校直機設(shè)計-機械畢業(yè)論文【答辯優(yōu)秀】

1 目 錄 摘要 . Abstract . 第一章 緒論 .錯誤 !未定義書簽。 1.1 校直技術(shù)的定義及應(yīng)用 .錯誤 !未定義書簽。 1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀 . 2 第二章 校直設(shè)備的發(fā)展與分類 . 3 2.1 校直設(shè)備的發(fā)展概況 . 3 2.2 校直設(shè)備的分類 . 5 第三章 壓力校直機 . 7 3.1 壓力校直機的工作原理 . 7 3.2 壓力校直機的分類 . 7 3.3 壓力校直機的實例介紹 . 10 3.3.1 機動壓力校直機 . 10 3.3.2 普通液壓壓力校直機 . 11 3.3.3 精密液壓校直機 . 14 3.3.4 程序控制液壓校直機 . 18 第四章 JZ-I 型校直機 . 24 4.1 用途 . 24 4.2 技術(shù)特征 . 24 4.3 結(jié)構(gòu)特點 . 24 4.3.1 加載油缸 . 25 4.3.2 機身 . 27 4.3.3 工件掛懸裝置 . 28 4.3.4 工作臺 . 28 4.3.5 操縱控制系統(tǒng) . 29 4.3.6 墊鐵 . 31 4.4 校直機的維修調(diào)整 . 31 結(jié)論 . 32 致謝 . 33 參考文獻 . 34 專題 精密校直機的控制系統(tǒng) . 35 2 附錄一 . 45 附錄二 . 53 3 摘 要 機械、汽車、電機等行業(yè)大量使用軸類、桿類零件，這些零件的原材料在粗加工或熱處理等過程中不可避免的會出現(xiàn)彎曲變形，如果不進行校直處理會直接影響工件的后序加工和使用，甚至可能出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的廢品。所以為了能獲得下道工序所允許的最小切削量或通過精密校直保證工件達(dá)到嚴(yán)格的最終設(shè)計公差要求，校直機成了工件熱處理后不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。 本人設(shè)計的是 JZ-I 型校直機，該 校直機可用于校直單體支柱的油缸與活柱坯料熱處理造成的變形，亦可用來校直類似的桿類管類零件。另備胎具也可用于鋼板調(diào)平、壓彎、壓裝等工作。并且本機可專用于單體液壓支柱活柱和油缸的一般變形校直。 該機具有拆裝使用方便，靈活。 關(guān)鍵詞 ： 校直機 液壓控制 加載油缸 4 Abstract Profession massive use axes class and so on machinery, automobile, electrical machinery, the pole class components, these components raw material in processes and so on rough machining or heat treatment inevitable can appear the bending strain, if does not carry on alignment processing to be able to affect the work piece directly after foreword processing and the use, even possibly appears the considerable amount the waste product. In order to therefore can obtain the smallest cutting quantity which the evil ways working procedure permits or through the precise alignment guarantee work piece achieve the strict finally design common difference request, after alignment machine has become the work piece heat treatment the essential essential equipment. Myself design am JZ-I alignment machine, this alignment machine available the distortion whi ch creates in the alignment monomer prop cylinder and the plunger semifinished materials heat treatment, also available comes the alignment similar pole class tubular goods components. P repares in addition molds available also in the steel plate leveling, bends, the pressure installs and so on the work. And the this aircraft may use in the monomer hydraulic pressure prop plunger and the cylinder general distortion specially alignment. This machines and tools have the disassembling easy to operate, nimble. Key word:Alignment machine Hydraulic control Loads the cylinder 5 6 7 8 9 10 11 第一章 緒論 1.1 校直技術(shù)的定義及應(yīng)用 校直技術(shù)屬于金屬加工學(xué)科的一個分支，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日用金屬加工業(yè)，儀器儀表制造業(yè)，汽車、船舶和飛機制造業(yè)，石油化工業(yè)，冶金工業(yè)，建筑材料業(yè)，機械裝備制造業(yè)，以及精密加工制造業(yè)。校直技術(shù)在廣度和深度方面的巨大發(fā)展迫切要求校直理論能 12 進一步解決一些疑難問題，推動開發(fā)新技術(shù)和研制新設(shè)備。尤其在黨的十六大之后，要求用信息 化帶動工業(yè)化，校直技術(shù)也要跟上時代。首先要在校直機設(shè)計、制造、校直過程分析、校直參數(shù)設(shè)定及校直質(zhì)量預(yù)測等方面搞好軟件開發(fā)；其次要進行數(shù)字化校直設(shè)備的研制，使校直技術(shù)走上現(xiàn)代化的道路，不斷豐富金屬校直學(xué)的內(nèi)容。 校直技術(shù)多用于金屬條材加工的后部工序，在很大程度上決定著生產(chǎn)成品的質(zhì)量水平。校直技術(shù)同其他金屬加工技術(shù)一樣在 20 世紀(jì)取得了長足的發(fā)展，相應(yīng)的校直理論也取得了很大的進步。不過理論滯后于實踐的現(xiàn)象比較明顯。例如校直輥負(fù)轉(zhuǎn)矩的破壞作用在20 世紀(jì)下半葉才得以解決（改集體驅(qū)動為單輥驅(qū)動，改剛性連接為超越離合連接 等），但其破壞作用的機理直到 20 世紀(jì) 80 年代末才被闡明。另外，就校直理論的總體來看，仍然處于粗糙階段，首先就是其基本參數(shù)的確定還要依靠許多經(jīng)驗算法和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，如輥數(shù)、輥距、輥徑、壓彎量及校直速度等；其次是許多技術(shù)現(xiàn)象如螺旋彎廢品、校直縮尺、校直噪聲、斜輥校直特性、斜輥輥形特性、拉彎變形匹配特性等都缺乏理論闡述；再次是理論的概括性不夠，一套公式不僅不能包括各種斷面型材，甚至不能包括同類斷面而尺寸和材質(zhì)不同的工件，如彎矩和校直曲率等都缺少通用表達(dá)式。 20 世紀(jì)70 年代以來，校直技術(shù)與校直理論的發(fā)展明顯加快，如拉彎 校直技術(shù)很快走向成熟；開發(fā)成功平動（萬能）校直技術(shù)、行星校直技術(shù)、全長校直技術(shù)、程序控制校直技術(shù)、變凸度及變輥距校直技術(shù)，以及雙向旋轉(zhuǎn)校直技術(shù)等；完善了等距雙曲線輥形設(shè)計法；創(chuàng)立了等曲率遞減反彎輥形設(shè)計法、校直耗能計算法、主要工藝參數(shù)法、兩種拉彎制度的定性與定量分析法以及負(fù)轉(zhuǎn)矩和超前接觸分析法；尤其在利用相對值概念對各種校直過程進行定量分析工作中取得了系統(tǒng)化的成果，為校直技術(shù)數(shù)字化處理打下了基礎(chǔ)。 1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀 合肥工業(yè)大學(xué)與合肥壓力機械廠，在廣泛地市場調(diào)研及與國外產(chǎn)品的性能水平對比基礎(chǔ)上聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過一 年多的努力，研究成功最大校直力為 100KN 的單柱精密校直液壓機， 1991 年 1 月在合肥通過部級鑒定。 該機采用移動式手動液壓伺服控制校直滑塊上下運動，在行程 13 最后 25mm 范圍內(nèi)?？蓪崿F(xiàn)滑塊位置的精確調(diào)整，下死點定位精度在0.05mm 以內(nèi)。 該機為行程控制型精度校直液壓機，一個新工人在很短的時間內(nèi)就可以學(xué)會操作，使滑塊得到很高的定位精度。該機具有壓力、行程和油液溫度數(shù)字顯示和預(yù)置功能，并具有壓力超限報警、油溫超限報警和行程超限系統(tǒng)卸壓控制功能，操作方便。 該機的研制成功，提高了我國型材精密校直工藝裝備的水平。用于 汽車、拖拉機、機床、紡織機械等行業(yè)，對軸類、管類、棒料零件進行精密校直，可減少加工余量，提高制件精度和生產(chǎn)效率。該機市場前景廣闊，元器件和材料全部國產(chǎn)化，其價格不足目前進口價的 1/5。它的開發(fā)成功，將會帶來很高的經(jīng)濟效益和社會效益。 我國現(xiàn)在主要用 Y41 系列單柱校正壓裝液壓機進行型材校直，校直力從 1001600KN 約七個規(guī)格，在 “ 七五 ” 期間平均年產(chǎn)量近千臺，產(chǎn)值約 2400 萬元，約占全國液壓機總產(chǎn)量的 40%，總產(chǎn)值的 20%；產(chǎn)品水平低，重復(fù)生產(chǎn)多；采用壓力型憑經(jīng)驗校直方式，校直精度差，工件質(zhì)量不穩(wěn)定，且缺少 附件，滿足不了精校工藝的需要。因為壓裝工藝與校直工藝對設(shè)備和液壓系統(tǒng)要求不一樣，放在一起也不一定合理；在國外發(fā)達(dá)國家很少見到，主要是蘇聯(lián)還在批量生產(chǎn)，目前國內(nèi)銷售形勢也不甚好。 第二章 校直設(shè)備的發(fā)展與分類 機械、汽車、電機等行業(yè)大量使用軸類、桿類零件，這些零件的原材料在粗加工或熱處理等過程中不可避免的會出現(xiàn)彎曲變形，如果不進行校直處理會直接影響工件的后序加工和使用，甚至可能出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的廢品。所以為了能獲得下道工序所允許的最小切削量或通過精密校直保證工件達(dá)到嚴(yán)格的最終設(shè)計公差要求，校直機成了工 件熱處理后不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。 14 2.1 校直設(shè)備的發(fā)展概況 校直技術(shù)產(chǎn)生的確切時間尚未找到準(zhǔn)確的文字記載。但從文物發(fā)掘中看到我國春秋戰(zhàn)國時期寶劍的平直度可以使人想象到當(dāng)時手工校直和平整技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高水平。在我國古代人的生活與生產(chǎn)中使用的物品與工具，小自針錐、大到鐵杵都要求用校直技術(shù)來完成成品的制造。手工校直與平整工藝所用的設(shè)備與工具是極簡單的，如平錘、砧臺等。對大型工件手工校直常借助高溫加熱進行。古代人在校直及整形的實踐中認(rèn)識到物質(zhì)的反彈特性，確立了 “ 校直必須過正 ” 的哲理，用之于改造社會也有指導(dǎo)意義。由于 中國社會的特殊條件，好多技術(shù)停留在手工狀態(tài)， 18 世紀(jì)末葉到 19 世紀(jì)初葉，歐洲進行了產(chǎn)業(yè)革命，逐步實現(xiàn)了用蒸汽動力代替人力，機械化生產(chǎn)代替了手工作坊。 19 世紀(jì) 30 年代冶鐵技術(shù)發(fā)展起來，當(dāng)時英國的生鐵產(chǎn)量已由 7 萬噸增長到 19 萬噸。增加了 2.7 倍。 19 世紀(jì) 50 年代開辟了煉鋼技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元。隨著平爐煉鋼技術(shù)的發(fā)明，鋼產(chǎn)量增長迅速。到 19 世紀(jì)末時，鋼產(chǎn)量增加 50 多倍。鋼材產(chǎn)量占鋼產(chǎn)量的比重也顯著增加。這時已經(jīng)出現(xiàn)了鍛造機械、軋鋼機械和校直機械。進入 20 世紀(jì)，以電力驅(qū)動代替蒸汽動力為標(biāo)志，推動了機械工業(yè)的發(fā)展。英國在 1905 年制造的輥式板材矯直機大概是我國見到的最早的一臺校直機。 20 世紀(jì)初已經(jīng)有校直圓材的二輥式矯直機。到 1914 年英國發(fā)明 212 型五輥式，解決了鋼管校直問題，同時提高了棒材校直速度。 20 世紀(jì) 20 年代日本已經(jīng)制造多斜輥矯直機， 20世紀(jì) 30 年代中期發(fā)明了 222 型六輥式校直機，顯著提高了管材校直質(zhì)量。 20 世紀(jì) 60 年代中期，為了解決大直徑管材的校直問題，美國薩頓公司研制成功 313 型七輥式矯直機（ KTC 型校直機）。 20 世紀(jì)3040 年代國外技術(shù)發(fā)達(dá)國家的型材校直機及板材校直機也得到迅速發(fā)展，而且相繼進入到中國的鋼 鐵工業(yè)及金屬制品業(yè)。新中國成立前在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工廠里可以見到德、英、日等國家制造的校直機。與此同時還出現(xiàn)了拉伸校直機，20 世紀(jì) 50 年代蘇聯(lián)的校直機大量進入到中國。同時，世界上隨著電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)進步速度加快，校直機的品種、規(guī)格、結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)都得到不斷的發(fā)展與完善。 20 世紀(jì) 70 年代我國改革開放以后接觸到大量的國外設(shè)計研制成果。有小到 1.6mm 15 金屬絲校直機和大到 600mm 管材校直機。有速度達(dá)到 300m/min 的高 速校直機和精度達(dá)到 0.038mm/m 的高精度校直機。 同時也引進許多先進的校直設(shè)備。如英國的布朗克斯矯直機；德國的凱瑟琳校直機、德馬克校直機連續(xù)拉彎校直機及高精度壓力校直機；日本的薄板校直機等。值得自豪的是我國科技界一直在努力提高自己的科研設(shè)計和創(chuàng)新能力。從 20 世紀(jì) 50 年代起就有劉天明提出的雙曲線輥形設(shè)計的精確計算法及鋼材的校直與校直力中提出的校直曲率方程式。 60-80 年代在輥形理論方面有許多學(xué)者進行了深入的研究并取得了十分可喜的成果，還召開了全國性的輥形理論討論會；產(chǎn)生了等曲率反彎輥形計算法。與此同時，以西安重型機械研究所為代表的科研單位何以太原重型機器 廠為代表的設(shè)計制造部門完成了大量的矯直機設(shè)計研制工作。不僅為我國生產(chǎn)提供了設(shè)備保證，還培養(yǎng)了一大批設(shè)計研究人員。進入 90 年代我國在趕超世界先進水平方面又邁出了一大步，一些新研制的校直機獲得了國家的發(fā)明專利；一些新成果獲得了市、省及部級科技成果進步獎；有的獲得了國家發(fā)明獎。近年來我國在反彎輥形七斜輥校直機，多斜輥薄壁轉(zhuǎn)轂式校直機，平行輥異輥距校直機及校直液壓自動切料機等研制方面相繼取得成功。在校直高強度合金鋼方面也已獲得很好的校直質(zhì)量。其校后的殘留撓度為 0.2-0.5mm/m。此外，從 20 世紀(jì) 60 年代以后拉伸 與拉彎校直設(shè)備得到很大發(fā)展，對管材生產(chǎn)起到重要作用。 在傳統(tǒng)工藝中，多數(shù)廠家選用手動壓力機，較之量難以控制，效率低下，難以滿足校直要求；而自動校直是一種先進的生產(chǎn)制造工藝，近年來隨著我國工業(yè)整體技術(shù)水平和技術(shù)要求的提高，該工藝被越來越廣泛地應(yīng)用于機械、汽車、電機等行業(yè)中。合肥工業(yè)大學(xué)與合肥壓力機械廠合作，在廣泛地市場調(diào)研及與國外產(chǎn)品的性能水平對比基礎(chǔ)上聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過一年多的努力，研究成功最大校直力為 100KN 的單柱精密校直液壓機， 1991 年 1 月在合肥通過部級鑒定。該機的研制成功提高了我國型材精密校直工藝裝備 的水平。用于汽車、拖拉機、機床、紡織機械等行業(yè)，對軸類、管類、棒料零件進行精密校直，可減少加工余量，提高制件精度和生產(chǎn)效率。 近十年來，德國、意大利、日本等國家發(fā)展了手動伺服控制精密校直液壓機，其應(yīng)用比較普遍，全自動精密校直液壓機也已發(fā)展 16 完善，總的發(fā)展趨勢如下： 1、系列完整、品種規(guī)格齊全 2、行程精度高、檢測、顯示手段完善、校直工件質(zhì)量好 3、附件齊全，校直工藝范圍擴大 4、向數(shù)控化、柔性化、自動化方向發(fā)展。 2.2 校直設(shè)備的分類 現(xiàn)代校直設(shè)備品種較多，規(guī)格更多。首先按工作原理不同劃分為五大類。第一類稱為 反復(fù)彎曲式校直機，如壓力校直機及輥式校直機，它們是靠壓頭或輥子在同一平面內(nèi)對工件進行反復(fù)壓彎并逐漸減小壓彎量，直到壓彎量與彈復(fù)量相等而變直。第二類稱為旋轉(zhuǎn)彎曲式校直機，是工件在塑性彎曲狀態(tài)下以旋轉(zhuǎn)變形方式從大的等彎矩區(qū)向小的等彎矩區(qū)過渡，在走出塑性區(qū)時彈復(fù)變直。旋轉(zhuǎn)者可以是工件，可以是校直工具，也可以是變形方位。如常見的斜輥校直機、轉(zhuǎn)轂式校直機及平動式校直機。第三類稱為拉伸校直機，它依靠拉伸變形把原來長短不一的縱向纖維拉城等長度并進入塑性變形后經(jīng)卸載及彈復(fù)而變直，如鉗式拉伸校直機及連續(xù)拉伸校直機。第四類稱為 拉彎校直機。它是把拉伸與彎曲變形合成起來使工件兩個表層的較大拉伸集權(quán)截面的拉伸變形三者不在同一事件發(fā)生，全斷面各層纖維的彈復(fù)變形也不是同時發(fā)生的，既防止了板帶的斷裂，又提高了校直質(zhì)量。第五類稱為拉坯校直設(shè)備，它是在拉動連鑄坯下行的同時使鑄坯的弧形彎曲漸伸變直，其拉力主要用于克服外部阻力，而鑄坯本身在高溫狀態(tài)下所需的校直拉力是較小的。 其次是按用途不同進行分類：一為校直型材的校直機，如型材壓力校直機，姓蔡輥式校直機及型材拉伸校直機；二為板材校直機，如板材校直機及拉彎校直機；三為帶材校直機，如連續(xù)拉伸校直機及拉 彎校直機；四為管棒材校直機，如斜輥校直機、轉(zhuǎn)轂校直機及管材拉伸校直機；五為線材校直機，如轉(zhuǎn)轂校直機及平立輥復(fù)合校直機；六為薄壁異型管的平動式校直機；七為拉鑄拉坯校直機；八為特殊用途校直機，如瓦楞板校直機，圓鋸片校直機，鋼絲繩校直機等。 再次是按結(jié)構(gòu)特征進行分類：一為壓力校直機，如機械壓力校 17 直機、液壓壓力校直機及微機程控壓力校直機等；二為平行輥式校直機，簡稱輥式校直機，如簡支輥式校直機及懸臂輥式校直機；三為斜輥式校直機，如二斜輥式校直機，三斜輥式校直機及各種各樣的多斜輥式校直機等；四為轉(zhuǎn)轂校直機，如滑動模式轉(zhuǎn) 轂校直機，滾動模式轉(zhuǎn)轂校直機，斜輥式轉(zhuǎn)轂校直機及復(fù)合式轉(zhuǎn)轂校直機等；五為拉伸校直機，如機械拉伸校直機、液壓拉伸校直機及連續(xù)拉伸校直機等；六為拉彎校直機，如機械拉彎校直機、液壓拉彎校直機及液膜拉彎校直機等；七為拉坯校直機，如普通拉坯校直機及多輥拉坯校直機；八為特殊結(jié)構(gòu)校直機，如行星式校直機及平動式校直機等。 按上述原則分類的校直機還可以進一步按具體用途、具體結(jié)構(gòu)、傳動方式及控制方式等不同再做細(xì)化分類，每個細(xì)化分類中都可用不同規(guī)格形成產(chǎn)品系列。 第三章 壓力校直機 3.1 壓力校直機的工作原理 壓力校直機與輥式校直機同屬于利用反復(fù)彎曲并逐漸減小壓彎撓度方法達(dá)到校直目的的設(shè)備。因為它是最簡單的校直設(shè)備，壓力校直機的工作原理是將帶有原始彎曲的工件支承在工作臺的兩個活動支點之間用壓頭對準(zhǔn)最彎部位進行反向壓彎的。當(dāng)壓彎量與工件 18 彈復(fù)量相等時，壓頭撤回后工件的彎曲部位變直。如此進行，工件各彎曲部位必將全部變直從而達(dá)到校直的目的。當(dāng)然憑經(jīng)驗設(shè)定的壓彎量很難準(zhǔn)確的與工件的彈復(fù)量相等，所以在頭一次反向壓彎后要檢測彈復(fù)量與壓彎量的差值即殘留撓度值，用此值修正第二次壓彎量，用新壓彎量進行再次反向壓彎，再檢測，直到校直為 止。通常靠人的感觀和經(jīng)驗確定壓彎量時，常需 3 次以上的修正工作?，F(xiàn)代使用微機來設(shè)定壓彎量則只需 1-2 次修正工作，而且速度快，質(zhì)量穩(wěn)定。 3.2 壓力校直機的分類 早期的壓力校直機都是通用型的壓力機。隨著校直技術(shù)的發(fā)展，考慮到校直工藝的特殊性：如行程小，不需退料，能翻鋼或能換向，支點位置可調(diào)等特點而設(shè)計出專用校直壓力機。最常見的仍為曲軸式壓力校直機，參看表 3-1。在其連桿與滑塊之間用螺紋連接，改變螺紋長度可以得到不同的開距，但行程固定不變。其進一步的發(fā)展就是曲柄偏心式壓力校直機。通過調(diào)節(jié)曲柄軸外的偏心套的相位角便 可改變偏心距而得到不同的行程，以滿足了不同斷面尺寸工件的校直需要，提高了校直工作效率。上述兩種校直壓力機要具備很大校直力時常需要龐大的結(jié)構(gòu)尺寸。為了滿足大型鋼材的校直需要，又不致使結(jié)構(gòu)尺寸過大，而產(chǎn)生了大壓力小行程的肘桿式校直壓力機。在大型鍛件及鋼坯的校直中翻鋼是一道麻煩的工序，為解決不翻鋼問題而創(chuàng)造了臥式換向壓彎式校直機。操作者根據(jù)工件原始彎曲方向決定校直所需的反彎方向與位置。先開動輥道移送工件定好位置，然后開動齒輪齒條升降機構(gòu)使小滑塊升到工件的凸彎處，使大滑塊變成兩個支點，第三步開動蝸輪螺母把大滑塊推倒 工件處并將其壓靠，第四步開動曲軸連桿機構(gòu)使小滑塊對工件進行壓彎以達(dá)到校直目的。工件的彎曲方向改變時小滑塊與小滑塊的支點與壓頭作用點互換，即原來在下面的小滑塊上升，原來在上面的大滑塊下降。如果工件原始彎曲方向為二維彎曲時，則需另設(shè)翻鋼機構(gòu)。機械傳動的壓力校直機經(jīng)歷了較長的發(fā)展過程，在規(guī)格、結(jié)構(gòu)及品種方面都有過許多新的改進，但其基本結(jié)構(gòu)仍可歸納為上述四種典型。對壓彎量的調(diào)節(jié)仍采用及種厚度不同的墊塊憑操作者的經(jīng)驗隨機的選用墊塊墊在壓頭與工件之間以獲得所需要的壓彎撓度。當(dāng)然壓彎 19 的精確度不易保證，工作效率也很低。為了 提高工效和校直精度，把液壓技術(shù)應(yīng)用到壓力校直機上已取得成功。液壓傳動的壓力校直機不僅可以任意調(diào)節(jié)壓下量，還可以調(diào)節(jié)壓力的大小。另外還具有壓力大、體積小、重量輕和便于控制等一系列有點。從表 2-1 中可以看到這類校直機也有立式和臥式之分，每種都可按壓力大小分出許多規(guī)格。液壓校直機已經(jīng)從普通型發(fā)展到精密型，進而發(fā)展到程控型。普通型除了上述優(yōu)點外，仍然要憑操作者經(jīng)驗來決定校直精度。而精密型由于配備了檢測儀表可以在校后跟蹤檢測，再按檢測后顯示的彎度改進下一次的校直壓彎量，直到合格為止。其支點可移動，兩次壓下中間不卸活不 重卡，效率提高，質(zhì)量有保證。但壓彎量仍為人為設(shè)定，不夠準(zhǔn)確，全過程都靠手工操作，效率提高有限。程控型壓力校直機經(jīng)人工上料后按程序完成裝卡、檢測、電腦設(shè)定壓彎量、反彎校直、旋轉(zhuǎn)檢測、再設(shè)定壓彎量、再反彎校直、再檢測，直到合格為止，并自動卸料。程控壓力校直機的研制成功結(jié)束了壓力校直機工作精度低、工作效率低和自動化程度低的歷史，一躍而成為高精度及高技術(shù)水平的校直機 。 同上述液壓校直機并存的氣動壓力校直機具有類似的優(yōu)點，而且動作快效率高。 表 3-1 壓力校直機分類表 立 式 曲軸式 曲柄偏心式 肘桿式 20 機動壓力校直機 臥 式 換向壓彎式 （不翻鋼） 液（氣）動壓力校直機 普 通 型 立 式 臥 式 精密型 具有活動支點及儀表檢測 程控型 微型計算機設(shè)定壓彎量，按程序檢測，修正定位及壓彎 3.3 壓力校直機的實例介紹 3.3.1 機動壓力校直機 21 表 3-1 種 4 種機械傳動壓力校直機都是已經(jīng)廣泛應(yīng)用的校直設(shè)備，在結(jié)構(gòu)、性能、規(guī)格及型號方面存在著多樣性。 但在工作原理上是基本相同的，都利用曲軸（或曲柄）、連桿和滑塊機構(gòu)把旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動。機架一般是采用 C 型開式結(jié)構(gòu)和門形閉式結(jié)構(gòu)。在 C 型開式結(jié)構(gòu)中還有主軸為簡支梁型與懸臂梁型之分。這些結(jié)構(gòu)形式及規(guī)格的選擇主要根據(jù)加工對象的特點（如工件的斷面形狀及其尺寸大小、工件長度和重量等）、加工精度要求及產(chǎn)量大小等因素來確定。 具體地說， C 型開式結(jié)構(gòu)的機架具有較大的操作空間，調(diào)節(jié)支點距、開距、觀測壓彎位置、更換壓彎墊塊、移送工件、翻轉(zhuǎn)工件、及更換壓頭等工作都較方便。但機架剛性較低，不適于大斷面工件的校直工作。 C 型機架的主 軸基本上有簡支梁結(jié)構(gòu)與懸臂梁結(jié)構(gòu)兩種。前者主軸的剛度好，軸承磨損均勻，可以承受較大校直力；后者加工制造及裝配檢修都較容易，廣泛應(yīng)用于中、小型壓力校直機。在大斷面工件校直時需要較大工作臺面，雖然可用 C 形機架但其立柱受到很大彎矩作用及不安全，而門式機架具有很好的剛度，其機架的立柱或立板受到的是拉力作用，強度得到很大改善。表 3-1 種的肘桿式校直機的機架需要承受較大校直力，故多為門式結(jié)構(gòu)。大型液壓校直機更要采用門式機架而且常常用 4 個立柱及上下橫梁構(gòu)成門形結(jié)構(gòu)。機座有立式與臥式結(jié)構(gòu)之分，主要是考慮在不改變工件移送狀態(tài) 下進行反彎，如大斷面而且寬高比值較大的工件。隨彎曲而臥態(tài)移送的工件都須采用臥校方式。 下面先以圖 3-1 的曲柄偏心式壓力式壓力校直機為例來說明其結(jié)構(gòu)特點。這臺矯直機的各部結(jié)構(gòu)名稱可參看圖下面的代號說明。驅(qū)動系統(tǒng)的高速端為皮帶傳動，低速端為齒輪傳動。偏心軸通過偏心套及連接桿來帶動滑塊作升降運動。偏心套與偏心軸的相對相位可調(diào)。當(dāng)兩者偏心量同向相加時滑塊行程最大，而反向相減時行程最小。壓頭下面的兩個支點間距可以手動調(diào)節(jié)。在兩個支點的兩側(cè)裝有移送工件的支撐棍。在工件上某一彎曲點被校直之后支撐輥快速抬起，操作者可以輕快 的推移工件使另一個彎曲點對準(zhǔn)壓頭，進行新彎曲點的校直。 22 圖 3-1 偏心式壓力校直機 1-皮帶傳動； 2-齒輪傳動； 3-行程指示盤； 4-偏心調(diào)節(jié)電動機； 5-導(dǎo)軌壓板； 6-滑塊； 7-壓頭； 8-可移動支點； 9-工作臺面； 10-電動機（主驅(qū)動）； 11-機架； 12-移送工件的支承輥； 13-操縱臺 3.3.2 普通液壓壓力校直機 普通液壓壓力校直機已經(jīng)逐步代替了一些機動壓力校直機，并從20 世紀(jì)下半葉以來發(fā)展很快。在大型材及大鍛件的校直生產(chǎn)中幾乎全部采用液壓校直機。液壓校直機具有壓力大、結(jié) 構(gòu)緊湊、重量輕、效率高、易控制、好調(diào)整等一系列優(yōu)點，很適合于壓力校直的工作要求。如前所述，它也分為立式與臥式兩種結(jié)構(gòu)形式，現(xiàn)在分別介紹如下。 、 立式液壓校直機 這種液壓校直機在生產(chǎn)上應(yīng)用較多，中小型立式液壓校直機很普遍，其機架多為 C 形開式結(jié)構(gòu)。大型立式液壓校直機比較少見，其機架多為門形閉式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)以某鋼廠研制的 1000t 四柱式液壓校直機為例來了解這種校直機的結(jié)構(gòu)特點，工作原理及主要參數(shù)。 23 如圖 3-2 所示，該機主要用于校直經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后的 500mm特厚壁鋼管，管長可達(dá) 9m；機器的設(shè)計壓力為 1000t。機器 的各部件可由圖下代號說明。液壓站裝在機器頂部，其下直接與工作缸相連接。工作缸內(nèi)的柱塞可推動活動橫梁 7 下行可對砧臺 8 上的工件施加壓力進行反彎校直。主缸兩側(cè)的耳缸為提升缸 3，缸內(nèi)活塞可快速將活動橫梁抬起返回原位。上橫梁與底座之間用 4 根立柱連接，形成框架封閉受力體系，具有剛性高、強度好、結(jié)構(gòu)緊湊、振動小等一系列優(yōu)點。整個校直機支承在 4 個行走車輪上，并可沿軌道行走，而工件放在門形立柱之間的工作臺上。校直機行走到工件彎曲處同壓頭對準(zhǔn)凸彎進行壓下校直。當(dāng)凸彎相位偏離壓頭時，由翻鋼 圖 3-2 1000t 液壓校直機簡圖 1-液壓站； 2-工作缸； 3-提升缸； 4-上橫梁； 5-工作柱塞； 6-立柱（四根）； 7-活動橫梁； 8-砧臺； 9-下橫梁； 10-工作臺； 11-翻鋼小車； 12-翻鋼輥； 13-小車行走齒條； 14-校直行走軌道 小車開動翻鋼輥轉(zhuǎn)動工件，使凸彎對準(zhǔn)壓頭。翻鋼輥的翻轉(zhuǎn)角度可任意設(shè)定，又可在校后翻轉(zhuǎn)工件檢查其直度，并可停在任何位置；翻鋼輥的高度可借助液壓缸升降，以適應(yīng)彎曲管的軸線變化；翻鋼小車還可沿工作臺做縱向移位以適應(yīng)管子長度改變是改變翻鋼位置。 24 該校直機的液壓系統(tǒng)由遠(yuǎn)程溢流閥來保證工作 壓力及超載工作時的安全；其單向節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)校直速度以適應(yīng)不同的校直工藝要求。在每一工作循環(huán)中對動作程序都有細(xì)致的安排。如當(dāng)壓力機快速下降時在壓頭接觸工件后馬上減速加壓，達(dá)到所需壓力或壓下量后馬上停止并進入保壓狀態(tài)，接著進行卸荷并快速提升重新停于原位。校直機主要技術(shù)性能指標(biāo)如下： 最大校直力 1000KN 工作缸直徑 825mm 柱塞行程 650mm 柱塞下行速度 20mm/s 柱塞回程速度 160mm/s 被校工件最大尺寸 500mm 被校工件最大長度 9000mm 四立柱的軸線間距 1700*1300mm 油泵壓力 20MPa 應(yīng)該說明：立柱與上橫梁及底座的聯(lián)結(jié)要有預(yù)緊力，且要大于校直力。立式液壓校直機多為固定式，而很少采用移動式，不過在油田的鉆井管及石油管供應(yīng)站里過去常用移動式液壓校直機。所以這類校直機專業(yè)性較強，在一般金屬加工廠及軋鋼廠都很少見到 。 、 臥式液壓校直機 這類校直機在穩(wěn)定性、操作性及通用性方面有許多優(yōu)勢。但它占地面積大，故只在大中型條材校直中應(yīng)用。現(xiàn)以日本大同機械制作所研制的 HPH-150 型臥式液壓校直機為例來說明這種校直機的基本結(jié)構(gòu)、主要性能和參數(shù)。參看圖 3-3，機架為 C 形結(jié)構(gòu)，最大壓力為 1500KN?？尚Ｖ眻A鋼、方鋼、管材、型材及鋼軌等條材；也可用于 鋼材 的冷彎變形。機器操作臺很小并采用移動式腳踏開關(guān)，操作位置可以自由改變；可以進行直觀的精細(xì)加工和微量進給，容易得到所需要的加工精度。機架采用焊接結(jié)構(gòu)并經(jīng)過整體退火具有足夠的強度和剛度 。支點距 離可用手輪或電動機來調(diào)節(jié)，支點鑲塊可根據(jù)作業(yè)需要隨時更換，改變加工品種很方便。往復(fù)動作的活塞桿經(jīng)加工鍍鉻并拋光處理，能防止漏油面摩擦阻力很小，耐用壽命很長。 25 圖 3-3HPH-150 臥式液壓校直機外形圖 1-液壓缸； 2-壓頭； 3-支撐橫梁； 4-活動支點； 5-液壓控制板； 6-電動機； 7-油箱； 8-油泵； 9-腳踏開關(guān) 該機的技術(shù)性能指標(biāo)及主要參數(shù)如下。 最大壓力 1500KN 行程 300mm 空行程速度 35.1mm/s 加壓速度 3.6mm/s 返程速度 57.5mm/s 油泵 軸向柱塞式 油壓 200kg/cm2 流量 16.56L/min 電動機 7.5KW 3.3.3 精密液壓校直機 前面介紹的普通液壓校直機在每次壓彎工件后只能憑感觀檢查其校直效果，憑經(jīng)驗確定其是否合格，這就容易產(chǎn)生高低不一和疏漏等質(zhì)量問題。要想保證質(zhì)量信得過，就需要在取下工件之后在專門平臺或工具上進行檢查，不合格者重新上機再校，費時費事效 率很低。 26 為了克服普通校直機的這種缺點而研制出精密液壓校直機，它是將檢測儀表直接裝在兩個移動支點之間，每次壓彎后跟蹤檢測其校直效果，不達(dá)到直度要求不卸下工件?，F(xiàn)在以德國頓柯斯機械廠制造的 HR 型液壓校直機為例作些介紹。參看圖 3-4，該機由兩大 部分組成：一為液壓壓彎系統(tǒng)；二為支承檢測系統(tǒng)。圖中 1、 2 部分及機身內(nèi)的油泵油箱等為液壓壓彎系統(tǒng)，它與普通液壓校直機的液 壓系統(tǒng)基本相同。圖中的 412 各部分為支承檢測系統(tǒng)，這個系統(tǒng)比較復(fù)雜且對保證校直質(zhì)量起重要作用。工件夾持在錐形頂頭之間垂直于校直機的壓頭，且其軸線與壓頭軸 線同處于一個垂直面內(nèi)。工件可以轉(zhuǎn)動使其凸彎向上，如圖 3-5 所示，圖中 3 就是轉(zhuǎn)動工件的手輪， 4 是可以帶著工件左右移動的滑座，可使需要校直的彎曲部位對準(zhǔn)壓頭。由操縱手柄（參看圖 3-4 中 11）精確控制壓頭的壓下量。 圖 3-4 HR 型液壓校直機外形圖 1-液壓缸部分； 2-壓頭； 3-工件； 4-移動支點； 5-檢測儀表； 6-工作臺； 7-導(dǎo)軌； 8-滑座； 9-錐形頂頭； 10-連接桿； 11-操縱手柄； 12-彈性支座 27 圖 3-5 液壓校直機的錐形頂頭 1-錐形頂頭； 2-緊定手柄； 3-手輪； 4-滑座； 5-連接導(dǎo)桿； 6-彈性座 壓頭抬起后由儀表來檢測殘留彎曲度（參看圖 3-6 中 3），不合格時再次壓下或旋轉(zhuǎn)一定角度再壓下，合格時將其余彎曲點移到壓頭下進行同樣的校直程序。直到全長校直后卸下工件，換上新工件。校直前要根據(jù)原始彎曲狀態(tài)確定支點位置，將移動支點移到該位置，一般要使凸彎處在兩支點中間朝向壓頭。校直時壓頭將工件壓彎 ，工件兩端必有起伏，此時兩個錐形頂頭因裝在彈性支座上故能同步起伏而不受阻礙。參看圖 3-5 及圖 3-6。為了適應(yīng)不同工件的校直要 求，移動支點、錐形頂頭或夾頭以及彈性支座等可以做 成多種結(jié)構(gòu)形式，按需要選用。 HR 型液壓校直機已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)尺寸與外形示于圖 3-7，其尺寸系列及技術(shù)性能指標(biāo)列于表 3-2 中。這種液壓校直機采用儀表檢測可以保證得到很高的校直質(zhì)量，同時由于采用靈敏的旋鈕式手柄而能隨機地、快速地調(diào)節(jié)壓下量。這種手柄（圖 3-4 中 11 或圖 3-7 中 1）頭部可以旋轉(zhuǎn)，能使柄桿中螺桿從柄桿下部伸出任意長度用以調(diào)節(jié)手柄的擺動角度。因為擋塊（圖 中 2）位置固定之后螺桿伸出得越長，手柄擺動的角度越小。手柄下的螺桿頂?shù)綋鯄K上之后擺動角即被限定。于是壓頭下降的行程已限 28 圖 3-6 液壓校直機的移動支點與檢測儀表 1-移動支點； 2-傳感杠桿； 3-千分表； 4-移送手柄； 5-連接導(dǎo)桿 定，工件受到的壓彎量也已限定。壓彎量隨擺動角改變的靈敏度很高，只要手柄端的旋鈕一動，壓彎量隨之改變，故操作方便，得心應(yīng)手。這是一種實用性很好的校直機。 圖 3-7 HR 型液壓校直機主要尺寸圖 1-手柄； 2-擋塊 29 3.3.4 程序控制液壓校直機 這種校直機比前述的精密液壓校直機增加了自動送取料裝置和計算機控制系統(tǒng)，可稱之為全自動校直機。把當(dāng)代的高新技術(shù)應(yīng)用到校直機并取得成功。這種校直 機的特點：首先是精確檢測，工件的原始彎度可以自動地精確地測定；其次由計算機按已輸入的尺寸及材質(zhì)，針對已測定的原始彎曲算出應(yīng)設(shè)定的壓彎曲率和壓彎量；第三，按設(shè)定的壓彎量控制壓下，往往一次壓下就能達(dá)到校直目的；第四，當(dāng)校直質(zhì)量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時，按殘留彎度計算重復(fù)壓下的壓彎量并重復(fù)上述程序直到達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為止。這種校直機的優(yōu)點是：第一，擺脫了人工操作的誤差；第二，基本代替了體力勞動；第三，效率高；第四，保證了質(zhì)量的穩(wěn)定。下面介紹兩個實例供參考 。 1、 6122 型全自動液壓校直機 前蘇聯(lián) 6122 型全自動液壓校直機用于精密校直長尺寸的圓形斷面工件，如光軸、拉桿及分配軸等。這種校直機的示意圖繪于圖 3-8。由圖下的代號說明可以看清機器的結(jié)構(gòu)內(nèi)容及各組件的作用。 該校直機的主要尺寸及技術(shù)性能參數(shù)如下： 公稱校直力 160KN 壓頭行程（可調(diào)） 125150mm 壓頭 最小進給量 0.01mm/s 壓頭運動速度 空程下行 50mm/s 工作下行 3050mm/s 回程 168mm/s 工件尺寸 直徑 2554mm 長度 300865mm 可校直斷面數(shù)（校直點數(shù)） 4 個 最高校直精度（徑向跳動量） 0.025mm 測量跳動量時儀表進給刻度值 0.0010.01mm 外形尺寸（含工作臺） 長（左右） 5110mm 寬（前后） 2790mm 高 2540mm 30 圖 3-8 6122 型程控液壓校直機的樣機示意圖 1-機架上身； 2-機架底座； 3-工作平臺； 4-液壓工作缸； 5-驅(qū)動機構(gòu)； 6-減速機構(gòu)； 7-油箱組件； 8-壓頭； 9-限位端蓋； 10-油泵； 11-取送料裝置； 12-三角支架； 13-取送料小車； 14-取送料橫梁； 15-抓取機械手； 16-小車行走氣缸； 17-橫梁升降氣缸；18-機械手氣缸； 19-油泵電動機； 20-活塞桿 該機由五大部分組成：壓力裝置、工作平臺、夾送裝置、數(shù)控裝置及配電柜。由圖 3-8 可基本看到機架本體、壓力裝置及夾送裝置等三部分。機架是用鋼板焊接而成的單柱式 C 型結(jié)構(gòu)件。在工作平臺 3上裝有車式移動工作臺（可見圖 3-9）。在機架上部裝有液壓 工作缸4，步進式驅(qū)動裝置 5 通過減速機構(gòu) 6 來帶動限位端蓋螺母 9 作升降運動。當(dāng)螺母 9 停到某一確定位置時，活塞桿的粗端 20 下降到 9 處便得到限位二停止使壓下量處于調(diào)定數(shù)值。這套壓力裝置的液壓系統(tǒng)包括有容量為 230L 的水冷油箱 7，裝在箱蓋上的電動機 19 和由它驅(qū)動的油泵 10。為了減小振動在油箱內(nèi)裝有振動補償器（緩沖器）。需要校直的工件由綜合夾送裝置 11 將其送上工作臺，校完后再由工作臺取出。此夾送裝置在懸臂式三角支架 12 上，它包括水平移送氣缸 16 和由 16 驅(qū)動的前后移送小車 13，車上又裝有升降氣缸 17， 31 圖 3-9 6122 型程控液壓校直機工作臺示意圖 1-工作臺； 2-導(dǎo)軌； 3-左滑座； 4-右滑座； 5、 6-導(dǎo)桿； 7-液壓放大式步進機； 8-減速器； 9-滾珠絲杠； 10-左頂頭； 11-液壓放大式步進機； 12-減速器； 13-右頂頭； 14、 15-氣缸； 16-砧板； 17-活動支點； 18-傳感器； 19-氣缸； 20-杠桿系統(tǒng) 17 下面連著一個小橫梁 14， 14 的兩端各裝一個 鉗形機械手 15， 15由氣缸 18（共兩個）驅(qū)動使其夾緊和松開工件并由 17 驅(qū)動使其升降工作。這樣就可以由夾送裝置抓取并抬起工件送到工作臺上再下降到兩個頂頭之間自動卡好，待校直之后再由夾送裝置將工件抓取并從兩頂頭之間抬出放在成品架處。完成一個循環(huán)之后再重新抓送工件重復(fù)上述程序，形成連續(xù)作業(yè)。 現(xiàn)在單獨把工作平臺的構(gòu)造示意圖繪在圖 3-9 中，可以看到臺上有一套定心夾緊裝置，它可以左右移動以便接收送來的工件落在兩個頂頭之間自動夾緊再移回到壓頭下面將需要校直的部位對準(zhǔn)壓頭，校好一個部位之后再移換新的部位?；?3 及滑座 4 之 間用刀桿 5 及導(dǎo)桿 6 連接成為一體支撐在工作臺的導(dǎo)軌 2 上并由液壓放大式步進機 7 通過減速箱 8 及滾珠絲杠 9 來帶動滑座沿導(dǎo)軌 2 左右移 32 送。左頂頭 20 由液壓放大式步進機 11 通過減速器 12 來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)動作，右頂頭 13 可以隨轉(zhuǎn)。氣缸 14 及氣缸 15 分別推動左右頂頭夾緊和松開工作。砧板 16 固定在兩根導(dǎo)桿 5 及 6 上，砧板上裝置著活動支點 17 和傳感器 18，前者用以支撐校直力，后者通過杠桿系統(tǒng) 20來接收彎度信號并顯示彎曲程度。支點 17 的移送由氣缸 19 來完成，而氣缸 19 的動作是按數(shù)字程序控制器所發(fā)指令進行的。工件被檢測斷面的數(shù)量（或點數(shù)）取 決于砧板 16 的數(shù)量，因為砧板上都裝有活動支點和傳感器。全部校直工藝過程皆由數(shù)字控制程序自動完成。 2、全自動油壓校直機 日式東和精機公司制造的全自動油壓校直機示于圖 3-10，該機由檢測、控制、壓下及送取工件等 4 部分組成。校直機可以自動檢測彎度并將其轉(zhuǎn)換成可以計數(shù)的脈沖信號，以此向壓下機構(gòu)發(fā)送指令。壓下機構(gòu)按指令完成壓下校直工作。該機不僅能檢測工件的彎 圖 3-10 全自動油壓校直機 1- 裝夾及檢測裝置； 2-取送料機械手； 3-壓頭； 4-程序控制柜 33 度，而且能監(jiān)測自己的工作狀態(tài)防止發(fā)生誤動作，還可以修改程序。 出現(xiàn)故障和損壞時可更換控制柜的插件，迅速完成維修工作。本機的校直精度及工件效率都是很高的。 該校直機的工作原理是將檢測到的彎曲量分布圖形、材料特性（屈服強度、彈性模數(shù)、原始彎曲及加工歷史等）。工件幾何特性（各種尺寸及柱面臺肩等形狀）、校直安排（反彎曲率的分配、反彎次數(shù)、壓下量及支點位置等安排）、機械功能數(shù)據(jù)（油壓伺服系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)剛度及機械精度等）都存入數(shù)據(jù)庫。確定采用相應(yīng)校直方法使原始曲率及殘留曲率均一化，再根據(jù)其加工歷史確定應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系即強化特性，彎矩與曲率關(guān)系即強化性彎矩曲線，來計算校直所需的壓彎曲率及其 遞減情況，用最少的反彎次數(shù)達(dá)到最好校直效果完成最佳控制?，F(xiàn)將上述控制流程圖介紹如下。 開 始 裝 夾 工 件 檢 測 彎 曲 量 數(shù) 據(jù) 處 理 彎度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)否？ 取 下 工 件 識別彎曲圖形 計算控制量 壓力機按量工作 否 停 機 是 34 這臺機器的檢測性能參數(shù)如下。 可檢測的最小彎度（撓度） 0.005mm 可檢測斷面（點）數(shù) 15 點 檢測速度 約 2s/次 35 第四章 JZ-I 型校直機 4.1 用途 JZ-I 型校直機可用于校直單體支柱的油缸與活柱坯料熱處理造成的變形，亦可用來校直類似的桿 類管類零件。另備胎具也可用于鋼板調(diào)平、壓彎、壓裝等工作。并且本機可專用于單體液壓支柱活柱和油缸的一般變形校直。 4.2 技術(shù)特征 JZ-I 型校直機是液壓校直機，具有足夠的壓力與強度，備有靈活實用的工件懸掛裝置，配有方便完善的操縱控制系統(tǒng)。 加載油缸直徑 200mm 額定工作壓強 20.18MPa 額定壓力 1MN 回程力 0.36MN 行程 300mm 加壓速度 3.6mm/s 返程速度 57.5mm/s 工作 臺長 1400mm 工作介質(zhì) 乳化液或機油 外形尺寸 2423（高） 25001200mm 質(zhì)量 3.5mg 4.3 結(jié)構(gòu)特點 如圖 4-1 所示，單懸臂式 JZ 校直機由加載油缸 1、機身 2、工件懸掛裝置 3、工作臺 4、操縱控制系統(tǒng) 5、墊鐵 6及照明電氣 7 等主要部分組成。 36 圖 4-1 4.3.1 加載油缸 油缸是液壓傳動系統(tǒng)中實現(xiàn)往復(fù)運動和小于 360 回擺運動的液壓執(zhí)行元件。具有結(jié)構(gòu)簡 單、工作可靠、制造容易以及使用維護方便、低速穩(wěn)定性好等優(yōu)點。因此，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各部門。其主要應(yīng)用有：工程機械中挖掘機和裝載機的鏟裝機構(gòu)和提升機構(gòu)，起重機械中汽車起重機的伸縮臂和支腿機構(gòu)，礦山機械中的液壓支架及采煤機的滾筒調(diào)高裝置，建筑機械中的打樁機，冶金機械中的壓力機，汽車工業(yè)中自卸式汽車和高空作業(yè)車，智能機械中的模擬駕駛艙、機器人、火箭的發(fā)射裝置等。它們所用的都是直線往復(fù)運動油缸，即推力油缸。所以進一步研究和改進液壓缸的設(shè)計制造，提高液壓缸的工作壽命及其性能，對于更好的利用液壓傳動具有十分重要的意義 。 JZ-I 校直機的加載油缸采用的是煤礦用得最多的 200mm 直徑的油缸及其密封導(dǎo)向元件，活塞桿直徑 130mm。為了能在較低泵壓20.18MPa 下獲得高達(dá) 1MN 的壓力，采用兩個油缸串聯(lián)，即串缸的特 37 殊設(shè)計，其壓力 2 2 2 6 2 0 0 ( 2 0 0 1 3 0 ) 2 0 . 1 8 1 1 6 14P N M N 1、液壓缸壁厚的確定 缸體是液壓缸中最重要的零件，它承受液體的壓力，通常缸體采用無縫鋼管制成，且大多為薄壁筒，其壁厚按薄壁圓筒公式計算： 2 yPD 式中 液壓缸壁厚（ m） D 液壓缸內(nèi)徑（ m） Py 試驗壓力，一般取最大工作壓力的（ 1.251.5）倍（ Mpa） 缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：鍛鋼： =110120aMP；鑄鋼： =100110aMP；無縫鋼管： =100110aMP；高強度鑄鐵： =60aMP；灰鑄鐵： =25aMP。 根據(jù)上述公式可以計算出該液壓缸壁厚為 20mm，所以取 =22.5。 2、最小導(dǎo)向長度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離 H 稱為最小導(dǎo)向長度。如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計時必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。 對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度 H 應(yīng)滿足以下要求 20 2LDH 式中 L 液壓缸的最大行程 D 液壓缸的內(nèi)徑 由上式可以得出 H 115，所以取 H=120mm 3、計算工作時液壓缸所需流量 38 2 - 2 2(1 3 1 0 ) 3 . 6 /44q d v m m s 加 壓 加 壓 =2.87L/min 2 2 2 2( ) ( 0 . 2 0 . 1 3 ) 5 7 . 5 /44q D d v m m s 回 程 回 程=62.6L/min 4、泵流量的確定 液壓泵的最大流量應(yīng)為： m a x()pLq K q 式中 pq 液壓泵的最大流量； max()q 同時動作的各執(zhí) 行元件所需流量之和的最大值。 LK 系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取LK=1.11.3，現(xiàn)取 1.2 m a x( ) 1 . 2 6 2 . 6 / m i n 7 5 . 1 2 / m i npLq K q L L 根據(jù)上述結(jié)果現(xiàn)選用 CB-Q 外嚙合單級齒輪泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量 2063mL/r，額定壓力 20Mpa ,電動機轉(zhuǎn)速 2500r/min， 與液壓泵匹配的電動機選為 Y160M1-2 型電動機，其額定功率為11KW，其額定轉(zhuǎn)速為 2930r/min。 4.3.2 機身 機身采用鋼板鋼管組焊接件，如圖 4-2 所示，強度大，工作可靠，壽命經(jīng)久。加載油缸安裝在上部鏜孔里，工作臺用螺栓固定在機身下部的臺座上，機身是校直機承受作用力的部件，強度及剛度均較高。校直機工作時機身內(nèi)部受力，且工作平穩(wěn)無振動，因而不需要打基礎(chǔ)，可以把校直機安放在車間里任何需要的位置，但要墊平，使懸掛裝置隨時平衡。 39 圖 4-2 JZ-I 校直機機身結(jié)構(gòu) 4.3.3 工件掛懸裝置 工件懸掛裝置用于將工件懸掛起來，不加載時，工件被懸掛成脫離工作臺上的墊鐵，借助懸掛裝置的軸承滾輪幫助，可豪不費力地用手軸向移動或轉(zhuǎn) 動工件，以便測量尋找被壓下的部位；同樣因工件被懸掛不壓墊鐵，也可以很方便地移動墊鐵尋求最合適的下支點位置。當(dāng)壓頭壓下工件時，由于懸掛裝置的讓壓性，工件接觸下面的墊鐵，校直反力由下面的墊鐵承受，不會壓壞懸掛裝置。當(dāng)壓頭回升后，工件又被懸掛裝置自動地懸起。因此本校直機檢查測量工件，尋找加壓部位，調(diào)整墊鐵位置都非常方便，又加上操作者自己腳踏操縱壓頭升降，整個校直操作只需一個人。當(dāng)校直油缸或活柱時，應(yīng)選用與其對應(yīng)的懸掛裝置。 4.3.4 工作臺 40 工作臺是組焊件，有較大的抗彎強度與剛度。其上可放墊鐵檢測量具，其側(cè)面安裝 支加工件懸掛裝置。 4.3.5 操縱控制系統(tǒng) 如圖 4-3 所示本機操縱控制系統(tǒng)，序號 21 的 QJ16 球形截止閥，通過用戶自制三通與高壓油管接通；而序號為 20 的 16 回液單向閥 真 值 表 狀態(tài) A B 動作 1 0 0 停 2 1 1 快降 3 1 1 慢降 4 1 0 1 1 慢升 5 0 0 0 1 快升 圖 4-3 JZ-I 校直機操縱控制系統(tǒng)圖 41 通過用戶自制三通與回液管連通。腳踏閥 3 與加載油缸之間配有閥 組 7 和交替單向 閥 11，以便實現(xiàn)五種工況。 真值表狀態(tài) 1，為 A、 B 都不踏下，壓力液被腳踏閥隔斷，壓頭無動作； 真值表狀態(tài) 2，為不踏 B 只踏 A。壓力液經(jīng) A 管 5 分 6 路與閥組7 內(nèi)部元件發(fā)生關(guān)系。從右到左：其一，經(jīng) 7-1 節(jié)流閥流過少量壓力液，此狀態(tài)下不是主流；其二，經(jīng)單向閥 7-2 隔斷；其三，液控切換二位二通截止閥 7-3，使其四暢通，液體經(jīng) 8 進交替單向閥 11，由液壓的作用。交替單向閥處于封閉回液路狀態(tài)、高壓液流入加載油缸活塞腔，實現(xiàn)快降；用于壓頭趨近工件，及初始加壓；其五，使已經(jīng)處于常閉狀態(tài)的二位二通閥 7-4 關(guān)閉；其六，打開液控單向閥 7-5，以便活塞桿腔的液體順利流回油箱。 真值表狀態(tài) 3 是 A、 B 都處于踏下狀態(tài)，即壓力液不僅經(jīng) A 進入 閥組 7，還經(jīng) B，管路 4 進入閥組 7。其分三路與閥組 7 內(nèi)部元件發(fā)生作用。從左至右，其一，去液控二位二通閥 7-4，由于其液控面積小，對面又有彈簧力，所以二位二通閥 7-4 仍處于關(guān)閉狀態(tài)，不會使壓力液經(jīng)其二路通過 7-4 進入加載油缸活塞桿腔；其三，液控 7-3，該液控面積又大，又有彈簧的幫助，能確保二位二通閥 7-3 處于關(guān)閉狀態(tài)。這樣壓力液只能通過節(jié)流閥 7-1 進入加載油缸活塞腔，實現(xiàn)慢速下降。用于校直工件，控制變形量；由于節(jié) 流閥可調(diào)，可根據(jù)實際需要調(diào)好后，鎖緊。防止變化；此時加載油缸回液路未發(fā)生變化。 真值表狀態(tài) 4 為 A、 B 處于踏下為止轉(zhuǎn)向 A 復(fù)位；此刻由于 A 復(fù)位，經(jīng)管路 5 和 6 路都處于卸壓狀態(tài)， 7-3 仍然處于關(guān)閉狀態(tài)，而7-4 由于彈簧失去控制壓力，而導(dǎo)通，液控單向閥也因失去控制壓力而關(guān)閉，則經(jīng) B、管路 4 的高壓工作液經(jīng)二位二通閥 7-4 進入加載油缸的活塞桿腔，而活塞腔的液體由主動高壓變成排液背壓，使事先處于封閉回液口的交替單向閥仍處于回液口被封閉的狀態(tài)，回液只能經(jīng)節(jié)流閥 7-1，單向閥 7-2 經(jīng) A 回油箱，由于單向閥 7