剪板机的设计
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计

基于PLC实现对剪板机自动控制的设计剪板机是一种常见的机械设备,广泛应用于金属加工行业。
传统的剪板机需要由操作员手动控制,存在操作繁琐、效率低下、安全风险高等问题。
为了提高剪板机的自动化程度,可以利用PLC(可编程逻辑控制器)对剪板机进行自动控制。
PLC是一种专门用于实现工业自动化控制的电子设备,具有可编程性、可靠性强、稳定性好的特点。
通过PLC控制系统,可以实现对剪板机的自动控制,提高生产效率和产品质量。
剪板机自动控制系统的设计首先需要确定控制策略,即确定剪切厚度、切割长度、切割速度等参数。
然后,根据控制策略设计PLC程序。
PLC程序主要包括输入模块、输出模块、中央处理器和编程软件。
输入模块负责读取外部信号,如传感器检测到的材料厚度、长度等信息;输出模块负责向执行机构发送控制信号,如控制剪刀的开合、工作台的前进后退等;中央处理器负责处理输入信号并执行控制算法,根据输入信号的变化改变输出信号,从而实现对剪板机的自动控制。
编程软件用于编写PLC程序,通常采用类似于 ladder diagram(梯形图)的图形化编程语言。
对于剪板机的自动控制,PLC程序的关键任务是根据输入信号实时监测剪板机的状态,并根据预先设定的控制策略做出相应的控制。
当传感器检测到材料厚度超过设定值时,PLC程序可以自动调整剪刀的压力,确保材料在剪切过程中不会变形或损坏。
PLC程序还可以根据实时输入信号调整切割速度,确保切割精度和效率的平衡。
在实际应用中,剪板机的自动控制还需要考虑安全因素。
PLC程序中需要加入安全控制逻辑,如急停装置、紧急切断装置等,以保障操作人员和机器的安全。
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计可以大大提高剪板机的自动化程度,提高生产效率和产品质量,减少人工操作,降低安全风险。
随着科技的不断发展,PLC技术将在工业自动化控制领域中得到更广泛的应用。
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计

基于PLC实现对剪板机自动控制的设计剪板机是一种用于加工金属材料的机器设备,通常用于剪切金属板材和板材。
为了提高生产效率和减少人力成本,人们通常采用自动化控制技术对剪板机进行控制。
在自动化控制技术中,可编程逻辑控制器(PLC)是一种常用的控制设备。
PLC通过对输入信号进行逻辑运算,并根据运算结果控制输出信号,实现对机器设备的自动控制。
在剪板机的控制中,可以使用PLC来实现对剪板机的自动控制。
需要对剪板机的控制系统进行设计。
剪板机的控制系统主要包括输入模块、输出模块、中央处理器模块和电源模块。
输入模块用于接收来自传感器的信号,包括刀具位置传感器、板材位置传感器等。
输出模块用于控制执行部件,包括刀具执行部件、进料执行部件等。
中央处理器模块用于接收输入信号,并根据预设的逻辑程序进行逻辑运算,最终控制输出信号。
电源模块用于为整个控制系统提供电源。
需要编写PLC的控制程序。
在这个步骤中,需要根据剪板机的工作流程和要求,编写PLC的控制程序。
控制程序主要包括输入模块的配置、逻辑控制程序和输出模块的控制。
根据不同的工作流程和要求,需要编写不同的控制程序。
在编写控制程序时,需要考虑剪板机各部件的工作状态和工作流程,包括刀具位置、刀具速度、板材位置、板材尺寸等。
根据这些信息,编写逻辑控制程序,实现对剪板机的自动控制。
需要对PLC控制系统进行调试和测试。
在这个步骤中,需要对已编写的控制程序进行调试和测试,确保控制系统能够正常运行。
在此过程中,需要检查输入信号的接收和处理、逻辑控制程序的运行和输出信号的控制。
需要根据实际的工作情况和要求,对控制程序进行适当的调整和优化。
通过以上步骤,可以实现对剪板机的自动控制。
PLC控制系统能够根据预设的逻辑程序,自动控制剪板机的各部件,实现对剪板机的自动操作,提高生产效率,减少人力成本,同时提高生产质量和安全性。
PLC控制系统在剪板机的自动化控制中具有重要的应用价值。
基于PLC的自动剪板机控制系统设计

基于PLC的自动剪板机控制系统设计自动剪板机是一种广泛应用于工业领域的设备,其主要功能是对板材进行剪切加工。
随着工业自动化的不断发展,基于PLC的自动剪板机控制系统设计成为了一种常见且有效的解决方案。
本文将从系统设计的背景、系统结构、控制策略、硬件选型和软件开发等方面进行深入研究和探讨。
第一章:引言随着工业领域对高效、精确加工设备需求的不断增长,自动剪板机作为一种重要的生产设备,被广泛应用于钢铁、建筑等行业。
然而,在传统手动操作下,生产效率低下且存在安全隐患。
因此,基于PLC的自动剪板机控制系统设计成为了解决这些问题的有效手段。
第二章:系统结构设计基于PLC(可编程逻辑控制器)技术进行自动剪板机控制系统设计是目前较为常见和成熟的解决方案之一。
本章将介绍该系统结构设计中各个组成部分及其功能。
2.1 输入模块输入模块主要用于接收各种传感器信号,如压力传感器、光电传感器等,以实时监测剪板机工作状态和板材位置等信息。
2.2 输出模块输出模块用于控制剪板机的各个执行机构,如电动切割刀、送料装置等,以实现对板材的精确切割。
2.3 PLC控制器PLC控制器是整个系统的核心部件,负责接收输入模块的信号,并根据预设的控制策略进行逻辑运算和决策,并通过输出模块对执行机构进行精确控制。
2.4 人机界面人机界面是用户与系统进行交互和信息显示的接口设备,通过触摸屏或键盘等方式实现对系统参数设置、工作状态监测等功能。
第三章:控制策略设计自动剪板机需要根据具体需求进行不同的切割操作。
本章将介绍基于PLC的自动剪板机控制系统设计中常用的几种控制策略,并分析其优缺点。
3.1 定长切割策略定长切割策略是指根据预设参数对板材进行固定长度的切割操作。
该策略适用于需求相对固定的生产场景,具有操作简单、生产效率高的优点。
3.2 定宽切割策略定宽切割策略是指根据预设参数对板材进行固定宽度的切割操作。
该策略适用于对板材宽度要求较高的场景,可以保证切割出的板材具有一致的宽度。
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计

基于PLC实现对剪板机自动控制的设计剪板机自动控制是现代工业生产中的一项重要技术,其实现是为了提高生产效率、降低成本、提升产品质量,本文将基于PLC实现对剪板机自动控制的设计进行详细介绍。
一、剪板机自动控制的意义剪板机是用于对金属板材进行切割加工的设备,传统的剪板机操作需要人工介入,存在劳动力成本高、操作复杂、效率低下等问题,而自动控制技术的引入可以解决这些问题,提高生产效率,降低成本,提升产品质量。
1. 系统框图设计剪板机的自动控制系统主要由PLC、传感器、执行器、人机界面等组成。
首先需要设计系统框图,明确各个部件之间的连接方式和信号传输路径,保证系统的稳定性和可靠性。
2. 传感器的选择剪板机自动控制系统需要使用液压传感器、接近开关、光电开关等多种传感器,用于实现对板材位置、板材厚度、压力等参数的检测和监控,因此传感器的选择至关重要。
3. PLC程序设计PLC作为剪板机自动控制系统的核心,需要编写相应的程序来实现对剪板机的自动控制。
程序设计需要考虑到各种工况下的情况,包括正常工作、异常情况、安全保护等,保证系统的稳定和安全。
4. 执行器控制执行器是剪板机自动控制系统中的重要部件,包括液压缸、电机等,通过对执行器的控制实现对刀具的移动、板材的压力等操作,需要设计相应的控制策略。
5. 人机界面设计人机界面是剪板机自动控制系统的操作界面,设计合理的人机界面可以方便操作人员对系统进行监控和操作,提高工作效率。
6. 安全保护设计在剪板机自动控制系统中,安全保护至关重要,需要设置相应的安全开关、紧急停止按钮等,保证在出现异常情况时能够及时停止系统运行,确保操作人员的安全。
三、基于PLC的剪板机自动控制系统的优势1. 提高生产效率通过自动控制,可以实现对剪板机的精确控制,减少人为操作中的误差,提高生产效率。
2. 降低成本自动控制可以减少人工成本,提高生产效率,降低生产成本。
3. 提升产品质量自动控制可以精确控制切割参数,保证产品质量的稳定性和一致性。
剪板机毕业设计

剪板机毕业设计剪板机毕业设计一、引言在现代工业生产中,剪切是一项非常常见的工艺。
无论是金属加工、纺织品生产还是塑料制品加工,剪切都是必不可少的环节。
为了提高生产效率和质量,剪板机应运而生。
剪板机是一种专门用于金属板材剪切的设备,具有高效、精准的特点。
本文将探讨剪板机的毕业设计,旨在提高剪板机的性能和功能。
二、设计目标1. 提高剪切效率:通过改进刀片材质和结构,减小剪切阻力,提高剪切速度,从而提高剪切效率。
2. 提高剪切精度:通过优化刀具的设计和控制系统,减小误差,提高剪切精度,保证产品质量。
3. 提高安全性:增加安全装置,避免操作人员在使用剪板机时受伤。
三、设计方案1. 刀片材质和结构的改进:选择高硬度、高耐磨的材料制作刀片,通过改变刀片的形状和角度,减小剪切阻力,提高剪切效率。
2. 刀具设计和控制系统的优化:采用先进的CAD/CAM技术,设计刀具的形状和尺寸,确保剪切精度。
同时,引入精密的控制系统,实时监测剪切力和位置,及时调整刀具的运动,提高剪切精度。
3. 安全装置的增加:在剪板机上增加防护罩和急停按钮,防止操作人员在使用过程中受伤。
同时,增加过载保护装置,避免设备过载损坏。
四、设计实施1. 刀片材质和结构的改进:选择高硬度、高耐磨的材料,如合金钢或硬质合金,制作刀片。
通过数控机床加工,确保刀片的精度和质量。
同时,通过模拟分析和实验验证,确定最佳的刀片形状和角度。
2. 刀具设计和控制系统的优化:利用CAD/CAM软件设计刀具的形状和尺寸,并进行模拟分析,优化刀具的结构。
选择先进的控制系统,如PLC或数控系统,实时监测剪切力和位置,通过反馈控制调整刀具的运动。
3. 安全装置的增加:在剪板机上安装防护罩,确保操作人员的安全。
在控制系统中增加急停按钮和过载保护装置,提供紧急停机和自动保护功能。
五、设计效果经过改进和优化,剪板机的性能和功能得到了显著提高。
1. 剪切效率提高:刀片材质和结构的改进减小了剪切阻力,提高了剪切速度,从而提高了剪切效率。
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计

基于PLC实现对剪板机自动控制的设计一、引言剪板机是一种常见的金属加工设备,用于对金属板材进行裁剪和切割,广泛应用于制造业中。
传统的剪板机控制方式主要依赖于人工操作,存在效率低、精度不高等问题。
为了提高剪板机的自动化程度和生产效率,需要引入现代控制技术,即基于PLC实现对剪板机的自动控制。
二、剪板机的工作原理剪板机主要由机架、传动系统、工作台、夹紧装置和切割装置等部分组成。
其工作原理是利用刀座的上下运动来对金属板材进行裁剪和切割。
传统的控制方式是通过按钮和手柄来控制刀座的上下运动。
这种方式存在操作不便、效率低、安全性差等问题。
三、基于PLC的剪板机控制系统设计1. 系统结构基于PLC的剪板机控制系统主要由PLC控制器、传感器、执行机构和人机界面组成。
PLC控制器负责逻辑控制和运动控制,传感器用于检测工件的位置和状态,执行机构实现工件的夹紧和切割,人机界面用于操作和监控整个系统的运行情况。
2. 系统功能(1)自动定位功能:通过传感器检测工件的位置和长度,PLC控制器根据预设的切割长度自动调整刀座的位置,实现自动定位功能。
(2)自动夹紧功能:当工件到位后,PLC控制器通过执行机构自动夹紧工件,确保工件在切割过程中的稳定性。
(4)故障诊断功能:系统可以实时监测各传感器和执行机构的状态,一旦出现故障,即可通过人机界面进行故障诊断和排除。
3. 系统控制PLC控制器采用编程控制方式,利用PLC编程软件对系统的控制逻辑进行编程。
编程的主要内容包括工件位置的检测、刀座运动控制、气缸的控制、故障诊断等。
四、系统实现步骤1. 传感器安装和接线:根据实际情况选择合适的位置安装传感器,并将传感器与PLC 控制器进行接线连接。
2. 执行机构调试:安装好执行机构后,进行执行机构的调试和参数设置,确保夹紧和切割的动作正常有效。
3. PLC编程:根据设计要求,对PLC进行编程,实现自动定位、夹紧、切割和故障诊断等功能。
4. 人机界面设计:设计合理的人机界面,显示系统的运行状态和工艺参数,提供操作和监控功能。
剪板机毕业设计

剪板机毕业设计一、选题背景剪板机是一种常见的金属加工设备,广泛应用于制造业中。
其主要功能是将金属板材进行切割、剪断等加工处理。
随着制造业的不断发展,剪板机的性能和精度要求也越来越高。
二、选题意义本次毕业设计旨在设计一种新型的剪板机,以满足现代制造业对高效、精准加工设备的需求。
该设计不仅具有实际应用价值,还可以提高学生的综合能力和创新意识。
三、设计思路1. 设计目标本次剪板机设计的主要目标是提高其加工效率和精度,并且具有较好的安全性能。
同时,还需要考虑到设备使用成本和维护成本等方面。
2. 设计原则在设计过程中,需要遵循以下原则:(1)结构简单:尽量采用简单易懂、易制造和易维护的结构;(2)功能齐全:根据用户需求,尽可能满足各种不同加工需求;(3)安全可靠:确保设备运行时安全可靠,避免意外事故发生;(4)节能环保:在设计过程中,尽可能采用节能环保的材料和技术。
3. 设计方案(1)结构设计:采用双柱式结构,具有较好的稳定性和刚性。
同时,在设备上设置多个安全装置,如紧急停机按钮、限位开关等,以确保设备运行时的安全性。
(2)传动系统设计:采用伺服电机驱动剪刀,可以实现高精度的切割。
同时,在传动系统上设置减震装置,可以减少噪音和振动。
(3)控制系统设计:采用PLC控制系统,可以实现自动化控制和智能化操作。
同时,在控制系统上设置故障诊断功能,可以及时发现并解决设备故障问题。
四、技术难点在本次剪板机设计中,存在以下技术难点:(1)精度要求高:剪板机需要具有高精度的切割功能,并且需要保持一定的重复性和稳定性;(2)安全性要求高:由于剪板机涉及到金属加工等危险操作,因此需要具有较高的安全性能;(3)自动化程度要求高:为了提高加工效率和操作简便性,剪板机需要具有较高的自动化程度。
五、设计流程1. 需求分析:根据用户需求和市场需求,确定剪板机的主要功能和性能指标。
2. 初步设计:根据需求分析结果,进行初步设计,确定剪板机的结构、传动系统、控制系统等方面的设计方案。
剪板机设计 总体方案及图片

斜刃剪板机剪板机的上下两刀片成一个的角度,一般上刀片是倾斜的,其倾斜角一般为1°到6°。
斜刃剪板机剪切力比平刃剪板机小,故电机功率及整机重量等大大减小,实际应用最多,剪板机厂家多生产此类剪板机。
本机器的工作原理:动力源电动机通过二级传动(一级带轮传动,一级齿轮传动)减速驱动执行机构—曲柄滑块机构,该机构将电动机的旋转运动转化为往复的直线运动,在此过程中,由切刀(固定在滑块上)来进行对板料的切削。
2.2.2曲柄滑块机构方案曲柄滑块机构的工作原理如图2-3所示:通过主轴转动带动曲柄转动,曲柄通过连杆使滑块作上下往复运动,实现剪切动作。
图2-3 曲柄滑块机构原理图该机构具有结构简单、加工容易、维修方便、经济实用的优点,故采用此方案即曲柄滑块机构作为执行机构比较合适[3]机械传动剪板机机械传动剪板机由于刚性好、效率高、故障少,现在仍在广泛应用。
一般传动是电机经过一级皮带传动和摩擦离合器,再经过一级齿轮传动,将旋转运动传至偏心轴,最后通过曲柄连杆机构使刀架在机体上的导轨内作往复运动,在偏心轴的一端装有制动器。
在机械传动的剪板机中,都装有离合器和制动器。
离合器和制动器的作用是在飞轮不停止转动的情况下,开起和停止剪板机。
剪板机的离合器采用刚性离合器或摩擦离合器两种类型。
(二)床身(即机架) 剪板机的床身通常由左、右立柱及工作台和连接梁组成。
左、右立柱和连接梁一般由A3钢板焊接而成,为了消除焊接后的应力,焊好的床身要经过退火处理,以防装配后床身变形。
连接梁的后下部一般要做成斜坡,使剪切后的钢板能自行滑出。
工作台一般为铸铁件,用螺栓把它紧固在床身的前面,为了减轻被剪切板料在工作台上的摩擦,剪板机的工作台上装有托料钢球,在托料钢球的下端装有弹簧。
(三)滑块[刀架) 滑块是剪板机的一个重要的部件,它需要有足够的强度和刚度才能保证剪切的板料有高的剪切精度和好的断口质量。
(四)压料机构板料在剪切过程中应该始终被压紧在工作台面上,否则板料会在剪切过程中发生位移现象,造成被剪板料的尺寸偏差增大,因此剪板机需要有压料机构。
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机械原理课程设计说明书设计题目:剪板机设计学院:机械工程学院班级:12机制本一设计者:熊杜思同组人:顾帅成亚龙学号:120514012指导老师:夏翔日期: 2014.5.26~2014.6.06目录1.机构简介 (3)2.执行机构的选择与比较 (4)3.主要机构的设计 (5)4.机构运动分析 (6)5.原动机的选择 (7)6.传动机构的选择与比较 (9)7.机械系统运动循环图 (14)8. 对结果的分析与体会 (15)9.参考资料 (17)一﹑机构简介1)剪板机,主要用于剪切金属板材,是重要的金属板材加工机器。
其不仅用于机械制造业,还是金属板材配送中心必不可少的装备,应用范围特别广泛。
剪板机按结构分为闸式剪板机和摆式剪板机两类;按传动方式分,有机械传动剪板机和液压传动剪板机两类。
2)现在,我们要设计的剪板机的是将卷料压平展开并将其剪成一定长度的铁板的机器,即将板料作定长度的间歇送进,在剪板短暂间歇时间内,剪刀在一定位置处将铁板剪断。
因此剪板机主要包括铁板输送机构和剪断机构。
3)设计数据要求(1) 原材料为成卷的板料。
每次输送铁板长度为L=1900或2000或2200 mm(设计时任选一种)。
(2) 每次输送铁板到达规定长度后,铁板稍停,以待剪板机构将其剪断。
剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的十五分之一。
建议铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的1.5倍,以保证有较高的生产率。
(3) 输送机构运转应平稳,振动和冲击应尽量小(即要求输送机构从动件的加速度曲线连续无突变)。
二﹑执行机构的选择与比较1)机构方案设计,可从下述两个方面考虑机构的选择:(1) 如何夹持和输送铁板,并使停歇时保持铁板的待剪位置;(2) 如何实现间歇送进,并能使铁板停歇时运送铁板的构件的速度和加速度曲线仍然连续,这样,送进机构的运转就比较平稳。
2. 大致有几条途径:(1) 利用机构中运动构件暂时脱离运动链,使后续构件实现停歇;(2) 利用构件上一点在圆弧段或直线段上运动,使与之相连的构件实现停歇;(3) 利用两种运动的叠加使构件实现间歇运动;(4) 其它。
工业上常用的简单间歇机构,如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等,虽具有结构简单、制造方便。
运动可靠等优点,但在动力性能、动停比(运动时间和停歇时间之比)方面很难满足设计要求。
所以常用组合机构来满足设计要求。
传动方案的确定合理的传动方案首先要满足工作机的性能要求,适应工作条件,工作可靠,此外还应使传动装置的结构简单,尺寸紧凑,加工方便,成本低廉,传动效率高和使用维修方便,要同时满足这些要求是比较困难的,因此要通过分析比较多种传递方案,选择出保证重点要求的最佳传动方案。
当采用由几种传动形式组成的多级传动时,要充分考虑各种传动形式的特点,合理的分配其传动顺序。
在选择时,应注意以下种传动件的特性:(1)带传动的承载能力小,传递相同转矩时,结构尺寸较其它传动形大,但传动平稳,能吸振缓冲,因此,宜布置在高速级。
(2)链传动不均匀有冲击,不适用于高速级,应布置于低速级。
(3)斜齿圆柱齿轮传动的平稳,较直齿轮较好,常用在高速级或要求传动平稳的场合。
(4)开式直齿圆柱齿轮传动的工作环境一般较差,润滑条件不好,因而磨损严重,寿命较短,应布置在低速级。
(5)圆锥齿轮传动只用于需要改变轴的布置方向的场合。
由于圆锥齿轮加工比较困难,所以应将其布置在传动的高速级,并限制传动比,以减小直径和模数。
(6)蜗杆传动可以实现较大的传动比,结构紧凑,传动平稳,但传动效率较低,故使用于中小功率的高速传动中。
(7)星轮机构可以实现间歇传动且无刚性冲击同时兼有槽轮机构的启动性能,有兼有齿轮机构等速转位的优点,适应性较广,但是性论机构往往制造比较困难。
(8)不完全齿轮机构结构简单,容易制造,工作可靠,十几时运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。
其缺点是有较大的冲击,所以只适用于低速、轻载场合。
综上所述,考虑各方面,选择带传动和直齿圆柱齿轮进行若干个减速级和两个加速级的传动,利用星轮作间歇传动。
传动方案采用V带传动,齿轮传动。
优点:结构简单,传动平稳;成本低廉;过载保护;缓冲吸振。
采用窄v带传动,传动效率较高。
可承受较大的预紧力,速度快、挠曲次数高,还可减少带传动的尺寸。
利用星轮做间歇传动,虽然制造比较困难,但是此机构的传动时间和间歇式间之比方便控制,利于达到要求时间比。
且受力情况较好,无刚性冲击。
剪板机主要是通过滑块上刀片的往复直线运动来实现切断功能,能实现这个目的主要由液压传动和机械传动两种。
A 液压传动方案剪板机液压传动系统原理图如图2-1所示,其原理:手动换向阀6推向左位(即左位接入系统),此时活塞在压力油的作用下向下运动,对板料进行剪切加工,当加工完成后,将阀6手柄推向右位(即右位接入系统),活塞向上运动,即刀片上抬,到了一定位置,将阀6手柄推入中位,这样活塞就停留在此位置不动。
然后剪切第二次时,重复上述操作。
手动换向阀6也可改为电气控制的换向阀,从而实现自动连续剪切,提高效率。
1.油箱2.粗过滤器3.液压泵4.溢流阀5.调速阀6.手动三位四通换向阀7.液压缸8.滑块图2-1 液压传动系统原理图液压剪板机采用液压传动,使机器工作时平稳,噪声小,安全可靠,可以进行单次连续剪切,剪板厚度也较机械传动的厚,但是液压系统是利用液体作为中间介质来传递动力的,剪切力大时,油压也相应的高,对液压元件的精度、强度要求也高,制造成本也相应的较高,而且液压系统不可避免的存在,泄露问题,会造成污染,油温的变化会引起油液粘度变化,影响液压传动工作的平稳性,所以适应环境能力小[2]。
另外,液压剪板机的维修也不方便,需要掌握一定的专业知识,因此此次设计不选用此方案。
B 机械传动方案B.1凸轮机构方案图2-2 凸轮机构原理图凸轮机构的工作原理如图2-2所示:主轴的转动带动凸轮传动,凸轮升程时推动滑块(即刀片)作剪切动作。
回程时,滑块在弹簧的作用下上升到开始位置,准备下一个动作循环。
凸轮机构的优点是可以根据从动件的运动规律来选择机构的尺寸和确定凸轮轮廓线。
缺点是凸轮机构一般用于控制机构而不是用于执行机构,因为其工作压力不能太大,否则会严重磨损凸轮的轮廓及推杆,导致该机构不能实现预期的动作要求,不能保证机器的稳定性,因此该方案不予采用。
B.2曲柄滑块机构方案曲柄滑块机构的工作原理如图2-3所示:通过主轴转动带动曲柄转动,曲柄通过连杆使滑块作上下往复运动,实现剪切动作。
图2-3 曲柄滑块机构原理图该机构具有结构简单、加工容易、维修方便、经济实用的优点,故采用此方案即曲柄滑块机构作为执行机构比较合适[3]。
三﹑主要机构的设计1﹑剪断机构的设计方案一:曲柄滑块机构简图方案二:曲柄摇杆机构2传输机构的设计方案一方案二综合考虑,本次剪板机设计的总体方案为电动机经过一级带轮减速及一级齿轮减速驱动主轴上的曲柄滑块机构,使滑块作往复运动,进行剪切动作,剪板机的剪切力是10吨,行程为22mm,每分钟剪板30次。
设计传动系统图如图3-1所示。
图3-1 系统传动简图四﹑机构运动分析一.送料装置:通过两个轮子的转动从而带动板料运动。
行程选用2000mm,按照图示机构有:行程H=nπd,n为滚子转动圈数,d为滚子直径。
为方便设计传动比选用滚子周长为:400mm。
又直径d=周长/π所以可算得直径为:127.324mm。
此时滚子转动五圈即达到要求行程。
二.剪断机构针轮的转动图示,转向为逆时针。
当转到图一位置时针轮的末齿刚喊脱离星轮,此时,星轮刚好停止转动,进入间歇阶段;直到针轮继续转动到图二位置,针轮的首齿与星轮接触推动星轮继续转动,间歇完成。
可知,星轮转动半周,针轮转动一周,完成一个传动周期。
设针轮按照理论匀速转动,则为了达到要求的时间比例,见间歇时间最多为总周期的1/10,所以由此可得:间歇时针轮转动角为360*1/10=36 (度)设曲柄长度为50mm,则根据勾股定理可算得,块移动距离为:S=r-r*cos18-(L-)22)(rL-。
其中L为连杆长度。
设连杆长度为*18sin500mm。
算得S=2.686mm。
刀具移动距离应大于板料厚度,所以如若直接将刀具安放于连杆所联接的滑块出则一般不能达到剪断板料的要求,因此,基需要再增加一个连杆放大刀具移动距离。
具体设计如图所示:实际情况中,可根据板料具体厚度选择放大的比例,五﹑原动机的选择六﹑传动机构的设计星轮转动180度传动滚子转动五圈,由此可得,齿轮总传动比为1:10为均匀分布载荷,可初步确定个齿轮齿数;令两个大的主动齿轮1、3的齿数分别为100 ,60;从动小齿轮2、4的齿数分别为30 ,20;这样传动比刚好达到1:10。
齿轮模数确定(参照机械原理第七版180页)表10-1 圆柱齿轮标准模数系列表(GB/T 1357—1987)优先选用的模数有:0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50(单位:mm)分度圆直径d=m*z,所以,初步选择模数为2,可得,各齿轮分度圆直径为齿轮1 :d1=200mm 齿轮2 :d2=60mm齿轮3 :d3=120mm 齿轮4 :d4=40mm模数的确定也可根据实际工作的需要另行选定。
四.间歇传送机构此处间歇传送机构采用星轮机构,为了让机构在运转时没有较大的刚性冲击,所以,设计星轮时,首先,必须让首末两针齿切向进入或对出星轮的齿槽;其次,针轮的首齿与其相啮合的第一个齿槽的啮合过程应使星轮逐渐加速直至正常速度为止,而针轮的末齿与星轮的最后一个齿槽的啮合过程,应使星轮逐渐减速直到停歇为止。
机构简图如下所示:两个圆弧板起到锁止狐的作用转动一周有两个停歇段主动轮转一周,从动轮转半周。
星轮的边缘有齿槽,具体形状由运动曲线确定。
以为曲线复杂,故此处未画出齿槽具体形状。
机构传动总体示意图机构的装配由于此机构的传动部分和剪切部分由一个原动件输出功率,所以在机构的装配时需要有一定的要求,以保证时间上的合理配合。
主要是针轮所连接的两个构件星轮和连杆;装配时,星轮处于间歇中间时刻时,连杆达到最大位移。
即连杆此时所在平面过针轮的回转中心轴线。
如下图所示:星轮的凹圆弧板的弧线中点处于针轮间歇中央,即此时星轮应经停歇1/20倍周期;连杆所联接的摇杆刚好达到顺时针最大转角。
机械装配效果图七﹑机械系统运动循环图八﹑对结果的分析与体会我觉得这次的机械原理设计很有意义,首先锻炼了我们的团队意识,同时也让我们重新回顾了一下我们的所学知识,我认为只有将所学的知识应用到实践当中去,才是我们所学到的,通过对剪板机的设计,我意识到我学的知识还是不够稳定,我的知识还需要温习,相信通过我们组员的一起努力,我们的设计会很完美。