐系統(tǒng)的失穩(wěn)。只有將主軸殘余不平衡量控制在一定范圍內(nèi)，才能抑制主軸在高速運(yùn)行過(guò)程中的失衡振動(dòng)，并保證板面的拋光精度和控制主軸軸承的發(fā)熱。

有計(jì)劃、有組織、有準(zhǔn)備地集中對(duì)特定議題進(jìn)行專(zhuān)題詢(xún)問(wèn)并非第一次。歷數(shù)兩年來(lái)全國(guó)人大常委會(huì)的七場(chǎng)專(zhuān)題詢(xún)問(wèn)可以看出，問(wèn)錢(qián)、問(wèn)糧、問(wèn)房、問(wèn)醫(yī)、問(wèn)教育，無(wú)一不是與人民群眾利益關(guān)系最直接、最現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。本次專(zhuān)題詢(xún)問(wèn)農(nóng)田水利建設(shè)，既是對(duì)農(nóng)田水利建設(shè)工作的監(jiān)督，也體現(xiàn)了對(duì)這項(xiàng)工作的高度重視，農(nóng)田水利工作關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要地位與作用凸顯。

1 拋光機(jī)主軸部件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

板材拋光機(jī)由機(jī)架、主軸單元、壓下、壓上裝置、夾送輥裝置、刷輥在線(xiàn)修模裝置、中間輥道、專(zhuān)用工具等組成，其中主軸單元是拋光機(jī)核心部件。為了保證鋁合金板材在拋光生產(chǎn)過(guò)程中的表面紋路一致性，主軸單元通常需要具備震蕩功能，也就主軸是沿軸線(xiàn)方向高頻次往復(fù)運(yùn)動(dòng)功能，最高頻次可達(dá)150次每分鐘。另外在拋光生產(chǎn)過(guò)程中刷磨輥由于消耗和產(chǎn)品更換需要經(jīng)常更換，因此拋光機(jī)必須具備換輥方便功能。為了生產(chǎn)板寬2 600 mm以上的拋光板，主軸有效長(zhǎng)度(用于安裝支撐管，用于安裝刷磨輥)必須超過(guò)2 600 mm，這就導(dǎo)致主軸長(zhǎng)度必須超過(guò)4 000 mm才能滿(mǎn)足寬幅板材的拋光生產(chǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)拋光機(jī)具備震蕩功能和換輥方便，中國(guó)重型機(jī)械研究院股份公司研發(fā)了一種通過(guò)3組軸承單元實(shí)現(xiàn)定位與支撐的主軸裝置，3組軸承單元分別安裝在3個(gè)可沿直線(xiàn)導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軸承座上，其布置確保往復(fù)運(yùn)動(dòng)的可靠性以及換輥時(shí)主軸的懸臂支撐穩(wěn)定性，通過(guò)主軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)以及往復(fù)震蕩的復(fù)合運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了拋光輥對(duì)板材的拋光以及拋光紋路的一致性。拋光機(jī)主軸如圖1所示，直線(xiàn)導(dǎo)軌(共四根)安裝在機(jī)架上，主軸采用3組軸承支撐，3個(gè)軸承座安裝在滑塊(共6件，與直線(xiàn)導(dǎo)軌配合)上，主軸在3個(gè)可滑動(dòng)軸承座支撐的情況下沿直線(xiàn)導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)行，同時(shí)主軸在偏心輪結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)主軸的震蕩功能，錐形支撐套用于安裝支撐套管(兩端錐形)，刷磨輥通過(guò)可靠的機(jī)械安裝方式安裝在支撐套管上。

隨著拋光板材品質(zhì)要求的提升，主軸轉(zhuǎn)速也相應(yīng)逐步提高。當(dāng)拋光機(jī)主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，即使只有很小的偏心矩，也會(huì)產(chǎn)生非常大的不平衡離心力，不平衡引起的噪聲和振動(dòng)會(huì)很大，影響板材拋光質(zhì)量，甚至導(dǎo)致軸承發(fā)熱等情況。拋光機(jī)主軸組件在制造過(guò)程中，不可避免會(huì)因材質(zhì)不均勻、形狀不對(duì)稱(chēng)，加工裝配誤差而導(dǎo)致重心偏離旋轉(zhuǎn)中心，使拋光機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)和振動(dòng)力，引起拋光機(jī)噪聲、軸承發(fā)熱等。隨著轉(zhuǎn)速升高，不平衡引起的振動(dòng)越加激烈，因此，對(duì)主軸動(dòng)平衡品質(zhì)提出了更高的要求。

圖1 拋光機(jī)主軸部件簡(jiǎn)圖

健康的果樹(shù)，離不開(kāi)健康的土壤。金正大集團(tuán)親土1號(hào)陜西大區(qū)總監(jiān)鄧曉川表示，無(wú)葉不果，葉靠根養(yǎng)，根靠土長(zhǎng)。土壤問(wèn)題會(huì)影響根對(duì)養(yǎng)分的吸收，影響果樹(shù)的產(chǎn)量和品質(zhì)。只有土壤健康，果樹(shù)才能根深葉茂，養(yǎng)分充足，種出來(lái)的蘋(píng)果才能品質(zhì)好、價(jià)格高。親土1號(hào)能養(yǎng)地促根抗病，對(duì)洛川蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)的健康長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有很大的助益。

換輥采用了一種依靠錐形脹套連接的滑動(dòng)式軸承座，并與主軸末端相配，在松掉主軸鎖定螺釘?shù)那闆r下，可以快速拆卸并移出，支撐套管與拋光輥可以整體從主軸中抽出，實(shí)現(xiàn)了拋光輥快速拆卸與安裝。刷磨輥與套管安裝如圖2所示，支撐套管依靠錐面張緊力安裝在錐套上，并依靠鎖緊螺釘實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。刷磨輥通過(guò)卡環(huán)機(jī)械方式安裝在支撐套管上。在換輥時(shí)，整根主軸依靠2個(gè)軸承座懸臂支撐；同時(shí)松掉鎖緊螺母，可拆卸錐形軸承座沿直線(xiàn)導(dǎo)軌滑動(dòng)，再拆掉錐形套，此時(shí)就可以整體安裝或者拆卸支撐套管及刷磨輥組件，方便地實(shí)現(xiàn)換輥功能。拋光機(jī)采用該換輥結(jié)構(gòu)后換一個(gè)輥僅需10～12 min，而采用鍵槽固定方式的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)換一個(gè)輥需要60～90 min，因此大幅度節(jié)省了換輥時(shí)間，提高了生產(chǎn)作業(yè)效率。

圖2 刷磨輥裝配簡(jiǎn)圖

2 主軸動(dòng)平衡計(jì)算

分型中藥藥浴聯(lián)合窄譜UVB治療尋常型銀屑病的臨床觀(guān)察……黃 靜，黃 玲，王敏華，倪昌雯，楊汝斌，陳超超（69）

刷磨輥?zhàn)鳛樗⒛C(jī)的執(zhí)行元件，用于對(duì)板材表面進(jìn)行刷磨，采用不織布材料。該材料是指通過(guò)將磨料粘結(jié)在作為增強(qiáng)材料的彈性纖維上，通過(guò)非織造工藝，形成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的磨料分布體系。不織布刷輥是用一種特殊工藝將這種布條可做成輻射狀、疊片狀或纏繞式刷輥，其主要磨料通常為氧化鋁、碳化硅、立方碳化硼或金剛石等。

平衡品質(zhì)等級(jí)值G(mm/s)跟許用不平衡度eper(g·mm/kg)與轉(zhuǎn)子最高工作角速度ω(rad/s)有關(guān)，其表達(dá)式為

(1)

一般說(shuō)來(lái)，轉(zhuǎn)子質(zhì)量m(kg)越大，其許用不平衡量Uper(g·mm)也越大，因此可用式(1)所定義的許用不平衡度eper來(lái)表示許用不平衡量與轉(zhuǎn)子質(zhì)量的關(guān)系

(2)

筆者以自讀課文《孤獨(dú)之旅》為例，探討教師如何引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注小說(shuō)的主題深意、關(guān)注小說(shuō)的表達(dá)藝術(shù)、關(guān)注小說(shuō)的人文價(jià)值，抓住關(guān)鍵詞“孤獨(dú)”“詩(shī)意”“磨礪”進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，是有意義的嘗試和思考。

綜合式(1)與式(2)，得

(3)

按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化(ISO)1940年制定的世界公認(rèn)的平衡等級(jí)，轉(zhuǎn)子平衡分成了11個(gè)等級(jí)，可按需求在表1中選擇。

表1 平衡品質(zhì)等級(jí)表

該拋光機(jī)主軸的平衡品質(zhì)選取G1等級(jí)，主軸如采用整體鍛件制造，質(zhì)量約400 kg，主軸轉(zhuǎn)速1 500 r/min，按式(3)計(jì)算。

傳統(tǒng)的對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行動(dòng)平衡的工藝已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的要求。對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的主軸，即使單件平衡做的很好，組件整體的不平衡依然存在。因此必須先對(duì)主軸各個(gè)關(guān)鍵零件(主軸、支撐套管、錐套等)進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)試和校正，然后再對(duì)整體裝配主軸進(jìn)行平衡和校正。

《北語(yǔ)字表》字頻累計(jì)總字形數(shù)為71,632,779個(gè),單字5499個(gè)。頻度最高100字依次是：“的、一、他、我、是、了、不、在、這、人、她、有、個(gè)、們、來(lái)、你、到、上、說(shuō)、那、著、地、子、里、就、時(shí)、得、么、為、要、可、也、過(guò)、去、和、大、會(huì)、出、下、道、以、看、對(duì)、沒(méi)、自、樣、想、把、好、起、生、后、而、然、能、中、都、心、斯、還、事、什、天、小、爾、只、面、開(kāi)、家、些、從、頭、情、兒、手、種、發(fā)、意、于、多、但、話(huà)、很、現(xiàn)、己、當(dāng)、如、前、又、所、走、身、之、回、知、特、用、無(wú)、經(jīng)、已”。

根據(jù)計(jì)算，只要主軸許用不平衡量控制在2 546 g·mm以?xún)?nèi)，就能保證主軸的穩(wěn)定工作。

椰子生長(zhǎng)適宜的土壤是海淀沖積土和河岸沖積土，其次是砂壤土，再次是礫土，而在這樣的工作環(huán)境下，椰果采摘機(jī)的固定和移動(dòng)，以及工作的穩(wěn)定性都會(huì)面臨很大的挑戰(zhàn)；其次是由于椰樹(shù)的高度一般在15～30m范圍內(nèi)，所以椰果采摘機(jī)的高度也會(huì)很高，而對(duì)于現(xiàn)在的研究狀況，大多是只考慮了椰果采摘機(jī)的傳動(dòng)、剪切、和定位問(wèn)題，而對(duì)于高度延伸方面的綜合考慮還很欠缺；另外，對(duì)現(xiàn)在的椰果采摘機(jī)的視覺(jué)系統(tǒng)技術(shù)還不夠可靠，精確度還不夠高，對(duì)果實(shí)的成熟與否還分辨不清，并且對(duì)果實(shí)的損傷率較高，所以工作的可行性的確很低。

3 主軸動(dòng)平衡校正

根據(jù)靜力等效原理，將剛性回轉(zhuǎn)體上的不平衡離心慣性力往校正面上簡(jiǎn)化。針對(duì)每個(gè)校正面上的合力或合力偶，通過(guò)對(duì)回轉(zhuǎn)體進(jìn)行去重或加重，抵消合力及合力偶，以校正整個(gè)回轉(zhuǎn)體的動(dòng)不平衡。為實(shí)現(xiàn)主軸組件的整體動(dòng)平衡，首先在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要加以改進(jìn)，使組件整體在不影響功能結(jié)構(gòu)的同時(shí)可以留有校正不平衡量的位置，并采用配重分量法、去重法或者附加動(dòng)平衡盤(pán)法校正平衡。對(duì)于該主軸，考慮到對(duì)加工、裝配的影響，選擇主軸的前端面和后端面作為2個(gè)校正面，采用了配重分量法進(jìn)行校正，也就是在校正平面預(yù)留螺栓孔以備后期增加配重塊。這種校正平面和校正方法的選擇，實(shí)踐證明操作非常方便。對(duì)于主軸零件，

隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的進(jìn)步和完善，咨詢(xún)行業(yè)越來(lái)越規(guī)范管理，工程造價(jià)咨詢(xún)企業(yè)應(yīng)該在業(yè)務(wù)范圍拓展及創(chuàng)新發(fā)展上下功夫，才能找到未來(lái)出路。①要逐步擴(kuò)大造價(jià)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)服務(wù)的社會(huì)面，從局部化、碎片化的單一咨詢(xún)服務(wù)逐步向投資控制、價(jià)值管理、項(xiàng)目管理、資產(chǎn)管理的咨詢(xún)服務(wù)轉(zhuǎn)變，全方位、全過(guò)程地參與到工程造價(jià)的管理與實(shí)施中來(lái)。積極走出去拓寬業(yè)務(wù)范圍，參與到“一帶一路”建設(shè)大環(huán)境中。②工程造價(jià)咨詢(xún)企業(yè)應(yīng)當(dāng)全面開(kāi)展全過(guò)程工程咨詢(xún)，積極融合PPP投資咨詢(xún)、BIM應(yīng)用、勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、招標(biāo)代理等業(yè)務(wù)開(kāi)展聯(lián)合經(jīng)營(yíng)，設(shè)立合伙制工程造價(jià)咨詢(xún)企業(yè)，贏(yíng)得更大的市場(chǎng)，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，立于不敗之地。

式中，r為校正半徑，主軸校正半徑為125 mm；mper為許用不平衡質(zhì)量，g。

因此，對(duì)于前、后端面而言，主軸在指定校正半徑上的許用不平衡質(zhì)量最大為10 g。

圖3 主軸動(dòng)平衡校正

4 主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

拋光機(jī)主軸長(zhǎng)度約4 200 mm，而中間支撐段直徑為160 mm，長(zhǎng)度與直徑之比為26；通常主軸的長(zhǎng)度與直徑之比大于20的稱(chēng)為細(xì)長(zhǎng)軸，因此在設(shè)計(jì)中必須確保細(xì)長(zhǎng)主軸有足夠的剛性，否則很容易因切削力或者重力的影響而發(fā)生彎曲變形，并在工作中產(chǎn)生振動(dòng)，從而影響拋光精度。

一般主軸采用整體鍛件制造，考慮到拋光機(jī)主軸負(fù)載特性，其載荷均勻；在滿(mǎn)足力能參數(shù)的要求下，主軸可以采用鍛焊相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，也就是中間段厚壁鋼管與兩端的鍛件焊接的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)核算，經(jīng)兩種制造方法制造的主軸相關(guān)參數(shù)如表2。

表2 工藝參數(shù)表

經(jīng)過(guò)對(duì)比，雖然鍛焊結(jié)合的制造工藝復(fù)雜，但可以有效減小主軸重量，同時(shí)減小不平衡離心慣性力。經(jīng)過(guò)計(jì)算和校核后，主軸最終選用了鍛焊結(jié)合的制造工藝，整個(gè)主軸由兩端的鍛件和中間段的管材焊接而成，材料選擇高級(jí)滲碳鋼14NiCr10，與15Cr、20Cr鋼相比，其強(qiáng)度、塑性、淬透性均高，該材料淬火加低溫回火或高溫回火后，具有良好的綜合力學(xué)性能，低溫沖擊韌性度好，缺口敏感性小，可加工性及焊接性較好，適合用來(lái)制作重負(fù)荷條件下要求高強(qiáng)度、高硬度和高韌性的主軸及要求中心韌性很高或承受沖擊負(fù)荷、表面耐磨、熱處理變形小的軸類(lèi)零件。

主軸焊接完成后，經(jīng)過(guò)熱處理后，采用粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē)的加工工序，各工序要選擇合理的加工刀具。否則刀具選擇不適當(dāng)會(huì)造成切削力過(guò)大，主軸會(huì)發(fā)生彎曲變形和加工精度差等。同時(shí)，在車(chē)削加工過(guò)程中，須采用反向切削法加工超長(zhǎng)主軸。反向切削法是指在超長(zhǎng)主軸的加工過(guò)程中，車(chē)刀由主軸卡盤(pán)開(kāi)始向尾架方向進(jìn)給，這樣在加工過(guò)程中產(chǎn)生的軸向切削力使超長(zhǎng)軸拉伸，消除了軸向切削力引起的彎曲變形。

最終，研制完成的超長(zhǎng)主軸表面粗糙度達(dá)到1.6以上，橢圓度0.05 mm以?xún)?nèi)，圓跳動(dòng)0.05 mm以?xún)?nèi)，經(jīng)過(guò)校正后的主軸在指定校正半徑上的許用不平衡質(zhì)量在10 g以?xún)?nèi)，完全滿(mǎn)足拋光機(jī)主軸要求。

5 結(jié)論

目前，中國(guó)重型機(jī)械研究院股份公司研制的拋光覆膜生產(chǎn)線(xiàn)已建成投產(chǎn)，拋光機(jī)主軸具備震蕩功能和快速換輥功能，主軸許用不平衡量計(jì)算與校正合理，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，技術(shù)水平達(dá)到同類(lèi)型進(jìn)口設(shè)備裝機(jī)水平，可以完全替代進(jìn)口，已為國(guó)內(nèi)航空航天、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造等企業(yè)生產(chǎn)了大量高品質(zhì)鋁合金拋光板材。