【正文】 1mm 鋼板自動(dòng)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. [2]濮良貴 .機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） [M].北京 :高等教育出版社， 2021. [3]修杰 ,李玉蘭 ,徐世許 .送料機(jī)的 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī) ,2021,(第 4期 ):2630. [4]王秀彥 ,蔡勝利 .升降式工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].工業(yè)技術(shù)， 2021年 （ 第 4期 ）： 7595. [5]魏發(fā)孔 .水平驅(qū)動(dòng)剪式升降機(jī)的動(dòng)力性能研究 [J].甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， l999. [6]成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版） [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. [7]陳磊， 繆燕平等 .機(jī)械制造工藝 [M].北京：北京理工大學(xué)出版社， 2021. [8]陳在平，趙相賓 .可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [9]王之櫟，王大康 .機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2021. [10]雷天覺(jué) .新編液壓工程手冊(cè) [M].北京，北京理工大學(xué)出版社， l998 . [11]張宏洲 .剪切機(jī)主要力能參數(shù)的新研究 [J].金屬世界 ,2021,(第 5期 ):111118. [12]郭華 .舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控軟件的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量與控制 [J].2021. 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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??。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。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 ? 由此式可以看出彎矩對(duì)工作應(yīng)力的影響較軸向力要顯著的多，所以在計(jì)算時(shí)應(yīng)以最大彎矩為主要計(jì)算對(duì)象。所以此時(shí) 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??? 。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(lái)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。這樣可以計(jì)算出舉升臂 2 的最大彎曲應(yīng)力 max? 。 1mm 鋼板自動(dòng)剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì) 23 0OM ?? 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(duì) 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(duì) 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。其受力分析如圖所 示。 舉升臂的 強(qiáng)度校核、 材料及結(jié)構(gòu)尺寸 的確定 首先定義每根桿的名稱編號(hào)，如圖 所示。 圖 56 舉升臂三維圖 1mm 鋼板自動(dòng)剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì) 22 舉升臂是由兩個(gè)桿通過(guò)連接桿焊接連接而成，一方面能滿足舉升臂的強(qiáng)度要求，另一方面能夠保證舉升臂的寬度要求。對(duì)其設(shè)計(jì)的成功與否關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)工作的成敗，選材 45 號(hào)鋼，熱軋鋼板。在臺(tái)板底部合適的位置也采用焊接工藝將耳座（用來(lái)連接支撐叉桿）焊接在其上。需要說(shuō)明的是臺(tái)板并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的鋼板，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到鋼板的重量和臺(tái)板的自重 如圖可將臺(tái)板設(shè)計(jì)成空心的，也即采用鋼板焊接得到。 圖 55 臺(tái)板三維圖 根據(jù)上面鋼板的尺寸參數(shù)，確定臺(tái)板的長(zhǎng)度為 ，寬度 材料采用熱軋鋼板。需要說(shuō)明的是臺(tái)板并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的鋼板，而是在下面有滑道，因?yàn)樯蹬_(tái)舉升臂上有滾輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，使升降臺(tái)完成舉升和回落動(dòng)作。 1mm 鋼板自動(dòng)剪切送料機(jī)可升降底座的設(shè)計(jì) 21 臺(tái)板與舉升臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 和校核 臺(tái)板與舉升臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 臺(tái)板位于升降臺(tái)的最上部，是支撐件的組成部分。我們按照最大工作應(yīng)力來(lái)選取合適的底座截面。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 ? ， 由此式可以看出彎矩對(duì)工作應(yīng)力的影響較軸向力要顯著的多，所以在計(jì)算時(shí)應(yīng)以最大彎矩為主要計(jì)算對(duì)象。 圖 54 底座截面圖 那么可以求得底座所受的應(yīng)力 m axm ax 2 26 []Mbh? ? ?? ? ?， sn??? 。 圖 52 底座受力分析簡(jiǎn)圖 由上圖可畫出彎矩圖并可求出最大彎矩 。根據(jù)鋼板尺寸和需要其實(shí)現(xiàn)的功能可將底座設(shè)計(jì)成如下圖所示 （二維零件圖見(jiàn)附錄圖 1）。因舉升機(jī)經(jīng)常啟動(dòng)，制動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過(guò)載能力大，因此選用 YZR 系列三相異步電動(dòng)機(jī)是符合要求的，在電動(dòng)機(jī)與液壓泵之間采用帶輪傳動(dòng)，改變傳動(dòng)比，就可以滿足 液壓泵要求的轉(zhuǎn)速。故可據(jù)此選擇合適的電機(jī)型號(hào)。 合理選擇電動(dòng)機(jī)功率的基本要求：在給定的工作條件和額定參數(shù)下，在額定載荷下工作時(shí)可靠的起動(dòng)（即起動(dòng)時(shí)間合理）并在最大工作載荷作用下具有足夠的過(guò)載能力（工作中不發(fā)生停車現(xiàn)象）。起升電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)是：起重時(shí)慣性載荷較小，所需的加速轉(zhuǎn)矩很小，只有滿載穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)矩的 10%～ 20%，而電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩通常為額定轉(zhuǎn)矩的 ～ 倍，使得起動(dòng)時(shí)間短，電動(dòng)機(jī)處于斷續(xù)周期工作制。在舉升機(jī)構(gòu)中，一般采用三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，其工作電壓為 380 V 或 220V。但存在設(shè)備費(fèi)用高、體積大和需要專用的供電電源等缺點(diǎn)。 電動(dòng)機(jī)的選擇 我國(guó)舉升機(jī)構(gòu)廣泛采用直流電動(dòng)機(jī)或交流電動(dòng)機(jī)。當(dāng)液壓缸 13 活塞到達(dá)其行程上端，行程開(kāi)關(guān) 15 接通時(shí)，YAS 和 YA2 同時(shí)失電，閥 6 回到中位，閥 11 恢復(fù)下位，液控單向閥 12 關(guān)閉，補(bǔ)油結(jié)束。反之，若缸 14 活塞首先到達(dá)行程的最高點(diǎn)，而缸 13 活塞還未到達(dá)時(shí)，行程開(kāi)關(guān) 16 導(dǎo)通但 15 仍處于斷開(kāi)狀態(tài)，電磁閥YA 5 得電，其上位工作，壓力油通過(guò)閥 11 通至液控單向閥 12 的控制曰，將單向閥 12打開(kāi)。當(dāng)換向閥 6 左位工作油缸 13 和 14 的活塞在液壓油的驅(qū)動(dòng)下同時(shí)上升，假若兩活塞完全同步，同時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)，兩行程開(kāi)關(guān)同時(shí)接通，補(bǔ)油回路不工作。 補(bǔ)油回路由 2 個(gè)二位二通電磁閥 10 和 11,液控單向閥 12 溢流閥 7 及行程開(kāi)關(guān) 15和 16 組成。當(dāng) YA2 和 YA 3 都不得電時(shí)，換向閥 6 處于中位，此時(shí)，油缸 13 和 14 的活塞位置被鎖定