【正文】 故可寫(xiě)出： (222)再把它寫(xiě)成和的函數(shù)形式 (223) ()因此可得如下方程：時(shí) ()時(shí) (226)在上述方程中，可在給定值之后，結(jié)合式(215)，求出值。當(dāng)把己知的代入表中即可插值得到。由于所求的反彎校直曲率是與彈復(fù)曲率相等的，故屬于彈性變形，因此反彎壓下的撓度也屬于彈性變形撓度。小變形原則雖可精確計(jì)算，但受材質(zhì)和校直機(jī)調(diào)定情況的影響比較嚴(yán)重。在原始彎曲嚴(yán)重、材質(zhì)不均和精度要求高等情況下常按大變形原則來(lái)計(jì)算壓下量。從校直原理可知：總彎曲率變化，等于原始曲率與反彎曲率變化之和，用它們的相對(duì)值表示為：。由可知，在較大時(shí)，的波動(dòng)變小，可看出取決于。其中，可由式((217)算出，而的計(jì)算只能近似，但可力求精確。當(dāng)殘留撓度小時(shí)，可能：殘留撓度大時(shí)。當(dāng)時(shí)，殘留彎曲看作彈性極限內(nèi)的彎曲，按彈性理論計(jì)算其撓度值為： (231)這時(shí)壓彎撓度為： (232)此相當(dāng)于小變形原則，前面己詳細(xì)討論過(guò)。在靠近零彎矩點(diǎn)長(zhǎng)度內(nèi)為純彈性彎曲，在其余到中點(diǎn)長(zhǎng)度內(nèi)為彈塑性彎曲，如圖26所示。積分項(xiàng)中代表離開(kāi)零彎矩點(diǎn)x距離處的殘留曲率，當(dāng)代表該處的彎矩時(shí)，可知和為函數(shù)關(guān)系。此時(shí)積分項(xiàng)可寫(xiě)為： (234)鑒于，式(233)中，令，則，此時(shí)壓彎撓度為： (235)由于，上式兩邊除以，可得相對(duì)壓彎撓度： (236)當(dāng)零件為矩形截面時(shí)才有函數(shù)式，即，其它形狀的截面只有關(guān)系式，故只好按該截面的關(guān)系式用梯形法則進(jìn)行數(shù)值積分。于是式(237)的積分內(nèi)容可寫(xiě)成： (238)為了上述原則的需要，應(yīng)對(duì)管材彎曲塑性區(qū)的分布規(guī)律加以明確。如使材料中點(diǎn)受力最大，即達(dá)到極限彈塑性彎矩時(shí)，所以：將此值代入式(237)后，得：在最大載荷情況下，極限彈性彎矩發(fā)生在距材料中點(diǎn)兩側(cè)處其中,下面我們給出零件截面的值及函數(shù)，其他截面的零件比照此公式進(jìn)行推導(dǎo)，計(jì)算。以后將需要驗(yàn)證此模型是否正確，不足之處在那里，可能的誤差原因是什么，能否修正，怎樣修正等。經(jīng)再次測(cè)量后如果工件直線度符合要求則校直機(jī)結(jié)束校直循環(huán)并給出聲光報(bào)警信號(hào)，若直線度仍不合格則繼續(xù)執(zhí)行上述校直循環(huán)過(guò)程。圖32 自動(dòng)校直機(jī)的系統(tǒng)框圖自動(dòng)校直機(jī)主要由加載系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、邏輯控制單元、檢測(cè)單元和輔助單元組成。機(jī)械式加載裝置系統(tǒng)慣性小、響應(yīng)快，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪聲大且加載能力受結(jié)構(gòu)的限制不能太高，一般多應(yīng)用于加載能力范圍在200KN以下的校直機(jī)產(chǎn)品中。液壓傳動(dòng)因?yàn)槭菍?duì)流體介質(zhì)的壓力、流量和流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)，因此操縱很方便。另外，液壓式加載裝置還有易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、液壓元件具有自行潤(rùn)滑功能，因此可靠性和使用壽命較長(zhǎng)。本文討論的是液壓式加載方式的液壓自動(dòng)校直機(jī)。工序復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率和控制精度低下，操作者的技術(shù)熟練程度對(duì)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的穩(wěn)定性都有很大的影響。液壓自動(dòng)校直機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式主要分為兩類：C型框架式和門(mén)型框架式結(jié)構(gòu)。1臺(tái)上定位支承 2工控機(jī)單元 3操作盤(pán) 4工件 5回轉(zhuǎn)頂尖 6C型主機(jī)框架 7液壓泵站圖33 C型液壓自動(dòng)校直機(jī)的總裝結(jié)構(gòu)圖1液壓泵站 2回轉(zhuǎn)頂尖 3液壓閥組 4工控機(jī)單元 5壓頭 6臺(tái)上定位支承架 7門(mén)型主機(jī)框 8操作盤(pán) 9電控柜圖34 門(mén)型液壓自動(dòng)校直機(jī)的總裝結(jié)構(gòu)圖 門(mén)型液壓自動(dòng)校直機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 主機(jī)上橫梁的受力分析1上橫梁 2立柱 3聯(lián)接螺栓 4下橫梁圖36 門(mén)型液壓自動(dòng)校直機(jī)的主機(jī)框架圖如圖36所示，取門(mén)型機(jī)兩側(cè)立柱中心為支點(diǎn)，其力學(xué)模型簡(jiǎn)化可為簡(jiǎn)支梁，由于校直機(jī)的上橫梁承受動(dòng)態(tài)均布載荷，所以將其簡(jiǎn)化為集中載荷力學(xué)模型計(jì)算更偏于安全而且便于計(jì)算。由圖37中圖b所示。其所受剪力、彎矩分布如圖38所示。截面有一個(gè)垂直對(duì)稱軸，其型心必在這一對(duì)稱軸上，并以對(duì)稱軸建立坐標(biāo)系，且有，故有 ，于是形心坐標(biāo)為 (31)式中 ——各單元截面的面積 ——各單元截面的形心坐標(biāo)又有由平移軸公式得 (32)當(dāng)壓頭在中心位置時(shí)，上橫梁在中心軸線位置變形撓度最大，有 (33) (34)當(dāng)壓頭偏離中心位置發(fā)生位移h時(shí)，上橫梁在位置變形撓度最大，設(shè)，則有 (35) (36)查手冊(cè)，取碳剛彈性模量E = ，規(guī)定許用變形撓度 由于主機(jī)框架結(jié)構(gòu)的上橫梁兩端與立柱剛性聯(lián)接，因此可以認(rèn)為兩端面轉(zhuǎn)角，故上橫梁的剛度設(shè)計(jì)只需計(jì)算最大彎曲變形撓度即可。 主機(jī)上橫梁的強(qiáng)度校核查手冊(cè)，材料20鋼，截面500~700時(shí)，屈服強(qiáng)度，取安全系數(shù)n=，上橫梁截面最大應(yīng)力為 (37)式中 ——上橫梁所受最大彎矩 ——計(jì)算截面最外點(diǎn)至形心的距離 ——計(jì)算截面的慣性矩表32上橫梁的截面強(qiáng)度計(jì)算表上橫梁的強(qiáng)度計(jì)算參數(shù)校直機(jī)的載荷應(yīng)力橫梁截面慣性矩橫梁許用強(qiáng)度橫梁最大彎曲強(qiáng)度 10噸 108120由上表可以看出上橫梁強(qiáng)度設(shè)計(jì)是滿足設(shè)計(jì)要求的。 本章小結(jié)本章結(jié)合上一章節(jié)的校直理論分析內(nèi)容，首先對(duì)校直工藝過(guò)程進(jìn)行了設(shè)計(jì)并選擇和合適的機(jī)床類型，然后對(duì)矯直機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析。通過(guò)本章研究計(jì)算可知校直機(jī)安全可靠的完成既定工作。一類為機(jī)械式；一類為液壓式。而液壓裝置的工作比較平穩(wěn)、重量輕、慣性小、反應(yīng)快、易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。當(dāng)液壓控制和電氣控制結(jié)合在一起使用時(shí)，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。液壓元件能自行潤(rùn)滑，因此使用壽命較長(zhǎng)。而且用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。其中，泵站采用結(jié)構(gòu)緊湊的油泵電機(jī)組，變量泵可根據(jù)工作狀況調(diào)節(jié)設(shè)定工作流量和工作壓力，工作噪音低。疊加液控單向閥的作用是防止工作間歇或停機(jī)后，油缸活塞不至于因自身重量而滑落。 校直機(jī)液壓系統(tǒng)的行程控制和壓力控制校直機(jī)對(duì)軸類零件校直過(guò)程中，要求校直機(jī)有快速空程、快速回程等基本動(dòng)作。校直機(jī)的工作循環(huán)如圖42所示。在校直機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，行程控制和壓力控制的區(qū)別主要在于對(duì)液壓缸的控制上，通過(guò)相應(yīng)的液壓控制回路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸行程或者輸出載荷的控制。這個(gè)過(guò)程可以通過(guò)液壓系統(tǒng)的方向控制回路實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)上述功能主要是依靠電磁換向閥的換向來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在壓力控制校直機(jī)的液壓系統(tǒng)中，要求液壓缸在有微小的位移下穩(wěn)定地維持住一定的壓力，也就是穩(wěn)定地輸出一定的載荷，這就要采用保壓回路。常用的保壓回路有以下幾種：，液壓泵仍以較高的壓力(保壓所需壓力)工作，此時(shí)，若采用定量泵則壓力油幾乎全經(jīng)溢流閥流回油箱，系統(tǒng)功率損失大，易發(fā)熱，故只在小功率的系統(tǒng)且保壓時(shí)間較短的場(chǎng)合下才使用；若采用變量泵，在保壓時(shí)泵的壓力較高，但輸出流量幾乎等于零，因而，液壓系統(tǒng)的功率損失小，這種保壓方法能隨泄漏量的變化而自動(dòng)調(diào)整輸出流量，因而其效率也較高。缸壓不足時(shí)，壓力繼電器復(fù)位使泵重新工作。圖43利用蓄能器的保壓回路，其工作原理為：當(dāng)l得電，換向閥右位接入回路，液壓缸上腔壓力上升至電接觸式壓力表的上限值時(shí)，上觸點(diǎn)接電，使電磁鐵l失電，換向閥處于中位，液壓泵卸荷，液壓缸由液控單向閥保壓。當(dāng)壓力達(dá)到上限值時(shí)，上觸點(diǎn)又發(fā)出信號(hào)，使l失電。圖44自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路 校直機(jī)液壓缸主要參數(shù)的確定下面確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)。工作壓力可以根據(jù)校直機(jī)所選用的壓力級(jí)來(lái)參照選取。這兩者都與執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)（指液壓缸的有效工作面積）有關(guān)。討論了最大可控壓力的問(wèn)題，由于液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，在確定了液壓缸的尺寸以后，根據(jù)壓強(qiáng)和壓力之間的關(guān)系，就可以知道液壓系統(tǒng)輸出的壓力值，也就是在校直軸類零件過(guò)程中的載荷大小。壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小設(shè)備的類型而定，還應(yīng)考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件的供應(yīng)情況等的限制。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于固定的、尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選的低一些，行走機(jī)械、重載設(shè)備壓力要選的高一些。已知校直機(jī)最大加載能力F為100kN考慮一定安全系數(shù)和余量，初選F=120kN。本系統(tǒng)的執(zhí)行元件選為單活塞桿且以無(wú)桿腔為工作腔，如圖45所示。 ——缸的工作腔壓力。——無(wú)桿腔的有效面積。D——活塞直徑或缸直徑。缸最大工作力可按以下關(guān)系確定式中 F——缸的外載荷。 ——缸的機(jī)械損失率。將此值代入式(41)，此時(shí)回油腔背壓力暫不考慮，取=0，則有：經(jīng)校直機(jī)受力分析計(jì)算可得，液壓缸的工作壓力選為10MPa，根據(jù)表42可知d=。在選取時(shí)應(yīng)盡量選擇一些標(biāo)準(zhǔn)的、通用的尺寸，避免在生產(chǎn)中還要專門(mén)的設(shè)計(jì)加工。將=125kN代入上式得：表43 常用液壓缸內(nèi)徑D/mm4050638090100110125140160180200220250表44 活塞桿直徑d/mm速比缸徑/mm40506380901001102228354550556334550607080表45 活塞桿直徑d/mm速比缸徑/mm125140160180200220250708090100110125140390100110125140查表選取液壓缸的內(nèi)徑為140mm，活塞桿的直徑為100mm。因此本系統(tǒng)的液壓缸的內(nèi)徑為140mm，活塞桿的直徑為100mm。取安全系數(shù)。同樣，可以驗(yàn)證此時(shí)能滿足活塞最小穩(wěn)定速度要求。 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格?？紤]到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為：式中 ——液壓泵最大工作壓力。 ——進(jìn)油管路的壓力損失，~ ，~。另外考慮到一定的壓力儲(chǔ)備量，并確保的壽命，因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足。在此處取。液壓泵的最大流量應(yīng)為:式中 ——液壓泵的最大流量。通過(guò)本章的研究可知，校直機(jī)液壓系統(tǒng)是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)校直過(guò)程中的校直載荷進(jìn)行控制的。軸類零件校直工藝?yán)碚撝饕芯繉?shí)心軸類零件的自動(dòng)校直工藝，為開(kāi)發(fā)自動(dòng)校直機(jī)提供理論支持。，通過(guò)構(gòu)造校直過(guò)程中的平衡方程，成功地建立了軸類零件校直壓力模型。，通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算，總結(jié)了各種因素對(duì)校直載荷的影響。校直載荷隨著跨度的增大而減小，隨著下壓點(diǎn)的偏移量、軸類零件的截面半徑以及零件材料的屈服極限的增加而增加。，可知控制校直過(guò)程中的載荷更能體現(xiàn)材料彈塑性力學(xué)的非線性關(guān)系，提高校直載荷的計(jì)算和控制的精度。通過(guò)液壓回路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)校直過(guò)程中的校直載荷進(jìn)行控制。本文只對(duì)壓力校直理論進(jìn)行了初步探討，展望未來(lái)，并立足現(xiàn)有的研究，還應(yīng)在以下兩個(gè)方面開(kāi)展研究工作，不斷完善校直工藝。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步豐富壓力控制模型的研究，并將壓力控制模型應(yīng)用到自動(dòng)校直機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)踐中去。***老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、知識(shí)淵博、為人謙和、平易近人。在老師的幫助和關(guān)懷下，我不但學(xué)會(huì)了從事科研的方法和本領(lǐng)，更重要的是學(xué)會(huì)了做人處事的道理。大學(xué)的四年的學(xué)習(xí)生活既將結(jié)束，回首既往，自己一生最寶貴的時(shí)光于這樣的校園之中度過(guò)，心中有不舍，有珍惜，有感激。在這四年的時(shí)間里，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。最后，我要感謝參與我論文評(píng)審和答辯的各位老師，你們?cè)诎倜χ薪o我的論文作了精心修改，給了我一個(gè)審視學(xué)習(xí)成果的機(jī)會(huì)，讓我能夠明確今后的