jh31-315機械壓力機滑塊部分的設(shè)計及有限元分析

-3151-315Solidworks用AutoCAD進行了可行性分析，最后對整個設(shè)計進行系統(tǒng)分析，得出整個設(shè)計切實可行。Throughtothemechanicalpressdomesticandforeigndevelopedpresentsituationysis,andlookupthedesignofJH31-315,Ihaddeterminedthistopicmaindesigncontent.AfterIhaddeterminedthemechanicalpresspreliminarydesignplan,decidedusesthetraditionaltheorymethodtocarryonthedesign,thecomputation,theintensityexaminationtotheJH31-315mechanicalpressfuselagesstructure,andusethesoftwareofthefiniteelement ysistochecktheresultofthedesign,andthenusingAutoCADdesignsoftwaretothemainraverse,underthecrossbeam,movesslide,themastercylinder,goesagainstthecylinder,thecolumn,thefinalassemblydrawinghascarriedontheprojectcartography,meanwhilehascarriedonthemaptothemastercylinder;Ihasreferredtofourcolumnsmechanicalpressesslidewhichsomecompanyproducesaswellashasconsultedmassivelyaftertheslidedesignbooks,thedefinitemechanicalsystemdesignproposal,hasdrawnuptheslideschematicdiagram,hasproducedtheslideworkinginstructions,andhascarriedonthefeasibilityysistoit,finallycarriesonthe ysistotheentiredesign,obtainstheentiredesigntobepracticalandfeasible.mechanical thefinite 緒 曲柄壓力機的發(fā)展概 壓力機簡 壓力機的特點和用 通用曲柄壓力機的型號和技術(shù)參 曲柄壓力機的基本參 壓力機工作原 JH31-315壓力機簡 JH31-315壓力機結(jié)構(gòu)特 JH31-315壓力機用途與結(jié)構(gòu)性 JH31-315壓力機壓力性能介 滑塊的說 滑塊的結(jié)構(gòu)特 滑塊動作說 調(diào)節(jié)機構(gòu)的特 過載保護裝 電動機的選 電動機類型的選 功率的計 調(diào)節(jié)機構(gòu)（連接器）傳動效 電動機額定功率計 確定電動機型 蝸輪蝸桿器設(shè) 計算傳動裝置的運動參 蝸輪蝸桿的設(shè) 第一級蝸輪蝸桿的設(shè)計和計 第二級蝸輪蝸桿的設(shè)計和計 蝸桿軸分析與強度校 蝸桿的設(shè)計和強度計 軸徑的校 軸承和鍵的選用和計 軸承的選用和強度的校 鍵的選擇和強度計 有限元分 有限元簡 有限元法基本定 有限元法的發(fā) CosmosWorks（有限元分析軟件）介 滑塊體的有限元分 球頭螺桿的有限元分 結(jié) 致 附 其他工藝。鍛壓機械在機床中所占的也愈來愈大。近年來，鍛壓機械的擁有量為34%，為32.4%。在鍛壓機械中．又以曲柄壓力機最多，占一半以上。用曲柄壓力機可1100006024120000我國在解放以前，曲柄壓力機的生產(chǎn)非常，只能制造一些手動沖床。解放以后，8000040000壓力機制造業(yè)還很，主要表現(xiàn)在質(zhì)量不高、數(shù)量不足．品種不全等幾個方面特別是缺十九世紀(jì)三十年代，世界上山現(xiàn)了第一臺簡易的平鍛機和蒸汽錘。六十年產(chǎn)了一些沖壓用的機。直到十九世紀(jì)末期，才出現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的曲柄壓力機和鍛造用的機。二業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要，鍛壓機械在機床中所占的也越來越大。近年來，鍛壓機械的擁有量為34％，為32．4％。在鍛壓機械中，又以曲柄替模鍛錘生產(chǎn)模鍛件已經(jīng)成為一個發(fā)展趨勢已有數(shù)條熱模鍛壓力機生產(chǎn)線其少一110000kN197l140kg1.3m100kg，2m6024120000kN20-30mm0.015mm使用。大大提高了生產(chǎn)率，并節(jié)約了原材料。，。司已生產(chǎn)250kN2000次／min的速壓力機國民(National)公司發(fā)展了新系列的高速冷墩機，M12250，。精密沖裁的壓力機己發(fā)展到25000kN，可沖裁的最厚已達25mm，加工的零件周邊89°30′。擠壓機己發(fā)展到50000kN，多工位擠壓機已發(fā)展到45000kN，機器精度不斷提高，剛度2—31982年在大阪國際機床展覽會上展出了55臺鍛壓設(shè)備，其中采用數(shù)控的34．5％，可以人機，編成十分方便。會田公司制造的2000KN“沖壓中心采用微型計算機控制自動換模換料和調(diào)整工藝參數(shù)全部時間只需5min德國Eumuco）國際標(biāo)準(zhǔn)化組（ISO規(guī)定在85—90dB的連續(xù)噪音下工作時間過8h,和規(guī)定為85dB。現(xiàn)在德國舒勒（Sehuler）公司制造的開式壓力機已為75dB。還有一些公司正在研制低噪音（75dB）的折彎機和冷墩自動機。壓力機在機械行業(yè)中占有重要位置，對國民經(jīng)濟發(fā)揮重要作用，和人們的生活關(guān)。在家手上帶的手表、用的鋼筆、女的金屬發(fā)卡和鈕扣，人們上班騎的自行車，午它是板料沖壓生產(chǎn)的主要設(shè)備，可用于沖孔、落料、切邊、彎曲、淺拉伸和成形等工序，再機床中所占的也越來越大。而在鍛壓機械中，又以曲柄壓力機最多，占一半以上。JB／GQ2003—84JA31—l60BJ表示，線材成形自動機、鍛機、剪切機和彎曲校正分別用Z、D、QW表示。第三四個數(shù)字為組型代號在型譜中每類鍛壓設(shè)備分為10每組分為10，10160160t101600kN。表數(shù)控，G代表高速等。至工作臺面（去掉工作臺墊板）（JE系列為最大裝模高度I，裝模高度指調(diào)節(jié)立柱間距離：是指雙柱壓力機的立柱間距離，是后方向送料時決定排出工（或廢料） 曲柄連桿曲柄滑塊機構(gòu)的運動簡圖如圖所示。O點表示曲軸的旋轉(zhuǎn)中心，A點表示連桿與曲柄的連結(jié)點，B點表示連桿與滑塊的連結(jié)點，OA表示曲柄半徑，ABOA以角速度ω作旋轉(zhuǎn)運動時，Bv作直線運動。曲柄滑塊機構(gòu)可分為結(jié)點正置與節(jié)點偏置，JH31-315壓力機采用單邊節(jié)點偏置結(jié)構(gòu)。1-1所示。鍵，它們的正確設(shè)計與使用將會大大提高壓力機的工作可靠性和。壓力機工作時，除JH31-315JH31-315（工作臺通過4根拉緊螺栓預(yù)緊而組成一體采用電子計算機優(yōu)化設(shè)計從而保證了機身的強度、剛性、精度等各種性能要求。為保證壓力機滑塊的導(dǎo)向精度，采用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)8條長導(dǎo)軌導(dǎo)向，主傳動高速級采用人字齒輪，離合器--制動器采用干式（或混式）片狀（或塊狀）低慣量結(jié)構(gòu)。T5～10（要用于連線塊的運行次數(shù)，調(diào)整模具更為方便。氣墊采用可調(diào)式純氣氣墊或氣墊，并帶有滯后鎖緊機構(gòu)和行程調(diào)節(jié)機構(gòu)，根據(jù)用壓力機還可配置減震器，以提高壓力機及模具的使用高強度結(jié)構(gòu)機身，剛性好，精度高，可以完成落料、沖孔、彎曲、成型、校正、進口過載保護，元件反應(yīng)靈敏，復(fù)位快PLC可實現(xiàn)制動角、油壓、潤滑故障、過載保護等整機自動聯(lián)鎖及2-1JH31-315單位JH31-Nominal千牛NominalPressure毫米Stroke毫米NoofStrokesper次/分Max.Die毫米DieHeight毫米Bolster左右毫米前后毫米Thicknessof毫米Slide左右毫米前后毫米AirPressingForce/Return千牛數(shù)量個1行程毫米MainMotor千瓦Heightabove毫米JH31-315型3150千牛閉式單點壓力機，采用主軸縱放、偏心齒輪、連桿機構(gòu)作為工3150kN，7mm(對應(yīng)的偏心齒輪轉(zhuǎn)角約2-3P=L×t×σb P——沖裁 單位噸（1噸=10000牛L——沖裁工件周邊周長 單位毫米mmT——沖裁零件厚 單位毫米σb——材料的抗拉強 單位牛/毫米2 牛/毫米2 牛/毫米2 牛/毫米245Mn(薄板 牛/毫米2 300-400牛/2軟 80-110牛/毫米2滑塊的結(jié)構(gòu)特

為了安裝模A，滑塊的底平面開有“THT200—400HT200—400Q235-AQ235-A鋼板壓布板。導(dǎo)軌滑動面的材料一般用鑄鐵HT200—400制造。速度高、偏心載荷大的則用鑄ZQZn6-6-3ZHMn58—2—2制造。對于高速壓力機，有采用滾針導(dǎo)軌，滑塊動作式保險。當(dāng)過載時，保險器被壓塌，從而保證整臺機器不受損壞。用過載保護裝置，能在過載的狀態(tài)下瞬間緊急停止（1/100秒JH31-315滑塊部分由滑塊體、保護部分、聯(lián)接器、蝸輪箱、裝模高度指示器、剛性打動，滑塊下平面有T后可即時更換，更換時應(yīng)注意：使同一導(dǎo)軌上的板厚相等。裝模高度的調(diào)整采用制動電機，通過蝸輪箱及支座蝸輪蝸桿副轉(zhuǎn)動螺桿來實現(xiàn)。3-1JH31-31530mm：0.03mm滑塊的運動為上下往復(fù)運動，滑塊的條件機構(gòu)是調(diào)節(jié)壓力機的裝模高度的。調(diào)節(jié)機構(gòu)需要能快速停止，正確定位。JH31-315壓力機采用蝸輪蝸桿器作為調(diào)節(jié)機構(gòu)的速器。蝸輪蝸桿器由于結(jié)構(gòu)緊湊,效率比高,傳遞運動準(zhǔn)確可靠，使用簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機器中應(yīng)用很廣。電動機通過聯(lián)軸器和蝸輪蝸桿二級器連接。電動機接通后，通過器帶動上圖3- 的使用。過載保護器是由增壓缸、壓力卸荷閥、感應(yīng)開關(guān)等三部分組成?；瑝K內(nèi)部的墊厚度為10mm

圖3- 油壓墊空氣混入 過載保護裝置的功能就無法充分發(fā)揮，甚至于會造成3-1

電動機有交流電動機和直流電動機之分,工業(yè)上常采用交流電動機。交流電動機有異Y于無特殊要求的各種機械設(shè)備。相交流電源。選擇電動機為Y380V定功率小于工作機所要求的功率,就不能保證工作機正常工作,甚至使電動機長期過載而過早損壞,如果選用額定功率大于工作機所需要的功率,則電動機價格高,功率未得到充分的利用,從而增加電能的消耗,造成浪費。PedPd。這調(diào)節(jié)機構(gòu)（連接器）傳動=1·2·3…

式其中:分別為每一傳動副,每對軸承,每個連軸器的效率.傳動副的效率數(shù)值可按下列0.98-0.97-0.99-0.97-=22

式 1，2，3，4分別為聯(lián)軸器，軸承，蝸桿蝸輪傳動和上球碗對球頭螺桿電動機額定功率計K=1.8-2。為了不使電動機經(jīng)常出現(xiàn)悶車，在功率計算K=1.36。4-1F=Mg×f

0.005P

式n601000v6010000.032.19r

式 10-80，考慮到閉式和工作載荷，選擇一般傳動比i1030，ndi'(1030)(2191971)3000,1500,1000,750r/min(相應(yīng)的電動機定子繞組的極對數(shù)為 我國電機產(chǎn)品型號的編制方法是按GB4831-84《電機產(chǎn)品型號編制方法》實新老1塵、水滴浸入。Y2F絕緣，YB，JO2E風(fēng)機、機等2機（式徑大于12mm的雜物或水滴60°角進入電3Y3%456Y系列上派生，用轉(zhuǎn)子等78Y系列電動機一端加直9適用于有危Y-JO2-Y工藝防腐措施。Y-W外機械，Y-F蝕介質(zhì)的機械，Y-WFY-JO2-Y-JO2-Y-JO2-YZYZ為籠型轉(zhuǎn)子，YZR為繞時用F緣，為60℃時、、r/min：1.IP4425IP44624IP54HYSR(YLRB(用機合YZ-取相異步電動機。它在Y系列電動機一端加直流圓盤制動器組合而成，能快速停止，正確4-2額定功率 器總的傳動比為 1420548.4。取

540 蝸輪蝸桿器設(shè)因為總的i總540.而器按照蝸輪蝸桿閉式傳動布置，考慮潤滑條件,由蝸輪蝸桿二級器傳動比分配資料查得i1=30,則i218。i0i101,12——為相鄰兩軸間的傳動效P,P——為各軸的輸入功率T,T——為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩n,n

5-1n2

n1=

n3

n2=

P1P電動01=2.20.99=2.17KWP2P112=2.170.980.80=P3P223=1.700.980.80=T電動機

=9550

式T1T電動i1T2T1i2T3T2i3表5-1軸功率轉(zhuǎn)矩（Nm轉(zhuǎn)速23器，圓錐齒輪器，蝸桿器等第一級蝸輪蝸桿的設(shè)計和得到很大的單級傳動比（128）選用的是圓柱蝸桿傳d1/a]當(dāng)量摩擦系數(shù) 假設(shè)Vs=4- 查表13.6知取其中間當(dāng)量摩擦角d1/a]13.1120

導(dǎo)程角： =1118'動嚙合效率

T2T1i212=14.56300.980.8=344.57N 式T2=344.57N使用系數(shù) 查表12.9（電動機均勻平穩(wěn)，工作機輕微沖擊彈性系數(shù) 根據(jù)蝸輪蝸桿副查表13.2

8(47.33/88(47.33/88(n2/88(n2/8

式系 ZhZh 接觸疲勞極 查表13.12I線查接觸疲勞最小安全系 自

ZpHlim3(KaT3(KaT2(zZeSlim/ZnZhHlim)23(1.2534457014721.131.27)=

S

式

Z1(7

a)/

=(72.4

100)

式

Z2Z1i1130

取Z1

Z2

式模 m=(1.4-1.7)×a/Z

=(1.4-1.7)×100/30=5.625式

d1=[d

Hlim13.4

取d

蝸輪分度圓直徑 式d2導(dǎo)程 式

b22m(0.5

d11)25(0.5 d1

式

取b2

V1d160601000

V1

式

Vs=V1cos 式當(dāng)量摩擦系 由表13.6查

Vsuv

[h]ZnZhHSh[h]

式

hZeZ 式KaKaT313.2彎曲疲勞強度最小安全系 自

hh<[FlimSFlim

F2KaTmb2d

[F]

式式因為F<[F

1Id4/1=504/64=0.31×106

F

式I=0.31×106Ftl48EFtl48E3(tan202tan2蝸桿擾

式2 1448E

2tan2(1118'因 <[7)1tan/tan(v)tan20/tan(20式12312式A910(5)a1式

=0.5179mt11000P1(1)w=1000×2.2×(1-

式因為t1<80 (要求具有較好的通風(fēng)條件 合第二級蝸輪蝸桿的設(shè)計和d1/a]當(dāng)量摩擦系數(shù) 假設(shè)Vs=4- 查表13.6知取其中間當(dāng)量摩擦角d1/a]13.1120

=

導(dǎo)程角： 動嚙合效率T2T1i223=344.57180.980.8=4862.57N 式T2=4862.57N使用系數(shù) 查表12.9（電動機均勻平穩(wěn)，工作機輕微沖擊彈性系數(shù) 根據(jù)蝸輪蝸桿副查表13.28(2.63/88(2.63/88(n2/88(n2/8

系 Zh 接觸疲勞極 查表13.12I線查接觸疲勞最小安全系 自

ZhZpHlim3(KaT3(KaT2(zZe3 4862570(147=

S

式

Z1(7

a)/

=(7

255)/

式

Z2Z1i1118

取Z1

Z2

式模 m=(1.4-1.7)×a/Z

=(1.4- 式

d1=[d

Hlim

式13.4

取d

蝸輪分度圓直徑d(2)=m×Z(2)=6×18=128 取d2=130導(dǎo)程 式

b22m(0.5

d11) 式m

V1d160601000

取b2V1

式

Vs=V1cos 式Vs當(dāng)量摩擦系 由表13.6查

uv

[h]ZnZhHSh

式

[h]KaThZeKaT

=147

1.251.25h<[13.2彎曲疲勞強度最小安全系 自

FlimSFlim

F2KaTmb2d

式[F]式 因為F<[F

1Id4/1=1304/64=14.02×106

FI=14.02×106mm4Ftl48EFtl48E3(tan202tan2(

2 13048E

式因 <[

1tan/tan(v)

式攪油效 自軸承效 自

123

12A910(5)a1=3.0098mt11000P1(1)w=1000×1.7×(1-

式式式因為t1<80 (要求具有較好的通風(fēng)條件 合蝸桿的設(shè)計和強度計(a)（b）

5-2(C)

5-35-4Ft1Fa2Ft2tan(2T2tanv

式=d=2×344570×tan1438'Ft1Fa1Ft22TdFt194Fa

式FaFR1 式 Ft91.25Fa

FR1FR2 式=(12101.6×94-=-FR2

5-5M1FR1=693780.16NM2M1Far=693780.16-4594.27×50=-44606.67N

式式

5-6FR1FR2Ft

式FR1FR2式FR1FR2

5-7=836.09×94=78592.46N

式M2=78592.46NM=

5-8MM1M22 .53N

式M .53N44606.6744606.67

MM1M22 .58N

式軸徑的

.58N對稱循環(huán)應(yīng)力б[-1b]90Mpa。

df1d12(hac)=50-M30.1M30.1[

df1

式式30.130.1因為df1>D因 合3；60mm，所以其12 6-1外形尺寸dDTBeYY130307322061)Fs

2

式FS1 式Fs2

Fr2

Fr1

式FR1FR1'2FR1

Fs2 式FR2'2FR2'2FR2

Fr2

式Fs1FaFs22Fa2Fs1Fa1Fs1。fdFa/18.7式Fa2/Fr218.7P1fd(xFr1yFa1)16670(Cr/L10h 式n

L10h

16670(Cr/n2)Fs

2

式FS1 式Fs2

Fr2

Fr1

式FR1FR1'2FR1

Fr2

Fs2 式FR2FR2'2FR2fdFa/18.7式Fa2/Fr2式18.7P1fd(xFr1yFa1)式

P2fd(xFr2yFa

式16670(Cr/L10h 式n

16670(Cr/L10h 式n=

322068d=4065b=16h=10l=45鍵的接觸長度為l=l-b=45-16=29毫米。由表7.1取鑄鋼的許用擠壓應(yīng)力為[p]=120Mpa(7.1T=h×l×d×[p]/4=10×29×55×120/4=478.50NTFtd=4954.27×55×103/2=136.24N2B16×45GB1096-2003

式式有限元法基本定學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)等領(lǐng)域。有限元法是40年代就有人提出，60年代以來發(fā)展起來的分析的重要。70設(shè)計產(chǎn)生性的變化，理論設(shè)計代替了經(jīng)驗類比設(shè)計。目前，有限元法仍在不斷發(fā)有限元法的發(fā)在牛頓之后約一百年，著名數(shù)學(xué)家高斯提出了余值法及線性代數(shù)方程組的解181920法，該方法被廣泛地用于有限元。1943片地使用展開函數(shù)來表達其上的未知函數(shù)。這實際上就是有限元的做法。2050問題。波音公司的一個技術(shù)小組，首先將連續(xù)體的機翼離散為三角形板塊的集合來進行應(yīng)力分析，經(jīng)過一番波折后獲得前述的兩個離散的成功。2050機投入了解算大