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機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-簡(jiǎn)易剪板機(jī)設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2024-08-02 05:57本頁(yè)面
  

【正文】 板、工作臺(tái)主要起固定及支撐刀架等零件,以方便人員操作。 此次傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)為 動(dòng)力,通過(guò)液壓系統(tǒng),使得上刀架向下直線運(yùn)[鍵入文字 ] 9 動(dòng),到達(dá)位置裁剪板料,完成剪板任務(wù)。這幾個(gè)部分的連接形式常見的有三種:整體焊接、組合(用榫頭和螺栓來(lái)連接)和組合 —— 焊接(即組合后再焊接)。有的工廠將焊后退火的工作臺(tái)和連接梁先進(jìn)行加工,然后以較少的焊縫和左右立柱焊接。組合的機(jī)架剛性較差,但易于制 造(不需要大型機(jī)床加工)。 圖 32 機(jī)架 剪板機(jī)剪切瞬間作用于機(jī)架上的力有: zyP —— 總剪切力( N) yP —— 壓料力( N) T—— 推力( N);可以考慮 T= zyP N—— 刀架對(duì)機(jī)架導(dǎo)軌的反力( N) 在計(jì)算立柱強(qiáng)度時(shí)應(yīng)考慮最壞的載荷條件,假設(shè)總剪切力全部作用在一個(gè)連桿上,即是每一塊立柱上承受總剪切力。 刀架是剪板機(jī)的重要部件,被剪板料的剪切精度和端口質(zhì)量在很大程度上與刀架以及[鍵入文字 ] 10 機(jī)架上導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)有關(guān),因此應(yīng)該注意刀架的強(qiáng)度和剛度。 整體焊接的直線運(yùn)動(dòng)刀架如果刀架沿垂線運(yùn)動(dòng),一般上刀片只有兩個(gè)刃,如果刀架沿前傾線運(yùn)動(dòng)則刀片可作成四個(gè)刃。 組合 —— 焊接的直線運(yùn)動(dòng)刀架中,水平板和筋板先焊好,然后用螺栓固定到立板上。刀架運(yùn)動(dòng)由偏心軸和連桿獲得,一般都沿前傾運(yùn)動(dòng)。連桿的下端(上端)作用在刀架立板頂端的小偏心軸上。根據(jù)活塞和刀架的連接方式基本山有三種形式: ; ; 。 在進(jìn)行計(jì)算時(shí)可以忽略去剪切角引起的刀片方向的水平分力,因?yàn)榧羟薪潜容^?。ㄋ椒至Φ淖畲笾挡怀^(guò) zhP ) 。刀架產(chǎn)生的撓度和最大應(yīng)力應(yīng)在刀架的中間斷面確定,因?yàn)榇藭r(shí)剪切力產(chǎn)生的彎矩最大。為了實(shí)現(xiàn)斜剪,上刀刃自左至右必須與水平傾斜一個(gè)角度,即上刀片刃口與下刀片刃口之間有一個(gè)夾角 ? ,通常稱為剪切角。整體焊接刀架斷面的計(jì)算如下,先確定斷面對(duì)垂直坐標(biāo)軸和水平坐標(biāo)軸的重心位置以及慣性矩,然后計(jì)算出慣性矩積和斷面慣性主軸的轉(zhuǎn)角。 繞扭矩軸的扭矩由下式求得 ?????? ??? xdy CPLCTM zh)2(210 N由 0P 產(chǎn)生的彎矩 4)( 100 APM PW ? N M 式中 1A —— 刀架寬度 因此 0)( PMW =16229N M 由已經(jīng)得到的彎矩,求得作用在刀架上的彎曲應(yīng)力 00)(1xxpww J lM?? MPa 00)(2yyTww J lM?? MPa 求得 1w? =16MPa 2w? = 查資料得 Q235 刀架的許用應(yīng)力值 ??? 為 60MPa,液壓剪板機(jī) ??? 則為 80MPa。 從底面拖住的托料裝置中,托料擺桿在電磁鐵工作時(shí)處于水平位置,板料就被拖住。 從上面吸住板料的電磁輥裝置中。當(dāng)不需要電磁輥時(shí)可提起拉桿并將插銷旋轉(zhuǎn) 180176???的直徑略大于電磁輥的支撐軸徑,當(dāng)板料局部隆起時(shí)相應(yīng)的電磁輥就被抬起。吸力的值可以根據(jù)板料相接觸的輥?zhàn)訑?shù)量來(lái)確定,如果吸力過(guò)大則可以提起幾組輥?zhàn)?,或者提升支架的一端使局部輥?zhàn)雍桶辶舷嘟佑|。 剪板機(jī)的下刀片都具有四個(gè)刃。刀架沿弧線運(yùn)動(dòng)的剪板機(jī)上刀片只宜有兩個(gè)刃,而且必須將上刀片用螺釘或者墊片調(diào)整為一個(gè)空間 曲面,因此上刀片的長(zhǎng)度盡可能增大以減少接縫數(shù)。 刀片頂面應(yīng)稍低于工作臺(tái)面,偏差為 。 T7A,9CrSi, Cr12P1,Cr12Mo 和 Cr6VP 也可作刀片的材料。 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(rùn)滑脂。 方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)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(lái)實(shí)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。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chǎng)合。其優(yōu)點(diǎn)是沒有溢流損失和節(jié)流損失,效率較高。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)。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。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小,回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合,旁路節(jié)流多用于高速。 節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。開式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,散熱性好,但油箱體積大,容易混入空氣。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(gè)封閉的循環(huán)回路。 經(jīng)過(guò)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(shí),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(jí)或無(wú)級(jí)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。 在有些液壓系統(tǒng)中,有時(shí)需要流量不大的高壓油,這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓,而不用單設(shè)高壓泵。 在系統(tǒng)的某個(gè)局部,工作壓力需低于主油源壓力時(shí),要考慮采用減壓回路來(lái)獲得所需的工作壓力。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng),一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。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(chǎng)合。例如液壓泵無(wú)載啟動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉,建立起正常的工作壓力。 通過(guò)比較,考慮本設(shè)計(jì)動(dòng)作方案為 通過(guò)電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來(lái)控制接續(xù)的動(dòng)作。 整機(jī) 的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系,避免誤動(dòng)作發(fā)生。提高系統(tǒng)的工作效率。 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(shí)能迅速更換,保證主要連續(xù)工作。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。 [鍵入文字 ] 16 考慮到剪板機(jī)工作時(shí)所需的功率,我們可以采用容積調(diào)速方式。即在快速下降時(shí),液壓泵以全流量供油,當(dāng)轉(zhuǎn)換成慢速加壓剪斷時(shí)泵的流量減小在最后 5mm內(nèi),使變量泵減到零。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(wú)桿腔回油路上 設(shè)置一個(gè)內(nèi)控單向順序閥。綜上擬定的剪板機(jī)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(jī)動(dòng)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(shí)現(xiàn)刀架的提升和下降,所以對(duì)流量和速度的要求不高,選用定量泵即可。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油,在無(wú)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(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。 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(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況,可增設(shè)蓄能器做輔助油源。一般泵的入口要裝有粗過(guò)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(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求,還要考慮加熱、冷卻等措施。 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是在某些估計(jì)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(duì)實(shí)際情況對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)性能分析。根據(jù)分析計(jì)算發(fā)現(xiàn)問題,對(duì)某些不合理的設(shè)計(jì)要進(jìn)行重新調(diào)整,或采取其他必要的措施。 根據(jù)技術(shù)要求和已知參數(shù)對(duì)液壓工況負(fù)載進(jìn)行計(jì)算 液壓缸外負(fù) 載力分析計(jì)算結(jié)果 快速下降 啟動(dòng)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(dòng) ?????????? GtvgGGF i 等速 800?? GF 制動(dòng) ?????????? tvgGGFG i 說(shuō)明: (1)由于忽略摩擦力,故快速下降等速時(shí)外負(fù)載力為 0 (2)剪切時(shí)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。 [鍵入文字 ] 18 剪板機(jī)各工況持續(xù)時(shí)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),我們預(yù)選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力為 5Mpa,將液壓缸的無(wú)桿腔作為主工作腔,考慮到液壓缸下行時(shí),上刀架及上刀片自重采用液壓方式平衡,則可計(jì)算出液壓缸無(wú)桿腔的有效面積為 mPFA cm21m a x1 50000 ????? ? 液壓缸內(nèi)徑 mmmAD 1 ????? ?? 按國(guó)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(shí)際有效面積為: cmDA 2221 12 ???? ?? cmdDA 222222 )(4)(4 ?????? ?? 快速下行 啟動(dòng)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(dòng)階段 PaA FPcm 542 ?????? ?? q=0 恒速階段 PaA FPcm 800 542 ?????? ?? m i n/????? 制動(dòng)階段 PaA FPcm 542 ?????? ?? q=0 快速下行(啟動(dòng))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(shí)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 ttP ????? 流量由 ,也可以近似用一線性函數(shù) q(t)表示,即 [鍵入文字 ] 20 )41()( ttq ???? 從而得此階段功率方程 ))(41( ttPqp ???? 令 0???tp ,求得極值點(diǎn) t= 此處最大功率為 wpp )1 1 8 )(1 1 8 ( a x ??????? 在 t=,壓強(qiáng) M P aP ???? 流量 m i n/)( 3 Lscmq ????? 快速回程階段: 啟動(dòng) wPqp 65 ?????? ? 恒速 wPqp 65 ?????? ? 制動(dòng) wPqp 8 65 ?????? ? 活塞的設(shè)計(jì) 活塞有整體式和組合式兩大類。組合式活塞的典型結(jié)
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