【正文】 運動方式和控制系統(tǒng)的選擇 由于 進給 機構(gòu)的 系統(tǒng)要求精度比 較高，對定位的要求 也 比較高，所以我決定采用步進電機自動進給的方式 進行 控制 ，步進電機的控制 方式 采用單片機進行步進控制。 （ 2）密封性能好。 閥類原件及輔助原件的選擇 1． 對液壓閥的基本要求： （ 1）動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。 液壓泵的驅(qū)動功率計算公式： )(10 3 kWQpPpnn??? 式中： np —— 液壓泵的額定壓力， Pa； nQ —— 液壓泵的額定流量， 3m /s； p? —— 液壓泵的總效率，從規(guī)格表中查出； ? —— 轉(zhuǎn)換系數(shù)，一般液壓泵， ? = maxp / Np ；恒功率變量液壓泵， ? =；限壓式變量葉片泵， ? = maxp /Np； maxp —— 液壓泵的實際使用的最大工作壓力， Pa。 液壓缸快速空程時流量 m i n/ 323020 LvDQ v ????????? ??? 液壓缸切斷時的流量 m i n/ 323121 LvDQ v ????????? ??? 液壓缸回程時的流量 10 ? ? ? ? m i n/ 32232222 LvdDQ v ??????????? ??? 活塞桿強度的校核 ： 活塞桿在穩(wěn)定的情工況下，只受軸向推力或拉力，可以近似地用直桿承受拉壓載荷的簡單強度計算公式進行計算： )(41026 M p adFp??? ??? ? p? —— 材料的許用應(yīng)力，無縫鋼管 p? =100~110Mpa，中碳鋼（調(diào)質(zhì)） p? =400Mpa 即 )(4102 5 0 0 04102626 M p adF ?????? ????? 由上式計算可得，活塞桿的強度滿足要求。 液壓缸的設(shè)計計算 圖 液壓缸受力圖 本機構(gòu)采用的是單活塞桿液壓缸，由液壓缸的缸筒內(nèi)徑計算公式 ： )(104 3 mpFD ??? ? F—— 液壓缸的 理論推力， N P—— 供油壓力， Mpa 9 故： mD 240004 3 ????? ?? 液壓缸活塞往復(fù)運動時的速度之比： 2222222112)(44dDDdDDAAvv?????? ??? 其速比 ? 的 取值范圍如下表： 表 公稱壓力 /Map ? 10 ~20 20 ? 、 2 2 則活塞桿直徑 mDd ?????? ?? 根據(jù) 文獻 【４ 】 對活塞缸直徑及活塞桿直徑取整后得： D=50mm， d=25mm。 4 三位四通換向閥此時處于中位，液壓泵流出的油液直接流回油箱。 2 三位四通換向閥此時處于中位，液壓泵流出的油液直接流回 油箱。 刀具做回程運動時，電磁換向閥 1YA 通電，使三位四通換向閥左位接入回路，液 7 壓油由液壓泵輸出，直接到達液壓缸，推動活塞使刀具做回程運動。 刀具切斷工件時，電磁換向閥 2YA 通電，使三位四通換向閥右位接入回路，液壓油由液壓泵輸出，通過單向調(diào)速閥 3 及液控單向閥 4到達液壓缸，推動活塞使刀具向前運動。 （ 7）用液壓傳動來實 現(xiàn)直線運動遠比用機械傳動簡單。 （ 5）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。 （ 3）液壓裝置能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速（調(diào)速范圍可達 2021） ，它還可以在運行的過程中進行調(diào)速。在同等的功率下，液壓裝置的體積和質(zhì)量小，即其規(guī)律密度大，結(jié)構(gòu)緊湊。 5 第 2 章 切斷機液壓系統(tǒng)的擬定 與計算 切斷機的刀具做縱向的直線往復(fù)運動，采用 液壓系統(tǒng)控制。尤其對外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角，整機光潔美觀。 5)國外機型一般采用半開式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤滑．國內(nèi)機型結(jié)構(gòu)有全開、全閉、半開半閉 3 種，潤滑方式有集中稀油潤滑和飛濺潤滑 2種。 2)國外切斷機的機架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過硬，使切斷機在承受過載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過國產(chǎn)機器． 3)國內(nèi)切斷機刀片設(shè)計不合理 ，單螺栓固定，刀片厚度夠薄， 40 型和 50型刀片厚度均為 17mm；而國外都是雙螺栓固定， 25～ 27mm 厚，因此國外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國內(nèi)優(yōu)良。并且加工的速度比較高，工作中機械的摩擦阻力比較低。 本次的設(shè)計是用來切斷塊狀或片狀的固體燃料。 斷 機的概念及應(yīng)用領(lǐng)域 切 斷 機是指利用直線切 斷 刀具對毛坯（待加工工件）進行切 斷 操作，從而得到較高精度的條形零件的 加工設(shè)備。 固體燃料是一種新型燃料，它用一根火柴便可點燃，能加熱食品，引燃蜂窩煤，攜帶方便，很受人們歡迎。與液體燃料或氣體燃料相比，一般固體燃料燃燒較難控制，效率較低，灰分較多。經(jīng)過加工而成的有木炭、焦炭、煤磚、煤球等。大都含有 碳 或 碳氫化合物 。 2 第 1 章 概述 及 特點 固體燃料是 燃料的一大類。 由于所設(shè)計的切 斷 機具有自動進給功 能， 能夠使人在安全的距離內(nèi)操作，使 人身安全得到了很好的保證。 本機器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易保養(yǎng)、維修。 1 引 言 目前，切斷機已經(jīng)在各個行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用， 有關(guān)系到民 生建設(shè)的鋼筋材料的切斷，也有與人們?nèi)粘Ｉ钕嚓P(guān)的水果、蔬菜的切削 。 這次我所設(shè)計的是固體燃料切斷機，該設(shè)計是通過刀具的縱向往復(fù)運動，達到對材料的切斷、 剖 切、切條的加工。 這次所設(shè)計機器的主要特點是： 刀具的 運動 是由液壓 系統(tǒng)控制，能夠保證良好的切削力，同時也能實現(xiàn)刀具的快速運動 ，具有良好的調(diào)速、調(diào)壓 功能 ；工作臺的進給是通過滾珠絲杠由步進電機 所 控制， 能夠達到很高的切 斷 精度。 目前切 斷機 發(fā)展 的方向是： （ 1） 提高效率，降低能耗； （ 2） 提高切削精度； （ 3） 提高設(shè)備的安全性； （ 4） 結(jié)構(gòu)合理，操作方便，自動化程度高。能產(chǎn)生熱能或動力的固態(tài) 可燃物 質(zhì)。天然的有 木材 、泥 煤、褐煤、煙煤、無煙煤、 油 頁巖等。此外，還有一些特殊品種，如固體酒精、固體火箭燃料?？芍苯佑米魅剂希部捎米髦圃煲后w燃料和氣體燃料的原料或化工產(chǎn)品的原料。隨著旅游業(yè)的日益發(fā)展，人們生 活水平的不斷提高，固體燃料無疑會有很大的市場。他可用來對鋼筋、塑料、直板、橡膠等的加工。 3 切斷機原理如圖，毛坯用小液壓機帶動單刃切刀進行切割，由于采用滾動導(dǎo)軌可步進電機進行進給控制，可以有效地提高零件加工的精度。 切 刀毛 坯切 刀毛 坯 藥 片切 刀 圖 毛坯的切斷、 剖切、切條 14 國內(nèi)外切斷機的比較 1)國外切斷機偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機偏心距 24mm，而國內(nèi)一般為 17mm．看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來麻煩，不易管理．因為在由 4 切大料到切小料時，不是換刀墊就是換刀片，有時還需要轉(zhuǎn)換角度。 4)國內(nèi)切斷機每分鐘切斷次數(shù)少．國內(nèi)一般為 28～ 31 次，國外要高出 15～ 20次，最高高出 30 次，工作效率較高。 6)國內(nèi)切斷機外觀質(zhì)量、整 機性能不盡人意；國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。而國內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長，但沒有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過程拼體力、經(jīng)驗，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差 【 15】 。選用液壓傳動具有以下的一些優(yōu)點： （ 1）在同等 的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生更大的動力。 （ 2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)。 （ 4）液壓傳動易于對液體壓力、流量或流動的方向進行調(diào)節(jié)或控制。 （ 6）由于液壓元件已經(jīng)實現(xiàn)了標準化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計、制造和使用都比較方便。 6 1溢流閥 2換向閥 3單向 節(jié)流 閥 4液控單向閥 圖 系統(tǒng)原理圖 該系統(tǒng)確保了在液壓缸不動或僅有微小的位移下穩(wěn)定的維持住壓力，刀具有足夠的時間在空中停留，同時，使液壓執(zhí)行元件獲得所需的高速，縮短機械空程運動時間，提高了系統(tǒng)的工作效率。其中，刀具的運行速度可通過改變 單向 節(jié)流 閥開口的大小來得到實現(xiàn)。 系統(tǒng)動作循環(huán)表如下： 表 系統(tǒng)動作循環(huán)表 動作名稱 電磁鐵狀態(tài) 動作說明 1YA 2YA 1 + 液壓泵工作，油液通過三位四通 換向閥 閥右位流經(jīng)節(jié)流閥，經(jīng)調(diào)速后通過液控單向閥 ，到達液壓缸的上腔，推動活塞桿向下運動 ，液壓缸下腔油液流回油箱。 3 + 液壓泵工作，油液通過三位四通換向閥 左 位到達液壓缸的 下 腔，推動活塞桿 向上做快速回程 運動 ，液壓缸上腔的油液通過液控單向閥 及單向 節(jié)流 閥流回油箱。 表 按負載選執(zhí)行文件的工作壓力 負載 /N ＜ 5000 500 ～10000 10000 ～20210 20210 ～30000 30000 ～50000 ＞ 50000 工作壓力/MPa ≤ ～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 ＞ 5 8 表 按機械類型