【正文】 (5)符合系統(tǒng)設(shè)計評價的各個項目，適應(yīng)市場需要。 （ 1）工效實用性 一般用系統(tǒng)總體的技術(shù)指標(biāo)的形式提出，如產(chǎn)量，質(zhì)量，精度等。 （ 3）運行穩(wěn)定性 （ 4）操作宜人性 （ 5）人機(jī)安全性 （ 6）結(jié)構(gòu)工藝性 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足便于制造、施工、加工、裝配、安裝、運輸、維修等工藝要求。 （ 2）可靠性預(yù)測 通過預(yù)測，對新產(chǎn)品設(shè)計的可靠性做出估計，提供方案修改，由此對產(chǎn)品的維修費用和壽命做出估計。 本章小結(jié) 本章為系統(tǒng)設(shè)計的概論，參照了國內(nèi)外壓機(jī)的各參數(shù)和性能簡介總結(jié)出了刨花板熱壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點，為刨花板熱壓機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計做好鋪墊。 本設(shè)計主要設(shè)計的內(nèi)容是機(jī)械部分：研究確定總體布局的型式、機(jī)架結(jié)構(gòu)、液壓缸的結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)等。 （ 2）確保實現(xiàn)既定加工方法所要求的熱壓板之間的相對位置和相對運動。 （ 3）確保熱壓機(jī)具有與所要求的壓機(jī)機(jī)架相適應(yīng)的剛度、抗震性、熱變形及彎曲應(yīng)力。 （ 5）結(jié)構(gòu)簡單，合理可靠，便于加工和裝配。 機(jī)架為保證壓機(jī)在額定壓力和溫度下長期正常地工作，對機(jī)架的基本要求是： （ 1）有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證壓機(jī)受力時的變形量在許可范圍內(nèi)，以及保證成品板厚的尺寸精度。 （ 3）機(jī)架的加工和安裝精度必須滿足整機(jī)裝配的技術(shù)要求和加工制品的工藝要求。應(yīng)避免機(jī)架的局部應(yīng)力集中，防止疲勞損壞。并且應(yīng)有妥善的防蝕措施。普遍采用的框式和柱式機(jī)架。箱式機(jī)架多用于實驗壓機(jī)等小型設(shè)備。 框式機(jī)架主要加工大幅面刨花板，不適于加工彎曲制品和模具類制品；而且無法設(shè)置大直徑的油缸，適于安裝數(shù)量較多而直徑較小的油缸。 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 31 框式機(jī)架 柱式機(jī)架的承載能力高，剛性好；立柱之間空擋較大，便于操作、安裝和維修，而且可采用大直徑的油缸，故可減少缸數(shù)，易于設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。 圖 32 柱式機(jī)架 1. 螺母； ； ； ； ； 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 框式機(jī)架和柱式機(jī)架相比較，其主要優(yōu)點是，不需采用笨重的鍛鋼或鑄鋼件，易于加工安裝，制造費用較低。 本次根據(jù)熱壓板的成品規(guī)格為大幅面的刨花板，不涉及模具及彎曲制品，以及壓機(jī)的壓力和液壓缸的相關(guān)技術(shù)要求。 本次設(shè)計采用的是永久式框架式機(jī)架機(jī)架形式如圖 31。這種結(jié)構(gòu)具有更大的剛性。絕大多數(shù)多層熱壓機(jī)和單層熱壓機(jī)的液壓缸均采用柱塞式液壓缸。 此次設(shè)計采用的是柱塞式液壓缸如圖 33，運動方式采用下壓式壓機(jī)。柱塞表面鍍鉻，以提高耐磨性及耐腐蝕性。缸體內(nèi)壁上部裝 有襯套，以減少缸體內(nèi)壁的磨損，并作為柱塞運動的導(dǎo)向套。此外尚設(shè)有油管接頭，固定螺釘及密封部件。密封環(huán)個數(shù)按工作液壓力而定，一般在 37 間選取。液壓缸的安裝方式采用法蘭支承式，液體壓力的反作用力通過缸法蘭作用在機(jī)架上。 圖 33 液壓缸 熱壓板是熱壓機(jī)的關(guān)鍵部件。在板面尺寸很大時，由幾塊鋼板用電渣焊拼接起來。板內(nèi)按一定要求加工諸多孔道，并借塞堵、堵頭及焊封后形成各種回路，用于通入哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 熱油進(jìn)行加熱，從而供給板坯以足夠的熱量。 在 熱壓板的整個幅面內(nèi)各處溫差，多層熱壓機(jī)不應(yīng)超過 23 攝氏度。溫度過高會產(chǎn)生碳化痕跡；溫度過低，則不能保證在一定壓力下使膠料固化，會降低制品的強(qiáng)度。根據(jù)我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對于多層熱壓機(jī)熱壓板的平面度公差應(yīng)在；平行度公差應(yīng)在 ；壓板的表面粗糙度 Ra 為 。最為主要的是刨花板的壓縮比而定熱壓板的大小。熱壓板較厚，有利于增大熱容量及其強(qiáng)度和剛度，但要加大壓機(jī)的外形尺寸和耗用較多的鋼材。通往熱壓板 內(nèi)熱介質(zhì)的管接頭越少，熱介質(zhì)泄露的可能就越??； 板內(nèi)的孔道應(yīng)保證熱介質(zhì)流動暢通，阻力小，特別是以液體（或熱水和熱油）作熱介質(zhì)時，該點尤為重要； 熱介質(zhì)的進(jìn)出口最好設(shè)在壓機(jī)的背側(cè)，在操作者一側(cè)最好不設(shè)任何管接頭或回水總管，以保證操作者的安全。 圖 34 熱壓板 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 壓機(jī)運動方案 此次設(shè)計壓機(jī)采用下壓式傳動，即液壓缸布置在下橫梁上，柱塞向上運動， 對液壓系統(tǒng)的工作性能的兩項基本要求：施加工作壓力和實現(xiàn)特定的運動。運動要求較簡單，整個工作循環(huán)式上升（閉合）、升高壓、保壓、卸壓、下降（開啟）五個過程。閉合速度快堆工藝和效率均有利，一方面可減小非壓力下的加熱時間，防止板坯表面膠質(zhì)過早固化；另一方面可縮短輔助時間，提高壓機(jī)的生產(chǎn)率。 應(yīng)有一定的保壓時間，其長短隨制品不同而不同。突然降壓，會使制 品中殘余水分因驟然失壓急劇氣化而產(chǎn)生 “鼓泡 ”、分層或脫膠等缺陷，造成廢品。為了減少回程時間，應(yīng)盡可能加快回程速度。 需要提供流量大但壓力不太高的工作液來保證快速閉合，因此要求管徑較大，而且有一個或多個大流量的充排閥。高壓泵的流量可按該工作速度確定。 為了緩慢卸壓，在排液管道中可專 門設(shè)置可控制的慢泄壓閥。 本壓機(jī)采用的是雙缸液壓系統(tǒng)，為了兩缸能同步動作以完成整個壓機(jī)的壓制動作，所以選用以下方案作為壓機(jī)的液壓系統(tǒng)： 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 圖 35 液壓原理圖 此動作過程是由一液壓泵和易調(diào)速泵共同提供壓力，壓機(jī)在閉合階段由兩泵共同提供壓力，閉合后 X1 控制 M1 停止動作；加壓階段由 M2 增加壓力進(jìn)行加壓；一段保壓由 M2進(jìn)行保壓和減壓工作， X2 控制整個動作過程；二段保壓由 M2 進(jìn)行保壓和減壓工作并由Y1 得電失電進(jìn)行流量控制， X3 控制整個動作過程；卸壓張開的過程是由 Y2 得電失電進(jìn)行控制。本章對整個壓機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了分析及設(shè)計。 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 第 4 章 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計計算 液壓缸的設(shè)計和強(qiáng)度計算 由相關(guān)查詢，油缸的簡易結(jié)構(gòu)如圖： 圖 41 主壓力： P= p p——液體工作壓力（ kg/cm2 ） p=240kg/cm2 D——油缸內(nèi)徑（ cm） P——壓機(jī)總壓力（ kg） ? D=42cm d=40cm 液壓缸的壁厚的計算： ???? 2DpY? （ 41） = mm51 5 0*2 **2 4 0 ? ? ——液壓缸壁厚 D——油缸內(nèi)徑 Py ——液壓缸最大的工作壓力 ??? ——缸體材料的許用應(yīng)力 液壓缸長度的確定： 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞寬度之和。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 2030 倍。 缸蓋的厚度的確定： 根據(jù)公式： ? ?? ?02224 3 dD DpDt y ?? ? （ 42） 根據(jù)已知求得： t=38mm t——缸蓋有效厚度 D2 ——缸蓋止口內(nèi)徑 d0 ——缸蓋孔的直徑 導(dǎo)向套長度的確定是根據(jù)缸體臺肩和缸芯直徑確定下來的。 221213DD D???p ???? =1000120xxkg/cm2 （ 43） 1078?? kg/cm2 2）支撐臺肩處強(qiáng)度計算 （ 1）支承臺肩接觸擠壓應(yīng)力：支承臺肩結(jié)構(gòu)見圖 41 圖 42 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 ? ?2322 )2()2( SDSD P ????? ???? （ 44） 式中： P=300000N D2=58cm D3=53cm S=1cm（倒角尺寸） ??? ——許用擠壓應(yīng)力（ N/cm2 ） ??? 1200? N/cm2 ? ?22 )253()258( 3 0 0 0 0 0 ????? ? = N/cm2 ???? （ 2）支承臺肩斷面：從圖 42 可見支承臺肩斷面上的合成應(yīng)力為彎曲應(yīng)力與拉伸應(yīng)力之和。 熱壓機(jī)機(jī)架的設(shè)計強(qiáng)度計算 根據(jù)液壓缸尺寸、兩缸之間的距離和柱塞行程、熱壓板大小、熱壓板之間的開檔大小、液壓系統(tǒng)的工作壓力和壓機(jī)的總壓力以確定壓機(jī)整體的外形尺寸。 框式機(jī)架的強(qiáng)度計算 由于框架上下橫梁部分的剛度對于側(cè)支柱并非無窮大，也就是說側(cè)支柱不再是受純拉力的作用，而是同時受一定的附加彎矩作用、故框架拐角處會產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力，出現(xiàn)局部的應(yīng)力集中，造成側(cè)支柱也產(chǎn)生變形，因此必須對框架的強(qiáng)度和 剛度進(jìn)行計算。為了對機(jī)架進(jìn)行簡化計算，對它的受力情況作如下假定： （ 1）由于機(jī)架具有縱向?qū)ΨQ平面，故以平面框架來代替空間框架； （ 2）作用在上橫梁（框架板上部）的由壓板傳來的力視為均布載荷，通過液壓缸法蘭作用于下橫梁（框架板下部）的力則視為集中載荷（對下頂式壓機(jī)），側(cè)支柱基本不受橫向推力； （ 3）忽略由制造、安裝及溫度變化等原因所引起的附加應(yīng)力； （ 4）壓機(jī)受對稱載荷，即無側(cè)向作用力。 對這種對稱載荷閉式框架的計算彎矩方程： M1 =3223121221311 )1(23 )32(*8 ikiki kRikiRPB ??? ?? （ 49） M2 =3223121121312 )1(23 )32(*8 ikiki kRikiRPB ??? ?? （ 410） 式中： M1 ,M2 ——分別為上下橫梁拐角 1 和 2 處的彎曲力矩； k=L/B； i31 =13II 、 i21 =12II 、 i32 =23II ； R1 、 R2 ——分別為上、下橫梁的載荷系數(shù)； 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 I——慣性矩； B——兩側(cè)柱截面形心的距離； L——上下梁截面形心間的距離； F——框板相應(yīng)截面的面積； W——抗彎截面模數(shù)； 載荷系數(shù) R1 、 R2 隨 著載荷形式而改變。 當(dāng)載荷為均不對稱載荷時，則系數(shù)； R= 2311 ?? ，其中 Bb?? 當(dāng)載荷為四個對稱集中載荷時，則系數(shù)： R=1 22 ?? ? ，其中 BdBc ?? ?? , 。計算和實驗表明，應(yīng)力集中隨拐角處的過渡情況而變化。 增加橫梁的高度，也可以減小拐角處的彎矩，因此可減小其名義應(yīng)力，使應(yīng)力集中在一定程度上得以改善。強(qiáng)度計算時許用應(yīng)力取值較小是為了限制機(jī)架的變形，即增加其剛性。因此，必須將機(jī)架的剛度限制在許用范圍內(nèi)，對其作剛度的校核計算。因此其各點的水平撓度為： 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 ? ? ?????? ??????22211212 )(326 LMMLMMMEIL ????=551 式中： E——材料的彈性模量。根據(jù)載荷形式先分別求出作為簡支梁時的變形量和附加彎矩所產(chǎn)生的變形量，而后求代數(shù)和即得。 本章小結(jié) 本章通過計算校核液壓缸的各參數(shù)和框架各參數(shù)，通過參數(shù)對該設(shè)計進(jìn)行扭矩和撓度分析以及受力分析。 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 結(jié) 論 本文在總結(jié)國內(nèi)外多種數(shù)控雕刻機(jī)的工作原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對刨花板熱壓機(jī)進(jìn)行了設(shè)計，本文的主要工作總結(jié)如下： 。 。 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 致 謝 本課題由 馬慧良 老師提出并親自指導(dǎo)，從設(shè)計資料查詢階段到方案論證、課題完成，一直受到 劉 老師的關(guān)心，在數(shù)次的檢查和交流中，每次都提出了很多寶貴的意見 劉 老師高度負(fù)責(zé)的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度是本課題得以完成的重要前提和保證，在此表示衷心的感謝！ 此外本產(chǎn)品在設(shè)計過程中參考了大量的專利及文獻(xiàn)，在此對這些專利及文獻(xiàn)的作者一并表示感謝。 設(shè)計中存在的不足還請各位老師予以指導(dǎo)幫助，在此表示感謝 ！ 哈爾 濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 參考文獻(xiàn) [1] 南京林業(yè)大學(xué)主編 .木工機(jī)械 ,北京 。中國林業(yè)出版社 [3] 俞新陸主編 .液壓機(jī) ,北京 。中國林業(yè)出版社 [5] 中國林業(yè)科學(xué)院木材工業(yè)研究