1mm钢板自动剪切送料机可升降底座设计

1mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计本 科 毕 业 设 计（论文）1mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计Design of Lifter Base for 1mm Steel Plate Automatic Cutting Machine Feeding System总 计：毕业设计(论文) 32 页表 格： 7 个图 片： 34 幅1mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计1mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计机械设计制造及其自动化专业 摘 要1mm 钢板自动剪切送料机是料斗车生产过程中高效的送料设备，可升降底座是该送料机的重要组成部分，怎样实现底座的自动升降是本设计的一项重要课题。本设计结合该送料机生产过程中的技术要求主要完成了以下几项工作：第一，根据该设备的送料特点完成了可升降底座的总体设计和装配图设计；第二，根据本设计中底座的升降特点完成了剪式液压升降机构的设计、液压系统的设计和自动升降控制系统的设计；第三，根据本设计中底座的工作载荷完成了典型零件的设计与校核。以上三方面设计的完成实现了底座的自动升降，为提高生产质量、提高生产效率、降低生产过程中工人的劳动强度提供了现实的可能性。关键词升降底座；钢板剪切机；送料机Design of Lifter Base for 1mm Steel Plate Automatic Cutting Machine Feeding SystemMechanical design manufacturing and automation Major Abstract：1 mm thin steel plate automatic shear and feed system is an efficient feeding device in the process of feeder hopper production. Lifter base is an important part of the machine. The automatic lifting of the base is a key link in this design. The following works have been finished in this paper: Firstly, the overall design and assembly drawing design of the lifter base have been done according to the characteristics of the feed device. Secondly, the scissors hydraulic lifting mechanism, the hydraulic system and elevator control system have been designed. Thirdly, the structure and strength of the main parts have been discussed and determined. The design above make the base lifting automatically, and then produce the good quality and high efficiency of the production , and lower the labor intensity of the workers in the working process.Key words: lifter base; steel plate automatic cutting machine; feeding system 目 录1 绪论 .11.1 钢板自动剪切送料机的发展趋势及简介 .12 升降装置的方案分析与确定 .21mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计2.1 方案 1：剪式液压升降平台 .22.1.1 剪式液压升降平台的工作原理、特点及运动示意图 .22.2 方案 2：螺旋升降机构 .32.2.2 螺旋升降机构的工作原理、特点及运动示意图 .32.3 确定本设计升降装置的结构形式 .42.4 可升降底座总装图的确定 .43 剪式液压升降平台的应用及其受力分析的讨论 .63.1 剪式液压升降平台的三种结构形式 .63.2 剪式液压升降机构的位置参数分析 .73.3 剪式液压升降机构的运动参数分析 .83.4 剪式液压升降机构的动力参数分析 .94 剪式液压升降机构液压系统的设计 .94.1 确定液压系统的主要参数 .94.1.1 载荷的组成与计算 .104.1.2 初选系统压力 .124.1.3 计算液压缸的主要结构尺寸 .124.1.4 确定液压泵的参数 .144.1.5 管道尺寸的确定 .154.1.6 油箱容量的确定 .164.2 绘制液压系统原理图 .164.2.1 液压系统设计（液压系统图） .164.2.2 液压系统工作原理分析 .164.3 电动机的选择 .185 钢板自动剪切送料机可升降底座的典型零件设计与校核 .195.1 底座的设计和强度的校核 .195.1.1 底座结构的合理设计 .195.1.2 底座的强度校核及主要尺寸的确定 .195.2 台板与举升臂的结构设计和校核 .215.2.1 台板与举升臂的结构设计 .215.2.2 举升臂的强度校核、材料及结构尺寸的确定 .226 自动升降控制系统的设计简介 .256.1 PLC 控制系统初步设计 .256.2 端口分配图 .266.3 元件的选择 .261mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计7 总结 .28参考文献 .29附录 .30致谢 .321mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计11 绪论1.1 钢板自动剪切送料机的发展趋势及简介送料机就是输送材料的机器，是无论是轻工业还是重工业都不可缺少的设备。传统观念，送料机是借助于机器运动的作用力加力于材料，对材料进行运动运输的机器。近代的送料机发生了一些变化，开始将高压空气、超声波等先进技术用于送料技术中，但人们仍然将这些设备归纳在送料机类的设备中。随着科技的发展送料机的种类变得越来越多样化，以适应各种场合的送料需求，具体来说送料机大概可分为以下几类：埋刮板送料机带式送料机 3.螺旋送料机振动送料机 5.斗式送料机。另外，目前比较先进的送料机还有新型夹式送料机、NC（数控） 滚轮送料机、高速滚轮送料机、空气自动送料机、齿轮更换式送料机等等。钢板自动剪切送料机是送料机中典型的一种，自动送料可分为备料、送料、定长剪料三个步骤，对应的将该装置可分为三个部分，即备料平台、送料机构、定长推进装置。被裁剪钢板成摞吊装在备料平台上，送料装置分张吊起，向前送入定长推进装置，间歇送入剪切机定长剪切。备料平台是自动剪切机的重要部分，工作时，码放的钢板每经送料机构吸盘的一次抓取，总体高度就会随之下降，使得吸盘的下一次工作环境改变，影响吸盘的正常工作，因此，始终保证码放钢板始终在一定的位置高度是很重要的，以便于在每次送料的过程中吸盘吸附输送钢板的高度是一定的，从而使吸盘送料的效率更高，那么这就对剪切送料机的自动化提出更高的要求，这就需要有一个可升降的底座来盛放待加工的钢板，同时该底座能根据钢板数量的减少自动上升一定的高度（这个过程可以通过 PLC 技术来实现），以方便吸盘的送料。随着我国液压技术的发展，液压升降平台在自动升降场合使用的越来越广泛，常用的液压升降平台有很多种类，比如四轮移动式升降平台、二轮牵引式升降平台、汽车改装式升降平台、手推式升降平台、手摇式升降平台、交直流两用升降平台、电瓶车载式升降平台、剪式升降平台、汽车改装式升降平台、柴油机曲臂自行式升降平台等等。结合我国液压技术发展的现状，自动剪切送料机工作的环境以及自动剪切送料机的成本等因素，该送料机的底座可采用剪式液压升降平台。钢板自动剪切送料机的每一送料循环由吸取、提升、送料等动作组成。其中最主要的是吸取和送料装置，对于吸取装置可选的方案有电磁吸盘、真空吸盘、摩擦轮等，但电磁吸盘由于磁力的穿透性，不能保证每次吸附一张。由于钢板表面光滑且开张较大，利用摩擦轮容易打滑且也不能保证钢板的分张传送，那么选用真空吸盘吸附钢板较为理想。钢板自动剪切送料机送进的每张钢板都需剪切成一定的尺寸，因此定长推进装置是自动剪切送料机的重要部分。目前，大多数企业对送料剪切自动化提出越来越来高1mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计2的要求，并开发了自动剪切装置，实现了在一定的线路上连续输送物料、确定长度、裁剪等环节为一体的自动化。在国际上，大多数的定长裁剪采用 PLC 与电气相结合或者采用测量轧辊来实现对钢板长度的精密保证，采用行程开关作为定长的部件也是常见的定长方法。随着科技的发展和市场需求，钢板自动剪切送料机自动化程度一定会越来越高，对提高钢板的加工质量，提高钢板加工效率，降低钢板加工成本一定会起到很大的促进作用的。2 升降装置的方案分析与确定2.1 方案 1：剪式液压升降平台2.1.1 剪式液压升降平台的工作原理、特点及运动示意图剪式液压升降台是靠剪刀式支承架的展开与折叠来完成货物平台的升降，其动力是通过液压缸的伸缩来推动剪刀的展开与折叠。剪式液压升降平台通常由平台、剪式升降机构和底座三部分组成。平台位于最上面，主要是承受载荷，剪式升降机构是升降平台的关键组成部分，不同的升降平台有各自的剪式起升机构，从低起升到高起升，组成举升臂的数目增多，液压缸的布置形式也不相同，剪式起升机构的臂杆数和液压缸的布置形式由起升高度而定。底座位于最下面，其上附有支腿，滚轮，油箱等部件。如下图所示。图 2-1 剪式液压升降平台实体图对剪式液压升降平台进行简化可得剪式举升机构运动见图，如下图所示。1mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计3图 2-2 剪式液压升降平台机构简图2.2 方案 2：螺旋升降机构2.2.2 螺旋升降机构的工作原理、特点及运动示意图螺旋升降机是由蜗轮蜗杆、箱体、轴承、丝杠等零部件组成。工作原理为： 电机或者手动驱动蜗杆旋转，蜗杆驱动蜗轮减速旋转，蜗轮内腔加工为内螺纹，驱动丝杠上下移动，由于内部有蜗轮蜗杆，丝杠的减速作用，达到放大推力的作用。螺旋丝杆升降机具有结构紧凑、体积小的特点；形式多、安装方便；可靠性高、寿命长；具有起升、下降及借助辅件推进、翻转等多种功能；可单台使用，也可多台联动使用；动力源广泛，可用电动机或其它动力连接带动，也可以用手动；通常用于低速重载的场合。如图所示。图 2-3 螺旋升降机工作状态图1mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计4图 2-4 螺旋升降机构中间连接部分的结构图2.3 确定本设计升降装置的结构形式根据本设计任务书上的技术要求：钢板厚度：0.61.0mm ；钢板规格：60001200mm；送料功率：500 瓦左右；生产节拍：60 次/min。由以上可计算出生产节拍过程中底座和升降装置承受的载荷， vgWn生产节拍中钢板张数；n钢的密度；每块钢板的体积；v代入数据可计算得 3 6g=307.85/cm 60121095wnmN则 169WN由计算结果可以看出生产过程中底座和升降装置承受的载荷是轻载，又由于生产节拍是 60 次/min，可知要想满足上述条件就需要采用轻载高速的升降装置，再结合螺旋升降机构和剪式液压升降平台的特点，所以选择液压升降平台可以实现上述的生产技术要求。2.4 可升降底座总装图的确定综合以上升降装置的方案分析和升降装置结构的确定，最终可以画出本次设计的总装图如下所示。1mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计5图 2-5 剪式举升机总装图图 2-6 剪式举升机装配图1mm 钢板自动剪切送料机可升降底座的设计63 剪式液压升降平台的应用及其受力分析的讨论3.1 剪式液压升降平台的三种结构形式本设计主要侧重于参考市场上现有的中型工业用液压式的升降平台，从而设计出适合课题生产技术要求的剪式液压升降平台。在设计液压剪式升降平台的过程中，一般我们会考虑如下三种设计方案，如图所示。图 3-1 剪式升降台的常见结构形式图中表示液压剪式升降平台的三种结构形式。长度相等的两根支撑杆 AB 和 MN 铰接于两杆的中点 E，两杆的 M、A 两端分别铰接于平板和机架上，两杆的 B、M 端分别与两滚轮铰接，并可在上平板和机架上的导向槽内滚动。图中的三种结构形式的不同之处在于驱动件液压缸的安装位置不同。图 a 中的驱动液压缸的下部固定在机架上，上部的活塞杆以球头与上平板球窝接触。液压缸通过活塞杆使上平板铅垂升降。图 b 的卧式液压缸活塞缸与支撑杆 MN 铰接于 N 处。液压缸驱动活塞杆控制平台铅垂升降。图 c 中的液压缸缸体尾部与机架铰接