【正文】 es the hinge ball bearing testing machine developed by the background and significance, by analyzing the structure of joint bearing, movement principles, failure modes of the testing machine main technical parameters, structure, system ponents and control cylinder control technology to simulate load load bearing joints using micrometer to measure the various test parameters. After the program identified the relevant parameter design calculation, the choice of flat keys in check, the calculation of hydraulic cylinders and selection, and so all. Draw the mechanical structure drawings, hydraulic schematics, rack and clamps parts diagram maps, and so all. Keywords : ball twister bearing testing machine Clearance stiffness Lifespan 第 1章 緒論 1 第 1 章 緒論 課題背景 我國(guó)自行研究的線材打包機(jī)主要是半自動(dòng)化打包機(jī)，半自動(dòng)化打包機(jī)除 了生產(chǎn)效率低以外，還有其他缺點(diǎn)。它是用作鋼筋混凝土的配筋和焊接結(jié)構(gòu)件或再加工（如拔絲， 制釘?shù)龋┰稀＝?jīng)過(guò)軋制后可直接用于鋼筋凝土的配筋和焊接結(jié)構(gòu)件，也可經(jīng)再加工使用。所謂的金屬材料捆扎機(jī)是指冶金工廠將其生產(chǎn)的鋼材或其他金屬材料進(jìn)行機(jī)械化捆扎包裝，以便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備。 圖 1 3 首鋼自行研制的臥式線材打捆機(jī) 1壓實(shí)缸 ； 2支座 ； 3壓實(shí)頭 ； 4吊卷鉤 ； 5托起機(jī)構(gòu)； 6擰扣機(jī)構(gòu) 首鋼自行研制的臥式線材打捆機(jī)，如圖 3所示 第 1章 緒論 3 北京航空航天大 學(xué)改造的達(dá)涅利打包機(jī)，如圖 4 所示。 以下是國(guó)外打包機(jī)的特點(diǎn)與主要參數(shù)： 國(guó)外最大的打捆機(jī)供應(yīng)商是瑞典的森德還可配備運(yùn)輸，壓實(shí) 及點(diǎn)算等設(shè)備。 該機(jī)全部為液壓驅(qū)動(dòng)，捆扎速度，夾緊力易于調(diào)節(jié)。 中 南 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 表 13 打捆機(jī)技術(shù)參數(shù) 名稱 類型（參數(shù)） 瑞典 瑞典 法國(guó) 德國(guó) 意大利 中國(guó) 設(shè)備概況 臥 臥 臥 臥 立 臥 設(shè)備型號(hào) PCH4KNA PC4 Botalam 史密斯 LBF1350 設(shè)備自重（ t） 42 40 65 129 27 30 打捆道次（道） 4 4 4 4 4 4 壓緊方式 雙向 雙向 單向 雙向 可打捆形狀參數(shù) 可打盤卷內(nèi)徑（ mm） 800 700 800 850 850 760 散 卷最大外徑（ mm） 1300 1400 1350 1250 1250 1143 散卷最大長(zhǎng)度（ mm） 3500 3000 3600 4100 1800 1655 壓緊后最小長(zhǎng)度（ mm） 500 500 700 500 700 670 力能參數(shù) 壓實(shí)盤卷最大壓力（ KN） 400 300 400 300 200 200 可捆的最大卷重（ kg） 2020 1500 2020 2020 1250 2020 時(shí)間參數(shù) 工作周期（ s） 32 40 54 38 46 70 壓力參數(shù) 液壓系統(tǒng)工作壓力(MPa) 13 13 16 13 13 13 設(shè)備 數(shù)量（臺(tái)） 17 8 2 3 2 7 所占比例（ %） 44 20 5 7 5 19 這些設(shè)備大部分是 70 年代產(chǎn)品，其中包括瑞典森德斯公司的 PC4 型打捆機(jī)。要想 在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，為了贏得用戶，就要使換代產(chǎn)品之間具有繼承性，對(duì)大部分構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，以提高備件的通用性，降低用戶的更新費(fèi)用。其中合作制造的送線器，線道系統(tǒng)、打包頭等打捆機(jī)等關(guān)鍵零部件在使用過(guò)程中，工作正常，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，質(zhì)量達(dá)到了國(guó)外進(jìn)口備件精度要求，為冶金企業(yè)創(chuàng)造高產(chǎn)提供了必要條件。送線器的工作由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。我們結(jié)合實(shí)際使用情況改用 25CrMnSiA。為確保 C 型板上 223 個(gè) M8 螺孔的形位精度；我們采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。在試制過(guò)程中，我們經(jīng)過(guò)反復(fù)攻關(guān)， 設(shè)計(jì)了一套沖壓焊接模具，解第 1章 緒論 9 決了蓋板的變形 問(wèn)題。這樣經(jīng)過(guò)至少 6 次碰 撞后，結(jié)頭可能會(huì)斷，使鋼捆變松或散包，達(dá) 不到用戶的要求。第二章確定設(shè)計(jì)方案，在第三章對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)定與計(jì)算。 同時(shí)也介紹了打包機(jī)的工作原理，功能及主要性能等相關(guān)簡(jiǎn)介，通過(guò)整體分 析，確定我的設(shè)計(jì)方案。打捆機(jī)所打線結(jié)的特性對(duì)捆扎質(zhì)量具有重要影 響，其中強(qiáng)度指標(biāo)是衡量線結(jié)特性的最重要指標(biāo)。 等分打四個(gè)平結(jié)，如圖 21所示。以下說(shuō)的是打包機(jī)指的是打包 機(jī)主體。 1壓緊 架與 2壓緊架結(jié)構(gòu)基本相似，但其上面布置 4 個(gè)打包頭， 1 套喂線裝置。壓緊架輪子被導(dǎo)引著兩軌道外側(cè)運(yùn)行，推動(dòng)壓緊架運(yùn)行的液壓 缸布置與其中。 打包頭主要由剪切機(jī)構(gòu)、扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)組成，整個(gè)打包頭可以在 液壓缸 C12作用下從送線位置移入打包位置。 打包機(jī)動(dòng)作（打包過(guò)程） 當(dāng)掛有線卷的 C型鉤進(jìn)入打包機(jī)中心并鎖定后， P/F線運(yùn)輸鏈自動(dòng)控制 系統(tǒng)發(fā)指令給打包機(jī) PLC控制中心，打包機(jī)開始按下列步驟完成自動(dòng)壓緊、 打包。 (4). 2壓緊架繼續(xù)相對(duì)移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線裝置碰到液壓緩沖器 4 時(shí)（由 極限開關(guān)控制）兩邊可移動(dòng)可導(dǎo)向架半體即閉合，同時(shí)線卷也被壓緊。 (8).打包結(jié)束后， 2壓緊架各自返回，升降臺(tái)下降，盤卷被懸掛與 C型鉤運(yùn)走，打包機(jī)等待下一個(gè)盤卷。 (3).導(dǎo)線架在各自原始位置（后位）。 新型打包頭 KNB的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 如圖 25所示， KNB打包頭結(jié)構(gòu)非常緊湊，設(shè)計(jì)巧妙。它由齒輪箱傳動(dòng)。打捆線由剪刃上的一個(gè)圓孔通過(guò)。如圖 29所示。 圖 29 導(dǎo)向架示意圖 圖 210 夾鉗結(jié)構(gòu)圖 第 2章 打包頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 整個(gè)裝置的動(dòng)力源為液壓驅(qū)動(dòng)。 (2).剪切機(jī)構(gòu)中，剪刃是易損件，要定期檢查剪刃磨損情況。如果磨損超標(biāo)，會(huì)出現(xiàn)夾不緊的情況，此時(shí)須更換夾鉗；另外，液壓缸內(nèi)泄也會(huì)出現(xiàn)夾緊力不足的情況，此時(shí)須更換液壓缸。 小結(jié) 介紹了打包機(jī)的原理、功能及主要性能參數(shù)；分析了打包機(jī)的結(jié)構(gòu)、打包機(jī)動(dòng)作；研究了新型打包頭 KNB 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最終確定設(shè)計(jì)方案。其外觀質(zhì)量及工作效率都有很大 提高。 特性要求及性能指標(biāo) 特性要求 (1).打捆機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由液壓系統(tǒng)完成，要求每個(gè)動(dòng)作平穩(wěn)無(wú)沖擊，系統(tǒng)響應(yīng)速度快。 (5).系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置故障自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。 其中液 第 3章 打包機(jī)液壓系統(tǒng)分析 21 壓泵開三備一，液壓泵采用德國(guó)力士樂(lè)的 A10VSO30系列帶壓力補(bǔ)償?shù)男北P式軸向柱塞變量泵，其控制裝置為壓力和流量控制，泵的最大流量為2020L/min，工作壓力為 13MPa。 圖 31 泵源（只畫出單泵） 2. 盤卷 壓緊及平臺(tái)升降回路 盤卷壓緊系統(tǒng)有六種壓緊力，分別為： 7 1 16 250、 300、 400KN。壓緊油缸 C C C3 和 C4的運(yùn)動(dòng)速度和方向 分別由比例換向閥 Y50、 Y51調(diào)節(jié)和設(shè)定，當(dāng)比例換向閥 Y50、 Y51的電磁鐵 a 得電時(shí)，壓緊小車打開，當(dāng)電磁鐵 b 得電時(shí)，小車壓緊。無(wú)桿腔的油液經(jīng)液控單向閥 V50、 V51 中 南 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 回油箱。 當(dāng)壓緊小車相向運(yùn)動(dòng)，接觸到 C型鉤上的散卷時(shí)，壓緊盤上的光電管發(fā)出信號(hào)使升降臺(tái)上升到一定位置，壓緊小車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)，直到預(yù)設(shè)的壓緊力時(shí)，升降平臺(tái)繼續(xù)上升，使散卷完全脫離 C型鉤。如圖 33所示，導(dǎo)線小車進(jìn)退的方向和速度由比例方向閥 Y5設(shè)定和調(diào)節(jié)。 如圖 34 所示，在鋼線拉緊過(guò)程中，為了避免線卷表面被拉傷，系統(tǒng)設(shè)置了四個(gè)液壓擋板，當(dāng)夾緊動(dòng)作完成后，四個(gè)液壓擋板依次松開。 圖 33 打捆頭壓下控制回路示意圖 中 南 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 34 夾緊示意圖 如圖 35 所示， 4 打捆頭的液壓回路一樣，打捆頭的壓下和抬起由電磁換向閥 控制，當(dāng)電磁鐵 a得電時(shí)，打捆頭壓下，當(dāng)電磁鐵 b 得電時(shí)，打捆頭抬起。打捆頭的壓下和抬起由電磁換向閥 控制，當(dāng)電磁鐵 ａ得電時(shí)，打捆頭壓下，當(dāng)電磁鐵ｂ得電時(shí)，打捆頭抬起。 圖 35 壓下抬起示意圖 第 3章 打包機(jī)液壓系統(tǒng)分析 25 5. 喂線系統(tǒng)回路 如圖 36 所示，喂線輪 4 分別由液壓馬達(dá) 、 、 、 驅(qū)動(dòng)。其中電磁換向閥 Y26 的主要作用是對(duì)扭轉(zhuǎn)輥進(jìn)行潤(rùn)滑，電磁換向閥 Y25 的主要作用是控制氣路系統(tǒng)，進(jìn)行吹掃。 (2).橫向進(jìn)給： 電磁鐵 YA3得電，三位四通閥左位工作，液壓油進(jìn)過(guò)節(jié)流調(diào)速閥進(jìn)入橫第 3章 打包機(jī)液壓系統(tǒng)分析 27 向進(jìn)給缸的無(wú)桿腔，推動(dòng)活塞，使扭結(jié)機(jī)構(gòu)沿著垂直于捆線軸線的方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給；當(dāng)碰到行程擋塊 2XK，電磁鐵 YA4得電， 三位四通閥右位工作，液壓油經(jīng)減速閥進(jìn)入橫向進(jìn)給缸有桿腔，壓縮活塞，油經(jīng)節(jié)流調(diào)速閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)橫向回程。 (6).喂線： 電磁鐵 YA10 得電，二位二通閥工作，實(shí)現(xiàn)喂線。 液壓馬達(dá)的確定 打結(jié)過(guò)程中，認(rèn)為捆線的屈服主要是由拉力影響的，所以在打結(jié)過(guò)程中，捆線材料的拉應(yīng)力應(yīng)小于其 強(qiáng)度極限，大于其屈服極限。M = = ?m 設(shè)完成一次打結(jié)，扭結(jié)輪需要轉(zhuǎn)三圈，所需時(shí)間為 1s，則 扭結(jié)齒輪的轉(zhuǎn)速 扭n = 3r / s =180r /min 。 3. 材料個(gè)熱處理：《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P47 表 33， 45，扭結(jié)輪淬火，中間大輪正火，驅(qū)動(dòng)輪調(diào)質(zhì)。 (2). ZE ZH Zξ Zβ = 1 = MPa ZE ：《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P58 表 35， ZE = MPa ZH ：《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P58 圖 319,ZH = ? ?213112 ????????????? HHEdZZZZKTd??? ?? ??????? ?????? ????a? ??????? ??? Zmb dnb第 4章 扭結(jié)機(jī)構(gòu)中各參數(shù)的確定 31 mmKKdd 339。 SH=1。= 39。 ,Yξ Yβ = 1。m in ??????? ??mmd 3m in ???WPP ??? ?nPcd3min ?? 2. 箱體尺寸（由齒輪大小決定） b=65mm 齒輪與箱體內(nèi)腔邊的距離 a=10～ 15mm，取 a=12mm 箱體厚度 δ =10mm 3. 初算 dmin ....................................(49) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P116表 72 可知 C=107～ 118，取 C=107 又 ,n=180r/min,帶入式（ 49）得： 單鍵：