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卷筒紙膠印機(jī)離合壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書
課題名稱 卷筒紙膠印機(jī)離合壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué)院(部)
專 業(yè)
班 級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師(簽字)
教學(xué)院長(zhǎng)(簽字)
2014年 4月 17日
摘要
離合壓機(jī)構(gòu)是印刷機(jī)的一個(gè)重要部件，當(dāng)印刷機(jī)發(fā)生雙張、超張等故障的時(shí)候，印刷機(jī)要及時(shí)離壓；而當(dāng)故障解除開始印刷時(shí)，印刷機(jī)要及時(shí)的合壓。當(dāng)前膠印機(jī)的離合壓機(jī)構(gòu)大部分是采用凸輪連桿式的離合壓機(jī)構(gòu)，這種機(jī)械式的離合壓機(jī)構(gòu)隨著印刷速度的提高，由凸輪產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊也越來越大，且傳遞到印刷滾筒上，在一定的程度上影響印刷質(zhì)量離合壓的方式有兩種，一種是同時(shí)離合壓；另一種是順序離合壓。根據(jù)滾筒的排列可以看出：同時(shí)離合壓，即橡皮滾筒同壓印滾筒和印版滾筒同時(shí)接觸和分離，滾筒的缺口必須和滾筒的排列角一樣大，防止第一張紙一半印上，一半印不上。滾筒的排列角一般占滾筒的三分之一以上，這樣大大地降低了滾筒表面的利用率。要完成大幅面的印刷，必須增大滾筒的直徑。滾筒的直徑越大，帶來的問題就越多，這種結(jié)構(gòu)現(xiàn)已被淘汰。順序合壓，即橡皮滾筒先同印版滾筒合壓，后同壓印滾筒合壓；離壓時(shí)，先同壓印滾筒離壓，后同印版滾筒離壓。
關(guān)鍵詞：離合壓機(jī)構(gòu)；印刷機(jī)；滾筒
Abstract
The on-off pressure mechanism is an important part of the printing machine, when the double Zhang, Zhang faults such as the printing machine, printing machine time away from the pressure; and when the failure to lift started printing, printing machine and timely closure pressure. Most of the current offset press clutch mechanism adopts a clutch cam connecting rod type pressure mechanism, clutch the mechanical pressure mechanism with the printing speed, vibration and impact generated by the cam is also growing, and passed on to the printing roller, in a certain extent impact on printing quality clutch pressure in two ways at the same time, a clutch pressure; another is the order of clutch pressure According to the cylinder arrangement can be seen: the clutch pressure, rubber roller with nano imprint lithography drum and. a printing plate roller and contact and separation, must drum gap and roller arrangement angle as large, prevent the first piece of paper printed on India half half, not. The cylinder is arranged for the 1/3 roller angle, thus greatly reduces the utilization rate of the drum surface. To complete the large format printing, you must increase the diameter of the cylinder. The diameter of the cylinder is bigger, bring more problems, this structure has been eliminated. The order of pressing, namely the rubber drum with a printing plate cylinder and pressure, with nano imprint lithography drum pressure; away from the pressure, first with nano imprint lithography drum pressure, with a printing plate cylinder from the pressure.
Keyword：The on-off Pressure Mechanism; Printing Machine; Roller
目 錄
摘要 2
Abstract 3
第1章 緒論 5
1.1 課題研究的目的和意義 5
1.2 卷筒紙印刷機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 6
1.2.1 卷筒紙印刷機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 7
1.3 國(guó)內(nèi)外卷筒紙印刷機(jī)的特點(diǎn) 8
1.4卷筒紙印刷機(jī)的分類 9
第2章 卷筒膠印機(jī)離合壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
2.1離合壓機(jī)構(gòu)的工作原理 12
2.2調(diào)壓機(jī)構(gòu) 13
2.3離合壓機(jī)構(gòu)的限位裝置 14
2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析 14
第3章 滾筒紙膠印機(jī)離合壓機(jī)零部件設(shè)計(jì) 17
3.1 氣缸支座的設(shè)計(jì)校核 17
3.2 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 18
3.2.1 軸強(qiáng)度計(jì)算 19
3.2.2 軸的疲勞強(qiáng)度校核 20
3.2.3 軸的接觸應(yīng)力校核 22
3.3 圓柱銷的設(shè)計(jì)與校核 23
3.4 氣缸撥叉的校核 25
3.5 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 26
3.6 氣缸的校核 30
3.7螺栓的校核 31
致謝 33
參考文獻(xiàn) 34
第1章 緒論
1.1 課題研究的目的和意義
印刷在國(guó)民經(jīng)濟(jì)占有重要的地位，它是人們進(jìn)行信息交流、文化和科學(xué)技術(shù)傳播的手段，它是一個(gè)重要的宣傳工具。它與人們的日常生活密切相關(guān)，任何人都離不開印刷，印刷工業(yè)是永不衰落的工業(yè)。在世界范圍內(nèi)，印刷機(jī)械行業(yè)已是世人普遍關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域之一，成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。不少發(fā)達(dá)國(guó)家把印刷工業(yè)的發(fā)展水平看成是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的標(biāo)志。近十幾年來，印刷工業(yè)得到飛速發(fā)展，其產(chǎn)品集機(jī)、電、光于一體，產(chǎn)品的質(zhì)量不斷提高。目前，不僅印刷機(jī)的工作性能和技術(shù)水平有了顯著的提高，而且使用范圍和引用領(lǐng)域也得到了擴(kuò)大。例如：首先，它可以儲(chǔ)存大量紙張，減少換紙和停機(jī)次數(shù)，提高其利用率；其次，卷筒紙比單張紙便宜，可降低5%～25%的紙張成本，若是涂覆的紙板或薄膜，用卷材還可獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益；第三，紙張裁切長(zhǎng)度可無(wú)級(jí)調(diào)整，使用方便，不會(huì)產(chǎn)生單張紙印刷前天頭等原因造成的紙張浪費(fèi)；第四，可以使用單張紙膠印機(jī)不能使用的薄紙、薄塑料進(jìn)行印刷；第五，徹底解決雙張或多張進(jìn)紙故障；第六，操作人員無(wú)需堆紙，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。但是單張紙膠印機(jī)如今增添了在機(jī)直接制版技術(shù)、墨色預(yù)置和閉環(huán)檢測(cè)反饋控制、套準(zhǔn)棱測(cè)反饋控制、紙張尺寸自動(dòng)預(yù)置、流線型的造型設(shè)計(jì)等功能技術(shù)，使得印刷的輔助時(shí)間明顯減少，機(jī)器的可操作性明顯提高。對(duì)環(huán)境和操作人員的能力要求大幅度降低，一系列的改變使之變得更加功能化、人性化了。然而這對(duì)于卷筒紙膠印機(jī)形成了一定的威脅。想要改變這種局面,我們只有對(duì)卷筒紙膠印印刷機(jī)中不完善的部分加以完善,通過閱讀大量文獻(xiàn),對(duì)卷筒紙印刷機(jī)進(jìn)行充分的了解,發(fā)現(xiàn)卷筒紙的走紙張力是影響卷筒紙印刷機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo),因此本次課題對(duì)卷筒紙膠印機(jī)走紙張力進(jìn)行研究,主要是針對(duì)卷筒紙印刷機(jī)走紙張力進(jìn)行理論的計(jì)算,考慮在實(shí)際生產(chǎn)中的影響因素,得出實(shí)際生產(chǎn)中,從進(jìn)紙到出紙的過程中走紙張力的改變規(guī)律。
膠印印刷過程是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，是由相互聯(lián)系又相互作用的多個(gè)要素及印刷機(jī)各部分系統(tǒng)組成的。離合壓機(jī)構(gòu)是膠印印刷機(jī)的一個(gè)重要組成部分。根據(jù)印刷工藝過程及印刷機(jī)操作程序的要求，膠印機(jī)的三個(gè)滾筒應(yīng)能互相離合，即必須有離壓和合壓兩個(gè)工作狀態(tài)。當(dāng)紙張進(jìn)入印刷部件進(jìn)行正常印刷時(shí)，三滾筒合上—處于合壓狀態(tài)，相互滾壓，完成圖文轉(zhuǎn)移得到印張；而當(dāng)輸紙系統(tǒng)發(fā)生如出現(xiàn)雙張、空張、歪張、紙晚到等故障或當(dāng)調(diào)機(jī)或其他需要時(shí)，滾筒應(yīng)及時(shí)脫開，使其處于離壓狀態(tài)。否則橡皮滾筒上的墨跡就會(huì)印到壓印滾筒的表面，待以后正常印刷時(shí)又轉(zhuǎn)印到印張背面造成廢品。所以在單張紙膠印機(jī)上都裝有用于控制滾筒離合的離合壓機(jī)構(gòu)，通過改變滾筒中心距來實(shí)現(xiàn)滾筒的離合壓。單張紙膠印機(jī)的橡皮滾筒進(jìn)行離合時(shí)，要求橡皮滾筒離合壓動(dòng)作平穩(wěn)，無(wú)沖擊現(xiàn)象，兩端位移始終保持一致。并且要求離合壓機(jī)構(gòu)能夠自鎖，保證印刷壓力穩(wěn)定。
1.2 卷筒紙印刷機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
目前，在中國(guó)印刷機(jī)市場(chǎng)上，高端的印刷機(jī)可以說仍被國(guó)外企業(yè)壟斷著（例如海德堡，羅蘭，高斯，小森，三菱等），當(dāng)然國(guó)內(nèi)外的差距是多方面的，金屬材料、加工工藝、制造水平、生產(chǎn)管理、機(jī)械設(shè)計(jì)等等方面都制約著我國(guó)的印刷機(jī)的生產(chǎn)水平。不過經(jīng)過多年的努力，國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)在各方面都取得了很大的進(jìn)步，縮小了與國(guó)外企業(yè)的差距。隨著科學(xué)技術(shù)的全面進(jìn)步，人們對(duì)生產(chǎn)的效率要求越來越高，推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備向輕量化、高速化、精密化、智能化方向發(fā)展。在印刷領(lǐng)域也毫不例外，單張紙印刷機(jī)的印速?gòu)脑瓉淼?000～8000轉(zhuǎn)/小時(shí)，發(fā)展到現(xiàn)在的每小時(shí)最高速度15000轉(zhuǎn)/小時(shí)甚至18000轉(zhuǎn)/小時(shí)，而國(guó)產(chǎn)的膠印機(jī)的速度還很難突破10000轉(zhuǎn)/小時(shí)，關(guān)鍵是國(guó)產(chǎn)膠印機(jī)在高速印刷時(shí)，套印精度較差和故障率比較高。影響印刷機(jī)精度的原因有很多，但是膠印機(jī)中機(jī)構(gòu)的振動(dòng)是主要因素之一。首屆中國(guó)(廣東)國(guó)際印刷技術(shù)展覽會(huì)(Print China 2007)于2007年4月10～14日在廣東現(xiàn)代國(guó)際展覽中心舉辦。其中數(shù)國(guó)際印刷設(shè)備制造三巨頭的產(chǎn)品最引人注目。他們都帶來了各自的新產(chǎn)品、新技術(shù)和適合不同客戶、不同印刷的解決方案。顯而易見，單張紙膠印機(jī)正向著高速度、高度自動(dòng)化、高精度印刷質(zhì)量、高水平的維護(hù)性的方向發(fā)展。然而卷筒紙膠印機(jī)印刷技術(shù)也正處在高速發(fā)展的階段，相對(duì)于單張紙膠印機(jī)，卷筒紙之所以能快速的發(fā)展，在市場(chǎng)上有著很多的占有率，主要原因是卷筒紙膠印機(jī)有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。據(jù)有關(guān)史料記載，1905年美國(guó)人威廉．羅倍爾(W．Rubel)和他的助手操作一臺(tái)直接印刷的平版印刷機(jī)，為了提高印刷質(zhì)量，他們?cè)趬河L筒上包了一塊橡皮布。在一次印刷中，他的助手沒有把紙續(xù)進(jìn)印刷機(jī)，機(jī)器空轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)，印版上的圖文直接印在了橡皮布上。此時(shí)，他接著又續(xù)了一張紙，于是這張紙的兩面全都印上了圖文。結(jié)果，羅倍爾發(fā)現(xiàn)從橡皮布上間接印刷的圖文比直接從印版上印刷的圖文質(zhì)量好。根據(jù)這一無(wú)意發(fā)現(xiàn)，羅倍爾把機(jī)器進(jìn)行改裝，在直接印刷的兩個(gè)滾筒之間增加了一個(gè)包橡皮布的滾筒。最初的膠印機(jī)就這樣發(fā)明了。羅倍爾發(fā)明膠印機(jī)及膠印工藝后，當(dāng)時(shí)在美國(guó)哈里斯公司工作的德籍美國(guó)人卡斯帕．赫爾曼(CaspaHermann)把這個(gè)重要發(fā)明帶回德國(guó)。于1906-1907年在德國(guó)制造成功了第一臺(tái)3滾筒的膠印機(jī)。又于1907年設(shè)計(jì)生產(chǎn)了第一臺(tái)卷筒紙膠印機(jī)并在1908年獲得了專利權(quán)。
1.2.1 卷筒紙印刷機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
雖然卷筒紙膠印機(jī)與單張紙膠印機(jī)幾乎同時(shí)發(fā)明，但由于卷筒紙膠印機(jī)涉及更多的技術(shù)問題一直發(fā)展緩慢。至到上世紀(jì)60年代后才有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其印刷質(zhì)量與單張紙膠印機(jī)并駕齊驅(qū)。這主要是技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的結(jié)果。制版工藝不斷改進(jìn)和完善。上世紀(jì)60年代后，制版工藝由熱排向冷排轉(zhuǎn)變。自動(dòng)照排機(jī)和電子分色機(jī)的發(fā)明和推廣應(yīng)用，不但提高了膠印制版的質(zhì)量，更重要的是大大縮短了膠印制版周期。使膠印制版簡(jiǎn)單、便捷、成本低。制版工藝的變革，由“鉛與火”向“光與電”的發(fā)展和推廣，促使印刷方式向膠印方向發(fā)展，膠印市場(chǎng)迅速擴(kuò)大。到了上世紀(jì)90年代，膠印印版的計(jì)算機(jī)直接制版(CTP)的發(fā)明，更鞏固了膠印印刷的地位。研制成功了耐印力高的多層合金版、予涂感光版(PS版)及為計(jì)算機(jī)直接制版配套的專用CTP版材和涂感光版(PS版)的CTcP制版設(shè)備。為高速印刷和進(jìn)一步改進(jìn)、發(fā)展制版工藝，提高效率創(chuàng)造了條件。數(shù)字印刷的發(fā)展，在機(jī)制版的有版數(shù)字印刷機(jī)，首推的也是數(shù)字膠印機(jī)。無(wú)版的數(shù)字印刷機(jī)中采用膠印方式間接印刷也是重要發(fā)展方向之一。研制成功了各種各樣的適應(yīng)高速印刷的油墨。膠印水性油墨、無(wú)水印刷油墨、膠印用UV油墨等的研制和逐步推廣，都將進(jìn)一步促進(jìn)膠印的發(fā)展。造紙工，藝的改進(jìn)，提高了紙張質(zhì)量。紙張的抗拉強(qiáng)度和印刷適性的不斷提高，為膠印高速印刷，特別是卷筒紙膠印機(jī)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。高新技術(shù)的應(yīng)用使膠印機(jī)逐步盡善盡美。計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、光纖通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展及在卷筒紙膠印機(jī)上的應(yīng)用，大大地提高了卷筒紙膠印機(jī)的精度、質(zhì)量和自動(dòng)化、智能化水平。技術(shù)問題的解決為膠印機(jī)特別是卷筒紙膠印機(jī)的迅速發(fā)展創(chuàng)造了客觀條件。社會(huì)的發(fā)展，人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)、文化需求，彩色電視、互聯(lián)網(wǎng)、多媒體出版的出現(xiàn)和發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)印刷提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。不僅要求印刷多色化、高質(zhì)量的印品，而且要求周期短、價(jià)格低，有很強(qiáng)的時(shí)效性。卷筒紙膠印機(jī)的發(fā)展恰恰可以滿足這些要求。所以得到了快速發(fā)展。
商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)市場(chǎng)需求呈增長(zhǎng)趨勢(shì)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。該種機(jī)型市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)有三種原因：首先是商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)有高的生產(chǎn)率，因?yàn)槭请p面印刷，印刷速度是單張紙四色印刷機(jī)的2～3倍，生產(chǎn)效率是單張紙四色印刷機(jī)4～6倍以上，從縮短高檔印刷品的印刷周期，降低印刷品的加工成本的角度，受到印刷企業(yè)的垂青。其次是由于商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)在技術(shù)上已經(jīng)取得突破，銅板紙的印刷質(zhì)量已經(jīng)接近單張紙印刷機(jī)的印刷質(zhì)量。商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)的印刷質(zhì)量和高速度的技術(shù)保障，諸如零速自動(dòng)接紙、高速自動(dòng)接紙、二次張力控制、烘干裝置、冷卻系統(tǒng)、上光裝置等機(jī)構(gòu)已經(jīng)成為成功技術(shù)。最后是印刷市場(chǎng)的需求增長(zhǎng)，如彩色雜志印品的不斷增加，報(bào)紙彩色銅板紙插頁(yè)的增加，彩色商品廣告及彩色課本、圖書、電話簿類書籍的增加，使商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)市場(chǎng)不斷擴(kuò)展，從而形成商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)進(jìn)口的高峰[2]。
1.3 國(guó)內(nèi)外卷筒紙印刷機(jī)的特點(diǎn)
卷筒紙膠印機(jī)是以紙帶的形式連續(xù)供紙，連續(xù)不斷的高速完成印刷、折頁(yè)、收帖等過程的印刷機(jī)。它是現(xiàn)代新聞出版、商業(yè)印刷、書刊雜志印刷最重要的高效印刷設(shè)備。生產(chǎn)效率特別高是卷筒紙膠印機(jī)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。僅僅這一點(diǎn)，就使卷筒紙膠印機(jī)在與其他印刷機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，高新技術(shù)在卷筒紙膠印機(jī)上的廣泛應(yīng)用，如數(shù)字技術(shù)、無(wú)軸傳動(dòng)、自動(dòng)套印、水墨自動(dòng)控制、閉環(huán)色彩控制系統(tǒng)、在線印刷質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)和控制等，使得卷筒紙膠印機(jī)的印刷質(zhì)量完全可以達(dá)到單張紙膠印機(jī)的質(zhì)量水平。卷筒紙膠印機(jī)使用的紙張范圍較寬，可用新聞紙、膠版紙、凸版紙、字典紙燈，許多紙張都可以印刷出符合要求的印刷品。各種批量的印件均可適應(yīng)。由于卷筒紙膠印機(jī)效率高、換版快及其他自動(dòng)化、智能化控制的應(yīng)用，卷筒紙膠印機(jī)印刷輔助時(shí)間大大縮短，廢品率大大降低?？勺兂叽缬∷?。無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，無(wú)縫滾筒的出現(xiàn)，為解決卷筒紙膠印機(jī)印刷尺寸不能變化這一問題創(chuàng)造了條件。折頁(yè)開本多樣化。由于卷筒紙膠印機(jī)效益高、質(zhì)量好、適應(yīng)性強(qiáng)，而且有折頁(yè)機(jī)構(gòu)，在印刷的同時(shí)，將印刷品按要求折好，打大大縮短了印刷周期，滿足了用戶周期短、高質(zhì)量的要求；由于印刷周期縮短，資金周轉(zhuǎn)快，減少了資金的占用，提高了資金利用率；由于卷筒紙膠印機(jī)印刷折頁(yè)一體化，減少了單張紙折頁(yè)機(jī)的數(shù)量和投資；由于效率高，減少了印刷設(shè)備的臺(tái)數(shù)，效益好。
隨著科技的高速發(fā)展，很多科技成果已經(jīng)在卷筒紙印刷機(jī)中進(jìn)行了應(yīng)用，應(yīng)用的主要科技成果有以下四個(gè)方面：無(wú)軸技術(shù)商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)高科技含量體現(xiàn)在各功能機(jī)組采用獨(dú)立傳動(dòng)技術(shù)，使印刷機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，使操作脫離傳統(tǒng)的手工作業(yè)，使設(shè)備智能化。無(wú)水膠印為解決水墨平衡問題，采用網(wǎng)紋輥定量輸墨技術(shù)，可以使輸墨系統(tǒng)簡(jiǎn)化。這種印刷起源于柔性版印刷技術(shù)，應(yīng)用前景較好。無(wú)縫滾筒膠版印刷機(jī)由于滾筒存在上版版口，在印刷過程中容易產(chǎn)生振動(dòng)影響印刷質(zhì)量。采用沒有版口的無(wú)縫滾筒，就要求版的形狀是圓筒狀，印刷機(jī)的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)直接從一端將圓筒狀的印版軸向裝入。無(wú)扎針折頁(yè)：卷筒紙印刷機(jī)經(jīng)過多組印刷以后進(jìn)入三角板進(jìn)行對(duì)折，折疊以后再進(jìn)入滾筒進(jìn)行裁切、一折、二折。為減少印刷外的輔助操作時(shí)間，排除人為因素對(duì)質(zhì)量的影響，必須提高印刷機(jī)自動(dòng)化水平，通常采用的新技術(shù)有以下幾種：自動(dòng)上版、自動(dòng)洗橡皮布、自動(dòng)換開本、自動(dòng)穿紙、自動(dòng)接紙、自動(dòng)套準(zhǔn)、自動(dòng)供墨。印刷機(jī)成為名副其實(shí)的印刷生產(chǎn)線。主要聯(lián)機(jī)功能有：聯(lián)機(jī)裝訂、聯(lián)機(jī)堆積打捆、聯(lián)機(jī)加硅上光、聯(lián)機(jī)復(fù)卷、聯(lián)機(jī)燙金。零速自動(dòng)接紙機(jī)：全球市場(chǎng)占有率高達(dá)90%，對(duì)于中低速接紙機(jī)印刷速度可以達(dá)到7m/s，高速自動(dòng)接紙機(jī)最高線速度可以達(dá)到l3-17m/s。張力控制系統(tǒng)(我國(guó)使用日本三菱的技術(shù))。大型烘干箱(我國(guó)企業(yè)采用MEGTEC的產(chǎn)品)。環(huán)保廢氣處理裝置(我國(guó)尚沒有應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，MEGIEC已經(jīng)向美國(guó)提供這種產(chǎn)品)。商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)在新技術(shù)應(yīng)用方面還包括變頻調(diào)速技術(shù)、調(diào)偏技術(shù)、可編程序控制器技術(shù)、墨色遙控技術(shù)、墨輥控溫技術(shù)等。
1.4卷筒紙印刷機(jī)的分類
國(guó)內(nèi)卷筒紙膠印機(jī)紙帶“幅”品種少，一般只有雙幅紙、單幅紙、半幅紙[6]。國(guó)外的規(guī)格比較多。目前國(guó)內(nèi)卷筒紙膠印機(jī)按紙帶寬度可以分為以下三種：雙幅卷筒紙膠印機(jī)紙帶寬為兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)紙幅寬。目前，我國(guó)常用的有1575mm，即兩個(gè)787mm標(biāo)準(zhǔn)幅寬。主要用于報(bào)紙印刷。單幅卷筒紙膠印機(jī)紙帶寬為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)紙幅寬。這是使用最多的卷筒紙膠印機(jī)。我國(guó)新聞?dòng)镁硗布埬z印機(jī)和書刊兩用機(jī)采用的標(biāo)準(zhǔn)寬為787mm，書刊卷筒紙膠印機(jī)和商業(yè)卷筒紙膠印機(jī)采用的標(biāo)準(zhǔn)寬為880mm和890mm。半幅卷筒紙膠印機(jī)這種機(jī)器使用的比較少。半幅小卷筒機(jī)又叫4開卷筒紙膠印機(jī)。報(bào)紙機(jī)和書報(bào)兩用機(jī)采用的標(biāo)準(zhǔn)寬度是394mm，書刊、商業(yè)卷筒紙膠印機(jī)采用的標(biāo)準(zhǔn)寬是440mm或445mm。卷筒紙主要應(yīng)用領(lǐng)域有報(bào)紙印刷、包裝印刷、書刊雜志印刷、畫冊(cè)、宣傳廣告產(chǎn)品。四色印刷已經(jīng)被看成是報(bào)紙印刷的一般趨勢(shì)，特別是在印刷半商業(yè)印品以填補(bǔ)生產(chǎn)能力的印刷機(jī)數(shù)量不斷增加的情況下。這是相當(dāng)有關(guān)系的，因?yàn)閳?bào)紙印刷機(jī)每天只操作大約6個(gè)小時(shí)。除此之外，更靈活的印刷機(jī)領(lǐng)域需要有可變卷筒紙寬度和幅面的更高自動(dòng)化程度的印刷機(jī)，處理也必須更加靈活。如果安裝了更多的熱固型干燥裝置，則從一開始就能與熱固型的雜志印刷機(jī)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。從已經(jīng)推出的這些印刷機(jī)所顯示出的概念來看是可行的，在經(jīng)濟(jì)上也是有意義的。
（1） 報(bào)紙卷筒紙膠印機(jī)主要用途是印刷報(bào)紙。目前，報(bào)紙卷筒紙膠印機(jī)，大部分是采用非熱固型油墨，油墨干燥主要是靠紙張吸收，因此，不需要配備烘干裝置。但是由于近年來報(bào)紙商業(yè)廣告的增長(zhǎng)，特別是高檔商業(yè)廣告，需要用熱固性油墨印刷，因此對(duì)報(bào)紙卷筒紙膠印機(jī)進(jìn)行部分改進(jìn)，配備烘干裝置，形成用于報(bào)紙的商業(yè)用卷筒紙膠印機(jī)。報(bào)紙卷筒紙膠印機(jī)的主要特點(diǎn)是：大型、高速，只有8開折頁(yè)，對(duì)印刷速度和可靠性要求高。
（2） 商業(yè)卷筒紙膠印機(jī)主要印刷彩色期刊雜志、各種商業(yè)廣告、畫報(bào)、商品目錄、宣傳畫、掛歷和部分包裝等。商業(yè)卷筒紙膠印機(jī)，一般采用熱固性油墨，因此，需要配備烘干裝置、冷卻裝置、加硅裝置等。
（3） 書刊卷筒紙膠印機(jī)。這是一種介于報(bào)紙卷筒紙膠印機(jī)和商業(yè)卷筒紙膠印機(jī)之間的一種機(jī)型。報(bào)紙卷筒紙膠印機(jī)主要保證高速、高效及時(shí)效性。印刷質(zhì)量相對(duì)來說是第二位的。商業(yè)卷筒紙膠印機(jī)對(duì)效率的要求相對(duì)來說是處于第二位。書刊卷筒紙膠印機(jī)，其質(zhì)量要求比報(bào)紙印刷高，而比商業(yè)印刷要求低。在速度和效率上不像報(bào)紙卷筒紙要求那樣高。在機(jī)器精度上又沒必要像商業(yè)卷筒紙膠印機(jī)那樣要求嚴(yán)格。書刊卷筒紙膠印機(jī)的市場(chǎng)需求量又比較大，從經(jīng)濟(jì)和使用的角度出發(fā)，便出現(xiàn)了這種介于報(bào)紙卷筒紙膠印機(jī)和商業(yè)卷筒紙膠印機(jī)之間的書刊卷筒紙膠印機(jī)。
（4） 書報(bào)兩用機(jī)。由于我國(guó)的小開本書刊的印刷幅面和報(bào)紙相同，為了一機(jī)多用，便出現(xiàn)了書刊和報(bào)紙兩用的卷筒紙膠印機(jī)。這種機(jī)器主要是折頁(yè)部分配備綜合折頁(yè)機(jī)，以便適應(yīng)書刊印刷。
第2章 卷筒膠印機(jī)離合壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1離合壓機(jī)構(gòu)的工作原理
離合壓的方式有兩種，一種是同時(shí)離合壓；另一種是順序離合壓。根據(jù)滾筒的排列可以看出：同時(shí)離合壓，即橡皮滾筒同壓印滾筒和印版滾筒同時(shí)接觸和分離，滾筒的缺口必須和滾筒的排列角一樣大，防止第一張紙一半印上，一半印不上。滾筒的排列角一般占滾筒的三分之一以上，這樣大大地降低了滾筒表面的利用率。要完成大幅面的印刷，必須增大滾筒的直徑。滾筒的直徑越大，帶來的問題就越多，此處不詳敘，這種結(jié)構(gòu)現(xiàn)已被淘汰。順序合壓，即橡皮滾筒先同印版滾筒合壓，后同壓印滾筒合壓；離壓時(shí)，先同壓印滾筒離壓，后同印版滾筒離壓?？偫ㄒ痪湓?，不管合壓還是離壓，其動(dòng)作都是按順序進(jìn)行的。以順序合壓為例，當(dāng)橡皮滾筒與印版滾筒合壓時(shí)，橡皮滾筒的缺口剛好與印版滾筒的缺口相對(duì)，如圖2-1所示。
圖2-1 順序離合壓示意圖
把這個(gè)合壓也叫做第一次合壓。第一次合壓完后，橡皮滾筒繼續(xù)向前轉(zhuǎn)，當(dāng)其缺口與壓印滾筒的缺口相對(duì)時(shí)，橡皮滾筒與壓印滾筒合壓，把這個(gè)合壓通常也叫做第二次合壓。離壓過程相反，把橡皮滾筒與壓印滾筒的離壓叫做第一次離壓，而橡皮滾筒與印版滾筒的離壓叫做第二次離壓。這樣滾筒上的缺口與滾筒的排列角沒有任何關(guān)系，因此其缺口可以做得盡可能小，從而可以縮小滾筒的直徑?？s小滾筒的直徑會(huì)帶來很多益處，所以目前幾乎所有的印刷機(jī)采用的都是順序離合壓。 離合壓時(shí)，為了使其滾筒迅速能進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)開始印刷，一般情況下，離合壓時(shí)都有一個(gè)提前角，這個(gè)角度基本上都在10°左右?？刂葡鹌L筒同印版滾筒和壓印滾筒之間的離合，合壓機(jī)構(gòu)動(dòng)作使橡皮滾筒同壓印滾筒和印版滾筒接觸，完成油墨到紙張上的轉(zhuǎn)移過程；不印刷時(shí)，離壓機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使橡皮滾筒與壓印滾筒和印版滾筒離開，防止油墨轉(zhuǎn)移到壓印滾筒背面，使紙張背面蹭臟。當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)，離壓機(jī)構(gòu)自動(dòng)工作，從而避免非正常輸入的紙張或其它異物進(jìn)入滾筒之間，硌壞橡皮布。
2.2調(diào)壓機(jī)構(gòu)
調(diào)壓機(jī)構(gòu)的作用就是改變滾筒的中心距，即橡皮滾筒與印版滾筒的中心距，橡皮滾筒與壓印滾筒的中心距。調(diào)壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)作都是單獨(dú)進(jìn)行的，即每一套機(jī)構(gòu)只負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)一處的中心距。調(diào)壓機(jī)構(gòu)有的機(jī)器上一套，有的機(jī)器上兩套；有的機(jī)器上兩邊一起調(diào)，有的兩邊單獨(dú)調(diào)。帶有一套調(diào)壓機(jī)構(gòu)的機(jī)器，只能調(diào)節(jié)橡皮滾筒和壓印滾筒之間的中心距，另一處的中心距都能調(diào)。從機(jī)器設(shè)計(jì)的角度來看，帶有兩套調(diào)壓機(jī)構(gòu)的意義并不大，因?yàn)橄鹌L筒與印版滾筒之間只有油墨傳遞，一般情況下一次調(diào)好后，可很長(zhǎng)時(shí)間不需要調(diào)整。橡皮滾筒和壓印滾筒之間的調(diào)壓機(jī)構(gòu)是必須的，改變襯墊很麻煩，而動(dòng)一下中心距則很方便。 一邊單調(diào)的調(diào)壓機(jī)構(gòu)(即在一邊調(diào)節(jié)，兩邊的調(diào)壓機(jī)構(gòu)同時(shí)工作)，只要機(jī)器的精度保證，調(diào)壓時(shí)就能夠始終保持滾筒軸線平行，但在墻板間需要一個(gè)傳動(dòng)軸把兩邊的調(diào)壓機(jī)構(gòu)連在一起。兩邊單獨(dú)調(diào)的調(diào)壓機(jī)構(gòu)，即兩邊的調(diào)壓機(jī)構(gòu)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)，互不影響。由于人為因素的存在，有時(shí)兩邊不能調(diào)的完全一樣，這對(duì)機(jī)器的工作很不利，所以這種結(jié)構(gòu)在新的機(jī)器上已逐步開始淘汰。調(diào)壓機(jī)構(gòu)和離合壓機(jī)構(gòu)一樣，也是通過改變凸套或偏心套的位置來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)滾筒中心距的。三個(gè)滾筒中壓印滾筒的軸心線是不動(dòng)的，因此能調(diào)的只能是橡皮滾筒和印版滾筒，印版滾筒的軸心位置的變化只影響其和橡皮滾筒之間的中心距，而橡皮滾筒的位置變化時(shí)對(duì)兩滾筒的中心距都可能有影響，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，總是想辦法使調(diào)節(jié)橡皮滾筒和壓印滾筒的中心距對(duì)另一中心距影響最小或無(wú)任何影響。調(diào)壓機(jī)構(gòu)上安裝的限位裝置就決定了凸套或偏心套所移動(dòng)的最大幅度。一旦超出這個(gè)范圍，兩個(gè)中心距之間的相互影響就會(huì)顯著增大。
2.3離合壓機(jī)構(gòu)的限位裝置
離合壓機(jī)構(gòu)的限位裝置是保證離合壓機(jī)構(gòu)始終工作在有效的范圍內(nèi)的一個(gè)重要裝置。沒有此裝置，合壓時(shí)，由于機(jī)構(gòu)的慣性，就有可能超過最大的合壓位置；離壓時(shí)，同樣因機(jī)構(gòu)的慣性存在，就有可能起過最大的離壓位置。速度過高時(shí)，限位裝置有可能造成離合壓機(jī)構(gòu)的反彈，從而造成離合壓機(jī)構(gòu)到不了位。如何消除離合壓機(jī)構(gòu)的慣性成了設(shè)計(jì)中心必須考慮的一個(gè)問題，目前有的設(shè)備上采用了摩擦制動(dòng)裝置。這樣能使離合壓機(jī)構(gòu)達(dá)到最大的位置時(shí)速度減為零，從而不產(chǎn)生任何沖擊，也沒有反彈的現(xiàn)象存在。采用摩擦制動(dòng)裝置可不必安裝限位裝置，事實(shí)上有的廠家已經(jīng)開始這樣做了。離合壓機(jī)構(gòu)和調(diào)壓機(jī)構(gòu)都引起中心距的變化，因此必須盡可能消除它們之間的相互影響。也就是說，無(wú)論調(diào)壓量多大，離壓合機(jī)構(gòu)的兩個(gè)工作狀態(tài)不應(yīng)改變。這就是要求調(diào)壓時(shí)，連桿只能以和主動(dòng)桿的連拉點(diǎn)為支點(diǎn)擺動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足這個(gè)條件。離合壓機(jī)構(gòu)的限位靠塞必須正確安裝，即在最大離合壓量時(shí)，使主動(dòng)桿與靠塞的距離為0.1mm。大了起不到限位的作用，小了有可能使離合壓機(jī)構(gòu)不到位。
2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析
離合壓的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般采用凸輪-連桿機(jī)構(gòu),它要滿足在離合壓過程中印刷滾筒平移、無(wú)沖擊現(xiàn)象和離壓或合壓位置的定位穩(wěn)定可靠?jī)蓚€(gè)基本要求,這就有賴于正確設(shè)計(jì)離合壓機(jī)構(gòu)的各個(gè)部件.而平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析則包括機(jī)構(gòu)的位移、速度和加速度的分析。
P
O
L1
L3
L4
(a) 離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 (b)等效離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖2.4 離合壓機(jī)構(gòu)和等效離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖2.4(a)為三點(diǎn)懸浮式離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖,凸輪套被支撐在三個(gè)滾子央,其中兩個(gè)滾子固定,另外一個(gè)滾子受到撐力彈簧作用。為便于分析, 將離合壓機(jī)構(gòu)等效成一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu),一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)和一個(gè)凸輪滾子從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。等效后的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可知,首先要通過分析凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來計(jì)算從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)，然后在對(duì)與從動(dòng)件相連的四桿機(jī)構(gòu)緊系分析，從而獲得合壓和離壓過程中P點(diǎn)相對(duì)于O點(diǎn)的位移、速度和加速度分析結(jié)果。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法可分為圖解法和解析法兩大類。圖解法比較直觀，但結(jié)果不夠精確，解析法可獲得精確的結(jié)果，還可用于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算。設(shè)從橡皮滾筒與印版滾筒合壓到橡皮滾筒與壓印滾筒合壓所經(jīng)過的時(shí)間相當(dāng)于滾筒轉(zhuǎn)角θ,橡皮滾筒與印版滾筒的合壓提前角為γ。如橡皮滾筒與印版滾筒的咬口邊在到達(dá)壓印點(diǎn)A之前合壓,為了保證橡皮滾筒與壓印滾筒是在圖文的托梢邊通過壓印點(diǎn)B之后才
開始合壓,則應(yīng)有:
θ >α +γ - β
其中, α為滾筒排列角;β為滾筒空檔角.
θ值取得大一些有利于保證橡皮滾筒與壓印滾筒在圖文托梢邊通過壓印點(diǎn)B之后合壓,但若過大,可能會(huì)使橡皮滾筒與壓印滾筒的咬口邊經(jīng)過C點(diǎn)后才合壓,仍然不能滿足要求. 所以為了保證橡皮滾筒與壓印滾筒的咬口邊在B點(diǎn)前合壓,則
θ <α +γ
因此,從橡皮滾筒與印版滾筒合壓到橡皮滾筒與壓印滾筒合壓這段時(shí)間內(nèi),滾筒的轉(zhuǎn)角θ
應(yīng)滿足下式:
α +γ - β <θ <α +γ
順序離合壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于調(diào)節(jié),并且有利于提高滾筒表面利用系數(shù)和滿足印刷工藝的要求, 因而現(xiàn)代單張紙膠印機(jī)均采用順序離合壓方式。
第3章 滾筒紙膠印機(jī)離合壓機(jī)零部件設(shè)計(jì)
制造任何產(chǎn)品的第一步工作都是設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)是一門通過設(shè)計(jì)新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品來滿足人類需求的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。它是一個(gè)廣闊的工程技術(shù)領(lǐng)域，不僅要研究產(chǎn)品在尺寸、形狀和詳細(xì)結(jié)構(gòu)等方面的基本構(gòu)思，還要考慮產(chǎn)品在制造、銷售和使用等方面的有關(guān)問題。膠印機(jī)離合壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分關(guān)鍵，選擇的過程要根據(jù)軸的環(huán)境狀況和操作方的要求來進(jìn)行。
3.1 氣缸支座的設(shè)計(jì)校核
氣缸支座的的材料為Q235。結(jié)構(gòu)如圖3.1所示，總長(zhǎng)為140mm。
圖3.1 氣缸支座
在實(shí)際工作中氣缸支座只受到支撐力的作用，因此只要校核氣缸支座的壓應(yīng)力即可。從圖3.1可以看出，氣缸支座在連接處的面積最小，即屬于危險(xiǎn)截面。作用在氣缸支座上的最大力。
上端連接處最大應(yīng)力
下端連接處的最大應(yīng)力
通過對(duì)氣缸支座的以上校核，可知所設(shè)計(jì)的氣缸支座符合設(shè)計(jì)要求。
3.2 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核
軸的材料為20Cr，設(shè)計(jì)如圖3.2所示：
圖9：軸零件圖
3.2.1 軸強(qiáng)度計(jì)算
拉力
式中：——軸的均布載荷；
——力；
——寬度。
式中： ——均布載荷；
——反力；
——長(zhǎng)度
式中： ——前后均布載荷
式中： ——平面上附加的均布力矩
按扭轉(zhuǎn)條件計(jì)算Ⅰ－Ⅰ截面的強(qiáng)度
因此Ⅰ－Ⅰ截面安全。
按彎扭合成條件計(jì)算Ⅳ－Ⅳ截面
因此Ⅳ－Ⅳ截面安全。
3.2.2 軸的疲勞強(qiáng)度校核
Ⅰ截面直徑最小，且有應(yīng)力集中；Ⅱ截面為連接處，由于直徑發(fā)生實(shí)然變化，產(chǎn)生明顯的應(yīng)力集中；由于直徑最大且無(wú)應(yīng)力集中，故不必對(duì)其他地方處進(jìn)行校核，而只需對(duì)Ⅰ、Ⅱ截面進(jìn)行校核。
截面Ⅰ右側(cè)
因?yàn)棰窠孛媸芘ぞ刈饔茫?
由于變化形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)由表查取。因，，經(jīng)插值后可查得
軸的材料的敏性系數(shù)為
有效應(yīng)力集中系數(shù)為
尺寸系數(shù)
表面質(zhì)量系數(shù)為
處未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則得綜合系數(shù)值為
取
計(jì)算安全系數(shù)
可知其安全。
截面Ⅱ左側(cè)
彎曲應(yīng)力
所以 ，
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力
所以
由于軸徑變化形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)因，，經(jīng)插值后可查得
，
軸的材料的敏性系數(shù)為
，
有效應(yīng)力集中系數(shù)為
尺寸系數(shù)
尺寸系數(shù)
表面質(zhì)量系數(shù)為
此處未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則得綜合系數(shù)值為
取 ，
計(jì)算系數(shù)值
故安全。
3.2.3 軸的接觸應(yīng)力校核
最大壓應(yīng)力
式中：——均布載荷；
——接觸區(qū)寬度的一半。
式中：——模數(shù)；
——半徑；
——半徑。
所以
故安全。
3.3 圓柱銷的設(shè)計(jì)與校核
圓柱銷的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如圖3.3所示：
圖3.3：圓柱銷零件圖
（2）校核
許用應(yīng)力 用插入法查得：
許用應(yīng)力值
應(yīng)力校正系數(shù)
當(dāng)量彎矩
設(shè)計(jì)的直徑
（3）疲勞強(qiáng)度校核
初步分析、兩個(gè)截面有較大的應(yīng)力和應(yīng)力集中，下面以截面為例進(jìn)行安全系數(shù)校核。
材料選用不銹鋼調(diào)質(zhì)，，
對(duì)稱循環(huán)疲勞極限
脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限
等效系數(shù)
截面上的應(yīng)力彎矩
彎曲應(yīng)力幅
彎曲平均應(yīng)力
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力
如果一個(gè)截面上有多種產(chǎn)生應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)，則分別求出其有效應(yīng)力集中系數(shù)，從而取最大值，驗(yàn)算強(qiáng)度合格。
3.4 氣缸撥叉的校核
氣缸撥叉的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如圖3.5所示：
圖3.4：氣缸撥叉
在長(zhǎng)時(shí)間的來回運(yùn)動(dòng)中如果只靠螺紋連接的話，那么氣缸撥叉與氣缸活塞桿之間的連接將會(huì)變得松動(dòng)，在松動(dòng)的情況下氣缸進(jìn)行頻繁的往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致連接處螺紋的損傷。
氣缸撥叉連接處的抗剪強(qiáng)度校驗(yàn)：
故抗剪強(qiáng)度足夠。
氣缸撥叉連接處處抗彎強(qiáng)度校核：
(σw)：許用彎曲應(yīng)力為: 0.4*360(屈服極限)=144MPa
故其抗彎強(qiáng)度不足。
氣缸撥叉連接處抗擠壓校驗(yàn)：
故其抗擠壓強(qiáng)度足夠。
3.5 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算
由于主工作氣缸的規(guī)格以及數(shù)據(jù)都是由工廠提供，因此在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中只對(duì)主氣缸畫了一個(gè)外觀結(jié)構(gòu)，主要涉及和討論的方面是主工作氣缸的定位方法和安裝方式。
(1)氣缸內(nèi)徑的確定
缸徑的計(jì)算公式D=1.27==16.23mm
F→氣缸的輸出拉力N；
P→氣缸的工作壓力Pa
按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，D=20mm
氣壓缸內(nèi)徑系列（GB/T2348-1993）
8 10 12 16 20 25 32
40 50 63 80 （90） 100 （110）
125 （140） 160 （180） 200 220 （250）
（280） 320 （360） 400 450 500
括號(hào)內(nèi)為優(yōu)先選取尺寸
(2) 活塞桿直徑的確定
由d=0.3D 估取活塞桿直徑 d=25 mm
活塞桿外徑尺寸 系列（GB/T2348-1993）
4 5 6 8 10 12 14 16 18
20 22 25 28 32 36 40 45 50
56 63 70 80 90 100 110 125 140
160 180 200 220 250 280 320 360
（3） 缸筒長(zhǎng)度的確定
缸筒長(zhǎng)度S=L+B+30
L為活塞行程；B為活塞厚度
活塞厚度B=0.7D= 0.720=14mm
導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A:
一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A，在D<20mm時(shí)，可取A=(0.61.0)D；在D>20mm時(shí), 可取A=(0.61.0)d。
所以A=25mm
（4）氣缸筒的壁厚的確定
由《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》可查氣缸筒的壁厚可根據(jù)薄避筒計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：
式中
—缸筒壁厚（m）；
D—缸筒內(nèi)徑（m）；
P—缸筒承受的最大工作壓力（MPa）；
—缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa）；
實(shí)際缸筒壁厚的取值：對(duì)于一般用途氣缸約取計(jì)算值的7倍；重型氣缸約取計(jì)算值的20倍，再圓整到標(biāo)準(zhǔn)管材尺碼。
參考《液壓與氣壓傳動(dòng)》缸筒壁厚強(qiáng)度計(jì)算及校核
,我們的缸體的材料選擇45鋼，=600 MPa， ==120 MPa
n為安全系數(shù) 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa)
P—缸筒承受的最大工作壓力MPa。當(dāng)工作壓力p≤16 MPa時(shí)，P=1.5p；當(dāng)工作壓力p＞16 MPa時(shí)，P=1.25p
由此可知工作壓力0.6 MPa小于16 MPa，P=1.5p=1.5×0.6=0.9 MPa
=0.3mm
（5） 氣缸耗氣量的計(jì)算
Q====1.85/s
（6）氣缸進(jìn)排氣口直徑d0
V——空氣流經(jīng)排氣口的速度（可取V=10 15）取V=12m/s
由公式d0=
代入數(shù)據(jù)得：d0=14.014mm
Q——工作壓力下輸入氣缸的空氣流量（m3/s）
V——空氣流經(jīng)排氣口的速度
(7)活塞桿的校核
由于所選活塞桿的長(zhǎng)度L=10d，所以不但要校核強(qiáng)度校核，還要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。綜合考慮活塞桿的材料選擇45鋼。
參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本》
由《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》
穩(wěn)定性校核：
由公式 Fp0 ≤
式中 FP0— 活塞桿承受的最大軸向壓力（N）；
FP0=1633N
FK — 縱向彎曲極限力（N）；
nK — 穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取1.54。綜合考慮選取2
K—活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，對(duì)于實(shí)心桿K=d/4
代入數(shù)據(jù) K =25/4=6.25mm
由于細(xì)長(zhǎng)桿L/K≧85 即 FK =
實(shí)心圓桿： J =
式中： L— 氣缸的安裝長(zhǎng)度 ；
m— 末端系數(shù)；選擇固定—自由 m = 1/4
E— 材料彈性模量，鋼材 E = 2.1 1011 Pa ；
J— 活塞桿橫截面慣性矩（m4）；
d— 活塞桿的直徑（m）；
活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度L與系數(shù)m
安裝方式
m
鉸支—鉸支
1
固定—自由
1/4
固定—鉸支
2
固定—固定
4
代入公式：FK=1.3×106N
因?yàn)?=1.55×104N；
所以活塞桿的穩(wěn)定性滿足條件
強(qiáng)度校核:
由公式d≥
其中：=，n為安全系數(shù) 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa)
45#鋼的抗拉強(qiáng)度，=600MPa；==120MPa
所以：=1.92mm
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