立式皮帶輪液壓旋壓機的設計(共18頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上立式皮帶輪液壓旋壓機的設計作者：xx 指導老師：xx（xxx大學工學院 11機制 合肥 ）下載須知：本文檔是獨立自主完成的畢業(yè)設計，只可用于學習交流，不可用于商業(yè)活動。另外：有需要電子檔的同學可以加我，我保留著畢設的全套資料，旨在互相幫助，共同進步，建設社會主義和諧社會。摘要：通過近些年來皮帶輪的生產(chǎn)經(jīng)驗來看，前些年研制的臥式帶輪旋壓機雖然具有結(jié)構(gòu)較簡單、性能良好、造價比較低的優(yōu)點，現(xiàn)也廣泛應用于單、雙槽帶輪的批量生產(chǎn)。但是從機床的結(jié)構(gòu)剛度、壓力、機構(gòu)以及控制系統(tǒng)等方面來說還是有一定的局限性，不能完全滿足帶輪新產(chǎn)品開發(fā)的要求。隨著我國機械工業(yè)特別是汽車制造業(yè)的發(fā)展和中

2、外合資轎車國產(chǎn)化的推動，近幾年來，旋壓皮帶輪在國內(nèi)已引起人們的廣泛注意和濃厚的興趣。目前，旋壓皮帶輪主要用于汽車行業(yè)和農(nóng)業(yè)機械，可以預見，隨著企業(yè)競爭和質(zhì)量意識的提高，其他機械行業(yè)也必然要采用這種皮帶輪，以提高產(chǎn)品的技術(shù)水平，增強競爭力。新一代專用帶輪旋壓機的研制任務已經(jīng)提上了日程，因為今天的汽車工業(yè)飛速發(fā)展對各種鈑制旋壓帶輪的要求已經(jīng)大大的提高了。立式數(shù)控帶輪旋壓機由三部分組成：立式機的主機；液壓泵站及系統(tǒng)；控制機及系統(tǒng)。主機架和基座部件構(gòu)成立式機的主體部分，其它各部件都安裝在它的上面；主軸部件與頂壓部件構(gòu)成立式機的主運動；光柵測試系統(tǒng)，測量各工作油缸的位移，將測試信號傳遞給控制柜，在數(shù)碼管

3、上顯示位移與相應速度；潤滑系統(tǒng)由兩個手壓泵組成，對活動平臺與三旋輪座燕尾滑軌集中供油；軸承與齒輪是采用脂潤滑。關(guān)鍵詞 立式數(shù)控旋壓機；帶輪；同步回轉(zhuǎn)；液壓系統(tǒng)；控制系統(tǒng)1. 緒論1.1 立項的背景和意義如何節(jié)約原材料，降低產(chǎn)品的重量，降低產(chǎn)品的制造成本及能源消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少加工工時，延長使用壽命在機械行業(yè)一直是備受關(guān)注的問題。這一問題最終大都歸結(jié)為產(chǎn)品零、部件的優(yōu)化?！癡”型皮帶輪（通稱“V”型帶輪）是用途十分廣泛的機械傳動零件之一。因此，如何解決好“V”型帶輪的優(yōu)化，對促進機械行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。鈑制皮帶輪是一種輕型結(jié)構(gòu)的帶輪，它和傳統(tǒng)的鑄鐵皮帶輪相比，可節(jié)約大約七成的原材料。由

4、金屬鈑材經(jīng)拉深旋壓成型的皮帶輪（也就是鈑制旋壓皮帶輪）就是鈑制皮帶輪中一種很好的帶輪結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。這種形式的帶論不僅產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、對環(huán)境無污染，真正做到節(jié)能減排。早些年在國外甫一出現(xiàn)，立即被一些先進工業(yè)國家迅速采用，尤其在汽車、拖拉機、收割機、空壓機等多種機械產(chǎn)品中，在某種意義上來說已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的皮帶輪，并取得了生產(chǎn)商以及使用者的好評。隨著我國機械工業(yè)特別是汽車制造業(yè)的發(fā)展和中外合資轎車國產(chǎn)化的推動，近幾年來，旋壓皮帶輪在國內(nèi)已引起人們的廣泛注意和濃厚的興趣。目前，旋壓皮帶輪主要用于汽車行業(yè)和農(nóng)業(yè)機械，可以預見，隨著企業(yè)競爭和質(zhì)量意識的提高，其他機械行業(yè)也必然要采用這種皮帶輪，以提高產(chǎn)

5、品的技術(shù)水平，增強競爭力。這就要求我們研制出先進的旋壓機來生產(chǎn)這種皮帶輪。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國外的旋壓機研制始于二十世紀二、三十年代。如德國的萊弗爾德公司從20實際20年代開始設計制造各種旋壓機，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了將近100年。美國Hayes車輪國際公司采用焊裝專利技術(shù)和旋壓成型工藝,制造的車輪分別要比統(tǒng)的鋼質(zhì)車輪和鑄鋁車輪輕兩成到五成的樣子.此外,還具有耐腐蝕,密封性好等特點。日本森田很早就已經(jīng)制作出了能加工鋁,鐵,不銹鋼等各種材料的管狀零件的新式旋壓機,最大拉伸直徑甚至可以達到1600mm,能自動拉探所有管狀金屬零件。我國的旋壓機研制起步雖然比國外要稍微晚一些，但發(fā)展得快。湖北

6、省節(jié)能公司研制開發(fā)的電腦調(diào)控、上下布筋、以工業(yè)廢渣為主要原材料生產(chǎn)輕質(zhì)條板的JXT系列旋壓機，近日通過了由該省建材行業(yè)管理辦公室組織的專家鑒定，認為該產(chǎn)品技術(shù)屬國內(nèi)領(lǐng)先水平，具有廣泛的應用前景。為常熟鼓風機廠研制生產(chǎn)的大型集風口旋壓機床CPX-1100型旋壓機日前在常熟通過驗收并應用于生產(chǎn).該機床采用國際上先進的電液伺服控制系統(tǒng);主軸采用大功率直流電機系統(tǒng);可進行隨機無級調(diào)速,旋輪縱向進給系統(tǒng)采用電液比例閥控制,可對工件在加工過程中進行變速旋壓,故機床控制可靠,精確,操縱靈活方便,可以滿足各種旋壓工藝的使用要求,由于操縱時可實現(xiàn)近似恒線速的旋壓加工, 工件質(zhì)量好,該機床還可以滿足直徑達二米以上

7、產(chǎn)品的使用要求,為我國風機行業(yè)提供了一種大型風口生產(chǎn)設備,并可推廣到衛(wèi)星天線及封頭等產(chǎn)品的生產(chǎn)加工,顯示了較好的市場前景。長期以來，機械產(chǎn)品上最常見的是鑄鐵皮帶輪。它是以鑄鐵毛坯經(jīng)切削加工制成。由于加工工藝所限，產(chǎn)品的重量重、轉(zhuǎn)動慣量大，材料利用率低，加工時間長，對環(huán)境有污染。同時加工鑄鐵帶輪能耗多，成本高。由于鑄坯內(nèi)部易出現(xiàn)缺陷，帶輪的動平衡性差，難以保證高速運轉(zhuǎn)的傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性。鑄鐵帶輪會使傳動系統(tǒng)的能耗增加因為其轉(zhuǎn)動慣量大的原因，而且在頻繁開啟、制動系統(tǒng)中，會影響傳動軸和三角帶的壽命，降低開啟、制動的速度和準確度。因此，很早以前就已經(jīng)有人開始探索怎么改進帶輪的結(jié)構(gòu)及加工方法。發(fā)展至今帶

8、輪的最佳結(jié)構(gòu)是中空的鋼板結(jié)構(gòu)。這種形式的帶輪可以充分發(fā)揮材料的抗扭、抗彎能力，以最少的材料實現(xiàn)所要求的剛度和強度。因此，鈑制結(jié)構(gòu)帶輪可以極大地降低產(chǎn)品重量，提高材料的利用率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。1.3 研究開發(fā)內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵經(jīng)過近幾年來生產(chǎn)帶輪的實際情況，初期研制的臥式帶輪旋壓機雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、性能良好、造價低等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應用于單、雙槽帶輪的批量化生產(chǎn)。但在機床的結(jié)構(gòu)剛度、壓力、機構(gòu)以及控制等方面的表現(xiàn)并不是十分令人滿意，并不能完全滿足新時期帶輪的技術(shù)要求。因此，設計旋壓機時的關(guān)鍵性問題是：1）技術(shù)要求a 功能可靠：采用立式結(jié)構(gòu)，液壓進給的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)效率高，精度達到要求：b

9、工藝性好：所設計設備的結(jié)構(gòu)、尺寸及選用的材料、應符合標準化條件要求，加工方便、工藝性好；c 安全性好:在正常使用的工作狀態(tài)下，不會發(fā)生誤動作，控制部分性能改善，安全可靠；d 經(jīng)濟性好：在滿足基本要求的前提下要求把生產(chǎn)成本降到最低；e 在進行旋輪進給機構(gòu)的設計時，旋輪的橫向進給和縱向進給之間的傳動關(guān)系應該格外重視。2）設計的原則：a 首先要對其設計任務作全面和周密的考察，分析研究工作，明確設計的基本問題；b 為了解決設計的基本問題，必須很好地完成兩項基本任務：1）要充分了解設計的根據(jù)和要求；2）要具體地、創(chuàng)造性地運用有關(guān)科技知識和實際經(jīng)驗來設計旋壓機，以解決使用和制造之間的矛盾，滿足雙方統(tǒng)一要求

10、。c 為了搞好旋壓機的設計工作，必須很好地運用有關(guān)的科學技術(shù)資料，包括旋壓 工藝和設備方面知識以及有關(guān)液壓控制和機械制造工藝等方面知識。d 據(jù)設計仟務書，在設計之初對該旋壓機所要加工零件進行必要的調(diào)查研究、統(tǒng)計和分類并與其他加工方法進行比較。其次，結(jié)合金屬旋壓工藝對設備自勻要求和擬采用旋壓法的特點，提出若干結(jié)構(gòu)方案。并對各個方案進行調(diào)研論證, 最后再在其中選擇出符臺目的的最佳方案。3）設計需要注意的問題a 所設計和制造的旋壓機應滿足金屬旋壓工藝和使用方面的目的，即對零件材料、形狀，尺寸和其精度、表面質(zhì)量等的要求；b 設計中我們應該盡量采用標準化的零部件來生產(chǎn)以降低生產(chǎn)成本；c 要求旋壓機設計和

11、制造具有足夠剛度和動力很高的設備精良，以使設備能生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品，并有高的生產(chǎn)率和省能等效果；d 在設計時，對旋壓機的操縱方便、減輕勞動強度、工作安全可靠和有高的使用壽命等問題予以足夠的注意；e 設計中為了使旋壓機容易制造、裝配方便、維護檢修也容易應該注意設備結(jié)構(gòu)的工藝性；f 設計中，還應注意旋壓機的外形也同樣需要美觀合理。1.4 旋壓設備的特點1) 旋壓機的機架、主軸及傳動系統(tǒng)、旋輪架、等各部分應具有足夠的剛度。2）旋輪架的橫向、縱向進給機構(gòu)多采用液壓傳動或機械與液壓聯(lián)合動，使其產(chǎn)牛足夠旋壓力，并能進行平穩(wěn)的無級調(diào)速，滿足工藝要求。3）普通旋壓機較多用一個旋輪，但是為了平衡旋壓時的徑向力，減

12、小主軸、芯模的彎曲撓度、偏擺和振動，輔助成形輪一般為多個，并相對主軸軸線成對稱配置，同時旋輪的橫向進給采用液壓控制，多采用數(shù)控也是為了提高旋壓件的精度。4）主軸具有足夠的傳動扭矩和功率，此外，最好使主軸轉(zhuǎn)速和旋輪縱向進給速度為無級調(diào)速，一方面可滿足旋壓工藝用量的任意選用要求；另一方面可實現(xiàn)旋壓過程中保持芯棋表面旋轉(zhuǎn)線速度和每轉(zhuǎn)進給量不變的可能性。5）主軸采用重型滾動軸承，以承受在旋壓時由于旋輪和尾座抽缸產(chǎn)較大的工作力，并對主軸及其軸承進行良好的冷卻與潤滑。6）上油缸應使頂緊塊產(chǎn)生足夠的頂緊力，保證工作中夾緊毛坯，與此同時也是能夠有助于用來提高主軸旋輪等轉(zhuǎn)動部分的剛度要求的。 1.5 主要技術(shù)參

13、數(shù)我們需要設計的是一個能夠生產(chǎn)各種皮帶輪數(shù)控液壓旋壓機，它的技術(shù)性能指標應該達到： 1) 主機的基本參數(shù)： 軸向最大壓力Pz 300KN(30噸) 徑向最大壓力Pr 100KN(10噸) 主傳動油泵電機組功率 15KW 節(jié)流調(diào)速泵站電機功率 5.5KW2) 機床各工作油缸性能參數(shù)： 頂壓缸活塞桿行程 250MM 徑向缸活塞桿行程 100MM 各缸工進速度范圍 50300MM/MIN 各缸快進速度范圍 12001800MM/MIN3) 主軸轉(zhuǎn)速（機床主軸轉(zhuǎn)速）：100150轉(zhuǎn)/分；4) 加工范圍：可加工多種形式的鈑制皮帶輪，其尺寸要求見下表：皮帶輪型式槽數(shù)直徑(毫米)板厚(毫米)折疊式單槽602

14、501.43.0雙槽1002501.52.5三槽1302501.52.5滾開式多V型1002502.03.5劈開式單槽1002503.05.05) 機床生產(chǎn)效率： 2件/分；6) 機床外廓尺寸：主機外廓尺寸（長×寬×高） 約為：1800×1400×3400（單位：毫米）；7) 主機凈重約4噸。2. 總體設計與主要性能參數(shù)的選定與計算2.1 立式旋壓機結(jié)構(gòu)形式選擇一般來說，旋壓機可分為臥式和立式兩種，立式結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點：設備高度較大，開敞性好，便于模具和工件的裝卸和操作；易于把旋輪的數(shù)目增加到兩個以上；主軸，芯模和工件等自重對主軸不產(chǎn)生撓度，提高了主軸的剛

15、度；設備占地面積小，有利于將其安裝在生產(chǎn)線上使用。從他們結(jié)構(gòu)和工作情況分析，以及皮帶輪工藝結(jié)構(gòu)和企業(yè)的要求，本設計釆用立式結(jié)構(gòu)。2.2 立式結(jié)構(gòu)的主要組成部分立式皮帶輪旋壓機由以下幾部分組成：立式機的機架、主軸、旋輪架、進給部分、液壓傳動系統(tǒng)。為了增強立式機的整體結(jié)構(gòu)剛度，采用類似四立柱式液壓機的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。圖1旋壓機主機架機架是一個堅固的立柱，在立柱下放有主軸及其傳動裝置。而在兩側(cè)的立柱上帶有立導軌，兩個旋輪架安置機架。旋壓機采用外旋壓，即是把旋轉(zhuǎn)置于工件和芯模的圓周外部，并向著芯模中心方向施壓工件的壁部。主軸采取軸向固定，只作周向旋轉(zhuǎn)，此時旋輪相對主軸怍軸向進給，來實現(xiàn)旋壓過程。兩個

16、旋輪裝在一個旋輪架上，彼此水平相對，它們的橫向進給可采用油缸和通過液壓仿形裝置分別控制，也可以采取一個旋輪由油缸的活塞桿連另一旋輪裝在與該油缸體相連接的橫向拖板上。2.3立式旋壓機主要部件的結(jié)構(gòu)設計分析2.3.1 機架的設計分析a.機架設計的要求:1.在滿足強度和剛度的前提下，機架的重量應要求輕、成本低；2.抗振性好，把受迫振動振幅限制在規(guī)定值以內(nèi)；3.噪聲?。?.溫度場分布均勻，熱變形無法對產(chǎn)品的精度造成較大的影響；5.結(jié)構(gòu)設計合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機械加工；6.結(jié)構(gòu)應該方便安裝與調(diào)整，修理和更換零部件也應該比較省力；7.有導軌的機絮要求導軌面受力均勻、耐磨性優(yōu)良；8.造型好，使

17、之既適用經(jīng)濟，又美觀大方。b.機架結(jié)構(gòu)的設計機架一般分為兩種:鑄鐵機架和焊接機架，我們設計皮帶輪旋壓機的機架選用的是焊接機架。焊接結(jié)構(gòu)比鑄造結(jié)構(gòu)強度和剛度都要高、但是重量輕、生產(chǎn)周期短還有施工簡便等。具體如表2所示：項目鑄鐵機架焊接機架機架重量較重鋼板焊接毛坯比鑄件毛坯輕30%，比鑄鋼毛坯輕20%強度、剛度和 抗震性鑄鐵極佳的強度與剛度較低，但內(nèi)摩擦大，阻尼作用 大，故抗震性能好強度高、剛度大，對同一結(jié)構(gòu)的強度為鑄鐵的2-3倍鋼的疲勞強度為鑄鐵的3倍材料價格鑄鐵材料來源方便、價廉價格較高生產(chǎn)周期生產(chǎn)周期長，資金周轉(zhuǎn)慢， 成本高生產(chǎn)周期短，能適應市場競爭的 需要設計條件鑄件壁厚不能過大，因為技術(shù)

18、暫時無法達到的原因結(jié)構(gòu)設計靈活，壁厚可以相差很大，并且可以根據(jù)工況需要不同的部位選用不同的材料表2 鑄鐵機架與焊接機架特點比較本設計確定機架的形狀和主機架是四柱式結(jié)構(gòu)，它包括兩個固定平臺，一個活動平臺，它和垂直工作缸的活塞桿聯(lián)接，在油壓作用下沿四根立柱上下滑動。應注意以下幾個問題：機架應該具有足夠的強度和剛度；機架上的四根立柱應達到足夠的工藝要求和技術(shù)要求，為了在后面的安裝過程中滿足配合要求；機架左側(cè)和右側(cè)的立柱最好設計成為不同的尺寸，防止在裝配過程中把零件裝配時裝反。2.3.2主軸箱的結(jié)構(gòu)設計主軸變速箱是旋壓機的主軸回轉(zhuǎn)運動和功率、扭矩傳遞的傳動裝置，變速可以是有極的和無極的，本設計采用有極

19、變速的方式。變速方式有以下幾種:齒輪變速箱、機械的無級變速機構(gòu)、液壓和電力等變速機構(gòu)。齒輪變速箱與其他的變速方式，具有一些顯著的優(yōu)點，如變速范圍較大，傳遞功率也較大、傳功確切及工作可靠。根據(jù)工藝要求和企業(yè)的需要，本設計采用齒輪變速 箱的變速方式。主軸部件的主要功能是與頂緊缸一起壓緊圓形板坯和驅(qū)動板坯旋轉(zhuǎn)，主軸部件乃是整機不容忽視的重要機構(gòu)。其設計要點，一要有足夠的剛度，以滿足托起板坯和頂緊缸施加的正壓力；二是驅(qū)動功率的合理確定；三是低速的轉(zhuǎn)動并保證與旋輪在嚙合點的線速度同步；四是要求輸出主軸與輸入軸能隨機處于離合狀態(tài)；五是保證板坯中心與主軸中心在同一中心線上。主軸變速箱是旋壓機的主軸回轉(zhuǎn)運動和

20、功率、扭矩傳遞的傳動裝置，主軸回轉(zhuǎn)運動都需要變速。變速箱除了要把運動源的轉(zhuǎn)速改變?yōu)樗枰乃俣韧?，也要達到使主軸起動或 停止以及變更運動方向等要求。主軸速度在內(nèi)的旋壓用量的極限值選擇恰當與否，對能否充分發(fā)揮設備最大效能、保證其最高生產(chǎn)率和獲得一定的加工質(zhì)量有很大關(guān)系。根據(jù)旋壓工藝分析，決定了主軸的最大和最小旋壓線速度Vmax和Vmim，同時還有最大和最小的旋壓件直徑dmax和dmim，則主軸所應滿足的極限轉(zhuǎn)速為：nmax=-(轉(zhuǎn)/分）nmin=-(轉(zhuǎn)/分）這樣，旋壓機轉(zhuǎn)速極限值的比值可由下式表示，即:Rn=Rn -變速范圍2.3.3旋輪座的結(jié)構(gòu)分析旋輪座是用來裝夾旋輪頭，并使旋輪按照工藝過程的

21、要求，實現(xiàn)工作進給和快速行程，即完成旋壓成形的基本運動的部件。它們直接影響著旋壓機的應用范圍、加工精度，生產(chǎn)率和使用的方便程度等。本設計旋輪座的布置方式：對于多旋輪的旋壓機，其旋輪座的不是方式一般分為兩種，即對稱布置和非對稱布置。由于企業(yè)要求，本設計采用非對稱布置，把兩個旋輪座前后平行放置的方式。旋輪軸的設計如圖2所示。旋輪座應滿足以下的要求：滿足旋壓工藝過程所提出的要求，其主要有：由設計方案中確定的旋輪及其旋輪座的數(shù)目，旋輪相對芯摸的配置關(guān)系，即有關(guān)旋輪座的布局方面要求，根據(jù)旋壓件的形狀、批量等要求每個旋輪所要完成的工作循環(huán)，控制方式。旋輪在旋輪座上相應裝夾部位應該能牢固地安裝，并且比較方便

22、，有時還要求在安裝時可以精確調(diào)整其位置，使旋輪與芯模，旋輪與毛坯之間分別保持所需的間隙和安裝角，以及旋輪彼此之間位置及其變化關(guān)系，以適應旋壓工藝的要求。為保證必要的加工精度和避免產(chǎn)生振動現(xiàn)象，旋輪座的整個部件應具有足夠的剮度。運動精度應該高，因為旋輪座的橫向滑架和縱向滑架的運動精度，以及多旋轉(zhuǎn)時它們的同步運動精度都將直接反映到旋壓件的幾何形狀精度、尺寸精度和表面光潔度上。為此要求橫、縱滑架的運動軌跡必須準確；移動均勻，平穩(wěn)。多旋輪旋輪座，旋輪的不同步差應限于旋壓工藝要求之內(nèi)，各行程的終點位置應精確等。因為旋輪座是操作人員經(jīng)常接近和操作的部件之一，因此它要求操作方便和安全。旋壓機的操作是否方便和

23、安全很大程度是就是由旋輪座設計得好壞與否來決定的。為此，在設計時應正確地布置旋輪座的位置和留有適當?shù)目臻g，使操作人品便于裝卸和調(diào)整旋輪、芯模、工件和其他工具?？傊瑸闈M足以上這些要求，在設計旋輪座時必須按照設計壓務書中工藝合理地選擇確定它們的數(shù)目、運動循環(huán)、布局、結(jié)構(gòu)和傳動方式等。它決定于設備的總布局。圖2 旋輪軸2.3.4進給部分的結(jié)構(gòu)分析旋壓機的進給部分是使旋輪產(chǎn)生縱向和橫向進給運動和動力機構(gòu)。進給運動由于旋壓是逐點成形過程，要求旋輪在一個旋壓遭次中必須保證一次連續(xù)而平穩(wěn)地進行，中間不得停頓進給部分一般有兩種驅(qū)動方式，一是來自主軸驅(qū)動，二是用單獨的液壓缸等驅(qū)動。 本次設計的立式皮帶輪旋壓機

24、，由于結(jié)構(gòu)上和使用上的要求，因此采用后一種驅(qū)動方式。其優(yōu)點是油缸與滑體分離，使加工工藝性大大改善，提高了伺服油缸的精度。并可達到較高生產(chǎn)率和適應不同加工工藝要求。兩個旋輪的布置方式為一前一后的平行方式，前方為預成形旋輪，后方為終成形旋輪，兩個旋輪分別由單獨的液壓缸驅(qū)動，兩個液壓缸為垂直方向布置的，分別提供旋輪的徑向進給和兩個旋輪的更換的橫向進給。徑向缸以及提供旋輪進給的液壓缸如圖3和圖4所示。圖3 徑向缸圖4 旋輪座2.3.5 液壓系統(tǒng)的設計分析1）液壓傳動系統(tǒng)由五個部分組成：動力元件完成機械能至壓力能的轉(zhuǎn)換，如液壓泵。執(zhí)行元件將壓力能轉(zhuǎn)換成工作裝置的直線往復式，擺動或旋轉(zhuǎn)式的機械能，如液壓缸

25、、液壓馬達?？刂圃ο到y(tǒng)壓力，對執(zhí)行機構(gòu)的運動速度和方向?qū)嵭锌刂?，如溢流閥、單向節(jié)流閥、電磁換向閥等。輔助元件起輔助作用，如油箱、濾油器、油管、密封裝置等分別起貯油、過濾、輸送和防漏保壓等作用，輔助元件在液壓系統(tǒng)中必不可少。工作介質(zhì)（油液、水基液體）主要是傳遞動力和能量的作用，它就存在于其他四中元件之中。2）液壓傳動的主要優(yōu)點：1.易于獲得較大的力或力矩；2.易于實現(xiàn)往復運動；3.傳遞運動平穩(wěn)；4.能夠?qū)崿F(xiàn)無沖擊的變速和換向；5.與機械傳動相比易于布局和操縱；6.自動潤滑、元件壽命較長；7.易于實現(xiàn)標準化、系列化。3）與其它傳送形式相比較液壓傳動有以下缺點：1.易于出現(xiàn)泄漏；2.油很不穩(wěn)定，

26、容易引起工作機構(gòu)運動不穩(wěn)定；3.空氣滲入液壓油后會引起爬行、震動、噪聲；4.用礦物油做液壓介質(zhì)時有燃燒危險，應注意防火；5.礦物油與空氣接觸會發(fā)生氧化，使油變質(zhì)，必須定期換油；6.液壓件的零件加工質(zhì)量（幾何精度、表面粗糙度等）要求較高。經(jīng)過比較幾種傳動系統(tǒng)的優(yōu)缺點綜合考慮決定選用液壓傳動。本課題是依據(jù)生產(chǎn)中存在的問題，它集機、電、液于一體的一臺裝置。這套皮帶輪旋壓機的液壓系統(tǒng)應帶動旋輪完成如下動作，如下所示：快進 工進 停 快退根據(jù)旋輪需要完成的動作，選擇合適的執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件等。2.3.6 控制系統(tǒng)的設計分析位置控制器的選擇采用單片微型計算機（簡稱單片機）作為位置控制器，這是因為

27、它具有許多適用于控制的指令和硬件，所以廣泛運用于工業(yè)控制當中，它又稱為微型控制器。單片機能方便可靠地實現(xiàn)行程位置的閉環(huán)控制。為適應控制系統(tǒng)的要求，必須選擇合用的位置檢測元件以采集位移信號，在當前數(shù)控機床中，光柵位移傳感器作為位置檢測元件已相當廣泛。旋壓機工作平穩(wěn)，環(huán)境干凈，無切削，采用光柵位移傳感器作為各缸的位置檢測元件是可行的，工作也是可靠的。采用可編程控制器（PLC）作為控制系統(tǒng)的動作控制器?？删幊炭刂破魇且环N微處理機開關(guān)邏輯控制裝置，用計算機的程序指令，代替了傳統(tǒng)的繼電器布線，當需要改變動作順序時，只要修改計算機的程序指令就可以。從而避免繼電器系統(tǒng)故障多的缺點，而且體積大大減小。 PLC

28、在這里起主控器作用，它根據(jù)各軸發(fā)出的一切動作（工進、工停），用程序?qū)⒏鬏S運動聯(lián)系起來，完成鍵盤指令所需運動的一切動作（即前述帶輪旋壓機設計所要求的幾種運動）。由于采用可編程控制器，使整個控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，程序變化靈活，抗干擾性也大大提高。輸入信號由鍵盤（操縱盒）和位置控制器產(chǎn)生，輸出信號是對各動作電磁鐵的控制信號。 加工參數(shù)用撥碼盤置入PLC，加工前輸入到8031單片機內(nèi)部的RAM保存。PLC有內(nèi)部電池，可對所編程序及置入數(shù)據(jù)進行掉點保護。2.3.7 工作送進液壓系統(tǒng)的設計1）調(diào)速方式的選擇在送進液壓系統(tǒng)中，一個油泵要使多個液壓缸根據(jù)加工要求進行變速，選擇調(diào)速閥來變速是合理的。為保證液壓缸工作

29、時速度平穩(wěn)，特別是在停止時，液壓缸能平穩(wěn)停止，故系統(tǒng)中采用回油節(jié)流調(diào)速。根據(jù)設計要求頂壓缸在工進過程中可變速，故采用電磁比例單向調(diào)速閥，實現(xiàn)工進過程中可控變速。2）向及速度轉(zhuǎn)換回路根據(jù)帶輪旋壓工藝及調(diào)試的要求，各缸應能在任意位置停止，為此采用“0”型閥芯的三位四通電磁閥。為實現(xiàn)徑向缸的快、慢、快的速度變換，在回路上采用電動單向調(diào)速閥。為使泵站的設計與制造工作簡化，便于安裝與維護，采用疊加閥組成各缸的液壓回路。由于頂壓缸的液壓回路上采用了電磁比例調(diào)速閥，因標準疊加閥組成的一條回路上不便組合兩個換向閥，故將頂壓缸的快速和工進分別組成兩個回路。為平衡活動平臺和頂壓部件自重，在定壓港下腔回油路上設置一

30、個單向平衡閥。2.3.8主要液壓元件的選擇1) 雙聯(lián)葉片泵的選定根據(jù)工況分析與計算，在工進時小泵的最大壓力P：P=P1-G/A1+P上+0.77P平式中：P1=155×105Pa 頂壓缸共進時進油腔壓力G=10000N 活動平臺、頂壓部件自重A1=134.3CM2 ?。篜1=3×105Pa 頂壓缸進油路壓力損失P平=10×105Pa 平衡閥壓力平衡閥壓力主要用來平衡自重，所以上式中G/A1與0.77 P平抵消所以 P=P1+P上=158×105Pa2) 流量的確定a）小泵流量Q小Q小K1Qi式中：K1=1.3考慮系統(tǒng)泄露和保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的經(jīng)驗系數(shù)：Qi

31、=6.5L/Min頂壓缸和徑向缸同時工進最大流量之和。所以Q小8.5L/Minb) 泵與小泵同時工作的流量Q雙Q雙K2QZ式中：K2=1.1考慮低壓時泄露少，故取小值；QZ=20.2L/Min頂壓缸快進時的最大流量。Q雙22.2L/Minc) 向缸快進時所需泵的最大流量Q2Q2=1.1QR式中：QR=11.8L/Min徑向缸快進時的最大流量所以Q2=12.98L/Min根據(jù)上面的壓力和流量的數(shù)據(jù)，通過查閱產(chǎn)品樣本、確定選用PV2R121226RHBA型雙聯(lián)葉片泵，它的公稱流量為：小泵12L/Min，大泵26 L/Min；最高使用壓力為160×105Pa；允許最高轉(zhuǎn)速為1800rpm，

32、最低為750rpm。3)泵電機的選定 根據(jù)工況分析頂壓缸與徑向缸同時輸入功率最大。這相當于取泵壓力為158×105Pa，流量為12L/Min時的情況。選取雙聯(lián)葉片泵它的總效率為0.75。N=PpQp/p=158×105×0.2×10-3/0.75×103N=4.21KW根據(jù)N值以及泵的轉(zhuǎn)速為n=960rpm,通過查電機產(chǎn)品目錄，選定型號為Y132M2，其額定功率5.5KW，轉(zhuǎn)速為n=960rpm。4)閥類元件及輔助元件為保證液壓缸工進時的速度穩(wěn)定，選取徑向缸最低工進速度為0.1CM/S時的回有流量。則要求調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量Qmin。QminA

33、2V/103×60=54.75×0.1×60/103=0.33L/Min故所選定調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量應0.33L/Min5)油管、油箱油管內(nèi)徑可按選定的標準件接口尺寸確定，根據(jù)系統(tǒng)壓力、流速進行驗算確定其避厚與直徑。選用12×1的20號或30CrMnSiA無縫鋼管作為系統(tǒng)的壓油管，油箱的有效容積V；V（57）Q雙=266L（Q雙=12+26=38L）實際取油箱容積為400L，有效容積為320L。3. 總體設計的說明機架是四柱式結(jié)構(gòu)，它包括兩個固定平臺，一個活動平臺，它和垂直工作缸的活塞桿聯(lián)接，在油壓作用下沿四根立柱上下滑動和四根立柱。在主機架設計時不僅考

34、慮了它承受軸向載荷，還考慮到在帶輪旋壓過程中受到相當大的徑向載荷，所以我們設計了加強套，以加強立柱的抗彎曲的剛度。旋輪座分別安裝在工作平臺的右側(cè)，前為預成形旋輪，后為成形旋輪。工作臺的中心設置主軸，軸的中心有兩個可相對轉(zhuǎn)動的內(nèi)外偏心套，內(nèi)偏心套中裝有偏心支承輪和軸。偏心機構(gòu)有兩個工位，一是偏心支承位置，另一是回中位置，便于取件。芯模是旋壓過程中不可缺少的工藝裝備，旋壓時芯模的外表面與皮帶輪的內(nèi)表面接觸，一方面起支承定位作用，另一方面其工作表面還要承受相當大的局部作用力及材料變形流動而引起的劇烈摩擦。在旋制較深槽的B型槽帶輪時，如果僅有兩個旋輪，即由一個預成形輪直接過渡到成形旋輪，由于預成形時為

35、了防止減薄采用較大的旋輪圓角（R=15，半錐角為21度），而成形旋輪圓角半徑R=4-5 (設計圖規(guī)定的），采用一次過渡旋出的帶輪，槽底很易減?。p薄有時超過兩成)?，F(xiàn)在采用三個旋輪，就可以用兩個預成形旋輪來過 渡，這樣減薄量肯定會有改善?？傊ㄟ^對旋壓零件的結(jié)構(gòu)和工藝性分析，根據(jù)企業(yè)的實際要求合理設計皮帶輪旋壓機總體布局。4.立式皮帶輪旋壓機的裝配設計在完成各個組成部分的設計之后，就需要對立式旋壓機進行裝配設計。裝配工作一般分為三個階段，裝配的準備工作包括零部件的清洗、尺寸和重量分選、平衡等；裝配工作包括零件的裝入、聯(lián)結(jié)、部裝、總裝以及裝配過程中的檢驗、調(diào)整、試驗；裝配后的工作包括試運轉(zhuǎn)、油

36、漆和包裝等。裝配過程不但是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而且通過裝配還可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設計、零件加工以及裝配過程中存在的問題，為改進和提高產(chǎn)品質(zhì)量提供依據(jù)。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低制造成本選擇合適的裝配方法、制定合理的裝配工藝過程。其中，制定裝配工藝規(guī)程的原則：1.保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量，盡量延長產(chǎn)品的使用時間。2.合理安排裝配順序和工序，滿足減少工作量方便操作的原則，縮短裝配周期，提高裝配效率。3.盡量減少裝配用的空間大小，提高單位空間上的生產(chǎn)率。4.盡量減少裝配工作所占的成本。結(jié)論時光匆匆而過，一轉(zhuǎn)眼四年就過去了。畢業(yè)設計將成為我們向?qū)W校和老師們交出的最后一份答卷。本次畢業(yè)設計歷時一個多月的

37、時間，在此期間我又一次地復習了這四年來所學習的很多課程。比如機械設計、機械工藝學液壓與電氣系統(tǒng)等等。在做畢業(yè)設計期間我的收獲可謂良多，而且還通過親自動手實踐來得到我所需要的數(shù)據(jù)以及結(jié)果等。令我的動手能力又提升了一個檔次，并不再局限于紙上談兵了。本次我設計的課題是立式帶輪液壓旋壓機的設計，我也通過這一次的畢業(yè)設計深刻的了解到了帶輪旋壓機的發(fā)展歷程。同時也知道了帶輪旋壓機的發(fā)展進步必將帶領(lǐng)我國的汽車以及農(nóng)機行業(yè)的長足發(fā)展。在中國從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國邁進的過程中，裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)振興，雖然任重道遠、藝無至境，但肯定會帶來機床發(fā)展的大機遇。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺作為加工中心、復合機床等裝備機械的核心部件之

38、一，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，其開發(fā)設計制造，也需要不斷創(chuàng)新，達到高精度、高效率、高可靠性、低成本的目的。綜觀轉(zhuǎn)臺的功能類型、設計結(jié)構(gòu)，其自然形成了跨部門協(xié)作的產(chǎn)業(yè)鏈，在標配零部件、專業(yè)制造加工等方面，需要整體的技術(shù)進步，才能實現(xiàn)機床的快速發(fā)展。在這次的畢業(yè)設計中我深刻的認識到了實際工作與我們在課堂上的學習之間還是有很大的區(qū)別的。所以在我們即將畢業(yè)走出校門的今天我們應該認識到馬上我們就將要走入社會在工作中應該要戒驕戒躁，努力踏實的工作。爭取在工作中也要取得好成績致謝詞在本課題的研究過程中，自始至終都得到了我的導師許偉教授悉心的指導和熱心的幫助。在導師的精心教誨下，自己的學業(yè)及其它方面都取得了長足的

39、進步。他為我的課題研究提供了實驗設備和技術(shù)資料，并給予我極大的幫助，使我受益非淺。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的知識和誨人不倦的育人態(tài)度使我深深收益，使我在各方面都走向成熟。導師博大精深的思想和為人師表的品質(zhì)，是我難得的物質(zhì)財富和精神財富。正是在老師的悉心幫助下，我的論文才得以順利完成。在此我要發(fā)自內(nèi)心的道一聲：謝謝你！老師！深深地感謝給我評閱、指導論文和參加答辯的各位專家與教授！最后，我也需要真心感謝我的同學，是他們在我遇到難題的時候無私的提供幫助，并且一直鼓勵著我，使我不斷前進，在這里我同樣要道一聲：謝謝你們！此時此刻，請讓我向你們致以崇高的敬意和感謝，謝謝你們！祝愿你們身體健康，工作順利！祝

40、愿學校的明天更加美好，工學院更上一層樓！謝謝！參考文獻1.杜國臣，王士軍.機床數(shù)控技術(shù)北京大學出版社，2014.12.鄒青，呼詠.機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程機械工業(yè)出版社，2011.6 3.劉守操.可編程序控制器技術(shù)與應用機械工業(yè)出版社，2013.74.蔣大明，滿紅，梁迎春.自動控制原理【M】清華大學出版社，20115.張傳生.電氣自動控制系統(tǒng)【M】 電子工業(yè)出版社，20036.兆榮.機床電氣自動控制【M】 化學工業(yè)出版社，2003.12157.王春行.液壓控制系統(tǒng)【M】機械工業(yè)出版社，1999.03088.王文斌. 機械設計手冊【M】 機械工業(yè)出版社, 2005.39.陸鑫盛 周洪,

41、氣動自動化系統(tǒng)的優(yōu)化設計【M】上?？萍嘉墨I出版社, 1999.510.胡宗武, 非標準機械設備設計手冊【M】機械工業(yè)出版社, 2003.111.成大先.機械設計圖冊（5）【M】化學工業(yè)出版社，199912.吳宗澤，羅圣國機械設計課程設計手冊【M】北京高等教育出版杜，200213.潰良貴，紀名剛機械設計【M】北京高等教育出版社，200314.Machinery manufacturing technology,xiuben zheng, Mechanical industry press,2014.115.Mechanical design course design instruction,g

42、uiyi gong, Higher education press,2012.1216.Mechanical design course design of atlas,guiyi gong, Higher education press,2012.11Title The design of the vertical belt pulley hydraulic spinning machineAbstract：Through many years producing practice, the machine developed in initial stage had many advant

43、ages such as simple structure, good performance, low fabrication cost ,etc., now it is used to produce wheel But there is still certain limitation such as the structure rigidity , pressure , mechanism and control system ,etc., It can't totally achieve the requirment of developing new wheel. With

44、 the development of machnical industry in china, especially car manufacturing industry and most of sino-foreign joint venture for car and thire becoming a basis of care manufacturing ,wheel has aroused peoples broad notice and strong interest recently.Now ,wheel is mainly used in car industry and agriculture machinery,it could be foreseen ,with the increasement of corporations competition and quality sense ,Inorder to r