曲柄壓力機(jī)曲柄滑塊工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 14M論文
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前 言
為了更好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)校組織我們參加畢業(yè)實(shí)習(xí)，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的不同，實(shí)習(xí)的內(nèi)容有所不同。本組主要完成曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)，因此此次實(shí)習(xí)主要是通過(guò)參觀實(shí)習(xí)和查閱資料了解壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作情況。
壓力機(jī)是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備。隨著社會(huì)需求和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高。尤其是模具制造的飛速出現(xiàn)，使機(jī)床向高速、精確，智能化的方向發(fā)展。對(duì)壓力機(jī)的精度和生產(chǎn)率等各方面的要求也就越來(lái)越高。本次設(shè)計(jì)是結(jié)合壓力機(jī)的工作實(shí)際，對(duì)JB31-160型曲柄壓力機(jī)進(jìn)行改進(jìn)性設(shè)計(jì)。由于傳統(tǒng)JB31-160型曲柄壓力壓力機(jī)，存在滑塊運(yùn)動(dòng)精度底，裝模高度調(diào)節(jié)麻煩，滑塊行程量小等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。本次設(shè)計(jì)鑒于以上缺點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行了如下改正：1改進(jìn)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用新型材料。例如離合器部件，盡量減小其從動(dòng)慣量，采用新興摩擦材料。2調(diào)節(jié)裝置方面，采用二級(jí)的錐齒——蝸桿蝸輪調(diào)節(jié)，節(jié)省了工人勞動(dòng)量，又提高了精度。3采用了曲軸代替同類型的偏心軸，用變位齒輪代替普通齒輪，這樣就減小了機(jī)身的高度，更方便按裝。
壓力機(jī)是沖壓模具制造的常用設(shè)備，而提高沖壓模具坯料精度，提高生產(chǎn)率，提高使用壽命，減少勞動(dòng)勞動(dòng)量的有效方法，此外，還要考慮到人機(jī)結(jié)合的合理性，使機(jī)床更人性化，便于工人的操作。
1 曲柄壓力機(jī)的工作原理及主要參數(shù)
曲柄壓力壓力機(jī)是以曲柄傳動(dòng)的鍛壓機(jī)械，其工作原理如圖1-1：
電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角帶把運(yùn)動(dòng)傳給大皮帶輪，再經(jīng)小齒輪，大齒輪，傳給曲軸。連桿上端連在曲軸上，下端與滑塊連接，把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檫B桿的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。上模裝在滑塊上，下模裝在墊板上。因此，當(dāng)材料放在上下模之間時(shí)，及能進(jìn)行沖裁或其他變形工藝，制成工件。由于工藝的需要，滑塊有時(shí)運(yùn)動(dòng)，有時(shí)停止，所以裝有離合器和制動(dòng)器。壓力機(jī)在整個(gè)工作周期內(nèi)進(jìn)行工藝操作的時(shí)間很短，也就是說(shuō)，有負(fù)荷的工作時(shí)間很短，大部分時(shí)間為無(wú)負(fù)荷的空程時(shí)間。為了使電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷均勻，有效的利用能量，因而裝有飛輪。大皮帶輪及起飛輪的作用。
曲柄壓力機(jī)一般有下面幾個(gè)工作部分：
1. 工作機(jī)構(gòu)，一般為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由曲柄、連桿、滑塊等零件組成。
2. 傳動(dòng)系統(tǒng)，包括齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)。
3. 操作系統(tǒng)，如離合器、制動(dòng)器。
4. 能源系統(tǒng)，如電動(dòng)機(jī)、飛輪。
5. 支撐部件，如機(jī)身。
圖1-1曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)示意圖
上述除了的基本部分以外，還有多種輔助系統(tǒng)與裝置，如潤(rùn)滑系統(tǒng)、保護(hù)裝置以及氣墊等。
曲柄壓力機(jī)的主要參數(shù)和型號(hào)
一、曲柄壓力機(jī)的主要參數(shù)
1.公稱壓力： 160 噸
2.滑塊行程： 200 毫米
3.滑塊每分次數(shù)： 32
4.最大裝模高度： 450 毫米
5.裝模高度調(diào)節(jié)量： 200 毫米
6.導(dǎo)軌間距離： 880 毫米
7.滑塊底面尺寸： 700 毫米
8.工作臺(tái)尺寸： 800 毫米
二、曲柄壓力機(jī)的型號(hào)
J A 3 1 —160 型
J—機(jī)械壓力機(jī)（第一類鍛壓機(jī)）
A—次要參數(shù)與基本型號(hào)不同的第一變型
3—第三列
閉式單點(diǎn)壓力機(jī)
1—第一組
160—公稱壓力（×10千牛）
2 電動(dòng)機(jī)的確定
一、封閉高度調(diào)節(jié)裝置電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算方法
在穩(wěn)定負(fù)載下，電動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所做的有用功，除以傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，便是電動(dòng)機(jī)所需的功率。寫成公式為：
（千牛） （10-1）
式中 N—電動(dòng)機(jī)所需的功率（千瓦）
N‘—電動(dòng)機(jī)每分鐘所做的有用功；
η—傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率；
上式中102是單位換算常數(shù)，表示功率1千瓦相當(dāng)102公斤·米/秒。
1. 電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)提升滑塊時(shí)，每秒中內(nèi)所做的有用功為：
N‘=Gv (10-2)
式中 G—滑塊部件重量
v—滑塊的調(diào)節(jié)速度（米/秒）
二、封閉高度調(diào)節(jié)裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率
傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率主要包括：
（1） 導(dǎo)軌與滑塊相對(duì)滑動(dòng)的效率η1。
（2） 調(diào)節(jié)螺桿傳動(dòng)效率η2。
（3） 調(diào)節(jié)螺母與套筒端面之間相對(duì)滑動(dòng)的效率η3。
（4） 皮帶、齒輪傳動(dòng)效率η4。
除了以上幾方面的摩擦損失之外，軸承處還有摩擦損失，但因調(diào)節(jié)裝置多采用滾動(dòng)軸承，效率較高，所以可忽律。因此，封閉高度調(diào)節(jié)裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率為：
（10-3）
多數(shù)曲柄壓力機(jī)封閉高度調(diào)節(jié)裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率在0.02～0.03之間。
2.電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算
將式（10-2）代入式（10-1）中，得：
（10-4）
調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)可采用一般封閉式鼠籠型電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速根據(jù)傳動(dòng)級(jí)數(shù)和傳動(dòng)類型而定，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為了減少曲軸壓力機(jī)的零件品種和規(guī)格，實(shí)現(xiàn)部件通用化，常常將噸位接近的曲柄壓力機(jī)采用相同的調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)的某些零件亦相互通用。
2.1 主電動(dòng)機(jī)的功率的計(jì)算原理
一、曲柄壓力機(jī)主傳動(dòng)為什么采用飛輪
在曲柄壓力機(jī)的工作過(guò)程中，由于沖壓時(shí)所需要的能量很大，而作用時(shí)間卻很短，如果按沖壓時(shí)所需的功率選取電動(dòng)機(jī)，則所要求的電動(dòng)機(jī)的功率很大。但壓力機(jī)的沖壓過(guò)程很短，必然造成浪費(fèi)，為了解決這一矛盾，所以在傳動(dòng)系統(tǒng)中加上一個(gè)飛輪，滑塊不工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，使它儲(chǔ)存能量，而在沖壓工件是的短暫時(shí)間里，主要靠飛輪降低轉(zhuǎn)速釋放能量，所釋放的能量為：
（公斤·米）
式中 J—飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；
ω1—沖壓工件開始是飛輪的角速度；
ω2—沖壓工件后飛輪的角速度。
飛輪釋放能量后，角速度由ω1降到ω2，但這時(shí)工件已沖壓完畢，飛輪的負(fù)載減小，于是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪加速旋轉(zhuǎn)，使它在沖壓下一個(gè)工件前恢復(fù)到原來(lái)的角速度ω1。采用飛輪后，沖壓工件時(shí)所需的大部分能量不直接由電動(dòng)機(jī)提供，所以，電動(dòng)機(jī)的功率大大減小。
凡是具有短期的高峰負(fù)載和較長(zhǎng)期空載相互交替特點(diǎn)的機(jī)械，一般都采用飛輪；負(fù)載均勻的機(jī)械沒(méi)有必要采用飛輪。
二、曲柄壓力機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算原理
1. 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算原理
曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有飛輪之后，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載平穩(wěn)許多，但仍是有變化的，所以確定電動(dòng)機(jī)的功率也要注意一些問(wèn)題，通常如下確定電動(dòng)機(jī)：
（1） 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載條件。沖壓工件時(shí)電動(dòng)機(jī)扭矩上升，如果超過(guò)它的最大容許扭矩，電動(dòng)機(jī)就可能停下，著就是過(guò)載條件的限制。
（2） 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件。沖壓工件時(shí)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載增加，電流上升，電動(dòng)機(jī)的損耗變?yōu)闊崮?，使其溫度上升，沖壓過(guò)后，負(fù)載變小，相應(yīng)的轉(zhuǎn)化為熱能的耗損也減小。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，電動(dòng)機(jī)的溫度達(dá)到一穩(wěn)定狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)的溫升應(yīng)在允許的范圍之內(nèi)，否則，電動(dòng)機(jī)就會(huì)損壞，這是工作時(shí)發(fā)熱條件的限制。
此外，有由于曲柄壓力機(jī)有較大的飛輪，加速飛輪使其達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，需要一定的功率，如電動(dòng)機(jī)的額定功率不足，就會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流過(guò)大和啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使電動(dòng)機(jī)溫升過(guò)高而損壞，所以還應(yīng)核算啟動(dòng)時(shí)間，視其是否在允許范圍之內(nèi)。這就是啟動(dòng)時(shí)發(fā)熱條件的限制。
在通常情況下，沖壓作用時(shí)間很短，短時(shí)過(guò)載還不致使電動(dòng)機(jī)停下來(lái)，因此，一般按工作時(shí)發(fā)熱條件來(lái)解決電動(dòng)機(jī)功率。
曲柄壓力機(jī)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載雖然是不均勻的，但是從發(fā)熱條件來(lái)看，可以折合成某一恒定的功率N，如果所選用的電動(dòng)機(jī)的額定功率大于或等于N，那么從發(fā)熱條件看是能夠滿足要求的。因此帶飛輪傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算，歸結(jié)為如何確定折合功率N。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載波動(dòng)較小，飛輪的能量較大時(shí)，這時(shí)折合功率N，接近于壓力機(jī)一個(gè)周期的平均功率Nm。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載波動(dòng)較大，飛輪的能量較小時(shí)，這時(shí)的折合功率N與平均功率Nm差距較大。折合功率N與平均功率Nm的關(guān)系可用下式表示：
式中 K—折合功率N與平均功率Nm的比值，K>1。
平均功率Nm為壓力機(jī)一個(gè)工作周期內(nèi)，電動(dòng)機(jī)所做的功初以工作周期的時(shí)間；在此期間壓力機(jī)所消耗的能量就等于電動(dòng)機(jī)所做的功。
式中 E—一個(gè)工作周期內(nèi)壓力機(jī)所消耗的能量（公斤·米）；
E‘—工作行程時(shí)消耗的能量；
E‘‘—非工作行程時(shí)消耗的能量；
t—一個(gè)工作周期的時(shí)間。
因此，
(千瓦)
K的數(shù)值隨壓力機(jī)的具體情況而定，一般K在1.15～1.6范圍內(nèi)。
3傳動(dòng)系統(tǒng)布置
一、傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式
傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是把電動(dòng)機(jī)的能量傳給曲軸滑塊機(jī)構(gòu)，并對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，使滑塊獲得所需的行程次數(shù)。曲柄壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)有三個(gè)比較突出的問(wèn)題需在設(shè)計(jì)之前加以分析和確定，以便使整個(gè)壓力機(jī)能達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便，性能良好和外型美觀。
傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式包括三方面：1）采用上傳動(dòng)，還是采用下傳動(dòng)？2）主軸和傳動(dòng)軸垂直與壓力機(jī)正面，還是平行與正面？3）齒輪放在壓力機(jī)機(jī)身之內(nèi)，還是壓力機(jī)之外？單邊驅(qū)動(dòng)還是雙邊驅(qū)動(dòng)？ 分述如下：
1.壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)可至于工作臺(tái)之上，也可至于工作臺(tái)之下。前者叫上傳動(dòng)，后者叫下傳動(dòng)。下傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：
（1） 壓力機(jī)的重心低，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能減少振動(dòng)和躁聲，勞動(dòng)條件好；
（2） 壓力機(jī)地面高度較小，易于高度較矮的廠房；
（3） 從結(jié)構(gòu)上看，有增加滑塊高度和導(dǎo)軌長(zhǎng)度的可能性，因而能提高滑塊的運(yùn)動(dòng)精度，延長(zhǎng)模具的壽命，改善工件的質(zhì)量；
（4） 由于拉桿承受工作變形力，故機(jī)身的立柱和上梁的受力情況得到改善。
下傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：
（1） 壓力機(jī)平面尺寸較大，而總高度和傳動(dòng)相差不多，故壓力機(jī)總重量比上傳動(dòng)的約大10~20%，造價(jià)也較高。
（2） 傳動(dòng)系統(tǒng)置于地坑之中，檢修傳動(dòng)不見時(shí)，不便于使用車間的橋式吊車。拉延墊夾在傳動(dòng)不見和底坐之間，維修不方便，且地坑深，基礎(chǔ)較大，造價(jià)也高。
因此是否采用下傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，需經(jīng)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較之后才能確定?，F(xiàn)有的通用壓力機(jī)采用上下傳動(dòng)較多，下傳動(dòng)較少。通常認(rèn)為在舊車間內(nèi)添置大型壓力機(jī)時(shí)，由于車間高度受到限制，采用下傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)才比較明顯。
2．壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的安放形式有垂直于壓力機(jī)正面的也有平行于壓力機(jī)正面的，舊式通用壓力機(jī)多采用平行于壓力機(jī)正面的安放形式。這種布置，曲軸和傳動(dòng)軸比較長(zhǎng)，受力點(diǎn)與支撐軸承的距離比較大，受力條件惡化。壓力機(jī)平面尺寸較大，外形不夠美觀，近代大中型通用壓力機(jī)愈來(lái)愈多地采用垂直于壓力機(jī)正面的安放形式，（特別是廣泛采用偏心齒輪結(jié)構(gòu)之后），甚至有些小型開式壓力機(jī)也改用這種結(jié)構(gòu)。
3.齒輪可以放在機(jī)身之外，也可以放在機(jī)身之內(nèi)，前一種形式，齒輪工作條件差，機(jī)器外形不美觀，但安裝維修方便；后一種形式，齒輪工作條件好，外形較美觀。如將齒輪侵入油池中，則大大降低齒輪傳動(dòng)的噪音。但安裝維修較困難。近年來(lái)，許多壓力機(jī)制造廠家傾向后一種形式。
齒輪傳動(dòng)也可設(shè)計(jì)成單邊傳動(dòng)或雙邊傳動(dòng)，采用后一種形式，可以縮小小齒輪的尺寸，但加工裝配比較困難（兩邊的齒輪必須精確加工，裝配時(shí)要保證對(duì)稱，否則可能發(fā)生運(yùn)動(dòng)不同步的情形）。
二、傳動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)速比分配
壓力機(jī)的傳動(dòng)級(jí)數(shù)與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和滑塊沒(méi)分鐘的行程次數(shù)有關(guān)。行程次數(shù)有關(guān)。行程次數(shù)低，總速比大，傳動(dòng)級(jí)數(shù)應(yīng)多些，否則每級(jí)的速比過(guò)大，結(jié)構(gòu)不緊湊；行程次數(shù)高時(shí)，總速比小，傳動(dòng)級(jí)數(shù)可少些?，F(xiàn)有壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的級(jí)數(shù)一般不超過(guò)四級(jí)。行程次數(shù)在70次/分以上的用單級(jí)傳動(dòng)，70~30次/分的用兩級(jí)傳動(dòng)，30~10次/分的用三級(jí)傳動(dòng)，10次/分以下的采用四級(jí)傳動(dòng)。
采用低速電動(dòng)機(jī)可以減少總速比和傳動(dòng)級(jí)數(shù)，但，著類電動(dòng)機(jī)的外形尺寸較大，成本較高（與同功率的高速電動(dòng)機(jī)比較），因此，不一定合適。通常，兩級(jí)或兩級(jí)以上的傳動(dòng)系統(tǒng)采用同步轉(zhuǎn)速為1500或1000轉(zhuǎn)/分的電動(dòng)機(jī)，單級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用1000轉(zhuǎn)/分的電動(dòng)機(jī)，行程次數(shù)小于80次/分的單級(jí)傳動(dòng)才采用750轉(zhuǎn)/分的電動(dòng)機(jī)。
各傳動(dòng)級(jí)數(shù)的速比分配恰當(dāng)。通常三角帶傳動(dòng)的速比不超過(guò)6~8，齒輪傳動(dòng)不超過(guò)7~9。速比分配時(shí)，要保證飛輪有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，也要注意布置的盡可能緊湊，美觀和長(zhǎng)，短，高尺寸比例恰當(dāng)。通用壓力機(jī)的飛輪的轉(zhuǎn)速常取300~400轉(zhuǎn)/分，左右，因?yàn)檗D(zhuǎn)速太低，會(huì)使飛輪的作用大大削弱；轉(zhuǎn)速太高，會(huì)使飛輪軸上的離合器發(fā)熱嚴(yán)重，造成離合器和軸承的損壞。
三、確定離合器和制動(dòng)器的安裝位置
單級(jí)傳動(dòng)壓力機(jī)的離合器和制動(dòng)器只能至于曲軸上。
采用剛性離合器的壓力機(jī)，離合器應(yīng)至于曲柄上，這是因?yàn)閯傂噪x合器不宜在高速下工作，而曲軸的轉(zhuǎn)速較底，故離合器置于曲軸上比較合適。在此情況下，制動(dòng)器必然也置于曲軸上。
采用磨察離合器時(shí)，對(duì)于具有兩級(jí)和兩級(jí)以上傳動(dòng)的壓力機(jī)，離合器可至于轉(zhuǎn)速較低的曲軸上，也可置于中間傳動(dòng)軸上。從壓力機(jī)能量消耗來(lái)看，當(dāng)磨察離合器安裝在低速軸上時(shí)，加速壓力機(jī)從動(dòng)部分所需要的功和離合器接合時(shí)所消耗的磨察功都比較小，因而能量消耗也較少。從離合工作條件來(lái)看，低速軸上的離合器的磨察系數(shù)較小，故離合器工作條件較好。但是低速軸上的離合器需要傳遞較大的扭距，因而結(jié)構(gòu)尺寸較大。此外，從傳動(dòng)系統(tǒng)的布置來(lái)看，閉式通用壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)今年來(lái)多封閉在機(jī)身之內(nèi)，并用偏心齒輪，致使離合器不變安裝在曲軸上，通常只好置于轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上。
因此，摩擦離合器的合適位置應(yīng)視機(jī)械的具體情況而定。一般來(lái)說(shuō)，行程次數(shù)較高的壓力機(jī)（如熱模鍛壓力機(jī)）離合器最好安裝在曲軸上，因?yàn)檫@樣可以利用大齒輪的飛輪作用，能量損失小，離合器的工作條件也較好，行程次數(shù)較低的壓力機(jī)（如中大型通用壓力機(jī)），由于曲軸轉(zhuǎn)速低，最后一級(jí)的飛輪作用也不明顯，為了縮小離合器尺寸，降低其制造成本，并且由于結(jié)構(gòu)布置的要求，離合器多置于轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上，一般在飛輪軸上。制動(dòng)器的位置則隨離合器的位置而定。因?yàn)閭鲃?dòng)軸上力矩較小，可縮小制動(dòng)器的尺寸。但是，需要指出，摩擦離合器的布置位置隨著生產(chǎn)的發(fā)展也在不斷的變化。近年來(lái)，國(guó)外一些工廠為了提高摩擦離合器的壽命，在通用壓力機(jī)上，又將離合器制動(dòng)器從飛輪軸上移置中間軸上。
4 機(jī)身的介紹
機(jī)身是曲柄壓力機(jī)的一個(gè)重要部件，工作機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)等都安裝在它的上面，壓力機(jī)工作時(shí)，承受工作載荷。在整臺(tái)機(jī)器中機(jī)身的重量及加工量都很大。以閉式壓力機(jī)為例，機(jī)身約為壓力機(jī)總重量的40～60%，加工量約為壓力機(jī)總加工量的30%。因此，機(jī)身對(duì)于壓力機(jī)的使用性能、生產(chǎn)工件的質(zhì)量、機(jī)器的重量和加工量都有較大的影響。
機(jī)身的結(jié)構(gòu)隨壓力機(jī)的用途和傳動(dòng)類型而定。按機(jī)身的外型特點(diǎn)，可分為開式和閉式兩類，中型和大型壓力機(jī)廣泛采用閉式機(jī)身，閉式機(jī)身可分做成整體式和組合式。公稱壓力大于160噸的壓力機(jī)，由于采用整體機(jī)身時(shí)加工和運(yùn)輸不方便，多采用組合機(jī)身。
組合機(jī)身由上梁，左右立柱和工作臺(tái)四大件，以及將此四大件連成一體的四根拉緊螺栓組成。為了防止四大件的相對(duì)錯(cuò)位，保證精確定位，在各個(gè)接合面的左右和前后方向都設(shè)置了圓形和長(zhǎng)方形定位銷。拉緊螺栓一般穿過(guò)上橫梁，但有些壓力機(jī)為了縮小拉緊螺栓的長(zhǎng)度，拉緊螺栓不穿過(guò)上橫梁，而靠四個(gè)螺母卡在橫梁里面，并從橫梁的專用窗來(lái)進(jìn)行安裝。
剛度對(duì)機(jī)身的壓力機(jī)都很重要，壓力機(jī)在工作過(guò)程中，因受載荷使機(jī)身發(fā)生彈性形變。機(jī)身所受載荷與其彈性變形量的比值，成為機(jī)身剛度，它表明機(jī)身的抗變形能力。壓力機(jī)受載荷時(shí)不僅機(jī)身有彈性變形，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)也有彈性變形，這些部件彈性變形的結(jié)果，使壓力機(jī)的封閉高度增加，
滑塊所受載荷與封閉高度增加量的比值，稱為壓力機(jī)剛度，它表示壓力機(jī)抗變形能力，用下式表示：
（噸/毫米）
式中 P －壓力機(jī)滑塊所承受的載荷（噸）；
－壓力機(jī)總彈性變形（毫米）。
壓力機(jī)的剛度直接影響模具的壽命、工件的質(zhì)量和機(jī)器的能量消耗。
閉式板料沖壓機(jī)滑塊的許用撓度［fk］,數(shù)值與滑塊的寬度成正比，即：
B （毫米）
式中 B－為滑塊寬度（毫米）。
閉式壓力機(jī)工作臺(tái)的許用撓度［ft］,其數(shù)值與工作臺(tái)的跨度成正比，即：
L （毫米）
式中 L－工作臺(tái)跨度。
提高機(jī)身剛度的辦法有：
1. 采用高彈性模數(shù)的材料。
2. 改變機(jī)身結(jié)構(gòu)。如在開式機(jī)身上裝設(shè)拉桿或采用閉式組合機(jī)身。
強(qiáng)度也要著重計(jì)算；
5壓力機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的構(gòu)成
由于壓力機(jī)要求滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),而為動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)卻是作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此,需要一套機(jī)構(gòu),將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)。下圖中的結(jié)構(gòu)就是完成這部分工作的重要部分曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
圖2-1.
本圖采用一套曲柄連桿，它對(duì)滑塊只有一個(gè)加力點(diǎn)，因此常稱做單點(diǎn)式曲柄壓力機(jī)，這是中小型壓力機(jī)廣泛采用的形式。當(dāng)工作臺(tái)左右較寬時(shí)，常采用兩套曲柄連桿，這時(shí)它們對(duì)滑塊有兩個(gè)加力點(diǎn)，叫雙點(diǎn)壓力機(jī)，對(duì)于左右前后都較寬的壓力機(jī)也可采用四套曲柄連桿，相應(yīng)的滑塊有四個(gè)加力點(diǎn)。
曲軸中心到曲柄頸中心的距離，這個(gè)距離通常叫做曲柄半徑，它是曲柄壓力機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。有時(shí)小型壓力機(jī)，可能用偏心軸代替曲軸，同樣偏心軸也可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
6 傳動(dòng)部分的介紹
6.1齒輪傳動(dòng)
由于齒輪傳動(dòng)能傳遞較大的扭矩，又具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠和壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此齒輪得到了廣泛的應(yīng)用，齒輪傳動(dòng)一般會(huì)遇到：齒面磨損、牙齒折斷、倒牙、齒面麻點(diǎn)和振動(dòng)、噪音等。根據(jù)這些情況，對(duì)于曲柄壓力機(jī)的齒輪傳動(dòng)提出下面兩點(diǎn)基本要求：
1. 足夠的承載能力。要盡可能縮小齒輪的尺寸，采用常用的材料，又要保證能承受外載荷的作用，并且有足夠的壽命。
2. 必要的傳動(dòng)平穩(wěn)性。齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)要在允許范圍之內(nèi)，不能過(guò)大。
齒輪在應(yīng)用的過(guò)程中對(duì)精度有下面的要求：
1. 運(yùn)動(dòng)精度
為了準(zhǔn)確的傳遞運(yùn)動(dòng)，要求主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，從動(dòng)齒輪按傳動(dòng)比關(guān)系準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度，但由于制造的誤差，使從動(dòng)齒輪不能按傳動(dòng)比關(guān)系準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度。但為了滿足使用要求，規(guī)定齒輪一轉(zhuǎn)的過(guò)程中回轉(zhuǎn)角誤差絕對(duì)值的最大值不超過(guò)一定限度。
2. 工作平穩(wěn)性精度
為了減小齒輪傳動(dòng)的躁聲和振動(dòng)，必須將齒輪在一轉(zhuǎn)中的瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化限制在一定的范圍之內(nèi)，也就是要求齒輪每轉(zhuǎn)中回轉(zhuǎn)角誤差多次反復(fù)變化的數(shù)值小。
3. 接觸精度
在齒輪的使用過(guò)程中要使齒輪的齒面有足夠的接觸面積，不可是齒輪局部接觸。
4. 齒側(cè)間隙
互相嚙合的一對(duì)牙齒，在非工作面沿齒廓法線方向留有一定的間隙Cn,這是為了避免安裝、制造不準(zhǔn)確，以及工作時(shí)溫度變化和彈性變化而造成牙齒卡住，同時(shí)還可以利用它儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，改善齒面的摩擦條件。
總之，為了保證齒輪傳動(dòng)有良好的性能，必須對(duì)齒輪的運(yùn)動(dòng)精度、工作平穩(wěn)性、接觸精度和齒輪側(cè)隙有一定的要求，但這，四方面的要求也不能夠平均對(duì)待，具體工作條件不同，每個(gè)方面的要求也不一樣。
6.2 調(diào)節(jié)裝置傳動(dòng)部分構(gòu)成
根據(jù)總體的設(shè)計(jì)方案，曲柄滑快機(jī)構(gòu)的里是有齒輪傳入的。由于傳遞的力較大，結(jié)合已有的設(shè)計(jì)方案，確定本傳動(dòng)采用雙邊齒輪傳動(dòng)。為了達(dá)到傳動(dòng)平穩(wěn)和足夠承載能力。本設(shè)計(jì)采用的是直齒圓柱齒輪。
1蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)
封閉高度的調(diào)節(jié)裝置的低速級(jí)傳動(dòng),采用的是蝸桿傳動(dòng).它具有以下優(yōu)點(diǎn):1工作平穩(wěn).蝸桿傳動(dòng)有蝸桿蝸輪組成,它們的軸線在空間垂直.蝸輪象個(gè)斜齒輪,但它的齒根和齒頂做成凹弧形的,使齒包著蝸桿,增加接觸面積.2傳動(dòng)比大.3自鎖性好.
2蝸桿蝸輪的材料
高速重載的蝸桿,用20號(hào)鋼或20Cr鋼,并經(jīng)滲碳淬火制成,也可用45號(hào)鋼經(jīng)淬火,HRC=45～50.由于本蝸桿工作在低速輕載的場(chǎng)合,選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理.HB=217～255制成.
因?yàn)槲仐U傳動(dòng)中齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度較大,所以膠合和磨損問(wèn)題比較突出.首先要求蝸桿蝸輪的材料配合有良好的減摩性,不易產(chǎn)生膠合,其次才是強(qiáng)度方面的要求.考慮到本蝸桿蝸輪用在低速端,且不經(jīng)常使用,蝸輪的體積又較大,因此采用灰鑄鐵HT20-40材料制成.
6.3導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)
常見的曲柄壓力機(jī)的導(dǎo)軌有兩種基本類型,即V形左右對(duì)稱布置的導(dǎo)軌和四角布置的導(dǎo)軌,前者主要用于開式壓力機(jī),后者用于中型和大型壓力機(jī).
導(dǎo)軌與滑塊應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙,間隙小,導(dǎo)向準(zhǔn)確,但過(guò)小,則會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱、拉毛和燒黑現(xiàn)象,造成導(dǎo)軌與滑塊接觸面迅速磨損. 導(dǎo)軌與滑塊的間隙大小隨壓力機(jī)形式和導(dǎo)軌間距離而異,通用壓力機(jī)導(dǎo)軌與滑塊的間隙一般在0.04～0.25mm之間.
本次設(shè)計(jì)的曲柄壓力機(jī)為了使滑塊在適當(dāng)?shù)拈g隙內(nèi)運(yùn)動(dòng),把滑塊與導(dǎo)軌的間隙做成可調(diào)節(jié)的.如下圖所示:
四角布置的導(dǎo)軌.共有四個(gè)導(dǎo)向面.左面的兩個(gè)導(dǎo)向面為固定的平面,右面兩個(gè)導(dǎo)向面為可調(diào)節(jié)的45度斜面.在右邊兩個(gè)導(dǎo)軌上各有三組螺栓,內(nèi)側(cè)面裝有固定導(dǎo)軌的螺栓;導(dǎo)軌外部裝有另外兩組螺栓,一組擰入機(jī)身的螺紋孔內(nèi),另一組擰入導(dǎo)軌的螺紋孔內(nèi),用來(lái)前后移動(dòng)導(dǎo)軌,以便調(diào)節(jié)間隙.
7 裝模高度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)
1 裝模高度調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成及工做原理
為了使壓力機(jī)適應(yīng)于不同高度的模具,和便于模具的安裝和調(diào)正整, 曲柄壓力機(jī)的連桿及封閉高度應(yīng)是能調(diào)的.本壓力機(jī)采用的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的二級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)代替人力,調(diào)節(jié)螺桿螺紋來(lái)調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度,達(dá)到調(diào)節(jié)裝模高度目的.其傳動(dòng)第一級(jí)采用圓錐齒輪,第二級(jí)采用蝸桿蝸輪.如下圖所示：
有上圖可知連桿不是整體的,而是有連桿體和調(diào)節(jié)螺桿所組成.調(diào)節(jié)螺桿下部與滑塊相聯(lián)接.連桿替上部的軸瓦與曲軸相聯(lián)結(jié).為了有效的防止調(diào)節(jié)螺桿的松動(dòng),在蝸桿軸上安裝了一套放松裝置.該裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理如下:大圓錐齒輪的內(nèi)孔空套在蝸桿軸上,其輪轂右端面銑有牙齒,并與空套在蝸桿軸上的軸套左端面相配.
調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)二級(jí)錐齒輪和蝸桿蝸輪,帶動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿旋轉(zhuǎn),從而改變連桿的長(zhǎng)度和調(diào)節(jié)封閉高度.連桿上段和調(diào)節(jié)螺桿之間的螺紋連接依靠?jī)蓸O傳動(dòng)中的摩擦阻力來(lái)防止松動(dòng).調(diào)節(jié)螺桿上端還裝有撞桿,當(dāng)螺桿調(diào)節(jié)到上或下極限位置時(shí),撞桿分別與安裝在連桿上段的兩個(gè)行程開關(guān)相碰,調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)自行停車,這時(shí)只有按下使調(diào)節(jié)螺桿向另一方向旋轉(zhuǎn)的按扭,調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng),用以防止調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)過(guò)載或避免調(diào)節(jié)螺桿旋出過(guò)長(zhǎng).
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