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大型圆柱滚子轴承具有结构尺寸大,承载能力强等特点,多应用于低速重载的场合,在风电工程、采矿工业、海洋工程等领域有着广泛的应用。其保持架多采用分体式实体保持的形式,而轴承失效往往发生在保持架,作为轴承装配中最后一道工序,保持架的铆接质量直接影响轴承使用性能。而铆接机是保证铆接质量的基础设备。本课题大型轴承保持架摆碾铆接机的设计来自某轴承企业。目前企业中,小批量大型圆柱滚子轴承保持架在铆接时多采用冲压铆接工艺,在调整铆头与铆钉位置时多依靠工人经验。因此,铆头与铆钉对中性差;同时冲压铆接工艺的铆接力过大、设备老化等原因常导致铆接质量较差,产品合格率低。为解决上述问题,本文设计了一种针对大型圆柱滚子轴承保持架的铆接设备,主要内容如下:(1)基于经验设计方法,结合相关机械设计理论,将铆接机进行模块化划分,确定设备整体结构形式。设备采用摆碾铆接工艺,确定铆接动力头的结构形式及进行受力分析;设计适应多型号大型轴承的定位夹紧系统;设备采用传感器检测原理,使得设备能实现铆钉自动找正功能;结合伺服电机+滚珠丝杆运动,使得铆接前铆头进行位移补偿,实现铆头公转中心与铆钉轴线对齐。(2)铆接机执行系统由液压系统与气动系统提供,其中液压系统主要提供克服铆钉塑性变形所需的铆接力,气动系统负责轴承的夹紧及找正机构的运动。采用PLC对设备的液压系统及气动系统运动进行控制,实现铆接过程自动生产。(3)基于刚塑性有限元基本原理,运用Deform-3D分析软件模拟大长径比铆钉的铆接过程。在给定摆碾铆接工艺参数下,分析铆接过程中铆接力大小、应力应变等,为企业实际生产提供理论基础。本文通过对铆接机进行整体设计,分析企业铆接工况,对各个模块的机械结构进行详细阐述。设计铆接机的执行系统与控制系统,利用仿真软件为铆接工艺提供理论支持,最终研制针对大型分体式实体保持架的铆接设备,为提高企业轴承铆接质量提供保证。