4×φ120殘極壓脫清理機(jī)的設(shè)計(jì)-機(jī)械畢業(yè)論文【答辯優(yōu)秀】

I 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 日 i 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)學(xué)習(xí)的一次系統(tǒng)總結(jié)，對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)和工作具有重大的意義。 這次設(shè)計(jì)集中于殘極壓脫清理機(jī)總裝圖及機(jī)架零件圖的設(shè)計(jì)，因而在設(shè)計(jì)中我們要認(rèn)真思考，計(jì)算有理有據(jù)，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。 我們的設(shè)計(jì)還是比較初級(jí)的模型，在實(shí)踐中，只有經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，才能達(dá)到高的生產(chǎn)效率，然而，基礎(chǔ)的知識(shí)和原理是設(shè)計(jì)的源頭，工具書(shū)的編者為我們提供了如此系統(tǒng)的、直觀的資料，是難得的財(cái)富，要愛(ài)護(hù)藏書(shū)，讓知識(shí)美化世界，讓文明凈化人類。 就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì) 自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后的工作、學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。 ii 目 錄 摘要 . 1 Abstract . 2 第一章 壓脫機(jī)設(shè)計(jì)方案的選擇 . 3 第一節(jié) 概述 . 3 第二節(jié) 壓脫機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與功能 . 3 一、方案設(shè)計(jì)和功能分析 . 3 二、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及功能 . 4 第三節(jié) 液壓驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì) . 6 第二章 液壓缸的設(shè)計(jì)與選擇 . 7 第一節(jié) 液壓缸的設(shè)計(jì)選用說(shuō)明 . 7 一、液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 . 7 二、液壓缸主要參數(shù)的選定 . 7 三、使用工況及安裝條件 . 7 四、緩沖機(jī)構(gòu)的選用 . 9 五、工作介質(zhì)的選用 . 9 第二節(jié) 強(qiáng)度計(jì)算及校核 . 10 一、磷鐵環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算 . 10 二、校核承壓鋼板的抗壓強(qiáng)度 . 10 第三節(jié) 液壓缸的設(shè)計(jì)及其參數(shù)的計(jì)算 . 11 一、液壓缸推力 F的選擇 . 11 二、初選液壓缸的工作壓力 . 12 三、理論推力與理論拉力的確定 . 12 四、液壓缸許用行程 S的確定 . 13 五、缸筒材料的選擇 . 14 六、缸筒壁厚的計(jì)算 . 16 七、缸筒壁厚的驗(yàn)算 . 17 八、缸筒底部厚度的計(jì)算 . 19 九、缸筒頭部法蘭厚度的計(jì)算 . 19 十、拉桿的選擇與校核， . 19 第三章 輔助元件的設(shè)計(jì)與選擇 . 19 第一節(jié) 壓脫機(jī)輔助元件的設(shè)計(jì)與選擇 . 19 一、雙耳環(huán)的安裝尺寸的選擇 . 19 二、柱銷的選擇 . 20 三、密封裝置的選擇 . 20 第二節(jié) 機(jī)架工作軸的校核及軸的直徑的選擇 . 21 第四章 液壓泵與電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與選擇及行走油缸的設(shè)計(jì) . 22 第一節(jié) 液壓泵與 電動(dòng)機(jī)的選擇 . 22 一、液壓缸的最大流量的計(jì)算 . 22 二、液壓泵與電動(dòng)機(jī)的選擇 . 22 第二節(jié) 平移油缸的設(shè)計(jì) . 23 一、陽(yáng)極碳?jí)K、陽(yáng)極鋼爪、陽(yáng)極鋁導(dǎo)桿等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 . 23 iii 二、平 移液壓缸的選擇 . 28 第五章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 30 第一節(jié) 液壓傳動(dòng)與控制的優(yōu)缺點(diǎn) . 28 一、液壓傳動(dòng)與控制的優(yōu)點(diǎn) . 28 二、液壓 傳動(dòng)與控制的缺點(diǎn) . 29 第二節(jié) 壓脫機(jī) 液壓系統(tǒng)工作原理 . 30 第三節(jié) 液壓系統(tǒng)元、輔件的選擇 . 31 一、閥的選擇依據(jù) . 31 二、選擇控制閥應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題 . 31 第六章 夾具 的設(shè)計(jì)與選擇 . 32 第一節(jié) 定位裝置的設(shè)計(jì) . 32 第二節(jié) 夾緊裝置設(shè)計(jì) . 33 一、夾緊裝置的組成和基本要求 . 33 二、夾具體的選擇與設(shè)計(jì) . 36 結(jié)語(yǔ) . 36 參考文獻(xiàn) . 37 中英文翻譯資料 . 38 英文資料 . 38 中文翻譯 . 44 致 謝 . 49 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 4 120 殘極壓脫清理機(jī) 摘 要 針對(duì)我國(guó)生產(chǎn)自動(dòng)化程度不高的中小型企業(yè)的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的新型殘極壓脫清理機(jī)，用來(lái)脫落殘極碳?jí)K。本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要介紹了殘極壓脫清理機(jī)的用途及特點(diǎn)，并詳細(xì)的介紹了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓驅(qū)動(dòng)方案的確立和試用效果等方面。 關(guān)鍵詞 ： 殘極壓脫清理機(jī) 恒壓驅(qū)動(dòng) 壓脫力 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 Pressure-disengaging Cleaning Machine For 4120Residual Anode Abstract In view of the production of a high degree of automation is not the actual needs of small and medium enterprises to design a simple structure, a new type of practical pressure-disengaging cleaning machine for residual anode, used to block off the residual carbon pole. The design brief the use of pressure-disengaging cleaning machine for residual anode and the characteristics of , and introduce the structural design,the establishment of hydraulic-driven program and trial results in detail. Keywords: pressure-disengaging cleaning machine for residual anode constant pressure-driven the pressure-disengaging force 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 第一章 壓脫機(jī)設(shè)計(jì)方案的選擇 第一篇、 概述 隨著國(guó)內(nèi)電解鋁工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，如何安全、高效地脫落殘極已成為各生產(chǎn)廠家急待解決的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)大規(guī)模的鋁廠如貴鋁、平果鋁等都是從國(guó)外引進(jìn)包括從殘極脫落到新 陽(yáng)極澆注的一整套全自動(dòng)化的陽(yáng)極組裝線。該生產(chǎn)線功能完善、安全高效、自動(dòng)化程度高，但成本極其昂貴，對(duì)于中小型鋁廠來(lái)說(shuō)難以接受。目前，我國(guó)中小型鋁廠的殘極脫落大都是采用原始的人工敲打方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全隱患多，效率低，極大地制約了生產(chǎn)的發(fā)展和規(guī)模的擴(kuò)大。為消除安全隱患、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高殘極脫落效率，我們?cè)O(shè)計(jì)出了這么一種新型的殘極脫落設(shè)備 殘極壓脫清理機(jī)。 殘極壓脫清理機(jī) 是電解鋁廠陽(yáng)極組裝車間、陽(yáng)極生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備之一，主要用途是將殘留在陽(yáng)極鋼爪上的 殘極碳?jí)K 從鋼爪上剝離下來(lái)，以便鋼爪經(jīng)清刷，涂石墨烘干后再次 與新陽(yáng)極塊進(jìn)行澆鑄，制成新陽(yáng) 級(jí) 機(jī)組，再由運(yùn)輸機(jī)械送到電解車間使用。此壓脫機(jī)安全防范措施齊全、設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，壓脫后的導(dǎo)桿無(wú)豁口、斷裂、變型等現(xiàn)象，使疤桿數(shù)量大減，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，杜絕了因人工敲打引起的抨濺等傷人事故，效率高、見(jiàn)效快。 所設(shè)計(jì)的 殘極壓脫清理機(jī) 為雙陽(yáng)極四爪，一根導(dǎo)桿可以一次太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 壓脫完成。效率比進(jìn)口設(shè)備提高 了許多 ，成本 也 比進(jìn)口設(shè)備降低了 許多 。 而后再設(shè)計(jì)一套設(shè)備專門(mén)負(fù)責(zé)用于清理附著在鋼爪上的磷鐵環(huán)以及少量的碳?jí)K殘?jiān)?第二節(jié) 壓脫機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與功能 一、方案設(shè)計(jì)和功能分析 國(guó)外進(jìn)口的同類產(chǎn)品盡 管結(jié)構(gòu)各異，但均是采用靜壓壓脫方式，結(jié)構(gòu)上的差異只是實(shí)現(xiàn)的方法不同，以及為適應(yīng)全自動(dòng)化生產(chǎn)線的要求而已。我們所設(shè)計(jì)的液壓缸，其實(shí)現(xiàn)的形式是采用雙缸驅(qū)動(dòng)雙壓板方式。單缸可提高 6t的壓脫力，工作壓力 10MPa。機(jī)架對(duì)稱布置，但為了方便殘極的進(jìn)入、垂直方向的固定以及脫極后殘?jiān)那暹\(yùn)，本方案采用左機(jī)架固定，右機(jī)架可以水平移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式，右機(jī)架的移動(dòng)通過(guò)一平移油缸來(lái)驅(qū)動(dòng)。不論是垂直方向的壓脫油缸還是水平方向的平移油缸，它們的行程均通過(guò)限位開(kāi)關(guān)雙重控制。在考慮壓脫機(jī)的結(jié)構(gòu)、尺寸、操作的方便性以及操作工的安全性等問(wèn)題時(shí)， 均采取了人性化的設(shè)計(jì)方法。 對(duì)于整個(gè)殘極壓脫清理機(jī)的設(shè)計(jì)主要應(yīng)從以下兩個(gè)方面來(lái)重點(diǎn)考慮，其一就是要保證殘極碳?jí)K在壓脫機(jī)上的定位與夾緊，這就要求必須設(shè)計(jì)一套合理的夾具來(lái)滿足此項(xiàng)要求，既要起到定位夾緊作用，還要保證殘極的鋁導(dǎo)桿與鋼爪不能分離；其二就是采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是液壓缸，由于液壓驅(qū)動(dòng)力大，實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易，而且操作方便，因此，本機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)。 二、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及功能 （一）殘極壓脫清理機(jī)的結(jié)構(gòu)及功能，見(jiàn)圖 1： 1.行走油缸，驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)左右運(yùn)動(dòng)。其極限位置由限位開(kāi)關(guān)來(lái)控制。 2.行走機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)向左運(yùn)動(dòng)，上下兩塊推 移鋼板將殘極推到預(yù)訂位置固定夾緊，壓脫過(guò)程開(kāi)始；壓脫完成后該機(jī)構(gòu)向右運(yùn)動(dòng)到位，天車起吊，壓脫完成。 3.右機(jī)架（帶上下兩塊推板） 4.壓板（左右各一） 5.壓脫油缸，兩壓脫油缸同時(shí)驅(qū)動(dòng)左、右壓板向下運(yùn)動(dòng)，靠靜壓壓脫殘極碳?jí)K，完成脫落。壓脫后，油缸復(fù)位。 6.左機(jī)架（帶承壓鋼板） 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 圖 1 殘極壓脫清理機(jī) （二）殘極壓脫清理機(jī)工藝流程 殘極壓脫清理機(jī)工藝流程見(jiàn)圖 2 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 圖 2 殘極壓脫清 理機(jī)工藝流程圖 第三節(jié) 液壓驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 確立液壓驅(qū)動(dòng)方案應(yīng)充分考慮殘極壓脫的工藝要求，不論是普通液壓油泵還是恒壓泵，只要選型正確，均能滿足要求的工作壓力。但是，在工作時(shí)兩者壓力建立的過(guò)程是有區(qū)別的。如果以一恒值壓力快速作用于殘極碳?jí)K將會(huì)極大的提高壓脫的成功率、減少壓脫時(shí)間提高生產(chǎn)效率。因此，本方案采用恒壓變量泵作為動(dòng)力源。其壓脫速度通過(guò)恒壓泵與 調(diào)速閥 構(gòu)成的容積節(jié)流調(diào)速回路來(lái)調(diào)節(jié)。該調(diào)速方式與普通的節(jié)流調(diào)速相比，既有回路無(wú)溢流損失、效率高和發(fā)熱少的長(zhǎng)處，比容積調(diào)速回路的速度穩(wěn)定性好，而且泵的供油量自動(dòng) 與液壓缸所需的流量相適應(yīng)，同時(shí)它的負(fù)載特性又非常符合壓脫的工藝要求。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 第二章 液壓缸的設(shè)計(jì)與選擇 第一節(jié) 液壓缸的設(shè)計(jì)選用說(shuō)明 一、液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 液壓缸的設(shè)計(jì)和使用是否正確與否，直接影響到它的性能和易否發(fā)生故障。在這方面經(jīng)常碰到的是液壓缸安裝不當(dāng)、活塞桿承受偏載、液壓缸或活塞下垂以及活塞桿的壓桿失穩(wěn)的問(wèn)題。所以在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)必須注意如下幾點(diǎn)： （一）盡量使活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。 （二）考慮液壓缸行程終了的制動(dòng)問(wèn)題和液壓缸的排氣問(wèn)題。缸內(nèi)如無(wú)緩沖和排氣裝置，系統(tǒng)中需要有相應(yīng)的措施。但并非所有的液壓缸都要考慮這些問(wèn)題。 （三）正確確定液壓缸的安裝、固定方式。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定位，只能在一端定位，為的是不阻礙它在受熱時(shí)的膨脹。 （四）液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)須根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，加工、裝配和維修方便。 二、液壓缸主要參數(shù)的選定 額定工作壓力 pn，一般取決于整個(gè)液壓系統(tǒng)，因此液壓缸的主要參數(shù)就是缸 筒內(nèi)徑 D和活塞桿直徑 d。此兩數(shù)值按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所示的方法確立后，最后必須選用符合太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB2348 80 的數(shù)值。這樣才便于選用標(biāo)準(zhǔn)密封件和附件。 三、使用工況及安裝條件 （一）工作中有劇烈沖擊時(shí)，液壓缸的缸筒、端蓋不能用脆性的材料，如鑄鐵。 （二）排氣閥須裝在液壓缸油液空腔的最高點(diǎn)，以便排除空氣。 （三）采用長(zhǎng)行程液壓缸時(shí)，須綜合考慮選用足夠剛度的活塞桿和安裝中隔圈。 （四）當(dāng)工作環(huán)境污染嚴(yán)重，有較多的灰塵、砂、水份等雜質(zhì)時(shí)，須采用活塞桿防護(hù)套。 （五）安裝方式與負(fù)載導(dǎo)向 1.耳環(huán)安裝 作用力處在一平面內(nèi)， 如耳環(huán)帶有球鉸，則可在 4。 圓錐角內(nèi)變向。 2.耳軸安裝 作用力處在一平面內(nèi)。通常較多采用的是前端耳軸和中間耳軸。后端耳軸只用于小型短行程液壓缸上，因它的支承長(zhǎng)度較大，影響活塞彎曲穩(wěn)定性。 3.法蘭安裝 作用力與支承中心處在同一軸線上。法蘭與支承座的鏈接應(yīng)使法蘭面承受作用力，而不應(yīng)使固定螺釘承受拉力。 4.底座安裝 前端底座須用定位螺釘或定位銷，后端底座則用較松螺孔，以允許液壓缸受熱時(shí)，缸筒能伸縮。 當(dāng)液壓缸的軸線較高，離開(kāi)支承面的距離較大時(shí)，底座螺釘及底座剛性應(yīng)能承受傾覆力矩的作用。 5.負(fù)載導(dǎo)向 液壓缸 活塞不應(yīng)承受側(cè)向負(fù)載力，否則，必然使活塞桿直徑過(guò)大，導(dǎo)向套長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)。因此通常對(duì)負(fù)載加裝導(dǎo)向裝置。 見(jiàn)表 1，按負(fù)載為重、中或輕型，推薦以下安裝方式和導(dǎo)向條件； 表 1 負(fù)載與安裝方式的對(duì)應(yīng)關(guān)系 負(fù)載類型 推薦安裝方式 作用力承受情況 負(fù)載導(dǎo)向條件 法蘭安裝 作用力與支承中心在同一軸線上 導(dǎo)向 耳軸安裝 同上 導(dǎo)向 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 重型 底座安裝 作用力與支承中心不在同一軸線上 導(dǎo)向 后球鉸 作用力與支承中心在同一軸線上 不要求導(dǎo)向 中型 耳環(huán)安裝 作用力與支承中心在同一軸線上 導(dǎo)向 法蘭安裝 同上 導(dǎo)向 耳軸安裝 同上 導(dǎo)向 輕型 耳環(huán)安裝 同上 可不導(dǎo)向 四、緩沖機(jī)構(gòu)的選用 一般認(rèn)為普通液壓缸在工作壓力 10MPa、活塞速度 0.1m/s 時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用緩沖裝置或其他緩沖辦法。這只是一個(gè)參考條件，主要還是要看具體情況和液壓缸的用途等來(lái)決定。例如 :要求速度變化緩慢的液壓缸，當(dāng)活塞速度 0.05 0.12m/s 時(shí)，也得采用緩沖裝置。 缸外制動(dòng)機(jī)構(gòu)：當(dāng) smum /5.41時(shí)，缸內(nèi)緩沖機(jī)構(gòu)不可能吸收全部動(dòng)能，須在缸外加裝制動(dòng)機(jī)構(gòu) ，如： （一）外部安裝行程開(kāi)關(guān)。當(dāng)開(kāi)始進(jìn)入緩沖階段時(shí)，開(kāi)關(guān)即切斷供油，使液壓能等于零，但仍可能形成壓力脈沖。 （二）在活塞桿與負(fù)載之間加裝減震器。 （三）在液壓缸出口加裝液控調(diào)速閥。 此外，可按工作過(guò)程對(duì)活塞線速度變化的要求，確定緩沖機(jī)構(gòu)的型式，如： （一）減速過(guò)渡過(guò)程要求十分柔和，如砂型操作，易碎物品托盤(pán)操作，精度磨床進(jìn)給等，宜選用近似恒減速型緩沖機(jī)構(gòu)如多孔缸筒或多孔柱塞型以及自調(diào)節(jié)流型。 （二）減速過(guò)程允許微量脈沖，如普通機(jī)床粗軋機(jī)等，可采用銑槽型、階梯型緩沖機(jī)構(gòu)。 （三）減速過(guò)程允許承受一定的脈沖，可 采用圓錐型或雙圓錐型甚至圓柱型的緩沖機(jī)構(gòu)。 五、工作介質(zhì)的選用 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 按照環(huán)境溫度可初步選定工作介質(zhì)品種： （一）在常溫（ -20 60）下工作的液壓缸，一般采用石油型液壓油。 （二）在高溫（ 60）下工作的液壓缸，須采用難燃液及特殊結(jié)構(gòu)液壓缸。 液壓缸按不同結(jié)構(gòu)對(duì)工作介質(zhì)的粘度和過(guò)濾精度有不同的要求 . （一）工作介質(zhì)粘度要求：大部分生產(chǎn)廠要求其生產(chǎn)的液壓缸所用的工作介質(zhì)粘度范圍為 12 28cSt，個(gè)別生產(chǎn)廠允許到 2.8 380cSt。 （二）工作介質(zhì)過(guò)濾精度要求：用一般彈性物密封件的液壓缸： 20 25 m ；伺服液壓缸： 10 m ；用活塞桿的液壓缸： 200 m 。 第二節(jié) 強(qiáng)度計(jì)算及校核 一、磷鐵環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算 磷鐵環(huán)， 如圖 3 所示，取磷鐵環(huán)的理想斷面為 130 ，故磷鐵環(huán)的面積為 S= 130 100=40820 2=0.040820 。 圖 3 磷鐵環(huán) 方案一：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 3.1-6 得： HT100 的抗拉強(qiáng)度 b 130MPa，由此可得破壞一個(gè)磷鐵環(huán)至少需要： F1= b S=130MPa 0.040820 =5.3066 106N 破壞四個(gè)磷鐵環(huán)至少需要： F= 4F1=4 b S=4 5.3066 106N =21.2264 106N 方案二：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 3.1-6 得： HT200 的抗拉強(qiáng)度 b 220MPa，由此可得破壞一個(gè)磷鐵環(huán)至少需要： F2= b S=220MPa 0.040820 =8.9804 106N 破壞四個(gè)磷鐵環(huán)至少需要： F = 4F2=4 b S=4 8.9804 106N =35.9216 106N 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 考慮此設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和合理性，故選用 HT100 代替磷鐵環(huán)來(lái)進(jìn)行壓脫試驗(yàn)。由于磷鐵環(huán)的屈服強(qiáng)度比碳?jí)K的屈服強(qiáng)度大，又由于壓脫機(jī)的壓板在壓碳?jí)K的時(shí)候產(chǎn)生175mm 的偏心距，壓板沒(méi)有壓到磷鐵環(huán)上而壓到碳?jí)K上，所以，本設(shè)計(jì)所采用的是壓碳?jí)K的方法將碳?jí)K從陽(yáng)極鋼爪上掰裂，完成壓脫任務(wù)。 二、校核承壓鋼板的抗壓強(qiáng)度 由于所設(shè)計(jì)的方案是只用左機(jī)架上伸出來(lái)的鋼板來(lái)承受重壓，故 m1=F/10=2.12264 106 總質(zhì)量： m=m1+m2 =2.12264 106 +921 =2.123552 106 m2為陽(yáng)極電極總質(zhì)量 F= m 10=21235520N s=F/S=21235520N/0.446 =47.6 MPa s=250 Mpa 0.446 為承壓鋼板的面積 故 100mm 的承壓鋼板足以支承被壓件的重量和壓脫力。 第三節(jié) 液壓缸的設(shè)計(jì)及其參數(shù)的計(jì)算 一、液壓缸推力 F 的選擇 選擇碳?jí)K的危險(xiǎn)截面如圖 4 所示 圖 4 碳?jí)K的危險(xiǎn)截面圖 Wz=bh2/6=1.6 0.132/6=0.004507m3 h=0.13m 為碳?jí)K電解后的厚度 查閱礦山機(jī)械 2003.01 論文“ 500t 殘極破碎機(jī)參數(shù)計(jì)算”可知： 碳?jí)K的耐壓強(qiáng)度值為 32MPa；劈裂強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的 1/（ 8 10）。 要使碳?jí)K像如圖 5所示，沿其橫截面斷裂，則至少需要的彎矩值為： 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 M= Wz=1/10 32 MPa 0.004507 m3=14422.4N m 如圖 5所示壓脫力的作用線偏離殘極中心線 l=175mm。 710510N O 圖 5 受力分析圖 由力矩平衡方程可得： F 脫 =M/l=14422.4N m /0.175m=8.24 104N 由圖還可以看出活動(dòng)壓力板繞 N 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，由力偶矩平衡方程可得： M（ N） =0， F 油 510 F 脫 710=0 從而得出油缸推力和壓脫力的關(guān)系： F 油 =1.39F 脫 若用單缸來(lái)破壞殘極，則需要的油缸推力為： F 油 =1.39F 脫 =1.39 8.24 104N=1.15 105N 由于所選擇的是用雙缸來(lái)壓脫殘級(jí)碳?jí)K，故單缸所需的油缸的推力為 F 油 = F 油 /2=5.73 104N 二、初選液壓缸的工作壓力 液壓缸工作壓力的選擇是否合理，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，確定時(shí)不能只考慮滿足負(fù)載要求，應(yīng)全面考慮液壓裝置的性能要求和經(jīng)濟(jì)性。如果液壓缸的工作壓力選定較高，則泵、缸、閥和管道尺寸可選的小些，這樣結(jié)構(gòu)較為緊湊、輕巧，加速時(shí)慣性負(fù)載也小，易于實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的要求。但工作壓力太高，對(duì)系統(tǒng)的密封性能要求也相應(yīng)提高了，制造較困難，同時(shí)縮短了液壓裝置的使用壽命。此外，高壓會(huì)使構(gòu)件彈性變形的影響增大，運(yùn)動(dòng)部件容易產(chǎn)生振動(dòng)。 對(duì)于各類液壓系統(tǒng)，由于各自特點(diǎn)和使用場(chǎng)合不同，其液壓 缸的工作壓力亦不相同，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-2-13及表 19-6-3 選擇額定工作壓力 Pn=10MPa。 三、理論推力與理論拉力的確定 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-4知 （一）當(dāng)活塞前進(jìn)時(shí)的理論推力： F1=A1 Pi 106（ N） 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 F1= /4 D2 Pi 106（ N） 式中： A1 活塞桿無(wú)桿側(cè)有效面積（）； Pi 供油壓力（ MPa）； D 活塞直徑（即液壓缸內(nèi)徑）（ m） F1=5.73 104N， Pi=10 MPa 則： 5.73 104N = /4 D2 10 106Pa 可得 D=0.085m=101mm，圓整得 D=85mm 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-3液壓缸內(nèi)徑系列，取 D=100mm 綜合考慮，選擇拉桿型液壓缸，因?yàn)檫@種液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和安裝均較方便。且其缸筒是用內(nèi)徑經(jīng)過(guò)珩磨的無(wú)縫鋼管半成品，按行程長(zhǎng)度相應(yīng)的尺寸切割。端蓋與活塞均為通用件，因此制造成本較低。但這類液壓缸受到行程長(zhǎng)度、缸筒內(nèi)徑和額定工作壓力的限制。行程長(zhǎng)度即拉桿長(zhǎng)度過(guò)大時(shí)，安裝時(shí)容易偏歪致使缸筒端部泄漏。缸內(nèi)徑過(guò)大或額定工作壓力過(guò)高時(shí)，由于徑向布置尺寸和拆裝問(wèn)題，拉桿直徑不能過(guò)大，致使拉桿的拉應(yīng)力可能超過(guò)屈服強(qiáng) 度。因而拉桿型液壓缸通常用于行程長(zhǎng)度 1.5m，缸內(nèi)徑 D 250mm，額定工作壓力 pn 20MPa 的場(chǎng)合。 液壓缸裝配如圖 6所示 圖 6 液壓缸裝配圖 （二）當(dāng)活塞退回時(shí)的理論拉力 F2： F2=A2 Pi 106（ N） = /4（ D2 d2） Pi 106（ N） 式中： A2 活塞桿有桿側(cè)有效面積（）； d 活塞桿直 徑（ m） （三）當(dāng)活塞差動(dòng)前進(jìn)時(shí)（即活塞的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)壓力相同的油液）的理論推力F3： 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 F3= /4 d2 Pi 106（ N） 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-5常用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸理論推力和拉力可以知道 : d=45 ,F2=6.26 104N,A2=62.63 2,P2=10 MPa D=100 ,F1=7.85 104N,A1=78.54 2,P1=10 MPa 需要說(shuō)明的是活塞桿直徑 d 在此處有三種不同的系列，可以試選符合所設(shè)計(jì)的要求，在此選 d=45 。 四、液壓缸許用行程 S 的確定 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 19-6-7 許用行程 S 與計(jì)算長(zhǎng)度 L 的關(guān)系，可知，根據(jù)需要選用一端剛性固定，一端自由的液壓缸， n=1/4 活塞桿的最大允許計(jì)算長(zhǎng)度，由歐拉公式確定的 Lk的值： Lk=192.4d2/（ D P ） 式中： Lk 最大計(jì)算長(zhǎng)度 ，； D 液壓缸內(nèi)徑，； d 活塞桿直徑，； P 工作壓力， MPa 由所選的缸可知 D=100 ， d=45 ， P=10 MPa 則 Lk=192.4d2/（ D P ） =192.4 452/（ 100 10 ） =1232 L 與 Lk的關(guān)系式： L=Lk/2=1232/2=616 許用行程 S=L l1 根據(jù)缸徑 100 的液壓缸，查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-8液壓缸固定部分的參考尺寸可知 l1=150 ,故 S=L l1=616 150=466 ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表19-6-3，取 S=500 。 五、缸筒材料的選擇 缸筒是液壓缸的主要零件，它與缸蓋、缸底、油口等零件構(gòu)成密封腔，用以容納壓力油液，同時(shí)它還是活塞的運(yùn)動(dòng)的“軌道”?？紤]到缸筒一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，并且還必須足以保證活 塞密封件的密封性，根據(jù)液壓缸的參數(shù)、用途和毛坯的來(lái)源等，參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-11，、選擇 45 鋼作為缸筒的材料，由表知 b 600N/ 2, s 340N/ 2 六、缸筒壁厚的計(jì)算 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-12，可知缸筒壁厚 的計(jì)算公式為： 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 = 0 c1 c2 式中： 0 為缸筒材料強(qiáng)度要求的最小值， m； c1 為缸筒外徑公差余量， m； c2 腐蝕余量， m； 缸筒材料的許用應(yīng)力， N/ 2； Pmax 缸筒內(nèi)最高工作壓力， MPa； D 缸筒內(nèi)徑， m n 安全系數(shù)，通常取 n=5 = b/n=600 MPa/5=120 MPa 當(dāng) /D 0.08 時(shí)，可用薄壁缸筒的實(shí)用計(jì)算式： 0 Pmax D/（ 2 ） =10 MPa 0.1m/（ 2 120 MPa） =4.2 10-3m 當(dāng) /D=0.08 0.3 時(shí)，可用實(shí)用公式： 0 Pmax D/（ 2.3 3 Pmax） =10 MPa 0.1m/（ 2.3 120 MPa 3 10 MPa） =4.1 10-3m 當(dāng) /D 0.3 時(shí)，可用薄壁缸筒的實(shí)用計(jì)算式： 0D/2（ maxmax 3.14.0 1） =0.1m/2（ 103.1120104.0120 1） MPa=3.8 10-3m 0 D/2（ max3 1） =0.1m/2（ 103120120 1） MPa=4 10-3m 考慮缸筒外徑公差余量和腐蝕余量： c1 c2=5.0 10-3m 選 /D=0.08 0.3 時(shí)的實(shí)用公式 = 0 c1 c2=4.1 10-3 +0.5 10-3 m =9.1 10-3m=9.1 因此可以初步確定缸筒的外徑為 118 。 七、缸筒壁厚的驗(yàn)算 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-12，可知對(duì)最終采用的缸筒壁厚 應(yīng)作四方面的驗(yàn)算 ： 額定工作壓力 Pn應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全： 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 Pn 0.35 s（ D21 D2） / D21 MPa 式中： Pn 液壓缸的額定工作壓力， MPa； s 缸筒材料屈服強(qiáng)度， N/ 2； D1 缸筒外徑， m； D 缸筒內(nèi)徑， m； 液壓缸的額定工作壓力為 10 MPa，缸筒材料屈服強(qiáng)度為 340N/ 2，缸筒外徑可以通過(guò)查 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-13知其為 121mm，符合我們計(jì)算所得的結(jié)果。 0.35 s（ D21 D2） / D21 =0.35 340（ 0.1212 0.12） / 0.1212 =37.72 MPa 很明顯 Pn 37.72 MPa 同時(shí)額定工作壓力也應(yīng)與完全塑性變形壓力有一定的比例范圍，以避免塑性變形的發(fā)生： Pn （ 0.35 0.42） Prl 式中： Prl 缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力， MPa Prl=2.3 slog（ D1/D） =2.3 340 log（ 121/100） =64.7 MPa （ 0.35 0.42） Prl=（ 0.35 0.42） 64.7 MPa=（ 22.66 27.17） MPa 很明顯 Pn （ 22.66 27.17） MPa 此外，尚需驗(yàn)算缸筒徑向變形 D應(yīng)處在允許范圍內(nèi) D=D Pr/E（ D21 D2） /（ D21 D2） ） m 式中： Pr 缸筒耐壓試驗(yàn)壓力， Pr =1.5Pn =1.5 10 MPa =15 MPa； E 缸筒材料彈性模量， 2.10 105N/ 2； 缸筒材料泊桑系數(shù)，對(duì)鋼材， =0.3 D =D Pr/E（ D21 D2） /（ D21 D2） ） =0.1 15/2.10 105（ 0.1212 0.12） /（ 0.1212 0.12） 0.3） =4.0 10-5m 易知變形量 D不超過(guò)密封圈的允許范圍。 最后，還應(yīng)驗(yàn)算缸筒的爆裂壓力 PE： PE=2.3 blog（ D1/D） MPa=2.3 600 log（ 121/100） MPa=114.2 MPa 很明顯，計(jì)算的 PE值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)耐壓試驗(yàn)壓力 Pr 故所選擇的缸筒 符合條件，滿足要求。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 八、缸筒底部厚度的計(jì)算 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-12，可知缸筒底部為平面時(shí)，其厚度 可以按照四周嵌住的圓盤(pán)強(qiáng)度公式進(jìn)行近似的計(jì)算： 0.4330D P m 式中： P 筒內(nèi)最大工作壓力， 10MPa； 筒底材料許用應(yīng)力， 120N/ 2； D 缸筒內(nèi)徑； 則 0.4330D P =0.4330 0.1 12012.5 =0.012m 考慮缸筒底部的強(qiáng)度和剛度以及實(shí)際要求，取 =0.05m=50 九、缸筒頭部法蘭厚度的計(jì)算 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-12，考慮螺孔，則法蘭厚度 3104 La dr Fbh m 式中： F 法蘭在缸筒最大內(nèi)壓下，所承受的軸向壓力 F=PA1=10 MPa 78.54 2=10 106Pa 78.54 10-4 m2=78540N； ra 法蘭外圓半徑，取其為 0.14 m； b 取其為 0.018 m； dL 取其為 0.01 m； 缸筒頭部材料許用應(yīng)力， 120N/ 2； 則 1 1 m mm101.11012001.014.014.3 018.0785404 23 mh 同樣也對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)募雍瘢?h=20 ，缸筒頭部取 50 。 十、拉桿的選擇與校核， 為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和安裝均較方便，故用六根拉桿對(duì)兩端蓋和缸筒進(jìn)行聯(lián)接拉緊。 參考機(jī)械設(shè)計(jì)可知 受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接，每個(gè)螺栓所受的工作載荷為： F=F /z 式中： F 軸向載荷， 5.73 104N； 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 z 螺栓拉桿的個(gè) 數(shù)， 6 個(gè) 則 F=F /z=5.73 104N /6=9550N 螺栓小徑： d1F4 式中： 松螺栓聯(lián)接許用應(yīng)力，我們所選的螺栓材料為 Q235，則 = s/s s 螺栓材料屈服強(qiáng)度， MPa 查表 11-6，根據(jù) GB/T3098.1-2000 和 GB/T3098.2-2000 可知， s的公稱值為 400 MPa，安全系數(shù)取 1.3 則 = s/s=400/1.3=308 MPa 有 d1 mm3.6m0063.01030814.3955046 m 故我們?nèi)?d1=8mm 查吳宗澤主編的機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，由表 4-17知 選擇公稱直徑 d=10mm 的 M10 的粗牙六角頭螺栓對(duì)兩端蓋和缸筒進(jìn)行聯(lián)接。 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-12，知螺栓或拉桿的強(qiáng)度計(jì)算： 螺紋處的拉應(yīng)力： 2621 /N10zd4KF mm 式中 :F 缸筒端部承受的最大推力， 5.73 104N； D 缸筒內(nèi)徑， 0.1m； d1 螺紋底徑， 0.008m； k 擰緊螺栓的系數(shù)，不變載荷取 k=1.25 1.5，此處取 1.25 代入數(shù)據(jù)可得：M P a238/N106008.04105 . 7 31 . 2 5/N10zd4KF 26242621 mmmm 許用應(yīng)力 = s/ns MPa s 缸筒材料的屈服極限， 340 MPa； ns 安全系數(shù)， ns=1.2 2.5，取 ns=1.2 則 = s/ns=340/1.2=283 MPa 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 由于 ，故拉桿滿足強(qiáng)度要求，符合條件 同理，也可以查表選用 M16 的粗牙六角頭螺栓用來(lái)聯(lián)接法蘭與機(jī)體。 第三章 輔助元件的設(shè)計(jì)與選擇 第一節(jié) 壓脫機(jī)輔助元件的設(shè)計(jì)與選擇 一、雙耳環(huán)的安裝尺寸的選擇 參考液壓工程手 冊(cè)由表 7.3-19，根據(jù) ISD/DIS8133 標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)圖 7，查得 : 單位， 圖 7 雙耳環(huán) 型號(hào)： 30 活塞桿直徑： 45 缸筒內(nèi)徑： 100 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 公稱力： 125000N KK： M33 2 CK（ H9）： 30 CM（ A16） :50 ER（ max） :50 CE（ Js13） :129 AV（ min） :45 LE（ min）： 54 CL（ max） :103 二、柱銷的選擇 見(jiàn)圖 8由表 7.3-23可知，且根據(jù) ISO 8132 標(biāo)準(zhǔn)，得 圖 8 柱銷 型號(hào)： 30 公稱力： 50000N EK（ f8）： 30 EL（ H16）： 103 三、密封裝置的選擇 參考液壓工程手冊(cè)由表 7.5-2知 缸筒用靜密封圈 O 型圈，見(jiàn)圖 9 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 圖 9 O 型圈 參考液壓工程手冊(cè)由表 7.5-3可知，見(jiàn)圖 10 活塞和活塞桿的密封圈 O型圈 圖 10 O 型圈 第二節(jié) 機(jī)架工作軸的校核及軸的直徑的選擇 此處我們選擇 45 鋼作為圓軸的材料 由公式 =M/Wz Wz= d3/32 知 3 M32d 式中： M 軸上任意一點(diǎn)處所受的彎矩值， N m； Wz 抗彎截面模量； 45 鋼的許用應(yīng)力值 ,640MPa； d 圓軸的直徑， m ON510710 圖 11 受力分析圖 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 24 如圖 11所示，列力的平衡方程可得： Fy=0, F=F 油 F 脫 =5.73 104N 4.12 104N =1.61 104N 以 O 點(diǎn)為中心，則 N 點(diǎn)相對(duì) O點(diǎn)的力偶矩為 M= FlON=1.61 104N 0.51m=8211N m 則 3 M32d = mm51m051.01064014.3821132d 3 6 故所選工作軸的最小直徑為 51 ，此處取 d=55 第四章 液壓泵與電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與選擇及行走油缸的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 液壓泵與電動(dòng)機(jī)的選擇 一、液壓缸的最大流量的計(jì)算 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-6-4 知，根據(jù)已知參數(shù)選擇中型系列，則活塞桿 最大運(yùn)動(dòng)線速度 vmax=0.6m/s=36m/min 單位時(shí)間內(nèi)油液通過(guò)缸筒有效截面的體積，即流量 Q=vA= v /4 D2 103 L/min =36 /4 0.12 103 L/min =0.2826 103 L/min=4.71 10-3m3/s 二、液壓泵與電動(dòng)機(jī)的選擇 使用一恒值壓力快速作用于殘極塊將會(huì)極大的提高壓脫的成功率、減少壓脫時(shí)間提高生產(chǎn)效率。因此，在設(shè)計(jì)中采用恒壓變量泵（柱塞泵）作為動(dòng)力源，其壓脫速度通過(guò)恒壓泵與 調(diào)速閥 構(gòu)成的容積節(jié)流調(diào)速回路來(lái)調(diào)節(jié)。 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-5-4，由部分液壓泵和液壓馬達(dá)產(chǎn)品主要技術(shù)性能，在此首先試選 ZBP 型號(hào)的柱塞泵 試選供油壓力 P=10MPa，轉(zhuǎn)速 n=2880r/min 由于單個(gè)液壓缸單獨(dú)工作時(shí)所需的最大流量為 Q=0.2826 103 L/min=4.71 10-3m3/s 故單液壓泵供給多個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作時(shí)，泵的流量 Qmax要大于液壓執(zhí)行元件所需最大流量的總和，則 Qmax=2Q=0.5652 103 L/min 則其排量 q0=Qmax/n=0.5652 103 L/min /2880r/min 196ml/r 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 故選 ZBP227 型號(hào)的柱塞泵 計(jì)算液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，按液壓泵的實(shí)際使用情況，計(jì)算其驅(qū)動(dòng)功率： P= PNQN/103 p kw 式中： PN 液壓泵的額定壓力， 14MPa； QN 液壓泵的額定流量， 1.1 10-2m3/s； p 液壓泵的總效率，參考機(jī)床液壓傳動(dòng)與控制，由表 8-10，各種泵在工程壓力下的總效率：取 p=0.90； 轉(zhuǎn)換系數(shù)， =0.4 將數(shù)據(jù)代入上面公式，整理可得 P= PNQN/103 p =0.4 14 106 Pa 1.1 10-2 m3/s /103 0.90=62.22 kw 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表 19-8 知， Y 系列（ IP23）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，可以選擇 Y225M-2 型號(hào)的額定功率為 75kw，同步轉(zhuǎn)速為 3000r /min 的異步電動(dòng)機(jī)。 第二節(jié) 平移油缸的設(shè)計(jì) 一、陽(yáng)極碳?jí)K、陽(yáng)極鋼爪、陽(yáng)極鋁導(dǎo)桿等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 在未消耗前的整個(gè)陽(yáng)極碳?jí)K的質(zhì)量為： M1=V 其中 V 碳?jí)K的體積， 3； 碳?jí)K的密度， 1.5g/ 3 碳?jí)K，見(jiàn)圖 12可知 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 圖 12 碳 塊 V=V1 V2 其中 V1 未銑碳?jí)K前的體積， 3； V2 銑出的四個(gè)圓柱孔的體積， 3； V1=50 50 160=4 105 3 V2=4 702 110 3=6769.84 3 則 V=V1 V2=4 105 3 6769.84 3=393230.16 3 故 M1=V =393230.16 3 1.5g/ 3=589845.24g 590 陽(yáng)極鋼爪，見(jiàn)圖 13 圖 13 陽(yáng)極鋼爪 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 陽(yáng)極鋼爪的質(zhì)量 M2= M2 M2 其中 M2 四個(gè)圓柱鋼爪頭的質(zhì)量，； M2 鋼爪座的質(zhì)量，； M2 = V2 鋼 M2 = V2 鋼 M2= M2 M2 = V2 鋼 V2 鋼 =（ V2 V2 ） 鋼 =（ 4 602 410 602 1020） 3 7.8 g/ 3 =（ 18538.56 3 11530.08 3） 7.8 g/ 3 =30068.64 3 7.8 g/ 3 =234535.392 235 鋼鋁過(guò)渡頭及鋁導(dǎo)桿見(jiàn)圖 14 圖 14 鋼鋁過(guò)渡頭及鋁導(dǎo)桿 鋼鋁過(guò)渡頭的質(zhì)量 M3=V 鋼 鋼 V 鋁 鋁 =150 150 20mm3 7.8 g/ 3 150 150 20 mm3 2.7 g/ 3 =3510g 1215g =4725g=4.725 5 鋁導(dǎo)桿的質(zhì)量 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 M4=V 鋁 鋁 =130 130 2000 3 2.7 g/ 3 =33800 2.7=91.26 91 陽(yáng)極電極的總質(zhì)量為 M=M1 M2 M3 M4=590 235 5 91 =921 故可以這樣設(shè)想，壓脫機(jī)上的承壓鋼板至少應(yīng)該可以承受 1t 重的物體。 二、平移液 壓缸的選擇 首先對(duì)右機(jī)架的質(zhì)量進(jìn)行估算 ,右機(jī)架，見(jiàn)圖 15 圖 15 右機(jī)架 機(jī)架下側(cè)外伸出來(lái)的質(zhì)量 m1=208 100 50 10-3 3 7.8g/ 3=8112g=8.112 機(jī)體兩側(cè)翼的質(zhì)量為 m2=890 151 654 10-3 3 7.8g/ 3=685550.268g=685 機(jī)體后側(cè)直板的質(zhì)量為 m3=654 200 860 10-3 3 7.8g/ 3=877406.4g=877 機(jī)體上側(cè)彎曲板按照直板約算為 m4=578 845 200 10-3 3 7.8g/ 3=761919.6g=762 機(jī)體上的加強(qiáng)筋約算為 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 29 m5=2 365 988 60 10-3 3 7.8g/ 3=2 168770g=2 169 =338 壓板的質(zhì)量約算為 m6=1434 387 60 10-3 3 7.8g/ 3=260 下端推移鋼板的質(zhì)量約算為 m7=1260 215 80 10-3 3 7.8g/ 3=169041.6g=169 上端推移鋼板的質(zhì)量約算為 m8=1573 145 70 10-3 3 7.8g/ 3=125 液壓缸 的質(zhì)量約算為 m9= 602 592 10-3 3 7.8g/ 3=52 夾具體的質(zhì)量根據(jù)所選所設(shè)計(jì)的粗略估計(jì) m10= 2 100 =200 故估算總的質(zhì)量為 m= m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 m10 =8.112 685 877 762 338 260 169 125 52 200 =3476.112 由于是估算，適當(dāng)?shù)貙?duì)其進(jìn)行放大，則有 M=m 1.1=3476.112 1.1=3823.72 3.9t 故設(shè)計(jì)中仍就選擇 拉桿型液 壓缸，與前面所選一樣，只不過(guò)是此次的液壓缸是臥式的液壓缸，也是用 M16 的雙頭螺柱將其固定到地面上的。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30 第五章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 液壓傳動(dòng)與控制的優(yōu)缺點(diǎn) 一、液壓傳動(dòng)與控制的優(yōu)點(diǎn) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)介質(zhì)是油，油本身的物理特性，使液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： （一）能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大。在液壓傳動(dòng)中，可以在工作時(shí)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速方便且調(diào)速范圍大，可達(dá) 100： 1 200： 1。 （二）運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)、均勻。液壓傳動(dòng)中的工作介 質(zhì)為液體，是無(wú)間隙傳動(dòng)且有吸振的能力，使液壓傳動(dòng)工作平穩(wěn)、均勻。不像機(jī)械傳動(dòng)裝置，由于加工和裝配誤差總會(huì)存在傳動(dòng)間隙，從而會(huì)引起振動(dòng)和沖擊。 （三）易于獲得很大的力或力矩。液壓傳動(dòng)的工作壓力較高（可達(dá) 350 105Pa甚至更高），液壓缸或液壓馬達(dá)的有效承壓面積亦可取得較大，因此可獲得很大的力或力矩。 （四）單位功率的重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，反應(yīng)靈敏。在同等功率的情況下，液壓泵或液壓馬達(dá)的重量為一般電機(jī)的 10% 20%，外形尺寸為電機(jī)的 15%左右。液壓馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)慣量不超過(guò)同等功率電機(jī)的 10%，啟動(dòng)中等功率的 一般電動(dòng)機(jī)需要 1 2s，而啟動(dòng)同功率的液壓馬達(dá)時(shí)間不超過(guò) 0.1s。液壓傳動(dòng)反應(yīng)靈敏，易于平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)頻率的啟、停、換向或變速。 （五）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，工作可靠。在液壓傳動(dòng)中，作為工作介質(zhì)的油液壓力很容易由壓力控制元件來(lái)控制。只要設(shè)法控制油液壓力在規(guī)定限度就可達(dá)到防止過(guò)載及避免事故的目的，使工作可靠。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 （六）易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。液壓傳動(dòng)的控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操作比較方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。當(dāng)與電氣或氣壓傳動(dòng)相配合使用時(shí)，更能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制。 （七）自動(dòng)潤(rùn)滑，元件壽命長(zhǎng)。液壓元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面因有液壓油 ，能自行潤(rùn)滑，所以使用壽命較長(zhǎng)。 （八）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。 二、液壓傳動(dòng)與控制的缺點(diǎn) 液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)： （一）液壓傳動(dòng)以液體作為工作介質(zhì)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面間無(wú)法避免泄漏，再加上液體具有微小的壓縮性及油管產(chǎn)生彈性變形等原因，使液壓傳動(dòng)不能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的定比傳動(dòng)。泄漏使液壓系統(tǒng)能量損失增加，效率降低；泄漏造成油液的浪費(fèi)，污染周圍環(huán)境。 （二）溫度對(duì)液壓系統(tǒng)的工作性能影響較大。液體的黏度和溫度有密切關(guān)系，當(dāng)黏度因溫度的變化而變化時(shí)，將直接影響液壓系統(tǒng)的泄漏、液壓損 失和通過(guò)節(jié)流元件的流量等。故一般的液壓系統(tǒng)不宜用于高溫或低溫的條件下。 （三）傳動(dòng)效率較低。液壓傳動(dòng)在能量轉(zhuǎn)換及傳遞過(guò)程中存在著機(jī)械摩擦損失、壓力損失和諧了損失，傳動(dòng)效率往往較低。這一缺點(diǎn)，使液壓傳動(dòng)在大功率系統(tǒng)中的使用受到限制，也不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 （四）空氣混入液壓系統(tǒng)后引起工作不良，如發(fā)生振動(dòng)、爬行、噪聲等，因此，必須采取措施防止空氣滲入。 （五）為了防止泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件的制造精度要求高，使成本增加。 （六）液壓設(shè)備故障原因不易查找。液壓傳動(dòng)的大部分故障都是由于油液不潔所造成的 ，因此要求工作液體清潔、無(wú)雜質(zhì)。液壓傳動(dòng)中的工作液體一般為各種礦物油，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后會(huì)變質(zhì)，并可能混入鐵屑、塵埃等雜物，油液在壓力狀況下通過(guò)液壓泵及控制閥的縫隙，分子鏈被剪切，黏度會(huì)逐步下降，因此必須定期換油。液壓傳動(dòng)中的各種元件和工作液體都在封閉的油路內(nèi)工作，故障原因一般較難查找。 總的來(lái)說(shuō)，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)較多，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，缺點(diǎn)正在逐步加以克服，因此液壓傳動(dòng)有著廣闊的發(fā)展前途。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 32 第二節(jié) 壓脫機(jī) 液壓系統(tǒng)工作原理 壓脫機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原 理，見(jiàn)圖 16 1 壓下油缸； 2 行走油缸； 3、 4 換向閥； 5 減壓閥； 6 溢流閥； 7 單向 調(diào)速閥 ； 8恒壓變量泵 圖 16 壓脫機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 如上圖所示，系統(tǒng)通過(guò)恒壓變量泵 8 將液壓油從油箱經(jīng)過(guò)濾器吸出；首先行走油缸先動(dòng)作，用減壓閥 5調(diào)整行走油缸壓力，之后將電磁換向閥 3 動(dòng)作至右位，液壓油經(jīng)電磁換向閥打開(kāi)右邊的液控單向閥，而后流向右邊的單向 調(diào)速閥 7 進(jìn)入液壓缸 2的右腔，與此同時(shí)壓力油進(jìn)入左邊液控單向閥的控制油口，將左邊液控單向閥的閥芯頂開(kāi)。液壓缸 2左腔的油液經(jīng)左邊的單向 調(diào)速閥 、液控單 向閥與油箱連通。此時(shí)活塞太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 33 在壓力油的作用下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)行走油缸達(dá)到固定的工作行程后，動(dòng)作電磁換向閥 3 處于中位，此時(shí)液壓缸 2處于自鎖狀態(tài)。然后再動(dòng)作電磁換向閥 4至左位，這時(shí)液壓油經(jīng)電磁換向閥打開(kāi)左邊的液控單向閥，而后流向左邊的單向 調(diào)速閥 7進(jìn)入兩個(gè)液壓缸 1的上腔，與此同時(shí)壓力油進(jìn)入右邊液控單向閥的控制油口，將右邊液控單向閥的閥芯頂開(kāi)。液壓缸 1下腔的油液經(jīng)右邊的單向 調(diào)速閥 、液控單向閥與油箱連通。此時(shí)活塞在壓力油的作用下會(huì)平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)。當(dāng)壓脫油缸達(dá)到固定的工作行程后，動(dòng)作電磁換向閥 4 處于中位，此時(shí)液壓缸 1 處于自鎖狀態(tài)。當(dāng)工 作結(jié)束后，先動(dòng)作電磁換向閥 4至右位，液壓油經(jīng)電磁換向閥右位經(jīng)液控單向閥、單向 調(diào)速閥 7流向壓脫油缸的下腔，壓力油進(jìn)入左邊液控單向閥的控制油口，將左邊液控單向閥的閥芯頂開(kāi)。液壓缸 1上腔的油液經(jīng)左邊的單向 調(diào)速閥 、液控單向閥與油箱連通。此時(shí)活塞在壓力油的作用下會(huì)平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)并將壓脫油缸的活塞桿收回。而后再動(dòng)作電磁換向閥 4處于中位，此時(shí)液壓缸 1處于自鎖狀態(tài)。最后動(dòng)作電磁換向閥 3動(dòng)作至左位，液壓油經(jīng)電磁換向閥打開(kāi)左邊的液控單向閥，而后流向左邊的單向 調(diào)速閥 7進(jìn)入液壓缸 2 的左腔，與此同時(shí)壓力油進(jìn)入右邊液控單向閥的控制油口，將 右邊液控單向閥的閥芯頂開(kāi)。液壓缸 2右腔的油液經(jīng)右邊的單向 調(diào)速閥 、液控單向閥與油箱連通。此時(shí)活塞在壓力油的作用下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)行走油缸達(dá)到固定的工作行程后，動(dòng)作電磁換向閥 3 處于中位，此時(shí)液壓缸 2處于自鎖狀態(tài)。 第三節(jié) 液壓系統(tǒng)元、輔件的選擇 一、閥的選擇依據(jù) 閥的選擇依據(jù)。主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過(guò)該閥的實(shí)際流量，其他還需要考慮閥的動(dòng)作方式、安裝固定方式、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來(lái)選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格。 二、選擇控制閥應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題 （一）應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)定型產(chǎn)品，要求 非標(biāo)準(zhǔn)元件盡量少，不得已時(shí)，才自行設(shè)計(jì)制造專用閥或其他液壓元件。 （二）選擇溢流閥是，按泵的最大流量選取，使泵的全部流量能回油箱，選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時(shí)，要考慮其最小穩(wěn)定流量滿足壓脫機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)低速性能的要求。 （三）一般選擇控制閥的公稱流量比管路系統(tǒng)實(shí)際通過(guò)的流量大一些。必要時(shí)允太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 34 許通過(guò)閥的流量超過(guò)公稱流量的 20%。 （四）應(yīng)注意差動(dòng)液壓缸由于面積差形成不同回油量對(duì)控制閥的影響。 此外還要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)對(duì)濾油器、蓄能器等輔助元件進(jìn)行選擇。 第六章 夾具的設(shè)計(jì)與選擇 第一節(jié) 定位裝置的設(shè)計(jì) （一 ）六點(diǎn)定位原理 工件定位的實(shí)質(zhì)，就是要使工件在夾具中占有某個(gè)確定的位置。這一確定的位置可以通過(guò)定位支承限制相應(yīng)的自由度來(lái)獲得。一個(gè)物體在空間直角坐標(biāo)系中具有六個(gè)自由度。即沿三個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度，以及繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，在定位分析中，習(xí)慣上用 X 、 Y 、 Z 分別表示沿 X軸、 Y 軸和 Z 軸的移動(dòng)自由度；用X 、 Y 、 Z 分別表示繞 X 軸、 Y軸和 Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。由此可見(jiàn)，要使工件在夾具中占有確定的位置，就是要在空間直角坐標(biāo)系中，通過(guò)定位元件的上述六個(gè)自由度。分析時(shí)可將具體的定位元件抽象化，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的定位支承點(diǎn)，用這些定位支承點(diǎn)來(lái)限制工件的自由度。 （二）完全定位與不完全定位 工件的六個(gè)自由度全部被限制而在空間占有完全確定的唯一位置，稱為完全定位。如果根據(jù)該工序加工要求只需限制部分自由度，而其他自由度無(wú)需限制時(shí)，工件雖然不占有確定的唯一位置，但不影響該工 序的加工要求，此時(shí)稱為不完全定位。應(yīng)該采用完全定位還是不完全定位，主要有該工序的加工要求來(lái)決定。 （三）欠定位與過(guò)定位 欠定位，是指工件實(shí)際定位所限制的自由度數(shù)目，少于按該工序加工要求所必須限制的自由度數(shù)目。因此，欠定位的結(jié)果，將導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)該限制的自由度而未予限制的不合理現(xiàn)象，從而無(wú)法保證該工序所規(guī)定的加工要求。所以，在確定工件在夾具中太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 35 的定位方案時(shí)，不允許出現(xiàn)欠定位這樣的原則性錯(cuò)誤。 兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位支承點(diǎn)重復(fù)限制同一個(gè)自由度，這種重復(fù)定位的現(xiàn)象叫做過(guò)定位。出現(xiàn)過(guò)定位時(shí)，將使工件位置不確定。同時(shí)，在夾緊 情況下，重復(fù)限制同一自由度的定位支承間所產(chǎn)生的矛盾、干涉和沖突必將造成工件或定位元件的變形，其結(jié)果都將破壞工件定位的要求，從而嚴(yán)重影響工件的定位精度。因此，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，一般情況下應(yīng)避免出現(xiàn)過(guò)定位現(xiàn)象。如因某些結(jié)構(gòu)上的原因，無(wú)法避免過(guò)定位時(shí)，應(yīng)采取必要的相應(yīng)措施，以減小由于過(guò)定位所造成的影響。 （四）定位支承點(diǎn)的配置 在六點(diǎn)定位中，定位支承的配置情況，對(duì)定位精度及穩(wěn)定性的影響很大。工件上選作主要定位面的表面，應(yīng)該力求其面積盡可能的大，定位支承點(diǎn)的分布也盡量分散（切不可放置在一條直線上），這樣即可提高定位的穩(wěn) 定性。工件上選作導(dǎo)向定位面的表面，應(yīng)該力求面積狹而長(zhǎng)，兩個(gè)定位支承點(diǎn)的分布也應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。止推定位基準(zhǔn)面的選擇也應(yīng)與其他兩定位基準(zhǔn)面相距較遠(yuǎn)為好。 （五）組合表面定位 以工件上兩個(gè)或兩個(gè)以上表面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，稱為組合表面定位。采用組合表面定位時(shí)，如果各定位基準(zhǔn)之間無(wú)緊密尺寸聯(lián)系（即沒(méi)有尺寸精度要求）時(shí)，是把各種單一幾何表面的典型定位方式直接予以組合。如果各定位基準(zhǔn)之間有緊密尺寸聯(lián)系（即有一定尺寸精度要求）時(shí)，需要設(shè)法協(xié)調(diào)定位元件與定位基準(zhǔn)的相互尺寸聯(lián)系，以克服過(guò)定位現(xiàn)象。“一面兩孔”就是最典型的例子。 第 二節(jié) 夾緊裝置設(shè)計(jì) 一、夾緊裝置的組成和基本要求 在機(jī)械加工過(guò)程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。 （一）夾緊裝置的組成 典型的夾緊裝置，由以下幾個(gè)部分組成。 1力源裝置。力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)等動(dòng)力裝置。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 36 2中間遞力機(jī)構(gòu)。中間遞力機(jī)構(gòu)是介于力源和夾緊元件之間的傳力機(jī)構(gòu)。它把力源裝 置的夾緊作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對(duì)工件的夾緊。一般遞力機(jī)構(gòu)可以在傳遞夾緊作用力過(guò)程中，改變夾緊作用力的方向和大小，并根據(jù)需要亦可具有一定的自鎖性能。 3夾緊元件與夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過(guò)它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動(dòng)作。對(duì)于手動(dòng)夾緊裝置來(lái)說(shuō)，夾緊機(jī)構(gòu)是由中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件所組成的。 （二）夾緊裝置的基本要求 1.在夾緊過(guò)程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開(kāi)定位支承。 2. 夾緊力的大小要適當(dāng)、可靠。既要使工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生 移動(dòng)和振動(dòng)，由不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 3.夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。 4.夾緊裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。 二、夾具體的選擇與設(shè)計(jì) （一）問(wèn)題的提出： 根據(jù)對(duì)壓脫機(jī)的工作原理的分析可知，當(dāng)碳?jí)K被壓下時(shí)將會(huì)產(chǎn)生向上的力，這個(gè)力會(huì)影響陽(yáng)極鋼爪的使用壽命，為了將向上的緩沖力減少，必須設(shè)計(jì)夾具將陽(yáng)極鋼爪夾緊，陽(yáng)極鋼爪的定位基準(zhǔn)為鋼爪的梁，夾緊也是以鋼爪的梁夾緊，在設(shè)計(jì)中使用了V 形塊對(duì)鋼爪進(jìn)行夾緊。 如圖 17所示，壓脫機(jī)夾具體圖 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 37 圖 17 壓脫機(jī)夾具體 （二）工件的定位： 碳?jí)K在被壓下的過(guò)程中，必須使碳?jí)K在空間完全確定下來(lái)，為此，在設(shè)計(jì)中使用了兩塊鋼板協(xié)同作用的定位方式 ,將固定在機(jī)架上的承壓鋼板和活動(dòng)機(jī)架上的鋼板合到一起對(duì)鋼爪形成了完全定位。承壓鋼板限制了兩個(gè)自由度，即 Z 的平動(dòng)和 X 的轉(zhuǎn)動(dòng)，活動(dòng)機(jī)架上的下方鋼板則限制了 X、 Y 的平動(dòng)和 Y、 Z 的轉(zhuǎn)動(dòng) ,總共限制了六個(gè)自由度，屬于完全定位。 （三）工件的夾緊 : 在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候采用兩個(gè) V形塊對(duì)鋼爪梁進(jìn)行夾緊，因?yàn)殛?yáng)極鋼爪的梁為圓柱形， V 形塊能很好 的壓在圓柱形的梁上而不致使鋼爪因?yàn)閵A緊力的不平衡而移動(dòng)。 （四）夾具的工作原理： 當(dāng)把陽(yáng)極鋼爪平穩(wěn)的放到承壓鋼板上時(shí)，活動(dòng)機(jī)架動(dòng)作，機(jī)架上的兩塊推板將鋼爪推到預(yù)定的工作位置后，形成了完全定位，夾具通過(guò)夾緊手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)楔塊移動(dòng)，楔塊移動(dòng)后會(huì)將壓板的一端慢慢抬起，根據(jù)杠桿原理將安裝有 V 形塊的一端壓下，使V 形塊準(zhǔn)確地壓到鋼爪的梁上進(jìn)而將鋼爪夾緊。 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 38 壓脫機(jī)工作前后圖，見(jiàn)圖 18 圖 18 壓脫機(jī)工作前后圖 結(jié) 語(yǔ) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)和工作 具有很大的意義，我們每一位同學(xué)都需要認(rèn)真的去對(duì)待。 此次設(shè)計(jì)我學(xué)到了許多知識(shí)，有以前忘記的，也有沒(méi)涉及到的，還有就是自己認(rèn)識(shí)不全面的。通過(guò)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，鞏固了我的基礎(chǔ)，提升了我的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)了我的感性認(rèn)識(shí)。在此我著重從以下四方面談一談自己的一些設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)心得：首先就是要端正自己的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)態(tài)度，從思想上我們一開(kāi)始就要認(rèn)識(shí)到它的重要性及必要性，我們要相信自己一定可以做好設(shè)計(jì)；其次就是我們要善于設(shè)計(jì)，要會(huì)設(shè)計(jì)，要講究方法。比如說(shuō)，就拿查工具書(shū)來(lái)說(shuō)吧，并不是說(shuō)書(shū)上所寫(xiě)的我們都需要去看，都需要去徹底的理解，而是我們需要哪查哪 ，要有針對(duì)性，這樣搞起設(shè)計(jì)也就不會(huì)很盲目了，而是有條不紊，太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 39 循序漸進(jìn)；再者就是要持之以恒，；最后就是要謙虛謹(jǐn)慎，要多與同學(xué)們交流，要多向大家學(xué)習(xí)，要有團(tuán)隊(duì)精神，要互助，切不可夜郎自大，不可一世。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我在大學(xué)里所學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的鞏固與提高，同時(shí)也增強(qiáng)了自己查閱資料和獨(dú)立分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，為今后更好地工作與學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) 1吳宗澤主編 . 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京 : 高等教育出版社， 2005 2何存興主編 . 液壓元件 . 機(jī)械工業(yè)出版社 3張群生主編 . 液壓與氣壓傳動(dòng) . 機(jī)械工業(yè)出版社 4曾志新、呂明主編 . 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) . 武漢：武漢理工大學(xué)出版社， 2004 5雷天覺(jué)主編 . 液壓工程手冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1993 6成大先主編 . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .第三版 第四卷， 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2001 7孫訓(xùn)方主編 . 材料力學(xué)（） . 第四版，北京：高等教育出版社 2005 8機(jī)械制造技術(shù) . 機(jī)械工業(yè)出版社 9機(jī)械加工技術(shù) . 機(jī)械工業(yè)出版社 10王光斗、王春福主編 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) . 上海：上海科學(xué)技術(shù)出 版社， 2000 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 40 11吳宗澤主編 . 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) . 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2003 12黃元峰、談宏華、劉源 . 一種新型的殘極壓脫清理機(jī) . 輕金屬 . 2002 年 .第 8 期 13顏奇光 . 雙陽(yáng)極殘極壓脫清理機(jī)設(shè)計(jì) . 輕金屬 . 2000 年 .第 7 期 14程敏 . 新型殘極壓脫清理機(jī)的設(shè)計(jì) . 有色金屬設(shè)計(jì) . 1999 年 .第 25 卷 .第 3 期 15500t 殘極破碎機(jī)參數(shù)計(jì)算 . 礦山機(jī)械 . 2003.01 16盧光賢主編 . 機(jī)床液壓傳動(dòng)與控制 . 第三版，西安：西北工業(yè)出版社， 2006 中英文翻譯資料 The basis of machining Have a shape as a processing method, all machining process for the production of the most commonly used and most important method. Machining process is a process generated shape, in this process, Drivers device on the workpiece material to be in the form of chip removal. Although in some occasions, the workpiece under no circumstances, the use of mobile equipment to the processing, However, the majority of the machining is not only supporting the workpiece also supporting tools and equipment to complete. Machining know the process has two aspects. Small group of low-cost production. For casting, forging and machining pressure, every production of a specific shape of the workpiece, even a spare parts, almost have to spend the high cost of processing. Welding to 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 41 rely on the shape of the structure, to a large extent, depend on effective in the form of raw materials. In general, through the use of expensive equipment and without special processing conditions, can be almost any type of raw materials, mechanical processing to convert the raw materials processed into the arbitrary shape of the structure, as long as the external dimensions large enough, it is possible. Because of a production of spare parts, even when the parts and structure of the production batch sizes are suitable for the original casting, Forging or pressure processing to produce, but usually prefer machining. Strict precision and good surface finish, machining the second purpose is the establishment of the high precision and surface finish possible on the basis of. Many parts, if any other means of production belonging to the large-scale production, Well machining is a low-tolerance and can meet the requirements of small batch production. Besides, many parts on the production and processing of coarse process to improve its general shape of the surface. It is only necessary precision and choose only the surface machining. For instance, thread, in addition to mechanical processing, almost no other processing method for processing. Another example is the blacksmith pieces keyhole processing, as well as training to be conducted immediately after the mechanical completion of the processing. Primary Cutting Parameters Cutting the work piece and tool based on the basic relationship between the following four elements to fully describe : the tool geometry, cutting speed, feed rate, depth and penetration of a cutting tool. Cutting Tools must be of a suitable material to manufacture, it must be strong, tough, hard and wear-resistant. Tool geometry - to the tip plane and cutter angle characteristics - for each cutting process must be correct. Cutting speed is the cutting edge of work piece surface rate, it is inches per minute to show. In order to effectively processing, and cutting speed must adapt to the level of specific parts - with knives. Generally, the more hard work piece material, the lower the rate. Progressive Tool to speed is cut into the work piece speed. If the work piece or tool for rotating movement, feed rate per round over the number of inches to the measurement. When the work piece or tool for reciprocating movement and feed rate on each trip through the measurement of inches. Generally, in other conditions, feed rate and cutting speed is inversely proportional to。 Depth of penetration of a cutting tool - to inches dollars - is the tool to the work piece distance. Rotary cutting it to the chip or equal to the width of the linear cutting chip 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 42 thickness. Rough than finishing, deeper penetration of a cutting tool depth. The Effect of Changes in Cutting Parameters on Cutting Temperatures In metal cutting operations heat is generated in the primary and secondary deformation zones and these results in a complex temperature distribution throughout the tool, workpiece and chip. A typical set of isotherms is shown in figure where it can be seen that, as could be expected, there is a very large temperature gradient throughout the width of the chip as the workpiece material is sheared in primary deformation and there is a further large temperature in the chip adjacent to the face as the chip is sheared in secondary deformation. This leads to a maximum cutting temperature a short distance up the face from the cutting edge and a small distance into the chip. Since virtually all the work done in metal cutting is converted into heat, it could be expected that factors which increase the power consumed per unit volume of metal removed will increase the cutting temperature. Thus an increase in the rake angle, all other parameters remaining constant, will reduce the power per unit volume of metal removed and cutting temperatures will reduce. When considering increase in undeformed chip thickness and cutting speed the situation is more complicated. An increase in undeformed chip thickness and cutting speed the situation is more complex. An increase in undeformed chip thickness tends to be a scale effect where the amounts of heat which pass to the workpiece, the tool and chip remain in fixed proportions and the changes in cutting temperature tend to be small. Increase in cutting speed, however, reduce the amount of heat which passes into the workpiece and this increase the temperature rise of the chip in primary deformation. Further, the secondary deformation zone tends to be smaller and this has the effect of increasing the temperatures in this zone. Other changes in cutting parameters have virtually no effect on the power consumed per unit volume of metal removed and consequently have virtually no effect on the power consumed per unit volume of metal removed and consequently have virtually no effect on the cutting temperatures. Since it has been shown that even small changes in cutting temperature have a significant effect on tool wear rate, it is appropriate to indicate how cutting temperatures can be assessed from cutting data. The most direct and accurate method for measuring temperatures in high-speed-steel cutting tools is that of Wright&Trent which also yields detailed information on temperature distributions in high-speed-steel tools which relates microstructural changes to thermal history. Trent has described measurements of cutting temperatures and temperature 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 43 distributions for high-speed-steel tools when machining a wide range of workpiece materials. This technique has been further developed by using scanning electron microscopy to study fine-scale microstructural changes srising from over tempering of the tempered martensitic matrix of various high-speed-steels. This technique has also been used to study temperature distributions in both high-speed-steel single point turning tools and twist drills. Wears of Cutting Tool We already have been processed and the rattle of the countless cracks edge tool, we learn that tool wear are basically three forms : flank wear, the former flank wear and V-Notch wear. Flank wear occurred in both the main blade occurred vice blade. On the main blade, shoulder removed because most metal chip mandate, which resulted in an increase cutting force and cutting temperature increase, If not allowed to check, That could lead to the work piece and the tool vibration and provide for efficient cutting conditions may no longer exist. Vice-bladed on, it is determined work piece dimensions and surface finish. Flank wear size of the possible failure of the product and surface finish are also inferior. In most actual cutting conditions, as the principal in the former first deputy flank before flank wear, wear arrival enough, Tool will be effective, the results are made unqualified parts. As Tool stress on the surface uneven, chip and flank before sliding contact zone between stress, in sliding contact the start of the largest, and in contact with the tail of zero, so abrasive wear in the region occurred. This is because the card cutting edge than the nearby settlements near the more serious wear, and bladed chip due to the vicinity of the former flank and lost contact wear lighter. This results from a certain distance from the cutting edge of the surface formed before the knife point Ma pit, which is usually considered before wear. Under normal circumstances, this is wear cross-sectional shape of an arc. In many instances and for the actual cutting conditions, the former flank wear compared to flank wear light, Therefore flank wear more generally as a tool failure of scale signs. But because many authors have said in the cutting speed of the increase, frontal surface temperature than the posterior surface temperatures have risen faster. but because any form of wear rate is essentially temperature changes by the significant impact. Therefore, the former usually wear in high-speed cutting happen. The main tool flank wear the tail is not processed with the work piece surface in contact, Therefore flank wear than wear along with the ends more visible, which is the most common. This is because the local effect, which is as rough on the surface has 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 44 hardened layer, This effect is by cutting in front of the hardening of the work piece. Not just cutting, and as oxidation skin, the blade local high temperature will also cause this effect. This partial wear normally referred to as pit sexual wear, but occasionally it is very serious. Despite the emergence of the pits on the Cutting Tool nature is not meaningful impact, but often pits gradually become darker If cutting continued the case, then there cutter fracture crisis. If any form of sexual allowed to wear, eventually wear rate increase obviously will be a tool to destroy failure destruction, that will no longer tool for cutting, cause the work piece scrapped, it is good, can cause serious damage machine. For various carbide cutting tools and for the various types of wear, in the event of a serious lapse, on the tool that has reached the end of the life cycle. But for various high-speed steel cutting tools and wear belonging to the non-uniformity of wear, has been found : When the wear and even to allow for a serious lapse, the most meaningful is that the tool can re-mill use, of course, In practice, cutting the time to use than the short time lapse. Several phenomena are one tool serious lapse began features : the most common is the sudden increase cutting force, appeared on the work piece burning ring patterns and an increase in noise. Automatic Fixture Design Assembly equipment used in the traditional synchronous fixture put parts of the fixture mobile center, to ensure that components from transmission from the plane or equipment plate placed after removal has been scheduled for position. However, in certain applications, mobile mandatory parts of the center line, it may cause parts or equipment damage. When parts vulnerability and may lead to a small vibration abandoned, or when their location is by machine spindle or specific to die, Tolerance again or when the request is a sophisticated, it would rather let the fixture to adapt to the location of parts, and not the contrary. For these tasks, Elyria, Ohio, the company has developed Zaytran a general non-functional data synchronization West category FLEXIBILITY fixture. Fixture because of the interaction and synchronization devices is independent, The synchronous device can use sophisticated equipment to replace the slip without affecting the fixture force. Fixture specification range from 0.2 inches itinerary, 5 pounds clamping force of the six-inch trip, 400-inch clamping force. The characteristics of modern production is becoming smaller and smaller quantities and product specifications biggest changes. Therefore, in the final stages of production, assembly of production, quantity and product design changes appear to be particularly vulnerable. This situation is forcing many companies to make greater efforts to rationalize 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 -畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 45 the extensive reform and the previously mentioned case of assembly automation. Despite flexible fixture behind the rapid development of flexible transport and handling devices, such as backward in the development of industrial robots, it is still expected to increase the flexibility fixture. In fact the important fixture devices - the production of the devices to strengthen investment on the fixture so that more flexibility in economic support holders. According to their f