曲柄滑塊機(jī)構(gòu)及其特性研究(畢業(yè)設(shè)計(jì))

1、前言：隨著工業(yè)的發(fā)展，不同規(guī)格的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)被應(yīng)用到了更多的機(jī)械 中。它在機(jī)械制造工業(yè)以及其它工業(yè)的生產(chǎn)中的作用愈來愈顯著，例如 在汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電子、醫(yī)療機(jī)械、國防、航空航天以及日用品等工 業(yè)部門都有廣泛的應(yīng)用。因而提高機(jī)械的自動(dòng)化程度，降低工人的勞動(dòng) 強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件都離不開對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的研究。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在 壓力機(jī)內(nèi)是重要的主機(jī)構(gòu)。十九世紀(jì)末才出現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的曲柄壓力機(jī)。 前期二十世紀(jì)末，由于汽車工業(yè)的興起，曲柄壓力機(jī)得到了迅速的發(fā)展。近年來，電子、通訊、計(jì)算機(jī)、家電及汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，對沖 壓零件的需求量迅猛增長。尺寸與形狀均趨于標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的功能性 沖壓件，生產(chǎn)批量越來越大（

2、如中小型電機(jī)的定轉(zhuǎn)子硅鋼片、高壓器硅 鋼片、刮臉刀、（it芯片等），為降低成本和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，這類零件 很適合在高速壓力機(jī)上進(jìn)行大批量生產(chǎn)；1910年，美國亨利拉特公司首創(chuàng)四柱底傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的壓力機(jī)，迄今已 有近100年的歷史，直到今天才是壓力機(jī)發(fā)展的最為興旺的時(shí)期。壓力 機(jī)的速度不斷被刷新，如日本電產(chǎn)京利的mach-100型超高速精密壓力 機(jī)。中國加入wto之后，市場全球化的步伐加快，競爭越來越劇烈嚴(yán)酷, 因此，各行業(yè)對沖壓件提出了精度高、質(zhì)量好、成本低等更高的要求。一、曲柄壓力機(jī)的分類及型號：壓力機(jī)包括液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)的壓力機(jī)，鍛壓機(jī)器共分為機(jī)械壓力 機(jī)、液壓機(jī)等八類，在八類鍛壓機(jī)器中，每

3、類又分為十列，每列又分十 組。主要參數(shù)與基本型號相同，只是次要參數(shù)與基本型號不同的，稱為 變型，要在類代號的字母后加一個(gè)字母a、b、c，依次表示第一、第二、第三次變型。曲柄壓力機(jī)的型號用漢語拼音字母、英文字母和數(shù)字表示，例如 jc23-63a型號的意義是：j c 23 - 63 ai i i i 1結(jié)構(gòu)和性能比原型作了第一次改進(jìn)i |1630kn （主參數(shù)）i i 1第二列第三組，開式雙柱可傾壓力機(jī)i 1次要參數(shù)與基本型號不同的第三種變型1機(jī)械壓力機(jī)（類代號）現(xiàn)將型號的表示方法敘述如下： 第一個(gè)字母為類代號，用漢語拼音字母表示。 第二個(gè)字母代表同一型號產(chǎn)品的變型順序號。篦二 篦四個(gè)教字分別為別

4、 細(xì)代號橫線后面的數(shù)字代表主參數(shù)。一般用壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力作為主參數(shù)。 最后一個(gè)字母代表產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)和性能上有所改進(jìn)的順序號。有些鍛壓設(shè)備，緊接列、組代號的后面還有一個(gè)字母, 代表設(shè)備的通用特性，例如j21g-20中的代表“高速”；j29k-25 中的代表“數(shù)控”。二、壓力機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)：圖一曲軸壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖中：1-電機(jī)2-皮帶輪3、4-齒輪5-離合器6-連桿7-滑塊電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)皮帶輪系統(tǒng)2將動(dòng)力傳到小齒輪3,通過小齒輪3與大 齒輪4的嚙合將動(dòng)力傳到曲柄軸上，再利用曲軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊7 的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。制動(dòng)器與離合器都安裝在曲柄軸上，在電動(dòng)機(jī)不切斷電源的情況下， 滑塊的動(dòng)與停是通過操

5、縱開關(guān)控制離合器和制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)制動(dòng)器松 閘，離合器結(jié)合時(shí)，將傳動(dòng)系統(tǒng)與曲柄連桿機(jī)構(gòu)連通，動(dòng)力輸入，滑塊 運(yùn)動(dòng)；當(dāng)需要滑塊停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，將離合器分離，將傳動(dòng)系統(tǒng)與曲柄連桿機(jī) 構(gòu)脫開，同時(shí)運(yùn)動(dòng)慣性被制動(dòng)器有效地制動(dòng)，使滑塊運(yùn)動(dòng)及時(shí)停止。三. 曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)能反映出壓力機(jī)的工作能力，所能加工工件的尺寸范圍, 有關(guān)生產(chǎn)率等的指標(biāo)主要技術(shù)參數(shù)有：(1) 標(biāo)稱壓力fg ( kn )及標(biāo)稱壓力行程sg ( mm )o標(biāo)稱壓力fg:指滑塊距下死點(diǎn)某一特定距離(稱標(biāo)稱壓力行程sg)時(shí)滑 塊允許承受的最大作用力。標(biāo)稱壓力角ag:與標(biāo)稱壓力行程對應(yīng)的曲柄 轉(zhuǎn)角定義為標(biāo)稱壓力角。只有在標(biāo)稱壓

6、力行程sg內(nèi)，設(shè)備的工作能力才 能達(dá)到fg (或稱額定壓力)值。標(biāo)稱壓力系列：主要取優(yōu)先數(shù)系列，63,100,160,250, 315kn(2) 滑塊行程s (mm)指滑塊從上死點(diǎn)至下死點(diǎn)所經(jīng)過的距離，其值為曲柄半徑的兩倍。 通?；瑝K行程隨設(shè)備標(biāo)稱壓力值的增加而增加：部分壓力行程是可調(diào)的。 滑塊行程次數(shù)n ( 1/min)指連續(xù)工作方式下滑塊每分鐘能往返的次數(shù)，與曲柄轉(zhuǎn)速對應(yīng)。通用壓力機(jī)設(shè)備越小，行程次數(shù)越大：高速壓力機(jī)行程速度是可調(diào)的。(3) 閉合高度壓力機(jī)的閉合高度-一-是指滑塊在下止點(diǎn)時(shí)，滑塊底面到工作臺上 平面(即墊板下平面)之間的距離。壓力機(jī)的閉合高度可通過調(diào)節(jié)連桿長度在一定范圍內(nèi)變

7、化。當(dāng)連 桿調(diào)至最短(對偏心壓力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最小)，滑塊底面到工作臺上平 面之間的距離，為壓力機(jī)的最大閉合高度；當(dāng)連桿調(diào)至最長（對偏心壓 力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最大），滑塊處于下止點(diǎn)，滑塊底面到工作臺上平面之 間的距離，為壓力機(jī)的最小閉合高度。壓力機(jī)的裝模高度一一指壓力機(jī)的閉合高度減去墊板厚度的差值。 沒有墊板的壓力機(jī)，其裝模高度等于壓力機(jī)的閉合高度。模具的閉合高度是指沖模在最低工作位置時(shí)，上模座上平面至下 模座下平面之間的距離。模具閉合高度與壓力機(jī)裝模高度的關(guān)系圖二模具裝模高度與閉合高度的關(guān)系（4）工作臺尺寸 包括工作臺平面尺寸和工作臺漏料孔尺寸。（5）模柄孔尺寸 主要針對開式壓力機(jī)，用于固定上

8、模。四. 機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分類及設(shè)計(jì)要求。機(jī)身是壓力機(jī)的一個(gè)基本部件。所有零部件均安裝在機(jī)身上，工作時(shí) 要求受全部工作變形力。機(jī)身在變形力的作用下引起的彈性變形會(huì)影響 到?jīng)_壓件的質(zhì)量及模具的壽命。另外，運(yùn)動(dòng)部分的速度及受力的變化會(huì) 引起震動(dòng)它將部分地由機(jī)身吸收。機(jī)身的特點(diǎn)是質(zhì)量大，約占整個(gè)機(jī)身 質(zhì)量的50-60%左右。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工量大約占整個(gè)壓力機(jī)加工量的20-30% 左右。因此，機(jī)身的合理設(shè)計(jì)對減輕壓力機(jī)重量、提高壓力機(jī)剛度，減 少制造工時(shí)，改善壓力機(jī)外觀，提高沖壓件質(zhì)量都有直接影響。開式壓力機(jī)是三面敞開，便于操作。但剛度較差，受力后在喉口處要 產(chǎn)生角變形，直接影響沖壓件的質(zhì)量及模具壽命。所以

9、限制了開式壓力 機(jī)的公稱力，只能適應(yīng)于中小規(guī)格的壓力機(jī)。為彌補(bǔ)開式壓力機(jī)的缺陷， 出現(xiàn)了在機(jī)身正面加二根拉桿的結(jié)構(gòu)。但這樣會(huì)影響壓力機(jī)的適用范圍， 只適用于裝有帶料或卷料自動(dòng)送料壓力機(jī)上。開式壓力機(jī)的機(jī)身改變結(jié)構(gòu)形式，就能組成不同類型的開式壓力機(jī)。 根據(jù)工作臺后側(cè)是否敞開可分為單柱和雙柱兩種形式，根據(jù)工作臺的結(jié) 構(gòu)型式不同，可分為固定臺、活動(dòng)臺、柱形臺、可傾式等。表一壓力機(jī)的類型單柱壓力機(jī)j11單柱固定臺壓力機(jī)j12單柱活動(dòng)臺壓力機(jī)j13單柱柱形臺壓力機(jī)開式壓力機(jī)j21開式固定臺式壓力機(jī)j22開式活動(dòng)臺壓力機(jī)j23開式固可傾壓力機(jī)j25開式雙點(diǎn)壓力機(jī)j29開式底傳動(dòng)壓力機(jī)雙柱壓力機(jī)便于后岀料，

10、有利于機(jī)械化及自動(dòng)化?；顒?dòng)臺壓力機(jī)可 以在較大范圍內(nèi)改變壓力機(jī)裝模高度。適應(yīng)工藝范圍較廣。柱形臺壓力 機(jī)機(jī)身由于工作臺為一柱形體。適用于環(huán)形或筒形件上的沖孔或成形。 機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：1 機(jī)身在滿足強(qiáng)度、剛度的條件下，力求重量輕，節(jié)約金屬。2結(jié)構(gòu)力求簡單，并使裝上的所有部件、零件容易安裝、調(diào)整、修理和 更換。3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)便于鑄造、焊接和加工。4必須有足夠的底面積，保證壓力機(jī)的穩(wěn)定性。5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求外形美觀。機(jī)身結(jié)構(gòu)分為鑄造和焊接兩種。鑄造結(jié)構(gòu)一般用灰鑄鐵。材料比較 容易供應(yīng)，消振性能好。但質(zhì)量較重。剛度較差，適用于成批生產(chǎn)。焊 接結(jié)構(gòu)一般用q235-a鋼板。質(zhì)量較輕，剛度較好，外

11、形美觀。但消振性能較差適用于單件小批生產(chǎn)。對于采用鑄造還是焊接結(jié)構(gòu)，視各廠條件 而定，隨著工業(yè)水平的發(fā)展，焊接結(jié)構(gòu)必然會(huì)更廣泛的被采用。表二 焊接和鑄造機(jī)身的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較:比較項(xiàng)目鑄造結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)機(jī)身重量100%70-80%機(jī)加工工時(shí)100%220-250%制造費(fèi)100%110-130%抗震能力好差生產(chǎn)周期長短機(jī)械性能差優(yōu)工藝性廢品率大，有缺陷廢品率小，有缺陷車間單位面積產(chǎn)量低，70%高，100%鑄造成本（批量大時(shí)）100%105-120%鑄造機(jī)身的設(shè)計(jì)鑄造機(jī)構(gòu)機(jī)身一般采用ht200灰鑄鐵?；诣T鐵的抗拉強(qiáng)度大，為本身抗拉強(qiáng)度的3-4倍，消振能力比鋼大10倍，彈性模數(shù)較低，可獲得比鑄鋼更薄而

12、復(fù)雜的鑄件，鑄件中殘余內(nèi)應(yīng)力及翹曲變形較鑄鋼小。對冷卻速度敏感性大，因此屬截面容易形成疏松。故灰鑄鐵件當(dāng)壁厚超過其臨界值時(shí)，隨著壁厚的增加其機(jī)械性能反而顯著下降；流動(dòng)性能好，表面光潔，因而加工余量比鑄鋼小。在不同截面上性能較均勻，所以適合于制造要求高。而截面不一的較為厚的大型鑄件。表三砂型鑄件的最小壁厚鑄件尺寸最小尺寸mm< 200 x 2005-67200 x 200-500 x 5006-10> 7500 x 50015-20表四灰鑄鐵的筋板厚度零件重量kg最大外形尺寸mm筋的厚度mm11-60750661-10012508101-50017008501-80025001080

13、1-1200300012表五灰鑄鐵件的最小鑄孔大量生產(chǎn)：12-15mm成批生產(chǎn)：15-30mm小批、單件生產(chǎn)：30-50mm鑄造機(jī)身設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)：1 鑄件結(jié)構(gòu)或泥芯形狀力求簡單，盡可能采用直線輪廓。2 避免出現(xiàn)使造型發(fā)生困難的死角和內(nèi)凹。3分型面力求簡單，數(shù)目力求減少。4 合理設(shè)置凸臺和圓座。5 盡量避免采用型芯。6要保證型芯能牢固地安置在鑄件里，型芯的透氣性要好。 焊接機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在焊接機(jī)身中，最常用的材料為q235-a鋼板。有時(shí)候亦用16mn鋼 板。q235-a鋼板在普通條件下可焊接?？珊感院谩．?dāng)環(huán)境溫度低于-5°c 時(shí)，當(dāng)板厚大于20mm,結(jié)構(gòu)剛度大時(shí)，結(jié)構(gòu)剛度大時(shí)，需預(yù)

14、熱并焊后消 除內(nèi)應(yīng)力熱處理。鋼板的化學(xué)成分直接影響到焊縫的機(jī)械性能，碳的含量增高時(shí)，焊縫強(qiáng)度高。但塑性下降，鎰是焊縫中一種非常有利的元素。提高猛的含量后，可以使焊縫處金屬機(jī)械性能提高，除了強(qiáng)度提高外，它的塑性也增大也增大但同時(shí)提高猛和碳的含量不合適的。通常希望焊縫中含(0. 6-0. 9 ) %mno焊接前鋼板需經(jīng)整平，對厚鋼板要加熱整平。氣割下料后在經(jīng)坡口 加工，對厚鋼板為防止焊后產(chǎn)生裂縫,焊前必須預(yù)熱，預(yù)熱溫度為100-150 °c,如鋼板為中碳鋼，則預(yù)熱溫度為：200-300°co 設(shè)計(jì)中注意問題：1 盡量減少焊縫。2結(jié)構(gòu)上形成箱體，不易變形，容易加工。3.要便于定位

15、。4焊接接頭不要錯(cuò)開，錯(cuò)開容易使筋板作用力不平衡，引起變形。5 加強(qiáng)板開孔內(nèi)處盡量都焊。6 要保證焊接空間。五. 傳動(dòng)系統(tǒng)的配置傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是把電動(dòng)機(jī)的能量傳遞給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。并對電動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，使其獲得所需要的滑塊行程次數(shù)。設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，必須使壓力機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便，性能良好外觀美觀。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在壓力機(jī)工作臺之上的為上傳動(dòng)。在工作臺之下的為下 傳動(dòng)，現(xiàn)有的通用壓力機(jī)大多采用上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。雖然下傳動(dòng)結(jié)構(gòu)亦有不 少優(yōu)點(diǎn)，例如：機(jī)械重心低，傳動(dòng)平穩(wěn)，震動(dòng)噪聲小、壓力機(jī)地面的高 度低，滑塊導(dǎo)向長度大等。但由于壓力機(jī)平面尺寸大，機(jī)器總重量比上 傳動(dòng)大10-20%,由于傳動(dòng)系統(tǒng)在地坑中，基

16、礎(chǔ)造價(jià)高，維修不便，所以 只有特殊要求時(shí)才采用。開式及閉式傳動(dòng)的比較。開式及閉式傳動(dòng)系統(tǒng)指傳動(dòng)齒輪安裝在機(jī)身 外還是機(jī)身之內(nèi)，開式傳動(dòng)齒輪工作條件較差、外形不美觀。但安裝維 修方便，而閉式傳動(dòng)齒輪工作條件較好，外形美觀。如將齒輪浸入油池中，則大大降低了齒輪傳動(dòng)的噪聲。但安裝維修較困難。一般均采用單邊傳動(dòng)，對大規(guī)格開式壓力機(jī)，且曲軸采用平行于壓 力機(jī)正面的有采用雙邊傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式。所謂雙邊傳動(dòng)就是在一根軸上 有二個(gè)齒輪共同傳達(dá)扭矩。對曲軸橫放的開式雙點(diǎn)壓力機(jī)，也采用雙邊 傳動(dòng)。壓力機(jī)的傳動(dòng)級數(shù)與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和滑塊每分鐘行程次數(shù)有關(guān)。行 程次數(shù)低，則總速比大，傳動(dòng)級數(shù)就應(yīng)多些，否則每級的速比過大，

17、結(jié) 構(gòu)不緊湊。反之行程次數(shù)高，總速比小，傳動(dòng)級數(shù)可小些?，F(xiàn)有開式壓 力機(jī)傳動(dòng)級數(shù)一般不超過三級。行程次數(shù)在80次/分以上的用單級傳動(dòng)。在選取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速越低，可以減少總速比和傳動(dòng)級數(shù)。但電機(jī)尺寸越大，價(jià)格越貴，電機(jī)效率也低。不一定適合。通常對二級 和三級傳動(dòng)系統(tǒng)采用同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，對一級傳動(dòng)采用同步轉(zhuǎn)速 1000轉(zhuǎn)/分。在各級傳動(dòng)速比的分配要恰當(dāng)。通常三角皮帶傳動(dòng)速比不超過7-9。減速比分配時(shí)，要保證飛輪有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，也要注意布置得盡可 能緊湊、美觀和長、寬、高尺寸比例恰當(dāng)。對通用壓力機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速一 般取380-450轉(zhuǎn)/分。因?yàn)檗D(zhuǎn)速太低會(huì)使飛輪作用力消弱。轉(zhuǎn)速太高會(huì)使飛輪

18、軸上的離合器發(fā)熱嚴(yán)重，造成離合器和軸承的損壞。表六 齒輪傳動(dòng)的中心距及模數(shù)齒輪副位中心距模數(shù)小齒輪傳動(dòng)形式置鑄鐵齒輪鋼齒輪鑄鐵齒輪鋼齒輪齒數(shù)單邊傳動(dòng)低速副(5-6. 5 )do(5-6. 5 ) do0. ido0. o9do14-21高速副(3-3. 5 ) do0. 72do0. o64do46-21雙邊傳動(dòng)低速副(4. 3-5. 6 )do(3. 5-4. 6)do0. 085d.)0. o7do14-22高速副(3-3. 7) do(5-6. 5 ) du(0. 056-0 .084 ) do(0. 048-0 064 ) do14-24表中：d°曲軸支承直徑mm大齒輪初定后

19、，還要校核圓周速度vv=ndon/( 60x1000)式中：d。一大齒輪分度圓直徑 n壓力機(jī)每分鐘行程次數(shù)表七允許的圓周速度傳動(dòng)形式齒輪副位 置圓周速度極限值平均值單邊傳動(dòng)低速副0. 9-3. 52. 4高速副4. 6-5. 75. 3雙邊傳動(dòng)低速副0. 7-3. 31. 6高速副對鑄鐵齒輪：3. 1-4.4對鑄鐵齒輪：4. 1對鋼齒輪：5. 5-6. 2對鋼齒輪：5.7六. 離合器和制動(dòng)器對單級傳動(dòng)壓力機(jī)的離合器和制動(dòng)器只能安裝在曲軸上。采用剛性離合器的壓力機(jī)，離合器應(yīng)裝在軸上，因?yàn)閯傂噪x合器不宜 在告訴下工作，而曲軸轉(zhuǎn)速較低。所以應(yīng)裝在曲軸上，制動(dòng)器必然也裝 在曲軸上。采用摩擦離合器時(shí)，從

20、壓力機(jī)能量消耗來看，當(dāng)離合器裝在低速軸上, 加速壓力機(jī)從動(dòng)部分所需功和離合器接合時(shí)消耗的摩擦功都較小。能量 消耗也小。從離合器工作條件看，低速軸上的離合器磨損系數(shù)小。故離 合器工作條件好，但低速軸上離合器需要傳遞較大的扭矩。離合器結(jié)構(gòu) 尺寸大，此外看，從傳動(dòng)系統(tǒng)來看現(xiàn)代壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用封閉在 機(jī)身內(nèi)，離合器不便裝在曲軸上。另外亦為了縮小離合器尺寸，降低制 造成本，一般都置于轉(zhuǎn)速較高的飛輪軸上，制動(dòng)器位置隨離合器位置而 定。因高速軸上制動(dòng)力矩小，可縮小制動(dòng)器結(jié)構(gòu)尺寸。七. 滑動(dòng)軸承壓力機(jī)常用的滑動(dòng)軸承有整體式和分開式兩種。整體式軸承結(jié)構(gòu)簡單，但磨損后無法調(diào)節(jié)軸承間隙，軸只能從軸端 部裝入。

21、而分開式軸承磨損后，可用改變墊片厚度的方法調(diào)節(jié)軸承間隙。 裝配也很方便?；瑒?dòng)軸承的滑動(dòng)速度對壓力機(jī)來講較小，而瞬時(shí)比壓很高。工作載 荷的性質(zhì)為尖峰載荷，一般采用周期油脂潤滑或稀油壓力潤滑。所以壓 力機(jī)滑動(dòng)軸承處于邊界摩擦與半液體摩擦的工作條件之下。在正常工作情況下，要求軸承與軸頸工作表面存在油膜，油膜的承 壓強(qiáng)的與潤滑性能均與工作表面的溫度有關(guān)，所以除計(jì)算軸承的瞬時(shí)比 壓外，比壓p與滑動(dòng)速度v的乘積是衡量軸承發(fā)熱與承載能力的主要指 標(biāo)。也必須進(jìn)行核算。壓力機(jī)滑動(dòng)軸承與軸頸之間的配合的選用h8/f8和h8/f7o前者配合 間隙較大能保證良好潤滑。允許在工作中發(fā)熱，用于轉(zhuǎn)速較高，支點(diǎn)跨 度較大的場

22、合。后者間隙中等，用于中等轉(zhuǎn)速。用于普通潤滑油或潤滑 脂的場合。在軸瓦上要開設(shè)進(jìn)油孔及油槽，油孔和油槽應(yīng)開在壓力最小的位當(dāng)軸頸旋轉(zhuǎn)時(shí)，將潤滑油帶到工作表面上，自然形成油膜，產(chǎn)生油壓， 以平衡外部負(fù)荷。油槽不應(yīng)開在油膜承載區(qū)內(nèi)，否則將破壞油膜的承載 能力。八. 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)開式壓力機(jī)均采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑塊作上下垂直運(yùn)動(dòng)?；瑝K行 程與曲柄轉(zhuǎn)角有關(guān)。此次設(shè)計(jì)曲柄壓力機(jī)的公稱力為800kn. 則對于小于2000kn的壓力機(jī)，其滑塊行程為s=12. 7 jo.lpg + 2 =115mm式中：r曲柄半徑mm曲柄半徑為滑塊行程的一半，則r=57mmo 入一連桿系

23、數(shù)。入之兒l連桿長度。mm當(dāng)連桿長度為可調(diào)時(shí)，取最短時(shí)的數(shù)值。ot 曲柄轉(zhuǎn)角(以下死點(diǎn)算起)，連桿系數(shù)入=01-03。入值越 大，由于力臂增加。在相同條件下，傳遞扭矩就越大。對普通一般用途壓力機(jī)：入=0. 1-0.2.對連桿滑塊間帶導(dǎo)柱的壓力 機(jī)：入=0.2-0.5。取2=0.2,則連桿 l=r/2=285滑塊速度由下式計(jì)算：v=odr ( s in ot +s in2 a ) mm/min曲柄在90。時(shí)，滑塊速度最大。 最大速度 vmax « co r « 341 nini/mino式中：3 曲柄角速度。=ttr/30=0. 105r n滑塊行程次數(shù)，設(shè)計(jì)為低速，令n=4

24、5為了計(jì)算在公稱力行程時(shí)傳遞的扭矩，必須求得在公稱力位置時(shí)的曲 軸公稱轉(zhuǎn)角理or?+(r + l-sg)?-廠2r(r + l sg)572 + (57 + 285 8)2285?=c o s t 57x2x(57 + 285-8)其中sg是公稱力行程，sg的值應(yīng)大于或等于板厚，式中sg取8伽。 曲柄扭矩的計(jì)算曲柄傳遞的扭矩由無摩擦機(jī)構(gòu)所需要的扭矩和由于存在摩擦所引起的附 加扭矩組合而成。mk =mo+m |li nm式中：mor ( sin ex + sin2 a ) mm2mu 摩擦當(dāng)量力臂。mp=m (l+x)+ra+2 (rb+r0) mm曲軸支承半徑。mmp連桿作用力。kn對于雙支承

25、曲軸直徑d。，可由下式?jīng)Q定：d0= ( 4. 4-5 ) pg mm=127mm表八曲軸具它部分尺寸式中：pg壓力機(jī)公稱力kn圖四連桿簡圖g、幾一連桿大頭及球頭半徑 和一曲柄半徑。mm由上表決定口一連桿球頭或銷軸半徑。mm對球頭：db= ( 4. 4-5 ) pg mm= 127mm 對銷軸：db=2. 7tpg mmu曲柄連桿機(jī)構(gòu)摩擦系數(shù)。對開式壓力機(jī)：h=0. 04o曲軸在公稱轉(zhuǎn)角企時(shí)發(fā)生公稱力pgo曲軸傳遞的扭矩按下式求得:mkg=pg (r ( sinag+sin2ag) + p (1+2) ra +2 (rb + r0)nm2=800x(57x (sin 28° + 0.1

26、 sin 56°)+ 0.04(1.2x57 + 0.2x127)=28189.6nm(二)、曲軸強(qiáng)度的計(jì)算 為簡化計(jì)算作如下假設(shè)：1、齒輪對曲軸的作用下要比連桿對曲軸的作用力小得多，忽略不計(jì)。2、連桿對曲軸的作用力近似等于公稱力。并分別以l/2pg作用在連桿瓦 兩側(cè)距曲柄臂2r處。3、曲軸支承反作用力作用在距曲柄臂2t處。4、曲柄頸所受扭矩要比彎矩小得多，忽略不計(jì)。反之，支承頸彎矩小得 多，忽略不計(jì)。危險(xiǎn)截面c-c的彎矩mw=(lg-la+8r)/4 xpg nm=58320nm la曲柄頸長度m最大彎曲應(yīng)力c7=mw/w=(lg-/o + 80pg0.4盃pa=1647. 6xl

27、o5palg曲柄兩臂外側(cè)距離m d曲柄頸直徑 r 圓角半徑m w彎曲斷面系數(shù)m2由上式可知，曲軸彎曲應(yīng)力當(dāng)曲軸尺寸一定時(shí)，b值為一定值。 危險(xiǎn)截面b-b的扭矩血為：mk=pgxmk最大剪切應(yīng)力廠為：r = ml=pgxmkpa=688xl()5pawn 02£式中：pg壓力機(jī)公稱力n1山一當(dāng)量力臂mmk=m0+mmd0曲軸支承頸半徑mwn扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)m由上式可知，剪切應(yīng)力為當(dāng)量力臂的函數(shù)。隨著曲軸轉(zhuǎn)角的變化而變化。表九許用彎曲應(yīng)力q、r材料cr xlo5 parxlo5 pa45調(diào)質(zhì)1000-1400750-100040"調(diào)質(zhì)1400-20001000-150018crmn

28、mo8 調(diào)質(zhì)2100-30001600-2300計(jì)算值應(yīng)小于許用值。九.超載保護(hù)裝置如果壓力機(jī)選用不當(dāng)，模具調(diào)整不正確，毛坯厚度不均勻，兩個(gè)毛坯疊在一起，沖模刃口變鈍或模腔內(nèi)落入雜物就有可能使壓力機(jī)破壞，如連桿螺紋破壞，調(diào)節(jié)螺桿彎曲，曲軸彎曲或斷裂，機(jī)身變形甚至斷裂等。所以最好能設(shè)有超載保護(hù)裝置。保護(hù)裝置有壓塌塊式及液壓式兩類。壓塌塊式保護(hù)裝置壓塌塊式保護(hù)裝置是利用保險(xiǎn)塊斷面剪切破壞進(jìn)行保護(hù)的。剪切環(huán)有單環(huán)及雙環(huán)兩種，保護(hù)裝置在球頭下面。壓力機(jī)連桿作用力通過球座。壓塌塊傳給滑塊。超載時(shí)壓塌塊剪切破壞，于是連桿連同球座對滑塊產(chǎn) 生相對運(yùn)動(dòng)而不傳遞力，使壓力機(jī)各零件免受破壞，在設(shè)計(jì)壓塌塊時(shí)， 高度

29、尺寸h應(yīng)大于壓力機(jī)公稱力行程sgo壓塌塊破壞后，必須更換新的壓塌塊才能重新工作，為便于更換， 可以加設(shè)彈簧夾子，在壓塌塊側(cè)面設(shè)有螺桿以及在球座上設(shè)有螺桿及彈 簧拉住下球座不下垂等。經(jīng)長期使用防止鑄鐵滑塊出現(xiàn)陷坑，在壓塌塊下設(shè)有鋼墊板，壓塌 塊更換后，必須重新調(diào)整裝模高度。超載后，為有效控制壓力機(jī)停車，壓塌塊外接有行程開關(guān)觸頭，超載后發(fā)出電信號，信號燈亮，離合器脫 開，壓力機(jī)停車。液壓式保護(hù)裝置由于保險(xiǎn)精度高，工作壓力可調(diào)，發(fā)生超載后能自動(dòng) 恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。所以在大中型壓力機(jī)上已被廣泛應(yīng)用。液壓系統(tǒng)均有泵， 液流閥、卸荷閥組成。由泵提供高壓油，油壓由液流閥控制，超載時(shí)卸 載閥卸荷。卸荷閥的靈敏度決定

30、了保護(hù)裝置的保險(xiǎn)精度。十.打料裝置打料裝置是在滑塊回程中將工件由凹模內(nèi)推出?；?qū)⒂嗔嫌赏鼓Ｃ?下，對開式壓力機(jī)一般均采用剛性打料裝置。對寬臺面雙點(diǎn)壓力機(jī)有采 用氣動(dòng)打料裝置。剛性打料裝置是由一根（雙點(diǎn)壓力機(jī)有數(shù)根）穿過滑塊的打料橫梁及 固定在機(jī)身上的打料螺釘組成。工作行程時(shí)，工件使上模中頂料桿及打 料橫梁在滑塊升起；回程時(shí)，打料螺釘和打料橫梁接觸，迫使頂料桿將 工件頂出。剛性打料裝置結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠使用廣泛。缺點(diǎn)是打料力 及打料裝置不能隨意調(diào)節(jié)。剛性打料裝置的打料力：p= （ 3-6 ） %pgo打料行程取滑塊行程1/2。 剛性打料橫梁應(yīng)驗(yàn)算危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力。假設(shè)打料橫梁為一雙支點(diǎn)梁， 中

31、間危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力為： 式中：m噺一危險(xiǎn)截面彎矩mmax=pgl/4 nm1打料螺釘距離pg壓力機(jī)公稱力w危險(xiǎn)截面抗彎截面模數(shù)對矩形截面:w=bh2/6 b斷面寬度 h斷面高度表十各材料的許用彎曲應(yīng)力材料45正火<tw xlo5 pa120045調(diào)質(zhì)45淬火17003000氣動(dòng)打料裝置用著寬臺面的雙支點(diǎn)壓力機(jī)上。由幾組打料橫梁組成。 每組由二個(gè)單層或雙層氣缸和一根打料橫梁相連接。汽缸體與滑塊相連， 活塞桿用銷軸與打料橫梁相接。氣缸的進(jìn)排氣由電磁閥控制。能使打料 在回程的任意位置進(jìn)行。這種裝置的打料力及打料行程容易調(diào)節(jié)。為實(shí) 現(xiàn)沖壓機(jī)械化自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。氣動(dòng)打料的行程取滑塊行程的1/2

32、,打 料力為壓力機(jī)公稱力的（1-2） %。十一.壓力機(jī)電力拖動(dòng)特點(diǎn)壓力機(jī)的負(fù)載為一沖擊載荷，即在一個(gè)工作周期內(nèi)只在較短的時(shí)間 內(nèi)承受工作負(fù)荷，而在較長的時(shí)間內(nèi)為空運(yùn)轉(zhuǎn)。若按此短暫的工作時(shí)間 來選擇電動(dòng)機(jī)的功率，則電動(dòng)機(jī)的功率會(huì)很大，為了減少電動(dòng)機(jī)的功率， 在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪，可以大大減少電動(dòng)機(jī)功率，采用飛輪后，當(dāng) 滑塊不動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，使其儲(chǔ)備動(dòng)能。而在沖壓工作的瞬 時(shí)，主要依靠飛輪釋放能量，工件沖壓后，負(fù)荷減小，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪 加速旋轉(zhuǎn)，使其在下一個(gè)沖壓工作前恢復(fù)到原有的角速度，節(jié)蓄能量。 所以沖壓時(shí)所需的能量不是直接由電動(dòng)機(jī)供給，而是主要由飛輪供給， 這樣電動(dòng)機(jī)功率大大減少。

33、儲(chǔ)存在飛輪中的能量為：e=jw2/2式中：j為飛輪及其連接部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。w為飛輪空轉(zhuǎn)角速度。rad/sec 飛輪在工作行程供給的能量為：e.= （w2-w； ） j/2式中：w?為沖壓工作結(jié)束時(shí)的飛輪角速度。rad/sec從上式可知：當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速降低10%,飛輪供給的能量為其總能量的 19%,若飛輪轉(zhuǎn)速降低20%時(shí)，飛輪供給的能量為其總能量的36%,由此 可見，飛輪轉(zhuǎn)速降低10%比較為20%其飛輪輸出能量幾乎少了 一倍。所以 在設(shè)計(jì)中應(yīng)使轉(zhuǎn)速降盡量大些。但是，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 亦隨之降低，即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率增大。工作電流成比例增加，使電動(dòng)機(jī)工 作情況惡化，轉(zhuǎn)差率增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作電流及

34、轉(zhuǎn)矩均隨之增加，當(dāng)轉(zhuǎn) 差率超過額定轉(zhuǎn)差率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩急劇下降不宜超過電動(dòng)的額定轉(zhuǎn)差 率。圖六 功率的變化曲線圖中，曲線a為沒有飛輪時(shí)所需功率的變化曲線。曲線所包括的面積a為一工作循環(huán)所需的能量。若按平均能量直線b選擇電動(dòng)機(jī)功率，則面積 az的不足能量應(yīng)由飛輪補(bǔ)償，即按一循環(huán)的平均能量或大于平均能量直 線c選好電動(dòng)機(jī)功率后，就可設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)娘w輪。如選擇電動(dòng)機(jī)的功率較 大，飛輪需要補(bǔ)充的能量就越小，所以電動(dòng)機(jī)的功率和飛輪能量二者是 互相依存的。飛輪在壓力機(jī)中起了儲(chǔ)存和釋放能量的作用，壓力機(jī)所消耗的動(dòng)能， 歸根結(jié)底都是有電動(dòng)機(jī)供給的。所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率完全取決于壓力 機(jī)在一次行程中所消耗的全部功和

35、一次行程所需的時(shí)間。由上可知，飛 輪慣量的大小亦影響了選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率，飛輪越小，電機(jī)轉(zhuǎn)速的 波動(dòng)越大，它的電流變化亦激烈，為了不使電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)比壓力 機(jī)的平均功率大些。十二、基座壓力機(jī)基座的基本要求（一）保證基礎(chǔ)沒有過度的沉陷和傾斜。沉陷量不大于10mm（-）壓力機(jī)基礎(chǔ)混凝土用100-200號水泥，地腳螺釘孔的混凝土用 200-250號水泥，箱式基礎(chǔ)的的地板上平面，考慮到露油的影響，應(yīng)漆以 防酸水泥保護(hù)，并設(shè)有排液坡度，溝槽及凹坑。（三）混凝土基礎(chǔ)必須一次澆灌完成，中間不得間斷。（四）基礎(chǔ)在養(yǎng)生期滿后，必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不得有疏松、裂紋、蜂 窩、麻面、露筋等現(xiàn)象。（五）無氣墊的上傳動(dòng)壓力機(jī)，選用整體大塊式基礎(chǔ)?；A(chǔ)內(nèi)不需配筋, 帶有氣墊的壓力機(jī)，要選用配筋的箱式基礎(chǔ)。（六）設(shè)計(jì)箱式基礎(chǔ)時(shí)，要考慮氣墊的安裝，操作與維修的方便性。（七）基礎(chǔ)上表面的高度應(yīng)低于車間地坪設(shè)計(jì)高度30mm,以安裝設(shè)備時(shí) 便于調(diào)整和灌漿。（a）基礎(chǔ)圖上應(yīng)注明電源進(jìn)線及氣源接管位置。（九）基礎(chǔ)的幾何精度偏差。地腳螺栓和墊鐵地腳螺栓采用彎鉤固定式（gb799-88 ）螺栓的直徑按壓力機(jī)規(guī)格。表十地腳螺栓直徑壓力機(jī)規(guī) 格kn<