壓片機(jī)設(shè)計說明書

1、目錄第 1 章緒論1背景錯誤！未定義書簽。第 2 章壓片樣機(jī)概述42.1主要用途及使用范圍 42.2壓片機(jī)的主要型式 52.3精密樣品壓片機(jī)簡介 52.4精密樣品壓片機(jī)的結(jié)構(gòu) 6第 3 章壓片樣機(jī)總體方案設(shè)計 83.1壓片樣機(jī)的功能要求 83.2工藝分析 83.3確定壓片機(jī)主要構(gòu)件 93.3.1 93.3.2液壓缸的選擇123.3.3壓樣模具的設(shè)計13壓片機(jī)的傳動原理設(shè)計14TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _TOC_250018 液壓系統(tǒng)的油路控制設(shè)計16 HYPERLINK l _TOC_250017 第4 章 主要機(jī)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)計算18 HYPERLINK l _T

2、OC_250016 液壓缸的設(shè)計計算18 HYPERLINK l _TOC_250015 液壓泵的參數(shù)計算22 HYPERLINK l _TOC_250014 電動機(jī)的選擇24 HYPERLINK l _TOC_250013 聯(lián)軸器的選擇25 HYPERLINK l _TOC_250012 油箱的設(shè)計及液壓介質(zhì)的選用26 HYPERLINK l _TOC_250011 油箱容量的確定26 HYPERLINK l _TOC_250010 液壓介質(zhì)的選用26 HYPERLINK l _TOC_250009 第5 章 主要零件的強(qiáng)度校核28 HYPERLINK l _TOC_250008 上橫梁的強(qiáng)

3、度校核28 HYPERLINK l _TOC_250007 左立柱的強(qiáng)度校核29 HYPERLINK l _TOC_250006 液壓缸套筒和下橫梁聯(lián)接的可靠性檢測30 HYPERLINK l _TOC_250005 鍵的選擇及強(qiáng)度校核31 HYPERLINK l _TOC_250004 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸31 HYPERLINK l _TOC_250003 鍵聯(lián)接強(qiáng)度計算32 HYPERLINK l _TOC_250002 結(jié) 論34 HYPERLINK l _TOC_250001 致謝35 HYPERLINK l _TOC_250000 參考文獻(xiàn)36 PAGE PAGE 361引言壓片

4、機(jī)與壓片技術(shù)是醫(yī)藥制劑工業(yè)中最普遍的亦是最重要的，盡管壓片機(jī)從 19 世紀(jì)初已經(jīng)出現(xiàn)， 但是至今， 新的壓片機(jī)及壓片技術(shù)仍在不斷的涌現(xiàn)。近十年來， 隨著 GMP 改造在我國的推進(jìn)， 壓片機(jī)及壓片技術(shù)亦獲得了快速的發(fā)展，中國的壓片機(jī)制造商已有近三十多家，能 夠生產(chǎn)高速壓片機(jī)的亦有 5-6 家之多，然 而長期以來，由 于基礎(chǔ)研究的薄弱，人才的貧乏以及缺乏完善的創(chuàng)新機(jī)制，因此與國外的先進(jìn)的壓片機(jī)及壓 片技術(shù)還存在很大的差距。近年來， 密閉性、模塊化、自動化、規(guī)劃化及先進(jìn)的檢測技術(shù)將是壓片機(jī)與壓片技術(shù)最主要的發(fā)展方向， 壓片機(jī)將朝著完善生產(chǎn)不斷的進(jìn)步。向高速高產(chǎn)發(fā)展是壓片機(jī)首要的發(fā)展方向高速高產(chǎn)量是壓

5、片機(jī)生產(chǎn)商多年以來始終追求的目標(biāo)，目前世界上主要的壓片機(jī)廠商都擁有每小時產(chǎn)量達(dá)到 100 萬片的壓片機(jī)。目前國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定高速壓片機(jī)的轉(zhuǎn)臺節(jié)圓線速度應(yīng)超過60 m/min 。按這個標(biāo)準(zhǔn)，目前國外生產(chǎn)的壓片機(jī)大多數(shù)均超過這個速度， 有些壓片機(jī)的轉(zhuǎn)臺節(jié)圓線速度已達(dá) 200m/min 。如：Manestry公司生產(chǎn)的 Xpress700型壓片機(jī)最高產(chǎn)量達(dá) 100萬片/h ；Korsch公司生產(chǎn)的XL800型壓片機(jī)最高產(chǎn)量達(dá)102 萬片/h； Courtoy公司生產(chǎn)的 ModulD型壓片機(jī)最高產(chǎn)量達(dá)107 萬片/h； Fette公司生產(chǎn)的4090 i型壓片機(jī)最高產(chǎn)量達(dá)150 萬片/h；為了提高產(chǎn)量

6、，國外不少壓片機(jī)的轉(zhuǎn)臺越做越大，沖位數(shù)亦越來越多， 當(dāng)然機(jī)器的尺寸亦會越來越大。例如：公司的 4090i 型壓片機(jī)轉(zhuǎn)臺節(jié)徑達(dá) 1060mm ，最大沖位數(shù)為 122 沖， 外形尺寸為 1810 1810 2240 mm 。主電機(jī)功率為18.5kW 。Korsch公司的XL 800型壓片機(jī)轉(zhuǎn)臺節(jié)徑達(dá)840 mm ，最大沖數(shù)為95沖，TRP 700/900型壓片機(jī)的轉(zhuǎn)臺節(jié)徑為 780/1000mm。Courtoy生產(chǎn)的ModulD型壓片機(jī)最大沖位數(shù)達(dá)89 沖。） 全封閉的一體化的片劑成型系統(tǒng)是壓片機(jī)的一個主要發(fā)展方向。當(dāng)今的片劑設(shè)備面臨著兩個主要矛盾：一是在安全有效地生產(chǎn)出更多藥品的同時，不斷降低生

7、產(chǎn)成本；二是在大批量規(guī)?；a(chǎn)的同時亦要考慮最大的靈活性。目前國外的壓片機(jī)十分注重輸入、輸出環(huán)節(jié)的密閉性，盡可能的減少交叉污染及粉塵飛揚(yáng)，而國內(nèi)的壓片機(jī)大多數(shù)這個過程是敞開的。全封閉的、一體化的片劑成型系統(tǒng)包括：上料、壓片、除塵、篩片、檢測等多臺設(shè)備， 以及這些設(shè)備的聯(lián)接。集成化、模塊化使得壓片機(jī)的發(fā)展取得巨大的成功。Fette 公司新近也研發(fā)了一款新的壓片機(jī)， 其核心在于用沖盤組件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沖模臺板， 而后者 需要逐一把每一只沖模裝入沖模臺板中，再用螺釘逐一緊固。如此在更換產(chǎn)品或清洗上下場時非常耗時， 新一款的壓片機(jī)只需要 35 個沖盤組件， 每個組件只需 2 個卡箍和2 個螺釘緊固即可。

8、這些獨(dú)立的沖盤組件均有硬度，上面可以按所需壓片的模腔 尺寸直接做在沖模臺板上，而不再有分列的中模。用這種技術(shù)帶來的優(yōu)勢是：大大節(jié)約了拆卸裝配 所需的時間，據(jù)統(tǒng)計可節(jié)約 88的時間。清潔效果更佳。產(chǎn)品損失少。生產(chǎn)能力更高。設(shè)備 磨損小，維護(hù)簡單。這項(xiàng)技術(shù)由 Fette公司獨(dú)創(chuàng)技 術(shù)上處于領(lǐng)先地位新穎的壓片機(jī)及壓片技術(shù)層出不窮。1、增加預(yù)壓力， 改善壓片質(zhì)量是眾多壓片機(jī)廠商推出新產(chǎn)品時所共同考慮的，同時主壓和預(yù)壓一樣，給裝配調(diào)整、制造、產(chǎn)品類型都會帶來很大的方便。2、為了最大程度的提高設(shè)備利用率， 降低設(shè)備使用成本， 使設(shè)備的清潔更規(guī)范， WIP 在位清洗的理念在更多的壓片機(jī)上得到了貫徹。國外先進(jìn)

9、的壓片機(jī)廠商還十分注重頂出力的研究，不少規(guī)格和型號的壓片機(jī)已在控制系統(tǒng)中增加了頂出力顯示。我國壓片機(jī)和壓片技術(shù)雖然發(fā)展很快，成就很大，但與發(fā)達(dá)國家相比，無論在產(chǎn)品品種、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量方面都有很大差距。發(fā)達(dá)國家已將微機(jī)控制、電子記錄、電子簽名、遠(yuǎn)程調(diào)制調(diào)解等高新技術(shù)成熟的應(yīng)用于壓片技術(shù)，而這些高新技術(shù)在我國壓片行業(yè)才剛剛開始采用； 我國的壓片產(chǎn)品品種缺口約 30 40 ， 壓片機(jī)產(chǎn)品的性能及質(zhì)量有一定差距。2主要用途及使用范圍壓片機(jī)是片劑生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備其是將顆?；蚍蹱钗锪现糜谀？變?nèi)右沖頭壓制成片劑的設(shè)備， 它是一種電動連續(xù)沖壓機(jī)無電時也可手搖壓片) ，利用液壓系統(tǒng)傳遞動力，將一定量的粉

10、體物料在高壓力下壓制成形。能將各種顆粒狀、晶體狀或者流動性好的粉狀原料壓制成圓片狀、圓柱狀、球狀、凸面、凹 面和其他各種幾何形狀的產(chǎn)品如方形、三角、橢圓、囊形等)， 還可壓制帶有文字、商標(biāo)、圖案的產(chǎn)品，適 合于制藥、保 健品、食 品、農(nóng) 業(yè)、化 工、電 子電池、冶金陶瓷等行業(yè)作為小批量生產(chǎn)和科研實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用。由于壓片機(jī)在醫(yī)藥制劑工業(yè)上的重要作用近年來在壓片機(jī)的研究方面取得了很大的成果。例如在產(chǎn)量方面，Manestry公司生產(chǎn)的Xpress 700型壓片機(jī)最高產(chǎn)量達(dá)100 萬片/hKorsch公司生產(chǎn)的XL800型壓片機(jī)最高產(chǎn)量達(dá) 102 萬片/h；Courtoy公司生產(chǎn)的 ModulD型壓片機(jī)

11、最高產(chǎn)量達(dá)107 萬片/h；Fette公司生產(chǎn)的4090i型壓片機(jī)最高產(chǎn)量達(dá) 150 萬片/h；在集成化和模塊化方面，Courtoy公司、Fette公司的壓片機(jī)獲得巨大進(jìn)步位于比利時布魯塞爾的世界著名壓片機(jī)制造商 Courtoy公司的 ModulD型壓片機(jī)采用集成組合的設(shè)計技術(shù)， 壓片機(jī)上靠近轉(zhuǎn)臺所有接觸成品的零部件 都可裝在一個可以更換的壓縮的模塊化組件ECM上，這使壓片機(jī)的變型或上下場更加迅速。通常國內(nèi)的高速旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)以及由Fette Korsch Maestry等著名壓片機(jī)公司生產(chǎn)的壓片機(jī)藥片的片重差異控制均由主壓處的壓力傳感器來控制。最近Courtoy公司在旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)上采用與上述原

12、理不同的方法來控制藥片的重量這種原理的基礎(chǔ)是測量固定壓力下的厚度變化而不是固定厚度下的壓力變化并且測量是在預(yù)壓處進(jìn)行的， 而非一般的壓片機(jī)在主壓處這個原理最重要的特點(diǎn)是測量的厚度與所控制的重量之間呈線性關(guān)系。應(yīng)用：壓片機(jī)是一種電動連續(xù)沖壓機(jī)(無電時也可手搖壓片)，能將各種顆粒狀、晶體狀或者流動性好的粉狀原料壓制成圓片狀、圓柱狀、球狀、凸面、凹面和其他各種幾何形狀的產(chǎn)品(如方形、三角、橢圓、囊形等)，還可壓制帶有文字、商標(biāo)、圖案的產(chǎn)品，適合于制藥、保健品、食品、農(nóng)業(yè)、化工、電子電池、冶金陶瓷等行業(yè)作為小批量生產(chǎn)和科研實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用。適用于壓制 制藥：中藥片劑、西藥片劑、營養(yǎng)素片、藥丸、動物藥片 食

13、品：糖果片、咖啡片、巧克力豆、調(diào)味塊、葡萄糖片、奶片、泡茶片 保健品：鈣片、口含片、蜂膠片、螺旋藻片、泡騰片、咀嚼片 農(nóng)業(yè)：飼料塊、化肥片動物食糧、寵物營養(yǎng)品 電子電池：熱敏電阻、集成電路元件、紐扣電池 化工：催化劑、消毒片、驅(qū)蚊煙片、樟腦丸、清洗劑、芳香劑、浴鹽球 冶金陶瓷塑膠：觸媒粒、玻璃粉粒、陶瓷粉粒、冶金粉末粒、塑膠粒。它是制藥、化工、食品等工業(yè)部門，處理各種顆粒狀和粉末原料壓制成片劑的基本設(shè)備。無論在國內(nèi)或國外，壓片工作已涉及到各行各業(yè)，面廣量大，對人民生活、國際貿(mào)易都帶來深刻的影響，甚至在現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)了過去難以想象的新情況，隨著現(xiàn)代工業(yè)向規(guī)模化方向發(fā)展以及對產(chǎn)量、控制性能、設(shè)備穩(wěn)

14、定可靠要求的提高，越來越多的企業(yè)開始實(shí)現(xiàn)對壓片機(jī)進(jìn)行改良以實(shí)現(xiàn)自動化控制。壓片機(jī)的主要型式壓片機(jī)可以根據(jù)它的作用形式以及壓樣的種類不同有多種型式， 它的主要型式有，旋轉(zhuǎn)式壓片機(jī)，粉末壓片機(jī)，陶瓷壓片機(jī)，單沖壓片機(jī)， 手動壓片機(jī)， 高速壓片機(jī)。精密樣品壓片機(jī)簡介本次設(shè)計的內(nèi)容為精密樣品壓片機(jī)。 它是利用液壓系統(tǒng)傳遞動力，將一定量的粉體物料在高壓力下壓制成形，從而為材料的化學(xué)分析提供樣品依據(jù)。該設(shè)備廣泛應(yīng)用于水泥、鋼鐵、陶瓷、礦ft關(guān)等行業(yè)、部門。該壓片機(jī)為 X熒光分析所需樣品的制備提供了一種良好、有效的方法，使得熒光分析過程更加方便準(zhǔn)確。本設(shè)備可對硅酸鹽、水泥、陶瓷材料、金屬礦石、火ft巖、礦渣

15、以及頁巖等礦物材料進(jìn)行壓制。壓制成形試樣所需要的粉體物料量應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)， 通過不斷調(diào)整而得到。如果取樣材料是粉體狀態(tài)，顆粒直徑不應(yīng)大于200um 。取樣材料必須具有粘接性質(zhì)，否則應(yīng)添加粘接劑。如果壓制金屬材料， 金屬屑的截面面積應(yīng)該小于 1.5 mm 2 ， 并且能夠在壓力作用下成形。精密樣品壓片機(jī)的結(jié)構(gòu)精密樣品壓片機(jī)的基本工作原理：精密樣品壓片機(jī)由動力機(jī)、傳動部分和執(zhí)行部分等所組成。其基本工作原理是原動機(jī)電機(jī)把機(jī) 械能通過油泵轉(zhuǎn)化為液壓能，液壓能又通過液壓缸把液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并最終轉(zhuǎn)化為壓力來實(shí)現(xiàn)的，其壓力大小以及方向是通過液壓閥來控制的，為了便于掌握和研究壓片機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)性能，通

16、常又將壓片機(jī)分成下列幾個組成要素。一、壓片機(jī)的動力機(jī)構(gòu)動力機(jī)與傳動系統(tǒng)是指將動力機(jī)的動力與運(yùn)動傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制元件使之實(shí)現(xiàn)預(yù)定動作的裝置系統(tǒng)。通常由機(jī)、電、光、液、氣等多種形式的傳動、操縱、控制以及輔助等裝置組成。壓片機(jī)的動力機(jī)構(gòu)為電機(jī)，它作為原動機(jī)為整個裝置提供動力，應(yīng)根據(jù)所需的壓力大小及功率來選取合適的電機(jī)電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式應(yīng)該根據(jù)其工作條件來選擇，生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，如無特殊的要求通常采用 Y系列三相交異步電動機(jī)。它適用于不易燃燒、不易爆、無腐蝕性氣體的場合和要求具有較好起動性能的機(jī)械中同一類型的電動機(jī)，尚有不同的安裝結(jié)構(gòu)型式如臥式和立式，可以根據(jù)需要選擇。二、壓片機(jī)的傳動

17、機(jī)構(gòu)壓片機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)可以根據(jù)液壓系統(tǒng)來傳遞壓力，液壓泵在液壓系統(tǒng)中屬于能量轉(zhuǎn)換裝置，液壓泵是將電機(jī)輸出的機(jī)械能（ 電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩 M和角速度 wp的乘積）轉(zhuǎn) 變?yōu)橐簤耗埽?液壓泵的輸出壓力 Pp和輸出流量 Qp的乘積， 它是液壓系統(tǒng)的動力源。液壓泵主要有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵等，在選擇液壓泵時要綜合考慮系統(tǒng)工作的最大壓力和功率，同時還要考慮液壓泵的工作效率、成本以及密封性能等 。三、壓片機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓片機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指直接進(jìn)行對樣品進(jìn)行作用的機(jī)構(gòu)， 這里主要是利用液壓執(zhí)行元件的推力來實(shí)現(xiàn)壓片的 。液壓執(zhí)行元件是將液壓介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。它是依靠壓力油使執(zhí)行元件的輸出軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或是直

18、線運(yùn)動而作功。按照輸出運(yùn)動的不同，可以將液壓執(zhí)行元件分為三類： 液壓缸、液壓馬達(dá)和擺動馬達(dá)（中液壓缸的輸出軸的運(yùn)動形式為直線，液壓馬達(dá)輸出軸的運(yùn)動形式為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而擺動馬達(dá)或是擺動缸的輸出軸的運(yùn)動形式為旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動。根據(jù)本次的要求， 壓片機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以采用液壓缸。四、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由各種自動和手動控制裝置等所組成，是樣品壓片機(jī)的重要組成部分，包括壓片過程及其壓力大小的控制，故障與安全的控制等。安全系統(tǒng)的控制由電磁溢流閥來控制，當(dāng)系統(tǒng)壓力大于油泵的額定壓力時油泵就通過溢流閥溢流以實(shí)現(xiàn)對油泵的保護(hù)，液壓系統(tǒng)的油路控制則有電磁換向閥來控制，電磁換向閥為三位四通的，當(dāng)左邊的電磁通電時液壓缸的活塞向

19、上運(yùn)動，壓片機(jī)開始工作活塞到達(dá)行程終端時壓力開始增大逐漸達(dá)到額定壓力，此時右邊的電磁通電左邊的電磁斷電，液壓油則是反向通過液壓缸，此時壓片過程結(jié)束液壓油流回油箱， 液壓油的回路由液控單向閥控制。3 章 壓片樣機(jī)總體方案設(shè)計壓片樣機(jī)的功能要求壓片樣機(jī)要求的功能參數(shù)壓樣直徑：40 mm最大工作壓力值：40 噸液壓缸活塞直徑：160 液壓缸最大行程：100 壓片機(jī)的功能， 是指其所能完成的壓片工序的種絕而度用范圍， 則是指其壓片不同物品的能力。一般說來，減少功能和縮小應(yīng)用范圍， 可以簡化機(jī)器結(jié)構(gòu)、降低創(chuàng)造成本、提高生產(chǎn)率、易于實(shí)現(xiàn)自動化。反之，增加功能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，則可以一機(jī)多用、相對縮小占地面積

20、、有利于擴(kuò)大機(jī)器制造批量， 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為壓片機(jī)的自動化和自動控制提供了先進(jìn)的技術(shù)手段，同時也對它提出了更高更新的要求。在確定所設(shè)計的壓片機(jī)的自動化程度和自動控制方案時，應(yīng)根據(jù)具體情況區(qū)別對待。既要盡量采用先進(jìn)技術(shù)、趕超國際先進(jìn)水平，又要結(jié)合我國國情、講究經(jīng)濟(jì)效益、便于推廣應(yīng)用。工藝分析確定壓片程序、工藝線路、工作可靠性：壓片程序是先將壓樣模具中的下壓塊放入到頂桿套中，然后將置粉筒放置于頂桿套的上端，此時便可進(jìn)行投料，裝料完畢后設(shè)定壓制樣品的工作壓力，確認(rèn)以上操作無誤后開機(jī)壓樣，物料將在特定的壓力下壓制成形，當(dāng)工作壓力達(dá)到特定值時系統(tǒng)開始保壓，保壓結(jié)束后可將樣品取出。

21、機(jī)械的結(jié)構(gòu)工藝性由零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、加工表面數(shù)量、精度要求、對制造單位的適應(yīng)能力、零部件的可拆性及標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度等來評定。結(jié)構(gòu)工藝性差，不僅使制造成本增加，而且還控制造和維修周期延長， 甚至難以達(dá)到預(yù)定的加工要求。操作條件與工作可靠性， 壓片機(jī)的操縱、裝卸物料、排除故障、維護(hù)保養(yǎng)等工作應(yīng)省時、省事、省力；被包裝物品規(guī)格變化時，有關(guān)工作部件的調(diào)整或更換要方便迅速。此外，還要有安全措施，如防止誤動作、過載保護(hù)、故障報警和自動停機(jī)等。壓片機(jī)對操作環(huán)境的污染不僅使操作條件惡化而且還會影響機(jī)器的使用性能和壽命。尤其是噪聲， 必須嚴(yán)加控制。確定壓片機(jī)主要構(gòu)件精密樣品壓片機(jī)由動力機(jī)、傳動部分和執(zhí)行部分

22、等所組成。本壓片機(jī)的執(zhí)行機(jī)是指直接進(jìn)行對樣品進(jìn)行作用的機(jī)構(gòu)。液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它可以將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，液壓缸根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞缸、柱塞缸和擺動缸三類，活塞缸和柱塞缸實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動，輸出推力和速度，根據(jù)壓片機(jī)的工作原理，可以確定其主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為活塞缸。而傳動部分是傳遞或控制原動機(jī)的能量并將其給予工作機(jī)的機(jī)構(gòu)，它包括傳動和控制機(jī)構(gòu)，據(jù)壓片機(jī)的工作原理及工作條件可以采用液壓泵。液壓泵的選擇由于系統(tǒng)的壓力較大，因此在設(shè)計時選用了通軸斜盤式軸向柱塞泵，柱塞泵是通過柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時密封工作容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油和排油的。由于柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，滑動表面配合精度高，所以這

23、類泵的特點(diǎn)是泄漏小，容積效率高，可以在高壓下工作。圖 3.1 為斜盤式軸向柱塞泵的工作原理。泵由斜盤 1、柱塞 2、缸體 3、配油盤 4 等主要零件組成， 斜盤 1 和配油盤 4 是不動的， 傳動軸 5 帶動缸體 32 一起轉(zhuǎn)動， 柱塞 2 靠機(jī)械裝置或在低壓油作用壓緊在斜盤上。當(dāng)傳動軸按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，柱塞 2 在其沿斜盤自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)逐漸向缸體外伸出，使缸體孔內(nèi)密封工作腔容積不斷增加， 產(chǎn)生局部真空， 從而將油液經(jīng)配油盤 4 上的配油窗口 a 吸入；柱塞在其自上而下回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)又逐漸向里推入，使密封工作腔容積不斷減小， 將油液從配油盤窗口 b 向外排出， 缸體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)， 每個柱塞往復(fù)

24、運(yùn)動一次， 完成一次吸油動作。改變斜盤的傾角 ， 就可以改變密封工作容積的有效變化量， 實(shí)現(xiàn)泵的變量。圖 3.1 斜盤式軸向柱塞泵的工作原理1斜盤(Swash Plate)；2柱塞(Piston)；3缸體(Block) ；4配流盤(Valve Plate)；5傳動軸(Drive Shaft)；a吸油窗口(Inlet Port)b壓油窗口(Outlet Port)；斜盤式軸向柱塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （ConstructionCharacteristicsSwash Plate Axial Piston Pumps：（1） 端面間隙的自動補(bǔ)償 Automatic Compensating of End F

25、ace Clearance由圖 3.1 可見，使 缸體緊壓配流盤端面的作用力，除 機(jī)械裝置或彈簧作為預(yù)密封的推力外， 還有柱塞孔底部臺階面上所受的液壓力， 此液壓力比彈簧力大得多，而且隨泵的工作壓力增大而增大。由于缸體始終受液壓力緊貼著配流盤， 就使端面間隙得到了自動補(bǔ)償。（2）滑靴的靜壓支撐結(jié)構(gòu) PistonShoeandHydrostaticConstruction在斜盤式軸向柱塞泵中，若各柱塞以球形頭部直接接觸斜盤而滑動，這種泵稱為點(diǎn)接觸式軸向柱塞泵。點(diǎn)接觸式軸向柱塞泵在工作時， 由于柱塞球頭與斜盤平面理論上為點(diǎn)接觸，因而接觸應(yīng)力大，極易磨損。一般軸向柱塞泵都在柱塞頭部裝一滑靴，如 圖

26、3.2 所示， 滑靴是按靜壓軸承原理設(shè)計的，缸體中的壓力油經(jīng)過柱塞球頭中間小孔流入滑靴油室，使滑靴和斜盤間形成液體潤滑，改善了柱塞頭部和斜盤的接觸情況。有利于提高軸向柱塞泵的壓力和其它參數(shù)， 使其在高壓、高速下工作。圖 3.2 滑靴的靜壓支撐原理斜盤式軸向柱塞泵的排量和流量的計算：如圖 3.1 ，若柱塞數(shù)目為 z ，柱塞直徑為 d，柱塞孔分布圓直徑為D ， 斜盤傾角為 r， 則泵的排量為：V d2zDtan4（3.1 ）則泵的輸出流量為：q d 2zDn4vtan （3.2 ）實(shí)際上，柱塞泵的排量是轉(zhuǎn)角的函數(shù)，其輸出流量是脈動的，當(dāng)缸體轉(zhuǎn)過角時， 柱塞泵自其最高位置出算起的軸向位移量 x 為x

27、 D 1 cos tan 2（3.3 ）將上式進(jìn)行微分,得柱塞的軸向運(yùn)動速度v為：v dx dx d dx w D w tan sindtd dtd2（3.4 ）式中 w 為泵軸的角速度。因此， 每個柱塞的瞬時流量 Q 為：Q= d 2 v d44Dwtansin（3.5 ）2泵的瞬時流量 Q 為：Q= z0iQ d2Dwtanz08i1s (i（3.6 ）Z式中 Z0為處于壓油區(qū)的柱塞數(shù)， Z 為偶數(shù)時 Z 0Z Z= 為奇數(shù)時， 有2如下兩種情況：Z Z 1( 0) Z 1 ( )02Z02ZZ（3.7 ）從上述式中可以看出，柱塞泵的瞬時流量是脈動的，理論分析可知，就柱塞數(shù)而言，柱塞數(shù)為奇

28、數(shù)時的脈動率比偶數(shù)柱塞小，且柱塞數(shù)越多，脈動越小，故柱塞泵的柱塞數(shù)一般都為奇數(shù)。從結(jié)構(gòu)工藝性和脈動率綜合考慮， 常取 Z=7 或 Z=9 。液壓缸的選擇據(jù)壓片機(jī)的工作需要本次設(shè)計選用雙作用單活塞桿無緩沖式液壓缸， 其圖形符號如圖示。圖 3.3 油缸圖形符號單桿活塞缸左右兩腔的有效工作面積不相等，因此從下腔通壓力油和從上腔通相同的壓力油，所得兩個方向的推力是不相等的，其推力分別為下油腔壓力 F1 和上油腔的壓力 F2 分別為；F p A111P A2D 2 p 41 (D2 d 2 ) p2(3.8)F p A212p A2 (D 2 d 2 )p4D2 p2(3.9)1式中 F1 、F2 分別

29、為壓力油進(jìn)入無桿腔、有桿腔時的推力； p1、 p 分2別為高壓腔和回油腔的壓力； A A12分別為無桿腔和有桿腔的活塞有效面積； D d 分別為活塞和活塞桿的直徑。壓樣模具的設(shè)計壓片樣機(jī)的壓樣模具就是壓樣成型的模具及加料時所用的工具，它主要包括壓料器、置粉筒、頂桿、頂桿套、壓桿和上下橫梁等。模具的設(shè)計可以根據(jù)壓制樣品的形狀來設(shè)計，壓片樣機(jī)的壓樣模具大致可以設(shè)計如下圖。頂桿套頂桿左立柱預(yù)緊螺母扳桿右立柱頂桿套頂桿上橫梁下橫梁置粉筒壓料器壓料器圖3.4壓樣模具圖形如上圖所示，上下橫梁通過左右立柱聯(lián)接在一起，左立柱和上橫梁之間可以采用預(yù)緊螺母來固定，下橫梁可以用兩個螺母把它和壓片機(jī)箱體固定在一起。壓

30、桿、頂桿和頂桿套是樣品壓樣成型的結(jié)構(gòu)，其中壓桿是用螺紋和上橫梁聯(lián)接在一起的，壓桿上端有通孔，把扳桿插入通孔來轉(zhuǎn)動壓桿以控制它的上下移動， 頂桿的下端是和液壓缸的活塞桿連接在一起的。置粉筒是用來向頂套筒中添加粉末的零件，它的內(nèi)徑的大小可以根據(jù)頂桿套的外徑來設(shè)計。壓料器是用來壓平已經(jīng)放置好的粉末，它的下端接頭的大小應(yīng)該稍微比頂桿套的內(nèi)徑要小。當(dāng)壓片機(jī)開始工作時，頂桿將由活塞桿推動自下而上運(yùn)動，并到達(dá)其行程的上極限位置。頂桿在上極限位置停留 幾秒鐘后將自動下降一段距離。打開上橫梁至一定角度，將壓樣模具中的下壓塊放入到頂桿套中，并且與頂桿的上表面良好接觸（ 注意：放置時應(yīng)將下壓塊的研磨表面向上。將置粉

31、筒放置于頂桿套的上端，此時便可進(jìn)行投料， 首先將所需進(jìn)行壓樣分析的粉體物料稱量后用小匙裝入到置粉筒中間的圓筒中，然后將用于使樣品定形的輔料（ 如硼砂等）從置粉筒的四周均勻裝入到頂桿套中，裝料完畢后，使用壓料器將置粉筒中間圓筒中的粉體物料壓勻。最后，將置粉筒從頂桿套的上端輕輕拔起，再將壓樣模具中的上壓塊以適當(dāng)?shù)膲毫捻敆U套的上端壓下（置時應(yīng)將上壓塊的研磨表面向下， 并且不可傾斜 ， 此時裝料過程完畢。關(guān)閉上橫梁，使其與右立柱接觸良好（ 此時右立柱置于上橫梁的曲面槽中 ， 然后旋轉(zhuǎn)位于上橫梁中的預(yù)緊螺母直至其下端面與上壓塊的上端面接觸。根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定壓制樣品的工作壓力。在確認(rèn)以上各步操作安全無誤

32、后壓片機(jī)開始進(jìn)行壓樣，物料將在特定的壓力下被壓制成形。壓片機(jī)的傳動原理設(shè)計精密樣品壓片機(jī)的基本工作原理：精密樣品壓片機(jī)由動力機(jī)、傳動部分和執(zhí)行部分等所組成。其基本工作原理是原動機(jī)電機(jī)即電動機(jī)把機(jī)械能通過油泵轉(zhuǎn)化為液壓能，液壓能又通過液壓缸把液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并最終轉(zhuǎn)化為壓力來實(shí)現(xiàn)的，其壓力大小以及方向是通過液壓閥來控制的。其傳動原理如圖 3.5圖3.5壓片樣機(jī)的動原理圖系統(tǒng)的動力源為電機(jī)，它通過聯(lián)軸器和油泵直接聯(lián)接把電機(jī)的動能傳遞給油泵，液壓泵的旁路上連接一個溢流閥來控制系統(tǒng)的最高壓力，它的作用主要是起安全保護(hù)的，電磁溢流閥的控制壓力可以根據(jù)外界壓力來調(diào)定但是不能超過液壓泵的最高許用壓力。主油

33、路 通過電磁換向閥進(jìn)入液壓缸， 電磁換向閥可以根據(jù)壓片機(jī)的運(yùn)動情況來選擇。液壓系統(tǒng)的回路可以用液控單向閥來控制，在整個回路上還應(yīng)接一個濾油器對回油液進(jìn)行過濾以防止油中的雜質(zhì)顆粒進(jìn)入油箱。其型號可以根據(jù)過濾精度、通過流量和工作壓力來選擇。液壓系統(tǒng)的油路控制設(shè)計液壓系統(tǒng)的能量控制主要是采用液壓閥來實(shí)現(xiàn)控制的。 液壓閥在液壓系統(tǒng)中可以在以下三個方面實(shí)現(xiàn)控制：方向控制是控制系統(tǒng)中的能量分配，但不是能量控制，而在適當(dāng)?shù)臅r間把傳遞能量的流體傳送到系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)牡胤?。壓力控制是通過調(diào)節(jié)泵輸出的流體的壓力勢能值來控制能的傳遞。流量控制是通過調(diào)節(jié)回路中的流量來控制能量傳遞的速率流量的最終目的是控制執(zhí)行元件的速度。

34、液壓閥的分類： 按功能可以分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥，本次設(shè)計的方向控制主要有換向閥和單向閥兩類。根據(jù)滑閥閥芯運(yùn)動方式的不同，換向閥可以分為滑閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種。滑閥式換向閥按閥芯的可變位置數(shù)可以分為兩位、三位等，按主油路進(jìn)出口的數(shù)目又可以分為二通、三通、四通、五通等，根據(jù)設(shè)計需要可以選用三位四通的電磁換向閥， 其圖形符號如下圖4.1 三位四通電磁換向閥電磁換向閥是利用電磁鐵推動閥芯來控制液流的方向的。利用電磁換向閥可以使操作輕便， 容易實(shí)現(xiàn)自動化操作， 因此 應(yīng)用極廣。如上圖的三位四通的電磁換向閥， 它的兩邊各有一個電磁鐵 1DT 、2DT ，當(dāng) 兩邊電磁鐵均不通電時，閥 芯在兩端

35、對中彈簧的作用下處于中間的位置， 進(jìn)油口 P 和回油口 O、工作口 A 和 B 四個通道均不相通。 當(dāng)右邊的電磁鐵通電時， 鐵芯通過推桿將閥芯推向左邊， PA 兩腔和 B、O 兩腔分別相通。當(dāng)左邊的電磁鐵通電時， 同理可使 P、B 兩腔和 A、O 兩腔分別相通。單向閥是用來控制油路的通斷的， 它的作用是使油液只能一個方向流動。由于它關(guān)閉較嚴(yán)，常在回路中起保持部分回路壓力的作用， 也常與其他閥組成復(fù)合閥。普通單向閥只能單向流動，而液控單向閥可以雙向流動，在未引入控制壓力油時能阻止反向流動，在引入控制壓力油時反向液流也能通過。它由錐形單向閥和液控部分組成。圖為高壓用帶卸荷閥的液控單向閥，當(dāng)電磁換向

36、閥左邊通電時B 口進(jìn)油， 此時油通過單向閥進(jìn)入液壓缸的下端，液壓缸上端的油液通過 A口回到油箱，液壓缸處于工作狀態(tài)。當(dāng)電磁換向閥右邊的電磁通電時A 口進(jìn)油，壓力油便打開單向閥，此時壓力油進(jìn)入液壓缸的上端，而液壓缸下端的油液則通過已打開的單向閥流向油箱而卸荷這個過程為液壓缸的回程過程。4.2 液控單向閥控制回路液壓系統(tǒng)的安全回路：圖所示為用電磁溢流閥限制系統(tǒng)壓力不能超過最大允許值，防止系統(tǒng)過載的安全回路。在正常情況下，閥口關(guān)閉。當(dāng) 超載時，系統(tǒng)油壓達(dá)到最大允許值（ 溢流閥調(diào)定的壓力，閥口打開，壓力油通過閥口流回油箱，油壓力便不再升高。在這種情況下， 溢流閥通過限制系統(tǒng)的最高壓力而對液壓泵起安全保

37、護(hù)作用。圖4.3安全回路4 章 主要機(jī)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)計算液壓缸的設(shè)計計算液壓缸設(shè)計計算步驟根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動要求， 按要求選擇液壓缸的類型為雙作用單活塞桿無緩沖式液壓缸。根據(jù)機(jī)構(gòu)要求選擇液壓缸的安裝方式，據(jù)工作要求本次設(shè)計選擇為頭部法蘭安裝。根據(jù)主機(jī)的動力分析和運(yùn)動分析， 確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸。如 液壓缸的推力、速 度、作 用時間、內(nèi) 徑、行 程及活塞桿直徑等。根據(jù)選定的工作壓力和材料進(jìn)行液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 如缸體壁厚、缸蓋結(jié)構(gòu)、密封形式等。液壓缸參數(shù)：最大行程: S=100mm 最大壓力: 28 MPa 活塞直徑: 輸出速度： v=2 mm/s液壓缸性能參數(shù)及主要幾何尺寸的計算：活塞

38、桿直徑 d 的計算：活塞桿的直徑可以根據(jù)液壓缸的工作壓力來查表選取當(dāng)工作壓力 P7.0 Mpa時，d/D=0.7 ，液壓缸的工作壓力為20 Mpa ，所以d=0.7D=112 mm液壓缸的輸出力：F p A11103（4.1 ）式中：F1液壓缸推力（kN；P1 工作壓力(MPa) ；A1 活塞或柱塞的作用面積（。將所有參數(shù)代入求出 F1=20 Mpa =400 液壓缸的阻力：F=F1F2+F3F4+F5+ F6（4.2 ）式中：F1作用于活塞桿上的阻力（kN；F2 液壓缸在起動、制動或換向時的慣性阻力（kN F3 除液壓缸外， 運(yùn)動部件的摩擦阻力（kN；F4 運(yùn)動部件的自重（kN ，對于立式設(shè)

39、備，上行時取正值， 下行時取負(fù)值；F5 液壓缸活塞機(jī)活塞桿處的密封摩擦阻力（kN，通常用液壓缸的機(jī)械效率來反映， 一般取F6 回油背壓阻力（kN 3） 液壓缸的輸出速度：M =0.95 ；單桿活塞式液壓缸和柱塞式液壓缸的活塞外伸時的速度：1v60qv11（4.3 ）式中v 活塞或柱塞得外伸速度（m/min；1q 進(jìn)入或流出液壓缸的流量（m3/s；vA 活塞的作用面積（m 2 1液壓缸的輸出功率： 液壓缸的輸出功率 N 為：N=F v=0.8 kW（4.4 ）式中N液壓缸的輸出功率（kW；F 液壓缸的輸出力（kN；v 液壓缸的輸出速度（m/s 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算：液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)， 主要包括缸

40、筒壁厚、 油口直徑、缸底厚度等。缸筒厚度的計算對于低壓系統(tǒng)或是當(dāng)D/ 16 Mpa時，液壓缸按薄壁筒計算。p pD（4.5 ）2 式中： 液壓缸缸筒厚度（m；Py試驗(yàn)壓（MPa 工作壓力P16 MPa時Py=1.5P 工作壓力P16 MPa時，Py=1.25P；D 液壓缸內(nèi)徑（m； 缸體材料的許用應(yīng)力（Mpa ； =100MPa 缸體材料的抗拉強(qiáng)度（Mpa；bn 安全系數(shù)， n=3.5 5n=5 3.2 D/ 16 時， 液壓缸屬于中等壁厚， 此時py Dc=1.520MPa160mm c =17mm（4.6 ）p y(2.3 p )y式中： 強(qiáng)度系數(shù)， 對于無縫鋼管， =1 ；C 計入壁厚公

41、差及腐蝕的附加厚度， 通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度。6） 缸體的外徑計算：D1=D+2 =194mm（4.7 ）式中D1缸體外（m其有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見。7) 液壓缸的油口直徑計算：液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動速度 v 和油口最高液流速度 v 而0定：vv0dvv0016mm（4.8 ）式中：d0 液壓缸油口直徑（m D液壓缸內(nèi)徑（m；v 液壓缸的最大輸出速度(m/min) ；v0 油口液流速度（m/s 。8） 缸底厚度的計算： 平行缸底， 當(dāng)缸底無油孔時p p y式中：h缸底厚度（m；D 液壓缸內(nèi)徑（m；（4.9 ）p 試驗(yàn)壓力（MPa ；y 缸底材料的許用壓力（MPa 當(dāng)缸底有油孔時：p D(D d )

42、0yh p D(D d ) 0y式中：d 缸底油孔直徑。09)缸頭厚度計算由于液壓缸缸頭上有活塞桿導(dǎo)向孔， 因此其厚度的計算方法和缸底的有所不同。本次液壓缸設(shè)計可采用法蘭式缸頭用螺釘來聯(lián)接， 其計算方法如下。3F(Dd3F(Ddcp)0cp式中：h法蘭厚度（m；F 法蘭受力總和（N）F d 2 p 4 (d 24d 2)qd 密封環(huán)的平均直徑（m；cpD 螺釘孔的分布直徑（m；0 法蘭材料的許用應(yīng)力（Pa 。10 ） 液壓缸的聯(lián)接計算缸體和缸蓋采用螺栓聯(lián)接時， 螺紋處的拉應(yīng)力為：KF（4.12 ）4 d 21 Z螺紋處的切應(yīng)力為1 K11KFd0（4.13 ）其合應(yīng)力為n0.2d 3 2 2

43、（4.14 ）式中： K螺紋擰緊系數(shù)，靜載時，取 K=1.251.5；動載時，取K=2.54；F 缸體螺絲處所受拉力（N；d 螺紋內(nèi)徑（m， 當(dāng)采用普通螺紋時：1 d1.0825td10dd 螺紋外徑（m；0Z 螺栓個數(shù)；螺紋材料的許用應(yīng)力（Pa） sn 螺紋材料的屈服點(diǎn)（Pa；sn安全系數(shù)，通常取n=1.52.5； 合成應(yīng)力（Pa。n4.2 液壓泵的參數(shù)計算1） 確定液壓泵的最大工作壓力 ppp pp1p P1+P（4.15 ）p式中： P1 是液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的最高壓力， 對于本系統(tǒng)， 最高壓力是液壓缸的入口壓力；P 從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間總的管P 的準(zhǔn)確計算要待元件選定并

44、繪出管路圖時才能進(jìn)行， 初算時可以按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛唵?、流速不大的，取 0.2 0.5 ）MPa ；管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的，取 P=（0.5 1.5 ）MPa 。2） 確定液壓泵的流量 qvp壓泵的輸出流量應(yīng)為：多液壓缸或液壓馬達(dá)同時工作時， 液q=K(qv)（4.16 ）vpmax式中：K系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取K=1.1 1.3 ；qv 同時動作的液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量， 可以從max（qv-t 圖上查得。對于在工作過程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)， 還須加上溢流閥的最小溢流量， 一般取 0.5 104 m3 / s 。當(dāng)系統(tǒng)使用蓄能器作輔助動力源時；iqv V KipTi1t（4.17 ）

45、式中：K系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取K=1.2 ；T 液壓設(shè)備工作周期（s；tV i（m 3；Z 液壓缸或液壓馬達(dá)的個數(shù)。3） 選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上求得的 pp和q值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從vp產(chǎn)品樣本或機(jī)械設(shè)計手冊中選擇相應(yīng)的液壓泵。為了 使液壓泵有一定的壓力儲備， 所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25% 60% 。本次可以選取泵的額定壓力為 31.5 MPa 。4） 確定液壓泵的驅(qū)動功率在工作循環(huán)中，如果液壓泵的壓力和流量比較恒定，即（p-t （qv-t ） 圖變化較平衡， 則：p qvp pp（4.18 ）p式中：pp液壓泵的最大工作壓力（Pa；qv 液壓泵的流量（m 3/s

46、；p 液壓泵的總效率， 可以參考機(jī)械設(shè)計手冊選擇， 選取p =0.85 ；pqv=2.5ml 910r/min/60 3.87105 m3 /sp20MPa 4 105 m3 / sP 0.85 0.91kW根據(jù)以上計算得出的數(shù)據(jù)來選擇液壓泵的型號為： 型號: 2.5MCY14-1B公稱排量: 2.5ml/r 額定壓力: 額定轉(zhuǎn)速: 1500rpm電動機(jī)的選擇選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式生產(chǎn)單位一般用三相交流電源， 如無特殊的要求通常采用 Y 系列三相交異步電動機(jī)。它適用于不易燃燒、不易爆、無腐蝕性氣體的場合和要求具有較好起動性能的機(jī)械中。同一類型的電動機(jī)，尚有不同的安裝結(jié)構(gòu)型式如臥式和立式，可以

47、根據(jù)需要選擇。按已知工作條件和要求， 本次設(shè)計選用 Y 系列 一般用途的三相異步電機(jī)， 安裝結(jié)構(gòu)采用立式安裝。選擇電動機(jī)的容量電動機(jī)的容量（ 額定功率）選的適合與否，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量小于工作要求，則不能保證機(jī)器正常工作，或是電機(jī)長期過載、發(fā)熱而過早損壞；容量過大，則電機(jī)的價格高，能力又不能充分利用。由于經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，效率和功率因數(shù)都很低， 造成很大的浪費(fèi)。電動機(jī)的容量最主要是根據(jù)運(yùn)行時發(fā)熱條件決定的， 額定功率是連續(xù)運(yùn)行條件下電機(jī)發(fā)熱不超過許用溫度的最大功率，滿載轉(zhuǎn)速是指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時的電機(jī)轉(zhuǎn)速，同一類型電機(jī)，按額定功率和轉(zhuǎn)速的不同 ， 具有一系列型號。對于長期

48、連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械， 要求所選電動機(jī)的額定功率 Pcd 應(yīng)大于等于電機(jī)所需要的功率 Pd Pcd Pd 。通?？刹槐匦ｒ?yàn)發(fā)熱和啟動力矩。工作機(jī)所需功率， 應(yīng)由液壓泵的工作壓力以及運(yùn)動參數(shù)計算求得， 初步計算出液壓泵的功率是 0.91kW 。通過上式可以知道所需電動機(jī)的 Pw 很小， 根據(jù)設(shè)計資料選取 Y90L 6 三相異步交流電動機(jī)， 其額定功率為 1.1KW ，額定電壓為 380V ，同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min ，滿載轉(zhuǎn)速 910 r/min 。聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器是機(jī)械傳動中的一種常用軸系部件，它的基本功用是聯(lián)接兩軸（ 有時也聯(lián)接軸和其它回轉(zhuǎn)零件 ， 并傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩， 有時聯(lián)軸器也起安全保

49、險裝置。壓片機(jī)中的電機(jī)和液壓泵之間需要用聯(lián)軸器來聯(lián)接， 聯(lián)軸器的選擇如下。類型選擇為了隔離振動和沖擊， 選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。載荷計算公稱轉(zhuǎn)矩PT=9550 T 9550 95501.1 11.54Nm（4.19 ）n910由機(jī)械設(shè)計課本中表 14-1查得算轉(zhuǎn)矩為：=1.7, 故有式子 TA KT 得計AnAT KAcaT 1.7 11.54 19.6Nm（4.20 ）聯(lián)軸器型號選擇從 GB4323 84中查得 TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為63N.m 許用最大轉(zhuǎn)速為4200r/min軸徑為2028mm之間故合用。油箱的設(shè)計及液壓介質(zhì)的選用液壓系統(tǒng)中的油箱和液壓介質(zhì)可以根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作

50、需要來自行設(shè)計和選擇。油箱容量的確定初始設(shè)計時， 先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量， 待系統(tǒng)確定后， 再按散熱的要求進(jìn)行校核。油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為：V aqv（4.21 ）式中；q液壓泵每分鐘排出的壓力油的容積（L；va 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， 可以根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊選擇， 這里選 a=6 。代入選取的參數(shù)計算得：V 6 910r / min 2.5ml / r 106 1.365 102 L在確定油箱尺寸時，一方面要滿足系統(tǒng)的供油要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充油時，油箱的油位不低于最低限度。液壓介質(zhì)的選用液壓介質(zhì)是液壓傳動與控制系統(tǒng)中使用的工作介質(zhì)，液壓介質(zhì)應(yīng)具有適宜的粘度

51、和良好的粘溫特性； 油膜強(qiáng)度要高； 具有較好的潤滑性能；能抗氧化穩(wěn)定性好；腐蝕作用小，對涂料、密封材料等有良好的適應(yīng)性； 同時液壓介質(zhì)還應(yīng)具有一定的消泡能力。選擇液壓介質(zhì)時， 除了專用液壓油外， 首先是介質(zhì)種類的選擇。根據(jù)液壓系統(tǒng)對介質(zhì)是否有抗燃性的要求，決定選用礦油型液壓油還是抗燃性液壓油。其次，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中的所用的液壓泵的類型選用具有合適粘度的介質(zhì)。由于壓片機(jī)所選用的是軸向柱塞泵， 其工作溫度在 30 左右，據(jù)此可以查機(jī)械設(shè)計手冊得液壓泵所用油粘度值為 25 44 mm2 / s 。綜合以上條件選擇液壓油的型號為：使用46 號液壓油,符合GB11118.1-5由于壓片機(jī)的沖壓部分承受很大的

52、壓力，因此必須對關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度校核， 以保證壓片機(jī)工作的安全性。上橫梁的強(qiáng)度校核上橫梁是和左右立柱及壓桿相連接的結(jié)構(gòu)，它承受很大的壓力。可以將上橫梁簡化為如圖 5.1示，有圖示可知，A、C 兩截面的彎矩都為0，而最大彎矩是在B 截面，即B 截面為危險點(diǎn)，且M Mz,max F a（5.1 ）2圖 5.1 上橫梁受力簡圖根據(jù)截面 B 的尺寸可得：1483683Icm4 cm4 341.3cm4z1212wIzy341.385cm4max中心軸 z 是對稱軸， 其位置如圖所示根據(jù)強(qiáng)度條件有： M z 2 105 N 0.135m 6 316MPamaxwz83 106查材料力學(xué)表 2-1可知，4

53、5號鋼的許用應(yīng)力 =400Mpa，由于 所以上橫梁的強(qiáng)度滿足。max左立柱的強(qiáng)度校核左立柱和上下橫梁是螺栓聯(lián)接的，螺栓聯(lián)接所承受的載荷可能包括軸向載荷、橫向載荷、彎矩和轉(zhuǎn)矩等。但是對于每一個螺栓而言， 受載只有軸向力和橫向力兩種形式。在軸向力（ 包括預(yù)緊力）的作用下，螺栓桿和螺紋都有可能發(fā)生塑性變形或是斷裂；而在橫向力的作用下，當(dāng)采用鉸制孔用螺栓時，螺栓桿和孔壁的貼合面上可能發(fā)生壓潰或是螺栓桿被剪斷等。根據(jù)統(tǒng)計分析，在靜載荷下螺栓聯(lián)接是很少發(fā)生破壞的，只是嚴(yán)重過載的情況下才會發(fā)生。就破壞性質(zhì)而言，約有 90% 的螺栓屬于疲勞破壞。而且疲勞破壞經(jīng)常發(fā)生在螺紋根部，即截面面積較小并有缺口的應(yīng)力集中

54、的部位。左立柱是受軸向載荷的螺栓聯(lián)接，螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算，首先是根據(jù)聯(lián)接的類型、 聯(lián)接的裝配情況（ 預(yù)緊或是不預(yù)緊 、 載荷狀態(tài)等條件，確定螺栓的受力，然后是按相應(yīng)的強(qiáng)度條件計算螺栓危險截面的直徑（ 螺紋的小徑） 或是校核其強(qiáng)度。應(yīng)當(dāng)指出的是，螺栓除了承受軸向工作了 F 外，還受預(yù)緊力 Q 作p用。螺栓在工作時所受的總拉力為 Q， 并按 Q 計算螺栓的強(qiáng)度。其中螺栓的總拉力和殘余預(yù)緊力為：CQ QbF（5.2 ）CpCCbmCQ/ QmF（5.3 ）CppCCbm式中：Qp為預(yù)緊力， 其中 Qp A ，s1為螺栓材料的屈服極s1限， A1為螺栓危險截面的面積， A1 d 2 。41F 為最大工

55、作壓力 ；C b 稱為螺栓的相對剛度， 它的大小可以根據(jù)機(jī)械設(shè)計CCbm表 4-4 來選擇；把選取的參數(shù)代入計算得：QAps 3553.14 103 )2 2.13105 NQ 2.13 105 N 0.2 2 105 2.5 105 N于是螺栓的危險截面的拉伸強(qiáng)度條件為：ca（5.4 ）d 241把螺栓的總壓力代入求出危險面的拉伸應(yīng)力為：max11.32.5105 43.14(35.7103)2 33.5MPad 241由螺栓的材料查得 =120Mpa，則 ，m a x所以左立柱的強(qiáng)度是滿足的。液壓缸套筒和下橫梁聯(lián)接的可靠性檢測液壓缸套筒和下橫梁是用螺紋來聯(lián)接的， 在壓片機(jī)工作時它承受軸向載

56、荷的作用。對于受拉螺栓，其主要的破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其準(zhǔn)則是保證螺栓的靜力或是疲勞拉伸強(qiáng)度；對于受剪螺栓，其主要的破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼合面上出 現(xiàn)壓潰或是螺栓桿被剪斷，其設(shè)計準(zhǔn)則是保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度， 其中聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度對可靠性起決定性作用。因此它的強(qiáng)度可以根據(jù)壓片機(jī)的最大工作壓力來進(jìn)行校核。液壓缸套筒所承受的最大應(yīng)力為： F F（5.5 ）maxA1(D2 d2 4式中：F為壓片機(jī)的最大拉力；D 為液壓缸套筒的外徑； d 為液壓缸套筒的內(nèi)徑；將數(shù)據(jù)代入計算得： Q 4105 N4105 N 45M p aA1(D2 d2 41202 ) 106由液壓缸

57、套筒材料查得 =100MPa，則 ，m a x所以液壓缸套筒和下橫梁的連接是可靠的。鍵的選擇及強(qiáng)度校核轉(zhuǎn)矩， 有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或是軸向滑動的導(dǎo)向。鍵聯(lián)接的主要類型有：平鍵聯(lián)接、半圓鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用來實(shí)現(xiàn)軸和輪轂之間的周向固定以傳遞鍵聯(lián)接、鍥鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接。選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個方面，鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來取定的。鍵的主要尺寸為其截面的尺寸（鍵寬 b鍵高 h 表示）L。鍵的截面尺寸 bh 按軸的直徑 d 由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長度 L 一般可以按輪轂的長度而定，即鍵長等于

58、或是略短于輪轂的長度，這里是和聯(lián)軸器聯(lián)接，因此鍵長應(yīng)該有聯(lián)軸器的型號來定，所選定的鍵長亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長度系列。鍵聯(lián)接在選出類型和尺寸后，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。一般 8 級以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)該選用平鍵聯(lián)接，平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便，對中性比較好等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。由于軸向柱塞泵在軸端， 因此選用圓頭普通平鍵（B 型。普通平鍵的兩側(cè)面都是工作面，工作時，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面和聯(lián)軸器的鍵槽底面間留有間隙。但是平鍵聯(lián)接不能承受軸向力，因而對軸上的零件不能起到軸向固定作用。由于聯(lián)軸器是聯(lián)接電機(jī)和軸向柱塞泵的，因此有一定的定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于聯(lián)軸器在軸的軸端處，故選用平頭普通平鍵（B 型。根據(jù) d=14mm 從標(biāo)準(zhǔn)中查得鍵的截面尺寸為： 寬度 b=5mm h=5mm ，由聯(lián)軸器寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長 L=12mm （聯(lián)軸器寬度要小些。鍵聯(lián)接強(qiáng)度計算平鍵聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩時， 聯(lián)接中各零件的受力情況可以分析出來。對于采用常見材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接（ 靜聯(lián)接，其主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴(yán)重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓力進(jìn)行強(qiáng)度校核計算。對于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)