【導(dǎo)讀】1mm鋼板自動剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)韓強(qiáng)。［摘要］1mm鋼板自動剪切送料機(jī)是料斗車生產(chǎn)過程中高效的送料設(shè)備，可升降。底座是該送料機(jī)的重要組成部分，怎樣實(shí)現(xiàn)底座的自動升降是本設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要課題。本設(shè)計(jì)結(jié)合該送料機(jī)生產(chǎn)過程中的技術(shù)要求主要完成了以下幾項(xiàng)工作：第一，根據(jù)該設(shè)。備的送料特點(diǎn)完成了可升降底座的總體設(shè)計(jì)和裝配圖設(shè)計(jì)；第二，根據(jù)本設(shè)計(jì)中底座的。升降特點(diǎn)完成了剪式液壓升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和自動升降控制系統(tǒng)的設(shè)。人的勞動強(qiáng)度提供了現(xiàn)實(shí)的可能性。螺旋升降機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)及運(yùn)動示意圖..........3. 臺板與舉升臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核....

　　

【正文】 ? s in c o s s in ( ) c o s 02 2 6 2A X A Y B C Yl l l lF F F F? ? ? ? ?? ? ? ? ? 其中4AY WF ?，4CY WF ?，2B PF?, 50868WN? 解得 20856AXFN?? 對 O 點(diǎn)做力分析并列平衡方程如下： co s 0+ s i n 0A X O X BA Y O Y C Y BF F FF F F F ? ?? ? ?? ? ? 解得 =109984OXFN, 60117OYFN? 圖 59 舉升臂 2 受力分析 同 舉升臂 1 分析一樣，對 O 點(diǎn)做力分析并列平衡方程如下： 0XF?? c o s 0DX OX BF F F ?? ? ? 解得 199112DXFN?? 同樣 60117OYFN? 2．計(jì)算 舉升臂 承受的彎矩 由舉升臂 舉升臂 2 的受力情況分別可畫出其彎矩圖，將其受力進(jìn)行轉(zhuǎn)化，畫出彎矩圖 如下。 1mm 鋼板自動剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì) 24 圖 510 舉升臂 1 轉(zhuǎn)化后受力圖及彎矩圖 圖 511 舉升臂 2 轉(zhuǎn)化后受力圖 1mm 鋼板自動剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì) 25 由舉升臂 2 的彎矩圖可看出兩舉升臂均在其中點(diǎn)處出現(xiàn)最大值。這樣可以計(jì)算出舉升臂 2 的最大彎曲應(yīng)力 max? 。由于 max1 max 2MM? ，所以只需計(jì)算舉升臂 2 所受的最大彎曲應(yīng)力 max2? 。舉升臂的橫截面如為矩形 ，并設(shè)其面積為 A bh? 則 m ax 2 m ax 2m ax 2 26MMW bh? ?? 接下來還需要考慮舉升臂的軸向應(yīng)力，由舉升臂 2 的受力情況可畫出其軸力圖如下圖所示。 圖 512 舉升臂 1 軸力圖 圖 513 舉升臂 2 軸力圖 同理經(jīng)分析舉升臂 2 的軸向受力，可以知道舉升臂 2 在其中點(diǎn)處的軸向力最大max 100887FN?? 。所以此時 max2 Fbh? ? 那么綜合以上可以求得舉升臂所受的總應(yīng)力 : m ax 2 m axm ax 2 2 26 + [ ]MFb h b h? ? ? ?? ? ? ?，sn??? 。其中， ? —舉升臂實(shí)際工作應(yīng)力， []? —材料許用應(yīng)力， s? —材料的極限應(yīng)力，對于 45 號鋼，為 340MPa， n —安全系數(shù)，一般為大于 1 的值，這里取 2n? 。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 ? 由此式可以看出彎矩對工作應(yīng)力的影響較軸向力要顯著的多，所以在計(jì)算時應(yīng)以最大彎矩為主要計(jì)算對象。桿 2 所承受的最大工作應(yīng)力。桿 2 的 O 截面擁有最大彎矩，即可以認(rèn)為 O截面擁有最大的工作應(yīng)力。我們按照最大工作應(yīng)力來選取合適的舉升臂截面。將 ? 代入上式 : m ax 2 m axm ax 2 2 226 6 1 4 3 1 3 5 1 0 0 8 8 7+ 1 4 0 . 5 1 7 00 . 0 4 0 . 4 0 . 0 4 0 . 4 2 sM F N M P a M P ab h b h ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???所以這里確定了舉升臂的橫截面尺寸 4 0 4 0 0bh mm mm??。 6 自動升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡介 PLC 控制系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 作為一套自動化升降設(shè)備有一套完善的 PLC 控制系統(tǒng)是十分必要的。根據(jù)本設(shè)計(jì)所要完成的工作，分析得出以下工作步驟：真空吸盤從臺板上吸取一塊鋼板后，臺板所受的壓力減輕，這個信號通過壓力傳感器將信號傳至液壓缸使其升到指定位置并停止 6s，1mm 鋼板自動剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì) 26 在這 6s 內(nèi)真空吸盤完成吸附鋼板并使鋼板脫離臺板。重復(fù)以上的步驟直至臺板上沒有鋼板為止，也即臺板不受壓力此時也是通過在通過壓力傳感器將信號傳至液壓缸使液壓缸下降從而使臺板回復(fù)原來位置，為下一次碼料做準(zhǔn)備。 其中需要的信號有 :每兩次送料間臺板所受壓力的差，液壓缸上升到位，臺板上升到位 。 需要控制的動作有 :舉升裝置上升，舉升 裝置下降。作為自動化的升降裝置，需要設(shè)置開始開關(guān)和停止開關(guān)。 端口分配圖 綜合考慮整個控制過程需要獲得的信號、需要控制的動作以及整個控制系統(tǒng)的所有控制開關(guān)，設(shè)計(jì)出 PLC 控制系統(tǒng)的端口分配圖。 I/0 口分配表 輸入電器 輸入點(diǎn) 輸出電器 輸出點(diǎn) 啟動按鈕（ SB） X0 電機(jī)（真空泵） Y0 停止按鈕（ SB1） X1 液壓馬達(dá) Y1 檢測臺板壓力差（壓力傳感器） X2 驅(qū)動電機(jī) Y2 啟動按鈕（ SB2） X3 液壓缸上升（ 4YA） Y3 檢測臺板壓力差（壓力傳感器） X4 驅(qū)動電機(jī) Y4 啟動按鈕（ SB3） X5 液壓缸下降（ 3YA） Y5 表 61 元件的選擇 國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個方面來考慮：對輸入 /輸出點(diǎn)的選擇，對存儲容量的選擇，對 I/O 響應(yīng)時間的選擇，根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型，對在線和離線編程的選擇，是否聯(lián)網(wǎng)通信選型，對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇。 本次設(shè)計(jì)選用：日本松下點(diǎn)生產(chǎn)的 FPX 系列 PLC。 根據(jù)本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能（剪式液壓升降平臺能夠根據(jù)其平臺上鋼板重量的減輕而上升一定的高度，從而使得碼放在底座上的待加工鋼板的最上層能始終保持在一定的高度位置，使得送料裝置實(shí)現(xiàn)順利送料。）和該升降裝置的自身特點(diǎn)（該升降裝置是以液1mm 鋼板自動剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì) 27 壓系統(tǒng)來提供動力升降過程比較平穩(wěn)而且反應(yīng)敏捷。）可以選擇壓力傳感器來作為自動升降機(jī)的外部傳感器。 常見的壓力傳感器如下圖所示。 圖 61 常用壓力傳感器外形 1mm 鋼板自動剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì) 28 7 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對 1mm 鋼板自動剪切送料機(jī) 可升降底座的設(shè)計(jì)，該可升降底座是通過剪 式液壓升降臺 的升降來實(shí)現(xiàn)底座的升降的，底座的自動升降是通過 PLC 自動控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。 本次設(shè)計(jì)首先是對升降裝置的方案進(jìn)行比較和分析，進(jìn)而確定本次設(shè)計(jì)的升降機(jī)構(gòu)，最終確定了鋼板 自動剪切送料機(jī) 可升降底座的總裝圖。其次是對通過對剪式升降平臺機(jī)構(gòu)位置參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)的簡單分析 ， 同時 結(jié)合具體實(shí)例，對機(jī)構(gòu)中兩種液壓缸布置方式分析比較，最終確定液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵，前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動，而對于實(shí)現(xiàn)單純并且簡單直線及回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，可以采用齒輪式液 壓泵及雙活塞桿液壓缸 從而完成了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 。 再次就是對自動升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，結(jié)合升降的特點(diǎn)和升降的高度從而選擇傳感器等元件。 在設(shè)計(jì)的過程中，系 統(tǒng)主要參數(shù)的計(jì)算最為重要，直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定和性能。最后對剪式升降臺的典型零件如舉升臂和上臺面等的結(jié)構(gòu)材料及尺寸進(jìn)行簡要的受力分析和設(shè)計(jì) ，從而簡單 的 完成 了 液壓升降臺的設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)的鋼板 自動剪切送料機(jī) 的可升降底座主要應(yīng)用在 輕載高速 的升降場合，結(jié)構(gòu)緊湊，容易實(shí)現(xiàn)自動升降，而且特別適合鋼板（板材）送料時的升降。當(dāng)然升降裝置有很多的種類，如螺旋升降裝置，鏈條升降裝置 等，但他們都有各自適用的場合，只有綜合考慮才能使得所選的升降裝置達(dá)到最佳的使用效果。 本次 設(shè)計(jì) 是對我本科期間學(xué)習(xí)的檢驗(yàn)，在這過程中我重新學(xué)習(xí)和鞏固了很多知識，其中包括對液壓與氣壓傳動、可編程控制器、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等基礎(chǔ)課程的鞏固學(xué)習(xí)，同時也使我對相關(guān)軟件的使用更加熟練，如 AutoCAD、 UG 等繪圖軟件。另外在本次設(shè)計(jì)工作中我也懂得了如何與他人合作，如何提高工作效率，也進(jìn)一步提高了自己獨(dú)立思考的能力，使我懂得如何根據(jù)自己的設(shè)計(jì)任務(wù)去查閱相關(guān)資料和檢索相關(guān)文獻(xiàn)，從而搜集大量的有用的參考資料。 由于 自己的學(xué)習(xí)能力有限 ， 整個設(shè)計(jì)還存在一些不足，在實(shí)際應(yīng)用時 要經(jīng)過多次調(diào)整才能達(dá)到預(yù)期效果，望各位老師批評指正。 1mm 鋼板自動剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì) 29 參考文獻(xiàn) [1]夏東劫 ,肖鋒 ,徐建明 ,仇翔 .銅箔 /半固化片卷材剪切機(jī)研究 [J].機(jī)電一體化 ,2021,(第 3 期 )：1214. 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