【正文】 備上，獲得廣泛運(yùn)用。滾動(dòng)導(dǎo)軌還具有運(yùn)動(dòng)靈敏度好、低速平穩(wěn)性好、定位精度高的特點(diǎn)，滾動(dòng)導(dǎo)軌也能保持良好的精度性、磨損少、壽命長、移動(dòng)輕便；滾動(dòng)體循環(huán)的滾動(dòng)導(dǎo)軌品種較多，已專業(yè)化系列生產(chǎn)，購買安裝便捷等等的特點(diǎn)。 經(jīng)過比較，縱橫行走裝置最終采用四方向等載荷型直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，主要有以上所述特點(diǎn)。 直線導(dǎo)軌的選擇計(jì)算 選定條件 （ 1） 載荷 根據(jù)粗略計(jì)算，導(dǎo)軌上橫向行走部分的總質(zhì)量為 kg200 所以重量 NgmW 202110200 ????? （ 2)行程 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的要求，選定行程 mLs ? (3)往復(fù)次數(shù) 21?n （次 /分） (4)壽命要求 假設(shè)機(jī)器壽命為 5年，則導(dǎo)軌壽命為 L 35000243655 ????L 小時(shí) 假設(shè)安裝 4個(gè)滑塊，要計(jì)算一個(gè)滑塊的負(fù)載 0P ，可用下式 第 5 章 進(jìn)給部分設(shè)計(jì) 30 NWP 5 0 0 042 0 0 040 ??? 同時(shí)由于兩個(gè)滑塊裝在一個(gè)導(dǎo)軌上，因此接觸系數(shù) ?cf 。 選擇方式 （ 1）根據(jù)靜態(tài)安全系數(shù)選型號 swc ffP fC ???00 （ 51） 其中 sf — 靜態(tài)安全系數(shù) wf — 載荷系數(shù) （在無外部沖擊或振動(dòng)、低速時(shí)取 ） 0C — 基本額定靜載荷 現(xiàn)設(shè) 靜態(tài)安全系數(shù) 5?sf cs f PfC 00 ?? （ 52） ?? kgf3086? 在正常運(yùn)行時(shí)一般選取安全系數(shù)為 5，根據(jù)上述情況，選取 SBG35FL 的導(dǎo)軌比較理想。 （ 2）根據(jù)壽命要求選型號 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)壽命 L 計(jì)算公式 kmL ??? 若使用 17500 小時(shí)，則總的移動(dòng)距離為 L 50)( 30 ????? PCf fffL w cHT （ 53） 其中 Tf —— 溫度系數(shù) （由手冊查得當(dāng)導(dǎo)軌的工作溫度小于100 C? 時(shí)，其溫度系數(shù)取 ） Hf —— 硬度系數(shù) （為了使直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)達(dá)到最佳承載能力，需要保持導(dǎo)軌的硬度在 HRC5862，由手冊查得 Hf 為 ） C —— 基本動(dòng)載荷 所以 50)( 30 ????? PCf fffLwcHT 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 50) (9450 3 ????? C 解得 kgfC 3000? 因此，選取 SGB45FL（ kgfC 3800? ） （ 3）復(fù)查 理論上選取 SGB35FL 或上一級似乎比較恰當(dāng)，但考慮到標(biāo)準(zhǔn)壽命，選擇SGB45FL[8]更理想。縱橫行走部分的結(jié)構(gòu)圖如圖 41 所示： 2 151 縱橫行走部分的結(jié)構(gòu)圖 1橫向行走導(dǎo)軌； 2縱向行走導(dǎo)軌 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù) 在本次砂輪切斷機(jī)的設(shè)計(jì)中，切斷裝置和加緊裝置都要通過液壓傳動(dòng)來控制完成各種移動(dòng)。 切割及夾緊裝置通過直線導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，液壓傳動(dòng)有可靠、穩(wěn)定、方第 5 章 進(jìn)給部分設(shè)計(jì) 32 便控制等優(yōu)點(diǎn)，因此采用液壓傳動(dòng)方式，執(zhí)行元件選擇液壓缸。 工況分析 工況分析就是對執(zhí)行元件負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)的分析，也稱為液壓系統(tǒng)的工況分析。即要對每個(gè)液壓執(zhí)行元件在各自工作過程中負(fù)載與速度的變化規(guī)律進(jìn)行探究。 (1)工作載荷：包括切協(xié)力、夾緊力、擠壓力、重力等，其方向與液壓缸運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)為正，相同時(shí)為負(fù)。 橫向行走部分重為 NG 2021? (2)慣性載荷：運(yùn)動(dòng)部件在起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的慣性力，加速為正，減速為負(fù)。 Ntg vGF a 0 0 0 ?????? (3)摩擦負(fù)荷：包括導(dǎo)軌摩擦力fF和密封裝置處的摩擦力sF，導(dǎo)軌摩擦力由前面導(dǎo)軌的計(jì)算可知 NFF f ???? ? （ 4） 背壓負(fù)載 bF 是液壓缸會有路上壓力 bp 所產(chǎn)生的阻力，查表 91 MPP ? (5)液壓缸的最大外載荷 NFFFF afgw 4606030370 ??????? 液壓系統(tǒng)參數(shù)的確定 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) —— 工作壓力和流量，示選擇液壓元件的主要依據(jù)，二系統(tǒng)的工作壓力和流量分別取決于液壓執(zhí)行援建工作壓力、回路上壓力損失和液壓執(zhí)行元件所需流量、回路泄露。所以，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)實(shí)質(zhì)上是確定液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)。 (1)初選液壓缸的工作壓力 執(zhí)行元件工作壓力是確定其結(jié)構(gòu)參數(shù)的重要依據(jù)。工作壓力選得低一些，對液壓系統(tǒng)工作平穩(wěn)性、可靠性和降低噪音等都有利，但是液壓系統(tǒng)和元件的體積、重量就相應(yīng)增大；工作壓力選得過高，雖然液壓元件結(jié)構(gòu)緊湊，但是液壓元四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 件材質(zhì)、制造精度和密封要求都相應(yīng)提 高，制造成本也相應(yīng)增加。執(zhí)行元件的工作壓力一般可根據(jù)負(fù)載進(jìn)行選擇，可以查表 93. 根據(jù)液壓缸的最大外載荷和表 93選擇液壓缸的工作壓力 MPaP ? (2)確定執(zhí)行元件的主要機(jī)構(gòu)參數(shù) 圖（ 15）液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸 由前面的結(jié)論可知，砂輪在上升階段作用在活塞上的力最大即 NFW 460? ，由于機(jī)械效率一般在 ? ?~?m? 之間，所以取液壓缸的機(jī)械效率 ?m? ，則： NFF mW ??? ? 為使液壓缸快進(jìn)和快退的速度相等，選用單出活塞差動(dòng)連接的方式實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，設(shè)液壓缸的二有效面積為 21 AA、 ，且 21 2AA? ，即 Dd ? 根據(jù)平衡力平衡方程有 2211 APFPA ?? 可得 ? ? 26211 cmPP FA ??????? 液壓缸內(nèi)徑 D為： mmAD 1 ???? ?? 由表 mmD 40? 所以 mmDd ???? ，取 d=28mm。 由此計(jì)算出液壓缸的有效工作面積 2221 cmDA ???? ?? 第 5 章 進(jìn)給部分設(shè)計(jì) 34 ? ? ? ? 222222 28404 cmdDA ????? ?? 工進(jìn)時(shí)采用調(diào)速閥調(diào)速，最小穩(wěn)定流量 m in/50m in/ 3m in cmLq ?? 122m inm inm in 2 050 AcmvqA ＜＜???， 經(jīng)驗(yàn)算滿足（ 81）要求 1)確定液壓泵的規(guī)格和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率 (1)計(jì)算液壓泵的最大工作壓力 pP 液壓泵的工作壓力，示根據(jù)執(zhí)行元件的工作性質(zhì)來確定的，若執(zhí)行元件在工作行程終點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)停止時(shí)才需要最大壓力，這時(shí)液壓泵的工作壓力就等于執(zhí)行元件的最大工作壓力。 取： MPaP ??? M P aPPP p ??????? (2)計(jì)算液壓泵的流量 液壓泵的流量Pq按執(zhí)行元件工況圖上最大工作流量和回路的泄露量確定。 ? ?maxqiP Kq ?? 式中 K回油泄漏折算系數(shù) ~?K ；其中取 K= ? ?maxiq? —— 同時(shí)工作的執(zhí)行元件流量之和的最大值 整個(gè)砂輪切斷機(jī)液壓系統(tǒng)總共有三個(gè)液壓缸，但砂輪切斷機(jī)工作時(shí)并不是每個(gè)液壓缸都同時(shí)工作，一般情況下最多有兩個(gè)液壓缸工作，由于要考慮減少成本所以整個(gè)液壓系統(tǒng)采用一個(gè)液壓泵，因此計(jì)算液壓泵時(shí)取兩倍于橫向行走部分液壓缸的流量 即 1)確定液壓泵的規(guī)格：前面計(jì)算的pP僅是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力。系統(tǒng)在工作過程中常常因過度的額定壓力，應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力打出 25%60%。至于液壓泵的 q應(yīng)與系統(tǒng)所需的最大流量相適應(yīng)。 泵的最大工作壓力 根據(jù)泵的最大工作壓力和液壓泵的流量選擇 BBXQ型外嚙合單級齒輪泵，額定四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 壓力為 5MPa。 2)確定電動(dòng)機(jī)功率 由于砂輪切斷機(jī)在工況上的 pt和 qt曲線變化比較平緩，則電動(dòng)機(jī)所需功率為： 取液壓泵的總效率 ?p? ， kwqPPpppp 34 ?????? ?? 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選取功率為 、同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min（ Y90S4） 3)選擇液壓閥： 表 51 液壓閥 液壓泵 BBXQ 溢流閥 DBDH20G 調(diào)速閥 UCF1G014C*11 換向閥 4WE5N510FA 單向閥 T25B 1)選擇基本回路 (1)調(diào)速回路 由于橫向行走板在左右移動(dòng)中均有速度上的要求，所以調(diào)速回路就必須存在，本次設(shè)計(jì)中采用雙單向節(jié)流閥以達(dá)到雙方向均可實(shí)現(xiàn)回油節(jié)流調(diào)速。 (2)換向回路 由于系統(tǒng)工作壓力不高，流量小，為便于通過 PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制故采用電磁換向閥的換向回路。 2）回路合成 對選定的基本回路在合成時(shí)，有必要進(jìn)行整理、修改和歸并。 為了防止工作進(jìn)給時(shí)液壓缸進(jìn)油路、回油路相通，以及為防止機(jī)床停止工作時(shí)系統(tǒng)中的油液回油箱，都需接入單向閥。 綜合分析，將各種回路合理地合成橫向移動(dòng)的液壓系統(tǒng)圖如圖（ 41）所示。 第 5 章 進(jìn)給部分設(shè)計(jì) 36 圖 51 液壓系統(tǒng)原理圖 管道尺寸取決于通過的最大流量和管內(nèi)允許的液體流速，其值可按 式中 q通過油管的流量 v油管中推薦的流速，吸油管取 ～ ， 壓油管取 ～ 5m/s，回油管取 ～ 。 吸油管道 mmvvqd v ~ 4 ????? ?? 取 d=12mm 壓油管道 mmvvqd v ~ 4 ????? ?? 取 d=4mm 回油管道 mmvvqd v ~ 4 ????? ?? 取 d=10mm 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 第 6 章 電氣控制線路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 電氣控制線路的設(shè)計(jì)是在傳動(dòng)形式及控制方案選擇的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是傳動(dòng)形式與控制方案的具體化。 不同要求的電氣控制線路，其控制要求有所不同，根據(jù)具體的用途設(shè)計(jì)所需要的控制線路，但是要遵循一般要求： ，生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，能夠準(zhǔn)確、可靠地進(jìn)行工作。 ，應(yīng)該力求讓控制線路結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)，盡量選用常用而且經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)的線路。 、可靠，擁有必要的保護(hù)裝置以及連鎖環(huán)節(jié)，在操作失誤時(shí)不會發(fā)生重大安全事故。 ，安全可靠，符合使用環(huán)境條件。 、檢查、維修和調(diào)整。 控制電路的設(shè)計(jì)方法 電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法一般情況下有兩種：一種是邏輯設(shè)計(jì)法，另一種是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。 邏輯設(shè)計(jì)法是利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具來設(shè)計(jì)電路控制線路，按照邏輯設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的控制線路結(jié)構(gòu)合理，同時(shí)也可以用于控制線路的簡化，能夠節(jié)省元件的數(shù)量。 把電氣控制線路的接觸器、繼電器等電器元件線圈的通電和斷電、觸頭的閉合和斷開看成邏輯變量，線圈的通電狀態(tài)和觸頭的閉合狀態(tài)設(shè)定為“ 1”態(tài)；線圈的斷電狀態(tài)和觸頭的斷開狀態(tài)設(shè)定為“ 0”態(tài)。根據(jù)工藝要求，將這些邏輯變量關(guān)系表示為邏輯函數(shù)的關(guān)系式，再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)律 ，對邏輯函數(shù)式進(jìn)行簡化，然后由簡化的邏輯函數(shù)式畫出相應(yīng)的電氣原理圖，最后在進(jìn)第 6 章 電氣控制線路設(shè)計(jì) 38 一步檢查、完善，以其得到滿足工藝要求，又經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的最佳設(shè)計(jì)線路。用邏輯函數(shù)來表示控制元件的狀態(tài)，實(shí)質(zhì)上是以觸頭的狀態(tài)作為邏輯變量，通過簡單的“邏輯與”、“邏輯或”，“邏輯非”等基本運(yùn)算，得出其運(yùn)算結(jié)果，此結(jié)果即表明電氣控制線路的結(jié)果。但是當(dāng)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜時(shí)，這種方法就顯得比較煩瑣，工作量很大，而且容易出錯(cuò)。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法首先是從滿足機(jī)械生產(chǎn)工藝的要求出發(fā)，按照電動(dòng)機(jī)的控制方法，利用各種基本的控制環(huán)節(jié)和 常用的控制方法，借鑒典型的控制線路直接進(jìn)行設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)出各個(gè)獨(dú)立的控制線路，然后根據(jù)設(shè)備的工藝要求，把它們綜合地組合成一個(gè)整體來達(dá)到滿足生產(chǎn)需要。這是一種比較簡單設(shè)計(jì)方法，如果遇上比 較復(fù)雜的線路時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，掌握多種典型線路的設(shè)計(jì)資料，繪制大量的線路圖；要加以比較分析，多次地修改簡化，甚至要通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，才能確定出比較合理的設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)具體線路時(shí)，為了示線路設(shè)計(jì)得簡單且準(zhǔn)確可靠，應(yīng)該注意下面幾個(gè)問題。 設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，應(yīng)該考慮各個(gè)元件的實(shí)際位置，盡 可能減少配線時(shí)的連接導(dǎo)線。如圖 61（ a）所示電路示不合理的，因?yàn)榘存I一般是安裝在操作臺上的，而解除器是安裝在電器柜里的，這樣接線就需要由電器柜內(nèi)二次引出連接線到操作臺上，所以一般都將啟動(dòng)按鈕與停止按鈕直接連接，這樣久可以減少一次引出線，如圖 61（ b） 圖 61 電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，由于他們的阻抗不盡相同，造成二個(gè)線圈上的電壓分配不等。即使是二個(gè)同型號線圈，外加電壓是他們的額定電