棒料切割机的机电一体化设计概要
棒料切割机的设计_毕业设计论文 精品
目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract： (1)Key words： (1)引言 (2)1概述 (2)1.1 选题背景 (2)1.2 研究意义 (2)2 切割部分设计 (3)2.1 切割部分设计要求 (3)2.2 切割部分设计方案 (3)2.3 切割部分工作原理 (4)2.4 切割部分结构设计 (5)2.4.3 带传动设计 (5)2.4.4 升降液压缸的设计 (8)2.4.5 滚动轴承的选取及校核 (12)3 夹紧部分设计 (14)3.1 夹紧机构设计要求 (14)3.2 夹紧部分方案设计 (14)4 纵横行走部分的设计 (15)4.1 纵横行走装置设计要求 (15)4.2 纵横行走部分方案设计 (15)4.3 直线导轨的选择计算 (15)4.3.1 选定条件 (15)4.3.2 选择方式 (15)5 液压传动系统设计 (17)5.1液压传动机构 (17)5.2 液压传动原理图 (17)6 电气控制的设计 (18)6.1 电气控制设计要求 (18)6.2 电气控制设计方案 (18)6.3 可编程控制器PLC控制流程 (19)7 结论 (19)附录A—PLC I/O端口分配图 (21)附录B—棒料切割机装配图 (21)致谢 (23)棒料切割机的设计棒料切割机的设计机械电子专业学生韦忠爽指导教师闫冰洁摘要：通过对切割过程的观察和研究，本课题采用了机电一体化系统设计思想，对其整体造型、机械结构和控制系统进行设计,此棒料切割机电一体化系统主要由四个部分组成：机械本体、电子控制单元、执行器和动力源。
工作原理是电动机通过带传动带动切割片做高速旋转运动，电机与工作台之间采用铰支撑方式，升降液压缸可推动切割片进行上下移动带动刀片完成顺序切割动作。
切割机采用PLC控制各个液压换向阀的电磁铁，实现棒料的自动下料和切割以及检测工作。
随动工作台前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧棒料使之与棒料速度同步。
横向切割时的切割速度可以通过液压缸来调节。
棒料切割机的设计_毕业设计
1.1 选题背景
机电一体化产品广泛应用各种加工业，切割技术也有了飞速的发展，手工切割已经适应不了现代工业发展的要求。如今已进入以通用机械时代。几十年来，切割技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改，品种也在不断的增加，应用领域也在不断的扩大。而目前市面上有很多型号的棒料切割机结构复杂，调节，维修不方便，生产效率低，智能化低等不足。
Key words：Cutting machine;Mechanical and electrical integration;Hydraulic pressure; bar; PLC control
引言
当今时代正是中国发展的黄金时代，中国又是一个发展中国家，要想谋求更大的发展，行业的转型是一定的，所以轻工业的转型，重工业与机械制造的行业的重视是必然的。就这一点来看，让我们清晰看到机械行业的发展前景有着如此大的潜力。它与其他行业有着千丝万缕的联系，随着经济的发展和科技的进步，越来越多的产品智能化、自动化、网络化，单纯的机械已经不能适应行业发展的需要，渐渐地就出现了机电一体化。现代机械的机电一体化的目标是综合利用机、电、信息、控制等各方面的相关技术的优势[1]，扬长避短以达到系统优化的效果，取得显著地社会效益和技术经济效益。
1.2 研究意义
本棒料切割机的切割机构属于机械技术领域，它解决了现有的自动切割机所存在的精度不高，操作复杂，智能化低等问题。本课题针对目前市场上的切割机设计的不足，对棒料切割机进行改造创新，增加智能化程度，设计出具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、维修方便，安全可靠，低能耗，在切割过程中能使棒料位置稳定、切割长度准确，生产率高，运行平稳，提高产品质量，提高生产效率等优点的具有广泛应用前景的方案。
棒料切割机的设计
棒料切割机的设计
(整理)棒料切割机毕业设计答辩资料
毕业设计说明书的概要我是机（2）班的XX，通过3个月的努力完成了这套毕业设计，在此我要感谢我的指导老师高艳老师和单位的各位帮助我完成的师傅们。
当然能够顺利的完成这套设计与本人的努力是分不开的。
我们设计的铸棒线切割机主要由三个大的部分组成，即切割部分、夹紧部分和纵横行走部分。
切割部分是由电极带动砂轮旋转，由气缸控制砂轮上下移动完成切割。
夹紧部分主要采用了一个气动夹紧机械手，电磁阀控制气缸活塞的伸缩来实现夹紧和放松。
纵横行走部分是由气缸控制纵向、横向行走板，使之沿直线导轨前进或返回。
整个机器由PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动完成顺序切割动作过程。
而随动工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。
横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。
与一般的切割机相比，这种切割机有以下优点：一、实现了机械工程和自动控制的有效结合，机械部分采用机械优化设计，整个设计过程中都进行了综合技术比较与经济评价，实现了预定的功能。
二、整个运动过程都采用了气压传动控制，与液压传动相比，气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污染、无介质变质等优点。
三、在设计过程中，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。
四、整个切割过程都由PCL控制，以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、安全系数高等因素，满足了自动化大批量的生产要求。
这种切割机具有控制方便，性能稳定，结构简单，调节、修改方便、生产率高等优点，具有广阔的应用前景。
铸棒线切割机在连续的铸造中工作，它的工作是由PLC控制电磁阀，使电磁阀控制气缸，并由气缸驱动与其连接的部件，实现对铸棒的准确定长切割，切割后自动返回初始位置。
一个切割机分别切割两条铸棒，其切口深度为35mm，然后由压断机进行压断。
铸棒线切割机是一种既能有效的提高生产率，又在价格和使用方面能被广大用户所接受的一种新型的自动控制切割机。
棒料切割机的机电一体化设计
第1章绪论1.1 前言机电一体化产品广泛应用各种加工业，切割技术也有了飞速的发展，手工切割已经适应不了现代工业发展的要求。
同时，切割机的夹紧机构也有了迅速的发展，一些简单的机械手已经得到广泛的应用。
简单的机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。
几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改，品种也在不断的增加，应用领域也在不断的扩大。
简单的机械手是一种仿人操作、自动控制、的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
1.2 选题背景我们设计的棒料切割机结构简单，性能安全可靠，操作方便可行，很好的实现了其预定功能。
棒料切割机主要由三个大的部分组成，即切割部分、夹紧部分和纵横行走部分。
切割部分是由电机带动砂轮旋转，由气缸控制砂轮上下移动完成切割。
夹紧部分主要采用了一个气动夹紧机械手，电磁阀控制气缸活塞的伸缩来实现夹紧和放松。
纵横行走部分是由气缸控制纵向、横向行走板，使之沿直线导轨前进或返回。
整个机器由PLC控制各个气动换向阀的电磁铁，由气缸驱动完成顺序切割动作过程。
而随动工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。
横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。
与一般的切割机相比，这种切割机有以下优点：一、实现了机械工程和自动控制的有效结合，机械部分采用机械优化设计，整个设计过程中都进行了综合技术比较与经济评价，实现了预定的功能。
二、整个运动过程都采用了气压传动控制，与液压传动相比，气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污染、无介质变质等优点。
三、在设计过程中，纵横行走装置采用了直线导轨，既提高了运动系统的运动精度，又很大程度的减小了摩擦力，达到了节能的效果。
四、整个切割过程都由PCL控制，以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、安全系数高等因素，满足了自动化大批量的生产要求。
棒料切割机毕业设计
棒料切割机毕业设计一、选题背景与意义棒料切割机是一种用于加工金属材料的设备，其主要功能是将长条状的金属材料进行切割，以便于后续的加工和使用。
随着现代工业生产的不断发展，对于金属材料的加工需求也越来越高，因此研发一款高效、精准、稳定的棒料切割机具有十分重要的意义。
本毕业设计旨在设计并制造一款高效、精准、稳定的棒料切割机，以满足现代工业生产对于金属材料加工设备的需求。
通过本次毕业设计，可以提高自己的技术水平和实践能力，并为未来从事相关行业打下坚实基础。
二、设计思路和方案1. 设计思路本次毕业设计采用模块化设计思路，将整个棒料切割机分为以下几个模块：进给系统、夹紧系统、切割系统、控制系统等。
每个模块都有自己独立的功能和特点，并且可以根据需要进行组合和调整。
2. 设计方案（1）进给系统进给系统是整个棒料切割机的核心部分，其主要功能是将长条状的金属材料送入切割区域，以便于进行后续的加工。
本设计采用伺服电机驱动滚轮进行进给，可以实现高速、精准、稳定的进给效果。
（2）夹紧系统夹紧系统是保证切割精度和安全性的重要组成部分，其主要功能是将金属材料固定在切割区域内，以避免出现移位或者变形等问题。
本设计采用液压夹紧方式，可以实现高效、稳定的夹紧效果，并且可以根据需要进行调整。
（3）切割系统切割系统是整个棒料切割机的关键部分，其主要功能是将进给的金属材料进行快速、精准、稳定地切割。
本设计采用激光切割技术，可以实现高效、精准、稳定地切割效果，并且可以根据需要进行调整。
（4）控制系统控制系统是整个棒料切割机的大脑部分，其主要功能是对各个模块进行统一控制和协调。
本设计采用PLC控制系统，可以实现高效、稳定的控制效果，并且可以根据需要进行调整。
三、设计流程和关键技术1. 设计流程（1）确定需求和目标（2）进行可行性分析（3）进行方案设计和优化（4）进行模块化设计和制造（5）进行整体组装和调试（6）进行测试和优化（7）完成验收并交付使用2. 关键技术（1）伺服电机控制技术：实现高速、精准、稳定的进给效果。
机电一体化总体设计
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(3)安全性指标
包括操作指标、自身保护指标和人员安全指标等保证 产品在使用过程中不致因误操作或偶然故障而引起产品损 坏或人身事故方面的技术指标。对于自动化程度较高的机 电一体化产品，安全性指标尤为重要。
产品零、部件或元、器件的可靠性对整机可靠性的影 响是“与”的关系，只有在全部零、部件或元、器件都有 效时，整机才能有效，一个高可靠性的零、部件或元、器 件不能补偿其它零、部件或元、器件的低可靠性。
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可靠性指标对成本、价格和销量的影响与精度指标类 似，因此也需要在确定了可靠性与成本、价格与销量两个 基本函数关系后，才能对可靠性指标作出最优决策。应当 指出，当由于产品可靠性的增高使得“规定的时间”超过 产品市场寿命期(即产品更新换代周期)时，继续提高可靠 性是没有意义的。 4· 维修性指标
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在设计阶段降低成本的主要方法有：
①合理选择各零、部件和元、器件的工作原理和结构，注 意避免“大才小用”、“大马拉小车”的现象发生。
②充分考虑产品的加工和装配工艺性，在不影响工作性能 的前提下，尽可能简化结构，力求用最简单的机构或装置 取代非必需的复杂机构或装置，去实现同样的预期功能和 性能。 ③采用标准化、系列化和通用化的方法，缩短设计和制造 周期，降低成本。
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1．功能范围 任何产品所能实现的功能都有一定范围，例如一台通 用性较强的打印机可以使用不同幅宽的打印纸及普通纸张 ，而微型打印机只能使用单一专用打印纸。一般来讲，产 品的适用范围较窄，其结构可较简单，相应的开发周期较 短，成本也较低，但由于适用范围窄，市场覆盖面就小， 产品批量也小，使单台成本增加。相反地，如扩大适用范 围，虽然产品结构趋于复杂，成本增加，但由于批量的增 加又可以使单台成本趋于下降。
棒料切割机结构创新设计
棒料切割机结构创新设计摘要：切割技术具有广泛的应用前景，采用切割技术加工棒料够提高其生产效率，同时能保证稳定的加工质量。
本文对棒料切割机进行改造创新，具有保证加工过程中棒料位置固定，切割长度精准，结构相对简单等特点，可以解决目前市场上普通的切割机设计的不足。
关键词：切割机、切割设计、夹紧机构设计一、引言随着时代的进步与科技的发展，逐渐流行起了机电一体化概念，新时代行业的转型是确定的模式，简单的机械设备已经不能适应行业发展的需求，越来越多的产品智能化、自动化、网络化，与其他行业有着千丝万缕的联系，实现轻工业的转型、重工业与机械制造行业的发展是必然的趋势。
二、研究主要内容普通切割机在工作时有一些缺点，比如：1手动加工，工人操作不当时容易受伤，造成安全事故；2.切割过程中会砂轮摩擦容易产生碎屑，带来污染；3.加工会产生火花、产生噪音，影响工人健康。
为此设计了一款节能环保型保证安全的新型切割机。
主要进行了如下研究：（1）对切割机的机械结构进行了模拟仿真，优化了零件设计，增加了安全保护装置。
节能环保经济的要求，根据目前切割机产品技术概况。
（2）通过仿真计算，建立了切割力与不同质量配重之间的数学模型。
改进后的设备能够根据配重铁自发地调节砂轮切割力的大小；同时利用机械部件自重带动切割机砂轮向下进给切割运动。
（3）为提高生产效率，重新设计了砂轮片的安装方式，实现砂轮片快速安装，更换方便。
为保证安全，设计了机床防护罩，同时还具有美观实用的特点。
三、工作原理由PLC控制电机和液压缸的动作完成预定切割加工动作，横向进给液压缸用来控制工作台横向移动；纵向进给液压缸可以带动工作台纵向进给；垂直液压缸可控制砂轮进行上下运动，电动机用铰链连接在工作台之上，由电机通过带传动使得砂轮高速转动从而完成切割加工。
机构设计方案如图1 所示。
1-大带轮；2-传送带；3-电动机；4-砂轮；5-垂直液压缸；6-进料口；7-横向进给板；8-夹具；9-棒料；10-横向进给缸；11-纵向进给板；12-纵向进给缸图1 机构设计棒料切割机系统由主要包括动力源、传动装置、执行部件和控制系统四个部分组成。
液压冲击式棒料快速切割机设计
应 的电液伺服阀 的特性 最好 。 （ ２ ） 由于 电液 伺服 阀 的固定节 流孔 结构 尺 寸本 来就较小 ，因此在加工过程中很 容易造成误差 ，即使 是 细微 的误差都将对伺服 阀的特性造成影响 。建议 提 高加工精度。 （ ３ ）通 过 试验 验 证 了流 场 数值 模 拟 的正 确 性 ， 得 出了不 同组合情况下 的流量系数 ，为伺服 阀节流孔 设计 提供 了理论依据 。
缓 冲由缓 冲油缸 ３和 可调节缓 冲垫 ４组 成。 图 ４
送料 系统工作过程如下 ：首先调整送料油缸指定 行程 ，装入棒料后 ，动夹抓夹紧棒料前进到指定切割
长度 ，然后 静夹抓 夹 紧固定住 棒料 ，进 而切 割棒料 ，
切割完成后 动夹抓 松开返 回，再次夹 紧送料 ，往复循
环 送 料 、切 割 。
场分析 及 结 构 优 化 ［ Ｊ ］ ． 机床与液压， ２ ０ １ １ ， ３ ９（ １ ３） ：
１ ２８ 一 】 ３ ０．
参 考 文献 ：
【 １ 】 苏东海 ， 任 大林 ， 杨京兰． 电液 比例 阀与 电液伺服 阀性能 比较及前景展望 ［ Ｊ ］ ． 液压气动与密封 ， ２ ０ ０ ８ （ ４ ） ： １ — ４ ． 【 ２ 】 方群 ， 黄增 ． 电液伺服 阀的发展历史 、 研究现状及发展趋
Ｈ Ｒ Ｃ ５ ４～ ５ ６ ，具 有较好 的韧性和抗 冲击 性能 。如 图 ３
送料系统 由送料油缸 、动夹抓 、静 夹抓 、位移传
感器 Ｓ １ 和ｓ ２ 、电磁换 向阀 ｖ ２ ，Ｖ ３ ，ｖ ７ ，Ｖ ９和手动
所示 ，锤 头 １的行程手 动调节装置用来调节锤头活塞 杆的行程 ，以控制活塞杆 的剪切动能 。当需要切 割直 径较小棒料时 ，行程调小 ；切割大直径棒料 ，行程调
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第1章绪论1.1 前言机电一体化产品广泛应用各种加工业,切割技术也有了飞速的发展,手工切割已经适应不了现代工业发展的要求。
同时,切割机的夹紧机构也有了迅速的发展,一些简单的机械手已经得到广泛的应用。
简单的机械手经过几十年的发展,如今已进入以通用机械手为标志的时代。
几十年来,这项技术的研究和发展一直比较活跃,设计在不断的修改,品种也在不断的增加,应用领域也在不断的扩大。
简单的机械手是一种仿人操作、自动控制、的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
1.2 选题背景我们设计的棒料切割机结构简单,性能安全可靠,操作方便可行,很好的实现了其预定功能。
棒料切割机主要由三个大的部分组成,即切割部分、夹紧部分和纵横行走部分。
切割部分是由电机带动砂轮旋转,由气缸控制砂轮上下移动完成切割。
夹紧部分主要采用了一个气动夹紧机械手,电磁阀控制气缸活塞的伸缩来实现夹紧和放松。
纵横行走部分是由气缸控制纵向、横向行走板,使之沿直线导轨前进或返回。
整个机器由PLC控制各个气动换向阀的电磁铁,由气缸驱动完成顺序切割动作过程。
而随动工作台的随动前进速度也可以通过夹紧机械手夹紧铸棒使之与铸棒速度同步。
横向切割时的切割速度可以通过气缸来调节。
与一般的切割机相比,这种切割机有以下优点:一、实现了机械工程和自动控制的有效结合,机械部分采用机械优化设计,整个设计过程中都进行了综合技术比较与经济评价,实现了预定的功能。
二、整个运动过程都采用了气压传动控制,与液压传动相比,气压传动有无介质费用、处理方便、无泄露污染、无介质变质等优点。
三、在设计过程中,纵横行走装置采用了直线导轨,既提高了运动系统的运动精度,又很大程度的减小了摩擦力,达到了节能的效果。
四、整个切割过程都由PCL控制,以其结构简单合理、设备性能良好、使用寿命长、安全系数高等因素,满足了自动化大批量的生产要求。
1.3 研究意义这种切割机具有控制方便,性能稳定,结构简单,调节、修改方便、生产率高等优点,具有广阔的应用前景。
1.4 本文的结构本文在现有的棒料切割系统进行分析的基础上,根据棒料切割系统的总体结构,从机械和电气控制两方面对系统各个部分的设计分章节展开了详细的介绍。
第二章切割部分设计2.1 设计要求项目要求切割机能够根据定长信号分别切割两条连续的铸铁棒,实现对铸棒的准确定长切割,切割后自动返回初始位置。
其切口深度为35mm 。
再由压断机进行压断。
2.2 方案设计切割部分主要有砂轮、电动机和传动机构组成。
现在在切割部分有两种可行的方案:第一,电动机通过带传动带动砂轮片转动。
第二,电动机通过圆锥齿轮传动带动砂轮片转动。
考虑到切割过程中电动机带动砂轮高速旋转,所以优先选取第一种方案,因为圆锥齿轮传动不宜应用在转速太高的场合,而且运用齿轮传动时,还要考虑到这样消除震动和怎样润滑齿轮,这样就增加了设计成本。
横向行走板纵向行走板砂轮片升降气缸纵向行走气缸横向行走气缸带轮带电机图1-1 切割部分原理图切割部分的原理如图1-1所示,电动机带动砂轮片高速旋转,电机与工作台之间采用铰支撑,开降气缸可推动砂轮片上下移动,完成切割。
横向行走气缸可推动工作台横向移动,控制切割的长度。
纵向行走气缸可使工作台纵向移动,使砂轮片能分别切割两根铸棒。
其中电动机和气缸都通过电磁阀由PLC 机控制,从而实现其动作。
2.3 结构设计 2.3.1砂轮片的选取经过调研,切断能力为50 的砂轮片,其规格为322.3400⨯⨯mm ,所需电机的最小功率为2.2min =P kw ,转速为1n =2840 r/min, 砂轮片的最大线速度为70m/s 。
最终选取砂轮片的型号为TL-001型,其磨料为棕刚玉,粒度为20#]1[。
2.3.2 电机的选取根据砂轮片的要求,现选用比较常用的Y 系列三相异步电动机,这是由于Y 系列三相异步电动机的功率等级和安装尺寸与国外同类型的先进产品相当,因而具有与国外同类型产品之间良好的互换性,供配套出口及引进设备替换]2[。
选取功率为3.0KW ,满载时的转速为2870r/min 。
额定电流6.39A ,功率因数0.87,效率82%,额定转矩2.32mN ⋅]3[。
2.3.3 带传动设计根据带截面形状的不同,带传动可分为:平带传动、V 带传动(及窄V 带传动、多楔带传动、同步带传动等。
在一般的机械中由于V 带的楔形增压原理,结构紧凑,且多标准化并大批量生产,所以被广泛应用。
本设计中选用V 带传动。
由于V 带传动中的带及带轮槽型均已标准化,所以带传动设计的主要任务就是满足工作要求的带类型(或截面尺寸、大小带轮的基准直径、带的基准长度、带传动的中心距、小轮包角、带根数、压轴力等参数。
1.确定计算功率由《机械设计教程》第43页表2-9查得工作情况系数A K =1.2(电机带动砂轮切割铁棒,载荷性质为载荷变动较大,则功率为6.332.1=⨯=⋅=P K P A ca KW (1-1 2.初选带的型号根据ca P 和1n ,由《机械设计教程》书中第44页图2-8初选A 型普通V 带。
3.确定带轮的基准直径1d d 和2d d1由《机械设计教程》第37页表2-4查得A 型min d d =75mm,考虑到带轮太小,其弯曲应力过大,所以要使1d d ≥min d d ,取1d d =160mm 2验算带的速度7.231006028401601006011n d V d m/s (1-2因为 5m/s < 23.7m/s < 25m/s 带速符合要求。
3计算2d d1212d d d n n d ⋅=(1-3 由于电机转速与砂轮转速基本同步,选速比 21n n =1,则2d d =1d d =160 mm4.确定中心距和带的基准长度 1初选中心距由0.7(1d d +2d d ≤0a ≤2(1d d +2d d ,考虑到结构要求,初选0a =900 mm 带的初始长度:2121204((22'a d d d d a L d d d d d -+++=π(1-4 9004160160(160160(2900222302 mm由《机械设计教程》第37页表2-5取带的标准基准长度2000=d L mm 2最后确定中心距 7492230220009002'0d d L L a a mm (1-5 则 7352000015.0765015.0min =⨯-=-=d L a a mm (1-6 8252000030.0765030.0max =⨯-=+=d L a a mm (1-7 最后取 825~735=a mm 。
5.验算带轮包角︒⨯--︒=60180121ad d d d α (1-860765150150180 ︒>︒=120180 (合适 6.确定带的根数'P P z ca≥(1-9 其中: K P K K P P L a ('000∆+= 11(10ib K n K P -=∆ 由《机械设计教程》第41页表2-7查得: 3.00 P kw由《机械设计教程》第42页表2-8查得包角系数1=a K 由《机械设计教程》第37页表2-5查得长度系数03.1=L K 采用非化纤结构的普通带,取材质系数75.0=K 由《机械设计教程》第41页表2-6查得06.40 P kw 。
13.375.003.1106.4('0 P kw15.113.36.3'0P P z ca 取2 z 根。
7.确定单根带的初拉力 2015.2(500qv K vz P F aca +-∙= (1-10 查得1.0=q916.221.010.15.2(36.226.350020=⨯+-⨯⨯⨯=F N (1-118.计算带对轴的压力 5462180sin39122sin210=︒⨯⨯⨯==αz F Q N (1-129.带轮的设计1 带轮的设计要求设计带轮时应满足的要求有:质量小,结构工艺性好,无过大的铸造应力,质量分布均匀,转速高时经过动平衡,轮槽工作面加工精细,以减小带的磨损,各槽的尺寸和角度保持一定的精度,以使载荷分布均匀]4[。
2 带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁,常用材料的牌号为HT150或HT200,转速较高时宜采用铸钢,或用钢板冲压后焊接而成]5[。
在本次设计中,采用了比较常见的HT150。
3 带轮的结构尺寸由于带轮的基准直径mm d d 160 ,轴的直径mm d 30=,根据带轮的选择原则:即当mm d d d 30003~5.2(≤≤ 时采用腹板式结构,铸造带轮的结构如图1-2所示。
两处0.01A0.02A3.23.2A1.63.26.36.333.3+0.2 0 9.536°8.6128?5556.36.32X45°其余6.36.33.23.28±0.02斜度1:25 ?1208 4056?156?150?42?30+0.021图1-2 带轮的结构2.3.4 升降气缸的选择1.选取气缸类型根据设计所用资料,现选取DNC 标准气缸。
2.选择安装方式根据结构设计的要求,要实现砂轮片的上下移动完成切割,要求气缸在上下伸缩的同时,还要绕一点转动,所以选用后绞式安装方式。
手柄NF砂轮片图1-3 手动切割机受力示意图3.负载大小根据手动切割机的工作原理(如图1-3所示,图中F=20 kg 估算得砂轮片的支反力为N=40kg。
再由所设计切割机的切割工作原理(如图1-4所示由于砂轮所受的支反力相同,算得气缸所承受的力即理论推力为F’=80 kg合800N。
4.工作压力经调查,当前所用的气缸的工作压力一般在0.4MP左右,所以选取其正常工作压力为0.4MP。
气动元件一般要求安全系数比较高,所以在选取的时候一般要求有较大余量,所以在缸径选择时,其工作压力一般按0.3 MP计算]6[。
5.缸径选择由《气动自动化系统优化设计》书中第46页表2-7查得工作压力为0.3 MP,砂轮片气缸NF'图1-4 铸棒切割机受力示意图气缸砂轮片工件图1-5 气缸行程计算简图理论推力为800N 时,其缸径为60mm ]7[。
考虑到安全系数,初选缸径为80mm 。
6.行程大小根据机构简图(如图1-5所示,其中实线为机构初位,在初位时,砂轮片的直径在最大状态,当砂轮切割到终位(图1-5中虚线部分时,连杆所转过的角度为︒10,此时砂轮直径为最小直径。
在初位时测得气缸的总长度为mm L 5401=,在终位时测得气缸的总长为mm L 4402=,所以在此过程中气缸的行程mm L L L 10021=-=即升降气缸的行程为mm L 100= 7.确定气缸型号综上所述,根据《气动自动化系统优化设计》中第50-54页查得,选用SNC-80-100-PPV 型的标准气缸合适。