100吨非液压式冲床的设计-压力机【三维UG】【含CAD高清图纸和文档资料】
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100吨非液压式冲床的设计 1 绪论1.1 本课题研究的科学意义 100吨非液压式冲床是采用偏心拉杆机构作为工作机构的锻压机器。具有开式机身，与闭式冲床相比有其突出的优点：装模具和操作都比较方便，同时为机械化和自动化提供了良好的条件。但是也有其缺点：工作时变形较大，刚性较差。这不但会降低制品精度而且由于机身有角变形会使上模轴心线与工作台面不垂直，以至破坏了上、下模具间隙的均匀性，降低模具的使用寿命。冲床是板料冲压生产中的主要设备。可用于冲孔、落料和成型等工序并广泛应用于国防、航空、汽车、电器等部门中。所以对冲床的研究有很大的科学意义，冲床研究的成功将对冲床行业的发展产生巨大的影响。1.2 冲床的发展史及国内外的发展概况 手压冲床：手压冲床，主要用在小型压力铆接行业，如制鞋厂，拉练厂，小型五金制品等。通常压力在100斤左右。特点：笨拙，价格便宜实惠。 桌上精密冲床：手压压床演变的，一般压力在0.5T10T左右，常用3T和5T的，主要用于小型薄材料高速铆接加工，如端子连接器铆接加工，整平使用，小型模具简单铆接加工，可手动可连续冲压，速度可达300400转/分，其特点：节省空间，生产方便。冲床零部件易损坏。维修率高。但维修也是很简单的。 大型桌下倾斜式冲床：叫脚踏式冲床，价格便宜，适合单冲生产，做一些简单的冲压比较合适，如：进行餐具的冲压加工，汽车粗糙零件加工，比较简单和精度要求不高的生产加工。有油压和气动两种，现在气动较多。 闭式冲床：常见于大吨位冲床，最早是AIDA开发的，一般双轴居多，从110T3000T不等，常用于汽车大型部件行业和电脑手机等外壳生产行业。 高速精密冲床：但行业不同所要求的速度也不一样，例如做马达铁芯的，它的冲力要求和模具重量不协和就很难做到高速生产，所以社会上就出现了一些说高不高，说低不低的中速度冲床，一般速度在200400转/分之间，其技术要求比不上高速冲床，但也略高于低速冲床，主要使用于矽钢片，硅钢片冲压生产 中高速冲床：一般速度200900转/分，主要针对电脑手机汽车等连接器，端子，马达铁芯，EI片生产和引线框架等精密冲压行业。比较有名的品牌是AIDA ISIS 等品牌了！中高速度以上在国内就是很少见了，但有些企业还是会使用的，是针对高精端产品而设计的，产品对冲床有一定要求的，一般速度在12002500转/分之间。 特殊机型：伺服控制，冲床不规则冲压，上升速度快，在下死点方位速度放慢或者停止瞬间，以保证产品材料不反弹变形，主要用在汽车航空行业和高精端电机行业。 因此我国冲床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。1.3 本课题的主要内容 本文设计的主要内容有电动机、齿轮、输出轴、轴承、偏心轮、偏心拉杆的设计。本文还基于UG软件对冲床及冲床的零件进行三维建模、装配，并对零件进行高级仿真。2 电动机的选择2.1 电动机的选择 2.1.1 选择电动机的类型 感应电动机又称异步电动机，具有结构简单、坚固、运行方便、可靠、容易控制与维护、价格便宜等优点。因此在工作中得到广泛的应用。目前，冲床常用三相鼠笼转子异步电动机。 2.1.2 选择电动机的功率 所需电动机功率的计算：Pn=K1Pg ，K1取 0.01，Pg为冲床的公称力980KN则 Pn=0.01980=9.8kw 2.1.3 确定电动机的转速 输出轴的工作转速为38r/min按推荐的合理传动比范围，使用二级齿轮减速器。取单级齿轮传动的传动比 i=36，故电动机转速的可选范围 n=inw=（936）38r/min=342r/min1368r/min （2.1）综合考虑电动机和传动系统装置的尺寸、重量以及齿轮传动的传动比，由于采用两边驱动，使用两个电动机，所以选择电动机的型号为Y132M2-6,额定功率为5.5KW,满载转速为950r/min。 2.1.4 计算总传动比和分配传动比 减速器总传动比 i=nm/nw=950/38=25 （2.2） 高速级齿轮传动的传动比 i1=5 低速级齿轮传动的传动比 i2=53 2.1.5 计算传动装置的运动和动力参数 1、各轴转速 高速轴的转速 n=nm=950r/min （2.3） 中间轴的转速 n=n/i1=950/5=190r/min （2.4） 低速轴的转速 n=n/i2=190/5=38r/min （2.5） 2、各轴的输入功率 高速轴的输入功率 P=Pd01=5.50.97=5.335KW （2.6） 中间轴的输入功率 P=P23=5.3350.95=5.068KW （2.7） 低速轴的输入功率 P=P45=5.0680.95=4.8146KW （2.8） 3、各轴输入转矩 高速轴的输入转矩 T=9550P/n=95505.5/950=55.3Nm （2.9） 中间轴的输入转矩 T=9550P /n=95505.068/190=254.7Nm （2.10） 低速轴的输入转矩 T=9550P /n=95504.8146/38=1210Nm （2.11） 运动和动力参数的计算结果如表2-1所示：表2-1参数轴名电动机轴轴轴轴转速95095019038输入功率5.55.3355.0684.8146输入转矩55.355.3254.71210传动比155效率0.970.950.95 3 机械传动系统3.1 传动系统的类型及系统分析 3.1.1 传动系统类型 开式冲床的传动系统由齿轮传动、轴和轴承组成。 按传动级数传动系统为二级齿轮传动。 按连轴的布置形式，传动系统为平行于冲床正面布置。 3.1.2 传动系统的布置方式 传动系统的布置应使机器便于制造、安装和维修，同时结构紧凑，外形美观。 传动系统布置主要包括以下四方面：1、传动系统的位置：采用上传动。2、轴连接的布置方式 ：采用轴连接，轴连接横放。3、齿轮传动的形式 ：采用双边驱动。4、齿轮的安放方式 ：采用减速器。 3.1.3 离合器和制动器的位置 离合器为刚性离合器，离合器和制动器都安装在输出轴上。 3.1.4 传动级数和各级传动比的分配 齿轮传动比为25，单级齿轮传动比均为5.3.2 齿轮的设计 3.2.1 高速级齿轮设计 1.材料选择小齿轮材料为40Cr，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢，硬度为240HBS。选小齿轮齿数为，大齿轮齿数 2. 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即 （3.1）（1） 确定公式中的各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮传递的转矩 （3.2）3） 由机械设计表10-7查得齿宽系数4） 由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数5） 由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。6） 计算应力循环次数 （3.3） （3.4）7） 由机械设计图10-19取接触疲劳寿命系数。8） 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数为s=1，得 （3.5） （3.6）（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆的直径，代入中较小的值。 （3.7）2） 计算圆周速度 （3.8）3） 计算齿宽 （3.9）4） 计算齿宽与齿高比 模数 （3.10） 齿高 （3.11） （3.12）5） 计算载荷系数根据，7级精度，由机械设计图10-8查得动载系数；直齿轮；由机械设计表10-2查得使用系数；由机械设计表10-4查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，；由，查机械设计图10-13的，故 载荷系数 （3.13）6） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆的直径 （3.14）7） 计算模数 （3.15） 3.按齿根弯曲强度设计 （3.16）（1） 确定公式中的各计算数值1） 由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限；2） 由机械设计图10-18取弯曲疲劳寿命系数；3） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得 （3.17） （3.18）4） 计算载荷系数 （3.19）5） 查取齿形系数由机械设计表10-5查得；6） 查取应力校正系数由机械设计表10-5查得；7） 计算大、小齿轮的并加以比较 （3.20） （3.21）大齿轮的数值大。（2） 设计计算 （3.22）由弯曲强度算得的模数1.8并就近圆整为标准值2。算出小齿轮齿数 （3.23）大齿轮齿数 4. 几何尺寸计算（1） 计算分度圆直径 （3,24） （2） 计算中心距 （3.25）（3） 计算齿轮宽度 （3.26） 3.2.2 低速级齿轮设计 1.材料选择小齿轮材料为40Cr，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢，硬度为240HBS。选小齿轮齿数为，大齿轮齿数 2.按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即 （3.27）（2） 确定公式中的各计算数值1）试选载荷系数2）计算小齿轮传递的转矩 （3.28）3）由机械设计表10-7查得齿宽系数4）由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数5）由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。6）计算应力循环次数 （3.29） （3.30）7）由机械设计图10-19取接触疲劳寿命系数。8）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数为s=1，得 （3.31） （3.32）（3） 计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 （3.33）2）计算圆周速度 （3.34）3）计算齿宽 （3.35）4）计算齿宽与齿高比 模数 （3.36） 齿高 （3.37） （3.38）5）计算载荷系数根据，7级精度，由机械设计图10-8查得动载系数；直齿轮；由机械设计表10-2查得使用系数；由机械设计表10-4查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，；由，查机械设计图10-13的，故载荷系数 （3.39）6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 （3.40）7）计算模数 （3.41） 3.按齿根弯曲强度设计 （3.42）（1）确定公式中的各计算数值1）由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限；2）由机械设计图10-18取齿轮弯曲疲劳的寿命系数；3）计算弯曲疲劳的许用应力取弯曲疲劳安全系数，得 （3.43） （3.44）4）计算载荷系数 （3.45）5）查取齿形系数由机械设计表10-5查得；6）查取齿轮应力校正系数由机械设计表10-5查得；7）计算大、小齿轮的并加以比较 （3.46） （3.47）大齿轮的数值大。（2）计算 （3.48）由弯曲强度算得的模数2.99并就近圆整为标准值3。算出小齿轮齿数 （3.49）大齿轮齿数 4.几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 （3.50） （2）计算中心距 （3.51）（3）计算齿轮宽度 （3.52）3.3 输出轴的设计 3.3.1 轴的概述 轴是组成机器的重要零件之一，其功用主要是支撑回转零件及传递运动和动力，因此大多数轴都要承受扭矩和弯矩的作用。1、轴的分类 按照承受弯、扭载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。112、轴的材料 轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。 3.3.2 输出轴设计计算1、材料选择 根据上述分析选择轴的材料为45钢，调质处理。 查机械设计手册：许用扭转应力=3040MPa，抗拉强度=640MPa，屈服强度=355MPa，弯曲疲劳极限=275MPa，剪切疲劳极限=155MPa 与轴材料有关的系数C=118106。2. 求作用在齿轮上的力图3.1 输出轴立体图图3.2 输出轴受力分析图3.初步计算 由上述计算的输出轴传递的转矩T=1210Nm 输入的功率P=4.8146KW 按许用切应力计算，实心轴的扭转强度条件为： （3.53）写成设计公式为 （3.54） 式中：扭转切应力 轴所受的扭矩 轴的抗扭截面系数 轴的转速 轴传递的功率 轴的计算直径 许用切应力 与轴材料有关的系数。代入上式 （3.55） 考虑到轴的最小直径有键的存在，而且为单键，所以d应增大5%7% 故取 ，取整为60mm 显然此段轴是安装联轴器的，选择TL3型联轴器，取半联轴器孔径为，故此段轴径为，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度为,第一段的长度应比联轴器的毂孔长度略短，故取4. 求轴上的载荷从轴的结构图以及弯矩和扭矩图如图3.1，图3.2中可看出截面C是危险截面。现将计算出，及的值列于下表3-1。表3-1载荷水平面垂直面支反力弯矩总弯矩扭矩5.按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，轴的计算应力： （3.56）故安全6.精确校核轴的疲劳强度（1） 截面右侧抗弯截面系数 （3.57）抗扭截面系数 （3.58）截面右侧的弯矩为 （3.59）截面上的扭矩为 截面上的弯曲应力 （3.60）截面上的扭转切应力 （3.61）轴的材料为45钢，调质处理。由机械设计表15-1查得，。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按机械设计附表3-2查得，。又由机械设计附图3-1可得轴的材料敏性系数为，。故有效应力集中系数为 （3.62） （3.63）由机械设计附图3-2的尺寸系数由机械设计附图3-3的扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由机械设计附图3-4的表面的质量系数为轴未经表面强化处理，即，得综合系数为 （3.64） （3.65）而碳钢的特性系数，于是计算安全系数 （3.66） （3.67） （3.68）故可知其安全。（2）截面左侧抗弯截面系数 （3.67）抗扭截面系数 （3.68）截面左侧的弯矩为 （3.69）截面上的扭矩为 截面上的弯曲应力 （3.70）截面上的扭转切应力 （3.71）轴的材料为45钢，调质处理。由机械设计表15-1查得，。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按机械设计附表3-2查得，。又由机械设计附图3-1可得轴的材料敏性系数为，。故有效应力集中系数为 （3.72） （3.73）由机械设计附图3-2的尺寸系数由机械设计附图3-3的扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由机械设计附图3-4的表面质量系数为轴未经表面强化处理，即，得综合系数为 （3.74） （3.75）而碳钢的特性系数，于是计算安全系数 （3.76） （3.77） （3.78）故可知其安全3.4 平键连接的设计 齿轮、盒轴的联接常采用平键联接。为避免联接中较弱零件 （一般是轮毂）压坏，应验算挤压应力： （3.79） 式中： 键所需传递的总扭矩，=1210Nm 键与轮毂的接触高度 键的工作长度，对于圆头普通平键，因为两端的圆部头部分与轮毂上的键槽不接触，所以 键的宽度 轴的直径 平键连接的许用挤压应力，由于不是经常处于满载的情况下工作，所以可取得较高。轮毂材料为钢时=150250MPa 轮毂材料为铸铁时=80100MPa。对于齿轮，材料为钢制，采用A型键 查表得宽度，, 满足强度要求图3.3 键的立体图 4 偏心拉杆滑块机构4.1 偏心拉杆滑块机构的运动与受力分析 在设计、使用和研究冲床时，往往需要确定滑块位移和偏心轮转角之间的关系，验算滑块的工作速度是否小于加工件塑性变形所允许的合理速度。在计算偏心拉杆滑块机构的受力情况时 由于目前常用的冲床每分钟行程次数不高，惯性力在全部作用力中所占的百分比很小，可以忽略不计。同样偏心拉杆滑块机构的重量也只占公称压力的百分之几，也可以忽略不计。 由滑块的下死点算起：偏心轮转角，由偏心轮最低位置沿拉杆旋转的相反方向算起。从几何关系可以得出滑块位移的计算公式： （4.1）将上式对时间t微分，可求得滑块的速度: （4.2） 式中：偏心拉杆系数, 偏心轮的角速度。在偏心拉杆滑块机构的受力计算中偏心拉杆作用力PAB通常近似地取等于滑块作用力P，即滑块导轨的反作用力为： （4.3） 式中：摩擦系数，=0.040.06 和 连杆上、下支承的半径。 偏心轮所传递的扭矩可以看成由两部分组成：无摩擦机构所需的扭矩和由存在摩擦所引起的附加扭矩，即 （4.4） 式中：理想当量力臂 （4.5） 摩擦当量力臂 （4.6） ro偏心轮主轴承半径。 则偏心拉杆滑块机构的当量力臂为： （4.7）偏心轮扭矩为： （4.8）如果上式取和（公称压力，公称压力角），则冲床所传递最大的扭矩为 （4.9）4.2 偏心轮的设计计算 4.2.1 偏心轮机构的特点与应用 偏心轮机构几乎可以实现从动件的无限多种运动规律。偏心轮机构主要用于转换运动形式。偏心轮机构结构简单、紧凑，所以广泛应用于各种装置中。但由于偏心轮从动件是高副接触，压强较大，易磨损，偏心轮的制造精度对动力影响很敏感。 4.2.2 偏心轮的结构示意图37图4.1 偏心轮结构 4.2.3 确定偏心轮的基本参数1） 偏心轮所需角速度。要保证发生碰撞，必须使工作台下降行程所需的时间小于偏心轮转过近体止角所需的时间，否则工作台还未下落到同机架接触时，偏心轮又重使工作台升起，就不发生碰撞。可根据自由落体方程算出。 （4.10）求得： （4.11）可根据算出，取，则有 （4.12）要求，即，于是，。 （4.13）所以实际值为：2） 估算偏心轮工作轮廓线基圆半径根据偏心轮轴的结构要求，取。3） 选择偏心轮半径取。4） 校验最大压力角取，设最大压力角处偏心轮工作轮廓的向径为， （4.14）因此， （4.15）由机构选型与运动设计表查得。4.3 偏心拉杆装置 4.3.1 偏心拉杆的结构图4.2 偏心拉杆 4.3.2 偏心拉杆的强度校核打开pianxinlagan.prt文件，进入“起始”菜单，进入“高级仿真”。打开“仿真导航器”。如图4.3图4.3 仿真导航器右击“pianxinlagan.prt”选择“新建FEM和仿真”点击“确定”，如图4.4图4.4 新建FEM和仿真创建解算方案，点击“确定”，如图4.5图4.5 创建结算方案将“pianxinlagan-fem1”设为工作部件，如图4.6图4.6 仿真导航器指派材料，选材料为“steel”，如图4.7图4.7 指派材料划分3D四面体网格，如图4.8图4.8 3D四面体网格划分结束后，如图4.9图4.9 划分网格新建部件文件，如图4.10图4.10 新建部件文件新建仿真，如图4.11图4.11 新建仿真创建解算方案，如图4.12图4.12 创建结算方案选择固定约束，如图4.13图4.13 选择固定约束选择力，如图4.14图4.14 选择力求解，如图4.15图4.15 求解力的分布，如图4.16图4.16 力的分布由算出结果可知该偏心拉杆满足强度要求。4.4 轴承的选择 4.4.1 轴承概述 轴承主要可分为滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承具有滚动摩擦的特点,因此它的优点有:摩擦阻力小,启动及运转力矩小,启动灵敏,功率损耗小且轴承单位宽度承载能力较大,润滑、安装及维修方便等。与滑动轴承相比,滚动轴承的缺点是径向轮廓尺寸大,接触应力高,高速重载下轴承寿命较低且噪声大,抗冲击能力较差。滑动轴承承受冲击载荷的能力强,主要用于输出轴的主轴承,连杆大小端支撑等。冲床常用的滑动轴承有整体式和剖分式两种。本设计滑动轴承采用剖分式结构,以便安装及磨损后容易调整更换。4.5 滑动轴承 4.5.1 滑动轴承的润滑及轴瓦结构 滑动轴承必须可靠地润滑。轴和轴承之间要有一定的配合间隙。在轴瓦上要开设油孔和油槽,油孔和油槽应开在压力最小的位置,不宜开在承载区,以免降低油膜的承载能力。轴瓦必须用销或螺钉定位 防止它在轴向和圆周方向窜动。 4.5.2 滑动轴承的计算 偏心拉杆机构中的滑动轴承速度较低,承受短时高峰负荷,轴承处在边界摩擦的状况下工作,设计中应验算轴承轴瓦上的平均压力p ,使 （4.16） 式中：轴承的平均压力 轴承所受的径向载荷， 轴承宽度， 轴瓦的许用单位压力 验算 pv 值 为防止发热过于厉害，还应验算它的pv值，即 式中：p轴承上的单位压力 v轴承工作表面间的滑动速度 （4.17） （4.18）由机械设计表12-2的轴承材料为。5 离合器与制动器5.1 离合器与制动器的作用原理 在冲床的传动系统中,在飞轮传动的后面设计有离合器和制动器,用来控制滑块的运动和停止。离合器和制动器设在飞轮轴上。 冲床开动后,电动机和起蓄能作用的飞轮是在一直不停地旋转着。每当滑块需要运动时,则离合器接合,主动部分的飞轮通过离合器使从动部分零件(偏心轮和滑块等)得到运动并传递工作时所必要的扭矩。5.2 离合器的设计 5.2.1 离合器的选择 在开式冲床上广泛采用的离合器有刚性离合器和圆盘离合器，本设计采用的是刚性双转键离合器。 5.2.2 双转键离合器的结构 双转键离合器中，转键之一是主键(又称工作键）用以传递工作扭矩；转键之二是副键（又称辅助键）用以防止偏心轮对飞轮或传动齿轮的超前，以及调整模具时可使偏心轮反转。 离合器是安装在轴的右端上。离合器的主动部分有飞轮 ，中套（用键固定在飞轮上)和青铜衬套(各压入飞轮端孔内)等组成。从动部分有轴和内外轴套(用键固定在轴上)等组成。中套的内孔有四个半圆槽。内外轴套内和曲轴上亦各有两个轴线相互垂直的半圆槽，两个半圆槽组合成为安插两转键所形成的圆孔内转动；转键中段截面为半圆形，键的里边与轴上的半圆槽配合，外边与轴形成一个整圆。主键和副键传动的方向是相反的，它们的动作是相互联锁的，因此在转键的右端各装有尾板，两件用拉杆连接成为联动，主键的左端装有键尾，与装在内轴套的拉簧联结。拉簧的作用使主键和副键的背部突出于曲轴圆周之外，以便与中套的半圆槽相结合，起到使离合器相结合的状态。 离合器在未接合时，键和副键刚好全部卧入轴的半圆槽内，因此，飞轮在内外轴套上空转。当冲床工作时，必须使操纵机构的凸轮挡块转离主键的键尾，主键在拉簧作用下，转出轴半圆槽之外（转过45），由于连锁的关系，副键亦同样转出，这样连续旋转的飞轮中套半圆槽便与主键相结合，则飞轮便带动轴转动。如凸轮挡块转回复位，则主键的键尾碰上凸轮挡块，由此弹簧拉长，主键和副键又转回45并卧入曲轴的半圆槽内，由此，离合器即处于脱开状态，则飞轮在内外轴套上空转。 转键在离合器接合时承受很大的冲击载荷，为了保证有足够的冲击韧性和耐磨性，转键用T7，经热处理淬火硬度为HRC=5257，两端回火至HRC=35 40。 主键的键尾和凸轮挡块的材料同样用合金钢 40Cr。内、外轴套和中套的材料一般用45钢。转键离合器所能传递扭矩的大小， 即取决于转键的强度。5.3 制动器的设计 5.3.1 制动器的类型、工作特性及其选择原则在冲床上的制动器有两个作用： 1、当离合器脱开后，将正在运转着的传动零件的动能立即转化为消耗在制动器上的摩擦功，并且相当在偏心轮转角515的范围内将滑块、偏心拉杆机构和传动零件停止运动。 2、当滑块运动停止后，防止滑块由于自重而下降。 在开式冲床上常用的制动器有三种结构形式：闸瓦式制动器、带式制动器和圆盘式制动器。按其制动器工作表面相互作用来看，在这些制动器中有连续制动器 和周期制动器的两种工作情况。在周期制动的制动器中，制动作用仅仅发生在滑块行程的某一部分或者当 滑块接近回到上死点相当于曲柄转角515的范围内,在这里选用偏心带式制动器。 5.3.2 带式制动器的结构 偏心带式制动器的结构图如图4-1所示，制动器设置在轴的左端上。制动轮1对轴线装成偏心e，用键紧固在轴左端上。轮缘上包有钢带2，其内层铆有石棉铜摩擦带3，钢带的一端铆接在摇板7上，另一端铆在拉杆板4上。摇杆7 可以绕固定在机身上的轴6回转，借其制动弹簧8的张力拉紧制动带，张力的大 小可通过螺帽9调节器弹簧的压缩量。 制动的周期性是借其制动轮的偏心e来实现的。即当轴转动时，利用偏心e使制动轮有时张紧制动轮，有时松开制动轮，偏心主键向上方增大，则制动带张紧而 起制动作用，并将滑块停止在上死点的位置上。图5.1 带式制动器 6 过载保护装置设计 冲床在使用过程中，由于种种原因可能产生过载现象，如冲床吨位选用不当，模具安装调整不正确模具刃口变钝，材料厚度增大等，结果导致冲床连杆螺纹破坏、调节螺杆弯曲、曲轴弯曲或断裂、机身变形甚至断裂等主要零件的破坏，给生产带来损失。为了防止因冲床过载而产生的设备事故，在冲床上装有过载保护装置。在冲床过载时，保护装置即发生作用，使得作用在冲床上的载荷不继续增加，从而保证冲床的主要零件免遭破坏。 本设计的冲床用于冲孔且公称力大、行程不大 ，所以采用压力保护装置。压力保护装置按其结构的作用原理可以分为：剪切破坏式、液压式、气动液压自动恢复式、弹簧滚柱自动恢复式等。这里选择液压式过载保护装置。如图6-1：图6.1 液压式过载保护装置图中1为活塞，2为活塞缸，3为压力检测装置，4为液体放置设备，5为电机。工作原理：当冲床在正常载荷下工作时，该装置处于正常状态。当冲床处于过载工作时，活塞向下运动，活塞缸中的液体由于受到压力流向液体放置设备中，压力检测装置检测到压力过大后，控制电机，起到保护冲床的作用。当冲床回到正常载荷时，电机启动向活塞缸中输送液体，装置回到正常状态。图6-2为活塞活塞缸装置：图6.2 活塞活塞缸装置 7 电路控制 电气传动控制不仅必须有电动机拖动生产机械这个主体，而且还包括一套控制装置，用以实现双面加工专用机床的生产工艺的要求。操作者以简单的控制电器如闸刀开关、转换开关等手动控制电器来实现电力拖动控制，称为手动控制；若用自动电器来实现电力拖动的控制，就称为自动控制。电气自动控制不仅能减轻操作人员的劳动强度、提高工作机械的生产率和产品质量，而且可以实现手动控制难以完成的诸如远距离集中控制等。尽管电气拖动自动控制已向无触电、连续控制、弱电化、微机控制方向发展，但由于继电器接触器控制系统所用的控制电器结构简单、价格便宜、能够满足加工的生产要求，因此，被本次设计所采用。7.1控制电器与执行电器的选择100吨非液压式冲床所用的控制电器属于低压电器，它是指电压在500V以下用来接通或断开电路，以及用来控制、调节和保护用电设备的电气器具。如果采用手动控制电器不仅每小时的开关次数有限、操作比较笨重、工作不安全，而且保护性能差，例如，当电网电压突然消失时，因为这些开关不能自动复原，故它不能自动把电动机从电源切断，如果不另加保护设备则可能发生意外。随着生产的发展，使得控制对象的容量、运动速度、动作频率等不断增大多，要求各运动部件间实现连锁控制和远距离集中控制，显然手动控制不能适应这些要求，因此，100吨非液压式冲床就要用到自动控制电器，如接触器、反映各种信号的继电器和其他完成各种不同任务的控制电器。除了接触器、继电器外自动控制线路中还有一类所谓主令电器，主令电器只要用来切换控制线路。实际上，操作人员只要操作这类电器，就能控制线路的工作。双面加工专用机床上最常见的主令电器为按纽开关，简称“按纽”；此外，还有万能转换开关、主令控制器，有些主令电器可由机床的运动部件带动。双面加工专用机床的控制电器有以下三类。 ( 1 ) 控制电器：用来控制电动机的启动、反转、调速、制动等动作，如磁力启动器、接触器、继电器等。( 2 ) 保护电器：用来保护电动机，使起安全运行，以及保护生产机械使其不受损坏，如熔断器、电流继电器、热继电器等。( 3 ) 执行电器：用来操控、带动生产机械和支撑与保持机械装置在固定的位置上的一种执行元件，如电磁铁、电磁离合器等。大多数电器既可作控制电器，也可作保护电器，它们之间没有明显的界限。如电流继电器既可按“电流” 参量来控制电动机，又可用来保护电动机不致过载；又如行程开关既可用来控制工作台的加、减速及形成长度，又可作为终端开关保护工作台不致闯到轨道外面去。7.2 线路的设计 主电机采用的是鼠笼式异步电动机自动控制（1）线路：如果电动机定子绕组在正常工作时是作三角形连接的(即定子每相绕组额定电压等于电源电压)，那么在启动时可先把定子绕组接成星形再接入电源进行降压启动，等到电动机达到运行的转速时，再把定子绕组接成三角形加上全电压运行。这一线路的设计思想是按时间原则控制启动过程，所不同的是启动时将电动机定子绕组成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的1/3，从而减小了启动电流对电网的影响。待启动后按预先整定的时间换接成三角形接法，使电动机在额定电压下正常运转。（2）线路分析：闭合总开关QS，闭合SB2,SB3线圈KM1，KM2同时得电，则KM1，KM2常开闭合并自锁，电机运转；SB1为停止开关。如图7-1图7.1 线路设计8 结论与展望8.1 结论通过此次毕业设计，对我来说可以说是受益匪浅，我学到了许多新的知识，尤其是得到了实际的锻炼。通过这次设计，我把大学四年里所学的知识有机的结合起来，并且运用到了实际中去解决问题，培养了我独立思考解决问题的能力，使我不但巩固了基础知识而且掌握了设计的一些步骤和要领。此外，在完成本次论文的过程中，需要查看大量的资料，所以说此次实践也使我懂得了怎样能够更好的利用图书馆的资料，并且使自己原来不是很熟练的UG也得到了很大的提高。100吨非液压式冲床是一种比较复杂的机床，所以这次的设计具有一定的挑战性。毕业设计使我认识到只专注于书本上的知识的学习是远远不够的，必须要把理论与实践相结合，走出书本。8.2 不足之处及展望在这次的毕业设计中，我的论文题目是100吨非液压式冲床的设计。本次设计我主要是通过UG对零件进行三维建模，在做的过程中就出现了一系列的问题，UG在学校里面是一门必修课，对它的建模有学习，但在这次的毕业设计里，发现自己对UG原来是那么的生疏，以前学的只是一点皮毛而已。对UG的生疏主要体现在以下两点。 （1）在建模方面 在以前的学习建模中，我总会是眼高手低，认为很简单，在真正运用之后才发现自己好多都不会。比如说在进行一些基本形状的建模时，其实在UG里面可以直接运用一些工具就可以直接做出来，而我还是通过最基本的草图来完成，这是一个不足之处。此外，在绘制草图方面，我不能够正确的运用约
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