3278 氣動式定尺飛鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

3278 氣動式定尺飛鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,氣動式,定尺飛,鋸機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計 氣動式定尺飛鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計機(jī)械工程及自動化 沈立指 導(dǎo) 老 師 吳晟摘要 本設(shè)計是關(guān)于氣動式定尺飛鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括總體方案制定、飛鋸小車運動設(shè)計、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、 導(dǎo)軌的設(shè)計、行走小車的結(jié)構(gòu)方案等。在設(shè)計中結(jié)合我們的專業(yè)知識，在老師的指導(dǎo)下，完成 設(shè)計任務(wù)。關(guān)鍵詞 飛鋸機(jī) 飛鋸小車 鋸切系統(tǒng)1 緒論1.1 氣動式飛鋸機(jī)的功用在線定長切割飛鋸機(jī)是冶金企業(yè)連續(xù)軋制各種型材、管材等生產(chǎn)線上不可缺少的重要設(shè)備，用于連續(xù)生產(chǎn)中將無限長的鋼管按預(yù)定的長度在線自動切斷。定尺飛鋸機(jī)在生產(chǎn)中決定著管材的質(zhì)量、長度等。它的精度保證了管材的精度 [1]。1.2 本設(shè)計的目的與意義氣動式飛鋸機(jī)具有成本低、壽命長、工作可靠、使用維修方便的特點，其定尺精度也足以滿足要求，固市場前景廣闊 [2]，結(jié)合我國的國情，選定了“氣動式定尺飛鋸機(jī)”作為畢業(yè)設(shè)計的攻關(guān)課題。1.3 設(shè)備簡介飛鋸主要技術(shù)參數(shù)：型材生產(chǎn)速度：60m/min；鋸切精度：?5mm；鋸切長度：4m～6m鋸切次數(shù)：10 次/分～15 次/分鋸切型材徑向尺寸：12㎜～90㎜外型：長×寬=4.3×1.35（米）1.4 設(shè)計中需注意的問題鋸切小車與定尺小車之間要剛性聯(lián)接且穩(wěn)定。鋸切小車規(guī)格鋼管需要增加防彎壓輥，設(shè)備運行可靠等。2 氣動式定尺飛鋸機(jī)總體設(shè)計方案2.1 氣動式定尺飛鋸機(jī)應(yīng)實現(xiàn)的功能本機(jī)適用于型材行走速度為 60m/min，鋸切型材徑向尺寸范圍為 12㎜～90㎜，鋸切長度為 4m～6m 的型材生產(chǎn)線，其設(shè)計使用鋸切精度為?4mm，鋸切次數(shù)為 10 次/分～15 次/分。2.2 氣動式定尺飛鋸機(jī)的總體方案設(shè)計管移動鋸車原位管移動鋸車返回管移動鋸車與管同步管移動鋸車同步跟蹤夾緊落鋸管移動鋸車同步跟蹤松夾管移動鋸車同步跟蹤抬鋸管移動鋸車移動零點到位抬鋸到位松夾到位圖1 控制原理圖3 氣動式定尺飛鋸機(jī)的設(shè)計計算3.1 飛鋸小車運動描述飛鋸小車的運動可分為以下七個階段（見圖 2） 。（1）等待段 如圖 2 中 AB 段。（2）追蹤段 如圖 2 中 BC 段。（3）同步段 如圖 2 中 CE 段。（4）正向減速段 如圖 2 中 EF 段 （5）反向運行段 圖 2 中 FG 段為反向追蹤段。 圖 2 飛鋸車速度示意圖 3.2 確定飛鋸小車各段運動曲線（1）追蹤段 追蹤段的運動曲線非常重要，我們采用數(shù)控技術(shù)，當(dāng)二階系統(tǒng)輸入階躍信號時，二階系統(tǒng)對應(yīng)的階躍響應(yīng)為 )(sin(1)(2tAtetvdt ???????????????nd??2?arctg（2）正向減速段 該段采用的是等減速曲線，其運動方程為21tMxS?av?（3）反向運行段 當(dāng)反向行程結(jié)束時，飛鋸小車正好返回到原點。4 氣動式定尺飛鋸機(jī)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計4.1 氣動式定尺飛鋸機(jī)的整體結(jié)構(gòu)方案本次設(shè)計的氣動式定尺飛鋸機(jī)主要有飛鋸床身，主傳動系統(tǒng)，行走小車，鋸切系統(tǒng)，夾緊裝置等幾部分組成，其外形如圖 7 所示：圖 7 氣動式定尺飛鋸機(jī)總裝圖4.2 導(dǎo)軌的設(shè)計導(dǎo)軌設(shè)計非常簡單，簡單的螺釘固定，起了很大的作用。如圖 8 所示：圖 8 氣動式定尺飛鋸機(jī)導(dǎo)軌連接圖4.3 氣動式定尺飛鋸機(jī)的行走小車的結(jié)構(gòu)方案氣動式定尺飛鋸機(jī)的行走小車的結(jié)構(gòu)形式如圖 9 所示： 圖 9 行走小車結(jié)構(gòu)示意圖氣動式定尺飛鋸機(jī)的行走小車的結(jié)構(gòu)方案：用四個支撐輪將行走小車底盤支撐起來，在行走小車底盤下面焊接連接體，在行走小車底盤上面安裝電機(jī)，夾緊裝置，鋸切系統(tǒng)，防護(hù)罩，管材的支撐輥以及拖鏈的連接板。4.4 氣動式定尺飛鋸機(jī)的床身的結(jié)構(gòu)方案氣動式定尺飛鋸床身是焊接的，床身前后兩側(cè)支撐導(dǎo)軌，床身中部安裝主傳動系統(tǒng)。床身外側(cè)焊接有的筋板，頂部安裝有支撐板，床身有吊裝孔孔等。5 氣動式定尺飛鋸機(jī)的鋸切系統(tǒng)的設(shè)計與計算5.1 氣動式定尺飛鋸機(jī)鋸切系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計鋸切機(jī)構(gòu)的基本組成包括：氣缸，用于推動鋸臂作擺切動作；鋸臂，連接氣缸和鋸切主軸；主軸，連接小帶輪和鋸片，用于傳動；鋸臂支座，支撐鋸臂；氣缸支座，支撐氣缸；其他。鋸切方式選用下擺式鋸切方式。5.2 氣動式定尺飛鋸機(jī)的鋸切系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案方案一：采用“V”字形擺臂，這種形式可用圖 10 來示意。圖 10 采用“V”字形擺臂鋸切示意圖方案二：采用“一”字形擺臂，，這種形式可用圖 11 來示意 [3]。圖 11 “一”字形擺臂鋸切示意圖5.3 氣動式定尺飛鋸機(jī)鋸切系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案的比較優(yōu)化方案一和方案二都采用的是下擺式鋸切方式， “V”字形擺臂在鋸切中更容易實現(xiàn)擺切動作，并且對氣缸推力的要求比較小。最后，我確定使用“V”字形擺臂形式的鋸切方式。6 主要零部件的設(shè)計6.1 電機(jī)的選擇根據(jù)電動機(jī)的工作環(huán)境、生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)選擇電動機(jī)類型，接下來選擇電動機(jī)額定電壓、額定轉(zhuǎn)速等。確定主要參數(shù)如下：額定功率：15Kw 同步轉(zhuǎn)速：3000r/min滿載時， 額定電流：29.4A 轉(zhuǎn)速：2930 r/min效率：88.2% 功率因數(shù)：0.88重量：125kg [4]6.3 帶傳動設(shè)計V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計成的帶輪形狀如圖14所示:圖14 V帶輪6.4 主軸的設(shè)計計算設(shè)計軸系結(jié)構(gòu)，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖。確定已知軸材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，并校核軸徑，驗證軸的剛度，并選用適當(dāng)軸承。7 鋸切氣缸的設(shè)計7.1 鋸切氣缸的計算初步選擇氣缸，計算氣缸的拉力，計算氣缸直徑，計算活塞桿等。選用緩沖裝置為用內(nèi)緩沖裝置。7.2 連接與密封（1） 缸筒與缸蓋的連接缸筒與缸蓋的連接型式采用的是拉桿式螺栓連接。（2） 密封我設(shè)計的活塞的密封結(jié)構(gòu)采用的是 O 型密封圈，活塞桿的密封采用的也是 O 型密封圈形式，密封可靠，結(jié)構(gòu)簡單，摩擦阻力小 [5]。8 總結(jié)本篇論文介紹了氣動式定尺飛鋸機(jī)及鋸切系統(tǒng)的設(shè)計。包括對飛鋸機(jī)總體方案的設(shè)計、確定飛鋸小車的運動、結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計、鋸切系統(tǒng)的設(shè)計計算、主要零部件的設(shè)計及鋸切氣缸的設(shè)計。在鋸切裝置的設(shè)計中，采用“V”字形擺臂，夾緊缸的添加大大的提高了鋸切精度；導(dǎo)軌的設(shè)計非常簡潔、非常實用。本次設(shè)計的飛鋸機(jī)雖然在精度上不及電腦據(jù)，但在應(yīng)用上已有很大領(lǐng)域。參 考 文 獻(xiàn)[1] 孫瑞岐，崔蕓．DYJ-97A-89 低噪音滾壓式飛鋸焊管[J]．1999 (9)：38-39．[2] 任翀，郝勇，李艷菲．FJ114 微機(jī)控制定尺飛鋸系統(tǒng)定尺精度分析[J]．包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報，2003（3）：63-65．[3] 程武．SM120 ETS- L 型飛鋸機(jī)[J]．焊管，1993(6)．[4] 鼓志瑾．電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社，1988：20-80．[5] 倪振亞，姚燕順，李林杰，魏雪冬，章鳳翎．新型 PS76-80 飛鋸機(jī)[J]． WELDED PIPE AND TUBE，2000(7)：40-43．