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球型橡膠支座的構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，來實現橋梁梁端的轉動，同時利用聚四氟乙烯板與不銹鋼板之間的自由滑移，來適應橋梁上部結構由于氣溫變化、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公路橋梁及其它有大的轉角要求的橋梁。

　　球型橡膠支座的結構主要由上支座板、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量控制的關鍵點，由于是球面結構，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量。主要存在以下問題：

　　1.1 靠模在使用一段時間后，由于磨損，使得弧面曲線失真。

　　1.2 專用刀頭夾具長時間使用容易產生塑性變形，彈力不足。

　　1.3 由于滾輪的磨損，造成實際輪廓曲線失真，從而導致系統誤差。

　　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 新工裝的改進的工作原理

　　加工大型球面的關鍵是形成準確的刀具圓弧軌跡。我們知道，將鉸鏈四連桿機構的兩個轉動副轉化為兩個移動副，即得到曲柄移動導桿機構(俗稱正弦機構)，如圖1所示。其構件2的運動軌跡即為圓弧軌跡。對此稍加改進即為圖2所示的平面機構。

　　機構的自由度F=3n-2 - =3x3-2x4=l。即機構只需一個原動件。我們選取構件3為原動件，設構件1與水平面的夾角為δ，OA=R AB=a,BC=b，則C點的坐標為：

　　則有 ，即C點的軌跡為一個圓，其半徑為R。

　　3 工裝的設計

　　利用上述原理，我們在具有雙刀架的φ2.5m 立車上進行工裝改造，將平面機構的0點固定在左刀架上并鎖緊，利用右刀架作為移動副實現構件3的上下移動，在右刀架上固定一滑塊與構件2形成另一移動副，刀架裝在C點，利用拉桿OA將左刀架與構件2鉸聯，即可在右刀架的驅動下，輕松實現刀具的圓弧運動。而且該機構可連接不同的拉桿OA加工不同的弧面，在C點正反裝刀，可方便地加工內外球面。AB和BC兩段的長度可根據實際加工的零件具體確定，但其長度不影響弧形。

　　工裝設計簡圖如圖3所示。

　　4 注意的問題

　　4.1 在不影響剛度的情況下，應將內滑塊鑲上青銅滑板(見圖3)，以降低摩擦系數，增加耐磨性，并設置油杯潤滑，減少摩擦磨損，緩沖減振、延長壽命。

　　4.2 由于球面弧形完全由工裝保證，故要求對工裝妥善保護。

　　4.3 經常檢查拉桿和鉸鏈銷軸配合情況，磨損后要及時更換。

　　4.4 使用前要保證刀架鎖緊可靠。

　　4.5 應避免毛坯夾砂和氣孔;材質應均勻，以防止加工過程中刀桿抖動。

　　5 實用效果

　　通過實際加工檢驗驗證，改進工裝后，球面各部分尺寸趨于一致，質量穩定。而且通過合理選擇加工參數，能使表面粗糙度穩定在Ra3.2μm，球面加工完全達到了產品的技術要求，該工裝的設計成功不僅使我們現有設備得到了應用，還大大降低了成本，取得較好的經濟效益。