精品曲柄壓力機(jī)課件

1、第二章 曲柄壓力機(jī)2.1 曲柄壓力機(jī)的工作原理與型號分類2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與受力分析2.3 通用曲柄壓力機(jī)主要零部件結(jié)構(gòu)2.1 曲柄壓力機(jī)的工作原理與型號分類一、曲柄壓力機(jī)的工作原理二、曲柄壓力機(jī)的組成三、曲柄壓力機(jī)的分類四、曲柄壓力機(jī)型號表示一、工作原理 通過將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。動(dòng)畫：曲柄連桿機(jī)構(gòu)注意：1、 動(dòng)畫中上死點(diǎn)位置有誤！2、 兩個(gè)名詞：曲柄壓力機(jī)原理圖1、 傳動(dòng)過程 電動(dòng)機(jī)1大帶輪3、小齒輪4大齒輪5、曲柄7連桿9滑塊10、上模11 皮帶傳動(dòng)：平帶（易打滑）；V 形帶（三角帶，不易打滑，可傳遞較大的動(dòng)力）2、 多級減速的目的 降低滑塊每分鐘的； 增加

2、滑塊可承受的工作載荷。3、飛輪、離合器、制動(dòng)器的作用 飛輪：儲(chǔ)存和釋放能量 離合：飛輪和曲軸之間的離合 制動(dòng)：使曲軸、連桿、滑塊停止運(yùn)動(dòng)二、曲柄壓力機(jī)的組成 工作機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 操作機(jī)構(gòu) 能源部分 支承部分 輔助部分1、 工作機(jī)構(gòu)（設(shè)備的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)） 由曲柄、連桿、滑塊組成，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。2、 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成，將能量傳到工作機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)速逐漸降低，轉(zhuǎn)矩逐漸增加。3、 操作機(jī)構(gòu) 由離合器、制動(dòng)器及相應(yīng)的電氣器件組成?？刂乒ぷ鳈C(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)間歇或連續(xù)工作。4、 能源部分 由電動(dòng)機(jī)和飛輪組成，開機(jī)后電動(dòng)機(jī)對飛輪進(jìn)行加速。壓力機(jī)短時(shí)工作能量由飛輪提供（

3、飛輪起作儲(chǔ)存和釋放能量的作用）。是否每臺(tái)壓力機(jī)都必須有飛輪？5、 支承部分 由機(jī)身、工作臺(tái)和緊固件組成，把壓力機(jī)所有零部件連成一個(gè)整體。6、 輔助部分 氣路系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、過載保護(hù)系統(tǒng)、氣墊、快換模、打料裝置、監(jiān)控裝置等，起到提高壓力機(jī)的安全性和操作方便性的作用。三、曲柄壓力機(jī)的分類1、 按機(jī)身結(jié)構(gòu)來分 開式壓力機(jī) 機(jī)身不封閉，呈C形，操作方便，剛性差。適用于小型壓力機(jī)。 閉式壓力機(jī) 機(jī)身為封閉框架，左右封閉，前后敞開，剛性好。適用于中大型壓力機(jī)。2、 按滑塊數(shù)量來分 單動(dòng)壓力機(jī)：僅一個(gè)滑塊 雙動(dòng)壓力機(jī)：有內(nèi)外兩個(gè)滑塊，適合于大 型制件的拉深成形。能夠?qū)崿F(xiàn)： （曲柄壓力機(jī)）；（液壓機(jī)）。3、

4、按連桿數(shù)量來分 單點(diǎn)壓力機(jī)（1個(gè)連桿） 雙點(diǎn)壓力機(jī)（2個(gè)連桿） 四點(diǎn)壓力機(jī)（4個(gè)連桿）4、 按傳動(dòng)系統(tǒng)所在位置來分 上傳動(dòng)壓力機(jī) 下傳動(dòng)壓力機(jī)（設(shè)備重心低，運(yùn)行穩(wěn)定）注意： 圖中有幾根曲軸 曲軸旋轉(zhuǎn)的方向?yàn)槭裁矗?、 按工藝用途來分 通用曲柄壓力機(jī) 拉深壓力機(jī) 熱模鍛壓力機(jī) 冷擠壓機(jī)四、曲柄壓力機(jī)的型號 根據(jù)JB/T9965-1999的規(guī)定，曲柄壓力機(jī)型號由表示： J () () 例如：JA23-63A（若是標(biāo)準(zhǔn)型號，則第2、7位無內(nèi)容）第1位：類代號（J：機(jī)械壓力機(jī)；Y：液壓機(jī)）第2位：變形設(shè)計(jì)代號（表示次要參數(shù)在基本型號上所 作的改進(jìn)，以A、B、C表示）第3位：壓力機(jī)組別（2：開式曲柄壓力

5、機(jī)；3：閉式曲 柄壓力機(jī)）第4位：壓力機(jī)型別（1：固定臺(tái)式曲柄壓力機(jī)；2：活 動(dòng)臺(tái)式曲柄壓力機(jī)）第5位：分隔符“-”第6位：公稱壓力（X10KN）第7位：改進(jìn)設(shè)計(jì)代號（對設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能所作的改 進(jìn)，以A、B、C表示）可傾式曲柄壓力機(jī)工作臺(tái)類型： O 固定臺(tái) O 可傾臺(tái) O 升降臺(tái) O 可移動(dòng)臺(tái) O 回轉(zhuǎn)臺(tái)2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與受力分析一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析二、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)受力分析一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 滑塊位移與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 滑塊速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 滑塊加速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系先按教材上的公式講，看看有什么問題t)cosLcosR()LR(s1、 滑塊位移與曲柄轉(zhuǎn)角的 關(guān)系

6、設(shè)曲柄半徑為 R，連桿長度為 L，滑塊速度 v向下為正，s 為 B點(diǎn)距下死點(diǎn)的距離(滑塊位移2R-s)，有：令： 則有：采用冪級數(shù)展開，并取近似得：22sin111)cos1 (RsLR2cos14)cos1 (Rs2、 滑塊速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 滑塊速度：2sin2sinRdds.dtd.ddsdtdsdt) sR2(dv3、 滑塊加速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 加速度（向下為正）：2coscosR2sin2sinRdd.ddv.dtd.ddvdtdva2 對照s、v、a的公式，看看該圖有何問題還是看看 EXCEL圖形吧注意：1） 上、下死點(diǎn)在曲線何處？2） 滑塊從何處開始運(yùn)動(dòng)？又停于何處？3） 曲

7、柄旋轉(zhuǎn)一周，位移、v、a有何特點(diǎn)？4） a、v、位移之間的積分關(guān)系是否滿足？5） 各條曲線的走向問題。其實(shí)，這個(gè)圖應(yīng)該這樣看 扭別太，圖看向方個(gè)這從 還是改改角度(從180變到-180) ，重新看看 EXCEL圖形吧最好采用以下設(shè)置： 坐標(biāo)原點(diǎn)取在下死點(diǎn)(設(shè)此處=0)，則曲柄旋轉(zhuǎn)過程中 ，滑塊位移為 s，位移、速度、加速度均向上為正！t .此時(shí)滑塊位移及速度分別為：該式與原公式相同，但原公式用2R-S表示位移。2cos14)cos1 (Rs2sin2sinRdds.dtd.ddsdtdsv滑塊加速度為： 該式與原公式差一個(gè)負(fù)號。按照上述三個(gè)公式，加速度、速度、位移三條曲線該怎么改變？2cosc

8、osR2sin2sinRdd.ddv.dtd.ddvdtdva2二、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)受力分析1、 理想狀態(tài)下 (忽略摩擦)tan.cosFQFFAB導(dǎo)軌受力：連桿受力：1） 連桿和導(dǎo)軌的受力 設(shè)工件變形力為 F并近似認(rèn)為滑塊處于靜力平衡狀態(tài)，則：2） 曲軸受扭矩 設(shè)工件變形力為F,并近似認(rèn)為滑塊處于靜力平衡狀態(tài)，則：)sin.coscos.(sin.)sin(.RFRFODFMABABABL由于：則：)2sin2(sin.)sin(.RFRFODFMABABLsin.sin1cosFFAB上述分析表明： 變形力F 一定時(shí)，角越大，則曲軸所受 的扭矩 越大，壓力機(jī)易悶車。 當(dāng) 一定時(shí)，機(jī)構(gòu)能夠承受的

9、變形力隨 角的減小而增加。即在=0時(shí)機(jī)構(gòu)能夠 承受的變形力最大。 看看 EXCEL圖形LMLM 顯然，機(jī)構(gòu)能夠承受的變形力與曲柄轉(zhuǎn)角角有關(guān)，那這個(gè)設(shè)備的噸位究竟算多少呢？ 公稱壓力角 、公稱壓力 、 公稱壓力行程。思考：如何確定剪板機(jī)和拉深壓力機(jī)的公稱壓 力和公稱壓力角？ggF公稱壓力角處：由于設(shè)備能夠承受的扭矩是恒定的，以 為計(jì)算依據(jù)，則設(shè)備允許的最大受力：)2sin2(sin.ggggLRFMgLM)2sin2(singggLRMF3） 壓力機(jī)許用負(fù)荷圖注意： 在公稱壓力行程以外，壓力機(jī)能夠承受的 力小于公稱壓力； 在公稱壓力行程以內(nèi)，模具工藝力也不能 大于公稱壓力； 把許用負(fù)荷圖作為選擇

10、設(shè)備的依據(jù)。若缺 乏許用負(fù)荷圖，應(yīng)使設(shè)備在公稱壓力及公 稱壓力行程范圍內(nèi)工作。2、 實(shí)際情形下曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力與許用負(fù) 荷圖（考慮摩擦） o 曲軸支承頸和軸承之間 o 曲柄頸和連桿軸承之間 o 連桿銷和滑塊之間 o 滑塊和導(dǎo)軌之間2.3 通用曲柄壓力機(jī)主要零部件結(jié)構(gòu)一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 二、機(jī)身三、離合器與制動(dòng)器 四、動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)五、輔助裝置一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 提供模具工作所需的成形力和位移，同時(shí)提供一些輔助功能（如：裝模高度調(diào)節(jié)、過載保護(hù)、頂件等）。1、 幾種典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 曲軸式 偏心齒輪式 偏心軸式 曲拐軸式 曲軸、連桿1） 曲軸式 偏心距固定不變，壓力機(jī)行程不能調(diào)節(jié)，適用于行程較大的

11、中小壓力機(jī)。2） 偏心軸式 偏心距及行程可調(diào)節(jié)（加偏心套）。3） 曲拐軸式 偏心距及行程可調(diào)節(jié)（加偏心套）。注意： 以上三種結(jié)構(gòu)，曲軸同時(shí)受彎矩和扭矩作 用！ 當(dāng)扭矩僅從曲軸一端傳入時(shí)，曲軸各段的 受力情況如何？4） 偏心齒輪式 偏心齒輪由誰來驅(qū)動(dòng)？有何作用？芯軸是 否轉(zhuǎn)動(dòng)？ 芯軸僅受彎矩，偏心齒輪受扭矩作用，負(fù) 荷分配合理，制造方便； 芯軸直徑較大，有一定的磨損。適用于中 大型壓力機(jī)和冷擠壓機(jī)。 此處重點(diǎn)分析偏心齒輪工作時(shí)的受力情況 然后，看看這些設(shè)備采用了何種曲柄滑塊 機(jī)構(gòu)生產(chǎn)5號電池殼的，速度很快（160次/分）曲軸式注意：軸瓦壓塌塊模具安裝調(diào)節(jié)螺桿打料橫桿 模具安裝注意：1） 此類連桿

12、與滑塊鉸接處為何用球頭？2） 連桿長度的調(diào)節(jié)（裝模高度的調(diào)節(jié)） 手動(dòng)調(diào)節(jié)（小型壓力機(jī)，滑塊較輕時(shí)） 機(jī)動(dòng)調(diào)節(jié)3） 如何打料？4） 設(shè)備過載保護(hù)裝置 對壓塌塊剪切后產(chǎn)生的高度差有何要求？ 前面講過：把許用負(fù)荷 圖作為選擇設(shè)備的依據(jù)。 若缺乏許用負(fù)荷圖，應(yīng) 使設(shè)備在公稱壓力及公 稱壓力行程范圍內(nèi)工作。 則要求：H1H2 公稱壓力行程！偏心齒輪式注意：飛輪呢？連桿長度如何調(diào)？又用軸瓦？軸瓦怎么制造的？ 曲拐軸式 注意： 上面那個(gè)紅 色的零件 軸瓦的位置2、 滑塊行程的調(diào)節(jié)（加偏心套）注意： 連桿裝在哪里？ 曲拐軸回轉(zhuǎn)中心在哪里？滑塊行程=？3、 裝模高度的調(diào)節(jié)方式 調(diào)節(jié)連桿長度 調(diào)節(jié)滑塊高度 調(diào)節(jié)工

13、作臺(tái)高度 調(diào)節(jié)行程（偏心距）兩個(gè)概念（見下頁圖）： 最大裝模高度 裝模高度調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)滑塊高度注意： 調(diào)節(jié)連桿長度就能調(diào)節(jié)裝模高度，為什么還要用調(diào)節(jié)滑塊高度呢？4、 過載保護(hù)裝置 壓塌塊式過載保護(hù)裝置 液壓式過載保護(hù)裝置注意：哪個(gè)面被剪切？雙面剪切為何不等厚？注意：閥的結(jié)構(gòu)油路虛線？讀懂圖！溢流閥 注意油管孔徑！三位四通電磁閥5、 模具的裝夾和打料機(jī)構(gòu)1） 模具的裝夾上模： 模柄孔 小型模具 模柄孔、壓板 中小型模具 壓板、螺釘緊固 中大型模具 氣壓快速夾持器 快換模設(shè)備下模： 壓板、螺釘緊固2） 打料機(jī)構(gòu)：剛性打料、氣動(dòng)頂料二、機(jī)身1、 開式機(jī)身2、閉式機(jī)身注意：為什么要預(yù)緊？預(yù)緊力多大為好？

14、三、 離合器與制動(dòng)器想想：(機(jī)械零件)離合器和聯(lián)軸器有何區(qū)別？1、 離合器（剛性離合器、摩擦離合器） 思考： 為什么要離合？ 實(shí)現(xiàn)間歇工作； 考慮安全； 節(jié)能； 便于給飛輪補(bǔ)充能量。 最好在何處離合？ 傳動(dòng)到飛輪后即離合。 為何不在靠近電機(jī)處離合？ （和汽車離合器的位置進(jìn)行比較） 沒有飛輪的壓力機(jī)呢？ 離合器“離”后設(shè)備的運(yùn)動(dòng)？ 怎么離合？汽車離合器的位置：靠近動(dòng)力源汽車離合器的位置：1） 剛性離合器 依靠剛性結(jié)合零件使主動(dòng)、從動(dòng)部件產(chǎn)生連接或分離。 轉(zhuǎn)鍵式（單轉(zhuǎn)鍵、雙轉(zhuǎn)鍵）：最常見 滑銷式 牙嵌式 滾柱式(1) 轉(zhuǎn)鍵式離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理 工作原理 依靠轉(zhuǎn)鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)飛輪和曲軸的分離和接

15、合。 轉(zhuǎn)鍵的結(jié)構(gòu) 離合過程注意： 關(guān)閉器、彈簧及尾板的動(dòng)作。 曲軸旋轉(zhuǎn)一周有幾個(gè)位置可以離合？ 工作機(jī)構(gòu)何時(shí)動(dòng)能最大？最??？ 最好在滑塊行程中的何處離合？ 上死點(diǎn)處(便于裝模，動(dòng)能小易制動(dòng)) 雙轉(zhuǎn)鍵離合器主鍵和副鍵的作用 雙 轉(zhuǎn) 鍵：一個(gè)主鍵、一個(gè)副鍵 主鍵的作用：傳遞工作載荷和能量 副鍵的作用：主要是避免“超前運(yùn)動(dòng)”副鍵的作用：主要是避免“超前運(yùn)動(dòng)” 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)速度比主動(dòng)件還快！ 想一下汽車的“反拖”副鍵的作用： 在滑塊下行時(shí)，防止因曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 自重，造成曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)超前于大齒輪而 造成工作鍵與大齒輪沖擊； 可防止滑塊回程時(shí)，由于拉深墊或彈 性壓邊圈的回彈力而引起超前； 調(diào)整模具時(shí)，能使曲柄反

16、轉(zhuǎn)。 離合器的靈敏度 注意：圖中的四個(gè)槽 兩個(gè)槽時(shí)：最長需要等飛輪轉(zhuǎn)過一周，曲 軸和飛輪才能接合。 四個(gè)槽時(shí)：最長需要等飛輪轉(zhuǎn)過 1/4周， 曲軸和飛輪就能接合。(2)轉(zhuǎn)鍵式離合器的操作機(jī)構(gòu)(3) 轉(zhuǎn)鍵式離合器的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單，易于制造 剛性結(jié)合，沖擊較大 不能寸動(dòng) 不能緊急停車，只能停在上死點(diǎn)，安全性 不高。 該種離合器多用于小型壓力機(jī)。目前已較少使用，不夠安全。2） 摩擦離合器(1) 分類 按照摩擦面的形狀分： 圓盤式 浮動(dòng)鑲塊式 圓錐式浮動(dòng)鑲塊式摩擦離合器 按照工作環(huán)境分： 干式：摩擦單元露在空氣中 濕式：摩擦單元浸在油里(2) 工作原理 通過摩擦盤使主動(dòng)部分（飛輪）和從動(dòng)部分（曲軸）分

17、離或接合。注意：o 區(qū)分主動(dòng)、從動(dòng)、靜止三個(gè)部分o 主動(dòng)部件和從動(dòng)部件的的離、合 離合器o 主動(dòng)部件和始終靜止部件的離、合制動(dòng)器o 常態(tài)下：離合器處于離的狀態(tài)（曲軸不轉(zhuǎn)）離合、制動(dòng)動(dòng)作如何協(xié)調(diào)？同時(shí)進(jìn)氣同時(shí)排氣離合、制動(dòng)的動(dòng)作 如果不協(xié)調(diào)？ 想想：同時(shí)踩下汽車（前驅(qū)、后驅(qū)）的油門和 制動(dòng)（手剎、腳剎）會(huì)有什么效果？ 如：前驅(qū) + 腳剎 - 前驅(qū) + 手剎 - 如果同時(shí)將方向盤打死又怎么樣？(3) 摩擦離合器的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)合平穩(wěn)，無沖擊，噪聲小 能在任意時(shí)刻進(jìn)行離合，較為安全 可寸動(dòng)（與制動(dòng)器配合可隨時(shí)進(jìn)行 緊急剎車）缺點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高 需要壓縮空氣作動(dòng)力源摩擦離合器與剛性離合器的比較2

18、、 制動(dòng)器 圓盤式制動(dòng)器（如：摩擦制動(dòng)器） 閘瓦式制動(dòng)器 帶式制動(dòng)器（偏心式、凸輪式、氣動(dòng)式）1） 摩擦制動(dòng)器2） 帶式制動(dòng)器 偏心帶式制動(dòng)器 凸輪帶式制動(dòng)器 氣動(dòng)帶式制動(dòng)器偏心帶式制動(dòng)器 制動(dòng)力特點(diǎn):o 整個(gè)行程中始終存在著制動(dòng)作用o 滑塊下行時(shí)制動(dòng)力逐漸減小o 滑塊上行時(shí)制動(dòng)力逐漸加大 氣動(dòng)帶式制動(dòng)器：進(jìn)氣時(shí)彈簧受壓縮，制動(dòng)帶松開，排氣時(shí)彈簧拉緊制動(dòng)帶，產(chǎn)生制動(dòng)作用。 氣動(dòng)帶式制動(dòng)器和摩擦離合器配合使用，可在任意角度制動(dòng)曲軸，這與經(jīng)常有制動(dòng)作用的制動(dòng)器相比，可降低能耗和摩擦材料的磨損。思考：凸輪帶式制動(dòng)器的工作原理凸輪帶式制動(dòng)器 制動(dòng)力特點(diǎn):o 整個(gè)行程中始終存在著制動(dòng)作用o 滑塊下行時(shí)制

19、動(dòng)力較小且恒定o 滑塊上行時(shí)制動(dòng)力較大且恒定氣動(dòng)帶式制動(dòng)器 制動(dòng)力特點(diǎn):o 整個(gè)行程中始終存在著制動(dòng)作用o 平時(shí)制動(dòng)力較小且恒定o 制動(dòng)工程中(氣缸排氣)制動(dòng)力較大且恒定總結(jié)：1） 整個(gè)行程中帶式制動(dòng)器始終存在著制動(dòng)作 用，這會(huì)增加設(shè)備的能耗，加速摩擦材料 的磨損。因此該種制動(dòng)器常與剛性離合器 配合用于小型壓力機(jī)。2） 帶式制動(dòng)器的制動(dòng)力是由彈簧提供的，有 彈簧的制動(dòng)器比僅用氣缸制動(dòng)的制動(dòng)器工 作更可靠。3） 帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡單，散熱條件好，但制 動(dòng)力矩較小，只適用于小型壓力機(jī)。2.4 曲柄壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)及選用一、主要技術(shù)參數(shù)二、曲柄壓力機(jī)的選用一、主要技術(shù)參數(shù)1、 公稱壓力 曲柄旋轉(zhuǎn)到公稱壓力角時(shí)，滑塊允許承受的最大作用力。2、 公稱壓力行程 曲柄從公稱壓力角旋轉(zhuǎn)至下死點(diǎn)時(shí)，滑塊所走過的距離。3、 最大裝模高度 裝模高度：滑塊處