窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置設(shè)計(jì)

窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置設(shè)計(jì),窄幅,衛(wèi)星,柔性,印刷機(jī),印刷,裝置,設(shè)計(jì) 柔性版印刷機(jī)基本結(jié)構(gòu) 和其他印刷機(jī)一樣，柔性版印刷機(jī)也有開卷部分、印刷部分、干燥部分、復(fù)卷部分組成。下面將會(huì)以層疊式柔性版印刷機(jī)舉例，來對(duì)柔性版印刷機(jī)的各個(gè)構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)的說明。 柔性版印刷機(jī)的基本形式 簡單的說來，柔版印刷機(jī)目前分層疊式、機(jī)組式、衛(wèi)星式三種結(jié)構(gòu)。 層疊式柔性版印刷機(jī) 層疊式是結(jié)構(gòu)最簡單，價(jià)格最便宜的柔印方式。也是國內(nèi)目前柔印市場中占有量最多的一種柔版印刷機(jī)。 層疊式（也成疊加式）印刷機(jī)是將多個(gè)得力的印刷機(jī)組一層一層的以上下組合形式裝配起來的設(shè)備。在層疊式柔印機(jī)中，每一個(gè)印刷單元都有各自相應(yīng)的壓印滾筒，其印刷機(jī)組相互獨(dú)立，上下排列，占地面積小。 國內(nèi)目前此類柔版印刷機(jī)最多的聚集地在珠江三角洲地區(qū)，早期由香港企業(yè)仿照日本機(jī)型，于上個(gè)世紀(jì)八十年代跟隨國家改革開放政策開始在國內(nèi)銷售。 主要用于手提購物袋、背心袋、簡單的服裝袋、電子元件外包裝等產(chǎn)品的印刷。由于當(dāng)時(shí)凹版制版時(shí)間以及價(jià)格方面原因，使得層疊式柔版印刷機(jī)以制版時(shí)間快、價(jià)格便宜、產(chǎn)品單價(jià)低等優(yōu)勢得到迅猛發(fā)展。隨后九十年代開始出現(xiàn)國產(chǎn)層疊式柔版印刷機(jī)，并逐漸替代港商生產(chǎn)的層疊式柔版印刷機(jī)。具不完全統(tǒng)計(jì)，珠江三角洲的此類層疊式柔版印刷機(jī)超過3000臺(tái)，從單色、二色到十色不等。目前在長江三角洲地區(qū)也有廠家在生產(chǎn)層疊式柔版印刷機(jī)，并經(jīng)過吸收國外不干膠標(biāo)簽印刷設(shè)備，進(jìn)入到標(biāo)簽印刷行業(yè)。層疊式柔版印刷機(jī)具有占地面積小、操作簡單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。但是其缺點(diǎn)也比較突出，主要是套印精度低，只有±0.5mm，不能用于印刷高精度的包裝產(chǎn)品。速度慢，受結(jié)構(gòu)以及干燥原因，最快70m/min，部分機(jī)器單色印刷也能達(dá)到100m/min。 圖1 層疊式柔版印刷機(jī) 機(jī)組式柔性版印刷機(jī) 機(jī)組式柔版印刷機(jī)同目前國內(nèi)流行的凹版印刷機(jī)一樣，采用機(jī)組排列組合方式。目前國內(nèi)外制造商都提出一種平臺(tái)概念，在這個(gè)平臺(tái)上可以隨意互換印刷色組或功能色組，達(dá)到工藝隨意調(diào)換的需求，非常靈活。隨著上世紀(jì)九十年代國內(nèi)引進(jìn)第一臺(tái)設(shè)備至今，中華大地上已經(jīng)有進(jìn)口和國產(chǎn)的機(jī)組式柔版印刷機(jī)超過500臺(tái)。而且每年還將以五十臺(tái)以上的速度遞增。機(jī)組式柔版印刷機(jī)的印刷基材范圍廣泛，操作方便，套印精度在±0.2mm之內(nèi)，印刷速度屬于中速范圍，基本在220m/min以內(nèi)。但是機(jī)組式柔版印刷機(jī)寬幅集中在600mm以下，業(yè)內(nèi)也常稱之為窄幅柔版印刷機(jī)。機(jī)組式柔版印刷機(jī)主要用于煙包、不干膠標(biāo)簽等附加值較高之產(chǎn)品。 機(jī)組式柔印機(jī)最大的好處就是可以對(duì)單獨(dú)的機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加或減少加工單元的數(shù)量，可以說，聯(lián)線多工藝組合技術(shù)時(shí)機(jī)組式柔印機(jī)最具有吸引力的一項(xiàng)技術(shù)。在后面的課程中，我們也將對(duì)對(duì)聯(lián)線多工藝組合技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的講解。 圖2 機(jī)組式柔版印刷機(jī) 衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī) 衛(wèi)星式柔版印刷機(jī)是柔版印刷方式在中國地區(qū)應(yīng)用較少而發(fā)展也較慢的，這跟業(yè)內(nèi)對(duì)其認(rèn)識(shí)以及歷史原因有較大關(guān)系。衛(wèi)星式柔版印刷機(jī)是壓印滾筒公用型印刷機(jī)，即只有一個(gè)壓印滾筒。這種機(jī)型的走紙路線不能改變，印刷線路短。但是由于需要對(duì)中間共用壓印滾筒的要求較高，所以當(dāng)機(jī)組數(shù)量太多的時(shí)候，機(jī)器會(huì)顯得非常的笨重。 但是衛(wèi)星式柔版印刷優(yōu)點(diǎn)其實(shí)非常多，除開套印精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)外。在印刷大面積色塊（實(shí)地）時(shí)其實(shí)是有非常大的優(yōu)勢，這點(diǎn)同凹版印刷不相上下。由于采用了陶瓷網(wǎng)紋輥來精確控制載墨量，所以柔版印刷方式印刷大實(shí)地色塊時(shí)，在不影響色飽和等前提下，每平米只需1.2g左右墨量即可。而凹版印刷則需要3g/m2甚至更高（有文章數(shù)據(jù)顯示4~6g/m2），再加上所配套使用溶劑，單就油墨使用上來說實(shí)際成本已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于柔印方式。另外的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是讓使用者值得關(guān)心的問題——能耗問題，由于柔版印刷結(jié)構(gòu)、油墨、上墨量等關(guān)系，并不需要太多的熱能，即可將印刷后的活件徹底干燥。所以通常一臺(tái)8色的柔版印刷機(jī)，在速度300m/min的前提下，所使用的電加熱方式功率不超過80KW/小時(shí)。而其他印刷方式通常都需要超過150kw/小時(shí)的能耗，甚至更高。對(duì)于目前國內(nèi)用電形勢不樂觀的情況下，這可以說是非常好的一個(gè)消息。當(dāng)然衛(wèi)星式柔版印刷機(jī)還是有其缺點(diǎn)的。主要是在印刷還原方面，雖然可以印刷到175線的產(chǎn)品，但是隨之相關(guān)成本的升高，整體應(yīng)用同膠印、凹印等還是有差距。在印刷高線數(shù)的產(chǎn)品時(shí)，是有心無力。這是柔印的通病，也是最需要提高的地方。 (Trancy) 圖3 衛(wèi)星式柔版印刷機(jī)（具備正、反面印刷功能） 柔性版印刷機(jī)的組成 　　無論哪一種柔性版印刷機(jī)，主要由開卷部件、印刷部件、干燥部件、復(fù)卷部件等組成。 A．開卷部件 所謂的開卷部件，就是將卷成卷的承印材料逐漸展開，并使紙張進(jìn)入印刷機(jī)。柔性版印刷機(jī)的開卷部分，是在裝紙軸內(nèi)設(shè)有一卡紙機(jī)構(gòu)或在軸內(nèi)設(shè)置一氣脹，通過光電管探測頭控制輸紙。必須使紙張呈直線狀進(jìn)入印刷部分，而且要求當(dāng)印刷機(jī)轉(zhuǎn)速變動(dòng)或停機(jī)時(shí)，卷筒紙的張力能消除紙張上的摺皺并防止紙張下垂。 ? 柔性版印刷機(jī)的開卷部件 B．印刷部分 柔性版印刷機(jī)，每一印刷機(jī)組，都由印版滾筒、壓印滾筒、供墨系統(tǒng)組成。 ? 柔性版印刷機(jī)的印刷部件 供墨系統(tǒng)是柔性版印刷機(jī)組的核心，它與普通的鉛版、平版印刷機(jī)不同，由金屬網(wǎng)紋輥與金屬（或硬度較高耐磨性好的高聚合物材料）刮墨刀組成的“短墨路”輸墨系統(tǒng)。新型的柔性版的供墨系統(tǒng)，大多采用由反向角刮墨刀及激光雕刻陶瓷網(wǎng)紋輥組成的標(biāo)準(zhǔn)裝置。 柔性版印刷機(jī)的不同供墨方式 　　柔性版印刷機(jī)每個(gè)獨(dú)立的印刷機(jī)組除印刷外，還具有橫向、縱向的套準(zhǔn)校正，自動(dòng)控制網(wǎng)紋位置的離合、自動(dòng)控制印版滾筒的離合、并自動(dòng)保持其套準(zhǔn)位置等多種功能。當(dāng)停機(jī)時(shí)，輔助馬達(dá)還可保持網(wǎng)紋輥勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，防止油墨干涸。 　　C．干燥部分 　　柔性版印刷機(jī)上附設(shè)有干燥設(shè)備，有機(jī)組間干燥和后部總干燥兩種方式，按照印刷產(chǎn)品及使用的油墨，可分別選用紅外線、紫外線干燥單元，亦可選用紫外線和紅外線混合型干燥單元，還可以采用冷或熱吹送系統(tǒng)對(duì)印張進(jìn)行干燥。以防止發(fā)生“混色”和墨跡粘臟的故障。 　　D．復(fù)卷部分 　　柔性版印刷機(jī)的收紙部分即復(fù)卷部分，是在普通的軸承上裝有一根軸，通過鐵心夾盤固定住卷紙輥，復(fù)卷印刷后的印張。 　　目前，許多柔性版印刷機(jī)配備了切割分卷或模切加工的設(shè)備，使柔性版印刷機(jī)的生產(chǎn)效率更高。 附件2： 北京印刷學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 課 題 名 稱： 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級(jí)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化-1 學(xué) 生 姓 名： 王維 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 100110113 起迄日期：2013年11月23日— 2014年5月20日 指導(dǎo)教師： 武淑琴 職稱： 副教授 發(fā)任務(wù)書日期： 2013年 12月9日 任務(wù)書填寫要求 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)教研室主任審查簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前兩周內(nèi)（不含寒假）填好發(fā)給學(xué)生，要求指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字確認(rèn)。 2、任務(wù)書的內(nèi)容必須用黑墨水筆工整填寫或用計(jì)算機(jī)打印，不得隨意涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼。 3、“二級(jí)學(xué)院”、“專業(yè)班級(jí)”等名稱，應(yīng)寫中文全稱，不能用數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”應(yīng)寫完整。 4、有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)按照GB/T7408-94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書，如“2007年11月16日”或“2007-11-16”。 5、任務(wù)書要求統(tǒng)一用A4紙打印。 一、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等） 1、原始數(shù)據(jù) 印刷顏色：雙色 套印精度±：0.1mm 最大印料寬度：600mm 最大印刷寬度：560mm 印刷速度：150m/min 重復(fù)印刷長度：300-1250mm 適用材質(zhì)：任何材質(zhì) 2、基本內(nèi)容 在充分調(diào)研與分析的基礎(chǔ)上，查閱資料，掌握衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)的工作原理和特點(diǎn)，尤其是衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的特性，對(duì)衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)的印刷裝置進(jìn)行必要的方案論證，選取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案，進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，完成窄幅柔性版印刷機(jī)印刷裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括壓印滾筒、印版滾筒、輸墨裝置等。繪制裝配圖及部分零、部件圖。 要求：設(shè)計(jì)衛(wèi)星式雙色柔性版印刷裝置，機(jī)構(gòu)方案合理，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，圖紙規(guī)范。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以自動(dòng)完成換紙和自動(dòng)接紙功能。 二、對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書、外文翻譯、圖表、作品、實(shí)物樣品等） 1、完成窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制裝配圖及部分零、部件圖，總體圖量不少于2張A0設(shè)計(jì)圖紙（AutoCAD）； 2、完成與課題相關(guān)的英文資料翻譯，字?jǐn)?shù)不少于2500漢字（約8000英文字符）； 3、完成設(shè)計(jì)說明書（論文）的撰寫，字?jǐn)?shù)不少于1.5萬字； 4、中外文參考文獻(xiàn)不低于10篇，其中外文參考文獻(xiàn)不少于2篇。 三、主要參考資料或完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)具備的條件 [1] 朱映旭. 衛(wèi)星式柔印機(jī)的特點(diǎn)及前景展望[J].印刷雜志，2013，（6): 42-44. [2] 吳宏. 國產(chǎn)RXJ卷筒料衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析[J].今日印刷， 2012,(2):53-55 [3]左光申. 國外衛(wèi)星式柔印機(jī)的技術(shù)規(guī)格[J]. 中國印刷物資商情，2002（11）： [4] 李刊, 陳淵.窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)（公開號(hào)：CN102173184 B) [5]有關(guān)窄幅柔性版印刷機(jī)的其他期刊、雜志、報(bào)告、論文、專利等. 四、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度安排 序號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容 起迄日期 備注 1 畢設(shè)調(diào)研，完成開題報(bào)告及開題答辯 13年11月19日～13年12月11 日 2 ①外文資料翻譯，②確定設(shè)計(jì)方案 13年12月12日～14年1月12日 3 相關(guān)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 14年1月13日～14年2月15日 4 繪制二維裝配圖及零件圖，繪制三維圖 14年2月16日～14年3月27日 5 整理數(shù)據(jù)、完成畢設(shè)論文初稿 14年3月28日～14年4月10日 6 畢業(yè)論文修改、定稿，修改圖紙 14年4月11日～14年4月19日 7 提交設(shè)計(jì)圖紙、論文由評(píng)閱老師評(píng)閱 14年4月20日～14年4月27日 8 最后修改畢設(shè)中的問題 14年4月28日～14年5月9日 9 準(zhǔn)備答辯 14年5月10日～14年5月14日 10 答辯 14年5月15日～14年5月30日 年 月 日～ 年 月 日 年 月 日～ 年 月 日 年 月 日～ 年 月 日 年 月 日～ 年 月 日 年 月 日～ 年 月 日 所在課程群審查意見： 課程群負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 學(xué)生簽字： 年 月 日 5 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì) 摘要：窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是現(xiàn)代工業(yè)最早出現(xiàn)的，它具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，迄今已有近二百年的歷史并仍在廣泛使用。除了在鍛壓行業(yè)外，亦用于建材行業(yè)。對(duì)制造產(chǎn)業(yè)起了巨大作用和現(xiàn)實(shí)意義。 本文查閱了許多國內(nèi)外文獻(xiàn)，詳盡地了解國內(nèi)外關(guān)于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置優(yōu)化的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)。對(duì)于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置，在工程設(shè)計(jì)及使用中還存在一些的缺陷，如參數(shù)選擇不合理，機(jī)械效率過低等。文中對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置`進(jìn)行了較全面論述，闡明了窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的工作原理。綜合運(yùn)用前人的實(shí)踐設(shè)計(jì)計(jì)算得出較好的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的結(jié)果，能較好地解決實(shí)際問題。對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞：窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；校核 Abstract: As the earliest screw presses in modern industry, fray presses has the advantages of simple structure and low prices which has been using for nearly two hundred years and is still popularly used now. Fray presses is not only used in forge industry, but also used in building material industry. Fray presses has a great influence on manufacturing industry and a practical value. This paper examined a number of domestic and foreign literature, a detailed understanding of the internal and external fray presses Optimization of the status quo and developments. Screw conveyor for the engineering design and use, there were still a few shortcomings, such as the choice of parameters such as irrational. Text of a more comprehensive exposition conveys the fray presses principle. Comprehensive use of the practice in previous calculations better results can be used to solve practical problems. To fray presses design have reference value. Keywords: fray presses; structure design; examines 30 目 錄 1. 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置概述 1 1.3 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的發(fā)展歷史趨勢 2 1.4 課題的提出及研究的意義 2 1.4.1 課題的提出及創(chuàng)新 2 1.4.2 課題研究意義 3 1.5 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的現(xiàn)狀及改進(jìn)方法 3 1.5.1 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的現(xiàn)狀 3 1.5.2 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置改進(jìn)方法 3 1.5.3 改進(jìn)后及固有的性能特點(diǎn) 4 2. 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置初步設(shè)計(jì)及單元功能設(shè)計(jì) 6 2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3. 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 9 3.1 初步設(shè)計(jì) 9 3.2 設(shè)計(jì)V帶 11 3.3 設(shè)計(jì)摩擦輪 14 3.4 花鍵軸的設(shè)計(jì) 16 3.5 滾動(dòng)軸承的選擇 19 3.6 鍵的設(shè)計(jì)與校核 20 3.7 螺桿螺母的設(shè)計(jì) 22 4. 總結(jié)及說明 25 4.1 總結(jié) 25 4.2 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的使用與維護(hù) 25 參考文獻(xiàn) 26 致謝 27 附錄 28 1. 緒論 1.1 引言 20世紀(jì)是印刷機(jī)大發(fā)展的時(shí)期，20年代，人們開始研制印刷機(jī)，40年代末期投入工業(yè)應(yīng)用。30年代，前蘇聯(lián)開始電動(dòng)印刷機(jī)研制，50年代末期德國開始生產(chǎn)，到70年代末，德國辛佩欠公司研制成功離合器式印刷機(jī)。20世紀(jì)末期，日本Enomoto公司開始研制成功伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)印刷機(jī)。進(jìn)入21世紀(jì)，印刷機(jī)這一古老的成形設(shè)備仍在蓬勃發(fā)展，已經(jīng)形成品種多樣，規(guī)格齊全，自動(dòng)化程度高的特色，為人類文明的發(fā)展繼續(xù)做出貢獻(xiàn)。 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是現(xiàn)代工業(yè)最早出現(xiàn)的印刷機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，迄今為止已有近二百年的歷史并仍在廣泛使用。除了在鍛壓行業(yè)外，亦用于建材行業(yè)。 1.2 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置概述 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是利用飛輪和摩擦盤接觸，借助螺桿和螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理而工作的一種印刷機(jī)。螺桿上端與飛輪剛性聯(lián)接下端與滑塊相連，由銅螺母將飛輪和螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上、下直線運(yùn)動(dòng)，電機(jī)經(jīng)皮帶輪帶動(dòng)摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)向下行程開始時(shí)，方向離合器推動(dòng)摩擦盤壓緊飛輪，搓動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，滑塊下行，此時(shí)飛輪加速并獲得動(dòng)能，在沖擊工件前的瞬間，摩擦盤與飛輪脫離接觸，滑塊以此時(shí)所具有的速度鍛壓工件，釋放能量直至停止;鍛壓完成后，開始回程，此時(shí)，左邊的氣缸進(jìn)氣，推動(dòng)左邊的摩擦盤壓緊飛輪，搓動(dòng)飛輪反向旋轉(zhuǎn)，滑塊迅速提升。至某一位置后，摩擦盤與飛輪脫離接觸，滑塊繼續(xù)自由向上滑動(dòng)，到達(dá)制動(dòng)行程處，制動(dòng)器動(dòng)作，滑塊減速，直至停止，這樣，上下運(yùn)動(dòng)一次，即完成了一個(gè)工作循環(huán)。窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是現(xiàn)代工業(yè)最早出現(xiàn)的印刷機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，迄今為止已有近二百年的歷史并仍在廣泛使用。除了在鍛壓行業(yè)外，亦用于建材行業(yè)。 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的主要問題是電機(jī)需帶動(dòng)摩擦盤始終高速旋轉(zhuǎn)，而飛輪在一個(gè)循球中還需改變旋轉(zhuǎn)方向，在換向時(shí)飛輪和摩擦盤產(chǎn)生嚴(yán)重打滑。這不但降低了傳動(dòng)效率，也加劇了摩擦帶的磨損。為解決這一問題，上世紀(jì)就有人進(jìn)行了改進(jìn)，先后開發(fā)了三盤式和雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。由于摩擦盤工作和回程具有不同的速度特性，摩擦盤和飛輪間的相對(duì)滑動(dòng)速度得以降低，設(shè)備性能行到一定的改善。但是由于增加了結(jié)構(gòu)和操作的復(fù)雜性，從而增加了制造和維修費(fèi)用。 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置效率低，打擊力控制不精確，不適于大噸位。但由于造價(jià)方面的優(yōu)勢，中小噸位，尤其小噸位印刷機(jī)目前仍以窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置為主。我國最大噸位的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置為主。我國最大噸位的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是青島鍛壓機(jī)械公司在2004年研制的31500kN窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。 1.3 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的發(fā)展歷史趨勢 談到窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置就一定先說印刷機(jī)，印刷機(jī)是最古老的成形設(shè)備之一，珍有十分悠久的發(fā)展歷史。很久以前，歐洲就有木制印刷機(jī)，用以壓制葡萄汁和橄欖油。15世紀(jì)德國人Johann Gensleisch(1400～1468)在木制印刷機(jī)的基礎(chǔ)上制成了印刷機(jī)，它可以說是印刷機(jī)和其它機(jī)械印刷機(jī)的老祖宗。在歐洲語言中，印刷機(jī)和印刷（PRESS）這兩個(gè)詞同詞根。16世紀(jì)初，意大利人采用印刷機(jī)壓制金屬藝術(shù)品和硬幣。直到19世紀(jì)中葉才出現(xiàn)了由蒸汽驅(qū)動(dòng)的機(jī)械印刷機(jī)。 最早用于現(xiàn)代工業(yè)化大生產(chǎn)的印刷機(jī)靠摩托車擦盤傳遞動(dòng)力，簡稱窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置，它在19世紀(jì)初開始使用，1877年德國公布了窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的首個(gè)專利。由于結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置至今仍在廣泛應(yīng)用。其最大的缺點(diǎn)是摩擦傳動(dòng)效率低，約為50%～55%，其總效率僅為20%～25%。近百年來，人們一直在尋求改進(jìn)的方法，主要目標(biāo)是：（1）提高傳動(dòng)效率，降低能耗；（2）加大設(shè)備噸位，提高工作能力；（3）提高打擊能量的確良控制精度和操作的自動(dòng)化程度。 20世紀(jì)是窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置大發(fā)展的時(shí)期，20年代，人們開始研制液壓窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置，40年代末期投入工業(yè)應(yīng)用。30年代，前蘇聯(lián)開始電動(dòng)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置研制，50年代末期德國開始生產(chǎn)，到70年代末，德國辛佩欠公司研制成功離合器式窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。20世紀(jì)末期，日本Enomoto公司開始研制成功伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。進(jìn)入21世紀(jì)，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置這一古老的成形設(shè)備仍在蓬勃發(fā)展，已經(jīng)形成品種多樣，規(guī)格齊全，自動(dòng)化程度高的特色，為人類文明的發(fā)展繼續(xù)作出貢獻(xiàn)。 1.4 課題的提出及研究的意義 1.4.1 課題的提出及創(chuàng)新 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置在各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，其發(fā)展和研究也得到了長足的進(jìn)步。目前，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)工作仍是使用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行，存在缺點(diǎn)是效率低，周期長以及難以提高設(shè)備性能。對(duì)現(xiàn)有的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改造，提出新的設(shè)計(jì)方案是本次設(shè)計(jì)任務(wù)中的重中之重。 1.4.2 課題研究意義 隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，模鍛件質(zhì)量及成本的競爭愈來愈激烈。自從我國加入WTO后，降低模鍛件成本是鍛造行業(yè)十分關(guān)心的重要問題，這就向鍛壓裝備及鍛造工藝技術(shù)提出了更高更新要求。突出的問題是合理選擇以精化毛坯為目的的變形方式，這些方式不僅能獲得高精度高質(zhì)量的鍛件，還能完成各種復(fù)雜鍛件的成形;既能減少材料消耗及機(jī)加工工時(shí)，又能降低能耗，提高生產(chǎn)率。 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的主要問題是電機(jī)需帶動(dòng)摩擦盤始終高速旋轉(zhuǎn)，而飛輪在一個(gè)循球中還需改變旋轉(zhuǎn)方向，在換向時(shí)飛輪和摩擦盤產(chǎn)生嚴(yán)重打滑。這不但降低了傳動(dòng)效率，也加劇了摩擦帶的磨損。為解決這一問題，上世紀(jì)就有人進(jìn)行了改進(jìn)，先后開發(fā)了三盤式和雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。由于摩擦盤工作和回程具有不同的速度特性，摩擦盤和飛輪間的相對(duì)滑動(dòng)速度得以降低，設(shè)備性能行到一定的改善。但是由于增加了結(jié)構(gòu)和操作的復(fù)雜性，從而增加了制造和維修費(fèi)用。 針對(duì)這些問題，我們有必要對(duì)摩擦壓力面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出較合理的結(jié)果，給實(shí)際工作以有效的指導(dǎo)。 1.5 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的現(xiàn)狀及改進(jìn)方法 1.5.1 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的現(xiàn)狀 對(duì)于我國的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置現(xiàn)狀，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，操作維護(hù)簡便，在精加工場合得到了廣泛的應(yīng)用，但是其輸送效率卻比較低。 1.5.2 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置改進(jìn)方法 對(duì)于我國的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置現(xiàn)狀，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，操作維護(hù)簡便，在精加工場合得到了廣泛的應(yīng)用，但是其輸送效率卻比較低。 從窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的結(jié)構(gòu)尺寸綜合性能做了深入的研究和探索，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的能量損失主要來自滑動(dòng)軸承和螺桿螺母副。螺桿螺母副不能除了改進(jìn)工藝，不能深入優(yōu)化結(jié)構(gòu)，主要是由于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置這個(gè)概念的制約，所以只能從滑動(dòng)軸承方面進(jìn)行改進(jìn)。我們知道滑動(dòng)軸承的效率是很低的，所以本設(shè)計(jì)采用滾動(dòng)軸承，這就決定了摩擦盤的結(jié)構(gòu)要重新設(shè)計(jì)，因?yàn)檩S是不適于在軸承中軸向來回運(yùn)動(dòng)的。于是，又引出了摩擦盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用花鍵軸帶動(dòng)摩擦盤的結(jié)構(gòu)形式。讓摩擦盤的軸向運(yùn)動(dòng)交給花鍵軸套，這樣可以采用滾動(dòng)軸承。對(duì)于這個(gè)實(shí)際的問題，根據(jù)調(diào)查和實(shí)例，對(duì)花鍵軸進(jìn)行了理論分析，提出了推薦計(jì)算公式，并將推薦計(jì)算公式和通用計(jì)算公式結(jié)合起來，進(jìn)行計(jì)算比較對(duì)照，得出推薦計(jì)算公式與實(shí)際需要符合得很好這樣的結(jié)論。 從窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的使用性能出發(fā)，由于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置工作時(shí)間間隔小，沖壓力大，危險(xiǎn)性高，所以對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的安全性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)也由其重要。本設(shè)計(jì)從兩個(gè)地方進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：一、改進(jìn)飛輪結(jié)構(gòu)，增加過載保護(hù)結(jié)構(gòu)；二、設(shè)計(jì)行程開關(guān)機(jī)構(gòu)，把滑塊行程的信息反饋到操縱桿。 總之，現(xiàn)在對(duì)于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的研究越來越收到各界的重視，而目前國外也有了很多的研究成果。在國內(nèi)的研究成果相對(duì)于國外來比較，研究成功還較少，還不是很先進(jìn)。 1.5.3 改進(jìn)后及固有的性能特點(diǎn) 1．雙盤窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置兼有模鍛錘和熱模鍛曲柄印刷機(jī)的雙重特性和優(yōu)點(diǎn)。首先它在工作過程中帶有一定的沖擊作用，滑塊行程不固定，這是錘類設(shè)備的特性，使得它在一個(gè)型槽里可進(jìn)行多次打擊變形，從而能為大變形工序（如嫩粗、擠壓等)提供大的變形能和一定的鍛擊力：同時(shí)它又是通過付傳遞能量，在金屬產(chǎn)生塑性變形的瞬間，滑塊和工作臺(tái)之間所受的力由印刷機(jī)封閉的框架所承受，并形成一個(gè)封閉力系，這一點(diǎn)是熱模鍛曲柄印刷機(jī)的特性，因而也能為小變形工序(如終鍛模合階段、精壓、壓印等)提供較大的變形力和一定的變形能，所以能滿足各種主要鍛壓工序的力能要求。 2．與熱模鍛曲柄印刷機(jī)相比，該機(jī)是定能設(shè)備，設(shè)備行程可變，沒有固定的下死點(diǎn)。因此、調(diào)整模具十分方便，特別適合于模具更換頻繁的中小批量鍛件的生產(chǎn)。而熱模鍛曲柄印刷機(jī)的下死點(diǎn)是固定的，行程和壓力不能隨意調(diào)節(jié)，不適宜進(jìn)行延伸、滾擠等制作工藝，對(duì)坯料表面的加熱質(zhì)量要求也較高，不允許有過多的氧化皮，尤其當(dāng)設(shè)備操作或模具調(diào)整不當(dāng)以及下料不準(zhǔn)或超負(fù)荷使用時(shí)，有可能使滑塊在接近下死點(diǎn)時(shí)發(fā)生悶車而中斷生產(chǎn)。 3．該機(jī)打擊力大，一般允許為公稱力的1.6倍，而熱模鍛曲柄印刷機(jī)因容易“悶車”一般只允許用到其公稱力的70%-80%.因此，同規(guī)格的印刷機(jī)，雙盤窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的最大打擊力是熱模鍛曲柄印刷機(jī)的兩倍， 也就是說J53-3150型窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置就相當(dāng)于60000kN熱模鍛曲柄印刷機(jī)的工作能力。 4．該機(jī)鍛件精度高，鍛件的尺寸精度靠模具“打靠”和導(dǎo)柱導(dǎo)向(用于精密模鍛)來保證，不受設(shè)備自身彈性變形的影響， 因而近年來許多工廠都利用摩印刷機(jī)進(jìn)行精密模鍛，特別對(duì)于軸類的校正等運(yùn)用廣泛。 5．該機(jī)悶?zāi)r(shí)間短，僅為熱模鍛曲柄印刷機(jī)的一半，傳給模具上的熱量少，溫度低，模具壽命長，這對(duì)批量生產(chǎn)尤為重要，能夠保證各個(gè)鍛件的精度基本一致。而熱模鍛曲柄印刷機(jī)由于滑塊在下死點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)速度最慢，不僅工件在模具內(nèi)停留時(shí)間長，模具使用壽命短， 而且對(duì)一些主要靠壓人方式充填型槽的鍛件，有可能雖然產(chǎn)生了較大的毛邊，而仍未充滿型槽深處。 6．該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單性能可靠，操作靈敏方便，其設(shè)備投資、模具成本和鍛件成本均比模鍛錘和熱模鍛曲柄印刷機(jī)便宜一半多，與進(jìn)口產(chǎn)品相比，性能基本一致，但價(jià)格僅為進(jìn)口產(chǎn)品的四分之一。因此理論和實(shí)踐都證實(shí)，該機(jī)工藝適應(yīng)范圍廣，鍛件精度高，生產(chǎn)率適中，勞動(dòng)條件好，是一種符合我國國情，具有國際先進(jìn)水平的大型精鍛設(shè)備。 2. 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置初步設(shè)計(jì)及單元功能設(shè)計(jì) 2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一臺(tái)由操縱桿控制的，利用摩擦力改變飛輪轉(zhuǎn)向窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置，如圖2-1。按中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T 2547—91，要求參數(shù)如下： 公稱力： F=1500KN 運(yùn)動(dòng)部分能量： P=18KW 滑塊行程： S=280MM 最小裝模高度： H=280MM 工作臺(tái)墊板厚度： T=120MM 工作臺(tái)面尺寸： 左右b=500MM 前后a=630MM 圖2-1 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置示意圖 由設(shè)計(jì)任務(wù)書及相關(guān)資料得知。本次設(shè)計(jì)可采用如下方案： 傳動(dòng)系統(tǒng)：采用電動(dòng)機(jī)通過V帶帶動(dòng)摩擦盤。摩擦輪傳動(dòng)經(jīng)過螺桿螺母機(jī)構(gòu)控制滑塊進(jìn)程。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：采用滑動(dòng)直線導(dǎo)軌。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：螺桿-螺母機(jī)構(gòu)。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：三相異步交流電動(dòng)機(jī)。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：初步定為V帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 主要零部件特點(diǎn)及其作用： 機(jī)身采用組合預(yù)應(yīng)力框架，分為橫梁、立柱和底座，由優(yōu)質(zhì)灰口鑄鐵澆注成為一體，機(jī)架強(qiáng)度高剛性好。機(jī)身設(shè)計(jì)為組合式一是為了起吊運(yùn)輸方便，二是提高產(chǎn)品質(zhì)量；橫梁中的銅螺母是用特殊配方的優(yōu)質(zhì)耐磨銅合金采用離心澆鑄工藝制成，銅螺母和上面的導(dǎo)向套是易損件，磨損后需及時(shí)更換;良好的潤滑對(duì)付的壽命至關(guān)重要， 一定要根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整潤滑，確保付潤滑充足:螺母下面設(shè)有緩沖圈， 當(dāng)制動(dòng)失靈時(shí)，緩沖圈用以吸收運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的能量，避免運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)架剛性相撞而損壞機(jī)器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)上撞緩沖圈時(shí)應(yīng)立刻停機(jī)，并查明原因，排除故障，嚴(yán)禁經(jīng)常上撞緩沖圈；工作臺(tái)上的墊板是用來保護(hù)工作臺(tái)面的，不能隨意拆卸。 傳動(dòng)部分采用了比較容易調(diào)整的十字叉聯(lián)軸節(jié)式調(diào)整結(jié)構(gòu)，摩擦盤與飛輪間的間隙一般為2-3mm，當(dāng)超過5mm時(shí)要及時(shí)調(diào)整間隙，以防損傷有關(guān)零部件，十字叉聯(lián)軸節(jié)式調(diào)整結(jié)構(gòu)從防銹和防變形兩方面地有效解決了摩擦盤調(diào)不動(dòng)問題，摩擦盤與傳動(dòng)軸間裝有防銹銅套，銅套內(nèi)設(shè)有潤滑裝置，需定期注油并定期活動(dòng)一下銅套，以防油污干枯而使銅套難以移動(dòng)，調(diào)整摩擦盤后，需將鎖緊螺母緊靠在摩擦盤端面上，不得留有間隙，以防竄動(dòng)損傷有關(guān)零部件。 采用打滑保險(xiǎn)飛輪，從而保證了設(shè)備既能輸出較大的打擊能量， 又能在輸出較大的打擊力時(shí)通過飛輪打滑保護(hù)設(shè)備飛輪外緣的牛皮帶為易損件，嚴(yán)重磨損后應(yīng)及時(shí)更換.飛輪輪體與上下輪緣之間裝有打滑摩擦片，用螺栓將碟簧壓縮，依靠碟簧的彈力將它們摩擦聯(lián)接起來，起安全保險(xiǎn)作用。當(dāng)打擊力超過額定力時(shí)上下輪緣將會(huì)相對(duì)于輪體打滑，消除多余能量，避免因超載而損壞機(jī)器打滑保險(xiǎn)裝置不得隨意鎖死，以防超載。螺桿是該機(jī)的核心零件，其幾何精度、表面粗糙度及材質(zhì)性能，對(duì)其使用壽命乃至銅螺母的使用壽命至關(guān)重要。本螺桿材質(zhì)選用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛材，經(jīng)充分鍛造探傷后，再經(jīng)熱處理至適當(dāng)硬度，使之獲得最佳的綜合力學(xué)性能。螺紋摩擦表面需經(jīng)拋光處理，以減輕機(jī)械磨損，提高使用壽命。 滑塊采用可拆卸式，可通過調(diào)整斜鐵調(diào)整導(dǎo)軌間隙，以保證滑塊的導(dǎo)向精度，本機(jī)最大偏心距應(yīng)不大于300mm。采用平移式全行程制動(dòng)，制動(dòng)力大，制動(dòng)靈敏，安全可靠.在全行程任意位置均可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，通過滑塊的點(diǎn)動(dòng)使用戶安裝調(diào)整模具非常方便。同時(shí)平移式制動(dòng)對(duì)飛輪牛皮帶損傷輕。牛皮帶使用壽命長。制動(dòng)力的大小可通過調(diào)整氣缸壓縮彈簧來實(shí)現(xiàn)，但過大的制動(dòng)力不利于飛輪牛皮帶的使用壽命，因此，在滿足使用要求的情況下，不要將制動(dòng)力調(diào)的太大。 操縱采用手動(dòng)離合式直推結(jié)構(gòu)，簡單可靠。 平臺(tái)剛性好，振動(dòng)小，噪聲低，前后貫通使用方便，外形美觀并設(shè)有安全裝置，以確保維修人員的安全。 2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用操縱桿經(jīng)過連桿經(jīng)過連桿機(jī)構(gòu)控制摩擦盤。 結(jié)構(gòu)原理如圖2-2： 圖2-2 結(jié)構(gòu)原理圖 3. 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 初步設(shè)計(jì) 1．選擇電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。 2．選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為P機(jī)： 由《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表1.1-10得： 3．確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 因?yàn)榛瑝K行程次數(shù)n=27min-1 滑塊行程S=280mm 所以一次工作時(shí)間t=60/n=2.22s 滑塊最大下降速度 假設(shè)螺距P=20mm 所以螺桿轉(zhuǎn)速 按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》推薦的傳動(dòng)比合理范圍兩摩擦輪之間傳動(dòng)比取1，V帶傳動(dòng)比取2～4，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為: n’d=i’a×n=(2～4)×535 r/min=1070～2140 r/min 所以這一范圍有1500 r/min 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由《實(shí)用機(jī)床手冊》表4.4-2查出符合和電動(dòng)機(jī)型號(hào)有：如表3-1 表3-1 初選電機(jī)參數(shù)表 ` 額定功率（KW） 額定電流（A） 效率 轉(zhuǎn)速（r/min） 額定轉(zhuǎn)矩 Y180L-4 22 42.5 91．5 1500 1480 2.2 Y220L-4 30 56.8 92．5 1500 1480 2.2 綜合考慮各因素，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y180L-4。 4．計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) 摩擦盤： 螺桿： 5．各傳動(dòng)裝置功率 摩擦盤功率： 螺桿功率： 由《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表1.1-10得：η帶=0.96 η軸承=0.99 η摩擦盤=0.96 η絲桿=0.5 6．各傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)矩 摩擦盤轉(zhuǎn)矩： 螺桿轉(zhuǎn)矩： 計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理列于下表3-2 表3-2 初步計(jì)算結(jié)果表 裝置 電動(dòng)機(jī) 大帶輪與摩擦盤裝置 飛輪與螺桿裝置 轉(zhuǎn)速n/r·min-1 1480 493.33 493.33 功率P/KW 22 19.17 8.62 轉(zhuǎn)矩T/N·m 142 371.10 166.87 傳動(dòng)比i 3 1 效率η 0.87 0.45 3.2 設(shè)計(jì)V帶 1．確定計(jì)算功率Pca 已知條件為：功率P=22KW，傳動(dòng)比i=3 由Pca=KAP得 Pca=1.4×22KW=30.8KW 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-6得KA=1.4 2．選擇帶型 根據(jù)Pca和小帶辦轉(zhuǎn)速1480 r/min，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-8選定SPA窄V帶。 3．尺寸計(jì)算 1）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd2。 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3得ddmin=90mm 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7得 基準(zhǔn)直徑 dd=150mm ，dd1=155.5mm 2）驗(yàn)算帶的速度v 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式8-13得 對(duì)于窄V帶， vmax=35～40m/s 所以v≤vmax，所以符合要求。 3）計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑dd2。 dd2=idd1=466.5mm 4）確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld. 由0.7(dd1+dd2)＜a0＜2(dd1+dd2)得 435．4mm＜a0＜1244mm得 初定a0=800mm. 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式8-20得 基準(zhǔn)長度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選基準(zhǔn)長度Ld=2500mm 所以 min= -0.015Ld=746.62-37.5=709.12mm max=a+0.03Ld=544.22+60=821.62mm 5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角α1： 所以符合要求。 6）確定帶的根數(shù)Z 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8，表8-2，表8-5C，表8-5D查得P0=4.91，△P0=0.56，Ka=0.98，KL=1 取Z=6 因?yàn)閆＜10 所以符合要求。 7）計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的力FP。 由式8-23和8-24得： 預(yù)緊力 4．計(jì)算結(jié)論 計(jì)算結(jié)論整理列于下表，并查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-10，整理如下表3-1： 圖3-1 V帶輪示意圖 表3-1 V帶輪參數(shù)表 帶型 SPA 基準(zhǔn)寬度 bd 11.0 基準(zhǔn)線上槽深 hamin 2.75 基準(zhǔn)線下槽深 hfmin 11.0 槽間距 e 15±0.3 第一槽對(duì)稱面至端面距離 f 最小輪緣厚 δmin 6 帶輪寬 B=（Z-1）e+2f=95 外徑 da1=dd1+2ha=155.5+2×2.75=161 da2=dd2+2ha=466.5+2×2.75=472 輪槽角 38° 材料 H7150鑄鐵 工藝要求 作靜平衡測試 3.3 設(shè)計(jì)摩擦輪 1．選擇材料 綜合考慮各種材料的性能，選用水牛皮作摩擦層材料，既耐磨又有彈性，又能隨沖擊。 即皮革/灰鑄鐵方案作摩擦副。 2．確定許用摩擦因數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表12-2-3得 許用摩擦因數(shù)fp=0.2， 相應(yīng)滑動(dòng)率ε=3%，　ΨD=0.3 3．強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于金屬輪/非金屬輪 表12-2-7，=1.5 表12-2-3， =0.2， =0.1 表12-2-5，=0.3 4．幾何計(jì)算 因?yàn)橐蠡瑝K行程S=280mm，即D1≥2S=560mm 所以取D1=616mm 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表12-2-5得 即 D2=1×616×（1-3%）=552.9 mm b=0.1×570=57mm D=D2+0.9b=552.9+0.9×171=706.8mm 壓緊力計(jì)算 由表12-2-5得 作用在軸上的力 由表12-2-5得 總壓力： 軸向力： 3.4 花鍵軸的設(shè)計(jì) 圖3-2 花鍵軸尺寸圖 如圖3-2：考慮V帶與軸承蓋沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入間隙10mm； 初取軸承蓋厚度10mm； 初取機(jī)架厚度100mm； 初取推力軸承厚度15mm； 初取壓緊彈簧長度70mm； 初取鎖緊螺母厚度20mm； 初取離合器厚度20mm。 所以軸的支承跨距為1358mm。 1．選擇軸的材料及熱處理 綜合考慮各種材料的性能與成本，選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)。 2．受力分析 圖3-3　軸的受力圖 V帶作用在軸上的力： Fx= 0 Fy= FP= 278.21N 求水平面內(nèi)的表面支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖3-4。 圖3-4 軸受力彎矩圖 軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖所示： 圖3-5　軸彎矩圖 T=371100N·mm 3．軸的初步計(jì)算 取[σ]=637MPa 查表得[σ-1]=58.7MPa，d=0.6 因?yàn)殒I槽時(shí)，直徑增大4%， 所以 取d=40mm 4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖： 圖3-6 花鍵軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 5．軸的校核 1）因?yàn)樵撦S主要承受扭矩，所以應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3得：[τ]=35MPa 2）因?yàn)榇溯S瞬時(shí)過載很大。所以應(yīng)對(duì)此進(jìn)行靜強(qiáng)度條件校核。 軸的靜強(qiáng)度條件是： 由表15-1得σS=355。表15-4得W=0.1d3 所以安全。 3.5 滾動(dòng)軸承的選擇 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，因支承跨距不大，幫選兩端因定式組合方式。類型為深溝球軸承，壽命為Lh=12000h。 由計(jì)算結(jié)果得：徑向力Fr=315.37N； 軸向力Fw=0N； 工作轉(zhuǎn)速n=493.33r/min。 初選6008，查《實(shí)用機(jī)床手冊》表3.8-44得： 基本額定負(fù)荷Cr=17000N。靜負(fù)荷Cor=11800N。 查得《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5得X=1，Y=0。 查得《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6得，fP=1.5。 因?yàn)镃js＜Cr 所以6008滿足要求。 6008深溝壞軸承的參數(shù)：D=68mm， B=15mm， da=46mm， Da=62mm。 3.6 鍵的設(shè)計(jì)與校核 1．小V帶輪鍵 選用A型普通平鍵 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1，選鍵12×90 GB1096-79，b=12mm， h=8mm， L=90， l=78。 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1，[σP]=110MPa， [τ]=40MPa 。 所以滿足要求。 2．大V帶輪鍵 選用A型普通平鍵 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1，選鍵12×90 GB1096-79，b=12mm， h=8mm， L=90， l=78。 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1，[σP]=110MPa， [τ]=40MPa 。 所以滿足要求。 3．花鍵軸I的設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)床與軸的尺寸要求，綜合考慮，初步設(shè)計(jì)花鍵齒數(shù)Z=4，工作長度l=450mm，工作高度h=4mm。 因?yàn)閐=45mm 又因?yàn)槭莿?dòng)聯(lián)接。 由式6-6 取ψ=0.8 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-3查得[P]=5～15 因?yàn)镻<[P] 所以滿足要求。 4．花鍵軸II的設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)床與軸的尺寸要求，綜合考慮，初步設(shè)計(jì)花鍵齒數(shù)Z=6，工作長度l=70mm，工作高度h=5mm。 因?yàn)閐=70mm 又因?yàn)槭庆o聯(lián)接。 由式6-6 取ψ=0.8 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-3查得[σP]=100～140。 因?yàn)棣襊 <[σP] 所以滿足要求。 3.7 螺桿螺母的設(shè)計(jì) 1．選擇材料和許用應(yīng)力 螺桿材料選舉40r鋼，830～860°C淬油，860～400°C回火。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表12-1-10可得： 取σP=350N/mm2。 螺母材料選用2CuAl10Fe3。由表12-1-10得： σP=40～60N/mm2，取50N/ mm2；τP=30～40N/mm2，取35N/mm2。 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置系機(jī)動(dòng)中速，由表12-1-9可得： Pp=11～18N/mm2，取15N/mm2。 2．按耐磨性計(jì)算螺紋中徑 由表12-1-4中公式（1），取ψ=3.0 由GB/T 5796.3-2005，可選d=150mm ， P=16mm， d2=142mm， D4=152mm， d3=132mm， D1=134mm的梯形螺紋，中等精度，副標(biāo)記為Tr 150×16-7H/7e。 螺母高度H=ψd2=3.0?×142=426mm 螺紋圈數(shù)n=H/P=426/16=26.625。 3．自鎖性驗(yàn)算 由于系單頭螺紋，導(dǎo)程S=P=16。故螺紋升角為： 由表12-1-7鋼對(duì)青銅f=0.08～0.10，取0.09。可得： λ＜ρ′故自鎖可靠。 4．強(qiáng)度驗(yàn)算 由表12-1-3，螺紋摩擦力矩為 代入表12-1-4之式（4）得： 故滿足要求。 5．螺母螺紋強(qiáng)度驗(yàn)算 因螺母材料強(qiáng)度低于螺桿，故只驗(yàn)算螺母螺紋強(qiáng)度即可。 由表12-1-4得，牙根寬度b=0.65P=0.65×16=10.4mm 基本牙型高H1=0.5P=0.5×16=8mm 代入表12-1-4中式（7）及式（8）有： 所以滿足要求。 6．螺桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算 由圖12-1-2e得，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置螺桿上部的高h(yuǎn)1=(1.8～2)×150=270～300mm. 取280mm，螺桿最大工作長度l=280+280=560mm。 由表12-1-4，有： 式中 按一端固定一端自由，從表12-1-5得μ=2。 按表12-1-4中式（1）計(jì)算臨界載荷Fc可得： 所以穩(wěn)定性條件滿足。 4. 總結(jié)及說明 4.1 總結(jié) 在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，本人對(duì)此經(jīng)過深有感觸，一開始的設(shè)想沒有實(shí)施，但新發(fā)現(xiàn)的問題卻被我意外的解決。主要體現(xiàn)為，一開始本人注重摩擦盤的設(shè)計(jì)，以減少打滑等現(xiàn)象，后來發(fā)現(xiàn)打滑有時(shí)反到可以起到安全作用。所以放棄了此類設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)而從提高機(jī)械效率上著手，設(shè)計(jì)出花鍵軸機(jī)構(gòu)，大大的提高了機(jī)械效率，這并不比一開始的設(shè)想有所降低。本文設(shè)計(jì)計(jì)算不是很復(fù)雜，但都是有憑有據(jù)的，目的是達(dá)到設(shè)計(jì)的最優(yōu)化，提高設(shè)備的質(zhì)量，減小加工成本。從初步設(shè)計(jì)開始，先選電機(jī)，設(shè)計(jì)V帶，設(shè)計(jì)摩擦輪，再設(shè)計(jì)花鍵軸，最后設(shè)計(jì)螺桿螺母，這都是按照傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)路線來設(shè)計(jì)的?？傊敬卧O(shè)計(jì)已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的任務(wù)，并而有所延伸。這次延伸不是累贅，本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特別是提高機(jī)械效率，但安全性有所降低，所以，增加了一些操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是出于安全考慮。另外還要提一點(diǎn)，文獻(xiàn)綜述，開題報(bào)告和論文之間的內(nèi)容有所差別，原因是寫這些東西處于不同的時(shí)間，我的設(shè)計(jì)思想不停得更新改變，所以請(qǐng)不要在意前兩者與論文之間的差別，圖紙和論文才是我的最終結(jié)果。 4.2 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的使用與維護(hù) 窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的是用來沖壓鍛造的機(jī)械，其工作環(huán)境比較惡劣。因此，對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的使用與維護(hù)提出如下要求： 1．窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的導(dǎo)軌面及螺桿螺母副必須定期保養(yǎng)，保持清潔潤滑，定期檢查。 2．窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置應(yīng)空載起動(dòng)，即無負(fù)荷起動(dòng)。 3．由于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置安全系數(shù)較低，出于人員和設(shè)備兩方面考慮，都必須對(duì)操作員進(jìn)行一定程度的培訓(xùn)后方可進(jìn)行操作。 4．在使用中應(yīng)經(jīng)常檢視窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置各機(jī)件的工作狀態(tài)，注意各緊固件是否松動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)有的機(jī)件松動(dòng)，應(yīng)立刻擰緊，使之重新緊固。 5．窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的機(jī)蓋，在輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不應(yīng)取下，以免發(fā)生事故。 6．窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置各運(yùn)動(dòng)機(jī)件應(yīng)經(jīng)常潤滑。 7．窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置，特別是驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)經(jīng)常保持清潔，定期拭擦。 8．窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中，如有任何不正?，F(xiàn)象，均應(yīng)加以檢查，并及時(shí)消除，不得強(qiáng)行運(yùn)行。 參考文獻(xiàn) [1] 焦瑋主編．復(fù)合式窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置控制軟件系統(tǒng)研制[J]．鍛壓技術(shù)．2000年2期5—04。 [2] 齊治民．大喉深形式窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)制作[J]．鍛壓機(jī)械．2002年3期7—03。 [3] 朱國培．窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置精鍛加熱[J]．工業(yè)爐．2002年2期4—01。 [4] 儲(chǔ)家佑主編．新編鍛壓精密技術(shù)實(shí)用手冊[M]．清華同方光盤電子出版社。 [5] 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In Proceedings of Computer Animation 2001。 致謝 本文是在導(dǎo)師**老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在整個(gè)論文工作中，**老師都給予了全面、認(rèn)真的指導(dǎo)，在論文工作即將完成之際，向關(guān)心、教育我的導(dǎo)師表示衷心的感謝！幾年來的耳濡目染，導(dǎo)師高尚的品格、淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和勤奮求實(shí)的工作作風(fēng)給本人留下了深刻的印象，使本人受到了深刻的教育和啟迪，并將成為本人終生受益的寶貴財(cái)富。 在論文工作中，得到了機(jī)電信息分院其他老師的指導(dǎo)和熱情幫助，在此表示衷心的感謝，另外，我要感謝機(jī)電信息分院的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師給予的鼓勵(lì)和幫助。 感謝學(xué)校的各位師兄和師弟在生活和學(xué)習(xí)上的熱情幫助；也要感謝同寢室的各位室友在生活方面的熱心幫助。 最后，我還要感謝我的家人和親朋好友，在生活上、學(xué)習(xí)上給我無微不至的關(guān)懷，是他們給予我積極的動(dòng)力去克服各種困難和艱辛。 謝謝大家! ****** 二零一一年一月于義烏工商學(xué)院 附錄 1. 花鍵軸I零件圖A3（LJHJZ-01） 2. 花鍵軸II零件圖A2（LJHJZ-02） 3. 離合器鎖片零件圖A4（LJLHQSP-01） 4. 螺桿零件圖A2（LJLG-01） 5. 螺母零件圖A2（LJLM-01） 6. 摩擦飛輪零件1圖A4（LJMCFL-01） 7. 摩擦飛輪零件2圖A3（LJMCFL-02） 8. 摩擦飛輪零件3圖A4（LJMCFL-03） 9. 摩擦盤鎖片零件圖A4（LJMCLSP-01） 10. 燕尾形導(dǎo)軌1零件圖A2（LJDG-01） 11. 燕尾形導(dǎo)軌2零件圖A2（LJDG-02） 12. 彈簧罩零件圖A4（LJTWZ-01） 13. 工作臺(tái)零件圖（LJGZT-01） 14. 滑塊零件圖A3（LJHK-01） 15. 螺桿壓蓋零件圖A3（LJLGYG-01） 16. 摩擦輪零件圖A3（LJMCL-01） 17. 軸承端蓋零件圖A4（LJZCDG-01） 18. 主軸支架零件圖A3（LJZZZJ-01） 19. 總裝置圖A0（ZPZZP-01） 20. 操縱桿裝配圖A1 （手繪）（ZPCZG-01） 21. 飛輪、螺桿、滑塊裝配圖A1 （手繪）（ZPFLH-01） 22. 機(jī)座零件圖A0 （手繪）（LJJZ-01）