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目 錄
1 緒論 1
1.1閉式壓力機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1
1.2 壓力機(jī)簡(jiǎn)介 3
1.2.1 壓力機(jī)的特點(diǎn)和用途 3
1.2.2 通用曲柄壓力機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù) 4
1.2.3 曲柄壓力機(jī)的基本參數(shù) 5
1.3 壓力機(jī)工作原理 6
2 JH31-315壓力機(jī)簡(jiǎn)介 8
2.1 JH31-315壓力機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 8
2.2 JH31-315壓力機(jī)用途與結(jié)構(gòu)性能 8
2.3 JH31-315壓力機(jī)壓力性能介紹 9
3 滑塊的設(shè)計(jì) 11
3.1 滑塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 11
3.2 滑塊動(dòng)作說明 12
3.3 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 13
3.4 液壓過載保護(hù)裝置 14
4 電動(dòng)機(jī)的選擇 16
4.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇 16
4.2 功率的計(jì)算 16
4.2.1調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（連接器）傳動(dòng)效率 17
4.2.2電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算 17
4.3 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 18
5 蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì) 23
5.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 23
5.2蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 25
5.2.1第一級(jí)蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)和計(jì)算 25
5.2.2第二級(jí)蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)和計(jì)算 29
5.3蝸桿軸分析與強(qiáng)度校核 33
5.3.1 蝸桿的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算 33
5.3.2 軸徑的校核 36
6 軸承和鍵的選用和計(jì)算 38
6.1軸承的選用和強(qiáng)度的校核 38
6.2鍵的選擇和強(qiáng)度計(jì)算 41
結(jié)論 42
1 緒論
鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。采用鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有效率高、所量好，重量輕和成本低的特點(diǎn)。所以，工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家愈來愈多地采用鍛壓工藝代替切削工藝和其他工藝。鍛壓機(jī)械在機(jī)床中所占的比重也愈來愈大。近年來，鍛壓機(jī)械的擁有量日本為34%，美國(guó)為32.4%。在鍛壓機(jī)械中．又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。用曲柄壓力機(jī)可以進(jìn)行沖壓、模鍛等工藝，廣泛用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電器儀表、國(guó)防工業(yè)以及日用品等生產(chǎn)部門。隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量愈來愈多，質(zhì)量要求愈來愈顯著，壓力愈來愈大。它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中的作用愈來愈顯著。例如，在汽車 拖拉機(jī)工廠中，用熱模鍛壓力機(jī)代替模鍛錘生產(chǎn)模鍛件已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展的檔勢(shì)。日本已有四條熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線，其中一條110000千牛熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線是在1971年建成的，可以生產(chǎn)重達(dá)1400牛，長(zhǎng)達(dá)1.3米的曲軸以及重達(dá)1000牛，長(zhǎng)達(dá)2米的汽車前梁生產(chǎn)效率為60件/時(shí)。從揀料預(yù)熱、剪切、鍛造、檢驗(yàn)到包裝發(fā)送全部自動(dòng)進(jìn)行，全線僅用24人．比模鍛錘的生產(chǎn)效率高得多，勞動(dòng)條件大為改善。西德已經(jīng)制造了五條120000千牛熱模鍛匠力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線，供應(yīng)世界各國(guó)。又如，在日用品生產(chǎn)中，如果不采用高速?zèng)_壓自動(dòng)機(jī)，那么產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國(guó)際市場(chǎng)上將失去競(jìng)爭(zhēng)能力。因此大量制造和使用曲柄壓力機(jī)，已經(jīng)成為工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展方向之一。
我國(guó)在解放以前，曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)非常落后，只能制造一些手動(dòng)沖床。解放以后，才有了飛速的發(fā)展，到目前為止，我們已經(jīng)制造了80000千牛的熱模鍛壓力機(jī)，40000千牛的雙點(diǎn)壓力機(jī)以及其他各種型號(hào)的壓力機(jī)。但是，與工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家比較，我國(guó)的曲柄壓力機(jī)制造業(yè)還很落后，主要表現(xiàn)在質(zhì)量不高、數(shù)量不足．品種不全等幾個(gè)方面特別是缺乏大型高效的設(shè)備。因此，必須大力發(fā)展曲柄壓力機(jī)，以滿足四個(gè)現(xiàn)代化的需要。
1.1閉式壓力機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
鍛壓生產(chǎn)已有悠久的歷史，但是，采用鍛壓機(jī)械進(jìn)行鍛壓生產(chǎn)卻只有百余年的歷史，十九世紀(jì)三十年代，世界上山現(xiàn)了第一臺(tái)簡(jiǎn)易的平鍛機(jī)和蒸汽錘。六十年代生產(chǎn)了一些沖壓用的液壓機(jī)。直到十九世紀(jì)末期，才出現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的曲柄壓力機(jī)和鍛造用的液壓機(jī)。二十世紀(jì)前期，由于汽車工業(yè)的興起，曲柄壓力機(jī)以及其他鍛壓設(shè)備得到了迅速發(fā)展。眾所周知，由于采用現(xiàn)代化的鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有效率高、質(zhì)量好、能量省和成本低的特點(diǎn)。所以，工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家越來越多地采用鍛壓工藝代替切削工藝和其他工藝。鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要，鍛壓機(jī)械在機(jī)床中所占的比重也越來越大。
近年來，鍛壓機(jī)械的擁有量日本為34％，美國(guó)為32．4％。在鍛壓機(jī)械中，又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。用曲柄壓力機(jī)可以進(jìn)行沖壓和模鍛等工藝生產(chǎn)，它廣泛用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電器儀表、國(guó)防工業(yè)以及日用品等生產(chǎn)部門。隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量越來越多，質(zhì)量要求越來越高，壓力越來越大。它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中的作用越來越顯著。例如，在汽車拖拉機(jī)工廠中，用熱模鍛壓力機(jī)代替模鍛錘生產(chǎn)模鍛件已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。日本已有數(shù)條熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線，其少一條110000kN熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線是在197l年建成的，可以生產(chǎn)重達(dá)140kg，長(zhǎng)達(dá)1.3m的曲軸以及重達(dá)100kg，長(zhǎng)達(dá)2m的汽車前梁，生產(chǎn)效率為每小時(shí)60件。從裝料、預(yù)熱、剪切、鍛造、檢驗(yàn)到包裝、發(fā)送全部自動(dòng)進(jìn)行。全線僅用24人，比模鍛錘的生產(chǎn)效率高得多，勞動(dòng)條件大為改善。德國(guó)已經(jīng)制造了若干條120000kN的熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線，供應(yīng)世界各國(guó)。我國(guó)也購(gòu)置—條，對(duì)汽車鍛件的生產(chǎn)起著良好的作用。又如，冷擠壓工藝是—項(xiàng)新興的工藝，用冷擠壓生產(chǎn)的零件表面粗糙度小，尺寸精度高，直徑為20-30mm的零件其公差范圍可控制在0.015mm以內(nèi)，因此，所生產(chǎn)的零件不需進(jìn)行或少量進(jìn)行切削加工即可使用。大大提高了生產(chǎn)率，并節(jié)約了原材料。
隨著冷擠壓工藝的發(fā)展，各種類型的擠壓機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，正在使加工行業(yè)產(chǎn)生巨大的變化。再如，在日用品及家用電器生產(chǎn)中，如果不采用高速?zèng)_壓自動(dòng)機(jī)，產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國(guó)際市場(chǎng)上將失去競(jìng)爭(zhēng)能力。因此大量制造和使用曲柄壓力機(jī)，已成為工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展方向之—。
近年來，曲柄壓力機(jī)正向著高速度和高精度的方向發(fā)展，并努力降低噪音．提高安全性，擴(kuò)大自動(dòng)化程度，改善勞動(dòng)條件。特別是采用微型計(jì)算機(jī)控制的曲柄壓力機(jī)，更具有先進(jìn)的水平。
例如，行程次數(shù)500次／min左右的高速壓力機(jī)已普遍應(yīng)用，美國(guó)明斯恃(Minster)公司已生產(chǎn)250kN2000次／mi n的超高速壓力機(jī)。美國(guó)國(guó)民(National)公司發(fā)展了新系列的高速冷墩機(jī)，M12四工位螺母冷墩機(jī)生產(chǎn)率為每分鐘250件。
精密沖裁的壓力機(jī)己發(fā)展到25000 kN，可沖裁的最大板厚已達(dá)25mm，加工的零件周邊的表面粗糙度很小，尺寸精度很高，沖切面的垂直度可達(dá)89°30′。
擠壓機(jī)己發(fā)展到50000kN，多工位擠壓機(jī)已發(fā)展到45000kN，機(jī)器精度不斷提高，剛度已達(dá)到同規(guī)格的通用壓力機(jī)的2—3倍。
1982年在日本大阪國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上展出了55臺(tái)鍛壓設(shè)備，其中采用數(shù)控的占34．5％，可以人機(jī)對(duì)話，編成十分方便。日本會(huì)田公司制造的2000KN“沖壓中心”，采用微型計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)，全部時(shí)間只需5min。德國(guó)奧穆科（Eumuco）公司近年來制造的熱模鍛壓力機(jī)和平鍛機(jī)，都已采用微機(jī)巡回檢測(cè)各軸承的溫度，顯示工藝力，對(duì)壓力機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要作用。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）規(guī)定，在85—90dB的連續(xù)噪音下，工作時(shí)間不能超過8h, 而美國(guó)和瑞士規(guī)定為85dB?，F(xiàn)在德國(guó)舒勒（Sehuler）公司制造的開式壓力機(jī)已為75dB。還有一些公司正在研制低噪音（75dB）的折彎?rùn)C(jī)和冷墩自動(dòng)機(jī)。
1.2 壓力機(jī)簡(jiǎn)介
1.2.1 壓力機(jī)的特點(diǎn)和用途
壓力機(jī)在機(jī)械行業(yè)中占有重要位置，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)揮重要作用，和人們的生活息息相關(guān)。在家手上帶的手表、用的鋼筆、女同志的金屬發(fā)卡和鈕扣，人們上班騎的自行車，午餐的飯盒，晚上回家聽收音機(jī)、看電視或用縫紉機(jī)做新穎的時(shí)裝，還有大家出差乘做的飛機(jī)、火車、汽車、輪船等等，這些工具都有壓力機(jī)的一份功勞。
壓力機(jī)少切削，無切削，節(jié)約原材料，提高勞動(dòng)效率，增加經(jīng)濟(jì)效益，因而被廣泛采用。鍛壓機(jī)械的比例越來越大，它是衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械工業(yè)先進(jìn)程度的重要標(biāo)志。
曲柄壓力機(jī)是壓力機(jī)的一個(gè)類別，是采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)的一類鍛壓機(jī)器。它是板料沖壓生產(chǎn)的主要設(shè)備，可用于沖孔、落料、切邊、彎曲、淺拉伸和成形等工序，并廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航空、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、軸承、儀表、農(nóng)機(jī)、農(nóng)具、自行車、手表、縫紉機(jī)、醫(yī)療器械、日用五金等部門中。
采用鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有效率高、質(zhì)量好、重量輕和成本低的特點(diǎn)。目前鍛壓機(jī)械再機(jī)床中所占的比重也越來越大。而在鍛壓機(jī)械中，又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。因此，發(fā)展前景廣闊。
曲柄壓力機(jī)的類型很多，按照工藝用途分類如下：
一、板料沖壓壓力機(jī)
通用壓力機(jī)，用來進(jìn)行沖裁、落料、彎曲、成形和淺拉延等工藝。
拉延壓力機(jī)，用來進(jìn)行拉延工藝。
板沖高速壓力機(jī)，適用于連續(xù)級(jí)進(jìn)送料的自動(dòng)沖壓工藝。
板沖多工位自動(dòng)機(jī)，適用于連續(xù)傳送工件的自動(dòng)沖壓工藝。
二、體積模鍛壓力機(jī)
冷擠壓機(jī)，用來進(jìn)行冷擠壓工藝。
熱模鍛壓力機(jī)，用來進(jìn)行熱模鍛工藝。
精壓機(jī)，用來進(jìn)行平面精壓、體積精壓和表面壓印等工藝。
平鍛機(jī)，用來進(jìn)行平鍛工藝。
冷鐓自動(dòng)機(jī)，用于制造如螺釘螺母等各種標(biāo)準(zhǔn)件。
精鍛機(jī)，用來精鍛各種軸類工件。
三、剪切機(jī)
板料剪切機(jī)，用于裁剪板料。
棒料剪切機(jī)，用于裁截棒料。
1.2.2 通用曲柄壓力機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)
曲柄壓力機(jī)的型號(hào)
按照J(rèn)B／GQ2003—84型譜，曲柄壓力機(jī)的型號(hào)用漢語拼音字母、英文字母和數(shù)字表示，例如JA31—l 60B型號(hào)的意義是：
現(xiàn)將型號(hào)的表示方法敘述如下：
第一個(gè)字母為類代號(hào)，代表八類鍛壓設(shè)備中某類設(shè)備。在八類鍛壓設(shè)備中，與曲柄壓力機(jī)有關(guān)的有五類。機(jī)械壓力機(jī)用拼音字母J表示，線材成形自動(dòng)機(jī)、鍛機(jī)、剪切機(jī)和彎曲校正分別用Z、D、Q和W表示。
第二個(gè)字母代表同一型號(hào)產(chǎn)品的變型順序號(hào)，凡主參數(shù)與基本型號(hào)相同，但其他某些基本參數(shù)與基本型號(hào)不同的，稱為變型，用字母A、B、C……表示第一、第二、第三……種變型產(chǎn)品。
第三、四個(gè)數(shù)字為組、型代號(hào)。在型譜中，每類鍛壓設(shè)備分為10組，每組分為10型．第一個(gè)數(shù)字代表“組”，第二個(gè)代表“型”。“31”在型譜中查得為“閉式單點(diǎn)壓力機(jī)”。
橫線后面的數(shù)字代表主參數(shù)。一般用壓力機(jī)的公稱壓力(見下面敘述)作為主參數(shù)。型譜中的公稱壓力用工程單位制的“噸”表示，故轉(zhuǎn)化為法定單位制的“千牛”時(shí)，應(yīng)把此數(shù)字乘以10。例如此處160代表160 t，乘以10即為1600kN。
最后一個(gè)字母代表產(chǎn)品的重大改進(jìn)順序號(hào)，凡型號(hào)已確定的鍛壓機(jī)械，若結(jié)構(gòu)和性能上與原產(chǎn)品有顯著不同，則稱為改進(jìn)，用字母A、B、C代表第一、第二、第三……次改進(jìn)。有些鍛壓設(shè)備，緊接組、型代號(hào)的后面還有一個(gè)字母，代表設(shè)備的通用特性，如字母K代表數(shù)控，G代表高速等。
1.2.3 曲柄壓力機(jī)的基本參數(shù)
曲柄壓力機(jī)的基本參數(shù)，決定了它的工藝性能和應(yīng)用范圍，也是購(gòu)置何種型號(hào)壓力機(jī)的重要依據(jù)?，F(xiàn)將開式壓力機(jī)基本參數(shù)分別敘述如下：
公稱力：是指滑塊離下死點(diǎn)前某一特定距離（公稱壓力行程）時(shí)，滑塊上所允許的最大作用力。公稱壓力是壓力機(jī)的主參數(shù)。
滑塊行程：系指滑塊由上死點(diǎn)到下死點(diǎn)所走過的路程。
公稱力行程：是壓力機(jī)強(qiáng)度允許發(fā)生公稱壓力的一段滑塊行程。
滑塊行程次數(shù)：指連續(xù)行程時(shí)滑塊每分鐘的行程次數(shù)。
最大封閉高度：指封閉高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)處于上極限位置和滑塊處于下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面至工作臺(tái)面（去掉工作臺(tái)墊板）之間的距離。（JE系列為最大裝模高度I，裝模高度指調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)處于上極限位置和滑塊處于下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面至工作臺(tái)板面（不是到機(jī)身工作臺(tái)面）之間的距離）
封閉高度調(diào)節(jié)量：是擴(kuò)大壓力機(jī)封閉高度使用范圍的一個(gè)主要參數(shù)，在該調(diào)節(jié)量的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)壓力機(jī)封閉高度與模具閉合高度相適應(yīng)。
工作臺(tái)板厚度：工作臺(tái)板也具有調(diào)節(jié)壓力機(jī)封閉高度使用范圍的作用，同時(shí)還具有便于安裝底面較小的模具和保護(hù)工作臺(tái)面的作用。
工作臺(tái)孔：工作臺(tái)孔用于落料或安裝氣墊裝置。
立柱間距離：是指雙柱壓力機(jī)的立柱間距離，是在前后方向送料時(shí)決定排出工件（或廢料）最大尺寸的一個(gè)參數(shù)。
傾斜角：是指可傾壓力機(jī)工作臺(tái)面的傾斜角度，也就是機(jī)身后傾的角度。利用這個(gè)傾斜角使沖壓后的工件（或廢料）能借其自重或其他因素通過兩立柱中間從壓力機(jī)后方排出。
工作臺(tái)墊板面積和喉口深度：滑塊中心到機(jī)身間的距離叫做喉口深度。喉口深度和工作臺(tái)墊板面積是關(guān)系到模具的最大平面尺寸的重要參數(shù)。
1.3 壓力機(jī)工作原理
壓力機(jī)是采用機(jī)械傳動(dòng)的鍛壓機(jī)器，通過傳動(dòng)系統(tǒng)把電機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)，從而使坯料獲得預(yù)期的變形，制成所需的工件；具體的說：是以曲柄連桿機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)，滑塊是強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的，傳動(dòng)系統(tǒng)為一級(jí)、兩級(jí)或三級(jí)等傳動(dòng)，一級(jí)傳動(dòng)由電機(jī)通過三角皮帶傳動(dòng)，帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，通過控制離合器接合，經(jīng)過齒輪傳動(dòng)，再帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，通過連桿機(jī)構(gòu)把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
工作機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
傳動(dòng)系統(tǒng)：皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。
操縱系統(tǒng)：離合器—制動(dòng)器。
能源系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)和飛輪。
支承部件：機(jī)身。
附屬裝置和輔助系統(tǒng)。
運(yùn)動(dòng)方式：電動(dòng)機(jī)----皮帶輪----飛輪---齒輪傳動(dòng)----曲柄連桿。
曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示。O點(diǎn)表示曲軸的旋轉(zhuǎn)中心，A點(diǎn)表示連桿與曲柄的連結(jié)點(diǎn)，B點(diǎn)表示連桿與滑塊的連結(jié)點(diǎn)，OA表示曲柄半徑，AB表示連桿長(zhǎng)度。當(dāng)OA以角速度ω作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，B點(diǎn)則以速度v作直線運(yùn)動(dòng)。
曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可分為結(jié)點(diǎn)正置與節(jié)點(diǎn)偏置，JH31-315壓力機(jī)采用單邊節(jié)點(diǎn)偏置結(jié)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可簡(jiǎn)化如圖1-1所示。
曲柄壓力機(jī)的工作機(jī)構(gòu)代表壓力機(jī)的工作特征，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律將影響壓力機(jī)的工作性能，而其受力狀況則是壓力機(jī)強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)將影響壓力機(jī)的整體布置、外形尺寸、美觀以及重量和成本。離合器和制動(dòng)器是壓力機(jī)能否正常穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，它們的正確設(shè)計(jì)與使用將會(huì)大大提高壓力機(jī)的工作可靠性和壽命。壓力機(jī)工作時(shí)，除需要其有足夠的壓力外，還需要具有足夠的能量。
圖1-1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
電動(dòng)機(jī)和飛輪的正確選用與合理設(shè)計(jì)是獲得足夠能量的基礎(chǔ)，同時(shí)也給節(jié)約能量提供了途徑。所有的部件和零件都支承在機(jī)身上，機(jī)身的合理設(shè)計(jì)將降低壓力機(jī)的重量，提高壓力機(jī)的剛度。壓力機(jī)的輔助裝置與系統(tǒng)將使壓力機(jī)獲得必要的輔助功能，使其安全運(yùn)轉(zhuǎn)，是提高壓力機(jī)使用效率不可缺少的組成部分，其設(shè)計(jì)好壞在一定程度上標(biāo)志著壓力機(jī)的先進(jìn)與否。
2 JH31-315壓力機(jī)簡(jiǎn)介
2.1 JH31-315壓力機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
JH31-315機(jī)械壓力機(jī)機(jī)身采用鋼板焊接組合式結(jié)構(gòu)，橫梁、左右立柱和底座（工作臺(tái)）通過4根液壓拉緊螺栓預(yù)緊而組成一體，采用電子計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而保證了機(jī)身的強(qiáng)度、剛性、精度等各種性能要求。
為保證壓力機(jī)滑塊的導(dǎo)向精度，采用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)8條長(zhǎng)導(dǎo)軌導(dǎo)向，主傳動(dòng)高速級(jí)采用人字齒輪 ，離合器--制動(dòng)器采用干式（或混式）片狀（或塊狀）低慣量結(jié)構(gòu)。
壓力機(jī)的工作臺(tái)可選用固定式或向前開出、向后開出、左右開出和“T”型移動(dòng)等形式，用戶可根據(jù)設(shè)備布置、單機(jī)或連線等具體狀況自行選定。移動(dòng)工作臺(tái)更換模具方便、迅速，可使換模時(shí)間減少5～10倍。固定工作臺(tái)也可以配置快速換模裝置，一種是換模小車（主要用于連線）；另外一種是在工作臺(tái)上設(shè)置下模夾緊器、升降導(dǎo)軌和前導(dǎo)軌架，在滑塊上設(shè)置上模夾緊器，即可方便迅速的將模具放進(jìn)、移出。壓力機(jī)還設(shè)置有微調(diào)機(jī)構(gòu)，可減低滑塊的運(yùn)行次數(shù)，調(diào)整模具更為方便。
氣墊采用可調(diào)式純氣氣墊或液壓氣墊，并帶有滯后鎖緊機(jī)構(gòu)和行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，根據(jù)用戶的使用要求，還可在滑塊內(nèi)設(shè)置氣囊式拉伸氣墊。
壓力機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)采用自動(dòng)定點(diǎn)、定量、定時(shí)的稀油循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)均采用可編程序控制（PLC）系統(tǒng)。
壓力機(jī)還可配置減震器，以提高壓力機(jī)及模具的使用壽命
2.2 JH31-315壓力機(jī)用途與結(jié)構(gòu)性能
高強(qiáng)度全鋼結(jié)構(gòu)機(jī)身，剛性好，精度高，可以完成落料、沖孔、彎曲、成型、校正、淺拉伸及鍛造熱切邊等沖壓工作。廣泛適用于汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)機(jī)、電器、儀表、軸承、輕工、紡織、機(jī)械、航空、兵工等工業(yè)部門。
◆ 機(jī)身、滑塊均采用鋼板焊接；
◆ 采用人字齒輪傳動(dòng)；
◆ 采用干式氣動(dòng)摩擦離合器；
◆ 滑塊四角八面導(dǎo)向，導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向精度高，精度保持性好；
◆ 進(jìn)口雙聯(lián)安全閥，確保機(jī)床使用安全可靠；
◆ 進(jìn)口液壓過載保護(hù)，元件反應(yīng)靈敏，復(fù)位快；
◆ 機(jī)動(dòng)調(diào)整封閉高度，使用方便，自鎖性強(qiáng)，便于維修；
◆ PLC控制，雙回路電器系統(tǒng)；
◆ 標(biāo)準(zhǔn)純氣式氣墊；
◆ 液壓、電氣、氣動(dòng)等控制元件采用優(yōu)質(zhì)名牌產(chǎn)品，保證設(shè)備的低故障率；
◆ 機(jī)動(dòng)稀油潤(rùn)滑，定點(diǎn)、定時(shí)、安全、省力；
◆ 可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)角、油壓、潤(rùn)滑故障、液壓過載保護(hù)等整機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖及監(jiān)控。
表2-1 JH31-315主要技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目名稱 Item
單位 Unit
JH31-315
公稱力 Nominal Pressure
千牛 KN
3150
公稱力行程 Nominal Pressure Stroke
毫米 mm
10.5
滑塊行程 Stroke Length
毫米 mm
315
行程次數(shù) No. of Strokes per minute
次 / 分 SPM
20
最大裝模高度 Max. Die Height
毫米 mm
490
裝模高度調(diào)節(jié)量 Die Height Adjustment
毫米 mm
200
工作臺(tái)板尺寸
Bolster Surface
左右 L.R.
毫米 mm
1100
前后 F.B.
毫米 mm
1100
工作臺(tái)板厚度 Thickness of Bolster
毫米 mm
140
滑塊底面尺寸
Slide Surface
左右 F.B.
毫米 mm
1070
前后 L.R.
毫米 mm
960
氣墊
Air Cushion
壓緊力 / 退出力 ( 單個(gè) )
Pressing Force/Return Force
千牛 KN
500/76
數(shù)量 Number
個(gè)
1
行程 Stroke
毫米 mm
160
主電機(jī)功率 Main Motor Power
千瓦 KW
30
壓力機(jī)地面以上高度 Height above Ground
毫米 mm
6240
2.3 JH31-315壓力機(jī)壓力性能介紹
JH31-315型3150千牛閉式單點(diǎn)壓力機(jī)，采用主軸縱放、偏心齒輪、連桿機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)，由電機(jī)經(jīng)三級(jí)減速傳動(dòng)使偏心齒輪旋轉(zhuǎn)，再由連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)使滑塊在導(dǎo)軌中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)全封閉。
本壓力機(jī)采用了氣動(dòng)干式摩擦離合器--制動(dòng)器，所以工作時(shí)結(jié)合平穩(wěn)，并可以使滑塊停止在任何位置。
本壓力機(jī)適用于薄板件的淺拉伸、成型、彎曲、校正、沖裁等各種冷沖壓工藝，可廣泛用于汽車、拖拉機(jī)、電器及國(guó)防等工業(yè)行業(yè)。
本壓力機(jī)公稱壓力為3150kN，公稱壓力發(fā)生在下死點(diǎn)前7mm(對(duì)應(yīng)的偏心齒輪轉(zhuǎn)角約16.06°)。過載保護(hù)裝置僅是防止誤沖時(shí)產(chǎn)生的超載現(xiàn)象，或者在沖壓過程中由于板料厚度不均而引起的的超載現(xiàn)象。隨意超載使用壓力機(jī)，是錯(cuò)誤的。用戶應(yīng)根據(jù)下面曲線圖來選用。選用時(shí)工藝力與對(duì)應(yīng)的偏心齒輪轉(zhuǎn)角的交點(diǎn)，必須在強(qiáng)度范圍以內(nèi)，否則要造成零件損壞。
圖2-3 壓力曲線圖
沖裁力的計(jì)算說明
P=L×t×σb /10000 噸
P —— 沖裁力 單位 噸（1噸=10000牛）
L ——沖裁工件周邊周長(zhǎng) 單位 毫米mm
T ——沖裁零件厚度 單位 毫米mm
σb——材料的抗拉強(qiáng)度 單位 牛/毫米2 Mpa
常用材料的抗拉強(qiáng)度
Q235 420 牛/毫米2 Mpa
45 600 牛/毫米2 Mpa
65Mn 750 牛/毫米2 Mpa
45Mn (薄板) 800 牛/毫米2 Mpa
H62\H68 300-400牛/毫米2 Mpa
軟 鋁 80-110牛/毫米2 Mpa
3 滑塊的設(shè)計(jì)
3.1 滑塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
滑塊是—個(gè)箱形結(jié)構(gòu)，它的上端與連桿連接，下部安裝模具的上模，并在機(jī)身的導(dǎo)軌內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)。為了保證滑塊底平面和工作臺(tái)上平面的平行度，保征沿塊運(yùn)動(dòng)方向與工作臺(tái)的垂直度，因此，沿塊的導(dǎo)向面必須與底乎面垂免導(dǎo)軌和滑塊的導(dǎo)向面應(yīng)保持一定的間隙，而且能進(jìn)行調(diào)整。八個(gè)導(dǎo)軌均能單獨(dú)調(diào)節(jié)。它是靠一組推拉螺釘來實(shí)現(xiàn)的。這種四面八角調(diào)節(jié)的導(dǎo)軌能提高壓力機(jī)的精度。有些壓力機(jī)的導(dǎo)軌做成兩個(gè)是固定的，兩個(gè)是可調(diào)的，并使固定的導(dǎo)軌承受滑塊側(cè)向力，調(diào)節(jié)較容易，但精度受到一定影響。
為了安裝模A，滑塊的底平面開有“T”型槽。
小型壓力機(jī)的滑塊常用鑄鐵HT200—400制造。中型壓力機(jī)的滑塊常用鑄鐵HT200—400和稀土球鐵制造，或用Q235-A鋼板焊接面成。大型壓力機(jī)的滑塊一般用Q235-A鋼板焊接。焊后進(jìn)行退火處處理。為了提高滑塊的耐磨性，有些壓力及的導(dǎo)向面上鑲有酚醛層壓布板。導(dǎo)軌滑動(dòng)面的材料一般用鑄鐵HT200—400制造。速度高、偏心載荷大的則用鑄造青銅ZQZn6-6-3或鑄造黃銅ZHMn58—2—2制造。對(duì)于高速壓力機(jī)，有采用滾針導(dǎo)軌，以便減小摩擦，消除間隙，提高機(jī)器的耐用程度和滑塊運(yùn)動(dòng)精度。
3.2 滑塊動(dòng)作說明
滑塊的精度直接影響壓力機(jī)的工作精度和幾何精度。連桿和球頭螺絲是把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變化往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。球頭螺絲的下端與滑塊內(nèi)的球形座接觸。在球形座的下面有過載保護(hù)裝置，當(dāng)壓力機(jī)超載時(shí)，過載保護(hù)裝置起到對(duì)機(jī)床的保護(hù)作用。剛性保護(hù)，即壓塌式保險(xiǎn)。當(dāng)過載時(shí)，保險(xiǎn)器被壓塌，從而保證整臺(tái)機(jī)器不受損壞。用液壓過載保護(hù)裝置，能在過載的狀態(tài)下瞬間緊急停止（1/100秒），復(fù)歸時(shí)使滑塊自動(dòng)回復(fù)上死點(diǎn)，確保模具及沖床的安全。
JH31-315壓力機(jī)滑塊采用四角八面導(dǎo)向，導(dǎo)向長(zhǎng)，易調(diào)整,動(dòng)態(tài)精度穩(wěn)定性能好。
滑塊部分由滑塊體、液壓保護(hù)部分、聯(lián)接器、蝸輪減速箱、裝模高度指示器、剛性打料等組成。
聯(lián)接器與主傳動(dòng)的導(dǎo)柱連接，使滑塊在連桿機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，沿機(jī)身導(dǎo)軌作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑塊下平面有T型槽，用以固定沖模。滑塊導(dǎo)軌面上鑲有導(dǎo)軌板，導(dǎo)軌板拉傷和磨損后可即時(shí)更換，更換時(shí)應(yīng)注意：使同一導(dǎo)軌上的板厚相等。
裝模高度的調(diào)整采用制動(dòng)電機(jī)，通過蝸輪減速箱及支座蝸輪蝸桿副轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿來實(shí)現(xiàn)。調(diào)整結(jié)束靠電機(jī)將蝸輪副鎖緊。裝模高度由裝模高度顯示器顯示出來。
調(diào)整裝模高度時(shí)，檢查平衡缸氣壓是否合適，導(dǎo)軌間隙是否變化等因素。特別是上模重量變化較大的模具時(shí)，更應(yīng)注意這一點(diǎn)，滑塊的上模具布置，應(yīng)使兩連桿上的作用力相等，盡量避免偏載使用。
圖3-1 JH31-315滑塊
滑塊與導(dǎo)軌板的之間必須保持合適的間隙,以使滑塊運(yùn)轉(zhuǎn)自如、動(dòng)作穩(wěn)定，必要時(shí)須加以適度調(diào)整，按合格證明書中規(guī)定的精度要求進(jìn)行精度調(diào)整與檢查。精度調(diào)整是一項(xiàng)十分細(xì)致的工作，影響的因素是多方面的，往往多次反復(fù)調(diào)整才達(dá)到要求，所以應(yīng)同經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員進(jìn)行這項(xiàng)工作。
調(diào)整后必須檢測(cè)以下指標(biāo)：
機(jī)床的精度，可按合格證規(guī)定的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
滑塊與導(dǎo)軌的間隙為不大于0.03mm，通常導(dǎo)軌板的上下兩端間隙較大，所以塞尺塞入深度在30mm以上，所測(cè)的值才正確。(注：0.03mm塞尺不入。)
3.3 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)
滑塊的運(yùn)動(dòng)為上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑塊的條件機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度的。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)需要能快速停止，正確定位。JH31-315壓力機(jī)采用蝸輪蝸桿減速器作為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的減速器。蝸輪蝸桿減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊,效率比高,傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用很廣。
電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器和蝸輪蝸桿二級(jí)減速器連接。電動(dòng)機(jī)接通后，通過減速器帶動(dòng)上球頭，上球頭通過一個(gè)銷子帶動(dòng)球頭螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖3-2 蝸輪蝸桿二級(jí)減速器示意圖
3.4 液壓過載保護(hù)裝置
液壓過載保護(hù)裝置能自動(dòng)檢測(cè)機(jī)床滑塊內(nèi)部油壓缸的油壓，當(dāng)油壓不足時(shí)，可以快速補(bǔ)足壓力，以保持機(jī)床正常工作能力；當(dāng)機(jī)床誤沖時(shí)產(chǎn)生的超載現(xiàn)象，或者在沖壓過程中由于板料厚度不均勻而引起的超載現(xiàn)象時(shí)，可以瞬間卸荷，以保護(hù)機(jī)床零件和模具的使用壽命。液壓過載保護(hù)器是由增壓缸、壓力卸荷閥、感應(yīng)開關(guān)等三部分組成。
滑塊內(nèi)部的液壓墊厚度為10mm。
圖3-3 液壓過載示意圖
液壓過載保護(hù)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)前準(zhǔn)備
（1）檢查油量，看油泵的油標(biāo)是否顯示有油，如油量不足，則請(qǐng)打開注油口的螺絲，加油。
（2）確認(rèn)空氣壓力表的壓力是否正常。
（3）過載保護(hù)裝置的電源關(guān)、開切換開關(guān)，切換到開位置，超載的指示燈點(diǎn)亮。
（4）如滑塊停止上死點(diǎn)，則油泵開始作動(dòng)，1分鐘內(nèi)油壓到達(dá)設(shè)定壓力時(shí)，油泵則停止，同時(shí)超載指示燈熄滅。
（5）液壓過載保護(hù)裝置油壓墊中空氣的排除
油壓墊如有空氣混入，液壓過載保護(hù)裝置的功能就無法充分發(fā)揮，甚至于會(huì)造成油泵運(yùn)轉(zhuǎn)不停。
排除空氣的方法：
（1）將滑塊停于上死點(diǎn)位置。
（2）為了安全起見，將主電動(dòng)機(jī)停止，飛輪完全靜止后，將滑塊體后面液壓過載保護(hù)裝置的排油孔螺絲用內(nèi)六角板手逆轉(zhuǎn)半圈，此時(shí)會(huì)有油流出來。
（3）查看所流出來的油，若是斷斷續(xù)續(xù)，或混雜泡沫，則表示有空氣混入，請(qǐng)等到所流出來的油不再是斷斷續(xù)續(xù)，或不雜有泡沫時(shí)，將排油孔螺絲上緊。檢查泵和油箱端面貼合是否漏氣，檢查進(jìn)油管是否漏氣。
（4）完成。
圖3-1 過載泵
液壓過載保護(hù)裝置過載保護(hù)的復(fù)位：
（1）運(yùn)轉(zhuǎn)切換開關(guān)切換于“寸動(dòng)“位置，使滑塊運(yùn)轉(zhuǎn)至上死點(diǎn)的位置。
（2）當(dāng)滑塊上升至上死點(diǎn)位置，大約一分鐘后安全保護(hù)裝置復(fù)位，油泵補(bǔ)油停止。
4 電動(dòng)機(jī)的選擇
4.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇
電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)中需要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)，合理地選擇電動(dòng)機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速,確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。
電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分,工業(yè)上常采用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。如無特殊需要,一般優(yōu)先選用Y系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，因其具有高效，節(jié)能，噪音小，振動(dòng)小，安全可靠的特點(diǎn),且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),適用于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。
根據(jù)工作場(chǎng)地的要求:每天三班制工作，載荷中有中度沖擊，工作環(huán)境清潔,室內(nèi)，三相交流電源。選擇電動(dòng)機(jī)為Y系列380V三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。
4.2 功率的計(jì)算
電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適將直接影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能。如果選用額定功率小于工作機(jī)所要求的功率,就不能保證工作機(jī)正常工作,甚至使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載而過早損壞,如果選用額定功率大于工作機(jī)所需要的功率,則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高,功率未得到充分的利用,從而增加電能的消耗,造成浪費(fèi)。
在設(shè)計(jì)過程中,由于滑塊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一般為偶爾運(yùn)轉(zhuǎn),載荷不變或很少變化的,并且傳遞功率較小，故只需使電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或大于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率,即。這樣電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過熱,一般不需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱平衡計(jì)算和校核啟動(dòng)力矩。
4.2.1調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（連接器）傳動(dòng)效率
傳動(dòng)裝置的總效率應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率之乘積,即
=··… 式(4.1)
其中:分別為每一傳動(dòng)副,每對(duì)軸承,每個(gè)連軸器的效率.傳動(dòng)副的效率數(shù)值可按下列選取,軸承及連軸器效率的概略值為:
滾動(dòng)軸承 0.98-0.995
滑動(dòng)軸承 0.97-0.99
彈性連軸器 0.99-0.995
齒輪連軸器 0.99
萬向連軸器 0.97-0.98
整個(gè)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率為：
==0.99×0.98×0.80×0.98×0.80×0.99=0.50
式中 ，，，分別為聯(lián)軸器，軸承，蝸桿蝸輪傳動(dòng)和上球碗對(duì)球頭螺桿的傳動(dòng)效率。
4.2.2電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算
合理地確定電動(dòng)機(jī)的功率，即可以充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的能力，又可以節(jié)約電能。
鼠籠式電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為K=1.8-2。為了不使電動(dòng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)悶車，在功率計(jì)算中，取K=1.36。
圖4-1 鼠籠電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性
滑塊的運(yùn)動(dòng)為上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑塊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度的。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)需要能快速停止，準(zhǔn)確定位。根據(jù)資料，滑塊設(shè)計(jì)重量為5701Kg，球頭螺桿線轉(zhuǎn)速為0.03米/秒，閉式蝸輪蝸桿傳動(dòng)。螺桿在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到摩擦阻力，由于滑塊兩端有平衡缸提起，蝸輪箱內(nèi)潤(rùn)滑良好，查閱相關(guān)資料知道。
摩擦阻力為F=Mg×=28505N
電動(dòng)機(jī)的工作功率為：
式(4.2)
球體螺桿的轉(zhuǎn)速為： 式(4.3)
蝸輪蝸桿的一般傳動(dòng)比為10-80，考慮到閉式和工作載荷，選擇一般傳動(dòng)比為10到30，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為
r/min
4.3 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)
容量相同的同類電動(dòng)機(jī),有幾種不同的轉(zhuǎn)速系列供使用者選擇,如三相異步電動(dòng)機(jī)常用的有四種同步轉(zhuǎn)速,即3000,1500,1000,750r/min(相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)定子繞組的極對(duì)數(shù)為2,4,6,8)。同步轉(zhuǎn)速為由電流頻率與極對(duì)數(shù)而定的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速,電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)才可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速,負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速都低于同步轉(zhuǎn)速。
為了合理的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，根據(jù)工作機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速要求和各傳動(dòng)比范圍，可推算出電動(dòng)機(jī)裝速的可選范圍，其中包括電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍，傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍，以及工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速。
選定電動(dòng)機(jī)類型,結(jié)構(gòu),對(duì)電動(dòng)機(jī)可選的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較,選定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并計(jì)算出所需容量后,即可在電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄中查出所要的電動(dòng)機(jī)。
我國(guó)電機(jī)產(chǎn)品型號(hào)的編制方法是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4831-84《電機(jī)產(chǎn)品型號(hào)編制方法》實(shí)施的，即有漢語拼音字母及國(guó)際通用符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。
三相異步電動(dòng)一般為系列產(chǎn)品，其系列、品種、規(guī)格繁多，因而分類也較繁多。
表4-1常用三相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品型號(hào)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合
序號(hào)
名稱
型號(hào)
機(jī)座號(hào)與功率范圍
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
應(yīng)用場(chǎng)合
新
老
1
小型三相異步電動(dòng)機(jī)（封閉式）
Y2
(IP55)
Y(IP44)
JO2
JO
H80～355
0.75～315KW
外殼為封閉式，可防止灰塵、水滴浸入。Y2為F級(jí)絕緣，Y為B級(jí)絕緣，JO2為E級(jí)絕緣
用于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備,如:金屬切削機(jī)床、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械等
2
小型三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)（防護(hù)式）
Y
(IP23)
J2.J
H160～315
11～250KW
外殼為防護(hù)式，能防止直徑大于12mm的雜物或水滴與垂直線成60°角進(jìn)入電動(dòng)機(jī)
適用于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、負(fù)荷率較高的各種機(jī)械設(shè)備
3
高效三相異步電動(dòng)機(jī)
YX
(IP44)
H100～280
1.5~90KW
用冷軋硅鋼片及新工藝降低電動(dòng)機(jī)損耗，效率較Y基本系列平均高3%
適用于重載啟動(dòng)的場(chǎng)合,如起重設(shè)備、卷揚(yáng)機(jī)、壓縮機(jī)、泵類等
4
繞線型三相異步電動(dòng)機(jī)
YR(IP44)
(IP23)
JRO2
JR2
H132~280
4～75KW
轉(zhuǎn)子為繞線型，可通過轉(zhuǎn)子外接電阻獲得大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及在一定范圍內(nèi)分級(jí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
5
變頻多速三相異步電動(dòng)機(jī)
YD
(IP44)
JDO2
H80～280
0.55～90KW
在Y基本系列上派生，利用多套定子繞組接法來達(dá)到電動(dòng)機(jī)的變速
適合于萬能、組合、專用切削機(jī)床及需多級(jí)調(diào)速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
6
高轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)
YH
(IP44)
JHO2
H80～280
0.55～90KW
在Y系列上派生，用轉(zhuǎn)子深槽及高電阻率轉(zhuǎn)子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)差率高，堵轉(zhuǎn)電流小，機(jī)械特性軟，能承受沖擊負(fù)載
用于傳動(dòng)飛輪力矩較大及不均勻沖擊負(fù)載，如錘擊機(jī)、剪切機(jī)、沖壓機(jī)、鍛冶機(jī)等
7
電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)
YCT
JZT
H112～335
0.55～90KW
由Y系列電動(dòng)機(jī)與電磁離合器組合而成。為恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)
用于恒轉(zhuǎn)速無級(jí)調(diào)速場(chǎng)合，尤適用于風(fēng)機(jī)、水泵等負(fù)載
8
電磁制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)
YEJ
H80～225
0.55～45KW
在Y系列電動(dòng)機(jī)一端加直流圓盤制動(dòng)器組合而成，能快速停止，正確定位
用于升降機(jī)械、運(yùn)輸、包裝、建筑、食品、木工機(jī)械等
9
增安型三相異步電動(dòng)機(jī)
YA
JAO2
H80～280
0.55～75KW
在Y基本系列上對(duì)結(jié)構(gòu)及防護(hù)上加強(qiáng)措施
適用于有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)合
10
隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)
YB
BJO2
H80～315
0.55～220KW
在Y基本系列上派生，按隔爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定生產(chǎn)
用于煤礦及有可燃性氣體的工廠
11
戶外型三相異步電動(dòng)機(jī)
Y-W
JO2-W
H80～315
0.55～160KW
在Y基本系列上派生，采取加強(qiáng)結(jié)構(gòu)密封和材料、工藝防腐措施。Y-W用于戶外機(jī)械，Y-F用于有化學(xué)腐蝕介質(zhì)的機(jī)械，Y-WF用于戶外有化學(xué)腐蝕的各種機(jī)械
用于石油、化工、化肥、制藥、印染等企業(yè)用水泵、油泵、鼓風(fēng)機(jī)、排風(fēng)扇等機(jī)械設(shè)備上
12
防護(hù)型三相異步電動(dòng)機(jī)
Y-F
JO2-F
13
戶外防腐型三相異步電動(dòng)機(jī)
Y-WF
JO2-WF
14
船用三相異步電動(dòng)機(jī)
Y-H
JO2-H
H80～315
0.55～220KW
在Y基本系列上派生，按船上使用特點(diǎn)制造
用于海洋、江河船舶上的各種機(jī)械，如泵、通風(fēng)機(jī)、分離器、液壓機(jī)械等
15
起重冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)
YZ
YZR
JZ2
JZR2
YZ系列：
H112～250
1.5～30kw
YZR系列：
H225～400
1.5～200KW
YZ為籠型轉(zhuǎn)子，YZR為繞線轉(zhuǎn)子，環(huán)境溫度為40℃時(shí)用F級(jí)絕緣，為60℃時(shí)用H級(jí)絕緣，同步轉(zhuǎn)速有1000、750、600r/min三種，工作制為S3~S5
用于各種起重機(jī)械及冶金輔助設(shè)備的電力傳動(dòng)上
16
換向器三相異步電動(dòng)機(jī)
JZS2
JZS
H225～475
3/1～160/53.3KW
為恒轉(zhuǎn)矩交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，調(diào)速比通常為3：1.本系列電動(dòng)機(jī)效率高、功率因數(shù)較高，無級(jí)調(diào)速
用于印染、印刷、造紙、橡膠、制糖、制塑機(jī)械及試驗(yàn)設(shè)備機(jī)械中
17
力矩三相異步電動(dòng)機(jī)
YLJ
JLJ
H63~180
輸出轉(zhuǎn)矩：
IP21
2～200N·m
IP44 0.3～25 N·m
YLJ系列電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是通過增加轉(zhuǎn)子電阻來實(shí)現(xiàn)的。其中IP44防護(hù)結(jié)構(gòu)加裝離心鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫通風(fēng)
用于造紙、電線電纜、印染、橡膠等部門作卷繞、開卷、堵轉(zhuǎn)和調(diào)速等設(shè)備的動(dòng)力
18
電梯用三相異步電動(dòng)機(jī)
YTD
JTD
H200～250
0.67～22KW
籠型轉(zhuǎn)子，定子繞組有兩套，分別為6極和24極
用于交流客、貨電梯及其他升降機(jī)械
19
激振三相異步電動(dòng)機(jī)
YJZ
YZ0
激振力各為：
1～100KN
1～100KN
通過安裝在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的偏心塊在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力做激振源
用于各類振動(dòng)機(jī)械
20
夯實(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)
YZH
H145~155
2.2~4KW
與可逆式電動(dòng)振動(dòng)實(shí)現(xiàn)夯實(shí)機(jī)配套使用
用于建筑行業(yè)及其他夯實(shí)作業(yè)上
21
輥道用三相異步電動(dòng)機(jī)
YG
JG2
H112～225
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：
16～800 N·m
為IP54防護(hù)，采用H級(jí)絕緣
用于冶金工業(yè)的工作輥道驅(qū)動(dòng)
22
制冷用耐氟里昂三相異步電動(dòng)機(jī)
YSR(三相)
YLRB(單相)
0.6～180kw
電機(jī)絕緣材料及絕緣結(jié)構(gòu)能保證在制冷機(jī)和冷凍機(jī)的混合物中安全可靠地使用
供全封閉和半封閉制冷壓縮機(jī)特殊配套用
23
交流變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)
YVP
YTP
0.55～4.5kw
0.75～90kw
籠型轉(zhuǎn)子帶軸流風(fēng)機(jī)低速時(shí)能輸出恒轉(zhuǎn)矩，調(diào)速效果好，節(jié)能效果明顯
用于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵等遞減轉(zhuǎn)矩場(chǎng)合
24
船用起重三相異步電動(dòng)機(jī)
YZ-H
分單速、雙速、三速等
機(jī)殼由鋼板焊成，采用ZYZ型直流圓盤式電磁制動(dòng)器
用于各類船舶作短時(shí)定額的甲板機(jī)械電力拖動(dòng)，如錨機(jī)、絞盤機(jī)、絞車等
25
井用潛水三相異步電動(dòng)機(jī)
YQS2
JQS
進(jìn)徑
150～300mm
3～185kw
充水式密封結(jié)構(gòu)，與潛水泵組合，立式運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)外徑尺寸小，細(xì)長(zhǎng)
專用于驅(qū)動(dòng)井下水泵，可潛入井下水中工作，汲取地下水
考慮到滑塊的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)要求能快速停止，正確定位等特點(diǎn)，故選擇YEJ電磁制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)。它在Y系列電動(dòng)機(jī)一端加直流圓盤制動(dòng)器組合而成，能快速停止，正確定位，非常符合本次設(shè)計(jì)的要求。
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，重量，價(jià)格等等，所選電機(jī)的型號(hào)和性能見下表。
表4-2 所選電機(jī)的型號(hào)和性能
型號(hào)
額定功率KW
轉(zhuǎn)速r/min
YEJ100L1-2
2.2
1420
故減速器總的傳動(dòng)比為。 取。
5 蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)
5.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)
因?yàn)榭偟?而減速器按照蝸輪蝸桿閉式傳動(dòng)布置，考慮潤(rùn)滑條件,由蝸輪蝸桿二級(jí)減速器傳動(dòng)比分配資料查得i=30,則。
為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算,要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩(或功率)。如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為Ⅰ,Ⅱ軸。
i, i——為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比；
,——為相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率；
P,P——為各軸的輸入功率(KW)；
T,T——為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩(N·m)；
n,n——為各軸的轉(zhuǎn)速()；
則可按電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算,得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。
圖5-1 連接器結(jié)構(gòu)示意圖
各軸的轉(zhuǎn)速：
各軸的輸入功率：
各軸的輸入轉(zhuǎn)矩為：
式(5.1)
表 5-1 各軸的相關(guān)參數(shù)
軸
功率（KW）
轉(zhuǎn)矩（）
轉(zhuǎn)速（r/min）
傳動(dòng)比
電動(dòng)機(jī)
2.2
14.80
1420
1
30
18
1
2.17
14.56
1420
2
1.70
344.57
47.33
3
1.34
4862.57
2.63
5.2蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)
減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，蝸輪傳動(dòng)或齒輪-蝸輪傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置。蝸輪蝸桿減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊,效率較高,傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器，蝸桿減速器等。
5.2.1第一級(jí)蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)和計(jì)算
選用蝸輪蝸桿的原因是因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，無噪聲，沖擊振動(dòng)小而且能夠得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比（由于其需要的總傳動(dòng)比為128比較大）選用的是圓柱蝸桿傳動(dòng)。
1)選[/a]值
當(dāng)量摩擦系數(shù): 假設(shè)Vs=4-7m/s 查表13.6知 取其中間值
當(dāng)量摩擦系數(shù)： =0.06
當(dāng)量摩擦角： =3.2
選取[/a]值： 在圖13.11上傳動(dòng)比為20的線上去一點(diǎn)查：
導(dǎo)程角： =(z=1)
動(dòng)嚙合效率：y=0.8
2)中心距的計(jì)算
蝸輪轉(zhuǎn)矩： 式(5.2)
=344.57
使用系數(shù)： 查表12.9（電動(dòng)機(jī)均勻平穩(wěn)，工作機(jī)輕微沖擊）
取Ka=1.25
彈性系數(shù)： 根據(jù)蝸輪蝸桿副查表13.2得
Mpa
轉(zhuǎn)速系數(shù) Zn== 式(5.3)
Zn=1.27
壽命系數(shù) =1.27 式(5.4)
=1.27
接觸系數(shù) 由圖13.12I線查得
=2.5
接觸疲勞極限 查表13.12I線查得
=265MPa
接觸疲勞最小安全系數(shù) 自定
=1.3
中心距 式(5.5)
=
a=100mm
3)傳動(dòng)基本尺寸
蝸桿頭數(shù) = 式(5.6)
=0.21
取=1
蝸輪齒數(shù) 式(5.7)
=30
模數(shù) m=(1.4-1.7)×a/ =(1.4-1.7)×100/30=5.625 式(5.8)
取m=5
蝸桿分度圓直徑 =[ /a]×a=0.5×100=50
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 查表13.4得知
取 =50
蝸輪分度圓直徑 d(2)=m×Z(2)=5×30=150 式(5.9)
=150
導(dǎo)程角 tanΥ=Z(1)×m/d(1)=1×5/50 式(5.10)
=20
蝸輪寬度 式(5.11)
=50.25
取=50
蝸桿圓周速度 式(5.12)
=
=4.1m/s
相對(duì)滑動(dòng)速度 式(5.13)
=
=10.05m/s
當(dāng)量摩擦系數(shù) 由表13.6查得 =0.6m/s
4)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
許用接觸應(yīng)力 式(5.14)
=1.13×1.27×265/1.3=266.7Mpa
=266.7Mpa
最大接觸應(yīng)力 式(5.15)
=
=247.9Mpa
因?yàn)? 合格
5)輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度
齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由表13.2查出：
=115Mpa
彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù) 自定 =1.3
許用彎曲疲勞應(yīng)力為 式(5.16)
=115/1.3
=88.46Mpa
=88.46Mpa
輪齒最大彎曲應(yīng)力 式(5.17)
=2×1.25×344570/(5×50×150)
=38.00
=22.97Mpa
因?yàn)? 合格
6)蝸桿軸擾度驗(yàn)算
軸慣性矩 式(5.18)
==0.31×
I=0.31×
允許蝸桿擾度 []=0.004×m=0.004×5=0.02 式(5.19)
[]=0.02mm
蝸桿擾度 式(5.20)
=0.00685
0.00775mm
因?yàn)? <[] 合格
7)溫度校核
傳動(dòng)嚙合效率 式(5.21)
=0.84
=0.84
攪油效率 自定 =0.99
軸承效率 自定 =0.99
總效率 式(5.22)
=0.84×0.99×0.99
=0.82
=0.82
散熱面積 式(5.23)
=0.5179
箱體工作溫度 式(5.24)
=1000×2.2×(1-0.82)/(25×0.5179)+20
=50.59
因?yàn)?80 (要求具有較好的通風(fēng)條件) 合格
5.2.2第二級(jí)蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)和計(jì)算
1)選[/a]值
當(dāng)量摩擦系數(shù): 假設(shè)Vs=4-7m/s 查表13.6知 取其中間值
當(dāng)量摩擦系數(shù)： =0.04
當(dāng)量摩擦角： =
選取[/a]值： 在圖13.11上傳動(dòng)比為20的線上去一點(diǎn)查：
導(dǎo)程角： =(z=1)
動(dòng)嚙合效率：y=0.8
2)中心距的計(jì)算
蝸輪轉(zhuǎn)矩： 式(5.25)
=4862.57
使用系數(shù)： 查表12.9（電動(dòng)機(jī)均勻平穩(wěn)，工作機(jī)輕微沖擊）
取Ka=1.25
彈性系數(shù)： 根據(jù)蝸輪蝸桿副查表13.2得
Mpa
轉(zhuǎn)速系數(shù) Zn== 式(5.26)
Zn=1.04
壽命系數(shù) =1.27 式(5.27)
=1.27
接觸系數(shù) 由圖13.12I線查得
=2.5
接觸疲勞極限 查表13.12I線查得
=265MPa
接觸疲勞最小安全系數(shù) 自定
=1.3
中心距 式(5.28)
=
a=255mm
3)傳動(dòng)基本尺寸
蝸桿頭數(shù) = 式(5.29)
=1.38
取=1
蝸輪齒數(shù) 式(5.30)
=18
模數(shù) m=(1.4-1.7)×a/ =(1.4-1.7)×255/18=5.625 式(5.31)
取m=6
蝸桿分度圓直徑 =[ /a]×a=0.5×255=125.5 式(5.32)
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 查表13.4得知
取 =130
蝸輪分度圓直徑 d(2)=m×Z(2)=6×18=128 式(5.33)
取=130
導(dǎo)程角 tanΥ=Z(1)×m/d(1)=18×6/130 式(5.34)
=
蝸輪寬度 式(5.35)
=155.63
取=155
蝸桿圓周速度 式(5.36)
=
=0.27m/s
相對(duì)滑動(dòng)速度 式(5.37)
=
=0.35m/s
當(dāng)量摩擦系數(shù) 由表13.6查得