【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)不需要電磁輥時可提起拉桿并將插銷旋轉(zhuǎn) 180176。，板料就可以自由通過。孔 的直徑略大于電磁輥的支撐軸徑，當(dāng)板料局部隆起時相應(yīng)的電磁輥就被抬起。電磁輥的吸力可以調(diào)節(jié)使其略大于被剪下部分的重量，如果吸力小于被剪下部分的板料重量則板料容易向下彎曲。吸力的值可以根據(jù)板料相接觸的輥子數(shù)量來確定，如果吸力過大則可以提起幾組輥子，或者提升支架的一端使局部輥子和板料相接觸。 考慮到成本和簡單問題，因此選擇前一種。 剪板機的下刀片都具有四個刃。刀架沿前傾直線運動的剪板機上刀片可以具有兩個刃或者四個刃。刀架沿弧線運動的剪板機上刀片只宜有兩個刃，而且必須將上刀片用螺釘或者墊片調(diào)整為一個空間 曲面，因此上刀片的長度盡可能增大以減少接縫數(shù)。如果接縫處調(diào)整不當(dāng)將導(dǎo)致刀具磨損的加劇和被剪板邊偏差的增大。 刀片頂面應(yīng)稍低于工作臺面，偏差為 。 國產(chǎn)剪板機刀片材料常用 6CrW2Si，（熱處理后硬度為 RC5860)。 T7A,9CrSi， Cr12P1，Cr12Mo 和 Cr6VP 也可作刀片的材料。國外實驗用硬質(zhì)合金 BK15或 BK20鑲在剪刀片上來提高兩次刃磨的間隔時間。 刀片的尺寸參閱下 表 32 表 32 刀片尺寸 被剪板厚 h（毫米） 刀片尺寸 T*H（毫米） 螺孔直徑 d（毫米） 1～ 20*60 13 4～ 16 25*80 17 20～ 25 32*120 22 32～ 40 45*150 33 刀片刃部應(yīng)經(jīng)常保持清潔，并應(yīng)涂上含有二硫化鉬或石墨的潤滑脂。 [鍵入文字 ] 14 4 液壓部分設(shè)計 基本方案 調(diào)速方案 液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。 方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。 速度控 制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合 —— 容積節(jié)流調(diào)速。 節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合。 容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高的液壓系統(tǒng)。 容積節(jié)流調(diào)速 一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。 調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。 節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。 容積調(diào)速大多采用閉式循 環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。 經(jīng)過比較選用容積調(diào)速系統(tǒng) 壓力控制方案 液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有[鍵入文字 ] 15 的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。 在有些液壓系統(tǒng)中，有時需要流量不大的高壓油，這時可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作 循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。 在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力。 順序動作方案 主機各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。工程機械的操縱機構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。加工機械的各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程 閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。 另外還有時間控制、壓力控制等。例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當(dāng)泵正常運轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機床、擠壓機壓力機等場合。 通過比較，考慮本設(shè)計動作方案為 通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作。某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作。 整機 的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。 為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件（如壓力表、溫度計等）。 大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。 各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。對于自行設(shè)計的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各 液壓執(zhí)行元件的名稱和動作，注明各液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵、行程閥及其他控制元件的動作表 。 [鍵入文字 ] 16 考慮到剪板機工作時所需的功率，我們可以采用容積調(diào)速方式。為滿足速度的有級變化，用壓力補償變量液壓泵供油。即在快速下降時，液壓泵以全流量供油，當(dāng)轉(zhuǎn)換成慢速加壓剪斷時泵的流量減小在最后 5mm內(nèi)，使變量泵減到零。當(dāng)液壓缸反向回程時，泵的流量恢復(fù)到全流量，液壓缸的運動方向采用三位四通 M電磁換向閥控制，停機時換向閥處于中位，使液壓泵卸荷。為防止上刀架及上刀片由于自重而出現(xiàn)速度失控現(xiàn)象，在液壓缸無桿腔回油路上 設(shè)置一個內(nèi)控單向順序閥。本機采用行程控制，利用行程開關(guān)來切換電液換向閥，以實現(xiàn)自動循環(huán)。綜上擬定的剪板機的液壓系統(tǒng)原理如圖所示： 圖 41 液壓系統(tǒng)圖 1雙聯(lián)葉片泵 2溢流閥 3順序閥 4單向閥 5三位四通電磁換向閥 6調(diào)速閥 10單向閥 8二位三通機動換向閥 9壓力繼電器 11二位二通電磁換向閥 12濾油器 13壓力表開關(guān) 本系統(tǒng)主要是實現(xiàn)刀架的提升和下降，所以對流量和速度的要求不高，選用定量泵即可。 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油 或變量泵供油。對長時間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。 [鍵入文字 ] 17 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 由于工作要求，本系統(tǒng)中需要卸荷回路，設(shè)計采用二位二通電磁換向閥實現(xiàn)。 液壓系統(tǒng)性能的驗算 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計是在某些估計參數(shù)情況下進(jìn)行的，當(dāng)各回路形式、液壓元件及聯(lián)接管路等完全 確定后，針對實際情況對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行各項性能分析。對一般液壓傳動系統(tǒng)來說，主要是進(jìn)一步確切地計算液壓回路各段壓力損失、容積損失及系統(tǒng)效率，壓力沖擊和發(fā)熱溫升等。根據(jù)分析計算發(fā)現(xiàn)問題，對某些不合理的設(shè)計要進(jìn)行重新調(diào)整，或采取其他必要的措施。 上刀架作上下直線往復(fù)運動，且行程小（只有 250mm），故可選用單桿液壓缸作執(zhí)行器，取缸的機械效率 ?cm? 。 根據(jù)技術(shù)要求和已知參數(shù)對液壓工況負(fù)載進(jìn)行計算 液壓缸外負(fù) 載力分析計算結(jié)果 快速下降 啟動加速 ??????? tvgGF i 等速 0 慢速剪切 初壓 2500%5m a x1 ??? FF e 終壓 50000m a x2 ?? FF e 快速回程 啟動 ?????????? GtvgGGF i 等速 800?? GF 制動 ?????????? tvgGGFG i 說明： (1)由于忽略摩擦力，故快速下降等速時外負(fù)載力為 0 (2)剪切時切刀上的工作負(fù)載分為兩階段，初壓階段負(fù)載力緩慢地線性增加約達(dá)總切力的 5%，終壓階段，負(fù)載力急劇增加到最大剪切力，上升規(guī)律近似于線性。初壓行程約占工作行程的 2/3，終壓行程約占工作行程的 1/3。 [鍵入文字 ] 18 剪板機各工況持續(xù)時間 快速 下行 svLt 11 ??? 慢速剪切 初壓 svLt 22 ??? 終壓 svLt 22020 ??? 快速回程 svLt 550250333 ??? 根 據(jù)機械設(shè)計手冊，我們預(yù)選液壓缸的設(shè)計壓力為 5Mpa，將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到液壓缸下行時，上刀架及上刀片自重采用液壓方式平衡，則可計算出液壓缸無桿腔的有效面積為 mPFA cm21m a x1 50000 ????? ? 液壓缸內(nèi)徑 mmmAD 1 ????? ?? 按國標(biāo) GB/Ｔ 23481993 取標(biāo)準(zhǔn)值 D=120mm=12cm 根據(jù)快速下行與快速上升的速度比確定活塞桿直徑 d 2255022 213 ???? dD Dvv 求出 d= 取標(biāo)準(zhǔn)值 d=85mm 液壓缸的實際有效面積為： cmDA 2221 12 ???? ?? cmdDA 222222 )(4)(4 ?????? ?? 快速下行 啟動階段 PaA FPcmi 411 ????? ?? [鍵入文字 ] 19 m i n/????? 恒速階段 P=0 q=0 慢速加壓 初壓階段 PaA FPcme 2500 6411 ?????? ?? m i n/????? 終壓階段 PaA FPcme 50000 6411 ?????? ?? 0m i n/???? Lscmq 快速回程 啟動階段 PaA FPcm 542 ?????? ?? q=0 恒速階段 PaA FPcm 800 542 ?????? ?? m i n/????? 制動階段 PaA FPcm 542 ?????? ?? q=0 快速下行（啟動）階段： wPqp 8 29 9 2 6 ????? ? 快速下行（恒速）階段： 0?p 慢速加壓初壓階段： wPqp 8 2102 3 66 ?????? ? 慢速加壓終壓階段：在行程只有 5mm，持續(xù)時間僅 st ? ，壓力與流量的變化情況較為復(fù)雜，為此作如下處理： 壓力由 ，其變化規(guī)律可 近似用一線性函數(shù) P（ t）表示，即 tt