鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2011 1 前言 自動(dòng)液壓 磚壓機(jī) 的簡(jiǎn)介 液壓磚壓機(jī) (以下簡(jiǎn)稱壓機(jī) )是現(xiàn)代 墻體磚 生產(chǎn)線的核心關(guān)鍵設(shè)備，是機(jī)、電、液、氣一體化的高技術(shù)專(zhuān)用設(shè)備。說(shuō)它關(guān)鍵，主要是它前連原料加工，后接干燥燒成，若 磚壓機(jī) 出現(xiàn)故障，則全線停工。說(shuō)它專(zhuān)用，主要是出于特殊的物料（含少量水的噴霧干燥顆粒狀泥粉料）及成形工藝技術(shù)（按照特定的升 壓曲線實(shí)施多次加壓及排氣），而一般的壓力機(jī)顯然是不能用于壓制墻體 磚的。作為生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備全自動(dòng) 磚壓機(jī) 顯出示許多的優(yōu)點(diǎn)： 壓機(jī)采用液壓傳動(dòng)對(duì)磚胚施加等靜壓力，工作平穩(wěn)，有利 于胚體壓制成行。 采用液壓傳動(dòng)可非常方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)壓制力、速度、時(shí)間的調(diào)節(jié)控制，并保持穩(wěn)定，使壓機(jī)動(dòng)作很好的符合工藝的要求； 容易實(shí)現(xiàn)壓機(jī)的大型化和自動(dòng)化； 胚體成型好，強(qiáng)度高?，F(xiàn)代全自動(dòng)液壓 磚壓機(jī) 都看其有可靠性、重復(fù)性、調(diào)控性、耐久性、效率等。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要研究寬體 磚壓機(jī) ，以提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。 自動(dòng)墻體磚壓機(jī)在國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)狀況及發(fā)展趨勢(shì) 磚壓機(jī)是生產(chǎn)墻體磚的關(guān)鍵設(shè)備之一。在改革開(kāi) 放初期，我國(guó) 的墻體磚生產(chǎn)廠使用的壓制成型設(shè)備都是 30 60 噸的摩擦壓力級(jí)而國(guó)外已有 500的自動(dòng)液壓磚壓機(jī)，國(guó)內(nèi)尚不能制造，這種小噸位的摩擦壓力機(jī)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大生產(chǎn)率低，產(chǎn)品尺寸小質(zhì)量差，已不能滿足現(xiàn)代建筑對(duì)墻體磚的要求。 為了擴(kuò)大墻體磚的生產(chǎn)規(guī)模，提高產(chǎn)品質(zhì)量，國(guó)內(nèi)一些墻體磚生產(chǎn)廠商開(kāi)始引進(jìn)墻體磚生產(chǎn)線包括自動(dòng) 磚壓機(jī) 。為了盡快從根本上改變我國(guó)墻體磚生產(chǎn)落后的面貌，實(shí)現(xiàn)墻體磚技術(shù)裝備的現(xiàn)代化和國(guó)產(chǎn)化，在“七五”期間由國(guó)家建材局領(lǐng)導(dǎo)組織實(shí)施墻體磚技術(shù)裝備現(xiàn)代化和國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目，采用自主開(kāi)發(fā)和國(guó)外先進(jìn)技術(shù) 相結(jié)合，引進(jìn)技術(shù)和消化吸收相結(jié)合的方法取得了可喜的成績(jī)。 關(guān)于壓機(jī)的節(jié)能技術(shù)，國(guó)內(nèi)的壓機(jī)多采用傳統(tǒng)的技術(shù)，如依靠低壓充液油箱，強(qiáng)迫主缸活塞快速下行的方法，但國(guó)外壓機(jī)許多新的新的節(jié)能方法尚未采用，如國(guó)外壓機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力源已從竄逃的定量泵系統(tǒng)發(fā)展為高校節(jié)能變量泵系統(tǒng)，系統(tǒng)具有將壓制后的蓄積在主缸內(nèi)的高壓液壓能有低壓蓄能器回收的回路。國(guó)外 1500磚壓機(jī)的主電機(jī)功率只有55國(guó)內(nèi) 1600 盾磚壓機(jī)的主電機(jī)功率為 75的來(lái)說(shuō)現(xiàn)代磚壓機(jī)的液壓系統(tǒng)趨于簡(jiǎn)化，注重提高控制精度，可靠性，節(jié)能等。 隨著國(guó)家 節(jié)能減排政策的不斷推進(jìn)，新型墻體材料逐步替代傳統(tǒng)墻體材料走進(jìn)個(gè)建筑部門(mén)，而生產(chǎn)墻體材料的機(jī)械往往都是通過(guò)人工完成，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本課題基于以上目的提出設(shè)計(jì) 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) ，該機(jī)械 屬機(jī)電一體化設(shè)備，適用于生產(chǎn)墻體實(shí)心磚砌塊、地磚、各類(lèi)型墻體砌塊、劈離砌塊、路緣石、護(hù)坡塊、水工砌塊及各類(lèi)特殊的薄壁混凝土砌塊。由于該機(jī)控制系統(tǒng)采用了先進(jìn)的電氣、液壓與機(jī)械緊密結(jié)合，動(dòng)作程序互鎖、監(jiān)控嚴(yán)格的程序控制系統(tǒng)，所以具有自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單可靠和維修方便等特點(diǎn) 。 另一方面 磚 磚壓機(jī) 技術(shù)的日益進(jìn)步 ，現(xiàn)代 液壓 磚壓機(jī) 無(wú)論從主 機(jī)結(jié)構(gòu)還是液壓控制技術(shù)方面都和早期的 磚壓機(jī) 大有不同。例如主機(jī)結(jié)構(gòu)較多的采用經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化的各種新型結(jié)構(gòu)以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu) ， 使 磚壓機(jī)買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 的主機(jī)精度、可靠性和抗疲勞性能得到較大的提高 ； 而近年來(lái)較多的采用先進(jìn)的液壓伺服比例控制技術(shù) ,使 磚壓機(jī) 的壓制動(dòng)作更加的柔和、平穩(wěn) ,壓制力更加準(zhǔn)確。這些都為現(xiàn)代建筑壓機(jī) 業(yè)生產(chǎn)多變的高檔墻地磚創(chuàng)造了非常有利的條件。 現(xiàn)代磚壓機(jī) 主機(jī)結(jié)構(gòu)的研究與開(kāi)發(fā)就是要以最佳的、最合理的結(jié)構(gòu) ,盡可能少的原材料消耗 ,獲得最理想的實(shí)用效果 ,包括主機(jī)精度、綜合性能以及抗疲勞性等。但要做到這一點(diǎn) ,就需要我們付出很多的 努力 ,不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)和研究。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 2 全自動(dòng)全自動(dòng)墻體磚壓機(jī)的總體設(shè)計(jì) 本 型 號(hào)的 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 除了主機(jī)組 （包括機(jī)架、主液壓缸，充氣油箱，脫模裝置，增壓缸等） 以外，涉及到動(dòng)作部份的主要有：油泵電機(jī)、振動(dòng)電機(jī) 1、振動(dòng)電機(jī) 2、送料電機(jī)、砌塊輸送機(jī)、模頭振電機(jī)這 5 個(gè)電機(jī)以及控制料斗、壓振、脫模、托板完成壓制砌塊件邏輯動(dòng)作的 這幾 個(gè)電磁閥組 成。 2 1 主要技術(shù)參數(shù) 表 2要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)名 參數(shù)值 參數(shù)名 參數(shù)值 每次成型塊數(shù) 4塊 最短成型周期 15 18 秒 /次 最大填 料深度 400動(dòng)梁行程 800機(jī)功率 40壓系統(tǒng)油量 800L 油泵額定壓力 泵使用壓力 1形尺寸 1580*3200 6320 機(jī)質(zhì)量 50 噸 動(dòng)梁的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 1) 截面受力情況 活動(dòng)梁受力簡(jiǎn)圖 圖 ( P )彎 矩 圖 ( M )剪 力 圖 ( Q )動(dòng)梁受力情況 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 在主截面（ I I）所收彎距： 11( ) 1 2 0 0 0 0 0 (1 5 2 6 2 )8813500000M P B bk g f 其中： P 公稱壓力（ P=1200000b 活塞頭外徑尺寸 ( b=62 工作臺(tái)長(zhǎng) ( B=152) 截面拉壓強(qiáng)度計(jì)算 ： 主截面（ I I）可以簡(jiǎn)化為：如圖所示 活 動(dòng) 梁 I - I 截 面 及 簡(jiǎn) 化 截 面( b ) I - I 等 量 簡(jiǎn) 化 截 面( a) I - I 截 面5 2 02 0 040150200150608 5 08 2 06 2 03 0 03 2 02 0 0 06 2 05 0 0（ a） -截面 （ b） -等量簡(jiǎn)化截面 圖 2表 2動(dòng)梁截面 I 序號(hào) 截面高度截面寬度截面積Fi=bi 面積中心至 i (截 面對(duì) i 截面與面積中心至i各截面積的慣性距 2 (1 20 6 120 57 6840 389880 360 2 52 15 780 6270 1686555 14625 3 50 20 1000 29 29000 841000 62 15 930 0695 65 4 260 2 520 1040 計(jì) 60 3090 83325 3041468 心至 X 軸距離： 183330 2 7 . 03090c 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 21 6 0 2 7 3 3 . 0h H h c m 截面對(duì) X 軸的慣性距： 43 0 4 1 4 6 8 6 6 1 0 03108000J i J S i Y 截面對(duì) X 軸 (形心軸 )的慣性距： 22143 1 0 8 0 0 0 2 7 3 0 9 0855400J J i h F 在受拉截面上的彎曲應(yīng)力： 221 13500000 27 4 2 6 / 1 0 0 0 /855400Mh k g f c m k g f c 拉 在受壓截面上的彎曲應(yīng)力： 222 13500000 33 5 2 1 / 1 0 0 0 /855400Mh k g f c m k g f c 壓 算得在主截面（ I I）上的彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力 21 0 0 0 /k g f c m 滑邊 在截面（ I I I I）所收彎距： 222( ) 1 2 0 0 0 0 0 (1 5 2 6 2 )8 8 1 5 27994300P B g f 其中： P 公稱壓力（ P=1200000b 活塞頭外徑尺寸 ( b=62 工作臺(tái)長(zhǎng) ( B=152大剪切應(yīng)力為： ( ) 1 2 0 0 0 0 0 ( 1 5 2 6 2 ) 3553002 2 1 5 2P B bQ k g 截面（ I I I I）可以簡(jiǎn)化為：如圖所示 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 活 動(dòng) 梁 I I - I I 截 面 及 簡(jiǎn) 化 截 面( b ) I I - I I 等 量 簡(jiǎn) 化 截 面( a ) I I - I I 截 面5 6 0401103001508 5 08 2 03 6 02 6 0 08 2 04 6 0（ a） -截面 （ b） -等量簡(jiǎn)化截面 圖 2動(dòng)梁 面及簡(jiǎn)化截面 表 2動(dòng)梁截面 號(hào) 截面高度截面寬度截面積Fi=bi 面積中心至 i (截面對(duì) i 截面與面積中心至i各截面積的慣性距 2 (1 56 15 840 4100 2315250 15750 2 46 30 1380 30 41400 1242000 103500 3 82 11 902 569 85 4 340 2 680 1360 計(jì) 60 3462 94749 3640016 心至 X 軸距離： 194750 2 7 . 43462c 21 6 0 2 7 . 4 3 2 . 6h H h c m 截面對(duì) X 軸的慣性距： 43 6 4 0 0 0 0 1 2 8 8 0 03768800J i J S i Y 截面對(duì) X 軸 (形心軸 )的慣性距： 22143 7 6 8 8 0 0 2 7 . 4 3 4 6 21170000J J i h F 在受拉截面上的彎曲應(yīng)力： 221 7 9 9 4 3 0 0 2 7 . 4 1 8 7 / 1 0 0 0 /1170000Mh k g f c m k g f c 拉 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 在受壓截面上的彎曲應(yīng)力： 222 7 9 9 4 3 0 0 3 2 . 6 2 2 3 / 1 0 0 0 /1170000Mh k g f c m k g f c 壓 算得在主截面（ I I I I）上的彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力 21 0 0 0 /k g f c m 3) 截面剪切強(qiáng)度計(jì)算： 根據(jù)材料力學(xué)可知斷面抗剪切力主要由立板承受，故可按簡(jiǎn)化截面 矩形計(jì)算。其最大應(yīng)力 t 2m a x 1 . 5 2 0 0 /Q k g f c 其中： Q 截面剪切力（ ( ) 1 2 0 0 0 0 0 ( 1 5 2 6 2 ) 3553002 2 1 5 2P B bQ k g B 簡(jiǎn)化截面寬度（ B=46 簡(jiǎn)化截面高度（ H=602m a x 1 . 5 3 5 5 3 0 0 1 9 3 / 2 0 0 /4 6 6 0 k g f c m k g f c m 4) 剛度計(jì)算 2 2 31 1 16 4 2 4 6 4 b 彎（ 2 2200991 . 2 1 . 21 . 2 1 . 2881 . 2()8d x d G P G 剪公式中： P 公稱壓力（ P=1200000b 活塞頭外徑尺寸 ( b=62 工作臺(tái)尺寸 ( B=152 活動(dòng)橫梁截面慣性矩（ 4855400J F 活動(dòng)橫梁立板面積（ 24 6 6 0 2 7 6 0F c m E 材料彈性模數(shù)（ 用于鑄鐵 621 . 0 5 1 0 /E k g f c m G 剪切彈性模數(shù) 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 用于鑄鐵 G 526 1 0 /G k g f c m 代人上式得： 2 2 361 2 0 0 0 0 0 1 5 2 1 1 11 5 2 6 2 6 26 1 . 0 5 1 0 8 5 5 4 0 0 4 2 4 6 40 . 0 0 9 彎51 . 2 1 2 0 0 0 0 0 ( 1 5 2 6 2 )8 6 1 0 2 7 6 00 . 0 1 0 剪2 0 . 0 1 0 0 . 0 0 9 0 . 0 1 9f f f c m 剪 彎 允許下橫梁彎曲變形量為： 152( 0 . 1 2 0 . 2 0 ) ( 0 . 1 2 0 . 2 0 ) 0 . 0 1 8 2 0 . 0 3 0 41 0 0 0 1 0 0 0Bf c m 故下橫梁剛度滿足要求。 壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，公稱力： 12000塊最大行程： 800 現(xiàn)擬定：拉伸缸快速下降行程為： 600度： 100mm/s； 拉伸缸慢速下降行程為： 200度： 25mm/s； 拉伸缸回程速度： 800mm/s； 載分析 1) 工作負(fù)載 2000) 摩擦負(fù)載 Ff= /2) （ 2 由于工作為垂直起升，所以垂直作用于導(dǎo)軌的載荷可由其間隙和結(jié)構(gòu)。由于不受偏心力，所以摩擦負(fù)載為 0。 3) 慣性負(fù)載 拉伸缸快速下行： 1 2 0 0 0 0 . 11 2 4 4 . 99 . 8 0 . 5a K 拉伸缸減速下行： 1 2 0 0 0 0 . 1 0 . 0 2 52 1 8 3 . 79 . 8 0 . 5a K 拉伸缸回程： 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 1 0 0 0 . 83 1 69 . 8 0 . 5a K 根據(jù)以上計(jì)算，液壓缸的各階段的工作負(fù)載如表：（ 表 2缸的受力情況 工況 計(jì)算公式 總負(fù)載 F/推力 F/動(dòng) F= 2000 13187 主缸快速下行 F= 3434 主缸減速下行 F= 2985 主缸 回程 F= 2016 13028 壓缸主要參數(shù)的確定 1) 主液壓缸主要參數(shù)設(shè)計(jì) 根據(jù)分析此設(shè)備的負(fù)載較大，所以初選主缸的工作壓力為： 40 得 3 261 3 4 3 4 1 0 0 . 3 3 5 8 54 0 1 0 又知 4 4 0 . 3 3 5 8 5 0 . 6 5 43 . 1 4 按標(biāo)準(zhǔn)選 D=66 根據(jù)行速比值來(lái)確定活塞桿的直徑，即： 2228 （ 2 得： d=標(biāo)準(zhǔn)選 d=622) 主液壓缸的強(qiáng)度校核 （ 1）總體受力分析：液壓缸的一般形式是一端開(kāi)口，一端封閉的厚壁高壓容器，當(dāng)高壓液體作用在活塞上時(shí)，反作用于缸底，通過(guò)缸壁傳到法蘭部分，靠法蘭和橫梁支撐反力來(lái)平衡。液壓缸受力狀況可以分為三部分，即：缸底、法蘭和中間厚壁圓筒。理論上分析和應(yīng)力測(cè)定均表明，只有在和法蘭支撐表面及缸底內(nèi)表面距離各為 1.5 可以按厚壁圓筒公式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。缸底支撐的液壓缸的受力情況大為簡(jiǎn)化，可主要按厚壁筒公式來(lái)計(jì)算。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 圖 2液壓缸截面簡(jiǎn)圖 截面主應(yīng)力圓筒段任意一點(diǎn)的三向主應(yīng)力值分別為： 1 14242P D P D P D （ 2 1 12 22P D P D P D （ 2 1 2 3 0 強(qiáng)度校核時(shí)，采用 度準(zhǔn)則，即： 2 2 21 2 2 3 3 12 2 21 1 12 2 21 1 1211121 1 12 2 21 1 12 4 43432P D P D P D D D P D P D D D （ 2 根據(jù)強(qiáng)度要求 即 132 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 1 32 （ 2 代入數(shù)值得： 13 4 0 0 6 6 6 6 8 8 . 92 1 0 0 0D c m 內(nèi)壁應(yīng)力的強(qiáng)度校核 （ 2） 中斷圓筒處強(qiáng)度計(jì)算 圓筒段任意一點(diǎn)的三向主應(yīng)力值分別為： 22122 2 221 1rp r rr r r （ 2 22122 2 221 1tp r rr r r （ 2 0z 式中： r 徑向應(yīng)力； t 切向應(yīng)力； z 軸向應(yīng)力； P 缸內(nèi)液體壓力； 缸的內(nèi)半徑； 缸的外半徑； r 所求應(yīng) 力點(diǎn)位置的半徑； 強(qiáng)度校核時(shí)，采用 度準(zhǔn)則，即： 2 2 212 t r r z z t （ 2 將 r = 2（ 2可得出圓筒內(nèi)壁處的 r 及 t ，然后連同式（ 2簡(jiǎn)后，可得出發(fā)生于缸內(nèi)壁的最大合成當(dāng)量應(yīng)力為： 4412m a x 22214422261 1 0 6 6 64001 1 0 6 68 3 2 /g f c m根據(jù)需要結(jié)合液壓缸一般設(shè)計(jì)材料，現(xiàn)選定 鑄鐵 為其設(shè)計(jì) 材料， 查材料手冊(cè)可知： 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 21 0 0 0 ( / )k g f c m ； 因此有 即知此設(shè)計(jì)尺寸滿足工作要求。 （ 3）缸底部分 在一些有關(guān)的液壓機(jī)的書(shū)中，均把平底缸當(dāng)作受均布載荷作用且周邊剛性固定的中心有孔的原板來(lái)考慮，如圖 2 圖 2底受力圖 大彎曲應(yīng)力發(fā)生在圓板的周邊，根據(jù) 度準(zhǔn)則，最大當(dāng)量應(yīng)力為 2120 （ 2 公式中： P 缸內(nèi)液體壓力； 缸的內(nèi)半徑； t 缸底厚度； 缸底應(yīng)開(kāi)孔而引入的削弱系數(shù) 11222 （ 2 2 則有： 6 6 3 6 0 . 4 5 566 5224 0 0 1 0 3 30 . 7 5 6 5 . 90 . 4 5 5 3 3d M P a 按這種方法計(jì)算時(shí) 取低值，為 80以 ，安全。 3) 頂出缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算校核和拉伸缸基本一致，在此 從略。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 柱部分強(qiáng)度計(jì)算校核 立柱受力情況是由液壓機(jī)結(jié)構(gòu)、工藝過(guò)程的受力和預(yù)緊狀態(tài)下的受力狀況決定的。因此，要仔細(xì)分析以上因素的影響，選擇合適的計(jì)算方法，一般有以下集中情況： 1） 立柱預(yù)緊狀態(tài)下的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。 2） 中心載荷下立柱的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。 3） 偏心載荷狀態(tài)下，對(duì)活塞式和柱塞式油缸，立柱和導(dǎo)套間隙均等 狀態(tài)下，立柱的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。 4） 偏心載荷狀態(tài)下，對(duì)活塞式和柱塞式油缸，立柱和導(dǎo)向套間隙不等，因此，僅一側(cè)立柱承受偏心負(fù)荷產(chǎn)生的水平力時(shí)，立柱的受立分析和強(qiáng)度計(jì)算。 在以上各種情況下，受力分析和強(qiáng)度計(jì)算中，均做了以下假設(shè)： 1） 活塞（柱塞）與活動(dòng)橫梁均為剛性連接。 2） 空間受力情況可簡(jiǎn)化為平面框架，框架每側(cè)代表兩根立柱，且每側(cè)的兩根立柱受力均等。 3） 上橫梁和工作臺(tái)的剛度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于立柱的剛度，因此可認(rèn)為上橫梁和工作臺(tái)是絕對(duì)剛體。 4） 各作用力均可簡(jiǎn)化為集中力。 5） 不考慮由于制造、安裝而后使用過(guò)程中受熱影響等產(chǎn)生的附加陰歷。這些假使均屬一 般性的，而且與實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)基本相符。 中心載荷作用下立柱強(qiáng)度計(jì)算 1) 抗拉強(qiáng)度校核 在中心載荷作用下，立柱只承受拉伸應(yīng)力，其應(yīng)力可按下式計(jì)算： 220/0 . 7 8 5 p k g f c （ 2 公式中： P 公稱壓力（ 立柱最小直徑（取螺紋退刀槽處的直徑） （ n 立柱數(shù)量（一般為 n=4） 立柱許用拉伸應(yīng)力。對(duì) 45 鋼來(lái)說(shuō) =600 900此針對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有： 5 221 2 1 0 7 9 0 /0 . 7 8 5 2 2 4 k g f c m則有： 故滿足要求。 完全的中心載荷和受力完全均等，僅僅是一種理想的狀態(tài)。實(shí)際結(jié)構(gòu)中，各零件連接處不可避免的會(huì)有不均勻現(xiàn)象；立柱端面變化處的應(yīng)力集中；工作 中 總會(huì)由于模具安裝不準(zhǔn)確，工件變形阻力不對(duì)稱等各種因素使實(shí)際應(yīng)力分布不均勻，形成局部應(yīng)力較計(jì)算應(yīng)力為高的現(xiàn)象。因此許用應(yīng)力取得較低是必要的，合理的。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 2) 壓桿穩(wěn)定性校核 當(dāng)受拉桿件的應(yīng)力達(dá)到屈服極限或強(qiáng)度極限時(shí)，將引起塑性變形或斷裂。長(zhǎng)度較小的受壓短柱也有類(lèi)似的現(xiàn)象，例如低碳鋼短柱被壓扁，鑄鐵短柱被壓碎。這些都是由于強(qiáng)度不足引起的失效。 細(xì)長(zhǎng)桿受壓時(shí)，卻表現(xiàn)出與強(qiáng)度失效全然不同的性質(zhì)。當(dāng)壓力與桿件軸線重合，當(dāng)壓力逐漸增加，但小于某一極限值時(shí)，桿件一直保持直線狀態(tài)平衡，及時(shí)微小的側(cè)向干擾力使其暫時(shí)發(fā)生輕微彎曲 ，干擾力解除后，它仍將恢復(fù)直線狀態(tài)。這表明桿件直線狀態(tài)平衡時(shí)穩(wěn)定的。當(dāng)壓力逐漸增加到某一極限值時(shí)，壓桿的直線平衡變?yōu)椴环€(wěn)定，將轉(zhuǎn)變?yōu)榍€形狀的平衡。這時(shí)如果再用微小側(cè)向干擾力使其發(fā)生輕微彎曲，干擾力解除后將保持曲線形狀平衡，不能恢復(fù)原有的直線形狀。上述壓力是極限值稱為臨界壓力或臨界力。壓桿喪失其直線形狀的平衡而過(guò)渡為曲線平衡，稱為喪失穩(wěn)定，簡(jiǎn)稱失穩(wěn)。 桿件失穩(wěn)后，壓力的微小增加將引起彎曲變形顯著增大，桿件已喪失承載能力。這是因?yàn)槭Х€(wěn)造成的失效，可以整個(gè)機(jī)器或結(jié)構(gòu)的損壞。但細(xì)長(zhǎng)壓桿失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)力不一定很高，有時(shí) 甚至低于比例極限?？梢?jiàn)這種型式的失效，并非強(qiáng)度不足，而是穩(wěn)定性不夠。 磚壓機(jī)上梁質(zhì)量比較大，工作中立柱有時(shí)會(huì)受到側(cè)向干擾力，故需要對(duì)其進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性校核。 磚壓機(jī)立柱由 45鋼制成， 350s M , 280p M ， E=l=3050徑 d=10000 2921 62 1 0 1 0 862 8 0 1 0 立柱簡(jiǎn)化為兩端固定的支桿， 。 截面為圓形 4（ 2 柔度： 1 30502 2 7 . 722044 1所以不能用歐拉公式計(jì)算臨界壓力 24 6 1 3 5 0 4 3 . 22 . 5 6 8 P a 2買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 可見(jiàn)立柱為小柔度壓桿。應(yīng)按強(qiáng)度問(wèn)題計(jì)算。 設(shè)上梁為 10 2210000 2 6 . 3 /224F k g f c （ 2 所以強(qiáng)度足夠，立柱安全 。 計(jì)成果主要參數(shù)示意圖如下： 圖 2買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 3 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī)的 制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 動(dòng)作邏輯順序 1. 布料箱向前； 2. 下模上升； 3布料箱向后； 4上模下壓； 5上模上升； 6下模上 降 ； 7托板供給向前； 8托板供給向后； 這 8種動(dòng)作是由液壓電磁閥來(lái)控制的。 始位置 (1)料車(chē)后位， (2上模上位， (3)下模下位， (4)料斗滿料， (5)砌塊輸送機(jī)上無(wú)砌塊。 作程序 在正常情況下 , 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 是以下列順序一步一步 地 執(zhí)行的： 1) 布料箱向前，延時(shí)振動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)布料器啟動(dòng)，布料箱到達(dá)前位，布料器停止工作，供料結(jié)束。 2) 托模機(jī)頭向下壓實(shí)模箱內(nèi)的砌塊，到達(dá)指定高度時(shí)振動(dòng)停止，延時(shí)托模。同時(shí)送料皮帶機(jī)啟動(dòng)，向布料箱供料，延時(shí)停止。 3) 托板接收器向下脫模。 4) 托板供給器向前，把成型后的砌塊送到砌塊輸送機(jī)上，同時(shí)將托板送到托板接收器上。 5) 托板接收器向上，模頭上升到位。 6) 托板供給器向后到位 ，同時(shí)按上列順序繼續(xù)循環(huán)。 種控制系統(tǒng)方案比較 1） 價(jià)格便宜，性能可靠 在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中常用三種控制器：可編程控制器、單片機(jī)、 工控機(jī)，從使用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性出發(fā)，本設(shè)計(jì)選用了 為 本 型 號(hào)的 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 是屬典型的繼電邏輯順序動(dòng)作控制系統(tǒng)，這是 擅長(zhǎng)功能，而且設(shè)計(jì)方便、使用可靠。對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)雖然成本低，但硬件需自己設(shè)計(jì)制造， 本 型 號(hào) 全自動(dòng)墻買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 體磚壓機(jī) 生產(chǎn)廠家不可能自己設(shè)計(jì)制造，如委托別人制造，則成本就高顯然不宜選用。而對(duì)于 在大型工業(yè)控制管理系統(tǒng)經(jīng)常使用，但是 本 型 號(hào) 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 簡(jiǎn)單順序動(dòng)作和單機(jī)操作系統(tǒng)， 適用于小型企業(yè)工人少成本較低， 也不宜選用這價(jià)格高、功能又很強(qiáng)大的控制系統(tǒng)。 2） 使用簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便 需將產(chǎn)生輸入信號(hào)的設(shè)備（如按鈕、開(kāi)關(guān)等）與 接收輸出信號(hào)的被控設(shè)備（如接觸器、電磁閥等）與 輸出端子連接。 入信號(hào)用開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，輸出信號(hào)可以觀察 發(fā)光二極管。調(diào)試后再將 現(xiàn)場(chǎng)安裝通調(diào)，調(diào)試工作量要比繼電器控制系統(tǒng)少得多。 且有完善的自 診斷功能和運(yùn)行故障指示裝置。一旦發(fā)生故障，可以通過(guò) 迅速查明原因，排除故障。 3） 體積小、重量輕、功耗低 由于 此整個(gè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、 體積小、重量輕、功耗低。以三菱 24N 型 例，其外形尺寸僅為 1309087量只有 600g，功耗小于 50w。所以 容易裝人機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想的控制設(shè)備。 綜上所述，對(duì)于砌塊機(jī)這種 以簡(jiǎn) 單順序動(dòng)作為主的控制系統(tǒng)，選擇 為核心控制器，輔以外部電液控制電路 ，是較好的選擇。 型設(shè)計(jì) 入、輸出點(diǎn)數(shù)的確定 1） 輸入控制信號(hào)分析 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 每個(gè)動(dòng)作都對(duì)應(yīng)一個(gè)位置限位開(kāi)關(guān)，并以控制面板上的動(dòng)作指示燈和高度銷(xiāo)閉合指示燈來(lái)指示動(dòng)作，這些限位開(kāi)關(guān)接點(diǎn)通過(guò)光電隔離輸入 2) 輸出控制信號(hào)分析 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 的動(dòng)作有砌塊輸送裝置，即輸送電機(jī)模頭上下動(dòng)作、模箱上下動(dòng)作、振動(dòng)器的振動(dòng)、下料的料斗門(mén)開(kāi)關(guān)、布料箱的向前向后、加托板的向前向后。因?yàn)闄C(jī)器的許多動(dòng)作是靠液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以 出接點(diǎn)通過(guò)繼電器、接觸器驅(qū)動(dòng)電磁閥、液壓閥以及 油泵電機(jī)的啟動(dòng)與停止等等。 3) I/表 4： 入點(diǎn) 功用 代碼 功用 代碼 油泵啟動(dòng) 泵啟動(dòng) 泵停止 動(dòng)電機(jī) 1 動(dòng) /自動(dòng) 動(dòng)電機(jī) 2 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 續(xù)表如下 單次 /連次 拌電機(jī) 動(dòng)啟動(dòng) 塊運(yùn)輸機(jī) 板向前 流閥 1 板向后 流閥 2 料箱向后 料箱向前 料箱向后 料箱向后 模上升 板向前 模下降 板向后 框向上 板進(jìn)給溢流閥 框向下 模上升 機(jī)振動(dòng) 模下降 拌電機(jī) 框上升 塊運(yùn)輸機(jī) 框下降 斗們開(kāi) /關(guān) 斗開(kāi) 用 頭振動(dòng) 料箱向前 動(dòng)指示燈 料箱向后 動(dòng)指示燈 模上位 機(jī)械鎖 模下位 機(jī)械鎖 框上位 ?？蛳挛?托板前位 托板后位 砌塊運(yùn)輸機(jī) 左機(jī)械鎖 右機(jī)械鎖 振動(dòng)電機(jī) 1 振動(dòng)電機(jī) 2 由 I/入端共 31點(diǎn)，輸出端共 22 點(diǎn)， I/3點(diǎn)。 選型 1) I/為以后改進(jìn)留有一定的余地， 點(diǎn)數(shù) =I/O 實(shí)際點(diǎn)數(shù) 10 15%=60 點(diǎn)。所以選 I/0總點(diǎn)數(shù)為 60點(diǎn) 2) I/從 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 控制過(guò)程可知 ,全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 輸入是位置開(kāi)關(guān)信號(hào)法，買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 前后限位開(kāi)關(guān)，上下限位開(kāi)關(guān)，以及判斷工件有關(guān)的光電控制開(kāi)關(guān)。因 均是開(kāi)關(guān)量，而且主要是驅(qū)動(dòng) 13 個(gè)電磁閥線圈， 用以 分別控制 全自動(dòng)墻體磚壓 機(jī)的料斗油缸前端、料斗油缸后端、壓頭油缸下端、脫模、壓頭油缸上端、托板供給前端、托板供給后端、托板接收器上端的電路的通斷線圈。使用功率一般需 30W。因此 ，輸出模塊選擇繼電器輸出型，抗干擾 輸入輸出信號(hào)均需光電隔離，一般 設(shè)計(jì)了 光電隔離電路。 3) 用戶存儲(chǔ)器容量的計(jì)算 因?yàn)?I/0 點(diǎn)，所需存儲(chǔ)器容量計(jì)算如下：所需存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù) =輸入、輸出總點(diǎn)數(shù) 10=60 10=600 4) 按照以上要求，本著控制可靠、價(jià)格便宜 以 考慮 及我在學(xué)校學(xué)習(xí)的 是 以本設(shè)計(jì) 選用了日本三菱公司 60 60要指標(biāo)如下：最大 I/O 點(diǎn) 數(shù) ： 60 點(diǎn)；輸出形式：繼電器輸出；程序容量： 2K；執(zhí)行速度：s；定時(shí) /計(jì)數(shù)器： 51/64 個(gè)；中斷源： 4 個(gè) ； 可見(jiàn)，該 型 滿足設(shè)計(jì)要求。 序語(yǔ)言選擇 記符語(yǔ)言、流程圖語(yǔ)言和布爾代數(shù)語(yǔ)言等。其中前兩種語(yǔ)言用得較多，流程圖語(yǔ)言也在許多場(chǎng)合被采用。 梯形圖語(yǔ)言沿用繼電器控制原理的形式，采用了常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、線圈和功能塊等結(jié)構(gòu)的圖形語(yǔ)言，并觀、簡(jiǎn)便、易于被掌握，但要求配置較大的顯示器，這在小型 上很難被滿足。故需借助于助記符語(yǔ)言。助記符語(yǔ)言是 命令語(yǔ)言表達(dá)式，其語(yǔ)句是指令功能的英語(yǔ)縮寫(xiě)形式。例如：三菱公司的 ”、“或”、“與 非”、“輸入”、“輸出”、“結(jié)束”等指令就可用相應(yīng)的“ “ 0R”、“ “ “ “ 示。顯然助記符語(yǔ)言作為梯形圖派生語(yǔ)言，既保持了梯形圖簡(jiǎn)單、直觀、易懂的特點(diǎn)，又能采用便攜式編程器編制用戶程序。此外如經(jīng)調(diào)試符合要求后，還可方便的寫(xiě)入 ，今后修改也很方便，因而為一般用戶所廣泛采用。 但是在以順序動(dòng)作機(jī)械控制中，若采用梯形圖方法編制程序，則既復(fù)雜又難懂又費(fèi)時(shí)，限制了它的使用。此時(shí)采用狀態(tài)流程圖表示，用步進(jìn)順控指令編程會(huì)很方便、直觀。 狀態(tài)流程圖語(yǔ)言是一種描述順序控制系統(tǒng) 功能的圖解表示法，主要由“步”、“轉(zhuǎn)移”、及“有向線段”組成。如果適當(dāng)運(yùn)用組成元素和轉(zhuǎn)移觸發(fā)條件，可模擬出控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)運(yùn)行圖，從中很容易發(fā)現(xiàn)潛在故障。流程圖編程常使用步進(jìn)順控指令，如用“ 指令全表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，用“ 令指向下一轉(zhuǎn)移狀態(tài)，“ 令則用于激活其一狀態(tài)，是與主毋線聯(lián)接的接點(diǎn)，因而其后可以輸出信號(hào)，“ 是 狀態(tài) 返回指令。 由上述 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 的動(dòng)作過(guò)程可知，本 型 號(hào) 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 順序動(dòng)作邏輯性較強(qiáng)， 顯然采用狀態(tài)流程圖法用步進(jìn)順控指令編程是最佳選擇 。該方法還有買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 一個(gè)特出的優(yōu)點(diǎn)，就是編程者每次只考慮一種狀態(tài)而不用考慮其它狀態(tài)使編程直觀明了，而且當(dāng)執(zhí)行下一狀態(tài)就自動(dòng)將上一狀態(tài)復(fù)位，這就避免了繁雜的電氣互鎖 電路設(shè)計(jì)， 使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 、 可靠。 制程序設(shè)計(jì) 根據(jù) 全自動(dòng)墻體磚壓機(jī) 工藝動(dòng)作圖先畫(huà)出順序流程梯形圖，然后再依順序流程圖用步進(jìn)順控指令編制出 程序見(jiàn)附錄 1所示。 部電路設(shè)計(jì) 外部電氣電路主要完成：將托板、模頭、布料箱等的上、下、前、后位的限位開(kāi)關(guān)接頭送 觸器進(jìn)行電壓、功率轉(zhuǎn)換。從而 在 動(dòng)油泵電機(jī)、振動(dòng)電機(jī) 1、振動(dòng)電機(jī) 2、送料電機(jī)、砌塊輸送機(jī)、模頭振電機(jī)以及料斗、壓振、脫模、托板等八個(gè) 電磁閥的邏輯程序動(dòng)作，完成壓制各類(lèi)砌塊件的任務(wù)。為避免誤操作， 對(duì)它們的運(yùn)行 還 進(jìn)行了互鎖設(shè)計(jì)。下面，對(duì)外部電氣圖紙上各接近開(kāi)關(guān)、電機(jī)、操作面扳上標(biāo)號(hào)、代號(hào)、功能 等 說(shuō)明如下： 表 4近開(kāi)關(guān)控制功能 代號(hào) 功能 板接受器下降減速時(shí)動(dòng)作 板接收器上位時(shí)動(dòng)作 板接收器到達(dá)下位時(shí)動(dòng)作 板接收器到達(dá)前位時(shí)動(dòng)作 板供給器到達(dá)后位時(shí)動(dòng)作 頭上位時(shí)動(dòng)作 模時(shí)托板接收器下降，模頭到達(dá)返回時(shí)動(dòng)作 料箱到達(dá)前位時(shí)接通 料箱到達(dá)后位時(shí)動(dòng)作 板送到輸送機(jī)上時(shí)動(dòng)作 2） 控制箱面板上的開(kāi)關(guān)控制功能 （ 1）電源開(kāi)關(guān)： 控制箱電源開(kāi)關(guān) （ 2）泵站起動(dòng)： 啟動(dòng)油泵電機(jī) （ 3）泵站停止： 停止油泵電機(jī) （ 4）加熱器啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)泵站加熱器 （ 5）加熱器停止：停止泵站加熱器 （ 6）送料電機(jī)： 啟動(dòng)送料皮帶機(jī) （ 7）送料電機(jī)： 啟動(dòng)送料電機(jī) （ 8）布料箱向前：?jiǎn)?dòng)布料箱向前動(dòng)作 （ 9）布料箱向后： 啟動(dòng)布料箱向后動(dòng)作 （ 10）受動(dòng) /自動(dòng)：工作方式選擇，機(jī)器是自動(dòng)運(yùn)行還是手動(dòng)運(yùn)行 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 （ 11）質(zhì)量監(jiān)控關(guān) /開(kāi)：決定是否對(duì)砌塊質(zhì)量監(jiān)控 （ 12）托模機(jī)頭向上：?jiǎn)?dòng)模頭向上動(dòng)作 （ 13）托模機(jī)頭向下：?jiǎn)?dòng)模頭向下動(dòng)作 （ 14）托板接受器向上：?jiǎn)?dòng)托板接受器向上動(dòng)作 （ 15）托板接受器向下：?jiǎn)?dòng)托板接受器向下動(dòng)作 （ 16）緊急停止按下：切斷控制箱控制電源 （ 17）工作方式：選擇機(jī)器工作方式間斷或連續(xù) （ 18）自動(dòng)起動(dòng)：自動(dòng)方式下，由其實(shí)現(xiàn)啟動(dòng) （ 19）砌塊過(guò)高脫模：同切斷控制箱控制電源 （ 20）振動(dòng)電機(jī)：?jiǎn)?dòng)振動(dòng)電機(jī) （ 21）砌塊輸送機(jī)按下：?jiǎn)?dòng)砌塊輸送機(jī) （ 22）托板供給器向前：?jiǎn)?dòng)托板供給器向前動(dòng)作 （ 23）托板供給器向后：?jiǎn)?dòng)托板供給器向后動(dòng)作 計(jì)完成動(dòng)作示意圖，如下圖所示： 圖 3作示意圖 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 4 結(jié)論 本文通過(guò)對(duì)全自動(dòng)墻體磚壓機(jī)的分析，確定了本課題的主要研究?jī)?nèi)容。在確定了磚壓機(jī)初步設(shè)計(jì)方案后，采用傳統(tǒng)理論方法（即材料力學(xué)方法）對(duì)其機(jī)身進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度計(jì)算。通過(guò)設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可行性。接著采用分析和計(jì)算以及參考相關(guān)的文獻(xiàn)設(shè)計(jì)了液壓系統(tǒng)，根據(jù)前述章節(jié)的討論，可以得出以下結(jié)論 ： 目前設(shè)計(jì)的主要傳統(tǒng)理論依據(jù) 材料力學(xué)的計(jì)算方法具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。從計(jì)算來(lái)看，對(duì)于機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法很多，綜合比