液压矫正压力机的设计

1前言 大开距压力机主要用于金属结构厂矫正工件、板料弯曲成 形等。以前常用风动压力机,从实际使用情况看,由于采用压缩 空气做动力,空气压缩比大,造成风动压力机工作精度差,难以 保证工件的质量;且压缩空气不能重复使用,每个行程压缩空气 都要排空,使得该压力机工作效率低;另还需配置一台空压机供 应压缩空气,因而设备运行费用高且维修困难。现 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一台新型 液压矫正压力机替代原风动压力机。 2原理与设计 2.1主要结构特点和性能参数 该设备采用全钢焊接结构,主要包括机架、杠杆、连杆、滑 块、工作台、油缸等主要部件和液压系统、位移反馈系统、电气控 制系统等,克服目前许多金属结构厂采用龙门式液压机相对作 业空间小、不太适用于大型回转体的矫正和成型的缺点。尤其是 机架部分,采用独特的类似象鼻结构,保证该压力机具有高行 程、大开距的特点,设计位移反馈系统,准确控制滑块的位移,保 证工件成型质量。其主要技术参数为: 滑块公称力 3000kN 滑块行程 500mm 滑块行程次数 2-5次/min 滑块最大装模高度 1000mm 滑块台板尺寸 400×1000mm 下工作台板尺寸 1500×1500mm 液压系统压力 20MPa 系统总功率 22kW 喉口深度 2000mm 喉口高度 2200mm 2.2关键部件的设计 2.2.1主传动设计 该机采用独特的杆系结构,如图所示,通过合理设计杠杆、 连杆尺寸来满足工 艺要求。传动原理 为:液压泵输出高 压油,推动活塞杆 运动,活塞杆带动 杠杆动力臂运动, 杠杆阻力臂带动连 杆推动滑块上下往 复运动。 令:OB=R1,BC=L,2s为滑块的行程,由图可知:R1sinα+ Lcosβ=L+S,R1cosα+Lsinβ=R1 当:R1=1200mm,L=500mm,S=250mm时,α≈120,β≈30 由此可知,β≈30,角度很小,说明滑块对导轨的侧向力很 小,对设备工作很有利。 2.2.2滑块、连杆部分受力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及设计 (1)滑块的受力分析 图3销轴的受力及弯矩图 Fig.3Forcediagramandbendingmoment diagramofthepinfortheleverpry 液压矫正压力机的设计 钱利霞 李晓林 滕华驹 赵万军(重庆三峡学院,重庆 404000) Thedesignofhydraulicstrainghteningpress QIANLi-xia,LIXiao-lin,TENGHua-ju,ZhaoWan-jun (ChongqingThreeGorgesUniversity,Chongqing404000,China) """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#" " " " " " " " " " " " " " " " $ %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%$ " " " " " " " " " " " " " " " " $ 【摘 要】将液压矫正压力机设计的原理与思路予以介绍,分析其运动特性,对几个重要部件进行设 计计算与校核。对滑块的导向结构、油缸、液压系统的设计原理、位移反馈系统等进行论述。该设备的设 计,节约能源、降低运行成本,提高加工精度和工作效率。 关键词:压力机;设备;结构;设计;位移反馈 【Abstract】 Theauthorsintroducetheprincipleandthinkingthreadofhydraulicstrainghteningpress, analyzethecharacteristicofitsmovement;design,calculateandchecksomeimportantcomponents.What's more,theauthorsexpoundthefollowingcontents,suchastheguidingstructureoftheslipper,thedesignprin- cipleoftheoilcylinderandofthehydraulicpressuresystem,andthedisplacementfeedbacksystem.Withthe designofsuchequipment,wecansavemoreenergy,reducetheoperatingcostandimprovemachiningaccura- cyandworkefficiency. Keywords:Press;Equipment;Structure;Design;Displacementfeedback 中图分类号:TG315.4 文献标识码:A *来稿日期:2006-09-29 文章编号:1001-3997(2007)06-0024-02 图1主传动机构示意图 Fig.1Thesketchmapofthemain transmissionmechanism 杠杆动力臂 杠杆阻力臂 连杆 下止点 A1 A2 # ! B1 B2 C1 C2 " O 图2C2点的受力图 Fig.2 Forcediagram ofthec2 第6期 -24- 2007年6月Machinery Design & Manufacture 机械设计与制造 由图2可得:P1=P/cosβ,Q=P1sinβ P1-连杆作用力,Q-导轨作用力,P-工件作用力 当 β=0时,P1=P=P0=3000KN,P1最大;当 β=30时,Q=157KN, Q最大。 (2)销轴设计:销轴用于连接连杆与杠杆,是该压力机的重 要受力部件,如图 3所示,受力最大为 P,用 40Cr锻造,调质处 理。销轴的刚度一般不校核。根据原设备经验,销轴的支承颈长 度取 L1=220mm,L0=(1.1-1.6)D0,如图所示,危险截面 C-C的弯 矩Mw为:Mmax=P×L1/8=8.25×104Nm,40Cr:[σ]=(140-200)MPa。 计算得:D0= Mmax 0.1[σ] 3 ! =(162-183)mm,L0=178-202mm。 一般情况下,连杆与杠杆间隙为2-3mm。销轴设计尺寸取: D0=165mm,L0=180mm,L1=225mm。 (3)连杆的设计:连杆与滑块的连接方式采用球头式结构。 即连杆靠一个球头与滑块连接,销子与连杆孔有间隙,工作行程 时靠球面接触传递载荷,回程时销子承受滑块的重量,这样销子 的直径小,结构非常紧凑。连杆采用45钢锻造,调质处理,球头 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面淬火,硬度HRC42。球头式连杆结构尺寸及经验公式见下表: 图4杠杆的受力及弯矩图 Fig.4Forcediagramandbendingmomentdiagramoftheleverpry 由于连杆受压力作用,只校核压应力即可。即:σy=P1/Am in≤[σy] P1-连杆受的压力,Amin-最小截面积,45钢调质:[σy]=180MPa 计算得:Amin=0.0186m2,σy=161.3MPa<[σy],即满足要求。 2.2.3杠杆受力分析及设计 杠杆是该压力机的又一个主要受力杆件。参考类似设备的 结构特点,结合实际情况,设计该压力机的阻力臂长为1200mm, 要保证滑块的行程为 500mm,油缸活塞的行程为 666mm,则杠 杆的动力臂长为 1600mm。由前面分析可得,当 β=0时,杠杆受 力状态最差,如图4所示。 ∵Q235:[σ]=8.8MPa Mmax=P×OB=PA×OA=Mmax=3.6×106Nm ∴W=Mmax/[σ]=0.41m3 采用Q235钢板焊接的箱形梁式结构。危险截面在 C-C截 面,保证在此截面的抗弯模量大于0.41m3即可。 2.2.4滑块导向结构 滑块设计为一个箱形结构,它的上端与连杆连接,下部安装 上模,并沿机身导轨上下运动。为保证滑块底平面和工作台上平 面的平行度,保证滑块的运动方向与工作台的垂直度,因此,滑 块的导向面必须与底平面垂直。导轨和滑块的导向面保持一定 的间隙且能调整。滑块的底平面加工出“T”型槽,便于装卡模 具。滑块采用铸铁HT20-40和稀土球铁制造。导轨滑动面材料 为铸铁HT20-40制造。由于只受压,故不进行强度校核。 2.2.5液压缸的结构设计与密封 液压缸主要由缸体、活塞、活塞杆、导套等组成。活塞与缸体 之间安装 YA型密封圈双向共三个,活塞内孔与活塞杆之间用 O型密封圈密封,活塞杆与导向套之间用 YA型密封圈和两个 JA型密封圈密封,导向套与缸体靠台肩定位及O型圈密封,油 缸活塞杆前面有压头,压头上有T型槽用与杠杆连接。 2.3液压系统的设计 液压系统由能量转换系统(泵和油缸),能量调节系统(各种 阀)、能量传送装置(油箱、管道)等部件组成。其工作原理图如5 所示: 图5液压系统图 Fig.5Themapofhydraulicpressuresystem 2.4位移反馈系统设计 液压机工作时,滑块为主要的受力元件,滑块运动的位置需要 进行相应的速度和压力调节。液压机工作状态流程如图6所示: 图6 液压机工作状态流程图 Fig.5Flowchartofhydraulicpressure 图中滑块位置S1-S4由工艺要求确定,在液压机工作前进 行设置。滑块的位置检测,采用相对测量 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。测量元件选择 A B 第6期 -25-钱利霞等:液压矫正压力机的设计 增量型光电编码器。测量原理为:将编码器与测量齿轮同轴连接 后,呈垂直方向固定在滑块挡板上,与滑块运动方向垂直,测量 齿条固定在滑块上。利用齿轮齿条的啮合作用,将滑块的直线位 移转化为角位移,输出相位差为 90! 的 A、B两路脉冲,这些信 号由 PLC的高速计数模块接受后存入寄存器中,进行数据处 理,换算成滑块的实际位置。当脉冲当量和齿轮齿条的传动比确 定后,实际位置和预置位置间便建立了可比关系。比较结果后以 接点的 ON/OFF形式输出,并由 PLC的输出继电器控制电磁阀 等执行元件,再由油缸以相应的速度和压力推动滑块动作。上述 的预置值和实际值在被 PLC接受处理后输出 BCD码,经七段 译码/驱动器,送数码管显示。 3结论 (1)采用液压传动,节约费用可观。原风动压力机用空气压 缩机,需 155kW电机带动,现在只需 22kW液压泵电机,节约大 量能源;且可减少操作工1-2人,节约人工费。 (2)采用液压传动方式,滑块运动速度平稳、运动精度高。原 采用风动压力机,由于压缩空气压缩比大,滑块运动速度难以控 制。 (3)可以采集滑块位移信号,实现滑块位置的精确控制,保 证工件成型精度。解决原风动压力机成型精度难以保证产品质 量的难题。 参考文献 1何德誉.清华大学.曲柄压力机.机械工业出版社,1987. 2天津锻压机床厂.5000KN卧式压力机随机文件,1991. 3薛颂东等.液压机工艺参数自动甄别方法.锻压机械,6/1999. 4机械工程手册编委会编.机械设计手册.第二版,北京:机械工业出版社. 5新编液压手册.雷天觉主编.北京:北京理工大学出版社. 面向再制造的小型内燃机曲轴设计技术研究* 刘晓叙 陈 敏(四川理工学院机电工程系,自贡 643000) StudyonthecrankshaftdesigntechnologyofsmalltypeInternal-combustion engineforremanufacture LIUXiao-xu,CHENMin (ElectromechanicalEngineeringDept.,SichuanUniversityofScienceandengineering,Zigong643000,China) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! " !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! " 【摘 要】运用面向再制造的产品设计基本概念,在对小型内燃机曲轴进行正常失效分析的基础上, 研究和提出了对小型内燃机曲轴进行面向再制造的设计时,应考虑的主要问题和基本的设计技术。提出 了应权衡内燃机寿命长短对内燃机再制造价值的综合影响,使产品主要零部件在整个寿命周期内的价值 最大化的观点。 关键词:内燃机;曲轴;设计;再制造 【Abstract】Basedonnormalfailureanalysisforcrankshaftofsmalltype internal-combustionengine, andapplyingthebasicconceptsofremanufactureforproductsdesign,themajorquestionswhichshouldbe consideredandbasicdesigntechnologyaregivenout,whichcanbeusedfordesigningthecrankshaftofsmall internal-combustionengineforremanufacture.Oneviewpointisputforwardthatthelifeoftheengineshould alsobeconsideredbasedupontheremanufacturevalueandmaximumvalueofmainpartsinthewholelifeof theengine. Keywords:Internal-combustionengine;Crankshaft;Design;Remanufacture 中图分类号:TK428 文献标识码:A *来稿日期:2006-09-09 *基金项目:四川省教育厅资助课题(2004A139) 文章编号:1001-3997(2007)06-0026-03 再制造技术是绿色设计和绿色制造的重要组成部分,是实 现绿色设计提出的“从摇篮到再现”设计理念的重要技术手段和 保证。它与传统修理技术的主要不同之处在于:传统的修理技术 是单件作业,修理的位置和方法都具有随机性,在很多情况下主 要采用以换件和单配为主的修理方式;而再制造技术是采用现 代高新技术、以报废产品零件为毛坯的批量加工制造。利用再制 造技术,可以将具有再制造价值的报废产品零件通过现代制造 技术进行分类、检测和再制造,恢复零件功能,使产品达到同新 产品一样的质量和性能。再制造技术符合可持续发展战略的要 求,可以减少资源的消耗,节约大量的能源并减少生产过程对环 境的污染,是实现循环经济和建设节约性社会的一种重要技术 手段。 由于再制造是一种以报废产品零件为加工对象的批量制 造,所以,通常选用大批量生产和报废、并具有较高再制造价值 ########################################################## 第6期 -26- 2007年6月Machinery Design & Manufacture 机械设计与制造