轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)彎,輸送帶,導(dǎo)向,裝配,夾具,設(shè)計(jì)
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兩桿重合可繼續(xù)運(yùn)動(dòng)該連架桿為什么不能整周轉(zhuǎn)動(dòng)？?jī)蓷U重合可繼續(xù)運(yùn)動(dòng)浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
專業(yè)班級(jí)
題 目
轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
職 稱
教授
課題類型
√設(shè)計(jì) □論文
課題來(lái)源
√教師科研課題 □教師生產(chǎn)實(shí)際課題 □學(xué)生自立課題
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間
2010年 11 月 1 日至 2011年 6 月 15 日
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及要求
1、開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)閱讀
（1）文獻(xiàn)閱讀：查閱文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇，其中外文文獻(xiàn)不少于2篇，近5年內(nèi)的文獻(xiàn)數(shù)一般不少于文獻(xiàn)總數(shù)的1/3，并應(yīng)有近2年內(nèi)的文獻(xiàn)。
（2）文獻(xiàn)綜述：3000字以上，包括國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、研究方向、進(jìn)展情況、存在問(wèn)題、參考依據(jù)等。
（3）開(kāi)題報(bào)告：2000字以上，包括選題的意義、可行性分析、研究的內(nèi)容、研究方法、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題、預(yù)期結(jié)果、研究進(jìn)度計(jì)劃等。
（4）外文翻譯：3000字以上（翻譯成中文后的漢字字?jǐn)?shù)）。
2、課題要解決的主要問(wèn)題和具體要求
課題要解決的主要問(wèn)題：轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具原理方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。
具體要求：
（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具系統(tǒng)方案分析，關(guān)鍵零部件強(qiáng)度分析計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的選型分析計(jì)算（字?jǐn)?shù)>0.8萬(wàn)字）。
（2）設(shè)計(jì)圖紙 ：轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具裝配圖；非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖。（二維工程圖總量2.5－3A0）
3、論文：10000字以上（部分特殊專業(yè)根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)教務(wù)辦確認(rèn)，可適當(dāng)調(diào)整有關(guān)字?jǐn)?shù)方面的要求），包括緒論、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)等。
二、主要參考文獻(xiàn)
1. 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)編輯委員會(huì)編.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2005；
2. 陳建東，袁道幸．淺談管帶輸送機(jī)輸送線工藝布置設(shè)計(jì)．中國(guó)西部科技，36，2009；
3. 魏文俊，王立新，李春輝，鄭學(xué)峰．膠帶輸送機(jī)強(qiáng)制轉(zhuǎn)彎裝置的改進(jìn)及應(yīng)用.中州煤炭, 2009.5
4. 孚樂(lè)率傳輸設(shè)備貿(mào)易（上海）有限公司. 輸送帶接頭的連接. 煤炭科學(xué)技術(shù),2009.7
5. 韓忠義. 雙搖桿機(jī)構(gòu)搖桿極限位置的分析. 唐山學(xué)院學(xué)報(bào),2004.1
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
專業(yè)教研室意見(jiàn)：
□同意下達(dá)任務(wù)書(shū) □不同意下達(dá)任務(wù)書(shū)
教研室主任簽章：
年 月 日
注：任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，專業(yè)教研室主任審核，要求在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作開(kāi)始前下達(dá)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題 目：
轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
分 院
專業(yè)班級(jí)
指導(dǎo)教師
11年 05月 杭州
中文摘要
摘 要
本文論述了轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)在保證安全的前提下，力求簡(jiǎn)潔緊湊。該設(shè)計(jì)主要由導(dǎo)向條定位夾具和導(dǎo)向條折彎夾具裝置：定位夾具即為導(dǎo)向條平直段時(shí)的定位夾具，折彎夾具靠自動(dòng)折彎成型。該轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具使用可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向條自動(dòng)折彎，并且人工可以單班多次工作，具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，使用方便的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:定位夾具；自動(dòng)折彎夾具；自動(dòng)折彎成型
Ⅰ
英文摘要
ABSTRAC
This article discusses the turning conveyor belt guide bar assembly fixture design process. Designed under the premise that security is guaranteed, concise compact. The design is driven mainly by the positioning fixture and the guide bar bending fixtures Article: Article positioning fixture is the orientation of the positioning fixture straight segment, bending fixture by automatic bending shape. The turning conveyor belt guide bar assembly fixture can be achieved using the automatic bending-oriented, and multiple single-class working man can have organization is simple, efficient, easy to use features.
Key Words：Positioning fixture; automatic bending fixture; automatic bending forming
Ⅱ
目錄
目 錄
1 引言 1
1.1 設(shè)計(jì)要求 1
1.1.1 技術(shù)要求 1
1.1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1
1.1.3 主要研究?jī)?nèi)容 1
1.2 設(shè)想方案 2
1.2.1初步方案構(gòu)想 2
1.2.2 方案的調(diào)整與確定 2
2 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述 3
3 轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
3.1定位夾具的設(shè)計(jì) 4
3.2折彎夾具的設(shè)計(jì) 5
3.3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7
3.4自動(dòng)折彎?rùn)C(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8
4 電控及氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13
結(jié)論 25
致謝 26
參考文獻(xiàn) 27
Ⅲ
浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
1 引 言
轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具的用途是將采購(gòu)回來(lái)的一整條導(dǎo)向條，切好料后，按照規(guī)定的圓弧度自動(dòng)折彎成型，并將導(dǎo)向條的PE條和鋁合金條裝配在一起。
目前在市場(chǎng)需求對(duì)各金屬制造行業(yè)的生產(chǎn)提出越來(lái)越高的要求,不僅要求質(zhì)量好,價(jià)格低,而且金屬件的形狀規(guī)格多樣。要提高質(zhì)量,降低成本,制造工藝固然重要,但有與之配套的自動(dòng)化程度高的生產(chǎn)線對(duì)提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量年是非常重要的。為了能提高生產(chǎn)效率，所以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是可行也是必須的。
1.1 設(shè)計(jì)要求
1.1.1 技術(shù)要求
轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具的性能參數(shù)要求
1) 鋁合金條和PE條整合在一起
2) 圓弧R200外圓
3) 直段長(zhǎng)度314.2mm
4) 工作臺(tái)安裝孔M12
5) 抓手靠氣動(dòng)
6) 壓緊氣缸行程40mm
1.1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容
1) 轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具裝配圖二張
2) 氣動(dòng)抓手圖一張
3) 關(guān)鍵零件圖若干張
4) 壓緊氣缸圖一張
5) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份
1.1.3 主要研究?jī)?nèi)容
1) 導(dǎo)向條定位夾具
2) 導(dǎo)向條折彎設(shè)計(jì)
3) 導(dǎo)向條折彎自動(dòng)化設(shè)計(jì)
4) 導(dǎo)向條折彎固定夾具
解決的主要問(wèn)題：導(dǎo)向條直段時(shí)的定位夾具裝置，在自動(dòng)折彎時(shí)考慮如何讓其折彎，折彎時(shí)固定定位夾具，半自動(dòng)化，需要人工簡(jiǎn)單操作。
1.2 設(shè)想方案
1.2.1 初步方案構(gòu)想
工作過(guò)程是:
導(dǎo)向條PE條和鋁合金條按R200圓弧計(jì)算整展開(kāi)長(zhǎng)度為314.2毫米，將裁剪好的PE條放入定位夾具上，操作者將裁好的鋁合金條手動(dòng)裝入PE條，將PE條和鋁合金條整合在一起，此次過(guò)程只需要人工將鋁合金條插入PE條的相應(yīng)位置即可，定位夾具只是起固定導(dǎo)向條的作用。
PE條和鋁合金條整合為一起后，要對(duì)其進(jìn)行折彎，靠人工用力彎雖然可以實(shí)現(xiàn)，但生產(chǎn)效率不高。所以采用一定位夾具是將直段的導(dǎo)向條裝入，然后自動(dòng)折彎裝置中的氣動(dòng)抓手抓住導(dǎo)向條一端，隨著壓緊氣缸頂住導(dǎo)向條，然后隨著電機(jī)帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)使得將導(dǎo)向條壓彎按一個(gè)圓弧段走出，這樣折彎導(dǎo)向條即可實(shí)現(xiàn)。
1.2.2 方案的調(diào)整與確定
直段定位夾具只需考慮如何固定好PE條即可，并且人工操作時(shí)就很方便。折彎段裝置傳動(dòng)電機(jī)由步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，壓緊氣缸頂住導(dǎo)向條使得在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中壓緊氣缸始終頂住導(dǎo)向條一面。氣動(dòng)抓手自動(dòng)抓取工件。
2 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述
如圖2-1所示，導(dǎo)向條自動(dòng)折彎裝置。
3 轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)械零件的設(shè)計(jì)具有眾多的約束條件，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則就是設(shè)計(jì)所應(yīng)該滿足的約束條件。
(一) 技術(shù)性能準(zhǔn)則 技術(shù)性能包括產(chǎn)品功能、制造和運(yùn)行狀況在內(nèi)的一切性能，既指靜態(tài)性能，也指動(dòng)態(tài)性能。例如，產(chǎn)品所能傳遞的功率、效率、使用壽命、強(qiáng)度、剛度、抗摩擦、磨損性能、振動(dòng)穩(wěn)定性、熱特性等。技術(shù)性能準(zhǔn)則是指相關(guān)的技術(shù)性能必須達(dá)到規(guī)定的要求[2]。
(二) 標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則 與機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有關(guān)的主要標(biāo)準(zhǔn)大致有：概念標(biāo)準(zhǔn)化：設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及的名詞術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、計(jì)量單位等應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)； 實(shí)物形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化：零部件、原材料、設(shè)備及能源等的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、性能等，都應(yīng)按統(tǒng)一的規(guī)定選用。方法標(biāo)準(zhǔn)化：操作方法、測(cè)量方法、試驗(yàn)方法等都應(yīng)按相應(yīng)規(guī)定實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則就是在設(shè)計(jì)的全過(guò)程中的所有行為，都要滿足上述標(biāo)準(zhǔn)化的要求?，F(xiàn)已發(fā)布的與機(jī)械零件設(shè)計(jì)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，從運(yùn)用范圍上來(lái)講，可以分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)等級(jí)。從使用強(qiáng)制性來(lái)說(shuō)，可分為必須執(zhí)行的和推薦使用的兩種
(三) 可靠性準(zhǔn)則可靠：產(chǎn)品或零部件在規(guī)定的使用條件下，在預(yù)期的壽命內(nèi)能完成規(guī)定功能的概率?？煽啃詼?zhǔn)則就是指所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品、部件或零件應(yīng)能滿足規(guī)定的可靠性要求。
(四) 安全性準(zhǔn)則 ??機(jī)器的安全性包括：零件安全性：指在規(guī)定外載荷和規(guī)定時(shí)間內(nèi)零件不發(fā)生如斷裂、過(guò)度變形、過(guò)度磨損和不喪失穩(wěn)定性等等。整機(jī)安全性：指機(jī)器保證在規(guī)定條件下不出故障，能正常實(shí)現(xiàn)總功能的要求。工作安全性：指對(duì)操作人員的保護(hù)，保證人身安全和身心健康等等。環(huán)境安全性：指對(duì)機(jī)器周圍的環(huán)境和人不造成污染和危害。
3.1定位夾具的設(shè)計(jì)
如圖3-1所示為導(dǎo)向條直段時(shí)的定位夾具
導(dǎo)向條的大邊由定位夾具的一邊靠住，導(dǎo)向條的底邊放入定位夾具，兩邊都已間隙配合裝入，起到定位的作用。
3.2折彎夾具設(shè)計(jì)
如圖3-2所示為折彎夾具的設(shè)計(jì)圖。
導(dǎo)向條也是靠?jī)蛇吪c定位夾具的兩邊間隙配合得裝入，由于是需要折彎，夾具的一邊做成圓弧狀，滿足導(dǎo)向條折彎成R200的圓弧，導(dǎo)向條的內(nèi)圓弧段R168和R176與夾具的的圓弧段相對(duì)應(yīng)。
3.3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本套裝置為自動(dòng)折彎導(dǎo)向條，壓彎導(dǎo)向條，即為導(dǎo)向條要壓彎成圓弧狀，考慮齒輪傳動(dòng)時(shí)擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度即為圓弧狀，所以考慮外齒輪嚙合傳動(dòng)如下圖3-3
兩齒輪傳動(dòng)比
4液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1液壓缸的設(shè)計(jì)
4.1.1 夾緊小型液壓缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
根據(jù)液壓缸最大負(fù)載為1643N左右時(shí)，取宜。2個(gè)小型液壓缸都選擇了雙作用液壓缸，當(dāng)液壓缸外推時(shí)，受力面積是液壓缸缸內(nèi)面積，當(dāng)液壓缸拉桿時(shí)，受力面積是有活塞桿的那面。，所以得到2個(gè)公式[5]：
（4-1）
（4-2）
式子中的 ——活塞桿推力（N）。
——活塞桿的拉力（N）。
D ——液壓缸內(nèi)徑（m）。
d ——活塞桿直徑(m)。
p ——液壓缸工作壓力（Pa）.
——機(jī)械效率。取0.7。
簡(jiǎn)化下得到 （4-3）
液壓缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
通過(guò)表4－1，選擇了D=50mm。
表4－1 缸筒的內(nèi)徑系列（mm）
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
（90）
100
（110）
125
（140）
160
（180）
200
（220）
250
320
400
500
630
當(dāng)活塞桿回來(lái)時(shí)，桿是上舉的，所以拉力要求非常的底，所以計(jì)算活塞桿直徑時(shí)，直接參照采用了《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，第二版，第五卷液壓缸的設(shè)計(jì)部分的液壓缸設(shè)計(jì)里可直接得出活塞直徑和氣缸內(nèi)徑的關(guān)系。
表4－2 活塞桿的直徑系列（mm）
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
400
通過(guò)表4－2，取活塞桿的直徑為：。
缸筒壁厚的計(jì)算。缸筒直接承受壓力，需要一頂?shù)暮穸?。由于一般液壓缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比≤，所以通常按薄壁筒公式計(jì)算：
（4-4）
式子中 ——液壓缸筒的壁厚（m）。
D ——液壓缸筒內(nèi)徑（缸徑）（m）。
——液壓缸實(shí)驗(yàn)壓力，一般取=1.5p。
P ——液壓缸工作壓力（Pa）。
——鋼材的許用應(yīng)力（Pa）。
S ——安全系數(shù)，一般取S=6~8。
常用缸筒材料有：鑄鐵HT150或HT200等，其=30MPa；Q235A鋼管，20號(hào)鋼管，其=610MPa；45號(hào)鋼，其=100MPa。
通常計(jì)算出的缸筒壁厚都相當(dāng)?shù)谋?，但考慮到機(jī)械加工，缸筒兩端要安裝缸蓋等需要，往往將液壓缸筒壁厚作適當(dāng)加厚，并且盡量選用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑和壁厚的鋼管和鋁合金管。所以通過(guò)下表選擇壁厚。
查表4－3得：
表4－3 液壓缸筒壁厚系列（mm）
材料
液壓缸直徑
50
80
100
125
160
200
250
320
鑄鐵HT150
7
8
10
10
12
14
16
16
45.20號(hào)鋼
8~12
12~14
14~17
4.1.2 對(duì)液壓缸活塞桿的穩(wěn)定性校核
按強(qiáng)度條件計(jì)算，當(dāng)活塞桿的長(zhǎng)度L較小的時(shí)候（L≤10d）,可以只按強(qiáng)度條件檢驗(yàn)活塞直徑。但是L=100mm，d=12mm，所以L≤10d。所以不需要縱向彎度極限計(jì)算。
強(qiáng)度計(jì)算的公式： （4-5）
式子中： ——液壓缸推力（N）。
——活塞桿材料的許用應(yīng)力（Pa），=。
——材料的抗拉強(qiáng)度（Pa）。
S ——安全系數(shù)，S≥1.4
所以由上式計(jì)算的
d=12mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最低強(qiáng)度直徑，滿足設(shè)計(jì)要求。
4.1.3 升降臺(tái)底座中液壓缸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
經(jīng)過(guò)計(jì)算可得其所需的推力為500：取F=600N。
（4-6）
通過(guò)表1選擇了D=63mm。
升降臺(tái)中液壓缸的活塞桿退回液壓缸由推桿的壓力和活塞的拉力來(lái)完成的，所以計(jì)算此液壓缸的拉力幾乎可以忽略，所以仍舊采用了《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，第二版，第五卷液壓缸的設(shè)計(jì)部分的液壓缸設(shè)計(jì)里可直接得出活塞直徑和氣缸內(nèi)徑的關(guān)系。取活塞桿的直徑為：d=20mm。
缸筒壁厚的計(jì)算
缸筒直接承受壓力，需要一頂?shù)暮穸?。由于一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比≤，所以通常按薄壁筒公式計(jì)算：
（4-7）
式子中 ——液壓缸筒的壁厚（m）。
D ——液壓缸筒內(nèi)徑（缸徑）（m）。
——液壓缸實(shí)驗(yàn)壓力，一般取=1.5p。
P ——液壓缸工作壓力（Pa）。
——鋼材的許用應(yīng)力（Pa）。
S ——安全系數(shù)，一般取S=6~8。
常用缸筒材料有：鑄鐵HT150或HT200等，其=30MPa；Q235A鋼管，20號(hào)鋼管，其=610MPa；45號(hào)鋼，其=100MPa。
通常計(jì)算出的缸筒壁厚都相當(dāng)?shù)谋?，但考慮到機(jī)械加工，缸筒兩端要安裝缸蓋等需要，往往將氣缸筒壁厚作適當(dāng)加厚，并且盡量選用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑和壁厚的鋼管和鋁合金管。所以通過(guò)下表選擇壁厚。
查表3得：
4.1.4 對(duì)升降臺(tái)底座中液壓缸活塞桿的穩(wěn)定性校核
1.按強(qiáng)度條件計(jì)算，當(dāng)活塞桿的長(zhǎng)度L較小的時(shí)候（L≤10d）,可以只按強(qiáng)度條件檢驗(yàn)活塞直徑。但是L=500mm，d=20mm，所以L≥10d。所以需要縱向彎度極限計(jì)算。
強(qiáng)度計(jì)算的公式：
式子中： ——液壓缸推力（N）。
——活塞桿材料的許用應(yīng)力（Pa），=。
——材料的抗拉強(qiáng)度（Pa）。
S ——安全系數(shù)，S≥1.4
所以由上式計(jì)算的
d=20mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最低強(qiáng)度直徑，滿足要求。
2.按縱向彎曲極限計(jì)算，氣缸承受軸向壓力以后，會(huì)產(chǎn)生軸向彎曲，當(dāng)縱向力達(dá)到極限力以后，活塞桿會(huì)產(chǎn)生永久性彎曲變形，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。該極限力與缸的安裝方式，活塞桿的直徑級(jí)行程有關(guān)系。
當(dāng)長(zhǎng)細(xì)比時(shí)
當(dāng)細(xì)長(zhǎng)比時(shí)
其中式子中 L——活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度(m)。
K——活塞桿的橫截面積回轉(zhuǎn)半徑，實(shí)心桿 。
I——活塞桿斷面慣性距，實(shí)心桿。
——活塞桿橫截面積，實(shí)心桿
n ——有關(guān)活塞桿兩端的自由度系數(shù)，根據(jù)推瓶氣缸情況,n=1。
E——材料彈性模量，對(duì)于鋼取。
f——材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對(duì)于鋼取
a——系數(shù)，對(duì)于鋼取a=1/5000。
夾緊小液壓缸的當(dāng)細(xì)長(zhǎng)比，所以選擇后面的算式。
（4-8）
所以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大負(fù)載5000N。所以活塞桿直徑滿足要求。
4.2 液壓缸使用注意事項(xiàng)
??? 1、 液壓缸使用工作油的粘度為29～74mm2/S，推薦使用ISO VG46抗磨液壓油。工作油溫在－20℃~＋80℃范圍內(nèi)。在環(huán)境溫度和使用溫度較低時(shí)，可選擇粘度較低的油液。如有特殊要求，需特別注明。
2、液壓缸要求系統(tǒng)過(guò)濾精度不低于80μm要求，要嚴(yán)格控制油液污染，保持油液的清潔，定期檢查油液的性能，并進(jìn)行必要的精細(xì)過(guò)濾和更換新的工作油液。
3、安裝時(shí)要保證活塞桿頂端連接頭的方向應(yīng)與缸頭、耳環(huán)（或中間鉸軸）的方向一致，并保證整個(gè)活塞桿在進(jìn)退過(guò)程中的直線度，防止出現(xiàn)剛性干擾現(xiàn)象，造成不必要的損壞。
4、當(dāng)液壓缸安裝上主機(jī)后,在運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)中應(yīng)先檢查油口配管部分和導(dǎo)向套處有無(wú)漏油，并應(yīng)對(duì)耳環(huán)和中間鉸軸軸承部位加油。
5、液壓缸若發(fā)生漏油等故障要拆卸時(shí)，應(yīng)用液壓力使活塞的位置移動(dòng)到缸筒的任何一個(gè)末端位置，拆卸中應(yīng)盡量避免不合適的敲打以及突然的掉落。
6、在拆卸之前，應(yīng)松開(kāi)溢流閥，使液壓回路的壓力降低為零，然后切斷電源使液壓裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)，松開(kāi)油口配管后，應(yīng)用油塞塞住油口。
7、液壓缸不能作為電極接地使用，以免電擊傷活塞桿。
8、常見(jiàn)故障及排除方法可參照下列方法維修：
????(1)外部漏油 活塞桿碰傷或拉傷,缸筒內(nèi)表面拉傷,用極細(xì)的砂紙或油石修磨,仍然漏油可采用金工技術(shù)修復(fù),修復(fù)后如新品使用性能;防塵圈擠出或反唇,拆開(kāi)檢查重新更換;活塞和活塞桿上的密封件磨損或損傷,更換密封件;液壓缸安裝定心不良,使活塞桿伸出困難,拆下來(lái)檢查安裝位置是否符合要求;
(2)活塞桿爬行和蠕動(dòng)? 液壓缸內(nèi)進(jìn)入空氣或油內(nèi)有汽泡,松開(kāi)接頭將空氣排出;液壓缸的安裝位置偏移,在安裝時(shí)檢查與主機(jī)運(yùn)行方向平行;活塞桿全長(zhǎng)或局部彎曲,活塞桿全長(zhǎng)校正不直度小于等于千分之三或更換活塞桿;缸內(nèi)銹蝕或拉傷,采用金工技術(shù)修復(fù)達(dá)到使用要求.
4.3 液壓系統(tǒng)及工作原理分析
液壓系統(tǒng)有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)之分，一般所說(shuō)的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是泛指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其實(shí)從結(jié)構(gòu)組成或工作原理上看，這兩類系統(tǒng)并無(wú)本質(zhì)上的區(qū)別，僅僅一類以傳遞動(dòng)力為主，追求傳動(dòng)特性的完善，其執(zhí)行元件用來(lái)驅(qū)動(dòng)主機(jī)的某個(gè)部件；另一類以實(shí)施控制為主，追求控制特性的完善，其執(zhí)行元件用來(lái)驅(qū)動(dòng)某個(gè)液壓件的操縱裝置（例如液壓泵、液壓馬達(dá)的變量機(jī)構(gòu)、液壓閥的閥心等）而已。任何液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了應(yīng)滿足主機(jī)在動(dòng)作和性能方面規(guī)定的種種要求外，還必須符合重量輕、體積小、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用和維護(hù)方便等一些公認(rèn)的普遍設(shè)計(jì)原則。
4.3.1液壓缸同步回路介紹
在液壓設(shè)備中需要多個(gè)液壓缸同時(shí)工作，要求它們以相同的速度或相同的位移進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，即要求實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)。隨著液壓技術(shù)在工程技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用日益擴(kuò)大，負(fù)載能力增加，多缸的同步運(yùn)動(dòng)就更顯突出。以下為3種常用方法：
（1）機(jī)械聯(lián)結(jié)同步回路 這種同步回路是用剛性梁、齒輪及齒條等機(jī)械零件，使2 個(gè)液壓缸的活塞桿之間建立剛性的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系來(lái)實(shí)現(xiàn)位移的同步，這種同步方法簡(jiǎn)單、工作可靠，同步精度取決于機(jī)構(gòu)的剛性。它宜使用于兩缸負(fù)載差別不大的情況，否則可能會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。
（2）使用分流集流閥的同步回路 使用分流集流閥（又稱同步閥）使2個(gè)液壓缸在承受不同負(fù)載時(shí)仍能獲得相等的流量而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的同步，其液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單而分流集流閥較貴，同步精度2%～5%。
（3）用節(jié)流閥的同步回路 節(jié)流閥是通過(guò)改變節(jié)流口大小來(lái)改變液阻，調(diào)整流量。由節(jié)流閥的流量特性方程可知，當(dāng)節(jié)流閥前后壓力差一定時(shí)，對(duì)應(yīng)于一定的節(jié)流開(kāi)口面積A，通過(guò)閥的流量一定。但是，由于節(jié)流閥出口與液壓缸相連，因此當(dāng)液壓缸的負(fù)載F變化時(shí)，節(jié)流閥前后壓差變化，引起流量改變，導(dǎo)致液壓缸運(yùn)動(dòng)速度改變。這種同步雖然簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但僅局限于在負(fù)載變化小的場(chǎng)合使用。
4.3.2轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具同步方案選擇
由其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，機(jī)構(gòu)夾緊部分和升降部分分別由2組同型號(hào)液壓缸控制，缸與缸之間基本屬于剛性連接，但兩缸之間距離較大，把同步問(wèn)題考慮進(jìn)去較好。而又因?yàn)橐簤焊棕?fù)載F變化不大，采用單向節(jié)流閥的同步回路是完全可以保證卸料機(jī)的正常工作的。因此，該系統(tǒng)選用單向節(jié)流閥調(diào)整液壓缸同步
4.4液壓元件的選擇
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中用到以下幾種閥類元件：?jiǎn)蜗蜷y、三位四通電磁換向閥、節(jié)流閥、溢流閥。
單向閥：在液壓系統(tǒng)中的作用，是使油液只能沿一個(gè)方向流動(dòng)，不許反向倒流?？梢云鸬奖鹤饔?，確保系統(tǒng)的安全性。
換向閥：是利用閥心相對(duì)于閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、關(guān)斷，或變換油流的方向，從而使液壓執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。
節(jié)流閥：在液壓系統(tǒng)中，主要與液壓泵，溢流閥組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)口，便可調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的大小。
溢流閥：是通過(guò)閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。其調(diào)壓范圍大，調(diào)節(jié)偏差小，壓力振擺小，動(dòng)作靈敏，過(guò)流能力大，噪聲小。
根據(jù)液壓系統(tǒng)的各個(gè)閥類元件和輔助元件的工作壓力，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五版，第4卷（化學(xué)工業(yè)出版社）可選出這些元件的型號(hào)及規(guī)格，選出的一種方案
元件名稱
型 號(hào)
工作壓力
/MPa
通徑
/mm
行程
/mm
三位四通換向閥
XQ240411
0~10
4
8
節(jié)流閥
KLJ-L4
0.05~0.8
4
單向閥
KA1104
0.05~0.8
6
油霧器
QYW
0~1
8
表4
注：表中序號(hào)除油霧器外，其余與表中的元件標(biāo)號(hào)相同元件。
4.5擬定液壓系統(tǒng)
1-齒輪泵，2-單向閥，3-手動(dòng)換向閥，8、10-單向節(jié)流閥，
9-液壓缸，38-溢流閥，39-濾油器，40-油箱，41-取力器
圖4-1 液壓系統(tǒng)原理圖
該液壓系統(tǒng)如圖4-1所示，采用多油路并聯(lián)的方式，對(duì)各組液壓缸分別進(jìn)行控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，泄漏小，操控方便等特點(diǎn)。由于五組油路并聯(lián)，其進(jìn)出油方式類似，所以僅以第Ⅰ組為例，進(jìn)行分析。
展開(kāi)箱板：液壓泵啟動(dòng)后，撥動(dòng)手動(dòng)換向閥3，使其左位接通，油路流向?yàn)椋阂簤罕? →單向閥2→手動(dòng)換向閥3 左位 →單向節(jié)流閥8（11）→液壓缸9（12）無(wú)桿腔→液壓缸9（12）有桿腔→單向節(jié)流閥10（13）→手動(dòng)換向閥3 左位→油箱40。此時(shí)液壓缸推動(dòng)箱板展開(kāi),如泵壓力超負(fù)載時(shí), 安全閥38 開(kāi)啟卸載。當(dāng)箱板展開(kāi)到達(dá)水平位置后，撥動(dòng)手動(dòng)換向閥3使其回到中位, 液壓泵空轉(zhuǎn), 處于卸載狀態(tài), 而液壓缸處于保壓狀態(tài),運(yùn)動(dòng)停止。
收攏箱板：撥動(dòng)手動(dòng)換向閥3，使其右位接通，油路流向?yàn)椋阂簤罕? →單向閥2→手動(dòng)換向閥3 右位 →單向節(jié)流閥10（13）→液壓缸9（12）有桿腔→液壓缸9（12）無(wú)桿腔→單向節(jié)流閥8（11）→手動(dòng)換向閥3 右位→油箱40。此時(shí)液壓缸拉動(dòng)箱板收攏，收攏完畢后，撥動(dòng)手動(dòng)換向閥3使其回到中位, 液壓泵空轉(zhuǎn), 處于卸載狀態(tài), 而液壓缸處于保壓狀態(tài),運(yùn)動(dòng)停止。
4.6 油管
各元件間在連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管則按輸入、排出的最大流量計(jì)算。由于液壓泵具體選定之后液壓缸在各個(gè)階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計(jì)算。油液在壓力管中的流速取1m/s，箱板展開(kāi)時(shí)，無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔出油，輸入流量為泵的輸出流量：，排出流量：
箱板收攏時(shí)，有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔出油，輸入流量為泵的輸出流量：，排出流量：
根據(jù)以上數(shù)值，算得和液壓缸無(wú)桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：
按GB/T17490-1998選用內(nèi)徑25mm、外徑34mm的無(wú)縫鋼管。
該無(wú)縫鋼管的材料為10鋼，其力學(xué)性能查GB/T8162—1999，可知；安全系數(shù)：，本系統(tǒng)主要控制元件的工作壓力為，
管子壁厚：
用上述同樣方法，頂棚側(cè)板缸選用內(nèi)徑20mm、外徑28的無(wú)縫鋼管，管子壁厚1.19mm；頂棚升降缸選用內(nèi)徑12mm、外徑18的無(wú)縫鋼管，管子壁厚0.72mm。
4.7油箱
油箱的功能主要是儲(chǔ)存油液，此外還起著散發(fā)油液中的熱量（在周圍環(huán)境溫度較低的情況下則是保持油液中的熱量）、釋出混在油液中的氣體、沉淀油液中的污物等作用。
油箱必須有足夠大的容量，以保證系統(tǒng)工作時(shí)能夠保持一定的液位高度；為滿足散熱要求，對(duì)于灌錄比較長(zhǎng)的系統(tǒng)，還應(yīng)考慮停車維修時(shí)能容納油液自由流回油箱時(shí)的容量；在油箱容積不能增大而又不能滿足散熱要求時(shí)，需要設(shè)冷卻裝置。
油箱的有效容積按泵每分鐘流量的6倍計(jì)算：
按JB/T7938—1999規(guī)定，取最靠近的標(biāo)準(zhǔn)值。
油箱部分：
油面高度：
油面高與油箱高之比：
4.8 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算
驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能的目的在于判斷設(shè)計(jì)質(zhì)量，或從幾種方案中評(píng)選出最佳方案。液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，目前只是采用一些簡(jiǎn)化公式進(jìn)行近似估算，以便定性的說(shuō)明情況。
液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算的項(xiàng)目很多，常見(jiàn)的有回路壓力損失驗(yàn)算和發(fā)熱溫升驗(yàn)算。
4.9 回路的壓力損失驗(yàn)算
回路的壓力損失主要由沿程壓力損失，局部壓力損失兩部分組成，即：
油管總長(zhǎng)約，油管內(nèi)徑以來(lái)計(jì)算，通過(guò)的流量。工作介質(zhì)選用YA－N32普通液壓油，工作溫度下的粘度，密度，管內(nèi)流速： ，
雷諾數(shù)：，
故沿程阻力系數(shù)：
沿程壓力損失：
額定流量下有關(guān)管件的局部壓力損失：管接頭、彎頭、相關(guān)孔等的局部壓力損失很小，可忽略不計(jì)。
結(jié) 論
對(duì)于轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送帶導(dǎo)向條裝配夾具的設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束。在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中解決了鋁棒的簡(jiǎn)單方便等，高效率等問(wèn)題。
在設(shè)計(jì)零件方面，盡量滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，制造工藝不復(fù)雜的要求。
在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，液壓元件都采用標(biāo)準(zhǔn)件，可直接購(gòu)買。
該卸料機(jī)利用液壓控制夾緊工件，通過(guò)上升，走位，下降，松夾等一系列動(dòng)作來(lái)完成鋁棒的自動(dòng)裝箱，達(dá)到簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。
完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以說(shuō)這也是重新回顧大學(xué)之前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)溫故知新的過(guò)程。最大的感觸就是自己以前的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有在問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決這個(gè)循環(huán)中才能發(fā)現(xiàn)知識(shí)的不足同時(shí)得到提升，真可謂學(xué)海無(wú)涯。
致 謝
本設(shè)計(jì)從發(fā)給任務(wù)書(shū)到現(xiàn)在，歷時(shí)數(shù)月。在本設(shè)計(jì)完成之際，首先要向我的導(dǎo)師羅斌老師致以誠(chéng)摯的謝意。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，羅斌老師給了我許許多多的幫助和關(guān)懷。他對(duì)工作的積極熱情、認(rèn)真負(fù)責(zé)、有條不紊、實(shí)事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺。在此我謹(jǐn)向老師表示衷心的感謝和深深的敬意。此外，我的同學(xué)、朋友，都提供了許多中肯的建議。對(duì)此，我深感謝意！感謝我的家人有始至終多我的支持。衷心感謝一切教育和幫助過(guò)我的人們。
參考文獻(xiàn)
［1］成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 液壓傳動(dòng) 北京:化學(xué)工業(yè)出版社2004.
［2］徐灝機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 卷)北京:機(jī)械工業(yè)出版社 (第一卷)19925:109～118.
［3］鄭文緯,吳克堅(jiān) 機(jī)械原理 北京:高等教育出版社.1997.
［4］剪式液壓升降機(jī)設(shè)計(jì)的類比增型與油缸推力計(jì)算[J]，林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2003， 8期（25）
［5］鋁棒自動(dòng)卸料裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析2007年 11月 第 35卷 第 11期
［6］朱梅 1具有五自由度及張合氣爪的液壓機(jī)械手 [J] 機(jī)床與液壓 , 2006（1）: 96 - 97
［7］李翔晟 , 常思勤 1靜液壓儲(chǔ)能傳動(dòng)車輛動(dòng)力源系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 [ J ] 1 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版 ,200517: 66 - 681
［8］官忠范. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1981.
［9］新型防偽防盜瓶蓋自動(dòng)組裝機(jī)的設(shè)計(jì)液壓與氣動(dòng)2007 年第5 期
［10］一種高效鋁棒自動(dòng)卸料裝置 機(jī)械研究與應(yīng)用第 19卷 第 3期2006年 6月
［11］機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004
［12］陳海真 鋁棒自動(dòng)卸料裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓與氣動(dòng)2007 年第5 期
［13］陳海真 薛菊 一種鋁棒自動(dòng)卸料裝置的設(shè)計(jì) 山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）第 20 卷 第 6 期2006 年 11 月
［14］Charles W., Hydraulics Pneumatics & Seals，Prentice Hall, Inc., 2004
［15］Edward W. Reed, Fluid Power with Microprocessor Control, Prentice-Hall, Inc,
17
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