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机械毕业设计全套

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GY01-154@机床夹具柔性化技术研究及设计,机械毕业设计全套

内容简介：

来 的 传 动 靠 皮 带 打 滑 来 调 整 张 力 , 所 以 在 1 的 误 差 是 非 常 小的 。 后 来 的 实 践 也 证 明 了 选 择 的 正 确 性 。( 2 ) 力 矩 电 机 的 电 气 控 制力 矩 电 机 与 相 应 的 控 制 器 组 成 开 环 反 馈 恒 张 力 调 节 的 卷 取 装置 , 其 力 矩 电 机 配 套 的 Y L J - K 系 列 力 矩 电 机 控 制 器 是 一 种 新 型 的电 子 调 压 开 环 控 制 器 , 主 要 是 在 线 速 度 变 化 后 , 张 力 仍 能 保 持 在 所允 许 的 范 围 内 , 卷 绕 带 钢 时 的 张 力 基 本 保 持 不 变 , 采 用 恒 张 力 反 馈 ,电 机 性 能 与 卷 绕 性 能 协 调 匹 配 , 因 此 代 替 传 统 复 杂 的 设 备 系 统 , 大大 节 省 投 资 。 是 机 电 一 体 化 力 矩 电 机 的 理 想 配 套 装 置 。卷 绕 直 径 从 !2 6 0 到 !6 0 0 开 始 阶 段 到 最 后 阶 段 逐 渐 增 大的 整 个 过 程 中 张 力 和 线 速 度 的 变 化 保 持 在 允 许 的 范 围 内 。本 控 制 器 采 用 开 环 控 制 , 系 统 简 单 、 调 整 方 便 , 主 要 技 术 数 据 。 输 出 电 压 范 围 : 电 压 从 7 0 V 到 3 6 5 V 无 级 调 整 ; 输 出 电 压 三 相 偏 差 : 3 % ; 转 矩 调 节 比 : 1 0 : 1 。Y L J 控 制 器 主 要 电 路 采 用 三 相 全 波 Y 联 接 , 选 用 三 角 形 联接 , 采 用 自 动 跟 踪 控 制 方 法 , 用 三 相 网 路 相 位 同 步 控 制 , 保 证 了三 相 输 出 自 动 平 衡 , 并 通 过 输 出 反 馈 控 制 , 有 效 地 防 止 电 机 在 运行 过 程 调 压 失 控 ; 对 电 机 起 动 、 关 机 均 采 取 了 控 制 措 施 。 它 的 抗干 扰 能 力 强 , 起 动 性 能 好 , 平 稳 , 无 电 流 冲 击 , 运 行 稳 定 可 靠 。 电气 控 制 精 度 完 全 达 到 高 质 量 精 度 工 艺 产 品 质 量 的 要 求 。1 . 3 . 2 其 他 装 置 的 改 造在 主 轧 机 前 后 牌 坊 上 增 设 立 辊 导 卫 , 上 下 左 右 有 一 定 的 调节 量 ; 悬 臂 吊 、 打 卷 机 检 修 后 直 接 利 旧 , 其 技 术 性 能 均 可 满 足 该轧 机 的 产 品 和 使 用 要 求 ( 具 体 内 容 略 ) 。2 结 论经 过 对 轧 机 的 搬 迁 改 造 , 仅 花 费 2 多 万 元 的 成 本 , 而 每 年 仅节 约 的 三 角 带 备 件 消 耗 就 有 2 . 1 6 万 元 , 而 且 设 备 性 能 提 高 一 个等 级 , 操 作 简 单 方 便 , 特 别 是 卷 取 装 置 采 用 力 矩 电 机 配 合 相 应 的Y L J 控 制 器 之 后 , 用 先 进 的 自 带 反 馈 方 式 取 代 落 后 的 皮 带 传 动而 使 带 钢 张 力 恒 定 可 调 。 使 上 料 方 便 简 单 , 降 低 工 人 劳 动 力 。 产品 的 质 量 提 高 一 个 档 次 , 三 点 差 、 同 条 差 、 板 形 都 得 到 巨 大 改 善 。成 材 率 提 高 了 3 0 % 左 右 , 每 年 可 创 造 效 益 7 0 多 万 元 。该 轧 机 搬 迁 改 造 后 运 行 平 稳 可 靠 , 电 控 正 常 , 效 果 很 好 , 提高 了 产 品 质 量 。 投 资 少 , 效 益 好 , 为 拓 宽 产 品 提 供 了 更 好 的 设 备保 障 , 创 造 较 好 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 , 深 受 各 级 好 评 。参 考 文 献1 冷 带 分 厂 技 术 操 作 规 程 编 写 组 . 冷 带 分 厂 技 术 操 作 规 程 . 编 号 C 4 J G 4 0 5 -0 1 - 2 0 0 0 . 川 投 长 城 特 殊 钢 股 份 有 限 公 司 第 四 钢 厂 内 部 资 料 , 2 0 0 0( 7 ) .2 第 四 钢 厂 设 备 检 修 规 程 编 写 组 . 设 备 使 用 维 护 检 修 规 程 汇 编 . 冶 金 工业 部 长 城 特 殊 钢 公 司 第 四 钢 厂 内 部 资 料 , 1 9 8 9( 1 0 ) .3 濮 良 贵 , 纪 名 刚 . 机 械 设 计 . 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社 , 1 9 6 6( 5 ) .4 邹 家 详 . 轧 钢 机 械 . 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 1 9 8 9( 6 ) .正 交 增 力 偏 心 轮 夹 紧 的 气 动 夹 具王 维 钟 康 民 ( 苏 州 大 学 机 电 工 程 学 院 , 苏 州 2 1 5 0 2 1 )P n e u m a t i c f i x t u r e b a s e d o n t w o - s t e p s f o r c e a m p l i f i e r a n d e c c e n t r i cW A N G W e i , Z H O N G K a n g - m i n( C o l l e g e o f M e c h a n i c a l a n d E l e c t r i c E n g i n e e r i n g o f S o o c h o w U n i v e r s i t y , S u z h o u 2 1 5 0 2 1 , C h i n a )! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !【 摘 要 】 介 绍 了 一 种 基 于 无 杆 活 塞 缸 的 二 次 正 交 增 力 机 构 与 偏 心 轮 组 成 的 绿 色 夹 具 系 统 , 分 析 了其 工 作 原 理 和 性 能 特 点 , 给 出 了 夹 紧 力 的 计 算 公 式 。 该 夹 具 能 延 长 气 动 元 件 的 使 用 寿 命 , 节 能 效 果 明显 。 对 环 境 的 污 染 小 , 是 清 洁 的 绿 色 夹 具 。关 键 词 : 绿 色 夹 具 ; 二 次 正 交 增 力 ; 偏 心 轮 ; 气 动 夹 具【 A b s t r a c t 】 G r e e n f i x t u r e s y s t e m b a s e d o n r o d - l e s s c y l i n d e r i s i n t r o d u c e d , w h i c h i s c o m p o s e d o ft w o - s t e p s f o r c e a m p l i f i e r a n d e c c e n t r i c . T h e w o r k i n g p r i n c i p l e a n d t h e c a l c u l a t i n g f o r m u l a t e o f o u t p u t f o r c ea r e g i v e n . T h i s f i x t u r e c a n p r o l o n g t h e o p e r a t i n g l i f e o f p n e u m a t i c a n d t h e e f f e c t o f e n e r g y s a v i n g i s n o -t a b l e . B e c a u s e i t s p o l l u t i o n i s l i t t l e , i t c o u l d b e c a l l e d g r e e n f i x t u r e .K e y w o r d s : G r e e n f i x t u r e ; T w o - s t e p s f o r c e a m p l i f i e r ; E c c e n t r i c ; P n e u m a t i c f i x t u r e中 图 分 类 号 : T G 7 5 文 献 标 识 码 : A在 现 代 机 械 工 业 的 生 产 和 制 造 过 程 中 , 大 量 采 用 液 压 夹 具 。但 是 , 液 压 系 统 由 于 制 造 上 的 原 因 而 不 可 避 免 地 存 在 漏 油 现 象 1 ,从 而 对 周 围 的 环 境 造 成 污 染 。 液 压 冲 击 还 会 产 生 噪 声 , 侵 害 着 人们 的 身 心 健 康 。 面 对 着 制 造 业 日 益 严 重 的 污 染 问 题 , 出 现 了 绿 色制 造 2 的 理 念 。 绿 色 制 造 是 近 些 年 才 开 始 兴 起 的 一 门 绿 色 技 术 ,它 能 使 环 境 污 染 得 到 改 善 , 资 源 和 能 源 的 利 用 更 加 合 理 , 实 现 发展 的 可 持 续 化 。 气 压 传 动 相 对 于 液 压 传 动 而 言 , 不 会 产 生 空 气 污染 , 冲 击 造 成 的 噪 音 污 染 也 比 较 小 , 因 此 , 气 压 传 动 是 一 种 清 洁的 系 统 , 适 应 当 今 绿 色 制 造 的 要 求 , 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 。 然 而 ,气 压 传 动 也 有 自 身 的 缺 点 , 如 系 统 压 力 不 可 能 太 高 , 系 统 体 积 过于 庞 大 。 为 了 克 服 气 压 传 动 的 缺 点 , 须 对 传 动 力 进 行 放 大 。#* 来 稿 日 期 : 2 0 0 7 - 0 1 - 2 2文 章 编 号 : 1 0 0 1 - 3 9 9 7( 2 0 0 7 ) 1 2 - 0 1 3 6 - 0 2第 1 2 期- 1 3 6 - 2 0 0 7 年 1 2 月M a c h i n e r y D e s i g n & M a n u f a c t u r e机 械 设 计 与 制 造nts参 考 文 献 3 介 绍 了 一 种 对 称 连 杆 式 二 次 正 交 增 力 气 动 夹 具 。我 们 组 合 一 个 偏 心 轮 机 构 , 设 计 了 如 图 1 所 示 的 基 于 无 杆 活 塞 缸的 二 次 增 力 机 构 与 偏 心 轮 组 成 的 气 动 夹 具 系 统 。 该 机 构 增 强 了系 统 的 力 放 大 功 能 , 而 且 可 以 自 锁 , 维 持 一 段 较 长 时 间 的 作 用 力 。1 工 作 原 理图 1 所 示 为 该 夹 具 系 统 的 工 作 原 理 图 。在 气 压 缸 无 杆 活 塞 上 加 工 一 个 圆 柱 形 径 向 孔 , 一 只 滑 块 以适 当 的 间 隙 配 合 置 于 径 向 孔 中 , 滑 块 的 两 端 分 别 以 对 称 方 式 铰接 一 只 斜 置 铰 杆 , 斜 置 铰 杆 的 另 一 端 与 另 两 杆 铰 接 ; 其 一 杆 连 接固 定 铰 座 , 另 一 杆 则 与 偏 心 轮 铰 接 。 当 换 向 阀 处 于 图 示 上 位 状 态时 , 压 缩 空 气 进 入 气 压 缸 上 腔 ; 无 杆 活 塞 在 气 体 压 力 的 作 用 下 向下 运 动 , 通 过 二 次 正 交 力 放 大 之 后 , 驱 动 偏 心 轮 绕 固 定 轴 旋 转 ,对 工 件 施 加 作 用 力 , FO P从 而 夹 紧 工 件 。 根 据 参 考 文 献 4 , 选 择 圆偏 心 轮 , 使 得 偏 心 轮 能 够 自 锁 , 较 长 时 间 保 持 作 用 力 , 并 可 以 让气 压 泵 停 止 运 转 , 此 后 便 可 对 工 件 进 行 加 工 。 加 工 完 毕 后 使 换 向阀 切 换 到 下 位 工 作 , 则 压 缩 空 气 进 入 气 压 缸 下 腔 , 活 塞 向 上 运动 , 牵 动 偏 心 轮 绕 固 定 轴 反 向 旋 转 , 松 开 工 件 。图 1 基 于 二 次 正 交 增 力 - 偏 心 轮 夹 紧 的 气 动 夹 具该 夹 具 系 统 继 承 了 改 进 之 前 的 优 点 : 夹 具 系 统 在 轴 线 方 向尺 寸 相 对 较 小 , 夹 具 总 体 结 构 简 单 紧 凑 , 由 于 没 有 外 伸 活 塞 杆 ,明 显 增 强 了 刚 性 。 同 时 , 考 虑 到 夹 紧 机 构 元 件 的 制 造 精 确 度 , 该机 构 不 可 能 完 全 对 称 , 而 采 用 自 动 适 应 性 滑 块 , 能 够 保 证 两 偏 心轮 对 工 件 的 压 力 大 体 相 当 , 且 由 于 采 用 了 气 动 系 统 , 对 环 境 的 污染 程 度 较 轻 。此 夹 具 系 统 还 具 有 其 独 特 的 优 点 。 由 于 采 用 了 偏 心 轮 机 构 ,而 使 得 它 能 够 自 锁 。 所 以 , 在 加 工 过 程 中 , 可 以 使 气 压 缸 停 止 运转 , 减 少 了 压 力 对 气 压 元 件 的 实 际 作 用 时 间 , 有 效 延 长 了 气 压 系统 的 寿 命 , 降 低 成 本 , 而 且 节 能 效 果 显 著 。2 力 学 计 算不 考 虑 连 杆 铰 接 时 的 摩 擦 , 连 杆 作 用 到 圆 偏 心 轮 上 的 力 Ft的 计 算 公 式 为 :Ft=!D2p8 c o s !( 1 +1t a n !t a n ) ( 1 )式 中 : D 气 压 缸 内 径 ; p 压 缩 空 气 的 工 作 压 力 。考 虑 连 杆 铰 接 的 摩 擦 时 , 可 得 连 杆 实 际 作 用 到 圆 偏 心 轮 上的 力 Fp的 计 算 公 式 为 :Fp=!D2p8 c o s( !+ #1)( 1 +1t a n( !+ #1) t a n( + #2) ( 2 )式 中 : #1 与 铰 支 座 和 与 圆 偏 心 轮 相 连 的 杆 两 处 铰 接 的 当 量 摩擦 角 ( 假 设 与 铰 支 座 相 连 的 杆 两 处 铰 接 的 当 量 摩 擦 角 和 与 圆 偏 心轮 相 连 的 杆 两 处 铰 接 的 当 量 摩 擦 角 大 小 相 等 ) ;#2 与 滑 块 相 连 的 杆 两 处 铰 接 的 当 量 摩 擦 角 。#= a r c t a nf dl( 3 )式 中 : d 相 应 铰 接 处 铰 链 轴 的 直 径 ;l 连 杆 两 端 铰 链 孔 的 中 心 距 ;f 铰 链 副 的 摩 擦 因 数 。圆 偏 心 轮 对 工 件 夹 紧 力 的 实 际 计 算 公 式 为 :Fo p=!D2p L8 $c o s( !+ #1) t a n( %+ &1) + t a n &2( 1 +1t a n( !+ #1) t a n( + #2) ( 4 )式 中 : L 圆 偏 心 轮 回 转 中 心 到 杆 件 对 圆 偏 心 轮 作 用 力 方 向 的 垂直 距 离 ;% 偏 心 轮 上 夹 紧 点 的 升 角 ( %= a r c t a ne c o s r + e s i n , r 是 偏 心 轮的 半 径 , 是 偏 心 轮 的 转 角 ) ;$ 圆 偏 心 轮 回 转 中 心 到 夹 紧 点 的 距 离 ( $=r + e s i n c o s %) ;&1 圆 偏 心 轮 与 夹 紧 表 面 之 间 的 摩 擦 角 ;&2 圆 偏 心 轮 回 转 轴 间 的 摩 擦 角 。其 中 %、 $、 &1、 &2的 值 的 计 算 见 相 关 文 献 5 。式 子 中 各 角 的 值 越 小 , 增力 效 果 越 明 显 。 考 虑 到 杆 件 实际 所 能 承 受 的 强 度 , 取 != = 7 !,f = 0 . 1 , d = 1 0 m m , l = 2 0 0 m m , L =2 5 m m , %= 3 0 m m , e = 3 m m , = 3 0 !,&1= &2= 7 !。 例 如 , 系 统 的 压 力 为 p =0 . 5 M P a , 气 缸 直 径 为 D = 1 0 0 m m时 , 可 计 算 得 该 夹 紧 装 置 的 实际 输 出 力 为 Fo p= 7 3 5 1 2 N ; 若 要求 采 用 气 缸 直 接 作 用 得 到 同 样大 小 的 力 , 计 算 得 气 缸 直 径 为D = 8 6 6 m m 。3 结 语基 于 二 次 正 交 增 力 - 偏 心 轮 夹 紧 的 气 动 夹 具 采 用 双 向 对 称结 构 , 活 塞 所 受 径 向 力 小 , 摩 擦 损 失 小 , 能 适 应 较 高 频 率 的 往 复运 动 。 偏 心 轮 机 构 能 够 自 锁 , 较 长 时 间 保 持 作