1、对切向力认识及对策之实践摘 要：结构设计是我们设计人员必然遇到的问题，本文作者在给一家日本企业研制专用设备的过程中遇到了一些问题，经研究，设备所需切断力（P）与摩擦力（F）的关系应满足 FP。但实际恰恰相反。所以，最终以改变结构设计的途径，解决了问题，取得了较好的效果。下载 关键词：专用设备；摩擦力；剪切力；切向力；结构设计 The Cognition of Tangential Force and Practices of Countermeasure the Force Li Tie (Tianjin Flying Star Science and Technology Developin
2、g Co. Ltd) Abstract: Structural design is a problem that our designers have to fng the process of researching and development special equipment for a Japanese Enterpreen the shear force (P) and the frictional force (F) should satisfy FP for the equipmsolve the problem, he had to change the structura
3、l design to get a better res shear force (P), tangential force, structural design 0. 引言 日本 HYTEM（星海泰）公司，是一家生产自动化养鸡设备的公司，在中国建厂于天津市北辰区，在与我企业的合作过程中，建立了良好的信任关系，在生产鸡舍网片的过程中，他们需要一些专用设备，其中之一是网孔切口机。他们原有的设备只能加工单一品种单网片切口，由于品种增加和提高工作效率的需要，委托我们研制同时切五片，且可调的（满足多品种加工需要）网孔切口机。 1. 原设备结构及原理： 1.1 原设备结构： 原设备（见图 1）由这样几部
4、分构成：1、机架，2、床身，3、动力源部件，4、导轨柱（两根），5、凸轮，6、可调动力臂，7、切刀动块，8、下刀口定块，9、废料通道，10、电控箱及脚踏开关。 1.2 工作原理： 当通电后，电机、减速机转动，动力输出轴带动凸轮旋转。由于凸轮是椭圆形的，因而推动动力臂作 10的往复运动，而动力臂与切刀动块栓锁为一体，所以切刀同样作往复运动。下刀口与定块栓锁为一体，下刀口定块与床身亦栓锁为一体，固定不动，从而上切刀与刀口作动剪切往复运动，将网孔需切断的部分切断，完成所需操作。（见图 1） 2. 研制中遇到的问题： 由于日本公司生产的需要，时间要求很紧，于是我们在设计中，对原设备的主要机器结构没作大
5、变动，只是结合多片加工的特点及我企业的优势作了部分制件的重新设计。 当试装运行时问题发生了。首先我们装上一片网，切断能够完成。两片时就感觉不对，再多干脆就不能切了。螺栓连接的下刀口与下刀口定块之间、定块与床身之间、可调动力臂与联接块之间（见图 2）螺栓锁紧部位均发生了不同程度的滑动位移。 经分析，动力没有问题，这就意味着，上述产生滑动位移部位的摩擦力小于切断功能所需要的切断力，所以产生滑动。而这些界面又恰恰是切向的，我们必须认真对待。 3. 分析问题及改变结构解决问题 面对测试运行过程中发现的问题，我们立即进行了仔细的分析计算。我们知道：机器切丝过程中的摩擦力与切刀切断钢丝的需用力大小相等方向
6、相反，如用“F“表示摩擦力,“P“代表剪切力，则需要 FP，方能成功切断网丝，当 FP 时必然会在相关部位界面上产生滑动位移。如果我们用“f“表示摩擦系数，用“N“表示正压力，则 摩擦力 F=摩擦系数 f?渍 沽 当时我们看到滑动位移现象时，还曾产生过误解，特别是锁紧联接块与可调动力臂的部位，我们怀疑是不是因为螺栓与可调动力臂之间接触的面积太小，才造成两者间的滑动位移，为此我们曾用了 8厚、60?0的扁钢作为垫铁零件以助加大摩擦力。实际上，没有意义。从上述公式可看出摩擦力大小只与摩擦系数和正压力有关，而与摩擦面积没有任何关系。这样，我们可分别计算三处产生滑动位移的摩擦力大小，找出问题的症结。而
7、靠螺栓压紧结构增加摩擦力，其正压力来自于螺栓锁紧产生的压力。这样，我们分析计算的结果如下： 3.1 动力臂与连接块之间（见图 2） 由公式可得动力臂与联接块之间经两个 M12 螺栓紧固后，其正压力N1=3.14?着貈髀菥啵 ?扭力?茁菸浦本丁? 已有数据可知，扭力约 1500，螺纹直径 M12，螺距 1.75mm，统一量纲后代入公式可计算出正压力(N1)为 32297.14，又因钢与钢摩擦系数为0.15（机械设计手册可查得），代入如上计算摩擦力公式可得摩擦力为4844.57。由于我们使用了两个 M12 螺栓，故摩擦力 F1 约为 9689。 3.2 定块与床身之间（见图 2） 与上述同理，定块与床身之间经两个 M10 螺栓双侧紧固后，其正压力N2=3.14?着貈髀菥啵 ?扭力?茁菸浦本丁捎谖颐撬 嗍褂酶髁礁鯩 10 螺栓锁紧，螺距为 1.5，扭力约 1100。统一量纲后代入公式可计算出正压力（N2）为 23026.67，又因钢与钢摩擦系数为 0.15（机械设计手册可查得），代入计算摩擦力公式可得摩擦力为 3454。 因此我们计算出定块与床身之间摩擦力数值约为 13816。
