板材校平分切自動(dòng)生產(chǎn)線單油缸升降臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì)【含CAD高清圖紙和文檔資料】
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目 錄前言1第一章 設(shè)計(jì)課題的提出及方案的論證21.1課題的提出21.2方案的選擇和確定41.2.1生產(chǎn)線的工藝流程41.2.2幾種方案的提出論證41.2.3方案的確定41.2.4其他說(shuō)明(關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)說(shuō)明)51.3理論分析51.3.1傳送部分的設(shè)計(jì)61.3.2上料段的設(shè)計(jì)7第二章 設(shè)計(jì)的主要參數(shù)計(jì)算和校核112.1電動(dòng)機(jī)功率及減速機(jī)類型、型號(hào)的選擇112.2 相互嚙合的齒輪齒數(shù)、模數(shù)的確定及強(qiáng)度校核112.3鏈傳動(dòng)中鏈、鏈輪的選擇162.4鍵的選擇和強(qiáng)度校核172.4.1齒輪傳動(dòng)中鍵的選擇和強(qiáng)度校核172.4.2鏈傳動(dòng)中滾筒軸鍵選擇及強(qiáng)度校核182.5升降臺(tái)液壓缸有關(guān)計(jì)算192.5.1液壓升降臺(tái)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)原理212.5.2升降臺(tái)液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算232.6液壓缸底部與底座聯(lián)接用銷軸選擇及強(qiáng)度校核282.6.1銷軸的選擇282.6.2強(qiáng)度校核282.7液壓升降平臺(tái)底部與底座聯(lián)接用銷軸選擇及強(qiáng)度校核292.8滾筒架用絲杠的有關(guān)計(jì)算及強(qiáng)度校核30第三章 結(jié)論33天津理工大學(xué)2013屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)前言隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的確立,人民群眾對(duì)各種包裝器材的要求日益提高,各種罐頭類食品,各種涂料都大量利用金屬桶包裝。因此,制桶制罐業(yè)在我國(guó)現(xiàn)階段有很大的發(fā)展?jié)摿ΑH欢壳皣?guó)內(nèi)的制桶制罐業(yè)從原料到設(shè)備都需要大量從國(guó)外進(jìn)口,占用了國(guó)家的大量外匯,客觀上也增加了桶罐制造品的成本。因此,制桶制罐業(yè)實(shí)現(xiàn)全面國(guó)產(chǎn)化,具有相當(dāng)重要的意義及廣闊的市場(chǎng)前景。當(dāng)今機(jī)械制造技術(shù)發(fā)生了重大變革,進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期,擺在我們機(jī)械制造工程技術(shù)人員眼前的一個(gè)重要任務(wù)是如何將我國(guó)的機(jī)械制造技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)相結(jié)合,用較少的投入在短期內(nèi)改變我國(guó)機(jī)械制造業(yè)落后的現(xiàn)狀。我國(guó)現(xiàn)存機(jī)床總量居世界第二位,但大部分機(jī)床都比較陳舊,性能落后,機(jī)床老化嚴(yán)重,而性能先進(jìn)的高、精、尖自動(dòng)化機(jī)床較少,特別是在包裝機(jī)械方面更是少之又少,在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù),對(duì)提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,節(jié)約能源資源及材料消耗,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,改善勞動(dòng)條件和減輕工人勞動(dòng)等方面都顯示了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,因此自動(dòng)化技術(shù)日益獲得廣泛的應(yīng)用,而提高機(jī)床的自動(dòng)化程度,對(duì)現(xiàn)有機(jī)器設(shè)備進(jìn)行設(shè)備更新改造是當(dāng)今面臨的一個(gè)迫切而重大的任務(wù)。目前,武漢鋼鐵廠已經(jīng)加工出了合格的制桶原料-各種規(guī)格的金屬卷板。我們現(xiàn)在要設(shè)計(jì)的是制桶所必需的生產(chǎn)設(shè)備-薄板滾切自動(dòng)生產(chǎn)線。設(shè)計(jì)該生產(chǎn)線我們必須考慮我國(guó)目前機(jī)械工業(yè)發(fā)展的水平及狀況,切不可不符合我國(guó)國(guó)情而一味的追求技術(shù)上的先進(jìn)性,如果這樣該設(shè)備的成本就會(huì)上升而失去了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。我們要從中國(guó)實(shí)際出發(fā),在設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用我們自己生產(chǎn)的各種標(biāo)準(zhǔn)件或是技術(shù)通用產(chǎn)品,當(dāng)然在關(guān)鍵部分也要利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及產(chǎn)品,以保證我們?cè)O(shè)計(jì)的設(shè)備在技術(shù)和價(jià)格上都有競(jìng)爭(zhēng)力。我本次設(shè)計(jì)的為自動(dòng)化程度較高的生產(chǎn)線,屬最初設(shè)計(jì)階段,可參考借鑒的資料較少,現(xiàn)有的生產(chǎn)線更少,給我的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了困難,因此,在設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)許多的問(wèn)題。請(qǐng)各位老師評(píng)指正。第一章 設(shè)計(jì)課題的提出及方案的論證1.1課題的提出隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展更是日新月異。我國(guó)人民的生活水平有了明顯的大幅度提高。我們的課題是薄鐵板滾切自動(dòng)生產(chǎn)線,其主要的功用是將薄鐵板滾切去邊成所需尺寸的半成品。該半成品可應(yīng)用于各種桶裝產(chǎn)品的包裝制桶,以及如洗衣機(jī)內(nèi)缸,熱水器內(nèi)膽。其用途可以說(shuō)是十分廣泛,隨著各類相關(guān)產(chǎn)品的需求量的增大,該生產(chǎn)線的前景良好,前途廣闊。我所負(fù)責(zé)的部分是該生產(chǎn)線的上料部分,該部分要求在前幾部分完成的基礎(chǔ)上將已加工完成的半成品整齊的將之卸下。以前該部分的工作是由人工完成的,工作簡(jiǎn)單但很繁重。為了有效的利用人力資源,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高機(jī)器的效率,我所設(shè)計(jì)的上料部分應(yīng)該是自動(dòng)而不是用人工來(lái)完成的??梢栽诳赡艿姆秶鷥?nèi)減少人力配置,達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)線的要求。當(dāng)今社會(huì),隨著改革開(kāi)放的不斷深入及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)城鄉(xiāng)居民的日常生活水平有了顯著的提高,人們的商品意識(shí)得到了很大提高。各行各業(yè)的商品生產(chǎn)者在不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),逐漸對(duì)那些大而笨的產(chǎn)品包裝失去了興趣,轉(zhuǎn)而需要大量的便于攜帶和存放的、小巧美觀的小包裝,如罐頭、桶裝、盒裝等各種各樣的包裝形式。 這種小巧精美的包裝及干凈,又好看,而且價(jià)格便宜,受人喜愛(ài),非常適用于當(dāng)今時(shí)代的快節(jié)奏生活,其適用范圍必然會(huì)越來(lái)越廣泛,其發(fā)展前景十分廣闊。 由于各種包裝容器的需求量不斷擴(kuò)大,加工制造容器所需要的先進(jìn)機(jī)械設(shè)備取代傳統(tǒng)的人工體力勞動(dòng)已成為包裝制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。如制罐所需要的原材料為卷板材,在制罐前要將卷板材料開(kāi)卷展平,然后剪切成所需要的尺寸,形狀并堆放整齊,為后續(xù)工作做好準(zhǔn)備。傳統(tǒng)的工作方法是將卷材放在一根軸上,然后由工人用手將卷材拉平,直接放在剪板機(jī)上進(jìn)行剪切。由于沒(méi)有校平機(jī)構(gòu),切除的板料成星形且人工進(jìn)給試板料的尺寸無(wú)法保證,特別是在堆放時(shí)無(wú)法擺放整齊,使后續(xù)加工的上料十分困難,且人工勞動(dòng)強(qiáng)度大,體力消耗嚴(yán)重。雖然我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平在改革開(kāi)放后有了很大提高,但這種落后的加工方法在我國(guó)的許多廠家還有大量的使用,特別是一些中小企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),由于資金不足,還在普遍使用,即使在一些大中型企業(yè)所適用的國(guó)產(chǎn)卷料開(kāi)卷上料生產(chǎn)線,其自動(dòng)化程度也不高,效率較低。這使我國(guó)生產(chǎn)的大量合格產(chǎn)品,由于包裝的不合要求,在出口時(shí)蒙受了極大損失。 這樣,就需要我們?cè)O(shè)計(jì)一種操作很簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高,加工精度高,價(jià)格便宜的板料精切自動(dòng)生產(chǎn)線來(lái)適應(yīng)這種社會(huì)要求,它既能節(jié)省人力,又節(jié)省原材料,還由于自動(dòng)化而提高生產(chǎn)率和質(zhì)量,這就是包括開(kāi)卷、上料、鉸平、切斷、上料于一體的板材精密分切面自動(dòng)線。包裝機(jī)械的概況1.包裝機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用包裝機(jī)械是指能完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過(guò)程的機(jī)械,它是現(xiàn)代商品生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的技術(shù)設(shè)備,是包裝工業(yè)重要的組成部分。其應(yīng)用范圍廣泛,如在食品,醫(yī)藥,化工,機(jī)械,電器,紡織等部門均有實(shí)用,其中以食品工業(yè)和化工工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最多,約占50左右,由此可見(jiàn),包裝工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值中占17一2,而包裝機(jī)械在包裝工業(yè)產(chǎn)值中占5左右。我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)起步較晚,1982年包裝工業(yè)總產(chǎn)值僅占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的07,而包裝機(jī)械僅占包裝工業(yè)總產(chǎn)值全部的2左右。包裝是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件,而實(shí)現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機(jī)械。隨著時(shí)代的發(fā)展,技術(shù)的進(jìn)步,包裝機(jī)械在包裝領(lǐng)域中正起著越來(lái)越大的作用,其主要作用有以下幾點(diǎn):(1)可大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率滑臺(tái)式吸塑封口機(jī)機(jī)械包裝比手工包裝快得多,如糖果包裝,手工包糖1min只能包十幾塊,而糖果包裝機(jī)每分鐘可達(dá)數(shù)百塊甚至上千塊,提高效率數(shù)十倍。(2)能有效地保證包裝質(zhì)量機(jī)械包裝可根據(jù)包裝物品的要求,按照需要的形態(tài)、大小,得到規(guī)格一致的包裝物,而手工包裝是無(wú)法保證的。這對(duì)出口商品尤為重要,只有機(jī)械包裝,才能達(dá)到包裝規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化,符合集合包裝的要求。 (3)能實(shí)現(xiàn)手工包裝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的操作有些包裝操作,如真空包裝、充氣包裝、貼體包裝、等壓灌裝等,都是手工包裝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,只能用機(jī)械包裝實(shí)現(xiàn)。(4)可降低勞動(dòng)強(qiáng)度,改善勞動(dòng)條件手工包裝的勞動(dòng)強(qiáng)度很大,如用手工包裝體積大、重量重的產(chǎn)品,既耗體力,又不安全;而對(duì)輕小產(chǎn)品,由于頻率較高,動(dòng)作單調(diào),易使工人得職業(yè)病。折盒機(jī)(5)有利于工人的勞動(dòng)保護(hù)對(duì)于某些嚴(yán)重影響身體健康的產(chǎn)品,如粉塵嚴(yán)重、有毒的產(chǎn)品,有刺激性、放射性的產(chǎn)品,用手工包裝難免危害健康,而機(jī)械包裝則可避免,且能有效地保護(hù)環(huán)境不被污染。(6)可降低包裝成本,節(jié)省貯運(yùn)費(fèi)用對(duì)松散產(chǎn)品,如棉花、煙葉、絲、麻等,采用壓縮包裝機(jī)壓縮打包,可大大縮小體積,從而降低包裝成本。同時(shí)由于體積大為縮小,節(jié)省倉(cāng)容,減少保管費(fèi)用,有利于運(yùn)輸。(7)能可靠地保證產(chǎn)品衛(wèi)生某些產(chǎn)品,如食品、藥品的包裝,根據(jù)衛(wèi)生法是不允許用手工包裝的,因?yàn)闀?huì)污染產(chǎn)品,而機(jī)械包裝避免了人手直接接觸食品、藥品,保證了衛(wèi)生質(zhì)量。(8)可促進(jìn)相關(guān)工業(yè)的發(fā)展包裝機(jī)械是一門綜合性科學(xué),它涉及到材料、工藝、設(shè)備、電子、電器、自動(dòng)控制等多種學(xué)科,要求各相關(guān)學(xué)科同步、協(xié)調(diào)地發(fā)展,任何學(xué)科的問(wèn)題都將影響包裝機(jī)械的整體性能。因此,包裝機(jī)械的發(fā)展將有力地促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的進(jìn)步。另外,為適應(yīng)包裝機(jī)械高速包裝的需要,其相關(guān)的前后工序也勢(shì)必與之適應(yīng),也就推動(dòng)了相關(guān)工序的同步發(fā)展。圖1.1 吸管包裝機(jī)Fig.1.1 Straw packing machine2.國(guó)外包裝機(jī)械的發(fā)展概況歐美工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,如美國(guó),德國(guó),其包裝機(jī)械工業(yè)發(fā)展迅速,歷史悠久,形成獨(dú)立體系,成為機(jī)械制造業(yè)中的重要分支。產(chǎn)品品種齊全,產(chǎn)量高,技術(shù)產(chǎn)品先進(jìn)并形成系列。據(jù)統(tǒng)計(jì),品種已達(dá)1400余種,最早形成行業(yè)的是美國(guó),它已有近55年歷史了目前,世界上享有盛譽(yù)的包裝機(jī)械生產(chǎn)國(guó)家主要是:美國(guó),德國(guó),日本,意大利,瑞典等國(guó)。美國(guó)的包裝機(jī)械產(chǎn)量和品種均居世界首位,其產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的23。日本發(fā)展包裝機(jī)械的歷史雖然不長(zhǎng),但發(fā)展速度卻很快,其產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó),85年總產(chǎn)值為3513億日元,產(chǎn)量近55萬(wàn)臺(tái),居世界第二位。德國(guó)是世界上包裝機(jī)械出口額最大的國(guó)家。各國(guó)包裝機(jī)械制造商規(guī)模不一,歐美多以大中型為主,日本則以中小型為主。盡管各國(guó)包裝機(jī)械生產(chǎn)廠家規(guī)模大小不一,但其專業(yè)化生產(chǎn)程度都比較高,不少公司都有自己別具特色的主導(dǎo)產(chǎn)品,一些較大的公司還以包裝材料為依托,建立包裝材料與包裝機(jī)械中高精尖產(chǎn)品,歐美包裝機(jī)械已形成聯(lián)合生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)。由此可見(jiàn),國(guó)威包裝機(jī)械行業(yè)歷史較長(zhǎng),發(fā)展較快,技術(shù)成熟,而且正向縱深發(fā)展。3.國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械的發(fā)展概況中國(guó)包裝機(jī)械起步較晚,經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,中國(guó)包裝機(jī)械已成為機(jī)械工業(yè)中十大行業(yè)之一,為中國(guó)包裝工業(yè)快速發(fā)展提供了有效的保障,有些包裝機(jī)械填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,已能基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,部分產(chǎn)品還有出口。但在目前,中國(guó)包裝機(jī)械出口額還不足總產(chǎn)值的5%,進(jìn)口額卻與總產(chǎn)值大抵相當(dāng),與發(fā)達(dá)國(guó)家相去甚遠(yuǎn)。中國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)品從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看,中國(guó)包裝機(jī)械品種只有1300多種,配套數(shù)量少,缺少高精度和大型化產(chǎn)產(chǎn)品,不能滿足市場(chǎng)需求:產(chǎn)品質(zhì)量差距表現(xiàn)在產(chǎn)品性能低,穩(wěn)定性和可靠性差、外觀造型不美觀、表面處理粗糙,許多元器件質(zhì)量差,壽命短、可靠性低,影響了整體產(chǎn)品的質(zhì)量;從企業(yè)狀況看,國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械行業(yè)缺少龍頭企業(yè),生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品檔次高的企業(yè)不多;從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)看,中國(guó)還基本停留在測(cè)試仿制階段,自行開(kāi)發(fā)能力弱,缺少科研生產(chǎn)中試基地,科研經(jīng)費(fèi)僅占銷售額的1%,而國(guó)外高達(dá)8-10%。中國(guó)包裝機(jī)械的技術(shù)水平相較于先進(jìn)國(guó)家的整體技術(shù)水平落后20年,在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、性能、質(zhì)量、可靠性、服務(wù)等方面的競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。4.包裝機(jī)械的分類目前,世界各國(guó)對(duì)包裝機(jī)械的分類各不相同,國(guó)內(nèi)尚未制定分類標(biāo)準(zhǔn),參照國(guó)際分類發(fā)并結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況,常將包裝機(jī)械分為兩大類,每類又包為若干小類。即:1直接包裝機(jī)械:填充機(jī),灌裝機(jī),封口機(jī),裹包機(jī),貼體包裝機(jī),收縮包裝機(jī),真空包裝機(jī),充填一封口機(jī),成型一充填一封口機(jī),無(wú)菌包裝機(jī),標(biāo)簽機(jī),清洗機(jī),捆扎機(jī),捆結(jié)機(jī),集裝拆卸機(jī),堆碼機(jī),輔助包裝設(shè)備。2包裝容器制造機(jī)械:包裝材料成型機(jī),塑料薄膜加工機(jī)械,復(fù)合材料加工機(jī)械,發(fā)泡塑料加工機(jī)械等5.當(dāng)前我國(guó)包裝機(jī)械生產(chǎn)及設(shè)計(jì)研究水平分析我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)的制造廠目前大部分為中小型企業(yè),專業(yè)化程度很低,缺乏必要的專用加工設(shè)備集裝用的工裝,檢測(cè)手段不全,調(diào)試力量不足,因此,不少產(chǎn)品的加工質(zhì)量,外觀質(zhì)量,裝配質(zhì)量與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比差距較大,其結(jié)果表現(xiàn)為產(chǎn)品綜合機(jī)械性能差,機(jī)械的壽命、效率、穩(wěn)定性、應(yīng)變能力差,許多企業(yè)不能適應(yīng)包裝機(jī)械小批,多種類,變化快之特點(diǎn)。三化水平是體現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)水平的重要方面,從整個(gè)包裝行業(yè)來(lái)看,嚴(yán)格的講三化工作尚未真正展開(kāi),無(wú)論是產(chǎn)品或零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化均無(wú)明顯體現(xiàn),其水平不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美、日、德等發(fā)達(dá)國(guó)家,與國(guó)內(nèi)機(jī)械工業(yè)整體水平相比也有較大差。1.2方案的選擇和確定1.2.1生產(chǎn)線的工藝流程板材校平分切自動(dòng)生產(chǎn)線上料部分的主要任務(wù)是將未加工的板料送到工作位置。其主要的工藝流程為:板材在機(jī)架上,由傳送裝置傳送到升降臺(tái)上,由液壓缸推著升降臺(tái)使板料向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)板料在升到一定高度之后,由光電傳感器感測(cè)到之后,控制升降平臺(tái),升降平臺(tái)在液壓機(jī)構(gòu)的控制下停止運(yùn)動(dòng)。由真空吸附裝置將每一塊板料吸起,然后在氣動(dòng)系統(tǒng)的控制下該裝置將板料送到夾送機(jī)構(gòu)。此過(guò)程為一個(gè)循環(huán)。該過(guò)程要求自動(dòng)完成,并且能夠和后一個(gè)工序達(dá)到同步。1.2.2幾種方案的提出論證 1.第一個(gè)方案在板料放到升降臺(tái)的時(shí)候,板料堆由傳送裝置送到下一個(gè)工作位置上。現(xiàn)在有兩種方案的提出以供選擇。該工作動(dòng)作可以由夾送輥完成或使用由電機(jī)帶動(dòng)滾筒完成該動(dòng)作。前者可以較好的完成傳送的要求,但是由于在其傳送過(guò)程中存在著一個(gè)向前方向的前沖力,考慮到薄鐵板的厚度一般在1mm以內(nèi),所以,很容易造成薄鐵板由于前沖力而出現(xiàn)卷邊的情況。所以,夾送輥傳送的方案不適合生產(chǎn)的需要。由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾筒的傳送裝置也可以很好的完成傳送的要求。而且,由它完成傳送要求平穩(wěn)安全,不存在薄鐵板損壞的顧慮。所以,我們選擇電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾筒來(lái)作為本自動(dòng)生產(chǎn)線上料部分的傳送裝置。 2.第二個(gè)方案在完成傳送之后,板料堆置在升降平臺(tái)上。升降臺(tái)上升,達(dá)到一定高度后被光電裝置探測(cè)到即停止。此動(dòng)作現(xiàn)在有兩種方案可供選擇:升降平臺(tái)可以由鏈輪機(jī)構(gòu)或由液壓機(jī)構(gòu)控制。這兩種方案都可以較好的完成對(duì)升降平臺(tái)的控制。但是由鏈輪控制存在著故障率高的問(wèn)題。而且,不容易和前面的裝置達(dá)到同步。所以,鏈輪裝置不適合在此部分使用。而液壓裝置不存在這種問(wèn)題,升降比較平穩(wěn),在光電傳感器的配合下,可以很好的完成任務(wù)。因此,在此部分我們選擇用液壓升降平臺(tái)系統(tǒng)。1.2.3方案的確定經(jīng)過(guò)合理的論證,我所設(shè)計(jì)的薄鐵板滾切自動(dòng)生產(chǎn)線的上料部分采用以下方案:首先,板料堆經(jīng)過(guò)傳送裝置(電機(jī)帶動(dòng)的滾筒,滾筒之間有鏈條連接)傳送到升降平臺(tái)上。液壓升降平臺(tái)上升,上升到一定高度的時(shí)候,由光電傳感器測(cè)知,液壓升降平臺(tái)停止,真空吸附裝置吸起每一塊板料,在真空泵的控制下將每一塊板料送到夾送機(jī)構(gòu)。之后,液壓升降平臺(tái)恢復(fù)到原來(lái)的位置,等待下一批板料。這個(gè)過(guò)程為一個(gè)循環(huán)。至此,整個(gè)生產(chǎn)線的上料工作完成一個(gè)單元。此過(guò)程要求盡量達(dá)到平穩(wěn)并且同步。1.2.4其他說(shuō)明(關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)說(shuō)明)1. 滾筒傳動(dòng)滾筒一共有九組,滾筒由電機(jī)帶動(dòng),滾筒之間由鏈條連接。以完成傳送工作。如果用一條鏈條帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng),在鏈傳動(dòng)中不受力的一邊與中間鏈輪會(huì)發(fā)生分離,這樣鏈輪傳動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)偏差。因此,采用下圖方式排布。圖1.2 滾筒的排布方式Fig. 1.2 range of the platens這樣,每個(gè)滾筒以相同速度傳動(dòng),轉(zhuǎn)速相同。2.零件的連接方式薄鐵板滾切自動(dòng)生產(chǎn)線的上料段中零件較多,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,不可能采用鑄造方法,而采用螺紋連接過(guò)于繁瑣,因此,采用焊接方式連接是最經(jīng)濟(jì),最快捷的加工方法。對(duì)一些精度要求不高的不見(jiàn)采用先加工,后焊接的方法。對(duì)于精度要求高的部件采用先焊接后加工的方法。這種方式使下料機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性、堅(jiān)固性都可以得到很高的保證。并且,比較經(jīng)濟(jì),符合我們生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則。1.3理論分析設(shè)計(jì)題目:卷板料開(kāi)卷校平切斷生產(chǎn)線上料及傳遞部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件:1:上料速度、傳遞速度06ms 2:上料應(yīng)保證板料堆放整齊,不整齊不大于3mm 3:板料總量不大于2000kg1.3.1傳送部分的設(shè)計(jì)滾筒傳動(dòng)傳送部分的作用是當(dāng)切斷厚的鋼板在自動(dòng)堆料機(jī)上的高度達(dá)到被現(xiàn)實(shí)自將堆料運(yùn)走傳送部分是沿水平方向運(yùn)用,我采用了滾柱輸送機(jī)。因?yàn)闈L柱輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝及使用方便和工作可靠等優(yōu)點(diǎn),所以它以經(jīng)被廣泛的用于機(jī)械制造廠,冶金廠,輕工設(shè)備等許多部門中的倉(cāng)儲(chǔ)與裝卸運(yùn)輸場(chǎng)所,成為裝卸運(yùn)輸機(jī)械化與自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。目前,傳送裝置的滾筒排列形式有很多種,不同的滾筒排列形式?jīng)Q定了機(jī)器不同的長(zhǎng)度和高度,也決定了滾筒不同的結(jié)構(gòu),同時(shí)決定了機(jī)器不同的速度和操作的便捷性,更是決定了各自不同的傳送性能和全機(jī)的總布局。因此,傳送裝置的滾筒排列形式是反映一臺(tái)傳送機(jī)與眾不同的主要標(biāo)志之一,各制造商一直都致力于研究開(kāi)發(fā)更為先進(jìn)合理的滾筒排列形式。在設(shè)計(jì)中我也考慮了使用帶式輸送機(jī),因?yàn)閹捷斔蜋C(jī)是最簡(jiǎn)單而最廣泛采用的一種連續(xù)輸送機(jī)械,它用來(lái)在水平方向或微斜方向(直至與水平25角為止)內(nèi)運(yùn)送。它具有優(yōu)良的性能,生產(chǎn)率高,工作平穩(wěn),安靜和可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)力消耗量不大及維護(hù)簡(jiǎn)單等,這些都促使帶式輸送機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中而且特別是在運(yùn)載工作機(jī)械化與自動(dòng)化中獲得了廣泛的應(yīng)用。但是帶式輸送機(jī)是用于傳送線路較長(zhǎng)的生產(chǎn)線上,而本生產(chǎn)線正是體現(xiàn)了輕巧靈活的原則,為了使生產(chǎn)線上較短,節(jié)省生產(chǎn)空間縮小輸送距離,降低消耗,因此對(duì)于傳送部分盡量采用較短的輸送機(jī),而滾柱式輸送機(jī)正好滿足了上述要求。此外,帶式輸送機(jī)在帶寬與速度上有一定的關(guān)系,如用帶寬為1000mm的傳送帶,帶速度應(yīng)在2ms左右,而根據(jù)技術(shù)要求傳送的速度要小于lms,若帶速度過(guò)低會(huì)使傳送帶變松而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,不符合傳送的要求。而且,若使用帶式輸送機(jī),由于鋼板與皮帶之間的經(jīng)常摩擦,會(huì)使皮帶嚴(yán)重磨損,由此可見(jiàn),采用滾柱輸送機(jī)為最佳方案。滾柱輸送機(jī)的工作原理是依靠轉(zhuǎn)動(dòng)滾柱與鋼板接觸表面之間的摩擦力來(lái)輸送物品的。圖1.3 滾柱輸送機(jī)的滾柱形狀和布置情形Fig 1.3 lay state and roller shape of roller transportation滾柱輸送機(jī)的滾柱形狀和布置情形可以有多種。如有圓柱形的,圓盤形的,雙圓椎形等,而材料有用鋼管的,有用塑料的,但塑料的耐磨性差。因此根據(jù)實(shí)際需要我所采用的是圓柱形的滾柱。由熱軋無(wú)縫鋼管制成,在鋼管的兩頭有轉(zhuǎn)動(dòng)軸成支撐,滾柱都是水平排列,由于輸送機(jī)的滾柱跨距較大,承重大,而且滾柱本身也具有一定的重量,因此我采用了90000型外球面單列向心球軸承。滾柱輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置有多種形式,如強(qiáng)索牽引式,皮帶牽引式,鏈牽引式。圖1.4 滾柱輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置Fig 1.4 The drive set of roller transportation由于繩索及皮帶式牽引靠繩索或皮帶與滾柱的摩擦來(lái)驅(qū)動(dòng)滾柱,因此容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,導(dǎo)致滾柱的滾動(dòng)時(shí)短時(shí)續(xù),致使鋼板的傳送出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,不符合設(shè)計(jì)要求。因此為了使傳送均勻,消除爬行現(xiàn)象,應(yīng)采用鏈傳動(dòng)。但是由于鏈傳動(dòng)牽引式具有重量大,價(jià)格高,易磨損,效率低等缺點(diǎn),所以對(duì)于傳送長(zhǎng)度很大的場(chǎng)合是不經(jīng)濟(jì)的,因此傳送線的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能的短,該機(jī)構(gòu)采用此下列驅(qū)動(dòng)方式:圖1.5 鏈牽引Fig 1.5 The chain traction此結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊,傳動(dòng)平穩(wěn)的特點(diǎn),若采用有一根鏈條帶動(dòng)所有鏈的形式,則中間的鏈輪由于鏈子的下垂,只有上部于鏈子嚙合,傳動(dòng)不平穩(wěn),并使聯(lián)輪與鏈條發(fā)生脫離。1.3.2上料段的設(shè)計(jì)參數(shù)擬定:尺寸(長(zhǎng)*寬 mm*mm):1200*800板料厚度(mm):不大于lmm積載板料的質(zhì)量:MAX=1000kg 生產(chǎn)節(jié)拍: 2秒鐘生產(chǎn)率: 30片分鐘1.構(gòu)造(組成):本機(jī)用槽鋼體為機(jī)架,終止限制器,液壓升降平臺(tái),機(jī)動(dòng)式傳送滾道,無(wú)驅(qū)動(dòng)滾道組成。目的:先把板料在升降臺(tái)上自動(dòng)地進(jìn)行堆積,然后由傳送帶送至生產(chǎn)線,進(jìn)行下一工序。2.工程過(guò)程:本機(jī)構(gòu)為了防止板料運(yùn)送完了而使升降臺(tái)闖了限位,在前限位板處裝有計(jì)數(shù)裝置和光電傳感器,板料每通過(guò)一次計(jì)一次數(shù),當(dāng)達(dá)到規(guī)定值時(shí),計(jì)數(shù)裝置控制液壓升降平臺(tái)上升一段距離,使打料動(dòng)作得以順利進(jìn)行。當(dāng)計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)所記錄的板料總數(shù)達(dá)到最高限量時(shí),切斷這段上料生產(chǎn)線的工作,由按鈕使升降臺(tái)降到最低點(diǎn),再通過(guò)有驅(qū)動(dòng)裝置的滾柱輸送機(jī)構(gòu)將板料送到儲(chǔ)料升降臺(tái)架上,重復(fù)進(jìn)行上料段工作。3.結(jié)構(gòu)分析: A:液壓升降臺(tái):目前我國(guó)的液壓升降臺(tái)一般分為液壓升降臺(tái)和機(jī)械升降臺(tái)兩種類型:液壓升降臺(tái)主要是油缸斜置結(jié)構(gòu)的剪刀撐式升降臺(tái)以及油缸垂直直項(xiàng)結(jié)構(gòu)的油缸直頂式升降臺(tái),油缸直頂式升降臺(tái)由于其要求基坑深度特別深且油缸太長(zhǎng)、成本高,在國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有廠家生產(chǎn)這種類型的升降臺(tái);國(guó)內(nèi)液壓升降臺(tái)普遍采用剪刀撐式升降臺(tái),這種類型的液壓升降臺(tái)占用基坑淺,是中小型升降臺(tái)優(yōu)先選用的一種驅(qū)動(dòng)形式,但由于其結(jié)構(gòu)上固有的一些原因,特別在大行程要求下受到較大的限制。另外,液壓升降臺(tái)由于受國(guó)產(chǎn)液壓元件可靠性、穩(wěn)定性的限制也影響到該類設(shè)備的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有升降臺(tái)(主要)形式對(duì)照升降臺(tái)類別、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、造價(jià)液壓垂直油缸優(yōu)點(diǎn):1.噪音低;2.設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn);3.容易實(shí)現(xiàn)大范圍調(diào)速;4.設(shè)備要求基坑深;5.安裝精度要求高;缺點(diǎn):1.設(shè)備要求基坑深;2.安裝精度要求高;剪刀撐式優(yōu)點(diǎn):1.噪音低;2設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn);3.設(shè)備要求基坑淺;缺點(diǎn):1.升降臺(tái)臺(tái)面為變速運(yùn)動(dòng);2不易實(shí)現(xiàn)大行程;本機(jī)構(gòu)的升降平臺(tái)采用液壓缸傳動(dòng)而未采用氣壓傳動(dòng)。這充分考慮利用了液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。1:液壓傳動(dòng),傳動(dòng)力大,而氣壓傳動(dòng)的壓力較低,若采用氣壓缸必定會(huì)使缸體結(jié)構(gòu)變大。2:液壓傳動(dòng),系統(tǒng)剛度大,動(dòng)作準(zhǔn)確較機(jī)械傳動(dòng)無(wú)爬行現(xiàn)象,較氣缸能更容易的實(shí)現(xiàn)較均勻的步退動(dòng)作。3:液壓傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定,受載荷變化的影響小。4:液壓柱塞缸可以受很大的變彎矩,柱塞缸具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,其安裝方式采用兩端鉸接,在最低點(diǎn)缸體中心線與水平面成 21。2 度角,這樣是為了減小升降臺(tái)的高度。B:機(jī)動(dòng)軌道:為了降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,我采用的是由驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)滾柱輸送,輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置,我采用的是 XWD-2-1/11 型行星擺線斜輪減速機(jī),該機(jī)是一種應(yīng)用行星傳動(dòng)原理,采用擺線斜齒嚙合,設(shè)計(jì)先進(jìn),結(jié)構(gòu)新穎的減速機(jī)構(gòu),該直聯(lián)型減速給與YA系列改型專用電動(dòng)機(jī)組裝在一起,具有以下特點(diǎn):1:減速比大。2:傳動(dòng)效率高:由于該機(jī)構(gòu)嚙合部位采用了滾動(dòng)嚙合,故效率可達(dá)90以上。3:體積小,重量輕,由于不僅采用了行星傳動(dòng)原理,輸入軸和輸出軸在同軸線上,而且有與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)一體的獨(dú)特之處,因而本機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕的特點(diǎn)。4:故障少,壽命長(zhǎng),本機(jī)主要傳動(dòng)嚙合件使用軸承鋼制造,因此機(jī)械性能好,耐磨性好,再加上采用滾動(dòng)摩擦,故使其故障少,壽命長(zhǎng)。5:運(yùn)轉(zhuǎn)可靠平穩(wěn),本機(jī)傳動(dòng)過(guò)程中為多齒嚙合,所以使之運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),可靠,噪聲小。6:拆裝方便,容易維修,由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,拆裝簡(jiǎn)單,便于維修。7:本機(jī)還具有過(guò)載能力強(qiáng),耐沖擊,慣性力矩小,適用于啟動(dòng)頻繁和使用于正反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。若采用P系列普通交流電機(jī),需配斜齒輪減速機(jī),其結(jié)構(gòu)過(guò)大。C:軸承:在本機(jī)中我大量使用了 9000 型外球面單列向心球軸承(帶頂絲的),它的外圈具有球面外徑,與軸承座的凹球面相配合,具有自動(dòng)調(diào)心功能,對(duì)主軸的制造和安裝精度要求低,適用于撓度大的軸上。該軸承內(nèi)圈比一般軸承寬,供裝置密封和緊頂絲用,安裝拆卸方便,這種軸承在制造時(shí)已裝入適量的潤(rùn)滑脂,安裝前不用再清洗工作中在允許的潤(rùn)滑期內(nèi)不用再加潤(rùn)滑脂。D:軸向卡環(huán):在上料液壓升降臺(tái)的設(shè)計(jì)上,我在連接軸與支撐架的連接處的軸向方向上采用軸向卡環(huán),我再作出這個(gè)選擇是通過(guò)比較得出的。方案 1 : 采用擋銷,成本低廉,容易裝卸。但是承載軸向力小。應(yīng)付突發(fā)能力差。方案 2 : 采用鎖母,承載軸向力能力大。但加工難度大,技術(shù)要求高。在此升降臺(tái)的連接處軸向力小,徑向剪切力大的情況下。可以選擇承在軸向力適中的部件。方案 3 : 采用軸向卡環(huán)可以充分滿足以上的技術(shù)要求。E:銷軸的選擇:由于液壓缸工作時(shí)有角度的變化,為減少銷軸的磨損,在銷軸中心打一個(gè)8孔,以便注油,防磨,所以銷軸選直徑大一些的,保證有足夠的安全系數(shù)選用。40銷軸,長(zhǎng)70,采用45鋼。第二章 設(shè)計(jì)的主要參數(shù)計(jì)算和校核2.1電動(dòng)機(jī)功率及減速機(jī)類型、型號(hào)的選擇考慮到電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾筒,起送料作用,所以電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)選小一些。選用XWD-2-1/11型電動(dòng)機(jī)和行星擺線針輪減速機(jī)。電動(dòng)機(jī)功率.37KW,同步轉(zhuǎn)速1500r/min采用與電動(dòng)機(jī)直接連接減速機(jī),選用2號(hào)機(jī)型,降速比為11,輸出軸轉(zhuǎn)速134r/min滾筒軸結(jié)構(gòu)草圖如下:圖2.1 滾筒軸結(jié)構(gòu)Fig 2.1 roller shafts structure2.2 相互嚙合的齒輪齒數(shù)、模數(shù)的確定及強(qiáng)度校核高速軸轉(zhuǎn)速134r/min,傳動(dòng)比i=1.03傳遞功率P=0.333KW小齒輪采用45鋼 正火 HB=240大齒輪采用45鋼 正火 HB=220齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1 初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩T T=9.55106=9.55106=2.4106Mpa 12齒寬系數(shù)d 由表12.13 取d=1.0Ad值 由表12.16 估計(jì)=150,取Ad=82接觸疲勞極限Hlim 由圖23.17c Hlim1=490MpaHlim2=470MPa初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力HH1=0.9Hlim1=0.9490=441 MPaH2=0.9Hlim2=0.9470=423 MPa初步計(jì)算小齒輪直徑d1d1=Ad 12=82=52.6mm取d1=76mm初步齒寬b b=dd1=1.076=76mm2.校核計(jì)算圓周速度v v=0.53m/s 12齒數(shù)z、模數(shù)m和螺旋角z1=37,z2=iz1=1.0337=38mt=2.054054054由表12.13 取mn=2=arccos=arccos=13.170 12與估計(jì)值接近。使用系數(shù)KA 由表12.9 KA=1.25動(dòng)載系數(shù)KV 由圖12.9 KV=1.24齒間載荷分配系數(shù)KH 由表12.10,先求Ft=631N=10.38N/mm1,取=1Z=螺旋角系數(shù)Z Z=0=0.99接觸最小安全系數(shù)SHmin由表12.14 SHmin=1.05接觸壽命系數(shù)ZN 由圖12.18ZN1=0.94ZN2=0.98許用接觸應(yīng)力HH1=439MPaH2= 438Mpa驗(yàn)算:H=ZEZHZ=189.82.420.78 =317Mpa421 Mpa3.確定傳動(dòng)主要尺寸中心距a a=77.14mm齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)算齒形系數(shù)YfaZv1=z1/cos3=40Zv2=z2/cos3=41由圖12.21Yfa1=2.48Yfa2=2.47應(yīng)力修正系數(shù)Ysa 由圖12.22Ysa1=1.66Ysa2=1.67重合度系數(shù)YY=0.25+0.75/v=0.70螺旋角系數(shù)YY=1-/1200=1-113.170/1200=0.9齒間載荷分配系數(shù)KF由表12.10注計(jì)算得 KF=1.7齒間載荷分布系數(shù)KF由圖12.14b/h=76/2.252=16.8可得 KF=1.38載荷系數(shù)KK=KAKVKFKF=1.251.241.71.38 =3.64彎曲疲勞極限FlimFlim1=164Flim2=153彎曲最小安全系數(shù)SFmin由表12.14SFmin=1.25彎曲壽命系數(shù)YN 由圖12.24YN1=0.94YN2=0.98尺寸系數(shù) 由圖12.25YX=1.0許用彎曲應(yīng)力FF1=123 MPaF2= =120 MPa驗(yàn)算F1=YFa1YSa1YY=2.481.660.70.9=39.2MPaF1F2= YFa2YSa2YY=2.471.670.70.9=39.3MPaF2故有足夠的強(qiáng)度2.3鏈傳動(dòng)中鏈、鏈輪的選擇 鏈傳動(dòng)是一種廣泛應(yīng)用的機(jī)械傳動(dòng)形式, 用鏈作為饒性拉曳元件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多于兩個(gè)鏈輪之間的一種嚙合運(yùn)動(dòng)。這種傳動(dòng)形式不產(chǎn)生滑動(dòng), 不需要太大的張緊力, 效率較高, 是一種較為成熟的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。初定鏈速v3m/s, a=12p選定z1=27,已知i=1 傳動(dòng)功率P=0.32Kw,n1=132.8r/minz2=iz1=127=27鏈條節(jié)數(shù)Lp=2a0/p+()2 6 =212p/p+(27+27)/2+0 =24+27 =51節(jié)選取Lp=52節(jié)計(jì)算功率PcPc=KAp=1.00.32=0.32Kw鏈條節(jié)距pP0Pc/KZKiKaKp P0-特定條件下,單排鏈傳動(dòng)功率KZ-小鏈輪齒數(shù)系數(shù)(表9-4)Ki-傳動(dòng)比系數(shù)(表9-5)Ka-中心距系數(shù)(表9-6)Kp-多排鏈系數(shù)(表9-7)查表kz=1.46, ki=0.82,ka=0.87,kp=1.0故p=00.307Kw根據(jù)p0和n1,由圖9-2查得,選取06B型鏈,節(jié)距p=9.525mm鏈速vv=0.56m/s 6實(shí)際中心距az1=z2=z=27a=()p=()9.525=119.06mm潤(rùn)滑方式的選擇由鏈速v,節(jié)距p,查表選擇人工定期潤(rùn)滑,用毛刷或油壺鏈輪的主要尺寸 16個(gè)Z=27的鏈輪分度圓直徑dd=9.525/sin(1800/27)齒頂圓直徑dadamax=d+1.25p-d1 =82+1.259.525-6.35=87.556mm(其中 d1為滾子直徑查表可得d1=6.35mm)damin=d+(1-)p-d1=82+(1-)9.525-6.35=84.611齒根圓直徑dfdf=d-d1=82-6.35=75.65 2.4鍵的選擇和強(qiáng)度校核2.4.1齒輪傳動(dòng)中鍵的選擇和強(qiáng)度校核減速機(jī)輸出軸與齒輪連接鍵輸出軸直徑為26,考慮到齒輪受力較大,選擇C型平鍵bh=108,L=22mm校核強(qiáng)度p= 8 T=9.55106P/n =9.551060.333/134 =2.4104N.mm p=16.8N/mm2根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),得:p=100N/mm有pp強(qiáng)度足夠2.4.2鏈傳動(dòng)中滾筒軸鍵選擇及強(qiáng)度校核(1) 兩鏈輪,齒輪與滾筒軸連接鍵滾筒軸直徑20,考慮到z=38的齒輪,雙向傳動(dòng),鏈輪同時(shí)受力,故選取大一些的鍵 bh=128,L=32 A型平鍵校核強(qiáng)度 T=9.55106=9.55106=2.3104N.mm 12p=18N/mm2(齒輪、兩鏈輪同時(shí)受力,故取三倍轉(zhuǎn)距)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),得:p=100N/mm有pp強(qiáng)度足夠(2) 單鏈輪滾筒軸平鍵選擇及強(qiáng)度校核滾筒軸直徑20,選用bh=66,L=14 A型平鍵校核強(qiáng)度p=55 N/mm2p=100 N/mm2 7強(qiáng)度足夠(3) 雙鏈輪滾筒軸平鍵選擇及強(qiáng)度校核滾筒軸直徑20,但兩個(gè)鏈輪受力,所以選擇大一些的鍵選取bh=87,L=28mm A型平鍵校核強(qiáng)度p=47 N/mm2p=100 N/mm2強(qiáng)度足夠(4)手輪用平鍵選擇 手輪軸直徑16,選用bh=55,L=14mm考慮手輪為手動(dòng),起動(dòng)力不會(huì)太大,選取F=10Kgf=98NT=Fd=9870=6860N.mmp=47 N/mm2p=100 N/mm2m時(shí),F(xiàn)k=n2EJ/L2細(xì)長(zhǎng)比:l/km時(shí),F(xiàn)k=式中l(wèi)活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度k活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑k=J活塞桿J=A 活塞桿橫截面積m柔性系數(shù),對(duì)鋼取m=85n端點(diǎn)安裝形式系數(shù) 由表31-10可知n=1E材料彈性模數(shù),對(duì)鋼取206Gpaf材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值,對(duì)鋼取490Mpa a系數(shù),對(duì)鋼取1/5103 計(jì)算知l/km,故Fk=代入數(shù)值,得:Fk=2450755N強(qiáng)度校核FkSkF1式中F1活塞桿推力Sk安全系數(shù),取Sk=24Fk438485=153940,強(qiáng)度足夠G缸體和缸底的焊縫強(qiáng)度計(jì)算由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)(液壓和氣動(dòng)部分)=p式中F1液壓缸推力焊接效率,取=0.7p=其中b焊條材料的抗拉強(qiáng)度,b=130N/mm2S安全系數(shù),一般取3.34p=130/4=32.5 N/mm2= = =15.5 N/mm2焊縫有足夠的強(qiáng)度。H缸體與缸蓋螺紋連接計(jì)算由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)合成應(yīng)力:n= p式中p缸筒材料的許用應(yīng)力p= s缸筒材料的屈服極限 S安全系數(shù),取S=1.22.5,一般S=1.75p=720/1.75=411Mpa=9.9 Mpap 強(qiáng)度足夠。I活塞桿危險(xiǎn)斷面合成應(yīng)力n= p式中F2活塞桿拉力d2活塞桿危險(xiǎn)斷面直徑k預(yù)緊系數(shù),k=1.4p缸筒材料的許用應(yīng)力p=,其中s材料的屈服極限 S安全系數(shù),一般取S=1.75p=134.2 MpaF2=(D2-d2)P其中D缸內(nèi)徑d活塞桿直徑P工作壓力F2=(1402-802)25=259181N= =72 Mpa p強(qiáng)度足夠。J活塞桿與活塞肩部壓力的驗(yàn)算由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)c= cp式中0.2活塞桿倒角尺寸d活塞桿直徑d3活塞上的鉆孔直徑p作用于活塞上的工作壓力c活塞上鉆孔的倒角尺寸cp許用壓應(yīng)力cp=0.75s活塞材料選用A3鋼,由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè),得s=235N/mm2cp=0.75235=176.25 N/mm2c=45.37 N/mm2 cp強(qiáng)度足夠。油缸推力的大小是由起升重量決定的, ,考慮到升降臺(tái)自身的重量、摩擦力的影響,油壓管路損失等因素,必須選取合理的安全系數(shù),一般要達(dá)3. 5 以上,對(duì)于效率低的升降臺(tái)及危及人身安全的升降臺(tái),安全系數(shù)要達(dá)56。起升最費(fèi)力點(diǎn)為鉸架板的初始點(diǎn)。升降臺(tái)開(kāi)始上升時(shí)隨著鉸架板仰角的增大所需油缸推力急劇下降,以后變化比較平緩,當(dāng)越過(guò)最低點(diǎn)時(shí)(為39左右時(shí)) ,所需推力又緩緩增加。因此,設(shè)計(jì)升降臺(tái)時(shí)在保證所需幾何參數(shù)的情況下,要盡量加大起始角的角度,最低不能小于6。當(dāng)角超過(guò)39時(shí),所需油缸推力逐漸增大,所以在滿足起升高度的情況下,鉸架板仰角不應(yīng)過(guò)大。最佳仰角的取值范圍為6545。2.6液壓缸底部與底座聯(lián)接用銷軸選擇及強(qiáng)度校核2.6.1銷軸的選擇由于液壓缸工作時(shí)有角度的變化,為減少銷軸的磨損,在銷軸中心打一個(gè) 8孔,以便注油,防磨,所以銷軸選直徑大一些的,保證有足夠的安全系數(shù).選用40銷軸,長(zhǎng)70,采用45鋼.2.6.2強(qiáng)度校核液壓缸推力F=38485N,但是同時(shí)考慮到缸體,活塞,活塞桿等的重量,還有運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦力,估算總受力為45000N.受力分析如下:圖2.6 受力分析Fig 2.6 force analysisF=2TT=F/2=22500N= 6 = =184 N/mm2由簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),s=598 N/mm2= =239.2 N/mm2強(qiáng)度足夠2.7液壓升降平臺(tái)底部與底座聯(lián)接用銷軸選擇及強(qiáng)度校核液壓平臺(tái)受力為1500kgf,選用25銷軸,中心鉆8油析孔受力圖如下:圖2.7 受力分析Fig2.7 force analysisT=F/2=1500/2=750kgf強(qiáng)度校核= = =17 N/mm2強(qiáng)度足夠.2.8滾筒架用絲杠的有關(guān)計(jì)算及強(qiáng)度校核考慮到料重1300kg,還有滾筒架及其他零件總重,估計(jì)總重2000kg.采用整體式螺母1.21.5根據(jù)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)(中冊(cè))查得: d20.8 10式中d2螺紋中徑F軸向載荷Pp許用比壓,查表18-4, Pp=1118Mpa值根據(jù)螺母形式選擇:因?yàn)椴捎谜w式螺母, =1.22.5,取=2d20.8=19.8mm根據(jù)GB784-65,選取d=20,梯形螺紋,p=4mm螺母高度H H=d2=219.8=40mm旋合圈數(shù)nn=10螺紋工作高度hh=0.5p=0.54=2mm工作比壓pp=15.816強(qiáng)度足夠驗(yàn)算自鎖螺紋升角=arctanl =arctan4030螺桿強(qiáng)度=80 N/mm2p=100 N/mm2p螺牙強(qiáng)度螺牙根部寬度bb=0.65p=0.654=2.6mm螺桿剪切強(qiáng)度=p=15.5p=300/2.5=120螺桿彎曲強(qiáng)度B=Bp =Bp=100螺母剪切強(qiáng)度=12p螺母彎曲強(qiáng)度B=27.7Bp=100螺母體強(qiáng)度螺母外徑DD選取p=20MpaD=20mm為增加安全系數(shù),取D=44mm凸緣半徑D1D1選取cp=70MpaD1=47.9mm由于滾筒架較重,螺母受力較大,為保證安全,取D1=60mm凸緣厚度=11.8mm =12mm第三章 結(jié)論這次設(shè)計(jì)板材自動(dòng)剪切生產(chǎn)線,對(duì)于我所設(shè)計(jì)的上料部分來(lái)說(shuō),盡量采用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的可以選擇的材料、器材,并且在老師的組織下參觀了工廠中正在為其他廠
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