【壓縮機網(wǎng)】降低曲軸端面和曲軸箱端面間的摩擦力

　　在直聯(lián)式空壓機上，曲軸前端采用齒輪傳動(dòng)方式，而齒輪有直齒和斜齒之分，而采用斜齒傳動(dòng)時(shí)將在軸向產(chǎn)生一個(gè)軸向力，為了保證設計出的產(chǎn)品可以長(cháng)期正?？煽窟\行，通常將曲軸與曲軸箱相接觸而出現摩擦的位置設計一個(gè)止推墊圈來(lái)降低曲軸端面和曲軸箱端面間的摩擦力。圖1為帶止推墊圈的空壓機箱體局部裝配圖和采用的止推墊圈的結構圖。

　　這是一個(gè)完全正確的設計，沒(méi)有再討論的必要?？墒俏覀兇蠹蚁胍幌?，增加一個(gè)零件就會(huì )增加成本。那有沒(méi)有別的結構來(lái)代替止推墊圈的設計呢？

　　在《機械設計手冊》第一冊關(guān)于材料的滑動(dòng)摩擦系數中介紹：鋼與青銅間在無(wú)潤滑劑時(shí)的滑動(dòng)摩擦系數為0.15，在有潤滑劑時(shí)的滑動(dòng)摩擦系數為0.1～0.15；鋼與鑄鐵間在無(wú)潤滑劑時(shí)的滑動(dòng)摩擦系數為0.18，在有潤滑劑時(shí)的滑動(dòng)摩擦系數為0.05～0.15。從以上數據可看出，在有潤滑劑存在的情況下，鋼與鑄鐵間的摩擦副優(yōu)于鋼與青銅間的摩擦副。而在設計時(shí)該處是有強制潤滑的，這就為改進(jìn)設計提供了有力的理論基礎。圖2為不帶止推墊圈的空壓機箱體局部裝配圖和不帶止推墊圈的結構圖。

　　現在看止推擋圈的結構，為了潤滑其上面開(kāi)了2個(gè)方槽用于潤滑，可以參照這一原理在曲軸箱設計時(shí)將與曲軸相摩擦的端面采用鑄造的方式鑄出3個(gè)寬為4mm，高為2mm的潤滑油槽，其作用同止推擋圈上的方槽相同，可以達到相同的潤滑作用。

　　這樣改進(jìn)后可降低的成本包括：（1）節省一個(gè)止推擋圈，價(jià)格為2.52元；（2）曲軸箱加工時(shí)減少了兩道工序（安裝止推擋圈孔和鉆半孔）；（3）軸套孔部位的鑄鐵用量減少。 

 

　　可維修性問(wèn)題

　　隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，設計者的觀(guān)念也應改變。過(guò)去由于用戶(hù)經(jīng)濟實(shí)力不行，設計者在設計時(shí)要考慮產(chǎn)品的可維修性問(wèn)題?，F在用戶(hù)經(jīng)濟實(shí)力增強了，在空壓機使用出現問(wèn)題時(shí)，不是更換個(gè)別零件，而是采用整體更換空壓機的方式來(lái)進(jìn)行維修的。為此，設計者可根據實(shí)際情況在設計時(shí)不考慮產(chǎn)品的可維修性問(wèn)題，從而可顯著(zhù)降低產(chǎn)品的成本。

　　改進(jìn)前的結構圖如圖3a：為了滿(mǎn)足設計要求，我們用曲軸箱、0形圈、螺栓和墊圈、后蓋、回油接頭、銅密封墊圈這些零件的組合來(lái)達到進(jìn)油和回油的功能，而設計的目的也就是保證進(jìn)油和回油的通暢。同時(shí)由于是通過(guò)組合來(lái)完成的功能，還有可能存在由于裝配不當而出現漏油的質(zhì)量隱患。

　　再看改進(jìn)后的結構圖如圖3b：將上述零件通過(guò)鑄造的方式結合在一起，減少了零件數量，減少了加工工序。同時(shí)由于曲軸箱在生產(chǎn)過(guò)程中要進(jìn)行打壓試驗，可以從根本上杜絕漏油問(wèn)題。而改后的曲軸箱在加工方面并沒(méi)有增加加工難度。

　　上述改進(jìn)可節約的成本確是相當可觀(guān)的：（1）回油接頭為2.8元；（2）銅密封墊圈為0.66元；（3）后端蓋為3.4元；（4）0型圈為0.5元；（5）4個(gè)M8x20螺栓為0.68元；（6）4個(gè)彈簧墊圈為0.06元。以上零件價(jià)值共計8.1元。 

 

 

　　螺栓連接結構設計

　　產(chǎn)品設計時(shí)，對不用的孔面往往采用墊片加蓋板通過(guò)螺栓連接的結構進(jìn)行設計。

　　分析改進(jìn)前的后端結構如圖4a：可以看出為了封堵后端面需要后墊片、后蓋、φ8平墊圈、M8×20螺栓共計四種零件才能完成其設計功能。該結構由于存在螺紋裝配關(guān)系，在某些震動(dòng)情況下有可能還出現松動(dòng)和泄露問(wèn)題。

　　改變設計方法，看看改進(jìn)后的后端結構如圖4b：新結構僅僅用了一個(gè)后堵蓋與曲軸箱的過(guò)盈裝配就能夠達到我們的設計意圖，而且不存在螺紋松動(dòng)而出現的泄露隱患。另一方面還可以降低生產(chǎn)成本。

　　上述改進(jìn)可節約的成本確是相當可觀(guān)的。原結構的零件價(jià)值：（1）后蓋墊為0.41元；（2）后蓋為3元；（3）4個(gè)φ8平墊圈為0.07元；（4）4個(gè)M8×20螺栓為0.68元。以上零件價(jià)值共計4.16元。而新結構的后堵蓋為0.6元，兩者光零件價(jià)值就節約3.56元。

　　從加工上看，改后結構加工工藝簡(jiǎn)單，加工成本也降低，而且曲軸箱后端材料用料減少也降低了產(chǎn)品成本。 以上結構已用于正常產(chǎn)品的設計中，并產(chǎn)生了相當的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

 

 

　　結語(yǔ)

　　通過(guò)改變思路來(lái)改進(jìn)設計，可以顯著(zhù)降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力，幫助企業(yè)取得可觀(guān)的經(jīng)濟效益。