空氣錘的傳動機構(gòu)設(shè)計【含三維圖】【GC系列】

空氣錘的傳動機構(gòu)設(shè)計【含三維圖】【GC系列】,含三維圖,GC系列,空氣錘,傳動,機構(gòu),設(shè)計,三維,gc,系列 實習(xí)小結(jié) 轉(zhuǎn)眼間，實習(xí)已臨近結(jié)束。在這幾個月的實習(xí)中，使我對一些鍛壓設(shè)備，鍛壓工序等有了一定的了解。對它們的設(shè)計、制造、安裝多能夠有一定的認(rèn)識。 平時我們都學(xué)習(xí)課本上的理論知識，沒有看到或接觸到產(chǎn)品的設(shè)計及制造。故在此實習(xí)中把平時學(xué)習(xí)到的理論知識多結(jié)合到實際應(yīng)用中，充分做到了教核和實踐相結(jié)合。在兩者的結(jié)合下，使我又學(xué)到了很多專業(yè)知識。 在此期間，我們還做了一個畢業(yè)離校前的一個必修課——畢業(yè)設(shè)計。他對我們是一個挑戰(zhàn)、也是一個機遇。畢業(yè)設(shè)計立足于四年所學(xué)的基礎(chǔ)上，對其進行綜合利用，積累和創(chuàng)新的過程，他要求我們應(yīng)用所學(xué)的知識進行有機的結(jié)合，并運用到設(shè)計過程中是理論結(jié)合的具體表現(xiàn)。 我設(shè)計的產(chǎn)品是我實習(xí)單位經(jīng)常生產(chǎn)的一個產(chǎn)品——C41-1000空氣錘，通過實習(xí)，我明白了設(shè)計不單是憑空捏造出來的，而是在大量數(shù)據(jù)，資料，精力是基礎(chǔ)之上的，綜合了設(shè)計者的思想，并通過理論經(jīng)驗公式，校核和實踐檢驗是不是可行，每一個步驟都要仔細(xì)檢查運算和有關(guān)的數(shù)據(jù)，綜合協(xié)調(diào)個部分的關(guān)系，從而的出最佳的結(jié)論，畢業(yè)設(shè)計使我們明白了設(shè)計的一般步驟方法，這最我們即將走向工作崗位是很有益的。實際設(shè)計中難免有一些不足和失誤的地方，望各位老師和同學(xué)給予指正以便以后進一步提高。 通過本次實習(xí)，我學(xué)會了綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)理論，基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)技能，特別是提高分析，解決實習(xí)問題的能力，培養(yǎng)了良好的工作的能力和創(chuàng)造性思維，并培養(yǎng)了良好的團隊協(xié)作精神。 我們將告別大學(xué)四年的生活，這次實習(xí)就像是一次演習(xí)，為我們步入社會做了一個鋪氈，為我劃平人生的線起著至關(guān)重要的作用。我希望在畢業(yè)后的生活中，能吸取更多的知識，開闊自己的視野，投入一個新的集體中不斷的鍛煉、成長，更希望我有一個美滿的人生！ 周旭 07.5.23 畢業(yè)答辯發(fā)言稿 各位答辯老師你們好！ 首先我介紹下課題的來源和背景。 本課題來源于我的實習(xí)公司南通天田鍛壓設(shè)備有限公司。國內(nèi)對于鍛造方法可以采用自由鍛，模鍛，和特殊的鍛壓形式冷鍛，采用比較多的是自由鍛。而對于鍛造設(shè)備有鍛錘，水壓機，油壓機，摩擦壓力機。其中使用最為普遍的是鍛錘（氣缸作為線性驅(qū)動器，它可以在空氣的任意位置，足見它所需運動軌跡，安裝維護方便。再一個從介質(zhì)上講，空氣本身取之不盡，用之不竭，排氣處理簡單無污染，也不需要配線配管）鍛錘分為空氣錘，蒸汽-空氣錘，電壓錘，液壓錘。 本錘的作用：本錘適用于鍛工車間對各種形狀的零件的自由鍛造，如鍛粗，鍛接，延伸，沖孔，熱接，和彎曲等工序。本錘系雙作用雙缸單柱式自由鍛錘。 下面我來簡述下基本原理：首先，由三相異步交流電機（為節(jié)省電流，采用Y/△降壓啟動）經(jīng)一組三角帶輪以及齒輪進行減速（傳動軸采用齒輪軸設(shè)計，由圓錐滾子軸承支承）自由軸連桿曲柄機構(gòu)將圓周運動轉(zhuǎn)化為直線運動，驅(qū)動活塞往復(fù)行程，其形成的壓縮空氣經(jīng)壓縮缸和工作缸配氣操作機構(gòu)的旋閥獲得錘桿的各種動作。 空氣錘可以實現(xiàn)空行程，懸空，壓緊，打擊等動作。而打擊又有輕打，重打，連打和單打之分。而這些動作都是通過配氣操縱機構(gòu)實現(xiàn)。目前國內(nèi)空氣錘使用的空氣分配閥主要有兩種形式：三閥式和二閥式。本錘采用三閥式。 三閥式空氣分配閥的結(jié)構(gòu)示意如圖（掛A1示意圖）它有上，中，下三個旋閥。上下旋閥各有閥體和閥套，中旋閥只有閥體。在中旋閥同一軸線的左方裝有一止回閥。上下旋閥閥體通過平行四連桿聯(lián)動，用一長手柄操縱。中旋閥用一短手柄操縱。轉(zhuǎn)動手柄就可以改變閥體在閥套中的位置從而改變壓縮缸和工作缸之間的氣路情況。 （一）空行程 把短手柄放在使中旋閥全開的位置，上下旋閥的長手柄放在相當(dāng)于懸空時垂直的位置，使上下兩腔與大氣相通，這時錘頭在自重的作用下下落，并在砧面上保持不動，常用于電動機的啟動。 （二）懸空 把短收兵放在使中旋閥全關(guān)閉的位置，長手柄放在垂直位置，這時兩缸上腔通大氣，壓縮下腔的氣體經(jīng)過下旋閥的D段，止回閥，再經(jīng)過下旋閥的C段進入工作缸的下腔。在壓縮空氣的作用下，錘頭被提起至行程的上方，直至工作活塞進入頂部的緩沖腔，在緩沖腔氣壓的作用下達到平衡。懸空時可以進行放置工具或短見等工作。 （三）壓緊 把短手柄放在使中旋閥全關(guān)的位置，壓縮缸的上腔及工作缸下腔與大氣相通，壓縮缸下腔的氣體經(jīng)下旋閥的D段，止回閥，上旋閥的A段進入工作缸的上腔。則上砧在落下部分重量即工作缸氣體壓力作用下壓緊下砧上的工件。 在壓緊的裝帶時可對工件進行彎曲或扭轉(zhuǎn)操作。 （四）打擊 把短手柄放在中旋閥全關(guān)的位置，長手柄從垂直位置逆時針轉(zhuǎn)一角度，使兩缸上下腔分別連通，則可以實現(xiàn)連續(xù)打擊。 畢業(yè)設(shè)計 揚 州 市 職 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 設(shè)計題目：空氣錘的傳動機構(gòu)設(shè)計 系 別： 機械系 專 業(yè)：機械制造工藝/計算機 班 級： 03機/計（1） 姓 名： 周旭 學(xué) 號： 0301610112 指導(dǎo)教師： 杜晉 完成時間： 07年5月 目 錄 摘要----------------------------------------------------(4) 第一章 課題簡介---------------------------------------(5) 第二章 設(shè)計方案--------------------------------------(7) （1）V帶傳動與鏈傳動的比較--------------------(7) （2）氣傳動與液壓傳動的比較--------------------(7) （3）齒輪制作選擇------------------------------(7) （4）傳動方案---------------------------------(7) 第三章 V帶傳動設(shè)計-----------------------------------(9) 第四章 齒輪傳動設(shè)計-----------------------------------(10) 第五章 軸的設(shè)計---------------------------------------(12) 第六章 軸承的壽命計算---------------------------------(15) 第七章 曲柄連桿機構(gòu)的分析-----------------------------(16) 第八章 氣傳動設(shè)計-------------------------------------(18) （1）行程分析----------------------------------(19) （2）打擊計算----------------------------------(22) （3）氣缸的計算--------------------------------(25) 第九章 潤滑系統(tǒng)---------------------------------------(26) 第十章 電氣系統(tǒng)--------------------------------------(27) 第十一章 密封------------------------------------------(27) 第十二章 個人小節(jié)--------------------------------------(28) 第十三章 參考文獻--------------------------------------(29) 致謝---------------------------------------------------(30) 摘要 國內(nèi)對于鍛造方法可以采用自由鍛，模鍛，和特殊的鍛造形式冷鍛。采用最多的是自由鍛。而對于鍛造設(shè)備其中使用最普遍的是鍛錘?？諝忮N又是其中的代表?？諝忮N是由強迫產(chǎn)生的動能對斷坯做工使之 塑性變形的機器設(shè)備。 本設(shè)計主要是空氣錘的傳動機構(gòu)設(shè)計，包括帶傳動，齒輪傳動，曲柄連桿機構(gòu)傳動，氣傳動。 關(guān)鍵詞：自由鍛 空氣錘 氣傳動 第一章 課題簡介 本錘適用于鍛工車間對各種形狀的零件的自由鍛造，如延伸、鍛粗、沖孔、熱剪、鍛接、彎曲等工序，或在開式墊模中進行簡單的模鍛工序，但不宜在閉式鍛模內(nèi)進行模鍛，因為閉式模鍛打擊力較強，易使錘桿、導(dǎo)程、機身等主要零件損壞。 本錘系雙缸雙作用單柱式自由鍛錘，由錘身、砧座、傳動、配氣、操縱、潤滑、電器等部分組成。(見圖2) 電機經(jīng)一組三角帶輪及齒輪減速，自由軸曲柄連接桿機構(gòu)驅(qū)動壓縮活塞往復(fù)行程，其形成的壓縮空氣經(jīng)操作機構(gòu)的旋閥獲得錘桿的各種動作。傳動軸采用圓錐滾子軸承支承，負(fù)壓油泵保證兩缸的潤滑。有皮帶的防護裝置確保安全。 錘身以四個緊箍把機身和錘座組裝為一體。 空心錘桿與頂蓋組裝后鉚緊，上砧塊用楔鐵緊固于錘體的燕尾槽內(nèi)，并有擋鎖防止斜鐵外竄。 工作缸的導(dǎo)程內(nèi)設(shè)有兩塊平行導(dǎo)板，防止錘桿傳動。 當(dāng)錘桿上升，超過上氣道口時，球形安全閥密封，緩沖空氣受到壓縮，阻止錘桿繼續(xù)上升，避免頂缸。回程時從壓縮缸來的壓縮氣沖開鋼球，而加速錘桿返回。（見圖3） 第二章 設(shè)計方案 （1） V帶傳動和鏈傳動的比較 V帶傳動 鏈傳動 優(yōu)點：傳動平穩(wěn)，無噪聲，結(jié)構(gòu)簡單，維護方便 優(yōu)點：無彈性滑動和打滑現(xiàn)象 缺點：過載的情況下容易打滑從而引起疲勞破壞，磨損。 缺點：瞬時速度和瞬時傳動比不是常數(shù)，傳動平穩(wěn)性差，工作中有一定的沖擊和噪聲，且鏈輪應(yīng)具有足夠的強度和耐磨性。 故選擇V帶傳動。 （2）氣壓傳動和液壓傳動的比較 氣壓傳動 液壓傳動 （1）對于傳動形式而言，氣缸作為線性驅(qū)動器可在空間的任意位置組建它所需運動軌跡，安裝維護方便。 （1）安裝要配線，配管，維護復(fù)雜。 （2）工作介質(zhì)是取之不盡，用之不竭的空氣，空氣本身不花錢，排氣處理簡單，不污染環(huán)境，成本低。 （2）工作介質(zhì)是油，成本高易污染。 7（3）可靠性高，使用壽命長。 （3）執(zhí)行元件動作次數(shù)少，使用壽命低 （4）氣缸傳動速度一般為50～500mm/s傳動速度快。 （4）傳動速度慢 （5）壓力等級低，使用安全 （5）易火，易爆，不宜高溫場合 故選擇氣傳動 （3）齒輪的選擇 斜齒圓柱齒輪比直齒圓柱齒輪傳動重合度大，承載能力高，傳動平穩(wěn)，沖擊和噪音小。所以宜制作斜齒圓柱齒輪。 （4）傳動方案 η1--三角帶的傳動效率0.94～0.97 η2—軸承傳動效率（滾動）0.98～0.995 η3—齒輪傳動效率0.96～0.99 計算： 軸號 功率P（KW） 轉(zhuǎn)矩T() 轉(zhuǎn)速n(rpm) 傳動比 電動機軸I0 Ⅰ軸 =1586 =434 i1=4.526 Ⅱ軸 =96 第三章 帶傳動設(shè)計 已知電機功率P0=75KW,轉(zhuǎn)速n0=980r/min.傳動比為小皮帶輪: d大皮帶輪=860mm/380mm=2.26 （1）選擇帶的型號. 根據(jù)帶的工作情況查表5-7（以下同《機械設(shè)計基礎(chǔ)》）,取工作情況系數(shù)KA=1.3則PC=KA×P=1.3×75=97.5 KW 根據(jù)PC和 n0,由V帶選型圖5-17選取D型帶. (2) 選取帶輪基準(zhǔn)直徑. 由圖5-17和表5-9選取d1=355mm d2=i× d1=2.26×380=860mm (3)驗算帶速 V===19.4m/s (4)計算中心距和帶的基準(zhǔn)長度. 由已知條件初定中心距a0=450mm 初定帶長Ld0≈2a0+(d1+d2)+ ≈＋=2975mm 查帶的基準(zhǔn)長度表5-10。選取Ld=3150實際中心距a≈a0＋ (5)驗算小帶輪包角 α1= (6)確定帶的根數(shù)Z 查表5-6得特定條件下,單根V帶的額定功率P額=16.2KW 查表5-11得單根V帶所能傳遞的轉(zhuǎn)矩的修正值△T=28.4N?m 非特定條件下單根V帶所能傳遞的功率增量 △P≈0.0001△T?n0=0.0001×28.4×980=2.78KW 查表5-12得包角休整系數(shù)K∝=0.82.則查表5-13得帶長修正系數(shù)KL=0.83 故Z=8根 (7)計算V帶作用在軸上的Q壓力.由表5-14查得D型V帶的初拉力. F0=700N (8)確定帶輪結(jié)構(gòu).小帶輪采用實心輪,大帶輪采用孔板輪 傳動比 2.26 帶型 D型 小帶輪基準(zhǔn)直徑 380mm 大帶輪基準(zhǔn)直徑 860mm 帶長 3150mm 實際軸間距 538mm 小帶輪包角 128.92° V帶根數(shù) 8根 帶輪寬度 305mm 單根V帶初拉力 700N 作用在軸上的壓力Q 10109N 第四章 齒輪的設(shè)計 已知傳遞功率P=72KW,主動輪轉(zhuǎn)速n=434r/min.傳動比i=4.526 (1)選擇齒輪材料并確定許用應(yīng)力 根據(jù)表6-9小齒輪采用45鋼調(diào)質(zhì),大齒輪采用ZG35調(diào)質(zhì),齒面硬度分別為180HBS,200HBS 由圖6-30,圖6-31查得σHlim1 =320MPa σFlim1=260MPa σHlim2=560MPa σFlim2=420MPa 齒輪的傳動重要性決定最小安全系數(shù)SHmin=1 SFmin=1 [σH1]= σHlim1/SHmin=320MPa [σH2]= σHlim2/SHmin=560MPa [σF1]= σFlim1/SFmin=460MPa [σF2]= σFlim2/SFmin=420MPa (2)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 傳遞轉(zhuǎn)矩T1: N·mm 載荷系數(shù)K:因載荷有輕微沖擊,齒輪相對于軸承對稱布置,由表6-6取K=1.35 齒寬系數(shù)ψd:由表6-7取ψd=1.4 許用基礎(chǔ)應(yīng)力[σH]: [σH]= [σH1]=320MPa 傳動比i:i=4.526 將以上參數(shù)代入公式: (3)確定齒輪參數(shù)及主要尺寸 <1>確定齒輪齒數(shù) 取Z1=19 Z2=i×Z1 =19×4.526=86 <2>模數(shù) 初選螺旋角β=8°則法面模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)值Mn=10mm <3>中心距 為了便于箱體的加工和測量,取a=530mm則實際螺旋角 <4>其他主要尺寸 分度圓直徑: 齒頂圓直徑: 齒寬 (4)驗算齒根彎曲疲勞強度 當(dāng)量齒數(shù)ZV1= ZV2= 復(fù)合齒形系數(shù)YFs:根據(jù)ZV1 ZV2查圖6-29得YFS1=4.35 YFS2=3.95 由X=0(標(biāo)準(zhǔn)齒輪)及ZV1 ZV2得 (5)確定齒輪傳動精度 齒輪圓周速度 (6)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 小齒輪da1=211mm采用齒輪軸 大齒輪da2=888mm采用腹板式齒輪 第五章 軸的設(shè)計 從動軸傳遞功率P=69KW,轉(zhuǎn)速n2=96r/min.齒輪分度圓直徑d2=868mm所受圓周力:Ft2 徑向力: F r2= 軸向力:Fa2=Ft·tg75235=2222N （1）選擇軸的材料及熱處理方法,因該軸無特殊要求,故選45鋼正火處理.由表8-8查得[σ-1]b=55MPa （2）按扭轉(zhuǎn)強度估算最小直徑按式(8-2),由表8-11查得C=126～130取C=120 <1>確定Ⅱ軸的各段直徑.根據(jù)軸各段直徑的確定原則由右端至左端開始. 軸段①處安裝軸承,確定d1=130mm 軸段②處考慮有一鍵槽,將軸徑增大5% d2=130×(1+5%)=136.5取d2=140mm 軸段③考慮右面齒輪的定位和固定取d3>d2,則取d3=145mm 軸段④安裝軸承,為方便裝拆應(yīng)取d4>d3且與軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列相符.故d4=150mm 軸段⑤考慮右側(cè)軸段④軸承蓋安裝取d5=170mm 軸段⑥考慮安裝曲柄機構(gòu)取跟軸段③同樣直徑d6=145mm <2>確定Ⅱ軸的長度。為保證齒輪固定可靠，軸段②的長度應(yīng)該小于輪轂寬度5mm，取L2==350mm 為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰及軸承拆卸方便，齒輪端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)留有一定間隙，取兩者間隙為27mm 根據(jù)軸承寬度B=68.5取d1==96同理d5=27+28=55取d5=62mm軸承跨距= （3）按扭轉(zhuǎn)和彎曲組合進行強度校核 <1＞繪制軸的受力圖 <2＞求水平平面內(nèi)的支反力及彎矩 求支反力M水=0 FHA·AC－Ft2·CB=0 FHA= FHB=Ft2-FHA=15882-4531=11351N 求截面C處的彎矩：MHC左= FHA·AC=4531×0.496=2247N·m MHC右= FHB·CB=11351×0.198=2247N·m <3>求垂直平面內(nèi)的支反力及彎矩 求支反力：由MA=0得 FVA·AC－Fr2×CB-Fa×=0 FVA= VFB=Fr2-FVA=5834-3055=2784N 求截面C左側(cè)的彎矩 MVC1=FVA×AC=3055×0.496=1515N·m 求截面C右側(cè)的彎矩 MVC2=FVB·CB=2784×0.198=551N·m <4>求合成彎矩 求截面C左側(cè)的合成彎矩 MC1= 求截面C右側(cè)的合成彎矩 MC2= <5>計算轉(zhuǎn)矩 <6>計算C處當(dāng)量彎矩： 當(dāng)量彎矩 因單向轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，故折算系數(shù)α≈0.6 危險截面C處的當(dāng)量彎矩為 Mec= <7>計算危險截面處的軸徑 因截面C處有一鍵槽 故將直徑增加5% 即d=96.42×1.05=101.24mm結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖中，此處直徑為140mm 故強度足夠，因此原結(jié)構(gòu)設(shè)計的直徑為準(zhǔn) <8>校核危險截面強度 Σe= 第六章 軸承的壽命計算 下圖為軸承的基本參數(shù)： 名稱 型號 規(guī)格d×D×T 基本額定負(fù)載荷KN Cr Cor 計算系數(shù) e Y Y0 質(zhì)量 kg 單列圓錐滾子軸承 7222 110×200×41.5 29.8 25.2 0.42 1.4 0.8 5.422 單列圓錐滾子軸承 7526 130×230×68.5 52.2 50.2 0.46 1.4 0.8 11.37 單列圓錐滾子軸承 7530 150×270×28 68.2 66.5 0.46 1.4 0.8 17.4 Ⅱ軸上有型號分別為7526和7530單列圓錐滾子軸承，該軸轉(zhuǎn)速n=96r/min已知兩軸承的軸向載荷Fa1=4531N Fa2=11351N 徑向載荷Fr1=3055N Fr2=2784N。有輕微振動，工作溫度小于100度。設(shè)計此兩軸承的工作壽命。 （1）確定Cr和Cor值 查有關(guān)手冊得6310軸承的Cr1=52.2 KN Cr2=68.2KN Cor1=50.2KN Cor2=66.5KN （2）判別比值Fa/Fr與e值的大小 Fa1/ Fr1=4531N/3055N>e Fa2/ Fr2=11351N/2784N>e 故X=0.4 Y=0.4tgα （3）求Pr值 Pr1=X·Fr1+Y ·Fa1=0.4×3055＋1.4×4531=7565N Pr2=X·Fr2+Y ·Fa2=0.4×2874＋1.4×11351=17041N （4）求L值 =57037r 同理 Lh2=11128r 第七章 曲柄連桿機構(gòu)的分析 （1） 曲柄連桿機構(gòu)的力和運動，圖為曲軸-連桿結(jié)構(gòu)運動系統(tǒng)。 扭矩MC在曲軸上產(chǎn)生的切向力Ft作用在曲軸端的運動方向，徑向力Fr垂直于曲軸運動端，力FCR作用在連桿上，忽略摩擦，上述力可計算如下： 切向力Ft= 連桿受力FCR= 徑向力Fr=FCRcos(α+β)= 徑向力的反作用力是由曲柄軸承來支承的 滑塊力：FR=FCR= 法向力：Fn=FCR 連桿系數(shù)的值介于1/4～1/15，平均值λ=1/10。這樣導(dǎo)致β角變小，例如λ=0.1時則sinβ=λsinα而β值最大角為。這樣可用cosβ=1和sin(α+β)=sinα來進行精化，而有 FR= 因此滑塊力的大小是曲柄扭矩，曲柄半徑和曲柄角α的函數(shù)。扭矩的大小規(guī)定了機械壓力機在特定曲柄角αn時相應(yīng)的額定力FN。這個角稱為使用角或公稱角，這個力稱為標(biāo)稱力或公稱力。 為了產(chǎn)生這個力所需的扭矩為：Mc=FN·r·sinαN 由此可知任意曲柄角α?xí)r的滑塊力FR有FR= 采用α=30設(shè)計時 MC= 當(dāng)金屬成形是在時 1>當(dāng)，可用的滑塊力將隨曲柄角的增加而減小，并達到一個Frmin值（時其值為標(biāo)稱值一半）若滑塊力增加（曲柄轉(zhuǎn)動的任意點）則可用力增大，曲軸所需的扭矩變長，有可能導(dǎo)致傳動系統(tǒng)的過載。在區(qū)間容許的滑塊力或者小于或者多等于可用的滑塊力。 2>，滑塊力隨曲柄角的減小迅速增加，理論上在下止點（α=0）時達到無限大。 第八章 氣傳動設(shè)計 (1)行程分析 設(shè)起動前壓縮活塞在最上位置，工作活塞在最小位置，工作缸上下腔分別相通，這時壓縮缸的上下腔通過壓縮活塞和活塞桿的補氣孔與大氣相通，兩缸上下腔的壓力均為大氣壓力。當(dāng)電動機通過傳動系統(tǒng)，曲柄連桿機構(gòu)帶動壓縮活塞向下運動時，下腔氣體被壓縮，壓力升高，上腔氣體膨脹，壓力降低。當(dāng)壓縮活塞下行至某一位置時，作用在工作活塞下部的壓力大于工作活塞上部的壓力，落下部分重量及其運動的摩擦力時，錘頭開始上升。 壓縮活塞繼續(xù)下行，由于壓縮活塞向下運動的速度大于工作活塞向上運動的速度，使下腔壓力繼續(xù)升高，上腔壓力繼續(xù)下降，結(jié)果使錘頭加速上升，壓縮活塞下行過程中下腔的最大壓力一般可以達到2.5×105Pa 上腔壓力可降至0.5×105Pa 當(dāng)壓縮活塞回程時，由于兩個活塞均向上運動，兩缸下腔容積不斷增大，上腔容積不斷減小，即下腔壓力不斷減小，上腔壓力不斷增高，作用在落下部分的合力的方向逐漸轉(zhuǎn)為向下方向。因此錘頭上升進入減速階段，錘頭向上運動直至工作活塞把上腔通壓縮缸的通道切斷進入緩沖缸，并且運動能全部被緩沖氣墊吸收為止。此時壓縮活塞上行了一段距離。 壓縮活塞繼續(xù)上行，上腔壓力繼續(xù)增高，下腔壓力繼續(xù)下降。錘頭在上腔氣體壓力和落下部分重量的作用下加速下行，直至打擊鍛件。當(dāng)壓縮活塞接近行程的上極限位置時錘頭降至下極限位置。此后壓縮活塞回至原始位置。 由此可知曲柄轉(zhuǎn)一周壓縮活塞往復(fù)運動一次，則錘頭打擊一次也就是錘頭打擊次數(shù)與曲柄轉(zhuǎn)數(shù)一致，不斷重復(fù)上述過程就可得連續(xù)打擊。 空氣錘可以實現(xiàn)空行程，懸空，壓緊和打擊等動作。打擊又有輕，重，連打和單打之分。這些動作是通過配氣操縱機構(gòu)來實現(xiàn)。目前空氣錘使用的空氣分配閥主要有兩種形式：三閥式和兩閥式。本錘才用三閥式。 <1>把短手柄放在使中旋閥全開的位置上，下旋閥的長手柄放在相當(dāng)于懸空時的垂直位置（或把手柄順時針推轉(zhuǎn)一角度，放在相當(dāng)于壓緊時的位置），使兩缸上下腔與大氣相通，這時錘頭在自重的作用下下落，并在下砧面上保持不動。由于空行程時壓縮缸不產(chǎn)生壓縮空氣，啟動力矩小，故常用于電動機的啟動。 空行程 <二>把短手柄放在使中旋閥全關(guān)閉的位置（圖中短手柄設(shè)在左邊水平位置），長手柄放在垂直位置，這時兩缸上腔通大氣，壓縮缸下腔的氣體經(jīng)旋閥D段，止回閥再經(jīng)下旋閥的C段進入工作缸的下腔。在壓縮空氣的作用下，錘頭被提起至行程的上方，直至工作活塞進入頂部的緩沖腔，在緩沖腔氣壓的作用下達到平衡為止。止回閥的作用是防止工作缸下腔的壓縮空氣倒流，當(dāng)止回閥兩端壓力達到平衡時，止回閥關(guān)閉。這時壓縮缸下腔的氣體僅在其下腔及錘身氣道內(nèi)壓縮膨脹。 當(dāng)工作缸下腔壓縮空氣有泄露，止回閥兩端壓力不平衡時，止回閥被頂開，補入一部分壓縮空氣，懸空時錘頭在行程上方往復(fù)顫動。 懸空時可以進行放置工具或鍛件等工件。 懸空 <三>把短手柄放在使中旋閥全關(guān)的位置，長手柄從垂直位置順時針方向轉(zhuǎn)動一角度，使壓縮缸上腔及工作缸下腔與大氣相通，壓縮缸下腔的氣體經(jīng)下旋閥的D段，止回閥上旋閥的A段進入工作缸的上腔，則下砧在落下部分重量及工作腔上腔氣體壓力的作用下壓緊下砧上的工件。 在壓緊狀態(tài)時可以對工件進行彎曲或扭轉(zhuǎn)操作。 壓緊 〈四〉把短手柄放在使中旋閥全關(guān)的位置，長手柄從垂直位置逆時針轉(zhuǎn)一角度，使兩缸上下腔分別連通，則可實現(xiàn)連續(xù)打擊，當(dāng)錘頭打擊一次后立即把長手柄至“懸空”位置，錘頭不再下落就可得到單次打擊。打擊的輕重是靠操作手柄來實現(xiàn)的，手柄回拉的角度越大，則兩缸上下通道的開口越大，上旋閥中段通大氣的通道的開口越小或完全被堵死，打擊就越重；反之，打擊就較輕。上旋閥A段的小孔是為了從“懸空”到“打擊”有一段過度，使工作缸上下腔瞬時溝通，錘頭快速下落，動作靈敏。 為了確保錘正常工作時，保持足夠的空氣，實現(xiàn)補償泄漏損失的目的，壓縮缸上腔由活塞的環(huán)形孔于缸側(cè)的雙排孔接通大氣，其下腔由活塞圓周上的小孔與大氣接通而補氣。(見圖4) d)打擊 錘桿和活塞設(shè)有密封環(huán)，前后導(dǎo)程內(nèi)均設(shè)有彈簧拉緊的弓形密封環(huán)，為補償磨損，保持密封環(huán)接縫處留有0.25-0.4mm間隙。（見圖5）為保證密封，允許對摩擦面及間隙端面刮修使相配合件接觸面積不少于70%。 （2）打擊計算 序號 名稱 單位 C41-1000 1 落下部分公稱質(zhì)量 千克 1000 2. 最大打擊能量 千焦 26.5 3. 錘頭打擊次數(shù) 次/分 95 4 錘頭安裝行程 毫米 950 5 錘桿中心至錘身的距離 毫米 800 6 錘桿導(dǎo)程底面至下砧面距離 毫米 820 7 下砧面至地面距離 毫米 705 8 上砧面平面尺寸（長×寬） 毫米 365×180 9 電動機 型號 Y315S-6 功率 千瓦 75 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)/分 980 電壓 伏 380 10 錘的外型尺寸 前后 毫米 4125 左右 毫米 1500 地面以上高度 毫米 3405 11 砧座質(zhì)量 千克 13000 12 錘重（不包括砧座及電機） 千克 20000 E=（mTg+PmA）H E—鍛錘的打擊能量（J） mT—落下部分的重量（kg） VT為落下部分接觸鍛件時候的打擊速度（m/s） G為重力加速度（m/s2） A- 為汽缸活塞的面積 Pm為汽缸內(nèi)作用在活塞上的壓力 單作用錘：5m/s E=（mTg+PmA）H 26500=（1000×9.8+Pm×3.14×0.692）×0.8 Pm=15550Pa 當(dāng)兩個質(zhì)量為m1和m2以速度V1和V2相撞時可分為兩個階段。 第一階段（t0≦t≦t1）.當(dāng)t=t1時兩物體靠近，由于沖擊力變形，第一階段末變形達到最大，此時兩物體具有相同速度V即V11=V21=V 根據(jù)沖擊理論速度V可按下式計算： 第二階段（（t1≦t≦t2）.變形一部分是永久的（實際打擊）一部分是彈性的，此階段的特征是彼此接觸是瞬間的之后相應(yīng)的速度變?yōu)閂12 和V22 沖擊因子K的值在0（塑性打擊）和1（彈性打擊）之間。 有砧座錘，錘頭質(zhì)量為mT, 其行程速度為vT 等效砧座質(zhì)量為mA*,速度為vA 等效砧座的質(zhì)量mA*是實際砧子質(zhì)量mA和基礎(chǔ)質(zhì)量mF （典型的比值, ） 對柔性系數(shù)mA* =mA，剛性系數(shù)mA*=mA+mF的組合打擊效率的不同值可從相關(guān)方程式得到： , vA=0 vT2=v+K(v-vT) VA2=V(K+1) 對擊錘可得出類似方程：mT≈mA*=m 對應(yīng)的VTv,0≈-VTL,0≈V0和VTV,2≈VTL,2≈V2錘的打擊效率η，根據(jù)能量平衡原理: E=WU+WL E——總能量 WU——有用功 WL——損失的功 能量平衡方程在 t=t1和t=t2相應(yīng)為 E=WU+WA2+WT2+WeL,T+WBL,1和E=WU+WA2+WT2+WBL,2 等效砧座質(zhì)量MA*在t1時的動能為 錘頭的動能 WT1在t1時為： T1時，工具中的彈性變形功在第二階段得到恢復(fù)，在錘頭中由于打擊而損失的動能在兩個階段分別為 WBL,1和WBL,2. 在t=t2時,等效砧座的動能 同樣的錘頭的動能 t=t2時為： 為打擊效率定義：η=WU/E 將上述原理應(yīng)用到有砧座錘，砧座的開始速度VA0=0 1）錘長和砧座在t=t1 時，損耗： = 在這里Q*=mA*/mT= 2）砧座在t=t2 時，損耗： = 3）錘頭在t=t2 時，損耗： 4）彈性變形功在t=t1 時損耗： , F1————最終的成形力 CT————工具彈性常數(shù) 5）打擊在t=t 時，損耗：WBL,1 為了考慮這部分能量損耗，引入打擊因子 最終打擊效率表達式： 其值在0.15～0.45 （3）氣缸的計算 一般氣缸缸筒厚與內(nèi)徑之比 δ=Ф730-Ф690=40mm 符合要求 活塞桿直徑d=90mm 長度L=1470mm 由公式E=（mTg+PmA）H A=πD2=3.14×（0.69）2=1.5m2 Pm=15550Pa 推力Fpu=(0.65～0.4) D2P=(0.65～0.4)×（0.69）2×15550=2761N～4912N 拉力 Fpo=(0.6～0.37) D2P=(0.6～0.37) ×（0.69）2×15550=2640N～4442N 第九章 潤滑系統(tǒng)： 本錘在室溫較高的鍛工車間使用，潤滑油容易消耗，故應(yīng)特別注意潤滑，以保證正常工作。 （1） 兩缸的潤滑： 錘的兩缸由柱塞油泵供油潤滑，油量由轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)桿控制。在正常工作中，壓縮缸供油量應(yīng)大于工作缸。（潤滑方式：壓力循環(huán)潤滑）前后導(dǎo)程均由兩缸多余油液潤滑 每班開錘前，須搖動油泵手柄，使預(yù)先給油100—200克 油泵用油 GB448—64 11#機械油 GB443--64 20#機械油 （冬季用） GB443--64 24#機械油 （夏季用） GB443--64 40#機械油 （夏季用） （2） 活塞銷的潤滑： 活塞銷與銅套的潤滑是由壓縮缸中聚集在活塞頂面上剩余的潤滑油管進入連桿頭部而得到潤滑的。 （3）齒輪箱的潤滑： 齒輪箱內(nèi)經(jīng)常保持足夠的GB443--64 24號汽缸油，由齒輪濺潑油液潤滑軸頭的軸承，潤滑油應(yīng)保持清潔，每半年應(yīng)換油一次。 （4） 連桿頭上軸承的潤滑： 采用SY1514-65滾柱軸承脂（滴點120℃，針入度250-290）定期打開入孔蓋從油杯給油，一般每兩個月一次。 （5）操作系統(tǒng)關(guān)節(jié)處的潤滑： 采用GB443-64，30號機械油，按需隨時注油。 第十章 電氣系統(tǒng) (1)錘采用Y315S-6，75KW，△380電動機，控制系統(tǒng)應(yīng)能作Y/ △ 轉(zhuǎn)換起動，起動時間由時間繼電器控制。具有失壓保護和熱保護. (2)電氣系統(tǒng)不宜安裝在錘體上 (3)錘身，電機和電氣柜等不帶電的導(dǎo)體必須可靠接地。 (4)行程過程中的發(fā)生熔斷或熱繼電器脫扣，應(yīng)切斷電源，查明原因，排除故障后方可繼續(xù)啟動。 (5)本錘電機功率較大，應(yīng)盡可能的縮短電源變壓器至電機之間的距離，其距離以不超過100m為宜。電源線截面積不少于70mm2以減少線損，降低電機電流，減少電機發(fā)熱。 第十一章 密封： (1)塞環(huán)，用細(xì)銼挫修開后間隙使活塞環(huán)置于相應(yīng)的缸內(nèi)，其開口間隙在1.3-1.6毫米，如缸已使用磨損，應(yīng)按已磨大的缸徑另行配置活塞環(huán)，其高度與槽的配合為H9/d9. (2)本錘采用0型密封圈，利用溝槽使0型圈受到壓縮實現(xiàn)密封，句用雙向密封能力。密封環(huán)：按錘桿或活塞桿磨損后的實際尺寸配刮其內(nèi)孔表面，達每25×25mm2不少于8個點，同時保證其環(huán)間接縫處間隙在0.25-0.4毫米，內(nèi)孔口須倒鈍尖角，環(huán)高和槽的配合呈D9/h9。使用中如接縫間隙已磨損消失，可修刮接縫端面恢復(fù)之。 第十二章 個人小節(jié) 畢業(yè)設(shè)計是綜合評測我們在四年中所學(xué)知識一個重要環(huán)節(jié)，是對四年所學(xué)知識的綜合檢查，充分培養(yǎng)了我們獨立分析和解決問題的能力，并使理論知識和生產(chǎn)知識密切的結(jié)合起來，從而使所學(xué)到的知識得到進一步的鞏固，加深和拓寬，提高了我們各方面的能力，為我們今后踏上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。 近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將拉下帷幕，還記得剛開始的我對本畢業(yè)設(shè)計一無所知，對課題一片茫然，覺得和以前的課程設(shè)計一點也沒有銜接。總之，就是無從入手。但是，在這三個月里，通過杜老師的悉心指導(dǎo)和查閱各種資料，終于圓滿完成了任務(wù)書上的任務(wù)。 通過本次的畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)會了綜合應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能，特別是提高分析、解決實際問題的能力，培養(yǎng)了良好的工作的能力和創(chuàng)造性思維，并培養(yǎng)良好的團結(jié)協(xié)作精神。 進一步加深了開目CAD和中望CAD繪圖軟件的使用熟練程度。 進一步學(xué)會正確使用技術(shù)資料。國家標(biāo)準(zhǔn)手冊，圖冊等工具書。 進一步學(xué)會樹立正確的設(shè)計思路，掌握工程設(shè)計的一般程序，規(guī)范和方法。 最后！感謝我的指導(dǎo)老師杜晉老師 ，向您致以真心的感激和感謝！ 第十三章 參考文獻 1． 隋明陽主編。《機械設(shè)計基礎(chǔ)》。修訂版。北京：機械工業(yè)出版社，2001 2． 姜書全等主編?！稒C械原理與機械零件》。高等教育出版社，2000 3． 成大先主編?！稒C械設(shè)計手冊氣壓傳動單行本》?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2002 4． 大連理工大學(xué)工程畫圖教研室主編。《機械制圖》。高等教育出版社。2001 致謝 值此論文結(jié)束之際，向我的指導(dǎo)老師杜晉表示誠摯的謝意！衷心感謝這幾個月來杜老師給予我的無微不至的關(guān)懷，以及學(xué)業(yè)上的悉心指導(dǎo)和諄諄教誨。杜老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)作風(fēng)及謙虛謹(jǐn)慎的人格魅力值得我學(xué)習(xí)和敬仰，使我受益非淺。 同時感謝給了我很大幫助的幾位同學(xué)，以及所有幫助我的人。 2007年5月 周旭 30