水泥方磚制作機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
46頁 13000字數(shù)+論文說明書+任務(wù)書+8張CAD圖紙【詳情如下】
A2定位塊.dwg
A3擴口器.dwg
A3縮口器.dwg
A4上模.dwg
A4下模.dwg
A4定位塊2.dwg
任務(wù)書-前期材料.doc
外文翻譯--溫石棉在工業(yè)隔熱板中的應(yīng)用.doc
水泥方磚制作機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計開題報告.doc
水泥方磚制作機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計論文.doc
水泥方磚制作機裝配圖.dwg
軸.dwg
1.引言
1.1型水泥方磚制作機
水泥方磚制作機采用最新液壓系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)，采用先進的混凝土液壓成型直接堆碼既相互養(yǎng)護的新技術(shù)，從原料輸入到成品輸出實現(xiàn)了高度的機械化和自動化，并可根據(jù)用戶需要生產(chǎn)各型花紋和彩色表面水泥步磚，這樣便生產(chǎn)出的水泥步磚數(shù)最多，輕度打，標注成型好，表面光潔度高，無氣泡和水泡，并具有占有生產(chǎn)養(yǎng)護場地小，工人勞動強度小等優(yōu)點。
該機由原料輸出系統(tǒng)，主機，成品輸出系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等五大部分組成。用戶只需自備混凝土常攪拌機，即可實現(xiàn)上料到成品輸出的自動化控制，由于該機自動化程度高，為保證該機的正常運轉(zhuǎn)，使用壽命和減少事故，應(yīng)注意保養(yǎng)和維護。
了解結(jié)構(gòu)
1） 輸入系統(tǒng)：由鋼架結(jié)構(gòu)，電動機，齒輪，滾筒及傳送膠帶組成，可分別將細料或粗料送至料斗內(nèi)，可單獨啟動和停止。
2） 輸出系統(tǒng)：由電動機，齒輪，滾筒和傳送膠帶構(gòu)成，其作用將壓制好的步磚運往堆放場地，同時，還可以把模板送回主機，可單獨啟動和停止。
3） 主機結(jié)構(gòu)：由底座，主、副軸。橫梁，導軌，轉(zhuǎn)盤，動模，工作架等部分組成，該機構(gòu)在壓力油作用下，通過油缸可實現(xiàn)專為，頂壓和推出已壓制好的步磚成品，橫梁和導軌均可作調(diào)整，以確保步磚的厚度。
4） 液壓系統(tǒng)：由齒輪泵，電機，集成配流板，電磁閥，油缸，輸油管道，冷卻水箱，油箱等組成，其作用為電機帶動齒輪泵提供壓力油。在系統(tǒng)的控制下，經(jīng)電磁閥集成配流板和輸油管道按程序分配供給各油缸，以完成轉(zhuǎn)位，頂壓和出磚等工作。
5） 電器控制系統(tǒng)：有電機，電流接觸器，中間繼電器，時間繼電器，行程開關(guān)，操作按鈕，各信號指示燈，保護繼電器，熔斷器等組成，由于該系統(tǒng)由嚴格的自鎖和互鎖線路組成，因此，除給各系統(tǒng)提供嚴格的工作程序指令外，還對油缸的行程，生產(chǎn)率和符合能力進行監(jiān)控。
對照水泥方磚制作機的設(shè)計要求如下：
（1）整機包括輸入系統(tǒng)，輸出系統(tǒng)，主機部分，液壓系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)等五大部分。
（2）參考多工作位回轉(zhuǎn)組合機床煤球機及其它同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式，確定回轉(zhuǎn)工作臺位主機的主要不見，依靠它的間歇運動使模具一次通過各個工位，每個工位是一項工作內(nèi)容。
（3）根據(jù)純加壓制成轉(zhuǎn)的需要步磚機械八個工位：
分別如下：
工位1——加模板 工位2——填細料
工位3——刮平細料 工位4——填粗料
工位5——人工填料 工位6——加壓成型
工位7——檢驗 工位8——推出成品
（4）設(shè)計基礎(chǔ)條件與原始資料：
1．磚面尺寸：MAX250x250mm
2．磚面厚度：30—70mm可調(diào)
3．最大壓緊力：32T
4．出磚率：6—8塊/分可調(diào)
附：步磚機檢驗項目：
1．對角線長度公差：+/-2mm
2．厚度公差： +/-8mm
3．磚邊長公差： +/-2mm
4．缺邊樣角公差：《=5mm
5．不平度公差：+/-2mm
（5）設(shè)計要求和目的
通過設(shè)計掌握機械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和常用部件的設(shè)計方法，培養(yǎng)和提高各種知識的綜合運用的能力，積累設(shè)計經(jīng)驗，為以后工程設(shè)計打下基礎(chǔ)：
設(shè)計要求：
1．設(shè)計合理，參數(shù)選擇恰當
2．安全性好，自動化程度高，操作簡單，維修方便
3．圖紙齊全正確，之徒符合國標
4．書名書內(nèi)筒完整，正確
1.2機械運動方案的設(shè)計
了解題意
水泥方磚制作機是將混凝土原料壓制成直徑為34mm厚度30—70mm的正方形毛坯。
其它工藝過程：
( 1 )加模板：將可有花紋的模板放入平臺的動模上。
( 2 )填細料：模板在模板下沉5mm，細料從細料斗自動進入型腔。
（3）刮平細料：細料進入型腔后對細料進行刮平。
（4）填細料：動模與細料下沉一段距離由于不同厚度的步磚所以下沉距離不等。粗料從粗料斗在重力作用下進入型腔并刮平。
（5）人工填料：由于粗料斗中有可能有大的沙粒這樣在刮平時可能會在粗料表面成道溝槽，這時需要人工填料來補平這道溝。
（6）加壓成型：動模在運動過程中進行加壓，并保持一定的時間
（7）檢驗：動模繼續(xù)上移將壓好的片坯推出以檢驗成型的片坯是否符合要求。
（8）推出磚坯：此時機械收動作將成型磚坯上產(chǎn)品推出機構(gòu)將產(chǎn)品輸出。
其余的設(shè)計參數(shù)是：
沖頭對動模最大壓力 是32T
步磚面積尺寸 250 250mm
步磚時生產(chǎn)量 > 3000塊
每次操作人員 3—6人
步磚率 6—8塊/分
總功率 <2.5KW
電源 380V三相交流電
主機尺寸 3.2 1.9 2.5m
機器總安裝長度 24m
1.3分解動作工藝：擬定執(zhí)行機構(gòu)件的運動形式
根據(jù)工藝過程，機構(gòu)應(yīng)具有一個模具（正方形型腔）和兩個執(zhí)行機件（一個橫梁，一個動模）四個執(zhí)行構(gòu)件的運動形式為：
（1）橫梁固定不動那個起承壓作用，動模運動到終點時有短時間間歇，起保壓作用，若機構(gòu)主構(gòu)件一轉(zhuǎn)要完成八次保壓作用。
（2）動模上升——min后然后上升——min（加壓后停歇保壓，繼而上升——min將成形片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇，
待機械手將成品坯堆進動模后再下移1mm到待裝料位置，其位移線的尺寸如圖所示。
（3）機械手：動模將磚坯推出平臺后，機械手油缸將推桿推出，將磚坯推到產(chǎn)品推出輸運帶上，將產(chǎn)品輸出。
（4）回轉(zhuǎn)工作臺：主要是為了加模板，加粗料，細料系統(tǒng)動作器設(shè)計，主要動作為機械手油缸將機械手收回后，回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)45度角，動模下沉 —mm加模板再回轉(zhuǎn)45度動模下沉—mm粗料斗加細料，轉(zhuǎn)45度刮平粗料，轉(zhuǎn)45度動模下沉—mm后加粗料，轉(zhuǎn)45度刮平粗料，轉(zhuǎn)45度人工填料。
根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求和定運動循環(huán)圖擬定運動循環(huán)圖的目的是確定各機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件工作先后順序，以執(zhí)行設(shè)計裝配和調(diào)試。
4、經(jīng)濟性分析
本文所設(shè)計的旋轉(zhuǎn)式水泥方磚制作機機采用機械成型法，使設(shè)計后的設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可靠性高、能耗低的、振動小、噪音低、還具有容易拆裝和搬運等特點，對工人的操作技巧要求也非常低，不但能減少勞動強度還可以增加生產(chǎn)效率。
在生產(chǎn)方面，本機是一種可以適應(yīng)不同管件成型加工的通用機床，并且在不需要進行大批量生產(chǎn)的情況下，代替了小批量單件生產(chǎn)時的手工水泥方磚制作機，而且可以節(jié)省時間和生產(chǎn)消耗，提高單件的生產(chǎn)效率，及時滿足產(chǎn)品零部件的需要。
目前國內(nèi)設(shè)計此類機械的廠家很少，因此該設(shè)計更具有很大的發(fā)展前景和使用價值。
5、結(jié)論
本課題研究設(shè)計的過程中我查閱了大量的相關(guān)資料，并下到加工現(xiàn)場觀摩了實體設(shè)備的工作過程。該機用于將無縫鋼管管端加工成杯狀、喇叭狀等異形，可以完成直徑為Φ27～Φ42mm無縫鋼管管端的脹形加工，也可用于其它材料管件的脹形加工。
目前，國內(nèi)專門制造用于水泥方磚制作機的通用機床比較少，大多數(shù)都是專用機床，生產(chǎn)效率比較高，但是靈活性小，對于不同管件的加工具有一定的局限性。本機是一種可以適應(yīng)不同管件脹形加工的通用機床，并且在不需要進行大批量生產(chǎn)的情況下，代替了小批量單件生產(chǎn)時的手工脹管，而且可以節(jié)省時間和生產(chǎn)消耗，提高單件的生產(chǎn)效率，及時滿足產(chǎn)品零部件的需要。
此次設(shè)計根據(jù)四種不同原理的脹管方法制定了一套解決方案，并對本機的總體方案進行論證與擬定，從而對其進行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時對本機的液壓系統(tǒng)進行設(shè)計。首先通過計算，確定本機執(zhí)行器所受外載，計算出執(zhí)行器的相關(guān)參數(shù)并對其選型，繼而對驅(qū)動電機和泵進行選型。選定液壓系統(tǒng)中的控制閥和輔件后，繪制出本機的液壓系統(tǒng)原理圖，然后又對液壓泵組和油箱進行設(shè)計，即對液壓站進行設(shè)計。接下來又根據(jù)旋轉(zhuǎn)油缸的技術(shù)要求對驅(qū)動電機選型，然后又根據(jù)電動機和旋轉(zhuǎn)油缸的技術(shù)要求計算帶的根數(shù)和所受拉力，然后設(shè)計了重要部件和零件的結(jié)構(gòu)，即對設(shè)備主機的設(shè)計。
由于本機的工作循環(huán)周期較短，運動方向變化頻繁，使本機所承受的交變應(yīng)力較明顯，因此對于本機工作部分的強度要求較高。另外，本機是半自動化的，生產(chǎn)效率相對于全自動化會很低，因此有待設(shè)計一種生產(chǎn)效率可以更高的全自動化的水泥方磚制作機機。
致 謝
感謝我的導師老師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時四載，卻給以終生受益無窮之道。對老師的感激之情是無法用言語表達的。
感謝我的校外輔導員張二強工程師，這片論文的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開你的細心指導。而你開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們單位的工作中。
感謝我的室友們，我們一起從校園來到這個遙遠而又陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。
在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！
參 考 文 獻
[1] 張利平.液壓站設(shè)計與使用.北京：海洋出版社，2004
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[3] 張利平.液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計.北京：化學工業(yè)出版社，2005
[4] 張利平.現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用220例.北京：化學工業(yè)出版社，2004
[5] 張利平.液壓站設(shè)計與使用.北京：海洋出版社，2004
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[7] 成大先.機械設(shè)計手冊單行本（液壓傳動）.北京：化學工業(yè)出版社，2004
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[9] 成大先.機械設(shè)計手冊單行本（聯(lián)接與緊固）.北京：化學工業(yè)出版社，2004
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[11] 成大先.機械設(shè)計手冊單行本（機械制圖?極限與配合）.北京：化學工業(yè)出版社，2004
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水泥方磚制作機 水泥方磚制作機采用最新液壓系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)，采用先進的混凝土液壓成型直接堆碼既相互養(yǎng)護的新技術(shù)，從原料輸入到成品輸出實現(xiàn)了高度的機械化和自動化，并可根據(jù)用戶需要生產(chǎn)各型花紋和彩色表面水泥步磚，這樣便生產(chǎn)出的水泥步磚數(shù)最多，輕度打，標注成型好，表面光潔度高，無氣泡和水泡，并具有占有生產(chǎn)養(yǎng)護場地小，工人勞動強度小等優(yōu)點。 該機由原料輸出系統(tǒng)，主機，成品輸出系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等五大部分組成。用戶只需自備混凝土常攪拌機，即可實現(xiàn)上料到成品輸出的自動化控制，由于該機自動化程度 高，為保證該機的正常運轉(zhuǎn)，使用壽命和減少事故，應(yīng)注意保養(yǎng)和維護。 了解結(jié)構(gòu) 1） 輸入系統(tǒng)：由鋼架結(jié)構(gòu)，電動機，齒輪，滾筒及傳送膠帶組成，可分別將細料或粗料送至料斗內(nèi)，可單獨啟動和停止。 2） 輸出系統(tǒng)：由電動機，齒輪，滾筒和傳送膠帶構(gòu)成，其作用將壓制好的步磚運往堆放場地，同時，還可以把模板送回主機，可單獨啟動和停止。 3） 主機結(jié)構(gòu)：由底座，主、副軸。橫梁，導軌，轉(zhuǎn)盤，動模，工作架等部分組成，該機構(gòu)在壓力油作用下，通過油缸可實現(xiàn)專為，頂壓和推出已壓制好的步磚成品，橫梁和導軌均可作調(diào)整，以確保步磚的厚度。 4） 液壓系統(tǒng)：由齒輪泵 ，電機，集成配流板，電磁閥，油缸，輸油管道，冷卻水箱，油箱等組成，其作用為電機帶動齒輪泵提供壓力油。在系統(tǒng)的控制下，經(jīng)電磁閥集成配流板和輸油管道按程序分配供給各油缸，以完成轉(zhuǎn)位，頂壓和出磚等工作。 5） 電器控制系統(tǒng)：有電機，電流接觸器，中間繼電器，時間繼電器，行程開關(guān)，操作按鈕，各信號指示燈，保護繼電器，熔斷器等組成，由于該系統(tǒng)由嚴格的自鎖和互鎖線路組成，因此，除給各系統(tǒng)提供嚴格的工作程序指令外，還對油缸的行程，生產(chǎn)率和符合能力進行監(jiān)控。 對照水泥方磚制作機的設(shè)計要求如下： （ 1）整機包括輸入系統(tǒng)，輸出系統(tǒng)，主 機部分，液壓系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)等五大部分。 （ 2）參考多工作位回轉(zhuǎn)組合機床煤球機及其它同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式，確定回轉(zhuǎn)工作臺位主機的主要不見，依靠它的間歇運動使模具一次通過各個工位，每個工位是一項工作內(nèi)容。 （ 3）根據(jù)純加壓制成轉(zhuǎn)的需要步磚機械八個工位： 分別如下： 工位 1—— 加模板 工位 2—— 填細料 工位 3—— 刮平細料 工位 4—— 填粗料 工位 5—— 人工填料 工位 6—— 加壓成型 工位 7—— 檢驗 工位 8—— 推出成品 （ 4）設(shè)計基礎(chǔ)條件與原始資料： 1．磚面尺寸： 2．磚面厚度： 30— 70調(diào) 3．最大壓緊力： 32T 4．出磚率： 6— 8 塊 /分可調(diào) 附：步磚機檢驗項目： 1．對角線長度公差： +/．厚度公差： +/．磚邊長公差： +/．缺邊樣角公差：《 =5．不平度公差： +/ 5）設(shè)計要求和目的 通過設(shè)計掌握機械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和常用部件的設(shè)計方法，培養(yǎng)和提高各種知識的綜合運用的能力，積累設(shè)計經(jīng)驗，為 以后工程設(shè)計打下基礎(chǔ)： 設(shè)計要求： 1．設(shè)計合理，參數(shù)選擇恰當 2．安全性好，自動化程度高，操作簡單，維修方便 3．圖紙齊全正確，之徒符合國標 4．書名書內(nèi)筒完整，正確 械運動方案的設(shè)計 了解題意 水泥方磚制作機是將混凝土原料壓制成直徑為 34度 30— 70正方形毛坯。 其它工藝過程： ( 1 )加模板：將可有花紋的模板放入平臺的動模上。 ( 2 )填細料：模板在模板下沉 5料從細料斗自動進入型腔。 （ 3）刮平細料：細料進入型腔后對細料進行刮平。 （ 4）填細料：動模與細料下沉一段距 離由于不同厚度的步磚所以下沉距離不等。粗料從粗料斗在重力作用下進入型腔并刮平。 （ 5）人工填料：由于粗料斗中有可能有大的沙粒這樣在刮平時可能會在粗料表面成道溝槽，這時需要人工填料來補平這道溝。 （ 6）加壓成型：動模在運動過程中進行加壓，并保持一定的時間 （ 7）檢驗：動模繼續(xù)上移將壓好的片坯推出以檢驗成型的片坯是否符合要求。 （ 8）推出磚坯：此時機械收動作將成型磚坯上產(chǎn)品推出機構(gòu)將產(chǎn)品輸出。 其余的設(shè)計參數(shù)是： 沖頭對動模最大壓力 是 32T 步磚面積尺寸 250? 250步磚時生產(chǎn)量 > 3000 塊 每次操作人員 3— 6 人 步磚率 6— 8 塊 /分 總功率 16 16 載荷變動小 帶式運輸機，發(fā)電機，金屬切削機床，印刷機，鋸木機和木工機械 帶型確定 根據(jù) 420r/ 普通 V 帶選型圖選為 B 型。 i 21210001420?=中： 參照表 定 25 表 2 帶最小基準直徑 型 Y Z A B C D E 0 5. 75 125 200 355 500 大輪基準直徑 2 dd (2=125×標準 V 帶輪的基準直徑系列表得 80 n 2112(21801251420??=986 r/帶速 v 100060 11?? d?(2100060 1420125? ??? ?=m/s 此速度在 5～ 20m/s 之間，即帶速符合要求。 間距 按要求取 00所求帶準長度 0? ? ? ?02212100 422 a ???? ? (2? ? ? ?5 0 04 1 8 01 2 51 8 01 2 525 0 022??????? ?=標準 V 帶長度系列表得 400實際軸間距 a 2 00 ??(22 14 050 0 ???=540裝時所需最小間距 ?(2=400 =519緊或補償伸長所需最大軸間距 a x ??(2=540+400 =5680小帶輪包角 1a 0 121 ????? a (225180180 ?????=帶的基本額定功率 據(jù) 25 420r/表 2得 2根普通 V 帶的額定功率 -3 s 0 型 小帶輪基準直徑小帶輪轉(zhuǎn)速 n1(r/400 730 800 980 1200 1460 B 125 140 160 180 200 2額定功率增量 0P? ???????? ??? ib 110(2?????? ????? ? 1 0 3 11 4 2 0106 4 9 =中： 彎曲影響系數(shù)； 傳動系數(shù)。表 2曲影響系數(shù) 表 2動系數(shù) -4 -5 數(shù)值 Y 0 0 0 0 0 0 0動比 3確定 z ? ? z 01 ???(2? ? ???= 2 根。 式中： 包角系數(shù)； 長度系數(shù)； 表 2角系數(shù) -6 of a 小帶輪包角（ °） 180 175 170 2度系數(shù) -7 of L 基準長度 Ld(A 1000 1120 1250 1400 1600 4確定單根 F 20 ???????? ?? (22 ??????? ?????=154 N 式中： q— V 帶每米長度的質(zhì)量； 表 2米長度 V 帶質(zhì)量 q kg/m -8 q kg/m 帶型 Y Z A B C D E q 部件設(shè)計 1、夾緊塊外形如圖 2示 : 上、下夾緊塊是相互配合抱緊工件實現(xiàn)對工件的軸向和徑向定位 ,其尺寸和要求一樣。上夾緊塊較下夾緊塊短，可以節(jié)省材料，減小夾緊缸 活塞桿承受的慣性力。裝夾工件時，銅管可以順著下夾緊塊滑到脹套的外徑，方便省事，提高生產(chǎn)效率。 卡模塊強度驗算：已知夾緊力 F=20000N,工作截面 A，工件與夾緊模的接觸面的正應(yīng)力 σ可按下式計算 (2其中管徑選最大值即 d=19則 ? ? ????? ?，將數(shù)值代入公式 (3 175420000??=料的 許用應(yīng)力為 ? ? 4 357 1 5 ??? ?? （ 2 式中安全系數(shù) 接觸面的正應(yīng)力 σ1?,即為大柔度壓桿時，穩(wěn)定力為： ? ?22?(32 5 623 . 1 4 2 . 0 6 1 0 0 . 7 1 0(1 2 0 0 0 )? ? ? ???0??（ N） 式中 ? — 為長度折算系數(shù)，對于兩端鉸接約束方式 ? 一般取 1； f. 油缸最大閉鎖力 24 (324 . 5 3 . 1 4 1 1 04???0??（ N） 式中 油缸最大閉鎖壓力； g. 穩(wěn)定系數(shù) N F?(30?? ? =為 由此可見，穩(wěn)定性可以滿足要求。 30 算作用在夾緊缸活塞上的總機械載荷 F 由于該機工作時工件主要承受徑向載荷，因此夾緊力應(yīng)適當取值。根據(jù)經(jīng)驗此處可取夾緊力為 20000N，即外載 F=20000 N。 計算 2124[ ( 1 ) ]? ??式中： F —— 工作油缸總載荷， N。 工作壓力， 回油腔壓力，即系統(tǒng)背壓力， ? —— 桿徑比 ?? 。 表 3載荷選擇工作壓力 -1 3行元件背壓力 -2 統(tǒng)類型 背壓力 單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 油帶調(diào)速閥的系統(tǒng) 油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) 補油泵的閉式回路 油路較復雜的工程機械 3 回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計 表 3按工作壓力選取 d/D -3 to d/D 工作壓力 7.0 d/D 照以上個表選取 ? = 載荷 104N ＜ 1 1～ 2 2～ 3 3～ 5 ＞ 5 工作壓力 1 2 3 3～ 4 4～ 5 ? 5～ 7 31 24 2 0 0 0 0[ 3 0 . 3 ( 1 0 . 5 ) ]D ?????=96 壓缸直徑 D 參照表 2整為 100 表 3用液壓缸內(nèi)徑 D -4 0 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 由 ?? 得 d=6 =48 作液壓缸活塞桿直徑 d 參照表 3整為 50 表 3塞桿直徑 d -5 d 比 缸徑 40 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 22 28 35 45 45 50 50 60 55 70 63 80 70 90 80 100 90 110 100 125 110 140 125 140 該液壓缸采用一端固定一端自由的安裝形式，即由表 2 。 34/???l=6520 mm nd 32 表 3端系數(shù) -6 壓缸安裝形式 一端固定 一端自由 兩端鉸接 一端固定 一端鉸接 兩端固定 ： d—— 活塞桿直徑， 末端條件系數(shù)（查表） P—— 工作壓力， n—— 安全系數(shù)。 根據(jù)國家標準 — 1980 規(guī)定的液 壓缸行程系列圓整到 S=6500 活塞有效計算長度 液壓缸的安裝尺寸，可查設(shè)計手冊得 ? =6500－ 40 =6460 中： C— 液壓缸的前端安裝間距 (表 2 表 3壓缸固定部分長度參照表 壓缸內(nèi)徑 A 2 C E F G 40 100 115 115 30 115 900 85 50 115 135 130 40 130 100 100 63 127 144 155 40 155 110 110 小導向長度 6 4 6 0 1 0 03732 0 2 2 0 2 ? ? ? ?( 取最小導向長度為 360（ 式中： L— 液壓缸最大行程； 33 D— 缸筒內(nèi)徑。 向套長度 A=（ d =(30～ 50)向套長度為 40塞寬度 B=（ D =（ 60～ 100） 塞桿寬度 B=80中： D— 缸筒內(nèi)。 由下表查得液壓缸外徑為 121以缸筒壁厚為 表 3程機械用液壓缸外 徑系列 -8 徑 壓缸外徑 徑 壓缸外徑 ≤16 0 25 ≤16 0 25 0 50 50 50 54 110 133 133 133 133 50 60 60 60 25 146 146 152 152 63 76 76 83 83 140 168 168 168 168 80 95 95 102 102 160 194 194 194 194 90 108 108 108 114 180 219 219 219 219 100 121 121 121 127 200 245 245 245 245 34 緊液壓缸強度校核 ?? 校核 ? 2 2g DP d??= 221003 50?=12中：油缸工作壓力。 活塞桿材質(zhì)為 #45 調(diào)質(zhì)，經(jīng)查表得強度極限 ? ?b?為 8006],材料的許用應(yīng)力為： ? ? ? = 8005 （ n 為安全系數(shù)） . 由此可見， ? ???? ，應(yīng)力完全滿足要求。 由于缸筒壁厚與缸徑之比 100 9 . 5 51 0 . 5D? ? ? ?，屬于厚壁缸筒，可按材料學第二強度理論驗算。 ? ?? ? ? ?? ? 0 . 50 . 4 11 . 32?? ??????????????????， =? ? ? ? 0 . 51 6 0 0 . 4 3 11 6 0 1 . 3 31002???????? ???????????? = 由此可見 ,?， 1?,即為大柔度壓桿時，穩(wěn)定力為： ? ?22?2 5 623 . 1 4 2 . 0 6 1 0 0 . 7 1 0(1 6 5 0 0 )? ? ? ???0??（ N） 式中 :? — 為長度折算系數(shù)，對于兩端鉸接約束方式 ? 一般取 1； f. 油缸最大閉鎖力 24 23 3 1 0 04???0??（ N） 式中 :油缸最大閉鎖壓力； g. 穩(wěn)定系數(shù) N F?0?? ? =為 由此可見，穩(wěn)定性可以滿足要求。 37 件選型 行器的確定 由前計算結(jié)果已經(jīng)知道，工作缸缸徑為 110塞桿直徑為 63緊缸缸徑為 100塞桿直徑為 50液壓系統(tǒng)中，大流量 4L/緊缸最大壓力 3大流量 4L/據(jù)執(zhí)行器的最大壓力，工作缸采用日產(chǎn)旋轉(zhuǎn)油缸，安裝方式為軸向腳架與機座連接，采用日本 司的 旋轉(zhuǎn)液壓缸；夾緊缸采用安裝方式為桿側(cè)長法蘭與機架連接，采用江都市永堅有限公司的 液壓缸；定位油缸采用的安裝方式為桿側(cè)長法蘭與機體連接，由于定位油缸基本不受任何力，所以直接選用江都市永堅有限公司的 液壓缸。 壓泵的確定 1 、管道系統(tǒng)壓力損失的計算 1) 沿程壓力損失的計算 沿程壓力損失主要是注射缸快速注射時進油管路的壓力損失。其管路長l=5m，管內(nèi)徑 d=速通過流量 選用 20 號機械系統(tǒng)油損耗，其密度 為 ? =918 m3/ v 為 24v??(3= ??=s 式中： 流量； d—— 管內(nèi)徑。 38 (3式中 臨界雷諾數(shù)。 對于圓管，查《液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》得 2300，因此 230075?? ＝ p?用下式計算 22?? ???(3=2 80 3 ??? ? =中： ? — 沿程阻力系數(shù)； l— 管道長度， m； d— 管內(nèi)直徑， m； ? — 液體密度， m3/ v— 平均流速， m/s。 2、液壓泵的最大工作壓力為 p ? 1p?? （ 3 式中：1液壓執(zhí)行元件最大工作壓力； p?? ? 液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間所 有的沿程壓力損失和局部壓力損失之和。初算時按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選?。汗苈泛唵?，管中流速不大時，取 p?? ＝ 路復雜而且管中流速較大或者有調(diào)速元件時，取 p?? ＝ 由上述選取 p?? ＝ 后帶入公式（ 3算 得 39 選擇泵的額定壓力時應(yīng)考慮到動態(tài)過程和制造質(zhì)量等因素，要使液壓泵有一定的壓力儲備。一般泵的額定工作壓力應(yīng)比上述最大工作壓力高 20％ ? 60％，所有最后算得的液壓泵的額定壓力應(yīng)為 1+ 壓泵的流量按照下式進行計算，即 q??（ 3 式中： K? 考慮系統(tǒng)泄漏和溢流閥保持最小溢流量的系數(shù)，一般取 K＝ q?? ?同 時工作的執(zhí)行元件的最大總流量。 本設(shè)計取泄漏系數(shù) K＝ 入公式（ 3 阜新液壓件廠樣本查的 泵的額定壓力為 10稱排量 V＝ r，額定轉(zhuǎn)速為 n=1800r/取泵的容積效率v?＝ 選用轉(zhuǎn)速 n＝ 1400 r/的實際流量為 3 ＝ 400× 310? ＝ 中： V? 泵的公稱排量； 40 n? 電機轉(zhuǎn)速； v? ?泵的容積效率。 液壓泵驅(qū)動電機的選擇 在額定壓力和額定流量下工作時，其驅(qū)動電機的功率一般可直接從產(chǎn)品樣本或技術(shù)手冊中查得，但其數(shù)值在實際中往往偏大。因此，也可以根據(jù)具體工況用下述方法計算出來。由前面計算可知泵的最大功率出現(xiàn)在夾緊保壓階段，參照表2泵的總效率為p?＝ 3＝ 631 0 1 06 0 0 . 7 5?? ?? ? ? ? ? ?? ??＝ 3壓泵的總效率 s 壓泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 用電動機型號：由于內(nèi)軸式電動機可以與相對應(yīng)的泵直接連接，無需用連軸器，從而減少安裝空間，裝配方便。所以由大連電機廠樣本 查的 電動機滿足上述要求，其轉(zhuǎn)速為 1420 /額定功率為 箱的設(shè)計 油箱的容量可按下式計算 ??(3式中： V— 油箱的有效容積， L； 液壓泵的總額定流量， L/ ? — 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的 經(jīng)驗系數(shù)。 41 此液壓系統(tǒng)為低中壓系統(tǒng)， ? 可取 5～ 10， ? 取較大值可使系統(tǒng)更加安全，因此取 ? =10，液壓泵的總額定流量為 ，將以上數(shù)值代入公式 2 ?V =149 L 該設(shè)計中，油箱為開式的獨立油箱，且形狀為矩形。由于該機工作循環(huán)比較頻繁，間隔時間較少，因此需要將油箱設(shè)計的大些以散發(fā)熱量，所以油箱外部長、寬、高為 860630380內(nèi)部長、寬、高為 848618345容積為 848? 618? 345=180L。 該油箱為焊接結(jié)構(gòu)，箱頂除與電動機、葉片泵和集成塊組箱連接外，還安裝有空氣過濾器，這里選網(wǎng)式過濾器，型號為 16? 180。油箱側(cè)壁設(shè)置有液位計、清洗孔和放油螺塞。液位計比較靠近注油口，這是因為注油時可以方便地觀測液位。 此處選用的液位計型號為 80T，清洗孔由法蘭蓋板蓋住并密封，法蘭蓋板型號為 250,放油螺塞型號為 5782— 2000，箱底支腳由箱壁彎曲而成，并設(shè)有地腳螺栓孔。箱底傾斜度為 1/20，吸油口設(shè)置在靠近箱底的一側(cè)，以提高吸油效率。吸油口通過吸油過濾器直接從郵箱中吸油。箱底設(shè)置有隔板，將吸油區(qū)與回油區(qū)隔開，以延長油液在油箱中逗留的時間，促進油液在油箱中的環(huán)流，更好發(fā)揮郵箱的散熱、除氣、沉淀等功能，隔板高度為 200油箱體積較大，需設(shè)置吊耳。 圖 3箱結(jié)構(gòu)圖 -3 42 該機的液壓系統(tǒng)采用節(jié)流調(diào)速，而且是采用回油節(jié)流，由于夾緊缸工作時的壓力小于工作缸，因此需要用減壓閥調(diào)壓。先根據(jù)工作缸工作時的壓力和流量選擇主油路控制閥和工作缸油路的制閥，再根據(jù)夾緊缸工作時的壓力和流量選擇夾緊缸油路控制閥，見表 2根據(jù)該液壓系統(tǒng)原理，所選壓力表、冷卻器和濾油器如下： 壓力表型號 力 10 徑 6 冷卻器型號 油器型號 100? 80量 16 L/徑 12 表 3液壓控制閥 稱 溢流閥 電磁換向閥（ 1） 電磁換向閥（ 2） 液控單向閥 減壓閥 單向節(jié)流閥 型號 量（ L/ 330 120 100 60 15 250 壓力(21 10 10 5 通徑（ 10 10 10 10 5 6 數(shù)量 1 3 1 1 2 1 43 4、經(jīng)濟性分析 本文所設(shè)計的旋轉(zhuǎn)式 水泥方磚制作機 機采用機械成型法，使設(shè)計后的設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可靠性高、能耗低的、 振動小 、 噪音低 、還具有 容易拆裝和搬運等特點， 對工人的操作技巧要求也非常低，不但能減少勞動強度還可以增加生產(chǎn)效率。 在生產(chǎn)方面， 本機是一種可以適應(yīng)不同管件成型加工的通用機床，并且在不需要進行大批量生產(chǎn)的情況下，代替了小批量單件生產(chǎn)時的手工 水泥方磚制作機 ，而且 可以節(jié)省時間和生產(chǎn)消耗，提高單件的生產(chǎn)效率，及時滿足產(chǎn)品零部件的需要。 目前國內(nèi)設(shè)計此類機械的廠家很少，因此該設(shè)計更具有很大的發(fā)展前景和使用價值。 44 5、結(jié)論 本課題研究設(shè)計的過程中我查閱了大量的相關(guān)資料，并下到加工現(xiàn)場觀摩了實體設(shè)備的工作過程。該機用于將無縫鋼管管端加工成杯狀、喇叭狀等異形，可以完成直徑為 Φ27～ Φ42縫鋼管管端的脹形加工，也可用于其它材料管件的脹形加工。 目前，國內(nèi)專門制造用于 水泥方磚制作機 的通用機床比較少，大多數(shù)都是專用機床，生產(chǎn)效 率比較高，但是靈活性小，對于不同管件的加工具有一定的局限性。本機是一種可以適應(yīng)不同管件脹形加工的通用機床，并且在不需要進行大批量生產(chǎn)的情況下，代替了小批量單件生產(chǎn)時的手工脹管，而且可以節(jié)省時間和生產(chǎn)消耗，提高單件的生產(chǎn)效率，及時滿足產(chǎn)品零部件的需要。 此次設(shè)計根據(jù)四種不同原理的脹管方法制定了一套解決方案，并對本機的總體方案進行論證與擬定，從而對其進行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時對本機的液壓系統(tǒng)進行設(shè)計。首先通過計算，確定本機執(zhí)行器所受外載，計算出執(zhí)行器的相關(guān)參數(shù)并對其選型，繼而對驅(qū)動電機和泵進行選型。選定液壓系統(tǒng)中 的控制閥和輔件后，繪制出本機的液壓系統(tǒng)原理圖，然后又對液壓泵組和油箱進行設(shè)計，即對液壓站進行設(shè)計。接下來又根據(jù)旋轉(zhuǎn)油缸的技術(shù)要求對驅(qū)動電機選型，然后又根據(jù)電動機和旋轉(zhuǎn)油缸的技術(shù)要求計算帶的根數(shù)和所受拉力，然后設(shè)計了重要部件和零件的結(jié)構(gòu)，即對設(shè)備主機的設(shè)計。 由于本機的工作循環(huán)周期較短，運動方向變化頻繁，使本機所承受的交變應(yīng)力較明顯，因此對于本機工作部分的強度要求較高。另外，本機是半自動化的，生產(chǎn)效率相對于全自動化會很低，因此有待設(shè)計一種生產(chǎn)效率可以更高的全自動化的 水泥方磚制作機 機。 45 致 謝 感 謝我的導師老師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時四載，卻給以終生受益無窮之道。對老師的感激之情是無法用言語表達的。 感謝我的校外輔導員張二強工程師，這片論文的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開你的細心指導。而你開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們單位的工作中。 感謝我的室友們，我們一起從校園來到這個遙遠而又陌生的城市里，是你們和我共 同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 參 考 文 獻 [1] 張利平 北京：海洋出版社， 2004 [2] 張利平等 北京：機械工業(yè)出版社， 1997 [3] 張利平 北京：化學工業(yè)出版社， 2005 46 [4] 張利平 20 例 學工業(yè)出版社， 2004 [5] 張利平 北京：海洋出版社， 2004 [6] 機械設(shè)計手冊編委會 版）第 4 卷 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2004 [7] 成大先 壓傳動） 學工業(yè)出版社， 2004 [8] 成大先 滑與密封） 學工業(yè)出版社， 2004 [9] 成大先 接與緊固） 學工業(yè)出版社， 2004 [10] 成大先 用工程材料） 學工業(yè)出版社， 2004 [11] 成 大先 械制圖 ·極限與配合） 學工業(yè)出版社，2004 [12] 黃春峰．擴散管脹口模具設(shè)計．鍛壓技術(shù)， 1999（ 6）： 18～ 19 [13] 張利平，張玉鵬．氣動脹管機的設(shè)計．制造技術(shù)與機床， 1996（ 2）： 32～ 33 [14] 田林寶，呂小平．脹管方法綜述．鍋爐制造， 2000（ 3）： 45～ 49 [15] 閻紅慶．全自動立式脹管機研制．機械設(shè)計與制造， 1999（ 10）： 53～ 55 [16] 路甬祥 北京：機械工業(yè)出版社， 2002 [17] ． 2005（ 9）： 44～ 47 [18] 阜新液壓件廠樣本 . [19] 大連液壓件廠樣本