CG2-150型仿型切割機(jī)設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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本機(jī)體積較小，自重輕，切割范圍大，特別適合于野外工作；它廣泛地被大中小型工廠使用。 CG2-150型切割機(jī)的最顯著的特點(diǎn)是每分鐘能割完厚度為50-750mm地切割面，在相同工作量下與使用氣割 相比較，縮短工時(shí)近2倍，并且克服了以前用氣割下后鋼板，鋼管時(shí)地切割面積步光滑，尺寸誤差較大，而且有時(shí)因氧氣回火出現(xiàn)傷人現(xiàn)象等弊端，給電氣焊工帶來(lái)了很大地方便。 本人只要側(cè)重于割炬（動(dòng)力部分），基壁，機(jī)架的設(shè)計(jì)。 本機(jī)器有轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，樣板安裝在型臂前端地模板架上，磁滾輪面靠平樣板側(cè)面，表面吸力大于16N，磁滾輪由直流伺服電機(jī)帶動(dòng)三級(jí)減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，三級(jí)減速由前級(jí)一對(duì)螺旋齒輪；中間一對(duì)平齒輪；后級(jí)一對(duì)蝸輪幅組成速度比為1/175，磁滾輪使用高級(jí)永磁合金直徑為10mm，當(dāng)磁滾輪沿樣板周邊移動(dòng)；帶動(dòng)主壁下面地割炬，割炬正確地割出與樣板相同形狀地工件。 主軸固定在機(jī)座上，作為基壁地支點(diǎn)；設(shè)有平衡裝置，與主壁上安裝地磁滾輪，割炬保持平衡運(yùn)動(dòng)，底座下部裝有蝸桿可以在垂直方向調(diào)節(jié)割炬地升降位置，型壁套裝在聯(lián)結(jié)管上端可以作360度地回轉(zhuǎn)，360度范圍內(nèi)可作垂直升降和水平位置地調(diào)正。 技術(shù)參數(shù) 名稱 150型 150A型 氣割鋼板厚度范圍 5-100mm 5-100mm 氣割最大圓周直徑 600mm 1800mm 氣割最大正（長(zhǎng)方形） 500*500mm,400*900mm,450-750mm 1270*1270mm 氣割最大長(zhǎng)度 1200mm 1750mm 氣割速度 50-750mm/min 電動(dòng)機(jī) Z3-11型直流電動(dòng)機(jī)，功率25W，電壓110V，電流0.5A， 轉(zhuǎn)速3000-4000轉(zhuǎn)/min 輸入電源 50HZ,220V 外形尺寸與重量 型號(hào) 150型 150A型 機(jī)器外型尺寸 190*335*80mm 149*335*800mm 凈重 43kg 52kg 1 機(jī)架 機(jī)架時(shí)各種機(jī)械地基本部件，它主要起支承作用，機(jī)械的其他部件一般固定在機(jī)架上，有些部件是在機(jī)架的導(dǎo)軌面上運(yùn)動(dòng)。機(jī)架起基準(zhǔn)作用，以保證各部件間正確的相對(duì)位置，并且使整個(gè)機(jī)器組成一個(gè)整體。在其他部件及工件本身的重量與工作過程中的載荷（包括各種沖擊力）作用下，機(jī)架要有足夠的強(qiáng)度，而且變形部超過允許值。此外還應(yīng)考慮機(jī)架的動(dòng)剛度，阻尼，熱變形性，尺寸穩(wěn)定性，疲勞強(qiáng)度等。對(duì)于移動(dòng)式機(jī)器的機(jī)架則要求重量輕；對(duì)于在寒冷、酷熱、潮濕等環(huán)境下工作的機(jī)架分別要求耐高溫、耐低溫、抗銹燭等性能 機(jī)架在機(jī)器中的尺寸一般較大，它往往與機(jī)器的整體布局，機(jī)器的造型美觀，操作方便，加工工藝性好。 機(jī)架的分類 為了便于比較，下面機(jī)架的幾種分類： 按機(jī)型求分，可分為：臥式、立式。 臥式則分：橫梁式機(jī)架、平板式機(jī)架。 立式則分：?jiǎn)瘟⒅㈦p立柱、多立柱。 按材料及制造方法分：金屬機(jī)架、非金屬機(jī)架。 金屬機(jī)架分：鑄造機(jī)架、焊接機(jī)架、組合機(jī)架 非金屬機(jī)架分：花崗巖機(jī)架、混凝土機(jī)架、塑料機(jī)架。 本設(shè)備的機(jī)架屬于金屬機(jī)架中的鑄造機(jī)架，它采用了高強(qiáng)度的鋁錠合金精密壓鑄制成，重量輕，強(qiáng)度高。 選擇單立柱機(jī)架是因?yàn)椋簡(jiǎn)瘟⒅鶛C(jī)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作零件所受彎矩大，受力不能太大，如圖： 1、主壁 2、基壁 3、立柱 4、底座 力的基本類型 機(jī)架上承受著多種多樣的力和和力矩（彎矩及轉(zhuǎn)矩），但大體上可以分為以下幾種類型： 1、工藝力：這是最重要、最基本的力，即機(jī)器在完成相應(yīng)的主要工藝過程中所產(chǎn)生的力量，如各種切削機(jī)床中的切削力；各種扎制設(shè)備中的扎制力與扎制力矩，各種鍛壓設(shè)備中的鍛壓件塑性成型力等等。 對(duì)于同一臺(tái)機(jī)器；由于完成的工藝不同，工藝力也相應(yīng)的有所變化。 在同一道工序中，變形力隨工作行程的增加而上升，且在鍛件厚度越薄時(shí)；變形力上升越快。如圖所示： 在許多機(jī)械中，工藝力隨眾多因素變化而變化。因此，在一般機(jī)械中，機(jī)架的受力分析按額定負(fù)載（公稱負(fù)載）來(lái)進(jìn)行。額定負(fù)載示該機(jī)械所允許的最大負(fù)荷。超過此負(fù)荷，過負(fù)荷保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)起作用，以防事故發(fā)生。 還應(yīng)注意，工藝力的作用位置或方式不同，機(jī)架的受力情況也會(huì)改變。 2 預(yù)緊力 對(duì)于預(yù)緊力機(jī)架，一直處于預(yù)緊力作用下；因此在受力分析時(shí)，除了工作載荷外，還要考慮預(yù)緊力。預(yù)緊力與工作載荷不是簡(jiǎn)單的疊加關(guān)系，即在工作載荷（軸向拉力）作用下，預(yù)緊力會(huì)響應(yīng)減少。 3 輔助工藝力 這是指在主要工藝完成過程中所需的主要輔助動(dòng)作產(chǎn)生的力量。 4 重力 指工件和機(jī)器部件的重量。當(dāng)與工藝力相比；所占比例很小時(shí)，往往可以忽略不計(jì)。 7 慣性力。機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部分加速或減速時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的慣性力，并作用于機(jī)架上。 8 沖擊或振動(dòng)干擾力。外來(lái)的撞擊，旋轉(zhuǎn)部件的離心力，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性沖擊，等都會(huì)產(chǎn)生干擾力。 機(jī)架的材料及制造方法 機(jī)架的材料蝸選擇碳素鋼，以下就對(duì)鋼材此材料進(jìn)行分析尺寸系數(shù)是由于實(shí)際構(gòu)件壁疲勞實(shí)驗(yàn)用的試件尺寸要大恩多，因而降低了疲勞極限；表面系數(shù)數(shù)時(shí)考慮表面加工質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響；兩者均可以在有關(guān)機(jī)械工程手冊(cè)中查到，對(duì)于鋼，β值可參考下圖： 表面系數(shù) 1 拋光 2 磨削 3 精車 4 粗車 5 軋制加工表面 6 淡水腐蝕表面 7 海水腐蝕表面 本設(shè)備的材料使用的時(shí)鋼材，鋼材的穩(wěn)定系數(shù)為1.5-3.0之間。 所以我在確定機(jī)架最大高度時(shí)，必須要首先計(jì)算出穩(wěn)定安全數(shù)： 查表得立柱穩(wěn)定系數(shù)為η=7.87 立柱穩(wěn)定安全系數(shù)公式η=P0/P>=η0 (材料穩(wěn)定系數(shù)) 所以：η>=η0 即7.87>=1.5-3.0 平臺(tái)臨界載荷P0=ηEl/L2=100kg Fi=Pl3/3EL=42mm Fd=(1+ 1+2L/Fd )Fi=64mm 平臺(tái)得最大高度 hmax=Pl/W=fd/fi=800mm 割炬 割炬部分由乙炔調(diào)節(jié)閥，預(yù)熱氧調(diào)節(jié)閥，切割氧調(diào)節(jié)閥，壓力開關(guān)，夾遲器，管子，火口螺母和割嘴組成， 當(dāng)氧氣和乙炔通過管子來(lái)到火口螺母而產(chǎn)生一定的壓力當(dāng)壓力一定程度時(shí)可調(diào)節(jié)壓力開關(guān)釋放混合氣體，點(diǎn)燃，產(chǎn)生氣鋒，切割鋼板。 基壁、主壁的氣割范圍： 基壁的使用范圍為：400mm之內(nèi)可實(shí)現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。 主壁的使用范圍為：300mm之內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。 割炬部分的運(yùn)動(dòng)： 1、將220V的電壓源插頭插入電源插座。 2、打開電源開關(guān)。 3、本機(jī)可作逆向運(yùn)動(dòng)切換開關(guān)可以改變磁滾輪旋轉(zhuǎn)方向，必須在電動(dòng)機(jī)停止后進(jìn)行。 4、打開自動(dòng)控制閥 → 打開乙烯閥1/3轉(zhuǎn) → 點(diǎn)燃 → 打開預(yù)熱氧閥調(diào)整火焰，對(duì)鋼板預(yù)熱 → 打開切割氧閥 → 切割樣板鋼 → 根據(jù)需要調(diào)整速度。 管道的設(shè)計(jì)： 管子：在液壓氣閥及潤(rùn)滑油系統(tǒng)的管道中常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等，由于本管子的設(shè)計(jì)不計(jì)壓力和彎曲情況，按價(jià)格來(lái)選用銅管。 1、膠管：膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應(yīng)小于（表30） 膠管內(nèi)徑 4 6 8 10 13 19 22 膠管外徑 13 15 17 19 23 29 32 最小彎曲半徑 90 100 110 130 190 260 320 膠管與管接頭的聯(lián)結(jié)外應(yīng)留有一段直的部分，比較長(zhǎng)度不應(yīng)小于管外徑的兩倍。 2、膠管的長(zhǎng)度應(yīng)考慮到膠管在通入氣體后長(zhǎng)度方向?qū)l(fā)生收束變形，一般收束量為管長(zhǎng)的3-4%。因此膠管安裝時(shí)應(yīng)避免處于拉緊狀態(tài)。 3、膠管在安裝時(shí)應(yīng)保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為方便安裝可沿官長(zhǎng)涂以色紋，以便檢查。 4、膠管的管接頭軸線，應(yīng)盡量放置在運(yùn)動(dòng)的平面內(nèi)，避免兩端互相運(yùn)動(dòng)時(shí)膠管受扭。 5、膠管應(yīng)避免與機(jī)械上夾角部分相接觸和摩擦，以免管子損壞。 管子內(nèi)徑的計(jì)算：管子的內(nèi)徑D，按流速選取 d>=1130 Q/V mm 式中：Q-氣體流量 m3/s V-流速m/s薦用流速，一般選取V=2-3m/s d>=1130 q/2 >=30mm 金屬管子壁厚δ>=pd/2[δ]m 式中——工作壓力MPa D——管子的內(nèi)徑mm [δ]——許用壓力MPa，對(duì)于鋼管[δ]=δb/s（δ0——抗拉強(qiáng)度MPa，S——安全系數(shù)，當(dāng)P<7MPa時(shí)，S=8，當(dāng)P<=17.5MPa時(shí)，S=6，當(dāng)P>17.5MPa時(shí)，S=4。） 對(duì)于銅管[δ]<=25MPa。 由于零件是銅管，所以[δ]選擇25MPa。 δ>=Pd/2[δ]mm>=p*30/2*25>=1.5 （P根據(jù)壓力來(lái)選擇，見表。37-9-42 接頭螺母的選擇 由于接頭螺母是表準(zhǔn)件；根據(jù)螺紋直徑d=11.5mm 螺母M16*-6H GB3763.83 所以根據(jù)表37-9-26選用 割嘴的選擇 等壓式割嘴采用整體式制造成形，以氧氣和乙烯在嘴內(nèi)混合為預(yù)熱火，具有壽命長(zhǎng)，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。 30度配合面可與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品互換。 由于割嘴式標(biāo)準(zhǔn)件，由下表選擇： 割嘴號(hào) 切割氧孔徑mm 切割厚度mm 切割速度mm/min 氣體壓力 Mpa 氣體消耗量(參考） 氧氣 乙炔 氧氣m/h 乙炔l/h 0 0.8 10~20 450~380 0.2~0.3 >=0.3 1.3~1.8 340 1 1 20~30 400~320 0.25~0.35 >=0.3 2.5~3 470 2 1.2 30~50 350~280 0.25~0.35 3~4 470 3 1.4 50~70 300~240 0.3~0.4 4.5~6 650 4 1.6 70~90 260~200 0.3~0.4 >=0.04 5.5~7 650 5 1.8 90~120 210~170 0.4~0.5 8.5~10.5 650 表中數(shù)據(jù)切割條件 1． 氧氣純度不低于 2． 被切割鋼材含碳量〈=0.45。。 3 切割方式為垂直切割 4 氧氣壓力是指割炬前的切割氧壓力 閥門的選用 閥門是管道系統(tǒng)的重要組成部件，用于啟閉，節(jié)流和保證設(shè)備安全運(yùn)行。由于閥門式標(biāo)準(zhǔn)件，只要選用參考機(jī)械零件手冊(cè)選用。表37-9-3 閥門的類型： 1、閘閥：：閘閥的關(guān)閉件主要式閘板；有楔形和平行兩種。 2、截止閥：主要作用調(diào)節(jié)性比較好，流體以閥座下面向上流動(dòng)，所以安裝時(shí)應(yīng)順介質(zhì)流閥，不能裝反。 3、止向閥：此閥又稱單向閥，主要有旋啟式與升降式兩種。 4、旋塞閥：其關(guān)閉件為圓錐體塞子，繞閥件中心、旋轉(zhuǎn)來(lái)執(zhí)行開關(guān)的任務(wù)。 5、球閥：其關(guān)閉件為球體。 6、蝶閥：碟閥的閥座做在閥體上，圓盤狀閥瓣固定在閥桿上，將其旋轉(zhuǎn)90度，即可執(zhí)行開啟關(guān)閉的作用。 根據(jù)設(shè)備的情況，所以選擇旋塞閥。 參考文獻(xiàn) 機(jī)械零件手冊(cè) 中冊(cè) 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械零部件手冊(cè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 機(jī)械設(shè)計(jì)書 上下冊(cè) 心得體會(huì) 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)3年中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)3年的學(xué)習(xí)生活中所學(xué)的知識(shí)一個(gè)匯總和概括，使我們每個(gè)人都能了解自己學(xué)道了什么，理解多少，會(huì)運(yùn)用多少，還有多少知識(shí)不了解，需要進(jìn)一步了解，加深理解，所以，在以后的工作中，繼續(xù)學(xué)習(xí)和加深。在此我非常感謝常小章老師在設(shè)計(jì)過程中對(duì)我的指導(dǎo)和幫助。 由于是第一次做畢業(yè)設(shè)計(jì)難免有所不足之處，還望老師諒解。