气动弹射滚石铁塔撞击试验方法研究①

崔潇彬 凌创辉

(1.三峡大学 湖北宜昌 443000；2.三峡大学 湖北宜昌 443000)

20世纪以来，新型气动弹射滚石塔冲击不断诞生。人们已经能够通过机电测试方法的有机结合，产生智能气动弹射滚石塔的冲击力。传统的气动抛石滚石塔冲击试验在没有抛石设备的情况下，需要人工抛石，抛石效率低，劳动强度高，因此采用专门的气动抛石滚石塔冲击试验方法势在必行[1]。

1 气动弹射滚石铁塔撞击总体结构的试验方法

1.1 投射器的试验方法方案

在本试验方法中，气动抛掷滚石塔冲击主要由框架、抛掷机构、充填筒等部件组成。气动弹射滚石塔是由电动机带动冲击旋转的主体部分，装有传感器。当检测到目标位置时，电机的旋转由控制系统控制，然后在凸轮滚子推杆机构的作用下通过这种结构试验方法进行投影，可以精确地进行投影，完全实现投影。

1.2 投射部分的工作原理

关键通过凸轮的滚轮推杆原理。人工把石料安放在滚石塔撞击的充填筒时，电机驱动凸轮滚子推杆机构转动。电机的转速由传感器传达给操控系统的信号来运作，即操纵凸轮滚子推杆机构的转速，然后使石材传输到预设的地点。在此过程中，传感器被用于感应铸造射点[2]。

2 凸轮滚子推杆机构的试验方法

2.1 凸轮伦廊曲线的试验方法

选取基圆半径r=90mm，通过移动从动件凸轮理伦廊线的坐标作图从而得到凸轮理论伦廊的坐标值。再选取基圆半径r=72mm，移动从动件凸轮理伦廊线的坐标作图得凸轮。

当运动的零部件的牵引中心线穿透凸轮的运转中间点时，将其称之为对动从动件凸轮构件，已知凸轮基圆RB的半径和凸轮在恒定角速度ω1下的顺时针旋转，绘制凸轮轮廓曲线。

最初，选取适当的比例值，依照明确的从动件的运动规则来绘制位移线图，把位移线图分割成若干的相等分，获得到点1、2、3....。垂直于相等分点的从动件的位移为11'，22'，33'.....。

然后，选择与位移图同样的比例值，随意选择一点o为中心，Rb当半径绘出基圆。自oa0开头，基圆和图的对应角沿（-ω1）方向和a'1，a'2，a'3点平分。连接OA'1，OA'2，OA'3，它们是反向跟随器的引导位置。

第三，自基圆开头，循着向线OA'1，OA'2，OA'3测验从动件向外的相对位移，即x1=X1，y=Y1，z=Z1，

第四，连接A0，A1，A2，A3每个点都是凸轮的轮廓曲线。可以发现凸轮可转

动摆长L明确，摆的活动规则为φ=φ（δ）。期初，按照上面方法决定基圆R0和中心距a。其次对辊心B点作理论轮廓曲线，曲线方程如下面所示：

给定基圆半径r=90，x=a·sinδ-L·sin（δ+φ+φ0）y=a·cosδ-L·cos（δ+φ+φ0）用EB画出理论轮廓，然后确定滚子半径RR值，再画出其等距线，即可得到凸轮的实际轮廓曲线。在得到凸轮廓线后，通过结构试验方法和尺寸标注完成凸轮试验方法[3]。

2.2 凸轮压力角与行程的试验方法

确定凸轮的Max基圆半径ob=OC=163mm，Min基圆半径OA=90mm。依照凸轮运行的计算公式，St=Max基圆半径-Min基圆半径=ob-OC=163-90=73mm。依照公式得知，凸轮压力角a与凸轮基圆半径r之间是相对应的。R越大，压力角a越小。

2.3 杆长的试验方法

如果推杆长度L=900，摆杆长度L1=700。依据下面条件：

（1）为达到传动角的条件，试验方法L1和L2在两个独特位置（推头最大和最小位移）产生的角度值在一定范围内。

（2）杆L4的长度与中心刀具的间隔和基圆的大小有关系，但基圆的r不可以过大，而基圆r的大小与压力角有关系，所以采用试验方法L4的长度。

（3）杆长L3与另一个凸轮的基圆有一定的关联，就是为了确保压力角在许可限制内，因此选取此试验办法的杆长L3。

2.4 轴承的试验方法计算

滚动轴承为双列圆锥滚子轴承结合轴承的试验方法进行计算和分析，由于滚石铁塔冲击的运转稳定，一定要选取Max寿命的轴承，轴承能满足所计算的年限。经过查核后，该轴承达标。

2.5 轴的试验方法

轴的特性：上方与转轮链接，下方镶入轴承，中间由齿轮带动。所以，使用两个轴承作支柱。如上所述，轴无需强度计算，只有齿轮部分满足传动要求，该计算已在齿轮传动试验方法中进行了校核。

3 气动弹射滚石铁塔撞击中主要零件的强度分析与校核

选用深沟球轴承作为气动弹射滚石塔冲击试验方法。滚动轴承的具体选择过程如下。

3.1 滚动轴承的选择

滚动轴承为深沟球轴承6205，Cr=751kN，Cor=1360kN，e=0.95，Y1=0.87。

3.2 寿命验算

轴承所受支反力合力

对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。

按轴承B的受力大小验算:

所以此轴承合格。

4 结语

由于这种检测方法的零件是相对规则的零件，所应用的命令大部分是牵引命令和转动命令，因此很多零件之间都有对应关系，所以为了节约时间和提升效率，通常采用镜像特点命令。