卷筒紙上膠裝置設(shè)計(jì)含8張CAD圖,卷筒紙,裝置,設(shè)計(jì),cad
卷筒紙上膠裝置設(shè)計(jì)
摘 要
首先針對(duì)整體卷筒紙專用膠印機(jī)整體進(jìn)行產(chǎn)品總體方案規(guī)劃設(shè)計(jì),進(jìn)而初步確定整體卷筒紙專用膠印機(jī)的產(chǎn)品總體布局,然后對(duì)整體卷筒紙的上膠裝置進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。介紹了卷筒的主要工作機(jī)和原理及一些關(guān)鍵技術(shù)。然后,確定了合理的卷筒產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),分別對(duì)卷筒的零部件結(jié)構(gòu)作了總體設(shè)計(jì),產(chǎn)生了裝配圖、零件圖與設(shè)計(jì)資料說(shuō)明書等各種設(shè)計(jì)資料文檔。最后,對(duì)該機(jī)構(gòu)的氣缸和軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)校核,計(jì)算結(jié)果表明,該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完全符合要求。
本研究課題主要是以新型卷筒紙印刷膠印機(jī)為基礎(chǔ),參考目前國(guó)際市場(chǎng)上常用的各種卷筒紙印刷膠印機(jī)部件進(jìn)行總體設(shè)計(jì),對(duì)氣缸和軸的等常用機(jī)械結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)參考國(guó)內(nèi)同類的產(chǎn)品設(shè)計(jì)就可以實(shí)現(xiàn)用在印版和印刷橡皮布的電機(jī)裝卡和手動(dòng)鎖緊、滾筒之間的手動(dòng)離合壓及電動(dòng)調(diào)壓;滾筒的橫向轉(zhuǎn)動(dòng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和電動(dòng);通過(guò)離壓和合壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)可以同時(shí)使用手動(dòng)和氣動(dòng)兩種工作形式。印版滾筒的塑料裝卡印刷機(jī)構(gòu)一般采用窄縫式,橡皮布的塑料裝包刷卡機(jī)構(gòu)采用窄縫夾板式;齒輪離合器加壓、調(diào)壓系統(tǒng)采用單偏心裝卡機(jī)構(gòu)。并用三維軟件設(shè)計(jì)建立了卷筒紙上膠裝置實(shí)體模型。
關(guān)鍵詞：卷筒紙膠印機(jī)，上膠裝置，模型
Abstract
At first, the overall scheme design for web offset printing machine, which will determine the overall layout, web offset printing machine then, carries on the design to the spool assembly. This paper introduces the working principle of the reel and some key technologies. Then, the overall design structure of the new reel was reasonably determined, the structure of each part of the reel was designed, and various design materials such as assembly drawings, part drawings and reel design specifications were produced. Finally, detailed data analysis and system verification of the rotating shaft and bearing structure of the reel are carried out. The calculation results show that the design of the reel structure of the machine fully meets the requirements.
This topic is web offest press based on the market at present, reference commonly used web gluing machine design, carries on the design to the common structure of cylinder and clutch pressure. Clutch by reference to similar machine implementation of the plate and blanket clamping and locking, drum pressure and pressure; the rotation of the roller can realize manual and electric; the on-off pressure mechanism can use manual and pneumatic two forms. A printing plate cylinder clamping mechanism adopts a narrow slit type, blanket clamping the splint; clutch pressure, pressure regulating single eccentric mechanism. And the establishment of the web offset gluing device of solid model in software.
Keywords: web offset gluing device, model
目 錄
中文摘要 3
英文摘要 4
1、引 言 1
1.1 概述 1
1.2 工作原理 1
1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.4 卷筒紙膠印機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 3
2、卷筒紙上膠裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
2.1 上膠裝置機(jī)構(gòu)的工作原理 5
2.2 調(diào)壓機(jī)構(gòu) 6
2.3 上膠裝置中的限位裝置 7
2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析 7
3、卷筒紙上膠裝置零部件設(shè)計(jì) 10
3.1 氣缸支座的設(shè)計(jì)校核 10
3.2 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 12
3.2.1 軸強(qiáng)度計(jì)算 12
3.2.2 軸的疲勞強(qiáng)度校核 13
3.2.3 軸的接觸應(yīng)力校核 15
3.3 圓柱銷的設(shè)計(jì)與校核 16
3.4 氣缸撥叉的校核 17
3.5 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 18
3.6 氣缸的校核 21
3.7 螺栓的校核 22
結(jié) 語(yǔ) 24
參考文獻(xiàn) 25
后 記 26
1、引 言
1.1 概述
生產(chǎn)各種印刷品及其在完成各種印刷工作過(guò)程中所使用的印刷機(jī)械、儀器和設(shè)備的總稱。一般分為印刷版包裝機(jī)械、裝訂機(jī)械和印刷機(jī)三類。
另外，用于文具，電子等各類產(chǎn)品進(jìn)行印刷的各式移印機(jī)、絲印機(jī)等的應(yīng)用也較廣泛,印刷機(jī)各類產(chǎn)品的印刷種類繁多。印刷機(jī)滾筒(輥筒)產(chǎn)品是整體印刷工業(yè)機(jī)械的一個(gè)核心部件,其產(chǎn)品表面色彩光潔度、幾何形狀精度的大小高低等都會(huì)對(duì)整體印刷品的整體質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響,特別是在用戶印制精美整體印刷品時(shí),細(xì)小的精度誤差大小會(huì)降低整體印刷品的光度與整體印刷效果,使用戶對(duì)開放式印刷機(jī)的產(chǎn)品兩邊光線發(fā)虛或出現(xiàn)失真。由于輥在印刷生產(chǎn)過(guò)程中它使用的大量酸性油墨、酒精等酸性化工原料會(huì)頻繁發(fā)生腐蝕位于印刷機(jī)滾筒(輥筒)的兩邊,就會(huì)直接使印墨輥筒、版滾筒(輥筒)兩邊局部變形塌陷，形成黑色斑點(diǎn);對(duì)于印刷鍍鉻滾筒(輥筒),由于輥中帶入了的大量異物，則直接產(chǎn)生了沖壓坑。長(zhǎng)期和超負(fù)荷的時(shí)間使用也可能會(huì)直接導(dǎo)致激光印刷機(jī)的設(shè)備性能發(fā)生磨損失效。
1.2 工作原理
印刷機(jī)的一個(gè)基本工作流的循環(huán)過(guò)程是:給件→墨板定位→給件落板升版→給件降到升的墨板、升回升到墨板→給件刮除回墨打印行程→給件升到升回墨板→給件降回升到墨板→給件抬起落版→回墨打印行程→給件解除墨板定位→收件。在連續(xù)性的循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)作中,只要系統(tǒng)能正確實(shí)現(xiàn)循環(huán)功能,每個(gè)不同動(dòng)作點(diǎn)所占用的循環(huán)時(shí)間周期應(yīng)盡量短,以利于縮短每個(gè)工作點(diǎn)的循環(huán)同期,提高系統(tǒng)工作效率。在油墨印刷制作行程中,到的油墨板采用擠壓印刷油墨和使用絲網(wǎng)壓刷印版,造成油墨絲網(wǎng)壓刷印版與油墨承印物間形成一條接觸緊密的線,叫做絲網(wǎng)壓印接觸線。這條刮墨線在圓形刮墨印刷板刃口處,噴墨印刷機(jī)表面由無(wú)數(shù)條壓印刮墨線連接構(gòu)成。因?yàn)檫@種印刷線的行程設(shè)計(jì)是一個(gè)非常動(dòng)態(tài)化的過(guò)程，所以很難實(shí)現(xiàn)理想的大型壓印印刷線設(shè)計(jì)。
圖1.1 印刷工作原理
經(jīng)高速傳動(dòng)印刷機(jī)構(gòu)高速傳遞的驅(qū)動(dòng)力,讓擠壓刮網(wǎng)刷墨板在高速運(yùn)動(dòng)中通過(guò)擠壓絲網(wǎng)油墨和新的絲網(wǎng)壓刷印版,使油墨絲刷印版與舊的承印物沿線形成另外一條新的壓印物沿線。油墨絲網(wǎng)壓刷印版除舊的壓印物沿線外都不與舊的承印物相任何接觸，是因?yàn)橛湍z網(wǎng)印版有一定張力,對(duì)擠壓刮網(wǎng)刷墨板沿線產(chǎn)生了壓力,回彈力,油墨在擠壓刮網(wǎng)刷墨板的擠力和壓力下在F1作用下,通過(guò)刮墨網(wǎng)孔,從正在運(yùn)動(dòng)著的絲網(wǎng)壓印物沿線排出漏印后回到新的承印物上。在絲網(wǎng)印刷制作過(guò)程中,電刮印刷墨板與絲網(wǎng)沖刷印版之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng),絲網(wǎng)在回彈力矩的作用下,有效避免回位與絲網(wǎng)承印物相互脫離后的接觸,以免把絲網(wǎng)印跡印刷弄臟。鋼絲網(wǎng)在工業(yè)印刷生產(chǎn)中,不斷性地處于溫度變形和壓力回彈之中。
印刷機(jī)在圓形版的下方用四個(gè)圓形輥筒來(lái)支撐刮板承印物,刮板呈水平固定狀,按一個(gè)扇形方向移動(dòng)一個(gè)版框,刮板向下加壓就可開始進(jìn)行各種圓錐形印版的字體表面印刷。印刷時(shí),圓錐形承印刷在一定的絲網(wǎng)刮板支撐壓力下與扇形絲網(wǎng)沖刷印版刮板呈扇形線條狀接觸；當(dāng)扇形絲網(wǎng)沖刷印版刮板繞圖的扇形軸線展開并沿圖的一個(gè)軸心方向作水平同步扇形旋轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí),承印物在刮板支撐承印裝置上運(yùn)動(dòng)作水平同步式的旋轉(zhuǎn)扇形運(yùn)動(dòng);承印油墨在絲網(wǎng)刮板的強(qiáng)力壓擠下,漏印墨落到扇形承印物的軸心表面,完成絲網(wǎng)印刷。
1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)以來(lái)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)最偉大的一項(xiàng)科技成果主要是基于計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)明與推廣應(yīng)用,計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)及設(shè)備設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用,這是幾個(gè)世紀(jì)內(nèi)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的最重大的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)步。
卷筒紙印刷加工設(shè)備已經(jīng)形成龐大的數(shù)控印刷設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈,每年全球大概有10~20萬(wàn)臺(tái)的設(shè)備產(chǎn)量,產(chǎn)值近百億美元。全球的制造業(yè)在上世紀(jì)末的十幾年中經(jīng)歷了多次重大危機(jī),曾一度快要成為一個(gè)夕陽(yáng)工業(yè),而且美國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人首先明確提出了我們要全面振興一個(gè)現(xiàn)代化的制造業(yè)。90年代的全球和世界中國(guó)數(shù)控機(jī)床裝備制造業(yè)都經(jīng)過(guò)重大變革改組。如美國(guó)、德國(guó)等幾大主要制造商都經(jīng)過(guò)較大規(guī)模變動(dòng),從90年代初中期開始就出現(xiàn)顯著明顯的銷量回升,在全球各個(gè)制造行業(yè)形成新的信息技術(shù)產(chǎn)品更新升級(jí)潮流。如德國(guó)我國(guó)機(jī)床制造行業(yè)從2000年至今已成功接受3個(gè)月以后的機(jī)床訂貨制作合同,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)任務(wù)飽滿。隨著現(xiàn)代我國(guó)的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)國(guó)外引進(jìn)了許多目前世界上先進(jìn)的新型卷筒紙排版印刷技術(shù)設(shè)備,使當(dāng)今我國(guó)的紙印刷業(yè)發(fā)展進(jìn)入了高速健康發(fā)展的新階段,報(bào)業(yè)、商業(yè)用紙印刷以及食品包裝用紙印刷發(fā)展崛起新印刷技術(shù)。以海德堡、曼羅蘭、高寶、三菱、西研等公司為代表的多家公司都陸續(xù)推出了采用新一代技術(shù)的不同的新型卷筒紙膠印機(jī),產(chǎn)品具有卷筒印刷生產(chǎn)速度高、生產(chǎn)管理效率高、自動(dòng)化管理程度高、印刷產(chǎn)品質(zhì)量好等幾大特點(diǎn)。
1.4 卷筒紙膠印機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
卷筒紙膠印機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)是彩膠印刷方面,有較好的市場(chǎng)發(fā)展。為了提升顏料印刷啟動(dòng)速率,縮短顏料輔助印刷時(shí)間可采用多色式顏料印刷,其可以同時(shí)打印多種材料顏色,效率也高。通過(guò)兩個(gè)角度來(lái)說(shuō)要保證使用卷筒紙箱的膠印機(jī)工作效率高。商業(yè)紙對(duì)卷筒紙以及印刷機(jī)械的市場(chǎng)需求不斷呈現(xiàn)高增長(zhǎng)性的趨勢(shì)已經(jīng)逐漸成為競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)實(shí)。該種印刷機(jī)型對(duì)于市場(chǎng)需求不斷快速增長(zhǎng)的這有三種主要原因:首先它就是這種商業(yè)用的卷筒紙圖片印刷機(jī)型具有高的印刷生產(chǎn)率,因?yàn)橹饕请p面圖紙印刷,印刷加工速度甚至是單張卷筒紙四色圖片印刷機(jī)的2~3倍,生產(chǎn)加工效率已超過(guò)單張卷筒紙四色圖片印刷機(jī)4~6倍,所以才降低低檔印刷品的生產(chǎn)成本，縮短圖紙印刷品的圖紙印刷生產(chǎn)時(shí)間,接連受到廣大印刷生產(chǎn)企業(yè)的青睞。其次是這是由于目前商業(yè)單張卷筒紙紙板印刷機(jī)在技術(shù)上已經(jīng)完全取得重大突破,銅板紙的平均印刷材料質(zhì)量幾乎快要達(dá)到單張卷筒紙印刷機(jī)的平均印刷用紙質(zhì)量水平。商業(yè)通用卷筒紙自動(dòng)印刷機(jī)的高速印刷接紙質(zhì)量和高接紙速度的印刷技術(shù)得到保障,諸如零速自動(dòng)接紙、高速自動(dòng)接紙、二次印刷張力自動(dòng)控制、烘干驅(qū)動(dòng)裝置、冷卻系統(tǒng)、上光驅(qū)動(dòng)裝置等印刷機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)展成為成功的新技術(shù)。最后也就是彩色印刷產(chǎn)品市場(chǎng)的進(jìn)口需求不斷增長(zhǎng),如彩色企業(yè)雜志及膠印品的不斷擴(kuò)大增加,報(bào)紙彩色版及銅板紙印刷插頁(yè)的不斷增加,隨著彩色企業(yè)商品包裝廣告及彩色小學(xué)課本、電話簿等各類書籍的持續(xù)增加,使中國(guó)商用卷筒紙彩色印刷機(jī)進(jìn)口市場(chǎng)不斷壯大擴(kuò)展,從而初步形成近年商業(yè)商用卷筒紙彩色印刷機(jī)中國(guó)進(jìn)口的貿(mào)易高峰。具體內(nèi)容包括:
（1）高速發(fā)展方向
由于高速和時(shí)效的印刷報(bào)紙,用大于卷筒紙張的膠印機(jī)要首要保證打印速率要快。專用卷筒紙膠印機(jī)，主要由滾筒直徑的兩倍，每轉(zhuǎn)4的報(bào)紙，每小時(shí)超過(guò)160000件的報(bào)紙印刷。近年來(lái)出現(xiàn)了用卷筒紙膠印機(jī)雙卷筒新聞。因?yàn)槊啃r(shí)輥速度，同樣可以印制的160000多份報(bào)紙。相對(duì)便捷的，可節(jié)省板料。過(guò)去為了印刷質(zhì)量得到提高，大部分選用中小型機(jī)單或半寬度。隨著科技的進(jìn)步，印刷質(zhì)量問(wèn)題已得到充分保證。迄今為止，其和膠印機(jī)的商業(yè)和書籍已經(jīng)開發(fā)出更多的單和單一的趨勢(shì)。印刷速度也不斷提高。鼓的這臺(tái)輪轉(zhuǎn)電動(dòng)印刷機(jī)的運(yùn)行速度超過(guò)了十萬(wàn)每時(shí)。為了新型印刷機(jī)的質(zhì)量能得到保證,生產(chǎn)印刷速率快的卷筒紙膠印機(jī)已經(jīng)成為了新趨勢(shì)。
（2）精密智能自動(dòng)化的發(fā)展
在微電子通信技術(shù), 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)通信技術(shù),光纖無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等領(lǐng)域,經(jīng)常應(yīng)用在大型輪轉(zhuǎn)電動(dòng)印刷機(jī)上。不僅有效解決了熒光張力板的控制亮度問(wèn)題,油墨亮度控制等等問(wèn)題,還安裝了特殊的熒光亮度管理控制系統(tǒng),與CIP4接口實(shí)現(xiàn)控制。機(jī)床運(yùn)行速度逐漸提高，,工作質(zhì)量也要符合要求,工作精度普遍提高,為此逐步開始配備自動(dòng)整機(jī)組卷排版系統(tǒng),自動(dòng)或半自動(dòng)整機(jī)換卷排版組卷系統(tǒng),機(jī)器自動(dòng)安裝故障檢測(cè)診斷監(jiān)控顯示屏和折疊機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和自動(dòng)調(diào)整電機(jī)系統(tǒng),甚至還有可以直接與自動(dòng)印刷機(jī)的裝訂連接設(shè)備。一些大型新聞報(bào)紙網(wǎng)站已經(jīng)抵消了報(bào)紙數(shù)據(jù)庫(kù)完全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)換機(jī)帶紙,紙,機(jī)器自動(dòng)打印換機(jī)排版,自動(dòng)打印換機(jī)帶紙路,所有報(bào)紙印刷工序自動(dòng)控制,加工,包裝,印刷整理以及客戶聯(lián)系地址,自動(dòng)打印輸送信息自動(dòng)化。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),智能化和自動(dòng)化流程控制,能使材料輔助打印流程大量縮短,紙張的膠印印刷市場(chǎng)更好地完全適應(yīng)自身缺點(diǎn)，同時(shí)能保證在短時(shí)間內(nèi)做到質(zhì)量能保證的市場(chǎng)需求。
（3）標(biāo)準(zhǔn)、模塊化的開發(fā)
卷筒紙膠印機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),主要是按照不同的卷紙切割模塊尺寸的技術(shù)要求,設(shè)計(jì)一個(gè)主要的切割模塊。首先按照市場(chǎng)的需求組織生產(chǎn)，來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量。另一方面，使用不同的生產(chǎn)方式，形成不同的生產(chǎn)模塊，來(lái)供市場(chǎng)和客戶選擇。若市場(chǎng)需要，可配備在機(jī)器上的色組，改裝機(jī)。
（4）多功能發(fā)展
擴(kuò)大使用的卷筒紙和使用范圍的另一個(gè)顯著特點(diǎn)。主要包括：
1.單位和紙路較廣，單個(gè)可同時(shí)打印多個(gè)磁帶機(jī)，大大提高工作效率。
2、直接光刻，改變每個(gè)帶各印刷色數(shù)，減少印刷單元印刷多色印刷。
2、 卷筒紙上膠裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 上膠裝置機(jī)構(gòu)的工作原理
上膠裝置運(yùn)行的過(guò)程中主要采用的是離合壓運(yùn)行方式，分為兩種,第一種是同時(shí)離合的加壓;第二種是按照順序離合的加壓。按照裝置內(nèi)壓印滾筒的缺口排列情況知:手動(dòng)離合器受壓,就是手動(dòng)橡皮滾筒同時(shí)與壓印滾筒和自動(dòng)印版印刷滾筒同時(shí)進(jìn)行分離和接觸,滾筒的兩個(gè)缺口要和滾筒的缺口排列夾角一樣,避免第一張壓印紙只能壓上一半。結(jié)構(gòu)排列與轉(zhuǎn)角占比要超過(guò)滾筒的三分之一,這是為了使整個(gè)裝置表面的內(nèi)能轉(zhuǎn)化率減小。要完成滾筒的大體印刷,滾筒的印刷直徑就要相應(yīng)增加。滾筒的最大直徑越大,合格率就越低,此類結(jié)構(gòu)目前已不再使用。順序第二次合壓,即兩個(gè)橡皮滾筒先同一個(gè)印版滾筒順序合壓,后同一個(gè)壓印滾筒順序合壓;第二次離壓時(shí),先同一個(gè)壓印滾筒再次離壓,后同一個(gè)印版滾筒再次離壓?？傊?合壓和離壓都有一定的運(yùn)行順序。像合壓順序上的合壓缺口,當(dāng)一個(gè)橡皮滾筒與兩個(gè)印版滾筒順序合壓時(shí),橡皮滾筒與兩個(gè)印版滾筒的合壓缺口相對(duì),如下圖2-1所示。
圖2-1 順序離合壓示意圖
此合壓也稱第一次合壓。第一次滾輪合壓進(jìn)行完后,橡皮滾筒滾輪繼續(xù)反方向前后旋轉(zhuǎn),當(dāng)一個(gè)壓印滾筒的一個(gè)缺口與其中的缺口方向相對(duì)時(shí),一個(gè)壓印滾筒滾輪與橡皮滾筒合壓,也稱滾輪合壓為第二次滾輪合壓。離開與壓印的過(guò)程正好相反,把加壓橡皮滾筒與加加壓印滾筒的滾輪離開加壓過(guò)程叫做第一次滾輪離壓,而是把橡皮滾筒與加壓印版滾筒的滾輪離開加壓過(guò)程叫做第二次滾輪離壓。這樣滾筒上的兩個(gè)缺口與滾筒的橫向排列運(yùn)行角度完全無(wú)關(guān),故為了減小滾筒的運(yùn)行直徑，其缺口通常設(shè)計(jì)得較小?？s短滾筒的直徑會(huì)有很多益處,因此目前所有的數(shù)字印刷機(jī)械所采用的主要是離合器與滾筒順序式液壓。離合機(jī)加壓時(shí),為了使?jié)L筒能迅速滾動(dòng)和印刷,一般情況下離合機(jī)加壓時(shí)都有一個(gè)提前的轉(zhuǎn)角,這個(gè)提前角度大約是10°。控制紙張壓印滾筒和壓印橡皮滾筒同紙張印版膠卷滾筒間的壓力離合,合壓控制機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作時(shí)可使壓印橡皮滾筒同紙張壓印滾筒和紙張印版滾筒之間接觸,完成壓印油墨轉(zhuǎn)移到壓印紙張上的快速轉(zhuǎn)移壓印過(guò)程;不需要印刷時(shí),離壓控制機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作,使壓印橡皮滾筒與紙張壓印滾筒和紙張印版膠卷滾筒之間離開,防止壓印油墨快速轉(zhuǎn)移連接到紙張壓印滾筒背面,使壓印紙張背面油墨蹭臟。離壓機(jī)器出現(xiàn)故障的同時(shí),離壓控制機(jī)構(gòu)則會(huì)立即停止運(yùn)行,所以絕不能讓非正常輸入的彈性紙張或彈性異物進(jìn)入滾筒中,以免損壞滾筒橡皮布。
2.2 調(diào)壓機(jī)構(gòu)
調(diào)壓機(jī)構(gòu)的作用就是通過(guò)改變上膠印版裝置中橡皮滾筒的兩個(gè)中心間距,即改變橡皮滾筒與上膠印版滾筒的兩個(gè)中心間距,橡皮滾筒與上膠壓印滾筒的兩個(gè)中心隔間距。調(diào)壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的所有動(dòng)作都必須是單獨(dú)自動(dòng)進(jìn)行的,即每一套調(diào)壓機(jī)構(gòu)只需要負(fù)責(zé)自動(dòng)調(diào)節(jié)一處的兩個(gè)中心軸間距。調(diào)壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有的是在機(jī)器上一套,有的是在機(jī)器上兩套;有的是在機(jī)器上兩邊一起單獨(dú)調(diào),有的兩邊單獨(dú)一起調(diào)。帶有一套橡皮調(diào)壓中心機(jī)構(gòu)的壓印機(jī)器,只能同時(shí)調(diào)節(jié)一套橡皮壓印滾筒和一套壓印滾筒之間的調(diào)節(jié)中心和差距,另一套各處的調(diào)節(jié)中心和間距都必須能夠微調(diào)。從油墨機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)角度分析來(lái)看,帶有兩套橡膠調(diào)壓油墨機(jī)構(gòu)的使用意義差別并不大,因?yàn)樗苣z橡皮滾筒與橡膠印版滾筒之間只有一個(gè)油墨進(jìn)行傳遞,一般正常情況下一次油墨調(diào)好后,可很長(zhǎng)一段時(shí)間不根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。橡皮壓印滾筒和高速壓印滾筒之間的高速調(diào)壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接是必須的,改變一個(gè)襯墊很麻煩,而且移動(dòng)一下襯墊中心的間距則很方便。一邊單調(diào)的兩個(gè)調(diào)壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(此時(shí)即在一邊轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié),兩邊的兩個(gè)調(diào)壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)工作),只要調(diào)壓機(jī)器的工作精度得到保證,調(diào)壓時(shí)就一定能夠始終一直保持在與滾筒機(jī)的軸線保持平行,但在兩個(gè)墻板間隙則需要一個(gè)調(diào)壓傳動(dòng)軸把兩邊的兩個(gè)調(diào)壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連在一起。兩邊單獨(dú)互相調(diào)的兩個(gè)調(diào)壓控制機(jī)構(gòu),即兩邊的兩個(gè)調(diào)壓控制機(jī)構(gòu)單獨(dú)互相進(jìn)行電壓調(diào)節(jié),互不產(chǎn)生影響。由于各種人為因素的不斷存在,有時(shí)兩邊不能夠協(xié)調(diào)的完全一樣,對(duì)傳動(dòng)機(jī)器的正常運(yùn)行很不便,所以這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)在新的傳動(dòng)機(jī)器上已逐步應(yīng)用開始遭到淘汰。調(diào)壓控制機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)離合器液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一樣,也是通過(guò)同時(shí)改變傳動(dòng)凸套或偏心套的傳動(dòng)位置作用來(lái)可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)節(jié)傳動(dòng)滾筒軸與中心的間距的。三個(gè)印版滾筒的其中壓縮打印滾筒的位置軸心線變距是固定不動(dòng)的,因此它們能夠協(xié)調(diào)的位置只能分別是另一橡皮壓印滾筒和另一印版滾筒,印版滾筒的位置軸心線和位置的沒(méi)有變化只是會(huì)影響其和另一橡皮滾筒之間的位置中心距,而如果橡皮滾筒的軸心位置無(wú)變化時(shí)對(duì)兩滾筒的位置中心距應(yīng)該不會(huì)產(chǎn)生不利影響,因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),總是需要想各種辦法讓即使已經(jīng)調(diào)節(jié)好的橡皮壓印滾筒和另一壓印滾筒的位置中心距對(duì)另一滾筒中心線變距時(shí)的影響最小或最大無(wú)任何不良影響。調(diào)壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上需要安裝的最大限位移動(dòng)裝置就直接決定了移動(dòng)凸套或偏心套所需要移動(dòng)的最大限位幅度。一旦誤差超出這個(gè)測(cè)量范圍,兩個(gè)點(diǎn)的中心點(diǎn)距之間的相互影響就會(huì)明顯增大。
2.3 上膠裝置中的限位裝置
上膠裝置的限位裝置是保證上膠時(shí)的離合壓機(jī)構(gòu)在工作時(shí)始終保持有效范圍內(nèi)的一個(gè)重要控制裝置。沒(méi)有該受力裝置,上膠時(shí),由于沒(méi)有機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)慣性,就也很有可能直接超過(guò)最大的上或下膠合力離壓受力位置;沒(méi)有離膠合壓時(shí),同樣因由于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)慣性原因存在,就也很有可能直接起過(guò)最大的上膠離壓受力位置。速度過(guò)高時(shí),限位控制裝置如果有效時(shí)可能直接造成電動(dòng)離合機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的壓力反彈,從而可能造成電動(dòng)離合機(jī)液壓控制機(jī)構(gòu)移動(dòng)到位定不了位。如何有效消除制動(dòng)離合器液壓制動(dòng)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)生慣性振動(dòng)成了企業(yè)設(shè)計(jì)制動(dòng)中心必須仔細(xì)考慮的一個(gè)重要問(wèn)題,目前有的制動(dòng)設(shè)備上已經(jīng)采用了制動(dòng)摩擦應(yīng)力制動(dòng)補(bǔ)償裝置。這樣做就能夠即使電動(dòng)離合器液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在當(dāng)達(dá)到最大的受力位置時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度會(huì)衰減為零,因此不產(chǎn)生任何外力沖擊,使得各種膠水成分能均勻地地分布于塑料輥面,上膠效果好，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定，而且也沒(méi)有反彈的現(xiàn)象存在。采用摩擦制動(dòng)裝置可不必安裝限位裝置，上膠時(shí)離合壓機(jī)構(gòu)和調(diào)壓機(jī)構(gòu)都引起中心距的變化，因此必須盡可能消除它們之間的相互影響。也就是說(shuō)，無(wú)論調(diào)壓量多大，離壓合機(jī)構(gòu)的兩個(gè)工作狀態(tài)不應(yīng)改變。這就是要求調(diào)壓時(shí)，連桿只能以和主動(dòng)桿的連拉點(diǎn)為支點(diǎn)擺動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足這個(gè)條件。離合壓機(jī)構(gòu)的限位靠塞必須正確安裝，即在最大離合壓量時(shí)，使主動(dòng)桿與靠塞的距離為0.1mm。太大限位起不到效果，太小則離合壓機(jī)構(gòu)容易不到位。
2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析
上膠裝置的傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)一般主要采用凸輪-連桿機(jī)構(gòu),它們需要同時(shí)滿足在上膠離合壓的過(guò)程中上膠裝置的滾筒運(yùn)動(dòng)平移、無(wú)外力沖擊現(xiàn)象和上膠離合受壓或不適合壓整體位置的自動(dòng)定位工作穩(wěn)定可靠?jī)蓚€(gè)基本性能要求,這就非常有賴于正確合理設(shè)計(jì)上膠離合壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各個(gè)主要部件.而上膠平面?zhèn)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的整體運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析則主要包括整體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位移、速度和運(yùn)動(dòng)加速度的運(yùn)動(dòng)分析。
P
O
L1
L3
L4
(a) 上膠離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 (b)上膠等效離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖2.4 上膠離合壓機(jī)構(gòu)和等效離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖2.4(a)是懸浮式離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖,凸輪套被支撐在三個(gè)滾子央,其中一個(gè)滾子受到撐力彈簧作用，另外兩個(gè)滾子固定。為方便設(shè)計(jì)分析,將帶動(dòng)離合器和壓縮器機(jī)構(gòu)等效設(shè)計(jì)成一個(gè)帶動(dòng)曲柄四桿滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),一個(gè)四桿滑塊機(jī)構(gòu)和一個(gè)帶動(dòng)凸輪軸的滾子從而驅(qū)動(dòng)件滑塊機(jī)構(gòu)。等效后的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖由此可知,首先我們要通過(guò)綜合分析傳動(dòng)凸輪的軸向運(yùn)動(dòng)位移規(guī)律緊系來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算從件到動(dòng)件的軸向運(yùn)動(dòng),然后在對(duì)與從動(dòng)件兩端相連的四桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)緊系進(jìn)行分析,從而可以獲得對(duì)混合壓和非分離壓運(yùn)動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)軸P和P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)相對(duì)于O的運(yùn)動(dòng)位移、速度和運(yùn)動(dòng)加速度緊系分析后的結(jié)果。機(jī)構(gòu)圖的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象分析的計(jì)算方法大致可以細(xì)分為解析法，還原法與機(jī)構(gòu)圖解演算法三大類。解析法僅僅可用于獲得精確的分析結(jié)果，圖解分析法較為形象,但結(jié)果不夠準(zhǔn)確,還原法可以應(yīng)用于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)運(yùn)算。設(shè)從一個(gè)橡皮滾筒與兩個(gè)印版滾筒轉(zhuǎn)角合壓到兩個(gè)橡皮滾筒與兩個(gè)壓印滾筒轉(zhuǎn)角合壓所需要經(jīng)過(guò)的合壓時(shí)間轉(zhuǎn)角相當(dāng)于壓印滾筒前的轉(zhuǎn)角θ,兩個(gè)印版滾筒和橡皮滾筒轉(zhuǎn)角合壓時(shí)間提前的轉(zhuǎn)角為γ。若無(wú)刷印版滾筒和合壓橡皮滾筒的兩個(gè)咬口邊在圖文到達(dá)印版壓印點(diǎn)達(dá)到A前合壓,為使壓印滾筒與合壓橡皮滾筒能在壓印圖文兩個(gè)托梢間經(jīng)過(guò)并在壓印點(diǎn)達(dá)到B之后才進(jìn)行合壓,,則:
θ >α+γ-β
α代表滾筒排列角;β代表滾筒空檔角.
為了讓橡皮滾筒與壓印滾筒在托梢邊過(guò)點(diǎn)B后正常合壓θ可取大一點(diǎn),太大會(huì)導(dǎo)致橡皮滾筒與壓印滾筒的咬口邊過(guò)C點(diǎn)后才合壓,不能完全滿足要求. 所以為了保證橡皮滾筒與壓印滾筒的咬口邊在B點(diǎn)前能進(jìn)行合壓,則應(yīng)滿足下式：
α+γ＞θ
故從橡皮滾筒與印版滾筒合壓到其與壓印滾筒合壓,滾筒的轉(zhuǎn)角θ應(yīng)滿足下式：
α+γ-β＜θ＜α+γ
卷筒紙上膠順序離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，這樣設(shè)計(jì)滾筒表面利用系數(shù)可以提高，印刷工藝的要求也能得到滿足, 因而現(xiàn)代卷筒紙紙膠印機(jī)均采用順序離合壓方式。
3、 卷筒紙上膠裝置零部件設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)是制造產(chǎn)品的第一步，機(jī)械設(shè)計(jì)是一門不斷改進(jìn)老產(chǎn)品，持續(xù)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品來(lái)迅速滿足人類使用需求的工業(yè)技術(shù)學(xué)科。其研究領(lǐng)域較大，不但要研究產(chǎn)品的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)等方面，在制造、銷售和使用等方面也是要考慮的問(wèn)題。卷筒紙上膠裝置的離合壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮軸的狀況和操作步驟。
3.1 氣缸支座的設(shè)計(jì)校核
選擇Q235為氣缸支座的材料。結(jié)構(gòu)如圖3.1所示，長(zhǎng)度140mm。
圖3.1 氣缸支座
氣缸支座由于只受支撐力作用，校核氣缸支座的壓應(yīng)力即可。從圖3.1可以看出，氣缸支座是危險(xiǎn)截面其在連接處的面積最小。得出其在支座上的最大應(yīng)力
σ=σsns=1401.5=93.3(MPa)
上端連接處最大應(yīng)力
σN=FNmaxA=125.660.0025×0.006×2=4.19(MPa)<σ
下端連接處的最大應(yīng)力
σN=FNmaxA=125.660.01×0.01=1.26(MPa)<σ
經(jīng)計(jì)算校核可知，該氣缸支座滿足要求。
3.2 軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核
選定20Cr為軸的材料，軸的零件圖如下圖3.2所示：
圖9：軸的零件圖
3.2.1 軸的強(qiáng)度計(jì)算
Fw=600N
q1=Pb=161360.9=17929N/m
——軸的均布載荷；
——力；
——寬度。
q2=R+2FwL2=16136+2×6002.050=8457N/m
——均布載荷；
——支座反力；
——長(zhǎng)度
q3=T1-T02b=1272×0.9=70.6N/m
——前后均布載荷
m3=T1-T0×R12b=127×0.3882×0.9=27367N/m
——平面上附加的均布力矩
計(jì)算Ⅰ－Ⅰ截面強(qiáng)度
τca1=T1WT1=4760130.2×0.513=17.9MPa<τ-1=115MPa
由計(jì)算可知：Ⅰ－Ⅰ截面是安全的。
按彎扭合成條件計(jì)算Ⅳ－Ⅳ截面
σca4=M42+αT42W4=17840222+(0.6×238006)20.1×0.7763=38.3MPa<σ-1=133MPa
則Ⅳ－Ⅳ截面安全。
3.2.2 軸的疲勞強(qiáng)度校核
Ⅰ截面的直徑最小，并且有應(yīng)力集中；Ⅱ截面是連接處，因?yàn)橹睆酵蝗话l(fā)生變化，產(chǎn)生顯著的應(yīng)力集中；因?yàn)橹睆阶畲?，且無(wú)應(yīng)力集中，所以只要對(duì)Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)截面進(jìn)行校核即可。
Ⅰ截面右側(cè)
τ1=T1WT=4760130.2×0.513=17.9MPa
Ⅰ截面由于受到扭矩作用，因此
τa=τm=8.97MPa
變化形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)的值可以查表。因rd=8510=0.016，Dd=538510=1.05，查表可得
ατ=2.5
軸的材料的敏性系數(shù)為
qτ=0.85
有效應(yīng)力集中系數(shù)為
Kτ=1+qτατ-1=1+0.85×2.5-1=2.28
尺寸系數(shù)ετ=0.75
表面質(zhì)量系數(shù)為
βτ=0.88
未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即βq=1，計(jì)算綜合系數(shù)值
Kτ=kτετ+1βτ-1=2.280.75+10.88-1=3.18
ψτ=0.05
計(jì)算安全系數(shù)Sτca=τ-1Kττa+ψττm=1153.18×8.97+0.05×8.97=3.97>S=1.5
所以截面Ⅰ安全。
截面Ⅱ左側(cè)
彎曲應(yīng)力σb=Mw=1862600.1×d3=1862600.1×0.543=11.7MPa
σa=11.7MPa，σm=0
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力τT=TWT=4760130.2×0.543=14.9MPa
所以 τa=τm=7.45MPa
理論應(yīng)力集中系數(shù)因rd=45542=0.083，Dd=720542=1.33,經(jīng)插值后可查得
ασ=1.8,στ=1.53，
軸的材料的敏性系數(shù)為qσ=0.83,qτ=0.85
，
有效應(yīng)力集中系數(shù)為
Kσ=1+qσασ-1=1+0.83×1.8-1=1.66
Kτ=1+qτατ-1=1+0.85×1.53-1=1.45
尺寸系數(shù)εσ=0.55
尺寸系數(shù)εγ=0.75
表面質(zhì)量系數(shù)為
βσ=βτ=0.91
此處未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即可得βq=1，則綜合系數(shù)值為
Kσ=kσεσ+1βσ-1=1.660.55+10.91-1=3.12
Kτ=ktετ+1βτ-1=1.450.75+10.91-1=2.03
取ψσ=0.1,ψτ=0.05，
計(jì)算系數(shù)值Sca
Sσ=σ-1Kσσa+ψσσm=1333.12×11.7+0.05×0=3.64
Sτ=τ-1Kττa+ψττm=1152.03×7.45+0.05×7.45=7.64
Sca=SσSτSσ2+Sτ2=3.64×7.643.642+7.642=3.26>S=1.5
故安全。
3.2.3 軸的接觸應(yīng)力校核
最大壓應(yīng)力
σmax=0.637q2bH
式中：——均布載荷；
——接觸區(qū)寬度的一半。
bH=1.52q2R1R2ER1+R2=1.52×8457000×0.388×0.814200×109×(0.388+0.814)=0.005m
式中：——模數(shù)；
——半徑；
——半徑。
所以
σmax=0.637×q2bH=0.637×84570.005=1.077MPa<σ=2.2MPa
τmax=0.304σmax=0.304×1.077=3.274MPa<τ=6.7MPa
故安全。
3.3 圓柱銷的設(shè)計(jì)與校核
（1）圓柱銷的零件圖設(shè)計(jì)如圖3.3所示：
圖3.3 圓柱銷零件圖
FA×a-FBa+b+435a+b+c=0
FB×c-FAb+c+435a+b+c=0
FA=35×8740=FB=76N
（2）圓柱銷的校核
用插入法可得許用應(yīng)力：σ0b=0.64MPa
許用應(yīng)力值 σ-1b=0.375MPa
應(yīng)力校正系數(shù)
α=σ-1bσ0b=0.3750.64=0.59
當(dāng)量彎矩 αT=0.59×15386=107.77N?mm
M'A=M2+(αT)2=573.6N?mm
M'B=M2+(αT)2=573.6N?mm
設(shè)計(jì)的直徑 dmin=20mm
dA=3MA0.1σ-1b=25mm
（3）圓柱銷的疲勞強(qiáng)度校核
首先、兩個(gè)截面有較大的應(yīng)力和應(yīng)力集中，以截面為例進(jìn)行安全系數(shù)校核。
用不銹鋼調(diào)質(zhì)作為材料，σB=650MPa，σs=360MPa
對(duì)稱循環(huán)疲勞極限
σ-1b=0.44σB=0.44×650=286MPa
τ-1=0.30σB=0.3×650=195MPa
脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限
σ0b=1.7σ-1b=1.7×286=486MPa τ0=1.6τ-1=1.6×195=312MPa
等效系數(shù)φσ=2σ-1b-σ0bσ0b=2×286-486486=0.18
φτ=2τ-1-τ0τ0=2×195-312312=0.25
截面上的應(yīng)力彎矩M1=1348.5×42=56637N?mm
彎曲應(yīng)力幅σa=σ=M1W=566370.1×283=25.8MPa
彎曲平均應(yīng)力 σm=0
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 τ=TWτ=153860.2×283=3.5MPa
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力 τa=τm=τ2=3.52=1.75MPa
若有多種可以產(chǎn)生應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)在同一個(gè)截面上，可分別求出有效應(yīng)力集中系數(shù)，取它們的最大值來(lái)核驗(yàn)強(qiáng)度是否合格。
3.4 氣缸撥叉的校核
氣缸撥叉的零件圖設(shè)計(jì)如下圖3.5所示：
圖3.4 氣缸撥叉
僅用螺紋連接的話，氣缸撥叉和活塞桿的連接會(huì)在不斷往復(fù)的運(yùn)動(dòng)中松動(dòng)，而這種情況下氣缸進(jìn)行較長(zhǎng)的來(lái)回運(yùn)動(dòng)會(huì)使連接處螺紋遭到破壞。
撥叉連接處的抗剪強(qiáng)度校驗(yàn)：
τ=0.8-1σ=96MPa
τ=FsKz×π×d1×b×z=472700.56×3.14×18.38×1.13×15.33=84.4MPa
經(jīng)計(jì)算抗剪強(qiáng)度滿足要求。
氣缸撥叉連接處處抗彎強(qiáng)度校核：
(σw)：許用彎曲應(yīng)力是: 0.4*360(屈服極限)=144MPa
σw=3FH1Kz×π×d1×b×b×Z=3×472700.56×3.14×18.38×1.13×1.13×15.33=224MPa
故其抗彎強(qiáng)度不足。
氣缸撥叉連接處抗擠壓校驗(yàn)：
σp為屈服強(qiáng)度為0.5×360=180MPa
σp=FKz×π×d2×H1×Z=472700.56×3.14×19.03×0.81×15.33=113.73MPa
由此知抗擠壓強(qiáng)度滿足要求。
3.5 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)主氣缸只設(shè)計(jì)一個(gè)整體外觀結(jié)構(gòu)，主要是工作氣缸的定位方法以及安裝方式。
β=氣缸的實(shí)際負(fù)載F氣缸的理論負(fù)載F0×100%
(1)確定氣缸直徑
缸徑計(jì)算公式D=1.24FP=1633.30.6×106=16.19mm
F代表氣缸的輸出拉力N；
P代表氣缸的工作壓力Pa；
按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取D=20mm
氣壓缸內(nèi)徑系列（GB/T2348-1993）
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
（90）
100
（110）
125
（140）
160
（180）
200
220
（250）
（280）
320
（360）
400
450
500
括號(hào)表示可優(yōu)先選取尺寸
(2) 確定活塞桿直徑
根據(jù)d=0.3D，活塞桿直徑可取d=25 mm
活塞桿外徑尺寸系列（GB/T2348-1993）
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
120
125
140
160
180
200
220
250
280
320
360
（3） 確定缸筒長(zhǎng)度
缸筒長(zhǎng)度S=30+L+B
L代表活塞行程；B代表活塞厚度
活塞厚度B=0.7D= 0.7*20 =14mm
導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A:
在D>20mm時(shí), A=(0.6~1.0)*d ；D<20mm，A=(0.6~1.0)*D。
取A=25mm
（4）確定氣缸筒的壁厚
查《液壓手冊(cè)》可得氣缸筒的壁厚δ，由薄避筒計(jì)算公式得：δ=P*D2σ
式中
δ為缸筒壁厚（m）；
D為缸筒內(nèi)徑（m）；
P為缸筒承受最大工作壓力（MPa）；
σ為缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa）；
缸筒壁厚取值方法：一般氣缸約為計(jì)算結(jié)果的7倍；重型氣缸則約為計(jì)算結(jié)果的20倍，然后對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)管材尺碼后選值。
按照《液壓氣動(dòng)手冊(cè)》可知缸筒壁厚強(qiáng)度的計(jì)算與校核
σ=σbn,用45鋼作缸體材料，=600 MPa， =600/5=120 MPa
安全系數(shù)n取5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa)
P—缸筒可以承受的最大工作壓力MPa。工作壓力p＞16 MPa時(shí)，P=1.25*p;壓力p≤16 MPa時(shí)，P=1.5*p
工作壓力0.6MPa <16MPa ，∴P=1.5*p=1.5×0.6=0.9 MPa
δ=P*D2σ=0.3mm
（5） 計(jì)算氣缸耗氣量
Q=πD24tS=P+PaPa=D4tS=1.82mm/s
（6）確定氣缸進(jìn)排氣口直徑
V代表空氣流經(jīng)排氣口的速度（一般V=10~15）取V=12m/s
根據(jù)d0=Qπv
計(jì)算得：d0=14mm
Q代表工作壓力下輸入氣缸的額定空氣流量（m3/s）
V代表空氣流經(jīng)排氣口的速度
(7)校核活塞桿
因?yàn)榛钊麠U的長(zhǎng)度L=10d，所以不但要對(duì)其進(jìn)行主體校核壓力強(qiáng)度的校核，還要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。綜上45鋼可做活塞桿主體材料。
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 和《液壓技術(shù)手冊(cè)》
可進(jìn)行活塞桿的穩(wěn)定性校核計(jì)算：
由公式Fp0≤Fknk
Fp0 代表活塞桿所承受最大軸向壓力（N）；
Fp0=1633N
FK 代表 縱向彎曲極限力（N）；
nK 代表 穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取1.5~4，此處取2
K代表活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，實(shí)心桿K=d/4
計(jì)算得 K =25/4=6.25mm
∵細(xì)長(zhǎng)桿LK≥85m 即 FK =mEJπ2L2
實(shí)心圓桿： J=πd264
式中： L代表氣缸的安裝長(zhǎng)度 ；
m代表末端系數(shù)；安裝方式選固定—自由方式，查表得 m = 1/4
E代表材料彈性模量，鋼材 ；
J代表活塞桿橫截面慣性矩（m4）；
D代表活塞桿的直徑（m）；
L和末端系數(shù)m間的關(guān)系
安裝方式
m
固定-固定
4
鉸支-鉸支
1
固定-鉸支
2
固定-自由
1/4
計(jì)算得FK=1.2×106N
∵Fknk=1.52×104N；
∴活塞桿的穩(wěn)定性滿足條件
強(qiáng)度校核:
根據(jù)d≥4Fp0πσ
σ=σbn，n為安全系數(shù) 一般 n=5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa)
45#鋼的抗拉強(qiáng)度，σb=600MPa；σ=σbn=120MPa
所以：4Fp0πσ=1.91mm
收藏