鍛造操作機(jī)與夾緊及前提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

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操作機(jī)按運(yùn)行方式可分為有軌操作機(jī)和無軌操作機(jī)。有軌操作機(jī)的活動范圍和服務(wù)的鍛造設(shè)備是確定的，一般都裝在鍛錘或鍛造液壓機(jī)旁。這種操作機(jī)在工作時比較容易與鍛錘或液壓機(jī)對中，司機(jī)操縱臺可設(shè)在機(jī)上也可設(shè)在地面上，易于實(shí)現(xiàn)遙控或與主機(jī)聯(lián)動。無軌操作機(jī)的機(jī)動性好，活動范圍較大，可以為多臺設(shè)備服務(wù)，既能操作鍛件，又能裝出爐，還可擔(dān)任車間內(nèi)外的運(yùn)輸工作。 操作機(jī)按驅(qū)動方式可分為液壓傳動，機(jī)械傳動和混合操作式。液壓傳動操作機(jī)的各個機(jī)構(gòu)均由油缸和液壓馬達(dá)驅(qū)動，因此工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活方便，便于實(shí)現(xiàn)與主機(jī)聯(lián)動及自動化，但加工及安裝精度較高。機(jī)械傳動操作機(jī)的各個動作均由電動機(jī)通過減速器帶動各個工作機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，因此結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，但加工精度及安裝精度不高，容易制造?；旌蟼鲃硬僮鳈C(jī)中的鉗口松夾，夾鉗平行及傾斜機(jī)構(gòu)通常由油缸或氣缸來驅(qū)動，而大車行走，鉗桿旋轉(zhuǎn)和臺架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電動機(jī)驅(qū)動，其優(yōu)缺點(diǎn)介于液壓傳動與機(jī)械傳動之間。 有軌操作機(jī)按夾鉗在水平面上的運(yùn)動形式可分為直移式，擺移式和回轉(zhuǎn)式操作機(jī)。直移式操作機(jī)的夾鉗具有平行升降、傾斜及大車作前后直線運(yùn)動。這種操作機(jī)剛性好，適合制成大噸位的操作機(jī)。擺移式操作機(jī)除能實(shí)現(xiàn)直移式操作機(jī)的動作外，夾鉗還可以在水平面上作小角度的左右擺動和小距離的左右平移，可完成一些輔助工作?；剞D(zhuǎn)式操作機(jī)除能實(shí)現(xiàn)直移式操作機(jī)的動作外，夾鉗隨臺架還可在水平作360度回轉(zhuǎn)，這種操作機(jī)具有較廣泛的工藝用途。 大型操作機(jī)都傾向擺移式操作機(jī)。 三、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 鍛造操作機(jī)作為進(jìn)行鍛造工藝的重要設(shè)備，眾多國外公司對其進(jìn)行系統(tǒng)化研究，目前，德國DDS公司、韓國HBE PRESS公司以及捷克ZDAS公司的鍛造操作機(jī)的制造水平處在世界前列。其中，德國DDS公司和WEPUKO公司是世界著名的鍛造操作機(jī)專業(yè)研發(fā)、制造企業(yè)，在重型鍛造操作機(jī)領(lǐng)域有70多年的歷史。此外，日本三菱長琦生產(chǎn)的操作機(jī)因擁有告高速、高精度的機(jī)械手及控制系統(tǒng)而著稱。 國內(nèi)鍛造操作機(jī)的研究起步很晚，在一些技術(shù)方面與國外相比還有一定的差異。與萬噸壓機(jī)配套的大型鍛造操作機(jī)全部采用進(jìn)口設(shè)備，自主開發(fā)的大型鍛造操作機(jī)至今尚未問世，如中國一重與上海交大聯(lián)合開發(fā)的1600kN鍛造操作機(jī)和北方重工自主開發(fā)的2000kN鍛造操作機(jī)的整機(jī)水平還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。 為解決我國重大裝備制造中一批關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)重大裝備及其成套技術(shù)的自主研發(fā)，科技部在“十一五”國家科技支撐計(jì)劃中設(shè)立了“大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研制”項(xiàng)目，在重點(diǎn)完成的工作中明確提出“150MN自由鍛造水壓機(jī)及配套設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究”和“165MN自由鍛造壓油機(jī)及配套設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究” 鍛造操作機(jī)60年代前就已問世，近二、三十年發(fā)展期來。最早是在美國、原蘇聯(lián)，而后在日本、英國、奧地利等國發(fā)展期來，并成為系列化產(chǎn)品進(jìn)入工業(yè)性生產(chǎn)。最早的操作機(jī)多為全機(jī)械傳動，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，到60、70年代出現(xiàn)了混合傳動和全液壓傳動、結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活的鍛造操作機(jī)。它與水壓機(jī)、臥式徑向鍛造機(jī)和自由鍛錘配用，使主機(jī)大大的提高了生產(chǎn)效率，提高了鍛件質(zhì)量。到了80年代，各國對鍛造操作機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)改造方面又有了更高的要求，不斷改進(jìn)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝，促進(jìn)了鍛壓技術(shù)的發(fā)展。 我國的鍛造操作機(jī)起步于60年代，開始只能由某些廠家自己制造有軌操作機(jī)，這些操作機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，鉗子的張合夾緊靠與吊鉗分離開的電動方頭扳手來完成，因而夾緊鍛件不方便，用于鋼錠開坯、拔料還是可以的。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，70年代開始研制出全機(jī)械傳動和一些液壓傳動有軌操作機(jī)，載重量可達(dá)10噸，夾緊力矩25千牛米。隨后，小型液壓傳動有軌操作機(jī)得到發(fā)展，并出現(xiàn)了液壓傳動無軌操作機(jī)。1974年我國首次制訂了自己的鍛造操作機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)，大力推廣液壓傳動操作機(jī)。到了80年代全液壓有軌鍛造操作機(jī)在全國相繼出現(xiàn)，90年代初期我國自行設(shè)計(jì)制造的100千牛鍛造操作機(jī)主要技術(shù)性能已達(dá)到世界80年代水平，能替代國內(nèi)外進(jìn)口同類產(chǎn)品。 目前，國外大型快鍛油壓機(jī)與操作機(jī)聯(lián)動技術(shù)已經(jīng)成熟，而國內(nèi)生產(chǎn)的鍛造操作機(jī)還沒有100千牛以上的聯(lián)動操作機(jī)。而100千牛鍛造操作機(jī)則屬于最新開發(fā)的聯(lián)動型鍛造操作機(jī)。它是31.5兆牛水壓機(jī)的配套設(shè)備，用于鈦合金的鍛件生產(chǎn)，也可用于配套16兆牛、20兆牛自由鍛造操作機(jī)。能夾持10噸及以下的鍛件作翻轉(zhuǎn)、升降、傾斜、側(cè)移、側(cè)擺、夾緊放松和進(jìn)退七個動作。在和水壓機(jī)的配合下，能完成鋼錠開坯、拔長、鐓粗、整圓等一系列鍛造工藝。 國外操作機(jī)的載重力矩已發(fā)展到3000千牛米，大型操作機(jī)與30000千牛自由鍛造水壓機(jī)聯(lián)動操作，不斷的提高了水壓機(jī)生產(chǎn)能力。國外操作機(jī)大多數(shù)為液壓馬達(dá)驅(qū)動，由油缸活塞實(shí)現(xiàn)升降等運(yùn)動，其液壓系統(tǒng)由油壓泵站，電控操作閥和管路等部件組成。該系統(tǒng)安裝在大車架上,隨機(jī)行走，系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)多種動作，功率大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，零部件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，系統(tǒng)批量制造成本低，傳動結(jié)構(gòu)已多樣化。 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)方案的擬定 為實(shí)現(xiàn)操作機(jī)應(yīng)完成的基本動作，其相應(yīng)具有：鉗口夾緊和鉗桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，活動架前后提升機(jī)構(gòu)和大車行走機(jī)構(gòu)。 操作機(jī)的本體結(jié)構(gòu)可分為夾鉗、臺架和大車三部分。夾鉗包括鉗口夾緊和鉗桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，臺架包括平行升降及傾斜機(jī)構(gòu)，在夾鉗和臺架之間還設(shè)置有垂直緩沖和水平緩沖裝置，大車支承整個臺架和活動架，大車行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動大車使其前進(jìn)或后退。 要求該操作機(jī)所具有的主要基本參數(shù)和技術(shù)參數(shù)如下： 額定夾持工件重量 1噸 夾持力矩 2噸力.米 夾持鍛件范圍 Φ140～Φ420毫米 升降鍛件高度 500毫米 傾斜角度 +6度 鉗桿旋轉(zhuǎn)速度 30轉(zhuǎn)/分 大車行走速度 45轉(zhuǎn)/分 力求控制重量 7～8噸 軌距 1500毫米 夾鉗伸出量 1400毫米 純機(jī)械結(jié)構(gòu)由電器驅(qū)動。 在鉗口夾緊機(jī)構(gòu)中，夾鉗擬采用長杠桿式結(jié)構(gòu)以盡量減小拉緊力，拉緊方式擬定為機(jī)械拉緊，采用絲杠螺母配合來實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為平行移動，鉗臂及連桿等活動聯(lián)接處采用銷軸聯(lián)接，殼體擬采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。不同直徑毛坯選用不同的鉗墊來實(shí)現(xiàn)夾緊。其拉緊力及旋轉(zhuǎn)力矩由鉗桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)提供。 前提升機(jī)構(gòu)中，各部件布置形式為：電機(jī)通過帶制動輪型聯(lián)軸器和相配和的制動器以及減速器相聯(lián)接，減速器與卷繞鋼絲繩的空心卷筒通過法蘭聯(lián)接在一起。鋼絲繩把卷筒、定滑輪、動滑輪和活動架聯(lián)接在一起，并通過螺栓聯(lián)接與機(jī)架聯(lián)接在一起。工作時，電機(jī)驅(qū)動減速器，帶動卷筒旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩通過定滑輪和動滑輪卷繞在卷筒上，從而實(shí)現(xiàn)將活動架和鉗頭抬高，同理，電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動卷筒反轉(zhuǎn)， 從而放開鋼絲繩，實(shí)現(xiàn)將活動架放低。在后提升高度一定的前提下，前提升可實(shí)現(xiàn)鉗頭及活動架的小角度傾斜。 五、課題研究的時間分配： 工作量： 1. 總體設(shè)計(jì) 2. 原理圖 3. 夾緊機(jī)構(gòu) 4. 前提升機(jī)構(gòu) 5. 主要零件設(shè)計(jì) 時間安排： 3月5日——3月23日 查資料，完成文獻(xiàn)翻譯和考題報(bào)告； 3月24日—— 4月3日 總體方案設(shè)計(jì)； 4月4日——4月30日 機(jī)械部分設(shè)計(jì)； 5月1日——5月22日 部件及零件草圖； 5月23日——6月12日 上機(jī)繪圖； 6月13日——6月19日 完成設(shè)計(jì)（論文）說明書，40~60，要求打??； 6月20日——6月24日 評審、答辯。 六、參考文獻(xiàn) [1] 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊 [2] 鍛造機(jī)械化與自動化 [3] 鍛造生產(chǎn)機(jī)械化自動化 [4] 馮辛安主編.機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005 [5] 鍛壓機(jī)械、液壓傳動 [6] ?起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊 [7] 鍛壓機(jī)械液壓傳動的設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [8] 畢業(yè)論文撰寫規(guī)范 [9] 科技期刊上發(fā)表的相關(guān)研究方向的論文 [10] http://www.cnki.net(中國期刊網(wǎng)) 共 5 頁 第 5 頁