石油管接頭螺紋保護(hù)帽旋壓加工專用裝備設(shè)計(jì)
石油管接頭螺紋保護(hù)帽旋壓加工專用裝備設(shè)計(jì),石油,管接頭,螺紋,羅紋,保護(hù),維護(hù),帽旋壓,加工,專用,裝備,設(shè)備,設(shè)計(jì)
沈陽(yáng)理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 石油管接頭螺紋保護(hù)帽旋壓加工專用裝備設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師: 題目來源: 專業(yè)名稱: 設(shè)計(jì)時(shí)間: 班 級(jí): 答辯時(shí)間: 沈陽(yáng)理工大學(xué)機(jī)械制造系摘要本次設(shè)計(jì)題目是石油管螺紋保護(hù)帽旋壓專用設(shè)備設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過程中,老師要求我們運(yùn)用機(jī)電液的知識(shí)完成,設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括,旋壓機(jī)床總體設(shè)計(jì)、尾頂?shù)脑O(shè)計(jì)、旋壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電氣系統(tǒng)及PLC的設(shè)計(jì)。在機(jī)械結(jié)構(gòu)中主要是主軸箱的傳動(dòng)設(shè)計(jì),根據(jù)以給定的條件主軸轉(zhuǎn)速來設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)能夠。同時(shí)要考慮到制動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)。主傳動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)包括公比的選擇、傳動(dòng)副、級(jí)比指數(shù)、齒數(shù)的確定等等。旋壓進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),旋壓進(jìn)給機(jī)構(gòu)主要通過查冷沖壓工藝手冊(cè)確定旋壓力,設(shè)計(jì)相應(yīng)機(jī)構(gòu),選擇液壓缸,同時(shí)也要考慮到與機(jī)床相關(guān)部位的空間位置關(guān)系及自身的強(qiáng)度。尾頂機(jī)構(gòu)是通過計(jì)算旋壓加工時(shí)零件的厚度、加工的形式、以及加工的條件來確定尾頂所需要的力量,同時(shí)選擇相應(yīng)的液壓缸、彈簧等。床身及底座主要考慮各個(gè)部位之間的聯(lián)系,機(jī)床加工方向選用45度角向上加工主要是為了加強(qiáng)道軌的支撐剛度。液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要為明確設(shè)計(jì)要求,制定基本方案,繪制液壓系統(tǒng)圖,并且確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù),液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)包括載荷的組成和計(jì)算,液壓缸的主要結(jié)構(gòu)及安裝尺寸,對(duì)其它液壓控制元件輔助元件的選擇電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)即利用傳感器接收信號(hào),PLC對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算并輸出控制信號(hào)。PLC控制系統(tǒng)用西門子S7-200編寫。關(guān)鍵詞:主軸箱、旋壓、尾頂、傳感器、PLC。AbstractDesign topic whether petroleum pipeline whorl protect cap-like cover fasten and press special-purpose device design this time, in the course of designing, the teacher requires us to use the knowledge of the electromechanical liquid to finish, the content designed mainly includes, is it keep lathe overall design , design that tail carry , is it keep design , main design , electric system and design of PLC of transmission , design of organization and control system of hydraulic pressure to fasten to fasten. Design transmission , main shaft of case mainly among mechanical structure, according to with give condition main shaft rotational speed definitely is it design mainly transmission can to come. . Tail carry organization through is it is it press thickness of part when processing to fasten to calculate , form that process , and terms that process is it confirm strength that tails carrying need to come, choose corresponding hydraulic pressure jar , spring ,etc. at the same time . Lathe bed and base consider connection of each position mainly, machine tooling direction select for use 45 horn it processes to be for strengthen dishes of support rigidity of rail mainly upwards. Hydraulic pressure control system design content mainly for designing requirement of defining, draw the systematic picture of the hydraulic pressure , and confirm the main parameter of the hydraulic pressure system, main parameter including loaded composition and calculate , hydraulic pressure of system, main structure and size of installing , hydraulic pressure of jar, control to other hydraulic pressure component auxiliary choice electric design of system of component utilize the sensor to receive the signal promptly, PLC analyses that calculates and exports the control signal to the signal that is gathered . PLC control system is written with Siemens S7-200. Keyword:Main shaft case、fastenning pressing 、end carrying 、sensor、PLC.前 言此次畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù)學(xué)校和老師的要求要運(yùn)用機(jī)械、電子、及液壓等多方面知識(shí)來完成,機(jī)電液一體化。機(jī)電液一體化是機(jī)械工業(yè)的發(fā)展方向,是機(jī)械與微電子以及液壓技術(shù)的新型交叉科學(xué)。所謂一體化“一體化”并不是機(jī)械技術(shù)電子技術(shù)和液壓技術(shù)的簡(jiǎn)單組合。二是互相取長(zhǎng)補(bǔ)短、有機(jī)結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)成的最佳化。隨著,各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、液壓技術(shù)的互相滲透也來也多,也來越快。機(jī)電液有機(jī)的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)機(jī)電業(yè)一體化的短小、輕、薄、和智能化。本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是,以機(jī)械為主、以液壓為動(dòng)力部分。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),全國(guó)高教機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)第三次會(huì)議記要指出,“畢業(yè)設(shè)計(jì)題目應(yīng)該以產(chǎn)品(或工程)設(shè)計(jì)類題目為主,尤其要鼓勵(lì)去工廠從高真實(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)”。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,學(xué)生可以得到所學(xué)過的理論基礎(chǔ),技術(shù)基礎(chǔ),專業(yè)課全面的訓(xùn)練,為將來做好機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的工作,提供全面的鍛煉機(jī)會(huì)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我在計(jì)算,制圖,公差與技術(shù)測(cè)量,機(jī)械原理,機(jī)械設(shè)計(jì),金屬材料與熱處理,機(jī)械制造工藝方面的知識(shí)都受到全面的綜合訓(xùn)練,在機(jī)電液的結(jié)合方面使我受益匪淺。特別是許老師在工作中對(duì)我的耐心輔導(dǎo),他對(duì)學(xué)生強(qiáng)烈的責(zé)任感和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,無不給我以深刻的影響。由于類似的大型課題第一次接觸,經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫娴那啡?,錯(cuò)誤之處一定存在,懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。目錄摘要 1Abstract 2前言 3第1 章 旋壓機(jī)床的總體設(shè)計(jì)11.1被加工零件方案設(shè)計(jì)分析旋壓設(shè)備概述11.2 旋壓設(shè)備概述11.3旋壓機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求11.4 旋壓機(jī)床設(shè)計(jì)步驟 21.5 旋壓機(jī)床的總體布局 3第2 章軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 42.1主軸參數(shù)的選擇與計(jì)算42.2 選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力52.2 主軸的校核5第3 章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)73.1 主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)73.1.1主軸轉(zhuǎn)速的確定73.1.2公比,變速范圍Rn和級(jí)數(shù)Z的確定73.1.3 選擇結(jié)構(gòu)式73.1.4確定是否需要增加降速定比傳動(dòng)副83.1.5分配各變速組的最小傳動(dòng)比,擬訂轉(zhuǎn)速圖83.1.6齒輪齒數(shù)的確定93.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)93.3 摩擦式電磁離合器布置103.4 直齒圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算113.4.1 名義載荷113.4.2 計(jì)算載荷113.4.3 直齒圓柱齒輪受力分析123.4.4 直齒圓柱齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算12第4 章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)144.1 旋輪座144.2旋壓力的計(jì)算 144.3旋壓頭 15第5章 尾頂?shù)脑O(shè)計(jì)165.1 尾座的要求165.2 尾頂力的計(jì)算165.3 尾頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17第6章 支撐部件導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)186.1 設(shè)計(jì)原則186.2 床身的設(shè)計(jì)186.3 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)196.4 導(dǎo)軌材料與熱處理196.5導(dǎo)軌的技術(shù)要求 19第7章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 217.1液壓力的計(jì)算 217.2確定液壓元件主要參數(shù) 247.3確定液壓系統(tǒng)方案及擬訂液壓系統(tǒng)原理圖267.4將液壓回路綜合成液壓系統(tǒng)277.5液壓輔助元件 277.6 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 28第8章 機(jī)床電路設(shè)計(jì) 308.1電氣控制部件介紹 308.2控制過程分析和設(shè)備的選用328.3 PLC編程34結(jié)論35致謝36參 考 文 獻(xiàn) 37- 4 -沈陽(yáng)理工大學(xué)機(jī)械制造系第一章 旋壓機(jī)床的總體設(shè)計(jì)1.1被加工零件方案設(shè)計(jì)分析本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的課題是石油管接頭螺紋保護(hù)帽旋壓加工專用設(shè)備設(shè)計(jì),指定的被加工零件為石油管接頭螺紋保護(hù)帽,零件圖見圖。工件的材料為鋼,被加工的部位是管件中部,要求加工成向內(nèi)凹進(jìn)一段,年生產(chǎn)率為50萬件。由于其表面粗糙度要求不高,因此旋壓機(jī)床的控制精度不高。1. 2旋壓設(shè)備概述金屬旋壓中普通旋壓是我國(guó)一項(xiàng)發(fā)明,并是具有悠久歷史的工藝技術(shù),而強(qiáng)力旋壓確是本世紀(jì)五十年代以后國(guó)外在此基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來的。這種成型技術(shù)具有變形條件好、制品性能高、尺寸公差小、材料利用率高、制品范圍廣、可制成整體無縫空心回轉(zhuǎn)體零件等優(yōu)點(diǎn)。他已經(jīng)在各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的工業(yè)部門中顯示出其先進(jìn)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。值得指出的是,旋壓技術(shù)和設(shè)備成功的應(yīng)用,不僅促進(jìn)了航空、火箭、導(dǎo)彈、和人造衛(wèi)星等尖端技術(shù)的發(fā)展,而且在常規(guī)兵器、化工、冶金、機(jī)械制造、電子以及輕工民用等工業(yè)部門中,一種量大面廣的技術(shù)裝備和產(chǎn)品。也就是說,他已作為一項(xiàng)新技術(shù)與傳統(tǒng)工藝方法并行地發(fā)展著,并且已形成近代金屬壓力加工的新領(lǐng)域。1.3旋壓機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求旋壓是一種綜合了鍛造、擠壓、拉伸、彎曲、環(huán)軋和滾壓等工藝特點(diǎn)的先進(jìn)工藝。這種工藝分為普通旋壓和強(qiáng)力旋壓(或變薄旋壓),統(tǒng)稱為“旋壓”旋壓加工用的機(jī)械設(shè)備,稱為“旋壓機(jī)”或“旋壓機(jī)床”將其畫如金屬壓力加工設(shè)備中。評(píng)價(jià)評(píng)加旋壓機(jī)床性能的優(yōu)劣,主要是根據(jù)下述的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來判斷的,這些指標(biāo)也就是設(shè)計(jì)機(jī)床是要達(dá)到的具體要求。一 工藝的可能性機(jī)床的工藝可能性是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。大致包括下列內(nèi)容:(1)在機(jī)床上可以完成的工序種類;(2)加工零件的類型、材料和尺寸范圍;(3)毛坯的種類等。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床主要是通過熱旋壓來加工管類零件零件的材料用A3鋼因?yàn)榇朔N鋼材它的韌性大容易擠壓成型,被加工零件的直徑在150mm以內(nèi)。二 加工精度和表面光潔度機(jī)床的加工精度是指被加工零件在尺寸、形狀和相互位置等方面所能達(dá)到的準(zhǔn)確程度。影響機(jī)床加工精度的因素有很多,如機(jī)床的幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度和剛度等。每種機(jī)床的加工精度和表面光潔度都必須符合所加工零件的要求。但是也不能脫離實(shí)際需要盲目的提高機(jī)床的加工精度和光潔度,否則會(huì)提高機(jī)床的成本。因?yàn)楸镜拦ば蛩蠹庸ち慵木燃氨砻婀鉂嵅缓艿退栽跈C(jī)床精度控制上就不需要精度很高的傳感器。三 生產(chǎn)率機(jī)床的生產(chǎn)率通常是指在單位時(shí)間內(nèi)機(jī)床所能加工的工件數(shù)量。要提高機(jī)床的生產(chǎn)率必須縮短加工一個(gè)工件的平均時(shí)間,其中包括縮短切削加工時(shí)間,輔助時(shí)間以及分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備和結(jié)束時(shí)間。對(duì)于此熱旋加工機(jī)床時(shí)間上分自動(dòng)加工時(shí)間、上下工件時(shí)間。上下料時(shí)間是人為地不能改變,只能通過人的經(jīng)驗(yàn)以及操作的熟練程度來提高,而自動(dòng)加工時(shí)間主要是通過傳感器來采集信號(hào)PLC來控制,可以通過同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)步驟或提高流速來縮短時(shí)間。四 自動(dòng)化程度為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和更好的保證加工精度和精度的穩(wěn)定性,機(jī)床應(yīng)盡量提高自動(dòng)化程度。本機(jī)床因?yàn)槊髁鲜羌訜峒詣?dòng)上下料很難實(shí)現(xiàn)所以 只能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化。五 結(jié)構(gòu)、制造與維修在滿足使用要求的前提下,機(jī)床的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單,工藝性要好,容易制造和裝配,維修方便等。本機(jī)床主要是參照CA6140設(shè)計(jì)的,其結(jié)構(gòu)工藝性、制造與維修都很方便。1.4 旋壓機(jī)床設(shè)計(jì)步驟1. 調(diào)查研究在管接頭螺紋保護(hù)帽中通過旋壓加工出來的零件其結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度都會(huì)比金屬切削機(jī)床加工出來的零件高,而且來料浪費(fèi)小,制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于此設(shè)計(jì)師有先例的,此種工藝結(jié)構(gòu)已通過了科學(xué)的實(shí)驗(yàn),取得了足夠的數(shù)據(jù),有很多數(shù)據(jù)以應(yīng)用到此設(shè)計(jì)中2. 方案的擬定在調(diào)查和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,擬定了此方案,工藝的分析可行,主要技術(shù)參數(shù)通過演算,中布局合理,傳動(dòng)系統(tǒng)通過齒輪傳動(dòng),液壓系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3工作圖設(shè)計(jì)首先繪制機(jī)床總圖和各部件裝配圖。為了是各部件能夠同時(shí)而且較為協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì),一般應(yīng)畫出機(jī)床的總體尺寸關(guān)系圖,在圖中確定各部件的輪廓尺寸和各部件的聯(lián)系的相關(guān)尺寸,以保證各部件在空間不發(fā)生干涉并能配合工作。同時(shí)畫出機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖、液壓系統(tǒng)圖和電氣系統(tǒng)圖,并進(jìn)行必要的計(jì)算。1.5 旋壓機(jī)床的總體布局機(jī)床總體布局的目的,是按照簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)的原則,制定一種實(shí)現(xiàn)加工要求的方案。他基本上是由工藝方法,運(yùn)動(dòng)分配,工件尺寸、重量、精度、表面光潔度以及生產(chǎn)效率等因素所決定。專用機(jī)床上加工工件的工藝方法是多種多樣的。在總體布局時(shí),往往由于工藝方法的改變,導(dǎo)致機(jī)床的運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)、部件配置以及結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生一系列變化。故在確定專用機(jī)床的總體布局方案時(shí),應(yīng)首先分析和選擇合理的工藝方法。對(duì)于旋壓機(jī)床來說主軸旋轉(zhuǎn)用電機(jī)帶動(dòng),進(jìn)給力由液壓提供,尾頂力也由液壓提供,各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)控制由PLC控制。第2章軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1主軸參數(shù)的選擇與計(jì)算(1)由金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)表5-5選取主軸材料牌號(hào)為45鋼,調(diào)質(zhì)熱處理,硬度為HB220250,許用彎曲應(yīng)力=55Mpa(2)由表5-12選取主軸前徑直徑=120mm則主軸后軸徑為=(0.70.8)=0.75100=75mm主軸的平均直徑為=85mm取主軸的孔徑為d=50mm校核壁厚 =0.6在0.60.65在范圍內(nèi),所以主軸壁厚合格。(3)主軸前端懸伸量a的確定主軸懸伸量a指的是主軸前端面到前軸承徑向反力作用(中點(diǎn)或前徑向支承中點(diǎn))的距離。它主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)、前支承配置和密封裝置的形式和尺寸,由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。由于前端懸伸量對(duì)主軸部件的剛度、抗振性的影響很大,因此在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量縮短該懸伸量。由表5-14選取類型,即=1,則懸伸量a=120mm(4)主軸主要支承間跨距L的確定合理確定主軸主要支承見間的跨距L,是獲得主軸部件最大靜剛度的重要條件之一。支承跨距越小,主軸的彎曲變形固然較小,但因支承變形引起主軸前軸端的位移量增大;反之,支承跨距過大,支承變形引起主軸前軸端的位移量盡管減小了,但主軸的彎曲變形增大,也會(huì)引起主軸前端較大的位移。因此存在一個(gè)最佳跨距,在該跨距時(shí),因主軸彎曲變形和支承變形引起主軸前端的總位移量為最小。一般取=(23.5)。但是在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),由于結(jié)構(gòu)上的原因,以及支承剛度因磨損會(huì)不斷降低,主軸主要支承間的實(shí)際跨距L往往大于上述最佳跨距。(5)主軸傳動(dòng)件位置的合理布局1傳動(dòng)件在主軸上軸向位置的合理布局合理布置傳動(dòng)件在主軸上的軸向位置,可以改善主軸的受力情況,減小主軸變形,提高主軸的抗振性。合理布置的原則是傳動(dòng)力引起的主軸彎曲變形要??;引起主軸前軸端在影響加工精度敏感方向上的位移要小。因此主軸上傳動(dòng)件軸向布置時(shí),應(yīng)盡量靠近前支承,有多個(gè)傳動(dòng)件時(shí),其中最大傳動(dòng)件應(yīng)靠近前支承。2驅(qū)動(dòng)主軸的傳動(dòng)軸位置的合理布局主軸受到的驅(qū)動(dòng)力相對(duì)于切削力的方向取決于驅(qū)動(dòng)主軸的傳動(dòng)軸位置。應(yīng)盡可能將該驅(qū)動(dòng)軸布置在合適的位置,使驅(qū)動(dòng)力引起的主軸變形可抵消一部分因切削力引起的主軸軸端精度敏感方向的位移。主軸合理跨距的選擇2.3主軸部件的驗(yàn)計(jì)算主軸結(jié)構(gòu)尺寸不要包括平均直徑D 2.2 選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力根據(jù)軸的工作要求,并考慮工藝性和經(jīng)濟(jì)性,選擇45鋼正火處理。由表10-1查得強(qiáng)度極限 b=600Mpa,由表10-3查得其許用彎曲應(yīng)力【-1b】=55Mpa。2.3主軸的校核 1繪制軸受力簡(jiǎn)圖(圖a)2繪制垂直面彎矩圖(圖b)軸承支承反力=175.3N=+=982+175.3=1157.3N計(jì)算彎矩截面c右側(cè)彎矩 =1157.3=85.06N.m截面c左側(cè)彎矩 =175.3=12.88N.m3繪制水平彎矩圖(圖c)軸支承反力=1309N截面c處彎矩=1309=96.2N.m4繪制合成彎矩圖(圖d)=128.4N.m=97.06N.m5繪制轉(zhuǎn)矩圖(圖e)T=9.55=9.55=260N.m6繪制當(dāng)量彎矩圖(圖f)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化,取=0.6,截面c處的當(dāng)量彎矩為=202N.m7校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度=2.77Mpa55Mpa第三章傳動(dòng)設(shè)計(jì)31主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)大體來說,住傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)力計(jì)算(即驗(yàn)算)。主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)大致分如下步驟:1.擬定轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。2.進(jìn)行傳動(dòng)件的初步計(jì)算。3.進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及傳動(dòng)件驗(yàn)算。3.1.1主軸轉(zhuǎn)速的確定根據(jù)公式n=1000V2/D2V-選定的切削轉(zhuǎn)速 d-工件直徑專用機(jī)床用于完成特定的工藝,因此主軸不需太多的轉(zhuǎn)速,主軸共有六級(jí)轉(zhuǎn)速,即:n=240,n=316,n=340,n=380,n=450,n=540。為了使轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速相對(duì)均勻,設(shè)某一工序所要求的合理轉(zhuǎn)速為n,而在機(jī)床上沒有n這級(jí)轉(zhuǎn)速,所以產(chǎn)生轉(zhuǎn)速損失,其相對(duì)損失為:A=(n-nj)/n=1-nj/nj+1=1-200/254=20.6%所以,損失是均勻的。3.1.2公比,變速范圍Rn和級(jí)數(shù)Z的確定對(duì)于大批量生產(chǎn)的專門化機(jī)床由于他的生產(chǎn)率高,轉(zhuǎn)速損失影響很大,又不經(jīng)常變速,所以選用公比=1.12。變速范圍Rn=nmax/nmin=540/240=2.25轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=1+lgRn/lg=3.1.3 選擇結(jié)構(gòu)式一 確定變速組的數(shù)目和變速組中傳動(dòng)副的數(shù)目通常采用傳動(dòng)副P=2或3。因此6=2X3共需兩個(gè)變速組二 確定不同傳動(dòng)副的變速組的排列次序根據(jù)“前多后少”的原則;選擇:6=3X2的方案三 確定變速組的擴(kuò)大順序根據(jù)“前密后疏”的原則;選擇6=31X23的結(jié)構(gòu)式。四 驗(yàn)算變速組的變速范圍最后擴(kuò)大組的變速范圍R=(PJ-1)XJ=1.123=1.4=30。3. 從表2-1中找出U3=1/1.33的倒數(shù)1.33這一行中找到Zmin=30時(shí),查到最小齒數(shù)和Sz=70。4. 確定合理的齒數(shù)和Sz,并根據(jù)它決定各齒輪的齒數(shù)由U1=0.8,的一行中找出Z1=38;則Z11=Sz-Z1=70-38=32.由U2=1,的一行中找出Z2=35;則Z22=Sz-Z2=70-35=35.由U3=I.33,的一行中找出Z3=30;則Z33=Sz-Z3=70-30=40. 同上,在-變速組中1. 傳動(dòng)比U1=1,U2=1/1.44.最小傳動(dòng)比出現(xiàn)在U2=1/1.44。2. 取Zmin=40.3. 從表2-1中找出U2=1/1.44的倒數(shù)1.44這一行中找到Zmin=33時(shí),查到最小齒數(shù)和Sz=80。4. 確定合理的齒數(shù)和Sz,并根據(jù)它決定各齒輪的齒數(shù)由U1=1,的一行中找出Z1=40;則Z11=Sz-Z1=80-40=40.由U2=1.44,的一行中找出Z2=33;則Z22=Sz-Z2=80-33=47. 計(jì)算三聯(lián)滑動(dòng)齒輪塊的齒數(shù)后,還需要檢查三聯(lián)齒輪塊相鄰的齒數(shù)關(guān)系,以保證左右滑移時(shí)能順利通過,不會(huì)發(fā)生碰撞.所以,要求三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪與相鄰的次大齒輪之間的齒數(shù)應(yīng)大于4.上面所設(shè)計(jì)的三聯(lián)滑移齒輪正好滿足此要求。3. 2帶輪的設(shè)計(jì)一 選擇普通V帶截型由表5-9查得KA=1.3;由式(5-11)Pc=KA P=1.3x5.5=7.15由圖5-10,選用B型V帶。二 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑,并驗(yàn)算帶速由圖5-10知,推薦的小帶輪的基準(zhǔn)直徑為125140;則取dd1=140mmddmin=128mm。故有:dd2=(n1/n2)dd1=750X128/600=160由表5-4,取dd2=160mm實(shí)際從動(dòng)轉(zhuǎn)速:n2=n1 dd1 /dd2=750X128/160=600r/min轉(zhuǎn)速誤差:(n2-n2)/n2=(600-750)/600=-0.25Fr F(圖表資料選自冷沖壓工藝手冊(cè))其中 t0=6mm,0=100Mpa,=0,D/2=50mm,f=0.5625mm/r,Rr=2mm,w=320r/min,可分別查得c=3.2,2 =15.2,b2=445,e=29,k5=1.9,k6=20,k7=0.01,k8=0.01從而求得 則外負(fù)載為 Fg=Fz=79800N2.慣性負(fù)載 橫向工作部件的總質(zhì)量 m=50KgFm=m x v/t=50 x 5.5/60x0.2N=22.9取23N3.阻力負(fù)載法向力 Fn=mg=23x10N=210N靜摩擦力 Ffs=fs x Fn=0.2 x 230=45N動(dòng)摩擦力 Ffd=fd x Fn=0.1 x 230=23N由此得出縱向缸在各個(gè)階段的負(fù)載啟動(dòng):F= fs x Fn=45N加速:F=fd x Fn+mxv/t=75N快進(jìn):F=fd x Fn=23N工進(jìn):F=fd x Fn+Fg=8190N快退:F= fd x Fn=23N軸向液壓缸因?yàn)檩S向液壓缸不參與進(jìn)給加工,所以計(jì)算軸向液壓缸時(shí)只計(jì)算其運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力就可以。慣性負(fù)載 橫向工作部件的總質(zhì)量 m=100KgFm=m x v/t=100 x 5.5/60x0.2N=46阻力負(fù)載法向力 Fn=mg=46x10N=460N靜摩擦力 Ffs=fs x Fn=0.2 x 460=92N動(dòng)摩擦力 Ffd=fd x Fn=0.1 x 460=46N由此得出軸向缸在各個(gè)階段的負(fù)載啟動(dòng):F= fs x Fn=92N加速:F=fd x Fn+mxv/t=138N快進(jìn):F=fd x Fn=46N尾頂液壓缸外負(fù)載根據(jù)筒形變薄旋壓的兩向旋壓分力及主功率由能量法算式近似計(jì)算Fz= Fr= Fr= P= f=0.579800.1=400N上式: f尾頂夾緊力; 其余符號(hào)同上。慣性負(fù)載 橫向工作部件的總質(zhì)量 m=50KgFm=m x v/t=50 x 5.5/60x0.2N=22.9取23N阻力負(fù)載法向力 Fn=mg=23x10N=210N靜摩擦力 Ffs=fs x Fn=0.2 x 230=45N動(dòng)摩擦力 Ffd=fdx Fn=0.1 x 230=41N由此得出縱向缸在各個(gè)階段的負(fù)載啟動(dòng):F= fs x Fn=54N加速:F=fd x Fn+mxv/t+f=468N快進(jìn):F=fd x Fn=23N工進(jìn):F=fd x Fn+f=610N快退:F= fd x Fn=41N7.2 確定液壓元件主要參數(shù)1 .液壓缸的輸出速度計(jì)算(1) 單桿活塞式液壓缸活塞外伸時(shí)的速度V1=60Q/A1式中 V1-活塞的外伸速度m/minQ-進(jìn)入液壓缸的流量m3/sA1-活塞的作用面積m2A1=11.3110-3 m2Q=q.n/60式中 q -泵的排量m3/r;2.5210ml/rn-泵的轉(zhuǎn)速r/min;14502970r/minQ=q.n/60=4010-62970/60=0.002m3/sV1=60Q/A1=600.002 / (11.3110-3)=10.61m/min(2) 單桿活塞式液壓缸活塞縮入時(shí)的速度V2=60Q/A2式中 V2-活塞的縮入速度m/min;Q-進(jìn)入液壓缸的流量m3/s;A2-液壓缸有桿腔作用面積m2A2=3.14 (0.12-0.072)/4=0.0006m2V2=60Q/A2=60*0.005/0.004=50m/min2.1.3 液壓缸的作用時(shí)間 液壓缸的作用時(shí)間t為: t=V/Q=AS/Q 式中 t-液壓缸的作用時(shí)間s; V-液壓缸的容積m3; A-液壓缸的作用面積m2活塞桿伸出時(shí) A=0.00131.1 m2活塞桿縮入時(shí) A=0.000737 m2 S-液壓缸的行程m;Q-進(jìn)入或流出液壓缸的流量m3/rS=630mm Q=0.005m3/rt1=0.007850,63/0.005=1st2=0.004 0.63/0.005=0.5 s根據(jù)徑向液壓缸的最大負(fù)載為8190N,軸向液壓缸的最大負(fù)載為138N、尾頂液壓缸最大負(fù)載為468N。由液壓元件產(chǎn)品樣本查得,型號(hào)速比1:46最大行程缸徑活塞桿直徑推力拉力徑向液壓缸HSG01-90/dE9050101797036300軸向液壓缸HSG01-50/dE502831401856300尾頂液壓缸HSG01-80/dE8040804254983502. 液壓泵液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為1.0M
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