膠管切割機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)含5張CAD圖,膠管,切割機(jī),改進(jìn),改良,設(shè)計(jì),cad 目錄 1 緒論 2 1.1 研究背景 2 1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 1.2.1 一種新型橡膠管切割機(jī) 2 1.2.2 一種快速切割膠管的機(jī)械裝置 3 1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀 5 ?1.3.1 一種新型橡膠管切割機(jī)機(jī)構(gòu) 5 ?1.3.2 一種全自動(dòng)橡膠管切割機(jī) 5 1.4 研究主要內(nèi)容 6 1.5 研究主要方法 7 2 總體方案確定 8 2.1 確定整體機(jī)械方案 8 2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 2.2.1砂輪片的選取 8 2.2.2 電機(jī)的選取 8 2.2.3 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 9 2.2.4確定電機(jī)工作時(shí)的功率 10 2.2.5 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 10 2.3帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 11 2.4升降氣缸的選擇 14 2.5 滾動(dòng)軸承的選取及校核 16 2.6夾緊部分設(shè)計(jì) 18 2.6.1方案設(shè)計(jì) 18 3電氣控制線路的設(shè)計(jì) 20 3.1 電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般要求 20 3.2氣動(dòng)原理圖設(shè)計(jì) 20 結(jié)論 22 參考文獻(xiàn) 23 致 謝 24  1 緒論 1.1 研究背景 現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)橡膠管進(jìn)行切割時(shí)采用切刀進(jìn)行純手工操作裁切，此時(shí)裁切的長(zhǎng) 度為手工測(cè)量，其裁切后的長(zhǎng)度誤差較大，而且裁切時(shí)很容發(fā)生橡膠管切口不平整或者切 口歪斜的情況，無(wú)法保證裁切精度。 本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐，國(guó)內(nèi)膠管應(yīng)用市場(chǎng)廣闊，膠管種類(lèi)多種多樣，隨著技術(shù)水平的不斷提高，膠管應(yīng)用的地方也不斷增加，因膠管鑄造時(shí)需要讓其長(zhǎng)度比需求尺寸長(zhǎng)，所以膠管需要切割其多余部分。在人工使用剪刀進(jìn)行修剪時(shí)，很難掌握其尺寸以及膠管難以剪斷，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。本次設(shè)計(jì)的一種膠管切割機(jī)可以省時(shí)省力的進(jìn)行膠管的切割，操作方便，安全，加快生產(chǎn)效率。 1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 1.2.1 一種新型橡膠管切割機(jī) 圖1.1為一種新型橡膠管切割機(jī)，包括操作平臺(tái)、傳送帶、氣缸、第一傳動(dòng)桿、固定板、豎梁、第一橫梁、第二橫梁、切割刀片、第一電機(jī)、第二傳動(dòng)桿、液壓缸、第二電機(jī)、導(dǎo)向桿。本發(fā)明提供結(jié)構(gòu)合理，通過(guò)橡膠管放置在操作平臺(tái)上，傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整橡膠管的前后位置，再通過(guò)固定板來(lái)固定左右位置，使橡膠管的位置相對(duì)固定，切割的時(shí)候切割口平滑準(zhǔn)確，增加良品率，提高生產(chǎn)效率，在加上切割刀片通過(guò)液壓缸給了一個(gè)縱向的切割力的同時(shí)，也通過(guò)旋轉(zhuǎn)提供橫向切割力，使切割口更加平滑，橡膠管切割機(jī)在工作過(guò)程中，操作人員將橡膠管15放在放在傳送帶2 上之后，傳送帶2控制橡膠管15前后移動(dòng)，之后由固定板5固定橡膠管15的橫向位置，之后再 開(kāi)動(dòng)第一電機(jī)10，使切割刀片9旋轉(zhuǎn)，液壓缸12啟動(dòng)，推動(dòng)切割刀片9向下移動(dòng)，完成對(duì)橡膠 管15的切割，之后固定板5移開(kāi)，傳動(dòng)帶2移動(dòng)，重復(fù)上述步驟?，F(xiàn)有的橡膠管切割機(jī)存在以下問(wèn)題： 1. 工人在進(jìn)行橡膠管切割作業(yè)時(shí)，需要自己手動(dòng)移動(dòng)，固定橡膠管的位置，這很容易造成安全隱患。 2.如使用一般夾具固定又因?yàn)楣潭ǚ绞讲粔蚓_，導(dǎo)致橡膠管切割時(shí)移位變形，現(xiàn)有技術(shù)中苯酐尾氣中含有少量苯酐、順酐、苯甲酸和微量的未轉(zhuǎn)化有機(jī)化合物和CO，如直接排放將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，傳統(tǒng)尾氣洗滌吸收副產(chǎn)物富馬酸工藝凈化率較低，回收富馬酸的過(guò)程中必將產(chǎn)生大量廢水、廢渣，三廢處理成本高昂等問(wèn)題。 1-操作平臺(tái)、2-傳送帶、3-氣缸、4-第一傳動(dòng)桿、5-固定板、6-豎梁、7-第一橫梁、8-第二橫梁、9-切割刀片、10-第一刀片、11-第二傳動(dòng)桿、12-液壓缸、13-第二電機(jī)、14-導(dǎo)向桿、15-橡膠管 圖1.1 一種新型橡膠管切割機(jī) 1.2.2 一種快速切割膠管的機(jī)械裝置 圖1.2為一種快速切割膠管的機(jī)械裝置，包括膠管切割機(jī)本體，膠管切割機(jī)本體的內(nèi)側(cè)壁一側(cè)焊接工作臺(tái)，工作臺(tái)的另一側(cè)固定有卡盤(pán)機(jī)構(gòu)，過(guò)工作臺(tái)1設(shè)有第一電機(jī)3，通過(guò)第一電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶4，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶4帶動(dòng)膠管切割機(jī)本體2內(nèi)壁中的轉(zhuǎn)軸7，通過(guò)轉(zhuǎn) 軸7的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)切刀8的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)套管5將膠管固定在卡盤(pán)機(jī)構(gòu)6中，通過(guò)卡盤(pán)機(jī)構(gòu)6內(nèi)壁設(shè) 有大錐齒輪62，通過(guò)大錐齒輪62的背面設(shè)有螺旋槽61，三個(gè)卡爪65等分安裝在卡盤(pán)體64上，當(dāng)螺旋槽61套設(shè)在套管5外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)大錐齒輪62，大錐齒輪62通過(guò)小錐齒輪63時(shí)，另一個(gè)大錐齒輪62便轉(zhuǎn)動(dòng)，它背面的卡盤(pán)體64就使三個(gè)卡爪65同時(shí)向中心靠近或退出，通過(guò)螺栓66對(duì)卡爪65進(jìn)行固定，進(jìn)行切割膠管，通過(guò)分料槽10落入膠管和廢屑，通過(guò)廢屑收集機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)壁設(shè)有風(fēng)機(jī)121、吊桿125、彈簧減震吊鉤126和預(yù)埋支架127進(jìn)行支撐固定，將分料槽10中的廢屑吸入過(guò)濾袋13中，將膠管通過(guò)出料口11落出，從而有效區(qū)分膠管和廢屑，不再需要人工從廢屑中挑出膠管。 1、工作臺(tái)；2、膠管切割機(jī)本體；3、第一電機(jī)；4、皮帶；5、套管；6、卡盤(pán)機(jī)構(gòu)； 7、轉(zhuǎn)軸；8、切刀；9、切刀把手；10、分料槽；11、出料口；12、廢屑收集機(jī)構(gòu)；13、過(guò)濾袋 61、螺旋槽；62、大錐齒輪；63、小錐齒輪；64、卡盤(pán)體；65、卡爪；66、螺栓；121、風(fēng)機(jī)；122、第二電機(jī)；123、風(fēng)機(jī)底 腳；124、支架；125、吊桿；126、彈簧減震吊鉤；127、預(yù)埋支架； 圖1.2 流延機(jī)模頭清洗裝置 1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀 ?1.3.1 一種新型橡膠管切割機(jī)機(jī)構(gòu) 圖1.3為一種一種新型橡膠管切割機(jī)機(jī)構(gòu)，該裝置主要包括底板，底板上豎直固定有安裝板，安裝板的左側(cè)固定有U形板，U形板的左側(cè)固定安裝有推動(dòng)機(jī)構(gòu)，推動(dòng)機(jī)構(gòu)的推桿和連接桿連接，連接桿穿過(guò)安裝板的中間，連接桿的右側(cè)固定有三爪固定夾，三爪固定夾是專(zhuān)門(mén)用來(lái)固定管狀工件的，滾珠絲桿的移動(dòng)套上固定有U形安裝座，滾珠絲桿位于三爪固定夾的側(cè)邊，U形安裝座的U形口向內(nèi)垂直于滾珠絲桿，U形安裝座的中間具有螺孔并接有螺紋旋轉(zhuǎn)軸，U形安裝座的U形口之間的下部活動(dòng)連接有切割刀，切割刀的刀背和螺紋旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)應(yīng)。 底板1，安裝板3，U形板2，推動(dòng)機(jī)構(gòu)4，三爪固定夾5，滾珠絲桿6， 安裝座7，螺紋旋轉(zhuǎn)軸 8，切割刀9 圖1.3 一種新型橡膠管切割機(jī)機(jī)構(gòu) ?1.3.2 一種全自動(dòng)橡膠管切割機(jī) 圖1.4為一種全自動(dòng)橡膠管切割機(jī)，該機(jī)械裝置運(yùn)行首先需要將加工切割的橡膠管加入所述震動(dòng)盤(pán)1內(nèi)，控制所述控制器，觀察調(diào)節(jié)所述控制面板，啟動(dòng)開(kāi)始加工，所述旋轉(zhuǎn)震動(dòng)盤(pán)旋轉(zhuǎn)震動(dòng)將橡膠管震動(dòng)至所述輸送軌道內(nèi)，所述橡膠管再由所述輸送管道一3輸送至所述輸送塊4內(nèi)，在所述氣缸一5的推送下至所述輸送管二6內(nèi)，再由所述氣缸二將橡膠管送至轉(zhuǎn)動(dòng)套筒一8和轉(zhuǎn)動(dòng)套筒二9之間，在所述定位塊10的作用下及所述電機(jī)13的帶動(dòng)下，橡膠管旋轉(zhuǎn)，此時(shí)所述控制系統(tǒng)控制底板在所述滑軌12上運(yùn)動(dòng)至指定加工位置，加工好的橡膠管在所述氣缸二的作用下到回所述輸送管二6內(nèi)，再由所述氣缸一5下壓，再進(jìn)過(guò)所述氣缸三的推動(dòng)至所述成品收集箱2內(nèi)，整個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)都參與其中，在機(jī)器工作之前，現(xiàn)將參數(shù)、間隔時(shí)間及切割刀位置調(diào)好，即可保證機(jī)器高效和有序的進(jìn)行，本設(shè)計(jì)旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有序、高效且可控的全自動(dòng)橡膠管切割機(jī) 圖1.4 一種全自動(dòng)橡膠管切割機(jī) 1.4 研究主要內(nèi)容 初步擬定裝置的流程與具體的研究方向，盡量避免過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題。依據(jù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，確定整個(gè)設(shè)計(jì)的方案大綱，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造型美觀。選定基本的方案，對(duì)機(jī)構(gòu)整體等進(jìn)行分析。選擇最終方案，繪制成精細(xì)的外形和效果圖標(biāo)注尺寸，主要設(shè)計(jì)包括以下結(jié)果方面： 1. 提出膠管切割機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。 2. 對(duì)膠管固定方式和壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3. 膠管機(jī)水切割的動(dòng)力來(lái)源設(shè)計(jì)。 4. 膠管切割機(jī)切割時(shí)移動(dòng)方法。 5. 對(duì)膠管切割的各個(gè)部件配合動(dòng)作進(jìn)行校核。 1.5 研究主要方法 （1）文獻(xiàn)法：查詢與該主題研究有關(guān)的一定數(shù)量的中文和英文資料，就需要現(xiàn)代文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)和能夠檢索互聯(lián)網(wǎng)文獻(xiàn)的能力，認(rèn)識(shí)到膠管切割機(jī)的運(yùn)動(dòng)原理，以及膠管切割機(jī)械傳動(dòng)關(guān)鍵部件的參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)； （2）調(diào)查法：調(diào)查國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有膠管切割機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例，了解國(guó)內(nèi)外行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，為接下來(lái)具體機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)做鋪墊。 （3）模擬法：通過(guò)使用3D建模平臺(tái)組裝零件，創(chuàng)建出具體膠管切割機(jī)的模型，然后用于研究機(jī)械模型的一些基本特征。 2 總體方案確定 2.1 確定整體機(jī)械方案 圖2.1顯示了整體結(jié)構(gòu)圖,切割部分主要由砂輪，電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂輪高速旋轉(zhuǎn)。電機(jī)和工作臺(tái)由鉸鏈支撐。氣缸1可以推動(dòng)砂輪上下移動(dòng)以完成切割。氣缸2可以推動(dòng)工作臺(tái)橫向移動(dòng)并控制切割長(zhǎng)度，氣缸3可以使工作臺(tái)縱向移動(dòng)，從而使砂輪可以分開(kāi)切割橡膠管。其中，電動(dòng)機(jī)和氣缸由PLC通過(guò)電磁閥控制，從而實(shí)現(xiàn)其作用。 圖2.1 切割部分原理圖 2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1砂輪片的選取 經(jīng)過(guò)調(diào)研，切斷為質(zhì)地較軟的橡膠管，其寬度大概有100mm左右，所需電機(jī)的最小功率為kw，轉(zhuǎn)速為=5100 r/min, 砂輪片的最大線速度為70m/s。 最終選取砂輪片的型號(hào)為T(mén)L-001型，其磨料為棕剛玉，粒度為20#。 2.2.2 電機(jī)的選取 在選擇電機(jī)時(shí)要考慮的第一件事就是功率選擇[11]。總而言之，請(qǐng)注意以下兩點(diǎn)：一是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率太小了容易發(fā)生了一個(gè)所謂的“馬車(chē)”的現(xiàn)象，二是使用長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，電機(jī)可能會(huì)破壞發(fā)動(dòng)機(jī)的保溫材料，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率太大的時(shí)候，“大卡機(jī)”的現(xiàn)象不能完全使用，不僅因?yàn)樗缓?。還因?yàn)楣β氏禂?shù)和效率并不理想。這也導(dǎo)致了電力損失，為了正確選擇發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，必須經(jīng)過(guò)以下公式計(jì)算或比較（2.1）。 　 　 （2.1） 這里p是計(jì)算的力，測(cè)量單位是千瓦，f是所需的張力，單位是N，v是工作機(jī)的線速度m / s。另外。最常見(jiàn)的是使用類(lèi)比來(lái)選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率。所謂的類(lèi)比方法是比較類(lèi)似生產(chǎn)機(jī)器中使用的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。一種特定的方法是找出這個(gè)或其他相鄰設(shè)備中類(lèi)似生產(chǎn)機(jī)器消耗了多少能量，然后使用類(lèi)似于面團(tuán)的動(dòng)力引擎，試運(yùn)行的目的是確認(rèn)所選引擎對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)機(jī)器；測(cè)試方法是讓電動(dòng)機(jī)為相關(guān)設(shè)備供電，如果測(cè)得的實(shí)際工作電流比指示的額定電流低約70％，則表明發(fā)動(dòng)機(jī)輸出過(guò)高，應(yīng)該用更少的功率更換發(fā)動(dòng)機(jī)，如果測(cè)得的電動(dòng)機(jī)電流超過(guò)指示的額定電流超過(guò)40％。 這意味著電機(jī)輸出太低，需要用更高的輸出更換發(fā)動(dòng)機(jī)，這個(gè)時(shí)候，需要考慮扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的公式（4.4）。 (2.2) 式中：P：代表功率，單位是kw； N：電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，單位是r/min； T：轉(zhuǎn)矩，單位是N·m； 下表2.1為不同型號(hào)的發(fā)電機(jī)的拉力力矩情況，從中能夠看出，隨著拉力的增大，力矩也在進(jìn)一步增大，根據(jù)電動(dòng)機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩，以電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為標(biāo)準(zhǔn)。 表2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩力矩 號(hào)數(shù)/號(hào) 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 直徑/mm 0.10 0.12 0.14 0.16 0.20 0.23 拉力/Kg 4.8 5.6 6.8 8.3 9.9 12.7 力矩 0.00065 0.0025 0.0029 0.0033 0.0 041 0.0047 2.2.3 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 我們根據(jù)電機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩為依據(jù)，以電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為衡量標(biāo)準(zhǔn)，選取2.0系列三相異步電動(dòng)機(jī)系列直流電動(dòng)機(jī)，如圖2.2所示。 圖4.6 2.0系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 2.2.4確定電機(jī)工作時(shí)的功率 電機(jī)正常工作時(shí)所需要的功率PW（2.3）。 = （2.3） 式中，取。 電動(dòng)機(jī)的輸出功率P0（2.4）： == （2.4） 其中，齒輪傳動(dòng)效率，聯(lián)軸器的效率，滾動(dòng)軸承效率，所以： 得： （2.5） 選取電動(dòng)機(jī)的額定功率，使,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得電動(dòng)機(jī)的額定功率為：。 2.2.5 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 電機(jī)的轉(zhuǎn)速為（2.6）： （2.6） 取V帶傳動(dòng)比，雙級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比，總傳動(dòng)比為： 電動(dòng)機(jī)可選擇的轉(zhuǎn)速為： 所以電動(dòng)機(jī)選擇為：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 2.3帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1.確定計(jì)算功率 由相關(guān)文獻(xiàn)可以查得工作情況系數(shù)=1.2，經(jīng)過(guò)計(jì)算功率為： （2.7） 2.初選帶的型號(hào) 根據(jù)和，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)中第108頁(yè)圖7-14初選A型普通V帶。 3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和 1）由相關(guān)文獻(xiàn)可以查得：A型=75mm，因要使，取=150 2）驗(yàn)算帶的速度 m/s （2.8） 因?yàn)? 5m/s < 22.6m/s < 25m/s 帶速符合要求。 3）計(jì)算 （2.9） 由于電機(jī)轉(zhuǎn)速與砂輪轉(zhuǎn)速基本同步，選速比 =1，則 ==150 mm 4.確定中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1）初選中心距 由0.7（+）2（+），考慮到結(jié)構(gòu)要求，初選=900 mm （2.10） mm 由相關(guān)文獻(xiàn)可以查得取帶的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mm 2)最后確定中心距 mm （2.11） 則 mm （2.12） mm （2.13） 最后取 mm。 5.驗(yàn)算帶輪包角 （2.14） （合適） 6.確定帶的根數(shù) （2.15） 其中： 由相關(guān)文獻(xiàn)可以查得查得彎曲影響系數(shù) 由相關(guān)文獻(xiàn)可以查得查得傳動(dòng)比系數(shù) kw 由相關(guān)文獻(xiàn)可以查得查得包角系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第106頁(yè)表7-4查得長(zhǎng)度系數(shù) 采用非化纖結(jié)構(gòu)的普通帶，取材質(zhì)系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第105頁(yè)圖7-13查得 kw。 kw 取根。 7.確定單根帶的初拉力 （2.16） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第96頁(yè)表7-1查得 N （2.17） 8.計(jì)算帶對(duì)軸的壓力 N （2.18） 9.帶輪的設(shè)計(jì) 帶輪直徑，軸的直徑，當(dāng) 時(shí)采用腹板式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。 圖2.2 帶輪的結(jié)構(gòu) 2.4升降氣缸的選擇 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，為了實(shí)現(xiàn)砂輪的垂直運(yùn)動(dòng)以完成切割，需要在上下移動(dòng)氣缸的同時(shí)使氣缸繞鉆頭旋轉(zhuǎn)一點(diǎn)，因此采用了后扭安裝方法。 圖2.3 手動(dòng)切割機(jī)受力示意圖 3.負(fù)載大小 根據(jù)手動(dòng)切割機(jī)的工作原理（如圖2.3所示）， 圖中F=20 kg 估算得砂輪片的支反力為N=40kg。 再由所設(shè)計(jì)切割機(jī)的切割工作原理（如圖2.4所示） 算得氣缸所承受的力即理論推力為F’=80 kg 合800N。由《氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)》書(shū)中第46頁(yè)表2-7查得工作壓力為0.3 MP， 圖2.4 切割機(jī)受力示意圖 圖2.5 氣缸行程計(jì)算簡(jiǎn)圖 考慮到一定的安全系數(shù)，故初選缸徑為80mm。氣缸的總長(zhǎng)度，在終位時(shí)測(cè)得氣缸的總長(zhǎng)為，所以在此過(guò)程中氣缸的行程 即 升降氣缸的行程為 7.確定氣缸型號(hào) 綜上所述，選用SNC-80-100-PPV型的標(biāo)準(zhǔn)氣缸合適。 2.5 滾動(dòng)軸承的選取及校核 1. 軸承的選擇 軸受一定的軸向力影響，故選接觸角的角接觸球軸承，額定動(dòng)載荷，額定靜載荷 。 2. 軸承的校核計(jì)算 （1）計(jì)算軸承所受的徑向力、，其受力如圖2.6所示 由力矩平衡條件得 由得 圖2.6 軸承計(jì)算簡(jiǎn)圖 （2）計(jì)算派生軸向力、 所選的軸承型號(hào)為7207ACJ，其派生軸向力 則 （2.19） （2.20） （3）求軸承所受的軸向力、 故軸承2被壓緊，軸承1被放松，所以有 （4）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷、 （2.21） （2.22） 由《簡(jiǎn)明機(jī)械零件手冊(cè)》查得7207ACJ型軸承的軸向載荷影響的判斷系數(shù) 因?yàn)? ，所以 ； ，所以 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第262頁(yè)表12-8查得，取，。 則 （2.23） （2.24） （5）計(jì)算所需軸承的動(dòng)載荷 由由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第260頁(yè)表12-6查得，所需軸承的額定動(dòng)載荷為： （2.25） （6）確定軸承型號(hào) 由《簡(jiǎn)明機(jī)械零件手冊(cè)》查得軸徑時(shí)，應(yīng)選軸承的代號(hào)為7207ACJ，其額定動(dòng)載荷為>= 故選用代號(hào)為7207ACJ的軸承合適。 2.6夾緊部分設(shè)計(jì) 2.6.1方案設(shè)計(jì) 夾緊部分是由氣缸推動(dòng)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)夾緊和放松的。采用的方案是用一個(gè)機(jī)械手同時(shí)負(fù)責(zé)夾緊兩根鑄棒，根據(jù)需要對(duì)被切割的那條進(jìn)行夾緊。該方案設(shè)計(jì)工作量小，安裝方便，而且控制簡(jiǎn)單，復(fù)合預(yù)期要求。 圖2.7 夾緊部分原理圖 夾緊部分的原理如圖2.7所示:夾緊缸使夾緊機(jī)器人能夠夾緊或放松工件。當(dāng)活塞向右移動(dòng)時(shí)，機(jī)器人將抓住工件；當(dāng)活塞向左移動(dòng)時(shí)，機(jī)器人放松工件。水平行走缸推動(dòng)工作臺(tái)左右移動(dòng)，并可以控制機(jī)械手夾持左或右工件，從而切割被夾持的工件。縱向行走缸的功能是在切割過(guò)程完成后將工作臺(tái)推回初始位置。整個(gè)工作過(guò)程由PLC實(shí)現(xiàn)。 現(xiàn)設(shè)靜態(tài)安全系數(shù) 則有 （2.27） 在正常運(yùn)行時(shí)一般選取安全系數(shù)為5，根據(jù)上述情況，選取SBG35FL（）的導(dǎo)軌比較理想。 2.根據(jù)壽命要求選型號(hào) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)壽命計(jì)算公式 若使用17500小時(shí)，則總的移動(dòng)距離為： （2.28） 其中 ——溫度系數(shù) （由手冊(cè)查得當(dāng)導(dǎo)軌的工作溫度小于100時(shí)，其溫度系數(shù)取1.0） ——硬度系數(shù) ——基本動(dòng)載荷 所以 解得 因此，選取SGB45FL（） 3電氣控制線路的設(shè)計(jì) 3.1 電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般要求 PLC控制系統(tǒng)運(yùn)用在膠管切割機(jī)裝置中能夠大大縮減由于時(shí)間上控制不精確而造成的工作時(shí)間浪費(fèi)，PLC電器控制系統(tǒng)較計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的最大的好處在于實(shí)時(shí)性和高可靠性，由于控制器是采用自動(dòng)控制串接為基礎(chǔ)，信號(hào)處理的時(shí)間間隔非常短暫，速度較快，正常處理時(shí)間可以精確到10ms到20ms之間；同時(shí)PLC系統(tǒng)采用獨(dú)有的抗干擾技術(shù)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，使用起來(lái)方便快捷，相比較電源控制下的機(jī)械系統(tǒng)，可編程邏輯控制系統(tǒng)（PLC）[14]有比較大的優(yōu)勢(shì)性可言，具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)； （1） 可靠性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，接口模塊功能強(qiáng)、品種多； （2） 硬件配套較為齊全，使用方便快捷，適應(yīng)性強(qiáng)； （3） 編程方法簡(jiǎn)單、直觀； （4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)/安裝、調(diào)試工作量少； （5） 維修工作量小、維護(hù)方便，體積小、耗能低、重量輕； 電氣控制線路根據(jù)用途的不同會(huì)有其特殊的要求，設(shè)計(jì)所需要遵循的一般要求是： 1） 應(yīng)滿足機(jī)電設(shè)備對(duì)電氣控制線路的要求，按照工藝要求準(zhǔn)確、可靠地工作。 2）在滿足生產(chǎn)要求的前提下，應(yīng)力求使控制線路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，盡量選用經(jīng)過(guò)實(shí)際考驗(yàn)過(guò)的線路，保證控制的安全、可靠，具有必要的保護(hù)裝置和連鎖環(huán)節(jié)，誤操作時(shí)不至于發(fā)生重大事故，盡量便于操作和維修。 3.2氣動(dòng)原理圖設(shè)計(jì) 根據(jù)切割機(jī)的機(jī)構(gòu)原理，繪制的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3.1所示，其中ST0-ST9為控制氣缸的行程開(kāi)關(guān)。 圖3.1 切割機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3.4控制流程圖 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)從確定標(biāo)題開(kāi)始，然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)查，調(diào)查，提議和計(jì)劃確定，然后完成裝配圖，零件圖，直到論文的最終結(jié)論，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于成功完成了。 此設(shè)計(jì)的主要工作分為兩個(gè)部分。第一部分是切割機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)，主要包括砂輪的選擇，電機(jī)的選擇，砂輪傳動(dòng)方式的選擇和優(yōu)化，電機(jī)和砂輪的安裝，以及每個(gè)液壓缸的計(jì)算力及其參數(shù)選擇的計(jì)算，滑動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)以及其他零件和整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。最后，完成裝配圖，組件圖和零件圖。第二部分是電氣原理和控制部分的設(shè)計(jì)，主要包括氣動(dòng)控制原理圖的設(shè)計(jì)，電氣原理圖的設(shè)計(jì)，接線圖的設(shè)計(jì)，控制柜的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)。電路控制面板的膠管切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能安全可靠，操作方便可行，很好的實(shí)現(xiàn)了其預(yù)定功能。由PLC控制的氣動(dòng)隨動(dòng)膠管切割機(jī)，由氣缸驅(qū)動(dòng)完成順序切割動(dòng)作過(guò)程。這種切割機(jī)具有控制方便，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)、修改方便、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。 鑒于研究能力有限，膠管切割機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和等一些關(guān)鍵性因素還有待進(jìn)一步提升。未來(lái)希望可以更好的學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)，將膠管切割機(jī)與控制方向結(jié)合，使相關(guān)產(chǎn)業(yè)朝著更好的方向邁進(jìn)一步。 參考文獻(xiàn) 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Frederiks.??Potato Research.2013(3) 致 謝 不積跬步無(wú)以至千里，本課程設(shè)計(jì)能夠順利完成，得益于指導(dǎo)老師孫玉芹老師，本論文是在孫老師悉心的指導(dǎo)下完成的，孫老師擁有豐富的學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，在課程設(shè)計(jì)題目制定時(shí)，她首先肯定了我的研究課題，同時(shí)給了極大的勇氣，幫我具體的分析利弊使我最終選取了膠管切割機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)這個(gè)課題，使我在研究時(shí)有了具體方向。當(dāng)論文開(kāi)題后時(shí)，具體的設(shè)計(jì)不是很清楚，在老師的幫助下，我的設(shè)計(jì)有了明確的方向，初稿完成后，老師仔細(xì)檢查了我的寫(xiě)作并指出了我的問(wèn)題，為接下來(lái)的改進(jìn)提供了方向，在此十分感謝老師的細(xì)心指導(dǎo)，才能讓我順利完成畢業(yè)論文的寫(xiě)作。 感謝機(jī)電工程學(xué)院的全體領(lǐng)導(dǎo)和老師，在他們認(rèn)真的教導(dǎo)下，我學(xué)到了很多專(zhuān)業(yè)性知識(shí)，為論文的寫(xiě)作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；感謝參與本論文的批閱，和對(duì)本論文提出寶貴意見(jiàn)的老師和領(lǐng)導(dǎo)。 29