1250壓磚機機身及液壓系統(tǒng)設(shè)計-機械畢業(yè)論文【答辯優(yōu)秀】

圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1250 壓磚機機身及液壓系統(tǒng)設(shè)計 THE BODY AND HYDRAULIC SYSTEM DESIGN OF 1250-HYDRAULIC PRESS 學(xué)生姓名 陳振斌 學(xué)院名稱 機電工程學(xué)院 專業(yè)名稱 機械制造及其自動化 指導(dǎo)教師 張元越 2008 年 6 月 2 日 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨 立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。 本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書 本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國家有 關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） II 摘要 通過對分析液壓壓磚機的國內(nèi)外生產(chǎn)及研究現(xiàn)狀，確定了本課題的主要設(shè) 計內(nèi)容。在確定了壓磚機初步設(shè)計方案后，采用了傳統(tǒng)設(shè)計方法對 1250T液壓壓磚機機身結(jié)構(gòu)進行設(shè)計計算及強度校核，并采用 AutoCAD設(shè)計軟件對上橫梁、底座、拉伸滑塊、壓邊滑塊、拉伸缸、壓邊缸、頂出缸、立柱及總裝圖進行了工程繪圖，在參考了某公司生產(chǎn)的四梁四柱式液壓墻體壓磚機機液壓系統(tǒng)以及查閱了有關(guān)關(guān)于液壓系統(tǒng)設(shè)計的書籍后，確定了全自動數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，繪制了數(shù)字控制系統(tǒng)的梯形圖，設(shè)計了電氣系統(tǒng)的工作說明書，并對其進行了可行性分析，最后對整個設(shè)計進行系統(tǒng)分析，得出整個設(shè)計切實可行。 關(guān)鍵詞 壓磚機；機身結(jié) 構(gòu)；數(shù)字控制系統(tǒng) 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） III Abstract Through to analysed the type hydraulic press domestic and foreign research present situation, I had determined this topic main design content. After I had determined the type hydraulic press preliminary design plan, used the traditional theory method to carry on the design, the computation, the intensity examination to the body of 1250T hydraulic presses fuselages structure, used AutoCAD design software to the main traverse, under the crossbeam, moves Liang, the master cylinder, goes against the cylinder, the column, the final assembly drawing had carried on the project cartography, meanwhile had carried on the mapping to the master cylinder； After referred to three Liang four columns hydraulic Type hydraulic press of wall hydraulic system which some company produces as well as has consulted massively and the hydraulic system design books, the definite system of numberal control design proposal, had drawn up the hydraulic system schematic diagram, had produced the system of numberal control working instructions, and had carried on the feasibility analysis to it, finally carried on the system analysis to the entire design, obtained the entire design to be practical and feasible. Keywords Hydraulic press body structure Numberal control system 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 目 錄 1 緒論 .1 1.1 壓磚機的發(fā)展 .1 1.2 壓磚機的概述 .2 1.2.1 壓磚機應(yīng)用領(lǐng)域 .2 1.2.2 壓磚機的工作原理和主要參數(shù) .3 1.2.3 國產(chǎn)壓磚機的主要技術(shù)性能 .5 2 YZ-1250 壓磚機機身結(jié)構(gòu)設(shè)計 .7 2.1 用途和特點 .7 2.2 結(jié)構(gòu)及工作原理 .7 2.3 YZ-1250 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計 .9 2.3.1 上橫梁的設(shè)計、計算及效核 .9 2.3.2 下橫梁的設(shè)計、計算及效核 .13 2.4 液壓缸的設(shè)計、計算及效核 .15 2.4.1 負載分析 .16 2.4.2 主液壓缸主要參數(shù)的確定 .16 2.4.3 頂出缸的設(shè)計 .19 2.5 立柱部分設(shè)計及計算 .19 2.6 柱塞與活塞 .25 2.7 機身的緊固 .26 3 電氣系統(tǒng)的控制 .29 3.1 電氣系統(tǒng)的概述 .29 3.2 電氣原理說明 .29 3.3 梯形圖及編程 .31 4 調(diào)運、安裝與調(diào)試 .35 4.1 壓磚機調(diào)運部分 .35 4.2 安裝與調(diào)試 .35 4.2.1 條件 .35 4.2.2 安裝 .35 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） V 4.2.3 調(diào)試 .36 4.3 使用須知 .37 結(jié)論 .39 致謝 .40 參考文獻 .41 附錄 1.44 附錄 2.52 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 1 緒論 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 1.1 壓磚機的發(fā)展狀況 自動壓磚機是墻地磚生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，是機、電、液一體化的高技術(shù)設(shè)備。十多年來已進口 4000 多臺，幾乎壟斷了“七五”、“八五”計劃期間的國內(nèi)市場。一九八七年國家建材局將其列為尚需攻關(guān)解決的十五項陶瓷裝備之一。至今國內(nèi)有 20 多家企業(yè)參與自動壓磚機的開發(fā)生產(chǎn)，共有 19 家企業(yè)制造出樣機，但大部分半途而廢。至目前為止，年產(chǎn)銷量超過 50 臺的僅有兩家，年產(chǎn)銷量超過 10臺有 5家。國產(chǎn)自 動磚機主要是在“九五”期間得到快速發(fā)展的?？上驳氖牵F(xiàn)已能生產(chǎn) 4800 噸以下噸位的各種系列產(chǎn)品，國內(nèi)市場占有率已達 80以上。除 4800T 以上超大噸位壓機近期尚需進口外，國產(chǎn)壓機基本取代進口，成為建陶企業(yè)的首選產(chǎn)品。 據(jù)不完全統(tǒng)計，到目前為止有近 1000 臺的國產(chǎn)自動壓磚機在頂線運行。去年下半年以來，受建陶業(yè)總體不景氣影響以及國產(chǎn)壓磚機產(chǎn)量增加，競爭日趨白熱化，市場價格大幅度下降，用戶拖欠貨款嚴重，各企業(yè)經(jīng)營效益也出現(xiàn)滑坡，這很不利于新興的國產(chǎn)壓磚機行業(yè)的發(fā)展。對許多批量小、成本高的企業(yè)是個嚴重的考驗。 自動 壓磚機是技術(shù)復(fù)雜的產(chǎn)品，其制造難度高，要保證連續(xù)可靠的運行困難更大。 1995年前，進口壓磚機一般設(shè)計三機配兩窯，以后進口機的可靠性提高了，許多用戶采用一機配一窯。為了節(jié)省投資，用戶也對國產(chǎn)機要求一機配一窯，這對當時剛剛起步的國產(chǎn)壓磚機行業(yè)是個嚴峻的挑戰(zhàn)，不但要求有可靠的質(zhì)量，還要求有完善的售后服務(wù)。因此一些開發(fā)制造壓機企業(yè)就達不到要求上不去了。少量的企業(yè)由于敢于投入、創(chuàng)新快，質(zhì)量服務(wù)上去了，產(chǎn)銷量也跟著上去了。在正常的情況下，壓磚機這個新產(chǎn)品都要有 2 3 年的“質(zhì)量提高期”及“市場認同期”，不是想象的那么容易 ，這是許多投資開發(fā)自動壓磚機企業(yè)對其認識不足而最終導(dǎo)致失敗的原因。 國產(chǎn)壓磚機主機大部分是消化吸收國外成熟可靠的結(jié)構(gòu)，外型結(jié)構(gòu)各家有所不同，但基本采取梁柱結(jié)構(gòu)，主油缸內(nèi)置于上梁內(nèi)，活動橫梁由立柱導(dǎo)向、活塞與活動梁剛性連接。有些大噸位采用活動梁倒置油缸結(jié)構(gòu)。液壓系統(tǒng)基本大同小異，電控系統(tǒng)均采用 PLC 控制，顯示及保護系統(tǒng)各不相同，許多有自己的特色。國產(chǎn)壓磚機許多閃光的創(chuàng)新，如：海源電氣操作控制顯示系統(tǒng)、全過濾泵站系統(tǒng)、多功能增壓缸；力泰的主缸內(nèi)置式充液與頂置式增壓缸、帶三次下落的頂出控制系統(tǒng)；科達的新穎外觀設(shè)計 、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等。海源的全過濾泵站系統(tǒng)、齒輪泵使用、密碼屏等均為率先采用，在 1997 年 10 月上海壓磚機行業(yè)研討會上推廣后，國內(nèi)外許多壓磚機廠家也跟著采用。創(chuàng)新需要勇氣，并要付出一定的代價，不局限于仿制，能制造出技術(shù)先進、具有特色的產(chǎn)品是我們中國企業(yè)的驕傲。 5年來，國產(chǎn)壓磚機的迅速崛起。在國內(nèi)市場上，目前國產(chǎn)壓機已占領(lǐng)市場份額約 90，進口機的市場逐漸委縮，價格也大幅下跌，如萊斯 600 噸，高峰時每臺賣 38 45 萬美元，現(xiàn)跌至 15 萬美元，西蒂 2800 噸現(xiàn)僅售 28 萬美元，薩克米 4600 噸現(xiàn)僅售 42 萬美元。在國際市場 上，隨著海源壓機第一次走出國門并獲得好評，國產(chǎn)壓磚機已陸續(xù)出口亞洲朝鮮、徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 越南、印度、沙特等市場，相信不久的將來中國的壓機必將稱雄第三世界國家。國內(nèi)外壓機在噸位上已沒什么差距，國外壓機非是做得輕巧，速度提高及穩(wěn)定性提高，國產(chǎn)壓機技術(shù)更新很快，目前速度，可靠性上均接近國外先進的壓機水平，而價格上的優(yōu)勢及售后服務(wù)的及時到位因此可以這么說，國內(nèi)陶機行業(yè)的進步為國家節(jié)約了大量的外匯，也為用戶節(jié)約了大量的投資，并有力地促進了中國建陶行業(yè)的發(fā)展。 國產(chǎn)壓磚機的主要技術(shù)參數(shù)、主要技術(shù)性能和整體水平已接近國外現(xiàn)代壓磚機的先進水平，而且差距在不斷縮小，但是國產(chǎn)壓磚機行業(yè)發(fā)展時間短，發(fā)展開發(fā)過程中存在一些問題也是難免的，制造企業(yè)還應(yīng)該不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，進一步降低成本，提高自身的競爭力，在鞏固國內(nèi)市場的同時，應(yīng)積極開拓國際市場，只有在國際市場上占有一席之地，才真正證明國產(chǎn)壓機的成功。 壓磚機技術(shù)發(fā)展趨勢 : （ 1）高速化、高效化、低能耗。提高液壓機的工作效率，降低生產(chǎn)成本。 （ 2）機電液一體化。充分利用機械和電子方面的先進技術(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善。 （ 3）自動化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件。 自動化不僅僅體現(xiàn)在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障處理的功能。 （ 4）液壓元件集成化，標準化。集成的液壓系統(tǒng)減少了灌錄連接，有效地防止泄露和污染。標準化的元件為機器的維修帶來了方便。 1.2 壓磚機概述 1.2.1 壓磚機應(yīng)用領(lǐng)域 一、在粉煤灰蒸壓磚領(lǐng)域的應(yīng)用。 蒸壓粉煤灰磚是以粉煤灰、石灰為主要原料，摻加適量石膏和骨料經(jīng)坯料制備、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的墻材產(chǎn)品，是國家積極推廣的綜合利廢、環(huán)保節(jié)能新型墻材產(chǎn)品。 二、在蒸壓灰砂磚領(lǐng)域的應(yīng)用。 蒸壓灰砂磚是以石灰和砂為主要原料（砂 90%，石 灰 10%左右）摻入一定顏料和外加劑，經(jīng)坯料制備、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護而成的實心或空心磚制品。 液壓墻體磚壓機應(yīng)用于蒸壓灰砂磚生產(chǎn)，可生產(chǎn)各種規(guī)格空心磚及空心砌塊。因壓強可達 27MP，壓制的磚坯密實度高，可適合河砂、海砂、風(fēng)砂、沉積砂、山巖砂、尾礦砂等物料，采用合理混合料顆粒級配，低含水率半干壓成型。同時，若采取三次分級加壓、二次排氣，混合料中所含空氣在壓制過程中順利排除，物料含水率 5.7%，使得制品強度高且不易產(chǎn)生裂縫，收縮率低，并配以海源企業(yè)開發(fā)的高壓蒸壓釜，工作壓力可達 16Kg，使蒸壓灰砂磚產(chǎn)品質(zhì)量提高到 國外先進水平，并且制品成本低，容易推廣。 三、高摻量粉煤灰燒結(jié)磚領(lǐng)域的應(yīng)用。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 粉煤灰中的主要活性物質(zhì)是二氧化硅 (SIO2)和三氧化二鋁 (AL2O3)在堿性介質(zhì)中起水化反應(yīng) OH-離子，打破了 AL-O、 Si-O 的網(wǎng)絡(luò)，使聚合度降低成為活性狀態(tài)并與 Ca(OH)2反應(yīng)生成水化鋁酸鈣和水化硅鈣結(jié)晶和膠凝物質(zhì)，形成水泥石而獲得強度。 圖 1-1 粉煤灰燒結(jié)磚的化學(xué)反應(yīng) 四、 煤矸石燒結(jié)磚領(lǐng)域的應(yīng)用 。 （ 1） 用煤矸石制磚節(jié)省土地。 同樣一個年產(chǎn) 5000 萬塊標磚的企業(yè)，粘土磚廠占地需 180 200 畝，全年耗用粘土 8萬立方米，按 3 米深的土層計算，一年要挖廢 40畝土地。而利用煤矸石制磚，磚廠只需占用 30 左右畝地，不到 20 年就可節(jié)省近千畝地。 （ 2） 用煤矸石制磚節(jié)約能源。 因廢棄的煤矸石中含有一定的發(fā)熱量，用它來制磚可節(jié)省煤炭?？蓪⒚咳f塊磚煤耗（含內(nèi)燃煤）控制在 0.2 噸以下，大大低于國家外投煤標準。 （ 3） 用煤矸石制磚可以變廢為寶，美化 環(huán)境。 廢棄的煤矸石山，既不能種糧食，又不能植樹，每年的炎夏還會因受暴雨沖刷而毀壞糧田，危害百姓。用煤矸石制磚，可以變廢為寶，不僅可以消除污染，美化環(huán)境，還可以還草還田。 （ 4） 煤矸石磚質(zhì)量優(yōu)。 煤矸石燒結(jié)磚采用的是高強度真空擠出方式，在原料的處理上，通過鄂破、錘破、中粗破、高速細破、篩選、陳化等工藝，增加磚的密實度（剛生產(chǎn)出的坯子就可以站立一個90 100Kg重量的人）。利用余熱烘干后，再通過高溫窯爐焙燒（比粘土磚溫度高 100150 ），可消失磚體內(nèi)的有害物質(zhì)。因煤矸石磚可用于各種承重、非承重部位，還配 有配磚，因而施工方便，利于推廣。 1.2.2壓磚機的工作原理和主要參數(shù) 壓磚機是利用液體傳動技術(shù)進行壓力加工建筑材料的設(shè)備，結(jié)構(gòu)布局靈活，壓力和速度可在大的范圍內(nèi)無級調(diào)整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力，液壓元件具有通用化、標準化的特點，設(shè)計制造較為簡單。其工作原理如圖 1-2所示。兩個充滿工作液體的具有柱塞或活塞的容腔由管道相連接，當小柱塞 1上的作用力為 F1時，液體的壓力為 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 P=F1/A1 式（ 1.1） 式中 A1 柱塞 1的工作面積。 根據(jù)帕斯卡原理，在密閉的容器中，液體壓力在各個方向上是相等的，則壓力 P 將傳遞到容腔的每一點，因此，在大柱塞 2上將產(chǎn)生向上的作用力 F2，迫使工件 3變形，且 F2 F1 式（ 1.2） 式中 A2 大柱塞 2的工作面積。 圖 1-2：液壓機工作原理 1-小柱塞 2-大柱塞 3-工件 壓磚機機設(shè)計是由加工對象 工件的工藝要求決定的，因此在整個設(shè)計過程中，應(yīng)詳細分析 壓制 工作的各執(zhí)行機構(gòu)的動作（包括壓力、速度、相對位置關(guān)系和運動精度），工作空間和裝卸要求等等。 壓磚機的主要技術(shù)參數(shù)有： 一、公稱壓力（公稱噸位） 公稱壓力是指液壓機名義上能產(chǎn)生的最大力量，在數(shù)值上等于工作液體壓力和工作柱塞總工作面積的乘積，它反映了液壓機的主要工作能力。 二、開口高度（最大凈空距） H 最大凈空距 H是指活動橫梁停在上限位置時，從工作臺上表面到活動橫梁下表面的距離。 最大凈空距反映了液壓機在高度方向上工作空間的大小，它應(yīng)根據(jù)模具及相應(yīng)墊板的高度、工作行程大小以及放入坯料、取出工件所需空間大小 等工藝因素來確定。最大凈空距對液壓機的總高、立柱長度、壓磚機本體穩(wěn)定性以及安裝廠房高度等都有很大影響。 三、最大行程 S 最大行程 S是指活動橫梁位于上限位置時，活動橫梁的立柱導(dǎo)套下平面到立柱限程套徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 上平面的距離，也即活動橫梁能夠移動的最大距離。 最大行程應(yīng)根據(jù)工件成形過程中所要求的最大工作行程來確定，它直接影響工作缸和回程缸及其柱塞的長度以及整個機架的高度。 四、工作臺尺寸（長寬） 工作臺一般安裝在下橫梁上，其上安放模具或工具，工作臺尺寸指工作臺面上可以利用的有效尺寸，工作臺尺寸取決于模具的平面尺寸及工藝過程 的安排。 五、回程力 回程力指液壓缸返回上限時所需要的力。 六、活動橫梁運動速度（滑塊速度） 活動橫梁運動速度可分為工作行程速度、空行程（充液行程）速度及回程速度。 七、頂出器公稱壓力及行程 有些液壓機還裝有頂出器，以頂出或夾緊模具或工件。頂出器的力量及行程完全由工藝要求來確定。 1.2.3國產(chǎn)壓磚機的主要技術(shù)性能 一、 國產(chǎn)壓磚機的機架 國產(chǎn)壓磚機機架結(jié)構(gòu)合理 ,小噸位壓磚機采用簡式臺肩支承式梁柱結(jié)構(gòu) (如 6002000t) ,中大噸位壓磚機采用復(fù)式套筒拉桿式梁柱結(jié)構(gòu) (如 2800 4200t),大噸位壓磚機采用鋼絲預(yù)應(yīng)力纏繞機架 (如 3800 7800t)。這與 薩克米 壓磚機是完全一致的 ,是完全可靠成熟的結(jié)構(gòu)。國產(chǎn)壓磚機特別注重機架的抗疲勞設(shè)計 ,機架剛度大 ,變形小 ,可靠耐久。力泰公司把復(fù)式梁柱結(jié)構(gòu)做到 4200t,成為這種結(jié)構(gòu)中的最大噸位壓磚機 ,科達公司 7800t 壓磚機是目前鋼絲纏繞機架中世界最大噸位的壓磚機。 二、 國產(chǎn)壓磚機外型設(shè)計 以力泰、科達、海源公司為代表的國產(chǎn)壓磚機的外型越來越美觀、大方、靚麗 ,同時又各具特色風(fēng)格 ,完全可以與國外壓磚機相媲美 ,力泰壓磚機給人以尤為精細的感覺。 三、 國產(chǎn)壓磚機的液壓系統(tǒng) 國產(chǎn)壓 磚機的液壓系統(tǒng)具有簡捷可靠 ,用閥少的特點 ,與國外壓磚機相比具有再創(chuàng)新的特點 ,3 家的壓磚機油路已形成各自的特點 ,但大同小異。國產(chǎn)壓磚機主缸液壓系統(tǒng)均采用插裝閥、動態(tài)插裝閥、高頻響伺服比例節(jié)流插裝閥、雙向比例節(jié)流插裝閥等控制 ；小噸位壓磚機采用定量泵供油 ,中大噸位壓磚機采用變量泵供油。這些與 薩克米 壓磚機都是一樣的。所選用的液壓件和密封件都是國外著名的品牌 ,所以國產(chǎn)壓磚機液壓系統(tǒng)十分可靠。 四、 國產(chǎn)壓磚機的頂出裝置 國產(chǎn)大噸位壓磚機的頂出裝置獨具特色 ,如力泰研發(fā)的單缸伺服比例頂出裝置 ,科達研發(fā)的并聯(lián)同步缸伺服比例頂 出裝置 ,均獲國家專利。具有結(jié)構(gòu)簡單 ,動作精確 ,調(diào)控精度高 (以百分之一毫米計 ) ,保證了瓷磚精度 ,達到國際先進水平。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 五、 國產(chǎn)壓磚機的節(jié)能 國產(chǎn)壓磚機節(jié)能效果顯著 ,這主要是國產(chǎn)壓磚機機架強勁、可靠、剛度大、變形小 ,再加之多項行之有效的節(jié)能措施 ,使國產(chǎn)壓磚機的某些機型主油泵電機功率大大低于國外同類壓磚機 ,如力泰 YP5000、 YP5600,科達 KD4800、 KD5800 型壓磚機主油泵電機功率僅為110KW,比國外同類壓磚機節(jié)省 22KW。 六、 國產(chǎn)壓磚機的電控系統(tǒng) 國產(chǎn)壓磚機的電控系統(tǒng)先進、可靠 ,普遍采用可編程控制 器控制。程序軟件更加符合陶瓷磚生產(chǎn)工藝 ,工作參數(shù)及工作狀態(tài)屏幕顯示 ,可任意調(diào)整 ,可自動診斷故障。應(yīng)用多種控制方式位置、時間、壓力控制 ,參數(shù)調(diào)整更加靈活方便 ,具有廣泛的工藝適應(yīng)性。應(yīng)用先進的控制軟件 ,可獲得精確壓力控制。大噸位壓磚機采用模擬量和伺服比例控制技術(shù)可獲得更高的控制精度 ,實施精確壓制。超大噸位壓磚機設(shè)有動梁與底座平行檢測控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng) ,具有先進的遠程監(jiān)控、診斷功能。 2 YZ-1250壓磚機機身結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1用途和特點 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 本機器適用于墻體材料的壓制工藝。尤其適用于 標準墻體磚的壓制成型工藝。 本機器具有獨立的動力機構(gòu)和液壓系統(tǒng)，可實現(xiàn)調(diào)節(jié)和半自動二種操作方式。是由可編程控制器控制的，集機，電液一體化的壓磚機。它能完成壓制過程中的壓制，脫模，夾磚以及布料等工作。 本機執(zhí)行標準 Q/FJH005-2004全自動液壓墻體磚壓磚機。 表 2-1 主要技術(shù)參數(shù) 序號 項目 單位 規(guī)格 1 最大壓制力 KN 12500 2 最大頂出力 KN 1500 3 最大填料深度 mm 400 4 活動梁行程 mm 580 5 柱間凈空距 mm 1400 6 主機功率 KW 130 7 每循環(huán)周期（標磚） S 13-16 8 液壓系統(tǒng)油量 L 1000 9 冷卻水量 t/s 30 10 外形尺寸 Mm 1700 3200 6455 11 設(shè)備凈重 t 45 2.2結(jié)構(gòu)及工作原理 本機主要由主機（包括機架、主液壓缸、充氣油箱、脫模裝置、增壓缸、機械鎖等）、送料裝置、液壓站、液壓控制閥塊以及電器控制系統(tǒng)等組成。 一、 機架 本機機架采用采用梁柱結(jié)構(gòu)，四根立柱靠預(yù)緊力將上梁和下梁連成一個密封的框架，有效的提高了整機的剛度?；顒恿阂运母⒅鶠閷?dǎo)向，由主液壓缸帶動做上下往返運動 。下活動梁以四根立柱為導(dǎo)向，兩端提升液壓缸帶動下活動梁和模具中框做上下往復(fù)運動，導(dǎo)向精度高。 二、 主液壓缸 主液壓缸在上梁內(nèi)，由主活塞、缸套、端蓋以及優(yōu)質(zhì)的密封圈等組成。主液壓缸靠液壓系統(tǒng)控制最終實現(xiàn)壓磚機的（快下、慢下、加壓以及壓制保護）壓制動作。 三、 充氣油箱 充氣油箱位于上梁的頂部，油箱內(nèi)油液的上方充以 0.15 0.18Mpa的壓縮空氣，油箱的頂部還有二個氣動安全閥。充氣油箱主要用來供給壓磚機液壓系統(tǒng)所需的液壓油，并且徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 當活動梁快速下行時，靠充氣油箱內(nèi)油液上方的氣壓對主液壓缸的無桿腔快速大量的補油。 四 、 增壓缸 增壓缸裝在上梁的頂部，位于充氣油箱內(nèi)，它主要由大活塞、小活塞、缸筒、缸蓋以及導(dǎo)套等組成。增壓缸的增壓腔與主液壓缸的無桿腔相通，通過增壓缸的增壓，使主液壓缸的無桿腔達到壓磚機所需要的壓制力。 五、 機械鎖 它位于上梁，插銷可以相對移動，當壓磚機不工作時，應(yīng)將插銷插入活動梁的插銷座，將活動梁掛住，使活動梁不會下降。 這一部分有兩個傳感器。當機械鎖插銷離開后限位置傳感器或靠近前限位置傳感器時，壓磚機將不能完成自動循環(huán)壓制。 六、 送料及夾磚裝置 送料裝置連接在下活動梁上，主要由布料斗、送料小車（料車）、液壓 缸以及夾磚裝置等組成。布料斗在料車的上方，汽缸控制料斗閘門的開關(guān)，配合壓制的節(jié)拍，將料斗上的粉料均勻的撒落在送料小車的框中。送料小車則由液壓缸帶動做往復(fù)運動，向前運動由夾磚裝置將磚坯夾出壓磚機，接著將粉料喂入膜腔內(nèi)，返回時將?？蛏系姆哿瞎纹?。料框中的攪拌裝置可使粉料均勻快速落入膜腔內(nèi)。 七、 脫模裝置 脫模裝置主要由兩個脫模液壓缸和下活動梁組成。下活動梁以四根立柱為導(dǎo)向，兩端液壓缸帶動下活動梁和模具中框做上下往復(fù)運動，導(dǎo)向精度高。 八、 液壓站 液壓站是為壓磚機提供液壓能的中心，主要由高壓泵、循環(huán)泵、冷卻器、精 密濾油器以及副油箱等組成。 液壓站上裝有測溫計，用以檢測液壓系統(tǒng)的油溫。當油溫超過油溫上限時壓磚機自動停機，等油溫下降后才能開機。在液壓站上還裝有濾芯堵塞報警裝置，當濾芯堵塞時，報警裝置將報警通知更換濾芯。 九、 液壓控制回路（閥塊） 液壓控制回路由四個部分組成： （ 1） 主缸上腔控制回路，用以控制主液壓缸上腔及增壓缸； （ 2） 主缸下腔控制回路，用以控制主液壓缸下腔； （ 3） 調(diào)壓回路，用以調(diào)定系統(tǒng)壓力并控制送料小車； （ 4） ?？蚣苫芈?，用以控制脫模裝置的動作。 2.3 YZ-1250 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計 本機器主要適用于生產(chǎn) 240mm 115mm 90mm標準墻體磚。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 本機器具有獨立的動力機構(gòu)和液壓系統(tǒng)，可實現(xiàn)調(diào)節(jié)和半自動二種操作方式。 本機器的工作壓力、壓制速度及滑塊的行程和頂出距離，頂出速度在規(guī)定的范圍內(nèi)均可根據(jù)工藝需要進行調(diào)整，并且能完成定壓和定程兩種工藝方式。在定壓成型工藝方式中，壓制后具有保壓延時，頂出保壓和自動補壓動作。在調(diào)整操作方式中也具有保壓延時功能。 2.3.1上橫梁的設(shè)計，計算及校核 2.3.1.1 結(jié)構(gòu)形式 上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作缸的 反作用力。亦可安裝回程缸及其它輔助裝置。 主要結(jié)構(gòu)形式有；鑄造及焊接。 在成批生產(chǎn)中，一般上橫梁都采用 HT20-40 鑄造件或 ZG35鑄鋼件。 制造單臺壓磚機時，采用 A3 普通鋼板焊接組成的上橫梁較多。焊接件應(yīng)有較強大的焊縫及可靠的焊接質(zhì)量。 不論采用鑄造或焊接組成的上橫梁都應(yīng)進行必要的熱處理，消除其內(nèi)應(yīng)力。 2.3.1.2 上橫梁的強度計算 上橫梁可視為兩集中力，兩端支承的簡支梁。下圖為所示受力圖及剪力彎距圖。 圖 2-1 上橫梁所受剪力圖 圖 2-2 上橫梁所受彎矩圖 圖 2-3 上橫梁受力圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 其中： P 公稱壓力（ kgf） P=12500kgf D 油缸臺肩尺寸 (cm) D=77cm B 立柱中心距 (cm) B=166mm 在主截面（ I I）所收彎距 : M = 41PB（ 1-2BD ） 式（ 2.1） =41 1250000 166（ 1-14.32 16677 ） =36548500kgf Q=1/2P=625000kgf 主截面 I I可簡化為如圖 2-4所示： 圖 2-4 主截面 受力簡圖 表 2-2 主截面 I I 強度計算 序號 截面高度bi(cm ) 截面寬度hi(cm ) 截面積 Fi=bi hi (cm2) 面積中心至 X軸距離Yi(cm ) 截面對 X軸的靜面距 Si=FiYi ( 3cm ) 靜面矩與面 積中心至 X 軸距離成 積 Si Yi ( 4cm ) 各截面積的慣性距3121 hibJ ioi ( 4cm ) 1 84 100 8400 68 571200 38841600 710 6 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 2 24 18 432 9 3888 34992 11664 總計 118 8832 575088 38876592 7.9766410 6 重心至 X 軸距離： H111fs=8832575088=65.11cm H2=h-h1=118-65.1=52.9cm 截面對 X 軸慣性距 Jx J0 xSiYi 式（ 2.2） 7.011664 106+38876592 45888256cm4 截面對 X 軸慣性距 JJih1Fi 式（ 2.3） 45888256-65.12 8832 8458151.68cm4 在受壓截面上的彎曲應(yīng)力： 壓JMh1 式（ 2.4） =68.8458151 1.6536548500 =281.3kgf /cm2 在受拉截面上的彎曲應(yīng)力： 拉 JMh2 式（ 2.5） =228.59 kgf cm2 式中， M 彎矩 H 計算截面的 形心至最外點距離 應(yīng)力 許用應(yīng)力。在本計算中為鑄鐵件。 350kgf/cm2 算得在主截面（ I I）上的彎曲應(yīng)力小于許 用應(yīng)力 截面剪切強度計算： 根據(jù)材料力學(xué)可知斷面抗剪切力主要由立板承受，故可按簡化截面 矩形計算。其最大應(yīng)力 t max在中心截面。 max x=BHQ1.5 式（ 2.6） =705.65 3125005.1 =121kgf/cm2 其中： Q 截面剪切力（ kgf） 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 B 簡化截面寬度（ cm） B=65cm H 簡化截面高度（ cm） H=70cm 剛度計算： f彎 =EJDBP962 ）（ 2B2+2BD2-（D2） 2 式（ 2.7） 式中： P 公稱噸位（ kgf） P=1250000kgf B 立柱中心距（ cm） B=166cm D 油缸與上橫梁聯(lián)接處臺肩尺寸 (cm) D=77cm J 上橫梁主截面的慣性距 (cm4) J=8458151.68cm4 F1 受剪主力板面積（ cm2） F1 70.5342400cm2 E 材料彈性模數(shù)（ kgf/cm2） 用于鑄鐵 E=1.05106kgf/cm2 G 剪切彈性模數(shù) 用于鑄鐵 G 6105kgf/cm2 代入上式： 彎f 8 4 5 8 1 5 1 . 6 8101 . 0 596772-1661 2 5 0 0 0 06 ）（ 2 1662+2 1663.14772-(3.14772)2 =1210852.581171250000 = 8-10852.56117125 =17.154 10-8 90135.91 =0、 0155cm F剪 = 0 . 370651063 . 1 4772-16612500005 ）（ =0.0016cm 上橫梁在公稱壓力下總變形量 f1: 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 f 1 =f彎 f剪 =0.0155-0.00166 =0.01348cm 允許上橫梁擾度值為 0.15mm/m。 通過以上計算：上橫梁的強度和剛度是安全的。 2.3.2下橫梁的設(shè)計、計算和效核 下圖為下橫梁受力簡圖 圖 2-5 下橫梁所受剪力圖 圖 2-6 下橫梁所受彎矩圖 圖 2-7 下橫梁受力簡圖 B=166cm P=1250000kgf 工作臺中心裝點模具，其左右寬度為 135cm，前后為 80cm 臺面擠壓許用應(yīng)力取 =1000kgf/cm2 F-135*8010001250000 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 F 1250+10800 F 12050 M1 =41 166 1250000(1-1662135) =30606250kgf/cm 最大剪切應(yīng)力為： Q =21P=625000 Kgf 表 2-3 下橫梁主截面強度 I I計算 序號 截面高 度 bi (cm) 截面寬 度 hi (cm) 截面積 Fi=bi hi (cm2 ) 面積中 心至 X 軸距 離 Yi (cm) 截面對 X軸 的靜面距 Si FiYi (cm3 ) 靜面矩與面 積中心至 X軸距離成積 Si Yi (cm4) 各截面積的慣性 距 Joi=121bihi3 1 44 22 968 22 21296 468512 156170 重心至 X 軸距離： H1=11fs=96821296=22cm H2=H-h1=44-22=22 截面對 X 軸的慣性距： Jx=JoiSiYi 式（ 2.8） =468512+156170 =624682 截面對 X 軸 (形心軸 )的慣性距： JJih1Fi=624682-442 986=3750634 在受壓截面上的彎曲應(yīng)力： 壓 =JMh1=3750634 2230606250 =179.53kgf cm2 在受拉截面上的彎曲應(yīng)力： 壓 =JMh1=3750634 2230606250 =179.53kgf cm2 算得在主截面（ I I）上的彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力滿足要求。 下橫梁剛度計算： F彎 =EJP664412143222 bbBBB ）（ 式（ 2.9） 將 b=2B代入 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 F彎 = 8641)1621(46322 BBBBEJP =EJP651264733 BB =EJP651273B F彎 = 36 16651273750634101 . 0 56 1250000 =0.0033cm f剪 =1.2xbdGF xGFbP 20 92.1221 =GFPbGFPb 8 2.12.141 =44106 166125000082.1 5 =0.0087 F2 = f 剪 + f 彎 =0.012 允許下橫梁彎曲變形量為： f=（ 0.12 0.20） 0.168 =0.01992-0.0332 故下橫梁剛度滿足要求。 2.4 液壓缸的設(shè)計、計算和效核 根據(jù)設(shè)計要求，公稱力： 12500KN，頂出力： 1500KN，上活動梁重力為 1000N，模具重力為 5000N，下活動梁重力為 1000N，負載設(shè)為 40KN 滑塊最大行程： 580mm。 現(xiàn)擬定：拉伸缸快速下降行程為： 480mm，速度： 100mm/s； 拉伸缸慢速下降行程為： 100mm，速度： 10mm/s； 拉伸缸回程速度： 80mm/s； 頂出缸頂出行程速度： 80mm/s； 頂出缸回程速度： 240mm/s 啟動加速和減速時間均為 0.5 秒 液壓缸機械效率為 0.91（考慮密封阻力） ； 2.4.1負載分析 一 、工作負載 G1=12500KN； G2=1500KN 二 、摩擦負載 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 Ff=f.FN/Sin(/2) 式（ 2.10） 由于工作為垂直起升，所以 垂直作用于導(dǎo)軌的載荷可由其間隙和結(jié)構(gòu) 尺寸求得： FN=120N，取 fs=0.2， fd=0.1 則有： 靜摩擦負載： Ffs=(0.2*120/ Sin45 )KN=33.94N； 動摩擦負載： Ffd=（ 0.1*120/ Sin45） KN=16.97N； 三 、慣性負載 拉伸缸快速下行 ： Fa1=tvgG=5.0 1.08.96000 =122.44N 拉伸缸減速下行： Fa2=tvgG=5.0 0.01-1.08.96000 =110.2N 頂出缸上行： Fa3=tvgG=5.00.088.96000 =97.96N 頂出缸回程： Fa4=tvgG=5.00.248.96000 =293.88N 拉伸缸回程： Fa5=tvgG=5.00.088.95000 =81.55N 根據(jù)以上計算，液壓缸的各階段的工作負載如表 2-4：（ m m =0.91） 表 2-4 液壓缸各階段的負載 工況 計算公式 總負載 F/N 缸推力 F/N 啟動 F= FL +Ffs 12506033.94 13742894.44 主缸快速下行 F= FL +Ffd+ Fa1 12516139.41 13743010.34 主缸減速下行 F= FL +Ffd- Fa2 12506127.17 13742996.89 主缸回程 F= FL + Fa5 6081.55 6683.02 頂出缸上行 F= FL +Ffd+ Fa3 21114.93 6719.7 頂出缸回程 F= FL+Ffd+ Fa4 21310.85 6935 2.4.2主 液壓缸主要參數(shù)的確定 一、 液壓缸內(nèi)徑計算 根據(jù)分析此設(shè)備的負載較大，所以初選主缸的工作壓力為： 45MPa 液壓缸內(nèi)徑 D用下式計算 : D =p4F 式（ 2.11） =0000004514.389.137429964 =0.632m 按照標準取 630mm。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 二、 確定液壓缸的長度 液壓缸的長度 L應(yīng)根據(jù)所需最大工作行程來確定，且一般不大于內(nèi)徑的 20倍。 根據(jù)標準本系統(tǒng)選 630mm。 三、 活塞桿直徑 d 根據(jù)快上和快下的速度的比值來確定活塞桿直徑 222dD D=10100=10 d=569mm 按照標準取 d=560mm。 四、 活塞桿強度校核 活塞桿直 徑按下式校核 74.84d F 符合要求。 F 活塞桿所受負載 活塞桿材料許用應(yīng)力。取 45號鋼 五、 確定液壓缸的壁厚 本系統(tǒng)屬于高壓系統(tǒng)，為滿足強度需求，可用薄壁筒的計算方式計算缸筒最薄處的壁厚 2pyD 式（ 2.12） 缸體壁厚（ cm） Py 試驗壓力（ Pa） ,一般取 Py=（ 1.2 1.3） P P 液壓缸的最高工作壓力（ Pa） D 液壓缸內(nèi)徑（ cm） 缸體材料的許用應(yīng)力（ Pa）。當 p20MPa時，用鋼材， =(100 110)MPa時，可用鑄鐵， =60MPa。本系統(tǒng)為高壓缸，選用 15MnVN。許用應(yīng)力 =200MPa 根據(jù)上式 2002 63451.3 =9.2cm 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 2-8 主液壓缸簡圖 六、 缸筒壁厚的校核 /D=9.2/63=0.146 按下式進行校核 m a xm a x33.2 p pD 式 （ 2.13） maxmax 33.2 p pD= 8 .7 2453-2002 .3 6345 符合強度標準，故選液壓缸壁厚為 9cm 七、 缸底部分 受力如下圖 圖 2-9 缸底部分受力分析 最大彎曲應(yīng)力發(fā)生在圓板的周邊，根據(jù) Tresca 強度準則，最大當量應(yīng)力為 ： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 22d 175.0 tp r 式（ 2.14） 公式中： P 缸內(nèi)液體壓力； r1 缸的內(nèi)半徑； t 缸底厚度； 缸底應(yīng)開孔而引入的削弱系數(shù) 11 2 22r r ra 2ra為缸底進液孔直徑。 則有： 46.063 3463 M P ad 7 . 3 25242446.0 450 . 7 5 2 按這種方法計算時 取低值，為 80Mpa，所以 ，安全。 2.4.3頂出缸的設(shè)計 頂出缸的設(shè)計與主缸設(shè)計基本一致，在此從略。 計算得頂出缸簡圖。 圖 2-10 頂出缸簡圖 2.5 立柱部分設(shè)計計算 立柱受力情況是由液壓機結(jié)構(gòu)、工藝過程的受力和預(yù)緊狀態(tài)下的受力狀況決定的。因此，要仔細分析以上因素的影響，選擇合適的計算方法，一般有以下集中情況： 一、 立柱預(yù)緊狀態(tài)下的受力分析和強度計算。 二、 中心載荷下立柱的受力分析和強度計算。 三、 偏心載荷狀態(tài)下，對活塞式和柱塞式油缸，立柱和導(dǎo)套間隙均等 狀態(tài)下，立柱徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 的 受力分析和強度計算。 四、 偏心載荷狀態(tài)下，對活塞式和柱塞式油缸，立柱和導(dǎo)向套間隙不等，因此，僅一側(cè)立柱承受偏心負荷產(chǎn)生的水平力時，立柱的受立分析和強度計算。 在以上各種情況下，受力分析和強度計算中，均做了以下假設(shè)： 一、 活塞（柱塞）與活動橫梁均為剛性連接。 二、 空間受力情況可簡化為平面框架，框架每側(cè)代表兩根立柱，且每側(cè)的兩根立柱受力均等。 三、 上橫梁和工作臺的剛度均遠遠大于立柱的剛度，因此可認為上橫梁和工作臺是絕對剛體。 四、 各作用力均可簡化為集中力。 五、 不考慮由于制造、安裝而后使用過程中受熱影響等產(chǎn)生的 附加應(yīng)力。這些假使均屬一般性的，而且與實際設(shè)計的結(jié)構(gòu)基本相符。 中心載荷作用下立柱強度計算 在中心載荷作用下，立柱只承受拉伸應(yīng)力，其應(yīng)力可按下式計算： 785.0 2 nDp 式（ 2.15） 公式中： P 公稱壓力（ kgf） D 立柱最小直徑（取螺紋退刀槽處的直徑） （ cm） n 立柱數(shù)量（一般為 n=4） 立柱許用拉伸應(yīng)力。對 45 鋼來說 500 800kgf/cm2 則根據(jù)上式計算 2/53.75242323785.0 1 2 5 0 0 0 0 cmk g f 計算可得， 符合設(shè)計要求。 完全的中心載荷和受力完全均等，僅僅是一種理想的狀態(tài)。實際結(jié)構(gòu)中，各零件連接處不可避免的會有不均勻現(xiàn)象；立柱端面變化處的應(yīng)力集中；工作中總會由于模具安裝不準確，工件變形阻力不對稱等各種因素使實際應(yīng)力分布不均勻，形成局部應(yīng)力較計算應(yīng)力為高的現(xiàn)象。因此許用應(yīng)力取得較低是必要的，合理的。 一、 立柱受力情況及結(jié)構(gòu)尺寸 F 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 2-11 立柱受力簡圖 P=1250000kgf L=262cm B=166cm e0=3%B=4.98cm (YL)max=105cm (YL)min=47cm Ymax=0.644 Ymin=0.211 Zmax=0.551 Zmin=0.118 Y+Z=0.762 本計算仍取 e=e0 立柱插入上梁部分： d1=23cm F1= 265.415d4/1 2 cm2 W1=0.098D3=1192.366cm2 立柱插入下活動梁部分： D2=26cm F2=530.66 cm2 W2=0.098D3=1722.448 cm2 二、 受力分析 將四柱結(jié)構(gòu)簡化或用平面結(jié)構(gòu)代替。設(shè)兩側(cè)立柱受力均勻，上橫梁和下活動梁為絕對剛體。受力情況如下圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 水平力 作用下計算圖形（ ）左立柱 （ ) 右 立 柱（ ）上橫梁 （ ）合成彎矩圖 圖 2-13 計算圖形 三、 立柱插入處應(yīng)力 立柱插入上橫梁截面 2111 /1500120024 cmk g fmWMKmFP 式中 035.1)762.0 644.05.01(166 98.421)5.01(21221 ZY YB em 143.0762.08 )644.02(644.0)(8 )2(2 ZY YYm M1=Pe=1250000 4.98=6225000kgf-cm 則 21 /46.1425143.0336.11926225000035.14 1 5 . 2 6 54 1250000 cmk g f 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 立柱插入下活動梁截面 22122 m4 mWMKFP 式（ 2.16） 式中 1 . 0 3 55.01(21 21 ）ZYYB em 0 . 0 6 80 . 7 6 280 . 6 4 4)(8m222 ZYY 則 22 /8 3 4 . 6 4 k0 . 0 61 7 2 2 . 4 4 86 2 2 5 0 0 05 3 0 . 6 641 2 5 0 0 0 0 cmgf 符合設(shè)計要求。 四、 立柱預(yù)緊部分計算 設(shè)計時取預(yù)緊系數(shù) Z=1.5,由于立柱插入上橫梁處直徑 d1=24cm, 插入工作臺內(nèi)的直徑為 d2=26cm,兩處退刀槽尺寸均為 d3=23cm,故只計算插入上橫梁部位即可滿足要求。 P=1250000kgf Z=1.5 E1=2.1 105kgf/cm2 E2=1.06 106kgf/cm2 F1= 2241d= 22 16.4 5 2244 cm F2= 2222524 5.78)2426(4)(4 cmdd F1 每一立柱插入部分截面積（ cm2） F2 每一立柱對工作臺或上橫梁受壓區(qū)承壓面積 Ke= 0 .5 0 5102 .11006.15612 EE 預(yù)緊力 P1為 : P1=1222 FKeFKeFP 式（ 2.17） = k g f5101 . 5 11 2 5 0 0 0 04 5 2 . 1 67 8 . 50 . 5 0 5 7 8 . 50 . 5 0 55.1 工作狀態(tài)下立柱所受總拉力 P2為 : P2 =12122 FKeF FKeF P =4 5 2 . 1 67 8 . 50 . 5 0 5 1 2 5 0 0 0 04 5 2 . 1 67 8 . 50 . 5 0 52 =1.3510 kgf 則插入部分拉應(yīng)力為 : 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 26212/7 4 6 . 4 24 5 2 . 1 641035.1/1 5 0 01 2 0 04cmk g fcmk g fFP 螺紋空刀槽處拉應(yīng)力為 : 22632 /8 1 2 . 7 323441035.144cmk g fdP 立柱臺肩部分擠壓應(yīng)力為： 2225222 1 /481)2426(14.31051.1 cmk g fdDP ）（擠 五、 立柱螺紋強度計算 根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)已知 d=23cm dnp=24cm d1=23.75cm S=0.13cm h=26.5cm k=0.81 n=4 P2=1.35 106kgf 緊固螺紋受力 P1為 : P1=k g fNIP 3820 .32 6 .541 3 5 0 0 0 02 螺紋底部厚度 : a=ks=0.81 0.3=0.243cm 螺紋剪切應(yīng)力為： 21/85.210243.075.2314.33821d1cmk g faP 式（ 2.18） 式中： a 螺紋牙根部寬度（ cm） 去 a=KS K 螺紋完滿系數(shù)， K=0.81 螺紋擠壓應(yīng)力為： 22221221/45.407)75.2324(785.03 8 2 1)785.0cmk g fddP（擠 式（ 2.19） 螺紋的彎曲應(yīng)力為： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 2211/13.158243.075.2314.325.0382133cmk g fadtP 彎 式（ 2.20） t 螺紋牙高（ cm） t=1/2(d-d1) 算得，滿足設(shè)計要求。 2.6 柱塞與活塞 柱塞一般用 45號或 5號碳鋼制成，也可采用冷硬鑄鋼，表面硬度應(yīng)高于 HRC45。表面處理的方法有以下幾種： 0采用調(diào)質(zhì)處理，但硬度往往達不到要求；火焰表面淬火，該方法比較簡單，但有時會形成軟帶；用中頻或工頻淬火，該 方法可以達到要求：表面鍍駱，該方法效果很好，硬度可達 HRC50-55，但鍍層不宜太厚；表面堆焊不銹鋼，這種方法也可取得很好的效果，熱處理后硬度可達 HRC50 以上；氮化處理，這種方法處理后的柱塞硬度很高，耐磨性和耐腐蝕性都比較好，如采用滲氮鋼 34CrAlA、 35CrAl、 38CrMoAl等滲氮后，硬度可達 HRC60以上；對 45 號鋼柱塞進行離子軟氮化處理，硬度可達 HRC64，具有處理時間短、質(zhì)量好、變形小、表面粗糙度低等優(yōu)點。 柱塞在承受中心載荷時，只受軸向壓力，在承受偏心載荷時，還存在彎矩的作用應(yīng)按壓彎聯(lián) 合作用來進行強度核算。 根據(jù)設(shè)計需要，現(xiàn)決定采用實心柱塞 如圖所示 一、 截面強度校驗： 中心載荷時只承受軸向壓力，其橫截面上的壓應(yīng)力為： s p 式（ 2.21） 公式中 P 液體壓力。 圖 2-24 柱塞簡圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 偏心載荷時， -截面受彎聯(lián)合作用，次截面上的軸向合成英里（單位為 Pa）為： )10( 4 WMPh 式（ 2.22） 公式中 -截面的彎矩，單位為 .cm，可近似地取為 MFne 其中 Fn為液壓機的總壓力，單位為 N； e為最大允許偏心距，單位為 cm； -截面的截面系數(shù)，單位為 cm3 對于椴鋼 = 610150 pa 因此則有： 643 10150)10500 105 0 0 01 2 5 0 0 0 0( MPa 滿足設(shè)計要求。 二、有關(guān)尺寸的選擇 1dH 221 HLL 公式中 : H 柱塞插入橫梁內(nèi)的長度； L1、 L2 分別為直徑 D1和 D2處與活動橫梁的配合長度； D2比 D1小 2% 4%。 當柱塞長度 L與尊敬 d1之比大于 10時，要進行縱向失穩(wěn)的穩(wěn)定性校核。 2.7機身的緊固 四柱式液壓機機身必須用鎖緊螺母和可靠的緊固，并具有足夠的預(yù)緊力，否則在液壓機加壓時，立柱臺肩與工作臺面、調(diào)節(jié)螺母與上橫梁接觸平面間產(chǎn)生間隙。泄壓換向回程時，產(chǎn)生振動，并使立柱臺肩和工作臺接觸平面間產(chǎn)生沖擊載荷，可導(dǎo)至鎖緊螺母松退，立柱精度因 此被破壞。更為嚴重的是由于立柱臺肩和工作臺接觸面積較小，沖擊載荷會造成臺肩局部墩粗。墩傷接觸的工作臺表面，造成檢修時，立柱不易從活動橫梁導(dǎo)套孔中抽出。 緊固的方法有以下幾種： 一、 普通緊固 鄭重方法是用扳手來旋緊鎖緊螺母，它所能達到的預(yù)緊力，受到扳手孔，扳手強度以及安裝所能施加的旋緊力等限制，力量是較小的。因此，只能用噸位小的液壓機的聯(lián)結(jié)裝配中。 二、 加壓情況下緊固 這種方式利用液壓機本身加壓后，使立柱承載伸長時，用扳手將調(diào)節(jié)螺母旋緊，泄壓后立柱回縮得到緊固連接，其預(yù)緊力的大小主要由液壓機壓力大小來決定，通 常取工稱壓力的 1.5-2倍，泄壓時也需加壓后旋松。 此方法緊固較可靠，泄載也較方便，對于四螺母結(jié)構(gòu)立柱與工作臺面貼合的四個調(diào)節(jié)徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 螺母的緊固，采用此方法較為有利。與上橫梁下平面貼合之四個調(diào)節(jié)螺母用于調(diào)節(jié)機器精度，此時，調(diào)節(jié)精度時所需加的壓力要比所經(jīng)力大。對于三螺母結(jié)構(gòu)，只能做到上橫梁連接部分的預(yù)緊，對工作臺連接部分，則只能用其他方法預(yù)緊。 三、 加熱緊固 此方法是靠立柱一端的熱脹，在立柱的一端鉆 40-60mm直徑的孔，孔的深度要大雨橫梁高度，孔內(nèi)通過高壓蒸汽或用火焰加熱，也可采用電加熱法。加熱時應(yīng)將兩對角立柱同時 加熱。 012211 )414 1( LPFEFEL 式（ 2.22） 式中： E1， E2 立柱和工作臺材料彈性模量 (kgf/cm2) F1， F2 每一立柱預(yù)緊部分截面積而后工作臺預(yù)緊受壓區(qū)截面積（ cm） P1、 L0 分別為預(yù)緊力 (kgf)、立柱預(yù)緊部分長度（ cm） 加熱升高溫度： )( 01 CLLt 式（ 2.23） 式中： u 每加熱 1 C0 的線膨脹系數(shù)。 對于鋼材 u 0.00001199(1/c) 加熱后立柱溫度： tt1t0 式（ 2.24） 式中： t0 室溫。 立柱螺母旋進角度： )(360 0S L 式（ 2.25） 式中： S 螺距（ cm） 四、 液壓緊固 利用液壓油缸加壓來使立柱伸長而鎖緊螺母，工作原理見圖所示： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 圖 2-25 液壓緊固法 液壓缸 1 支撐于導(dǎo)套 3上，活塞 2及立柱 5用螺母 4連接起來。當液壓缸內(nèi)通入高壓油 P 時，活塞 2上升將立柱拉長后即可鎖緊。用此法立柱螺紋部應(yīng)加長，以保證活塞 2旋入后有足夠的強度。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 3 1250壓磚機電氣系統(tǒng)的控制 3.1電氣系統(tǒng)的概述 本機采用三相交流 380V、 50Hz 電源，控制電壓交流 220V 和信號中路，電壓 6.3V是通過控制變壓器得到的。 本機設(shè)有電器箱一只，并排安裝在主機 旁邊，箱內(nèi)裝有電源開關(guān)、熔斷器、接觸器、控制變壓器和可編程程序控制器等元件。活動按鈕站上設(shè)有時間繼電器、選擇開關(guān)、控制按鈕、信號燈等，可實現(xiàn)對壓機的集中控制，同時可通過各種指示燈隨時掌握主機的工作情況?？紤]到接線和維修方便，本機設(shè)有二個電氣分線盒，分別安裝在主機梁頂上的動力站上和工作臺下部。 根據(jù)工藝要求，本機電氣控制系統(tǒng)為全自動電氣控制系統(tǒng)。在工作過程中，主機的空載下降、壓制壓下、主缸充液、排氣、卸壓、主缸上升、脫模缸下降為連貫動作。在工作過程中，如按“靜止”按鈕則滑塊停止工作，若恢復(fù)“靜止”按鈕則滑塊繼 續(xù)工作。 3.2電氣原理說明 一、 動力電路： （ 1） QF為電源總關(guān)，它是由電動空氣開關(guān)組成，按下活動按鈕站上的電源。 總關(guān)按鈕，但必須把電氣箱的門關(guān)閉好，本機接通三相電源，此時“有電”指示燈發(fā)光。如果要維修電氣箱，可以把電氣箱門拉開，把開門斷電開關(guān)按下既可，但必須是專業(yè)人員進行維修。 （ 2）本機各油泵的拖動均采用三相鼠籠異步電動機，其中 M101、 M113采用星 三角轉(zhuǎn)換降壓起動方式，其余均采用直接起動方式。 二、 可編程序控制器： 本機采用先進的可編程序控制器控制中心，各種工作旋鈕、按鈕、行程開關(guān)、時間繼電器 、壓力傳感器把信息或信號傳遞給可編程序控制器，可編程序控制器根據(jù)已編制好的程序，運行程序并執(zhí)行其運行結(jié)果，從而去控制各種輸出元件：電磁鐵、時間繼電器，其程序已由生產(chǎn)廠家根據(jù)實際情況編制好，并貯存在 CPU單元的 RAM中，通過編程器可以更改程序。但非專業(yè)人員切勿動置。 三、 壓機工作過程及說明 （ 1）將電源控制鑰匙旋鈕開到通狀態(tài)； （ 2）設(shè)置工作規(guī)范。 四、 編程控制示例 現(xiàn)以主缸動作為例，簡述電機動作順序如下（參見液壓原理圖）： （ 1）主缸空載快下 上?？焖傧滦械臈l件為接近開關(guān) SQ5。布料小車回到工作后位，接近開 關(guān) SQ11觸發(fā)。徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 比例先導(dǎo)閥 DT113得電，使插裝閥 109A的開啟量為定值，同時電磁閥 DT206、 DT303、 DT304得電，關(guān)閉插裝閥，打開開關(guān) 507，這樣主油缸活塞桿腔排油，動梁開始下行。 （ 2） 主缸空載慢下 當上模越過為啟動制動而輸入的設(shè)定點時，關(guān)閉 DT303，打開插裝閥 303，調(diào)節(jié)閥 307的大小來確定制動沖擊壓力，這樣上模下行的速度下降。 （ 3）慣性壓制壓下 DT303得電，插裝閥 303關(guān)閉，使主液壓缸上下腔受力均等，主液壓缸慣性下降。 （ 4）一次排氣 低壓加壓完畢，電磁閥 DT303、 DT304均失電 ，插裝閥 302打開，增壓器及主油缸內(nèi)的壓力油均泄放掉。排氣時間設(shè)為 T4。 （ 5） 封閉充液窗口 排氣完畢， DT204得電，插裝閥 204關(guān)閉。 DT301得電，液壓油經(jīng)單向閥 508進入主壓缸上腔，與此同時，液壓油經(jīng)插裝閥 205、 206進入主壓缸下腔，兩腔壓力保持平衡，沖液窗口封閉。 （ 6）一次壓下 DT205得電，液壓油直接進入主壓缸上腔，且 DT303、 DT304得電，關(guān)閉插裝閥，從而關(guān)閉進入下缸的油路。與此同時打開 DT404、 DT405，液壓油進入框模油缸上腔，框模油缸下降。 （ 7）二次排氣 液壓油由 DT308進入主壓缸上腔，再由 DT206排出，關(guān)閉 DT208,打開插裝閥，防止液壓油回流，時間為 T5。 （ 8）二次壓下 與一次壓下各元件動作相同。 （ 9）三次排氣 DT206、 DT302得電，插裝閥 206、 302工作，油路關(guān)閉， DT308得電，增壓缸及主油箱內(nèi)的壓力油均泄放掉。排氣時間為 T4。 （ 10）預(yù)壓 與二次壓下各元件動作相同。 （ 11）增壓 液壓油進入上油腔， DT203、 DT304得電，插裝閥工作，出油回路關(guān)閉。主缸內(nèi)液壓油保壓一定時間，時間為 T10。目的式有利于磚坯的成型。 （ 12）蓄能 DT310打開， 液壓油進入蓄能器。 （ 13）卸壓 打開出油回路，液壓油流出，主缸內(nèi)、增壓器大小腔內(nèi)的壓力油通油罐，壓力迅速卸徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 掉，為上模的回程做準備，卸壓時間為 T11。 （ 14）回程 DT205、 DT206、 DT207得電，插裝閥工作，進入上油腔通道關(guān)閉。上模及增壓活動缸開始回程。在上?；氐缴舷尬?，磚坯被頂出后，布料小車開始前移推出磚坯，同時新的壓制循環(huán)開始。 3.3梯形圖及編程 以下為此過程的“半自動”、“雙動拉伸” PLC 梯形圖以及語句表 圖 3-1 PLC梯形圖 梯形圖語句表： LD X0 OR Y0 OR Y1 OR Y2 OUT Y0 OUT Y1 OUT Y2 LD X0 OR M0 ANB X1 OUT M0 LD X1 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 OR M1 ANI M0 ANI X2 OUT M1 LD X2 OR M2 ANI M1 ANI X3 OUT M2 LD X3 OR M3 ANI X4 OUT M3 LD X4 OR M4 ANI KT1 OUT M4 LD M4 OUT T1 LD T1 OR M5 ANI T2 OUT M5 LD M5 OUT T2 LD T2 OR M6 ANI X5 OUT M6 LD X5 OR M7 ANI T3 OUT M7 LD M7 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 OUT T3 LD T3 OR M8 ANI X6 OUT M8 LD X0 OR M9 ANI X7 OUT M9 LD X0 OR M10 ANI X8 OUT M10 LD M0 OR M2 OR M3 OR M6 OR M8 OUT Y3 LD M0 OR M1 OR M2 OR M3 OR M6 OR M8 OR M9 OR M10 OUT Y4 LD M2 OR M3 OUT Y5 OUT Y9 LD M6 OUT Y6 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 OUT Y7 LD M2 OUT Y8 LD M0 OR M1 OUT Y10 OUT Y13 LD M0 OUT Y11 LD M0 OUT Y12 LD M1 OR M5 OR M6 OR M7 OR M8 OUT Y14 LD M1 OUT Y15 LD M5 OR M6 OUT Y16 LD M7 OR M8 OUT Y17 LD M9 OUT Y18 LD M17 OUT Y19 END 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 4 調(diào)運，安裝與調(diào)試 4.1壓磚機調(diào)運分如下幾個部分： 一、壓磚機主體； 二、送料及夾磚裝置； 三、液壓站； 四、電控箱（ 2個 ）； 五、儀表柜、蓄能器、隨機備件等； 六、液壓控制閥塊； 壓磚機整機吊裝可利用主機上梁兩端的兩個吊耳及下梁的四個窗口吊裝。吊裝時不得損壞主機上的任何一個零件。 4 2安裝與調(diào)試 4.2.1條件 一、由生產(chǎn)廠家提供如下： （ 1）地基基礎(chǔ)圖（已預(yù)先交給用戶） （ 2）模具安裝圖（已交給用戶） （ 3）合格的售后服務(wù)人員 二、用戶應(yīng)提供 （ 1）三相四線制電源（線電壓 380V） ,并且應(yīng)在主電控柜附近，配備 300A空氣開關(guān) 1個； （ 2）冷卻塔及循環(huán)水管至液壓站冷卻器附近，循環(huán)水池體積不小于 30m3； （ 3）壓縮氣源（ 壓力 0.8MPa,36m3/h）及內(nèi)徑為 10的軟管接頭； （ 4）“ L-HM46”抗磨液壓油 6桶（ 170kg/桶）； （ 5）模具總成及加熱裝置； （ 6）專業(yè)的吊裝人員及吊裝工具等。 4.2.2安裝 一、主機的就位與調(diào)整 （ 1）將壓磚機主吊機離基礎(chǔ)地面至少有 100mm的距離，將四個鎖塊鎖上。 （ 2）確認基礎(chǔ)面工字鋼上無任何異物，將壓機緩慢下降，保證四個鎖塊都在工字鋼上面。注意壓磚機正前方向應(yīng)與磚坯的輸送方向保持平行，保證坯磚順利輸送、碼垛、傳送。 （ 3）調(diào)整主機水 平，將下梁工作臺擦拭干凈，將柱式水平儀放在工作臺面上，用千斤頂輔助調(diào)整工作臺的水平。必要時在壓磚機與鎖塊間用鐵片墊入、塞緊。當工作臺完全徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 調(diào)平后，將鎖塊用螺母鎖緊，用電焊機將鎖塊與工字鋼接合處焊牢。 二、安裝送料裝置 將送料裝置垂直吊高并移近主機下活動梁后方恰當位置，用螺栓將送料裝置固定在下活動梁上。 三、模具的安裝 （ 1）檢查模具總成或高度應(yīng)同本公司模具安裝圖尺寸一致； （ 2）用葫蘆或鏟車等將模具吊放在模具車上； （ 3）將模具車推到壓磚機主機正前方，左右看正后將模具推入下活動梁內(nèi)，將模具相應(yīng)的螺栓鎖緊； （ 4）打開機械鎖，將節(jié)流閥調(diào)至最小，按“上模降”時活動梁緩慢落至上模墊板上，將上模墊板鎖緊在活動梁上； （ 5）打開磁吸開關(guān)檢查磁吸是否正常； （ 6）按“上模升”鍵使活動梁上升，關(guān)閉機械鎖；