板材坡口機(jī)總體設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

板材坡口機(jī)總體設(shè)計(jì)摘要本文旨在探索板材坡口機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即板材坡口機(jī)的設(shè)計(jì)，又稱板材坡口機(jī)設(shè)計(jì)。當(dāng)前我國(guó)板材坡口機(jī)技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，而且逐漸趨于自動(dòng)化。本文根據(jù)板材坡口機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，初步設(shè)計(jì)板材坡口機(jī)。在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)此題目的分析以及對(duì)一些相關(guān)書(shū)籍和文獻(xiàn)的查閱，進(jìn)一步研究了板材坡口機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文所設(shè)計(jì)的板材銑邊用于電廠中鋁板焊接前的坡口成型，板材坡口機(jī)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)應(yīng)在于液壓系統(tǒng)和板材坡口機(jī)的銑削系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。已完成的主要工作可以概括為以下四方面：1．對(duì)課題的來(lái)源、選題的目的、以及板材坡口機(jī)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的形勢(shì)及所存在的問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)的論述。2．闡述了板材坡口機(jī)的一般結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)自身的需求選取適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)組件。簡(jiǎn)易的敘述了總體方案設(shè)計(jì)。3．對(duì)液壓系統(tǒng)的基本概念、特點(diǎn)、應(yīng)用以及基本工序做了簡(jiǎn)要的介紹，進(jìn)而分析了板材坡口機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向。4．對(duì)本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)-板材坡口機(jī)的銑削系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。分析了銑削控制系統(tǒng)的過(guò)程，進(jìn)而對(duì)銑削件進(jìn)行了工藝分析，為板材坡口機(jī)銑削系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)，最后對(duì)板材坡口機(jī)銑削系統(tǒng)重要的各個(gè)尺寸參數(shù)進(jìn)行了校核。本文通過(guò)研究設(shè)計(jì)板材坡口機(jī)的基本原理，獲得了大量有關(guān)設(shè)計(jì)板材坡口機(jī)的要領(lǐng)。論文的完成對(duì)進(jìn)一步完成生產(chǎn)性設(shè)計(jì)和探索設(shè)計(jì)板材坡口機(jī)過(guò)程有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：坡口機(jī)；剪板機(jī)；傳動(dòng)；液壓；自動(dòng)化

AbstractThisarticlethesisisaimedatexploringtheoverallstructuredesignofplateedgemillingmachine,thatisthedesignofplankstuffedgemillingmachine,alsocalledthedesignofboardgroovemachine.Atpresent,thedesignofplankstuffedgemillingmachinealreadyhasthecertaindevelopment,andgraduallytendstoautomation.Accordingtotheprincipleofworkandbasicstructureofplankstuffedgemillingmachine,thepresentthesisdesignstheplankstuffedgemillingmachine.Onthebaseoftheseworks,throughregardingthistopicanalysisandconsultingtosomecorrelationbooksandliterature,werefurthermakeclearthattheoveralldesignofplankstuffedgemillingmachine.Thispresentthesisdesignstheplankstuffmillusesinthepowerplantbeforethealuminumsheetweldingbeveltotakeshape.Designsshouldlieinwithemphasisthedesignofthehydraulicsystemandmillingsystem.Themainworkachievedaresummedupasfollowing:1.Therelatedsummarywasmadeonthesourceandgoaloftask,Domesticandforeigndevelopmentsituation,existenceproblem.2.Therelatedsummarywasmadeonthegeneralstructure,thenaccordingtoowndemandselectionsuitablestructuremodule.Andasimiplenarrationwasmadeontheoveralldesignofplankstuffedgemillingmachine.3.Therelatedsummarywasmadeonthebasicconcept,characteristic,applicationandessentialworkingprocedure,andwasfurtheranalysisthepresentsituationanddevelopmentdirection.4.Therelatedsummarywasmadeonthisdesignkeypoint-millingsystem.Analysiswasmadeonmillingcontrolsystem,andwasfurthercraftanalysisthemillingcomponents.thishaslaidthefoundationforthemillingsystemofplankstuffedgemillingmachine.Finally,ithascarriedontheexaminationoneachimprotantsizeparameterofplankstuffedgemillingmachine.Inthispaperalotofexperimentaldataaboutmainpointofplankstuffedgemillingmachinewereacquiredbystudyingthebasicprinciple.Thispaperalsowillprovideguidanceforindustrializationandresearchingplankstuffedgemillingmachineprocess.Keywords:plankstuffedgemillingmachine;boardgroovemachine;guillotineshear;transmission;hydraulicpressure;automation前言板材坡口機(jī)是一種使用最廣泛的板材加工機(jī)械，早已實(shí)現(xiàn)了液壓化,80年代迅速實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，CIMT'95展出了18臺(tái)板材坡口機(jī)，其中外國(guó)7臺(tái)，中國(guó)11臺(tái)。除了中國(guó)臺(tái)灣的一臺(tái)以外，其余的17臺(tái)全部是數(shù)控板材坡口機(jī)。在我國(guó)歷屆國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上,這一屆展覽會(huì)展出的板材坡口機(jī)最多，國(guó)產(chǎn)板材坡口機(jī)也很多，且水平較高。板材坡口機(jī)是用于焊接板材前打坡口的機(jī)械。對(duì)于普通板材坡口機(jī)來(lái)說(shuō)，只有高度熟練的操作人員才能做好此工作，即使如此也需要相當(dāng)長(zhǎng)的調(diào)整時(shí)間。用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)裝備的板材坡口機(jī)不但可以大大縮短調(diào)整時(shí)間，而且沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn)的操作人員也能生產(chǎn)出達(dá)到要求的板材坡口機(jī)。本文研究的板材坡口機(jī)用于鋁板的坡口加工，具有很好的實(shí)用價(jià)值，這種板材坡口機(jī)控制系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)控制，銑削系統(tǒng)為核心系統(tǒng)。相對(duì)數(shù)控系統(tǒng)裝備的板材坡口機(jī)其成本要低的多，而且對(duì)操作人員的熟練度要求較低。本文主要闡述了銑削系統(tǒng)、液壓缸的設(shè)計(jì)以及液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

1緒論1.1課題來(lái)源萬(wàn)安培大電流實(shí)驗(yàn)裝備，是東北輸變電上市公司之一。板材坡口機(jī)是封閉母線生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備，為滿足客戶的需求，公司迫切需要設(shè)計(jì)一種實(shí)用且成本較低的產(chǎn)品。1.2課題的設(shè)計(jì)目的及意義隨著板材坡口機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展，它的功能越來(lái)越齊全，操作越來(lái)越方便。雖然以數(shù)控系統(tǒng)為控制系統(tǒng)的板材坡口機(jī)生產(chǎn)效率會(huì)很高，而且質(zhì)量也非常好，但這些對(duì)于鋁板的坡口加工來(lái)說(shuō)，消耗的成本過(guò)高，固我們采取常用的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使用液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣不但能滿足生產(chǎn)要求還能節(jié)省資金。1.3與課題相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析板材坡口機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況近年來(lái)，繼液壓技術(shù)之后，數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于鍛壓機(jī)械的各個(gè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的數(shù)控板材坡口機(jī)也有一定的發(fā)展。從1986年10月第一臺(tái)XBJ67Y-160K/3200數(shù)控板材坡口機(jī)由天水鍛壓機(jī)床廠研制成功以為，國(guó)內(nèi)數(shù)控板材坡口機(jī)技術(shù)發(fā)展較為有代表性的單位有濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所、黃石鍛壓機(jī)床廠和上海沖剪機(jī)床廠。黃石鍛壓機(jī)床廠和濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所聯(lián)合先后完成了XBJ67K-100/3000和XBJ67K-100/3100S型數(shù)控板材坡口機(jī)。其中XBJ67K-100/3100S板材坡口機(jī)產(chǎn)品屬于70年代末開(kāi)發(fā)的新型板材坡口機(jī)。上海沖剪機(jī)床廠更是異軍突起，從1986年以來(lái)先后開(kāi)發(fā)成功具有現(xiàn)代水平的XBJ12K與XBJ67K兩大系列數(shù)控板材坡口機(jī)和具有當(dāng)代水平的高精度數(shù)控板材坡口機(jī)。其中XBJ67K系列數(shù)控板材坡口機(jī)采用瑞士CYBELECCNC7200P板材坡口機(jī)專用數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò)X軸（后擋料位置）、Y軸（機(jī)械擋料位置）來(lái)控制坡口角度，并由當(dāng)柵尺檢測(cè)出滑塊位置，由CNC來(lái)控制滑塊上下死點(diǎn)、快慢速度換點(diǎn)和板料壓緊點(diǎn)等。不甘落后的上海新力機(jī)器廠奮起直追，1992年下半年起先后研制成功了XBJ67K系列數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)，其中XBJ67K02-100/3200數(shù)控板材坡口機(jī)采用臺(tái)灣心得科技公司生產(chǎn)的CD-SERVO1702型數(shù)控系統(tǒng)，采用二軸切換方式實(shí)現(xiàn)二軸的分別控制和定位。該數(shù)控板材坡口機(jī)屬于經(jīng)濟(jì)型，整機(jī)性能穩(wěn)定、可靠、操作簡(jiǎn)便，該機(jī)已銷往海內(nèi)外。另一種XBJ67K100/320數(shù)控板材坡口機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)采用上海機(jī)床研究工作所開(kāi)發(fā)的MTC-1B型，該系統(tǒng)相當(dāng)于瑞士CYBELEC公司的CNC7200P，具有80年代先進(jìn)水平。該廠最新研制的XBJ67K22-100/3200數(shù)控板材坡口機(jī)，采用瑞士DNC73PCG-b數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用英語(yǔ)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話編程，并控制折彎銑削力，配有9in高分辨率顯示屏幕，輸入各銑削角度后可顯示所銑削產(chǎn)品的單色圖象，直觀地提示操作工人應(yīng)如何進(jìn)行操作，滑塊位置由沅柵尺檢測(cè)等等。另外，我國(guó)最近又研制成功了XBJ67K-DNC系列三種數(shù)控板材坡口機(jī)，該系統(tǒng)板材坡口機(jī)采用瑞士CybelecDNC7200型數(shù)控系統(tǒng)。該機(jī)具有如下特點(diǎn)：圖形顯示功能和計(jì)算機(jī)輔助編程功能（CAP），即操作者根據(jù)加工圖紙，將銑削角度和銑削邊緣的長(zhǎng)度輸入后由DNC顯示工件的截面圖，并計(jì)算所需工件展開(kāi)長(zhǎng)度；引用存儲(chǔ)器里的模具參數(shù)等計(jì)算最佳銑削順序和每道順序的定位尺寸；壓力計(jì)算功能可以計(jì)算自由銑削及凹模銑削所需壓力；在圓弧銑削計(jì)算功能，用直線逼近方式模擬大圓弧銑削加工，計(jì)算每一工序的定位尺寸；輔助參數(shù)計(jì)算機(jī)功能，如計(jì)算滑塊的上死點(diǎn)位置，由DNC連續(xù)控制協(xié)助操作能避免錯(cuò)誤動(dòng)作。在CIMT＇展出的產(chǎn)品中，國(guó)產(chǎn)板材坡口機(jī)較多，而且水平較高。下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)公司的展品：1）上海沖剪機(jī)床廠展出的XBJ67K-160/3200型板材坡口機(jī)，兩個(gè)油缸各自采用電液伺服閉環(huán)控制。采用Cybelec公司PressCad900數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)7軸數(shù)控（Y1、Y2、X2、R、Z1、Z2）?；瑝K上有長(zhǎng)孔，布置液壓撓度補(bǔ)償裝置。上模有液壓快速夾緊裝置，工作臺(tái)前有氣動(dòng)前托料架。2）新力機(jī)器廠展出的XBJ63K37-100/3100型板材坡口機(jī)，兩個(gè)油缸各自采用電液比例閉環(huán)控制。采用Cybelec公司PressCad900數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)7軸數(shù)控制（Y1、Y2、X1、X2、R、Z1、Z2）。工作臺(tái)上有液壓撓度補(bǔ)償裝置。上模有液壓快速夾緊裝置。該廠現(xiàn)有3個(gè)系列數(shù)控板材坡口機(jī)，K24系列為電液伺服閉環(huán)控制，采用CybelecDNC70或DelemDA-24數(shù)控系統(tǒng)，4軸數(shù)控。K02系列和K22系列是2軸數(shù)控，主機(jī)為扭軸機(jī)械擋塊結(jié)構(gòu)，前者用心得公司BD-100數(shù)控系統(tǒng)，后者用CybelecDNC73PGG-6數(shù)控系統(tǒng)。3）亞細(xì)亞機(jī)械展出的XBJⅡ-100/3100型板材坡口機(jī)是按瑞士Beyeler公司的圖紙生產(chǎn)的，兩個(gè)油缸各自采用比例閥和光柵組成的電液比例閉環(huán)控制，但是光柵的動(dòng)尺和定尺直接裝在床身和滑塊上，而不是在工作臺(tái)兩端各裝一C型臂，與動(dòng)尺連接。這樣不能消除加載時(shí)和偏載時(shí)床身變形不一致對(duì)銑削精度的影響。采用Cybelec數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)3軸數(shù)控；Y1、Y2、X。數(shù)控系統(tǒng)不是懸掛式箱形結(jié)構(gòu)，而是與電氣控制柜裝成一體。該公司是日本亞細(xì)亞國(guó)際商事株式會(huì)社在中國(guó)開(kāi)設(shè)的工廠，而亞細(xì)亞國(guó)際商事株式會(huì)社是Cybelec公司的亞洲總代理。Beyeler公司是瑞士生產(chǎn)板材坡口機(jī)的著名公司，板材坡口機(jī)的規(guī)格從500N到50000KN，工作臺(tái)最大長(zhǎng)度18000mm。據(jù)稱最近制造了世界100000KN板材坡口機(jī)，用于海上石油鉆井平臺(tái)板材的銑削。4）江都機(jī)床總廠展出的XBJ67K-160/4000型板材坡口機(jī)和揚(yáng)州鍛壓機(jī)床廠展出的XBJ-PB12A-125/3200型板材坡口機(jī)，都是用電液比例控制系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)油缸進(jìn)行閉環(huán)控制。前者采用DelemDA-24e數(shù)控系統(tǒng)，4軸數(shù)控：Y1、Y2、X、R。工作臺(tái)上有液壓撓度補(bǔ)償裝置。后者采用CybelecDNC70數(shù)控系統(tǒng)，3軸數(shù)控；Y1、Y2、X。5）北京鍛壓機(jī)床廠展出XBJ67K-63/2500型板材坡口機(jī)，天水鍛壓機(jī)床廠。無(wú)錫治金機(jī)械廠和靖江鍛壓機(jī)床廠各殿出XBJ67K-100/3200型板材坡口機(jī)。主機(jī)者是扭軸機(jī)械擋塊結(jié)構(gòu)。采用DelemDA-24或CybelecDNC70數(shù)控系統(tǒng)，2軸數(shù)控：Y和X。6）臺(tái)灣曄俊公司展出的XBJ6020型板材坡口機(jī)，銑削力600KN，工作臺(tái)長(zhǎng)度2000mm。主機(jī)采用齒輪齒條同步機(jī)構(gòu)，操縱盒子上有滑塊位置調(diào)節(jié)和顯示裝置，是普通板材坡口機(jī)。該公司也生產(chǎn)數(shù)控板材坡口機(jī)，銑削力從450KN到3000KN，工作臺(tái)最長(zhǎng)長(zhǎng)度3600mm，共20種規(guī)格。我國(guó)板材坡口機(jī)技術(shù)水平近年來(lái)得到迅速提高，在CIMT＇展出的10臺(tái)板材坡口機(jī)全部數(shù)控化，使板材坡口機(jī)的精度、功能和可靠性提高到了一個(gè)新階段。板材坡口機(jī)在國(guó)外的發(fā)展情況國(guó)外的板材坡口機(jī)早已實(shí)現(xiàn)液壓化，現(xiàn)在已普遍采用電液比例（或伺服）控制技術(shù)對(duì)兩個(gè)油缸的同步位置，速度和壓力進(jìn)行精確控制。與機(jī)械液壓伺服閥的液壓系統(tǒng)相比，不僅調(diào)整方便，控制精度高，容易實(shí)現(xiàn)雙機(jī)聯(lián)運(yùn)，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。液壓系統(tǒng)集成化，與數(shù)控系統(tǒng)連接簡(jiǎn)單方便，從而使板材坡口機(jī)的制造、裝配、調(diào)試和維修的工作量都相應(yīng)減少。國(guó)外著名的液壓件公司如Rexroth、Bosch等都可全套提供板材坡口機(jī)的比例控制液壓系統(tǒng)，其控制閥塊（包括充液閥）直接裝在油缸頂部，使液壓管路減少到最佳程度。著名的Cybelec、Delem、Autobend等公司可以提供板材坡口機(jī)專用的各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)。上述液壓系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)全都可以匹配，為板材坡口機(jī)制造廠提供了極大的方便。為了進(jìn)一步提高銑削精度，國(guó)外有些板材坡口機(jī)公司已開(kāi)發(fā)了多種板料厚度自動(dòng)測(cè)量裝置、銑削角度自動(dòng)測(cè)量裝置、銑削角度回彈量自動(dòng)測(cè)量及補(bǔ)償裝置，并已經(jīng)在板材坡口機(jī)上得到實(shí)際應(yīng)用。為了減輕板材銑邊操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，已有幾家板材坡口機(jī)公司開(kāi)發(fā)了多軸數(shù)控的專用機(jī)器人與板材坡口機(jī)公司開(kāi)發(fā)了多軸數(shù)控的專用機(jī)器人與板材坡口機(jī)組成“板材坡口機(jī)—機(jī)器人”系統(tǒng)，在生產(chǎn)尺寸較小，形狀不太復(fù)雜的典型板材銑邊件時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。CNC在國(guó)外板材坡口機(jī)已經(jīng)普遍應(yīng)用，如瑞典Pullmax公司的Ursviken分部每年大約生產(chǎn)200臺(tái)板材坡口機(jī)，其中90%以上的產(chǎn)品裝有CNC。該公司OPTIM型640KNCNC板材坡口機(jī)采用Cybelec公司KNC900數(shù)控系統(tǒng)。該公司另一種新式的板材坡口機(jī)具有伺服控制（帶有偏心銑削功能），銑削過(guò)程中可以補(bǔ)償機(jī)身變形的“雙工作基準(zhǔn)面”，重復(fù)精度可高達(dá)0.01mm。多軸控制所具有的多性能使板材坡口機(jī)實(shí)現(xiàn)有效控制,懸浮結(jié)構(gòu)和液壓模具夾緊裝置實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)快速換模，并裝有板料的測(cè)厚裝置，用以檢查銑削板的厚度變化是否在板材Adira的XBJ-DNC系列全電—液壓系統(tǒng)控制的上傳動(dòng)板材坡口機(jī)，采用CybelecDNC33P6系統(tǒng)，全部實(shí)現(xiàn)DNC控制。美國(guó)的PacificPress&Shear公司的CNC三點(diǎn)板材坡口機(jī)，在工件銑削精度和機(jī)器操作方面都另具特色。而瑞士的Hammarler公司AP系列三點(diǎn)板材坡口機(jī)更是80年代冷加工設(shè)備的佼佼者，它不僅有數(shù)控或程序控制功能，并較好地解決了金屬板料銑削的高質(zhì)量和高重復(fù)精度問(wèn)題。因此，在多層次金屬板料銑削過(guò)程中，工件精度幾乎不受工件長(zhǎng)度的影響。國(guó)外還有由機(jī)器人和板材坡口機(jī)組成的柔性板材坡口機(jī)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)折柔性銑削。如日本天田公司5500KNFDB型精密板材坡口機(jī)和意大利普利瑪公司設(shè)計(jì)的由機(jī)器人組成“板材坡口機(jī)—機(jī)器人”系統(tǒng)。機(jī)器人裝在板材坡口機(jī)的工作臺(tái)上，沿工作臺(tái)移向自動(dòng)疊料機(jī)，以鉗爪夾住一塊板料（板料已升起到與夾鉗相同的水平面上），回到其工作位置，操作板料直到完成全部銑削工序?yàn)橹梗缓笤倩氐阶詣?dòng)疊料機(jī)處卸下已成形的工件并夾起另一塊板料。對(duì)板材坡口機(jī)行業(yè)在國(guó)內(nèi)發(fā)展的建議如今我國(guó)的板材坡口機(jī)技術(shù)水平已經(jīng)提高到了一個(gè)新階段，但是我國(guó)板材坡口機(jī)行業(yè)需要進(jìn)一步發(fā)展和提高，應(yīng)該重視以下問(wèn)題。1）板材坡口機(jī)制造廠必須盡快建立一支能夠熟練掌握板材坡口機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和電液比例控制系統(tǒng)的技術(shù)隊(duì)伍。為了使數(shù)控板材坡口機(jī)作為商品進(jìn)入市場(chǎng)，讓用戶正常使用，各板材坡口機(jī)制造廠一定要擁有能夠擔(dān)當(dāng)起數(shù)控板材坡口機(jī)的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試、維修和培訓(xùn)用戶任務(wù)的技術(shù)人員和工人的隊(duì)伍。2）國(guó)內(nèi)板材坡口機(jī)的規(guī)格品種很少，龍其缺少大規(guī)格大噸位板材坡口機(jī)。大多數(shù)板材坡口機(jī)都沒(méi)有上下模的液壓快速夾緊裝置、工作臺(tái)撓度補(bǔ)償裝置、氣動(dòng)托持裝置、多種型式的后擋料器等可供用戶選擇的部件和附件。3）大量使用金屬薄板的用戶，往往配套使用“沖剪折”三大件板料加工設(shè)備。因此，生產(chǎn)板料成形機(jī)床的制造廠正向“沖剪折”三大件產(chǎn)品成龍配套生產(chǎn)的方向發(fā)展。在國(guó)外這一趨勢(shì)早在幾年前就已出現(xiàn)。我國(guó)有條件的板材坡口機(jī)制造廠應(yīng)該不失時(shí)機(jī)開(kāi)發(fā)沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)或步?jīng)_壓力機(jī)。4）外國(guó)著名的公司大舉涌入中國(guó)的板材坡口機(jī)市場(chǎng)，除了一些早已進(jìn)入的公司以外，近兩年又有一批公司或在中國(guó)建廠生產(chǎn)，或建立辦事處、經(jīng)銷機(jī)構(gòu)，或與國(guó)內(nèi)工廠洽談合資，一些首次來(lái)中國(guó)參展的公司也在積極尋找代理銷售服務(wù)單位。這對(duì)我國(guó)板材坡口機(jī)行業(yè)是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。另一方面，為板材坡口機(jī)提供數(shù)控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)，以及光柵尺、伺服電機(jī)等配套件的許多外國(guó)公司也正在積極爭(zhēng)奪中國(guó)市場(chǎng)，為迅速提高我國(guó)板材坡口機(jī)的水平提供了有利條件。一些外國(guó)板材坡口機(jī)公司也正在中國(guó)謀求技術(shù)合作、合資生產(chǎn)，也為我們提供了機(jī)遇。因此，面對(duì)這一挑戰(zhàn)與機(jī)遇、困難與有利條件并存的局面，我們必須抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，迅速提高和發(fā)展我國(guó)自己的板材坡口機(jī)技術(shù)。刨邊機(jī)與坡口機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)刨邊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：(1)刨邊機(jī)價(jià)格便宜,便于制造,壽命較長(zhǎng)(2)刨刀更換方便(3)刨刀僅能刨出V形焊接坡口(4)刨邊機(jī)為被動(dòng)切削,無(wú)需動(dòng)力,但消耗遞送機(jī)的遞送力(5)刨刀需磨削,對(duì)工人磨削技術(shù)要求高(6)刨邊機(jī)無(wú)法消除鋼帶月牙彎(7)刨邊刨出的邊緣形狀不精確一致(8)刨邊機(jī)很難同時(shí)刨出鋼帶兩側(cè)形狀,無(wú)法保證鋼帶寬度一致(9)刨邊機(jī)對(duì)圓盤(pán)剪剪切后的鋼帶兩側(cè)質(zhì)量要求較高,圓盤(pán)剪出現(xiàn)弦崩刃時(shí)必須更換。坡口機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：(1)坡口機(jī)銑出的坡口形狀精確一致,有利于成型和焊接,是焊接的理想坡口,尤其是厚板時(shí)能銑出理想的X型坡口(2)坡口機(jī)銑出的坡口角度準(zhǔn)確,從始到終不變,可避免成型縫“內(nèi)緊外松”或“外緊內(nèi)松等缺陷(3)銑出的邊緣及坡口的表面粗糙度好,減少了錯(cuò)邊、燒穿、電流和電壓波動(dòng)等缺陷(4)可消除的部分月牙彎,對(duì)頭通過(guò)平穩(wěn)(5)在厚度大于12mm時(shí),可銑出X型坡口,避免未焊透現(xiàn)象,且可有效降低焊縫高度,得到理想的焊縫形狀,并有利于鋼管內(nèi)外表面的防腐作業(yè)(6)可在兩側(cè)同時(shí)銑出焊接坡口,有利于成型穩(wěn)定,并保證鋼帶寬度不變(7)坡口機(jī)為主動(dòng)切削,需一定的動(dòng)力(8)銑邊刀片更換時(shí)較費(fèi)事(9)坡口機(jī)的振動(dòng)及噪音較大銑邊與剪邊工藝的比較板邊加工是焊接生產(chǎn)工藝中必不可少的工序,焊接的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益與待焊板邊質(zhì)量、加工寬度關(guān)系密切。采用坡口機(jī)銑邊工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的圓盤(pán)剪邊工藝,可根據(jù)板厚加工成要求的鈍邊尺寸、粗糙度和需要的焊接坡口,為焊接板材創(chuàng)造良好的條件。加之銑邊量比剪邊量窄,提高了成材率,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。板邊加工在焊接工藝中的必要性GB/T14164標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:“不切邊板材寬度允許偏差為+20mm;”“不切邊板材的鐮刀彎每5m不得大于25mm。”為了保證板材成型穩(wěn)定及焊接質(zhì)量,必須對(duì)板材進(jìn)行板邊加工,以消除“鐮刀彎”,并使其達(dá)到所要求的工作寬度。板材板邊質(zhì)量決定了焊接內(nèi)在質(zhì)量。為了保證焊接質(zhì)量,必須去除板邊氧化物、油及其它缺陷,且板材邊也不允許凹凸不平。為了易焊接(小規(guī)范)、提高焊速、焊縫內(nèi)無(wú)未焊透,在板厚較薄時(shí)應(yīng)防止板材邊擠厚,在板厚較厚時(shí)應(yīng)加工出所要求的焊接坡口及鈍邊等。因此,板材板邊加工是焊接工藝必不可少的工序,板邊加工工藝多種多樣,采用合理的板邊加工工藝既可提高焊管質(zhì)量又可提高成材率。板邊加工工藝常用的帶鋼板邊加工工藝①圓盤(pán)剪剪邊工藝②前后兩臺(tái)坡口機(jī)粗銑+精銑工藝③單銑邊工藝;④圓盤(pán)剪剪邊+坡口機(jī)銑邊工藝圓盤(pán)剪剪邊工藝圓盤(pán)剪剪邊工藝是傳統(tǒng)的板邊加工工藝,采用上下兩個(gè)圓形剪刃,根據(jù)板材厚度,通過(guò)調(diào)整兩個(gè)剪刃間的間隙、重合量,將板邊切除,剪邊寬度一般為1～1.2t(t為板厚)。切除后的板邊質(zhì)量與剪刃質(zhì)量、間隙、重合量密切相關(guān),三者缺一不可。圓盤(pán)剪剪邊工藝是剪切與撕裂共同作用,其板邊形狀凹凸不平、或向一面翅邊、或板邊與板面垂直方向有小夾角,易造成氣孔、漏弧以及ERW焊管熔融氧化物難排出等焊接缺陷。剪邊工藝造成的板邊形狀優(yōu)點(diǎn)是剪刃調(diào)整好后使用周期較長(zhǎng),作業(yè)率高,刀盤(pán)消耗較低。粗銑+精銑工藝目前應(yīng)用最普遍的銑邊工藝為粗銑+精銑,粗銑機(jī)用直刀銑頭將板材板邊氧化物及缺陷銑去,并保證要求的工作寬度。精銑用X或Y形刀頭將板邊銑成所要求的坡口形狀。此工藝適合生產(chǎn)厚壁板材,但刀具損壞較快,最多用8h必須更換一次刀頭,相對(duì)作業(yè)率偏低。在生產(chǎn)薄壁板材而且原料寬度變化小時(shí),可用一臺(tái)坡口機(jī),另一臺(tái)備用,以減少更換銑刀耽誤的時(shí)間。單臺(tái)銑邊工藝只用一臺(tái)坡口機(jī),同時(shí)完成粗銑和精銑工序,既要將板材銑到成型所要求的工作寬度,又要將板邊銑出焊接所要求的粗糙度及坡口形狀。單銑的條件為原料寬度偏差要小(10mm以內(nèi)),否則,料窄時(shí)會(huì)造成板邊氧化物等缺陷未清除,料寬時(shí)會(huì)造成打刀或?qū)⒌侗P(pán)卡死。此工藝適合生產(chǎn)薄壁、原料寬度變化小的板材。圓盤(pán)剪剪邊+單坡口機(jī)銑邊工藝此工藝綜合了圓盤(pán)剪剪邊和坡口機(jī)銑邊工藝各自的優(yōu)點(diǎn),圓盤(pán)剪剪去原料變化大的邊緣部分,坡口機(jī)銑到所要求工作寬度、坡口形式和鈍邊,在原料寬度變化大時(shí)會(huì)發(fā)揮更好的作用,但整體設(shè)備成本高。板材焊接質(zhì)量好由銑邊、剪邊工藝及焊接對(duì)板邊質(zhì)量要求分析可以看出,銑邊后,板材板邊粗糙度大大改善,待焊表面平整,可銑出所要求的焊接坡口形式,易滿足焊接所要求的條件。所以,經(jīng)銑邊后板材的焊接質(zhì)量明顯優(yōu)于剪邊后板材的焊接質(zhì)量。板材成材率高板材成材率與板材寬度、板邊狀態(tài)、成型質(zhì)量、內(nèi)外焊質(zhì)量、對(duì)頭切除長(zhǎng)度等有關(guān)。板材寬度一定時(shí),工作寬度與板邊加工工藝有關(guān)。用剪邊工藝時(shí),剪邊單邊寬度為1～1.2t,一般單邊為7～15mm,雙邊為15～30mm。壁厚增加,剪邊寬度就要加寬,用剪邊工藝影響成材率約在1%～2%。而用銑邊工藝銑削量與壁厚關(guān)系不大,一般雙邊小于10mm,影響成材率約0.7%,即銑邊比剪邊節(jié)省材耗0.3%～1.3%。易加工厚板在剪切小于8mm板厚時(shí),板邊質(zhì)量受圓盤(pán)剪間隙、重合量及剪刃磨損影響,會(huì)造成板邊毛刺、剪切面粗糙、凹凸不平等現(xiàn)象,而銑邊不會(huì)產(chǎn)生這些現(xiàn)象。在剪切大于10mm壁厚時(shí),剪切難,板邊質(zhì)量更差,而且不能加工焊接所需的坡口。所以剪邊同銑邊相比,會(huì)造成焊接質(zhì)量差、焊接缺陷多、焊縫通過(guò)率低、成材率低等問(wèn)題。銑邊坡口參數(shù)（1）坡口形式在焊接壁厚大于10mm以上尤其是厚壁工件時(shí),必須開(kāi)Y、U、X形坡口給焊接提供方便。在坡口機(jī)銑削坡口的埋弧自動(dòng)焊接中,采用Y、X形坡口形式。板材壁厚小于11mm時(shí)多用Y形坡口;壁厚大于11mm時(shí)用X形坡口。（2）坡口角度為了消除未熔合(坡口暴露在焊縫邊)、假咬邊等焊接缺陷,在埋弧焊接中坡口角度不宜過(guò)大,一般(單邊)小于30°,鈍邊可根據(jù)板厚度確定,應(yīng)小于7mm。隨著厚度增加,鈍邊可適當(dāng)減小,以不漏弧、易觀察內(nèi)焊不造成焊偏為目的。在大壁厚(15mm以上板材焊接時(shí),為了易于觀察內(nèi)焊紅線,可將外焊坡口適當(dāng)加大,但不宜超過(guò)45°。（3）坡口位置內(nèi)焊開(kāi)坡口有利于熔深,因?yàn)閮?nèi)焊時(shí),待焊金屬溫度為室溫,溫度較低。外焊受內(nèi)焊的預(yù)熱,在同樣條件及線能量下,外焊比內(nèi)焊熔深大。內(nèi)焊為雙絲焊時(shí),內(nèi)焊開(kāi)坡口是最合理的,有利于跟蹤內(nèi)焊避免焊偏,同時(shí)降低內(nèi)焊道高度;但在內(nèi)焊為單絲時(shí),為了防止假咬邊,應(yīng)盡量不要在內(nèi)焊邊開(kāi)坡口或根據(jù)情況開(kāi)小角度坡口。外焊開(kāi)坡口一方面增加熔深,另一方面降低焊縫高度,減少應(yīng)力集中,也有利于鋼管外防腐,這一特點(diǎn)被公認(rèn)。但焊接時(shí),不易于目測(cè)跟蹤內(nèi)焊紅線,而造成內(nèi)焊焊偏。銑邊工藝對(duì)工作條件的要求（1）對(duì)板材質(zhì)量的要求不同板材生產(chǎn)廠質(zhì)量控制、生產(chǎn)工藝及設(shè)備的差異,生產(chǎn)的板材板形不同,即板寬公差、月牙彎、平直度差別較大。板形太差銑邊時(shí)易產(chǎn)生脫銑、打刀等現(xiàn)象,給銑邊帶來(lái)困難。同生產(chǎn)廠簽定技術(shù)條件時(shí),必須對(duì)板形提出嚴(yán)格的技術(shù)要求,而且板邊緣夾渣等內(nèi)部缺陷范圍不得大于銑邊量,以保證銑邊質(zhì)量和焊縫質(zhì)量。若采用圓盤(pán)剪+銑邊工藝,可適當(dāng)放寬對(duì)板形的技術(shù)要求。（2）對(duì)板材遞送的要求(板材糾偏)在銑邊時(shí),為了防止一邊脫銑而另一邊銑削量過(guò)大,造成卡住坡口機(jī)、打刀等現(xiàn)象,對(duì)板材進(jìn)行糾偏顯得更為重要。板材糾偏主要以原料進(jìn)入平輥、立輥交替分布區(qū)前,時(shí)刻保證板材按要求位置運(yùn)行。若焊接機(jī)組為短流程(前擺式)機(jī)組,從拆卷機(jī)開(kāi)始控制;若是有活套或有飛焊小車的連續(xù)生產(chǎn)機(jī)組,在板材進(jìn)入坡口機(jī)前必須使板材按要求位置遞送,從拆卷機(jī)開(kāi)始保證板材遞送,銑邊效果肯定更佳;板材在進(jìn)入夾送機(jī)前出現(xiàn)不平(一高一低),或板材在進(jìn)入成型機(jī)前出現(xiàn)跑偏時(shí),調(diào)整夾送機(jī)某邊壓下量是消除上述問(wèn)題的最佳方案。用立輥強(qiáng)制趕料會(huì)造成板材邊緣擠厚,且易使立輥損壞。（3）對(duì)板材對(duì)頭焊接的要求(對(duì)頭質(zhì)量)一般情況下,板卷的頭、尾各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)較差,需剪去一段長(zhǎng)度后進(jìn)行對(duì)頭焊接。若操作工人操作不慎,會(huì)造成對(duì)頭前后板材對(duì)不齊,增加硬彎(月牙彎)、對(duì)焊錯(cuò)邊等缺陷,給銑邊帶來(lái)麻煩。所以必須提高對(duì)頭焊工操作水平,減少人為因素,防止料頭料尾切斜造成對(duì)頭前后月牙彎,為銑邊質(zhì)量提供保證。存在問(wèn)題(1)消耗成本較高。用坡口機(jī)代替圓盤(pán)剪需要的電能、銑刀消耗比圓盤(pán)剪費(fèi)用大,生產(chǎn)成本費(fèi)用增加。(2)作業(yè)率降低。圓盤(pán)剪剪刃使用周期較長(zhǎng),而銑刀最多用8h就需更換一次,每次更換時(shí)間約需30min,使作業(yè)率明顯降低。結(jié)論(1)銑邊質(zhì)量高于剪邊質(zhì)量,并可銑出所要求的坡口,為焊接創(chuàng)造有利條件,提高了焊接質(zhì)量。(2)采用銑邊工藝,雖因刀刃磨損快、換刀頻繁而增加了材料消耗成本,降低了作業(yè)率;但銑邊量比圓盤(pán)剪剪邊量小,可提高成材率約1%,綜合經(jīng)濟(jì)效益可觀。(3)板材板形、生產(chǎn)工藝、操作水平是保證銑邊質(zhì)量的關(guān)鍵。(4)隨著板材生產(chǎn)廠軋制技術(shù)的不斷發(fā)展,板材尺寸精度得到有效提高,焊接板材生產(chǎn)中板邊以銑代剪工藝將廣泛普及。1.6主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期結(jié)果設(shè)計(jì)內(nèi)容1）板材坡口機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2）液壓系統(tǒng)（包括液壓缸）的設(shè)計(jì)3）板材坡口機(jī)的銑削系統(tǒng)設(shè)計(jì)4）控制系統(tǒng)概述預(yù)期結(jié)果能夠設(shè)計(jì)出一臺(tái)滿足阜新封閉母線廠需要的液壓銅排（鋁排）板材坡口機(jī)，并能提高一定的生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本。2板材坡口機(jī)的總體結(jié)構(gòu)概述2.1板材坡口機(jī)的結(jié)構(gòu)由于銑邊工藝的特殊性決定了板材坡口機(jī)的結(jié)構(gòu)與普通壓力機(jī)結(jié)構(gòu)上的差異。通常所有板材坡口機(jī)由以下幾部分組成:1）油缸：提供板材坡口機(jī)壓緊板材所需的壓緊力且驅(qū)動(dòng)壓料腳上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2）壓料腳：在長(zhǎng)度上連接液壓缸,可上下往復(fù)往復(fù)運(yùn)動(dòng),完成板料的壓緊。3）機(jī)架：由兩個(gè)立柱及三梁聯(lián)結(jié)而成。油缸、機(jī)床導(dǎo)軌及銑削系統(tǒng)等均固定在其上。兩個(gè)立柱是最主要受力構(gòu)件。4）帶滾輪的板料的工作臺(tái)。5）銑削系統(tǒng):由銑削頭，工作進(jìn)給系統(tǒng)，快速滑移系統(tǒng)等組成。6）液壓系統(tǒng):由油箱、油泵、壓力閥組、同步閥組及液壓管道等組成。向油缸提供壓力油并控制其運(yùn)動(dòng)。8）減速器：連接電動(dòng)機(jī)和銑削頭，使銑削頭具有變速功能。9）主電動(dòng)機(jī)和三個(gè)輔助電動(dòng)機(jī)。10）其它輔助功能機(jī)構(gòu)：便于板料的上、下料及折彎過(guò)程中的隨動(dòng)托料，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。總體設(shè)計(jì)要求坡口機(jī)在屬于高精度設(shè)備,設(shè)計(jì)時(shí)需按有關(guān)機(jī)床設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。根據(jù)我對(duì)坡口機(jī)的研究與設(shè)計(jì),以及在焊管生產(chǎn)線上的應(yīng)用情況,對(duì)設(shè)計(jì)要求作介紹:①坡口機(jī)的動(dòng)力傳遞推薦采用齒輪傳動(dòng),選用高精度齒輪,盡量減少電動(dòng)機(jī)振動(dòng)、跳動(dòng)等對(duì)主軸精度的影響;②銑頭應(yīng)設(shè)計(jì)成角度可調(diào),以便銑出理想的焊接坡口;③要有效解決板材的左右竄動(dòng)和上下跳動(dòng)難題,從而避免打刀現(xiàn)象;④銑刀盤(pán)要有防護(hù),防止鐵屑飛濺到鋼板上和操作人員的身上,以免造成鋼板表面壓痕和人身不安全事故發(fā)生;⑤主軸箱需要稀油潤(rùn)滑,用于保證軸承潤(rùn)滑;⑥為了保證刀具的耐用度,必須合理確定銑削速度。由于國(guó)內(nèi)刀片質(zhì)量及研究水平的提高,刀片的切削速度已有很大的提高。建議坡口機(jī)刀片盡量采用硬質(zhì)合金刀片,切削速度在150～260m/min。(2)刀片坡口機(jī)必須適用于連續(xù)作業(yè)生產(chǎn),要求刀片具有很高的抗熱震裂、抗塑性變形能力和抗沖擊性,紅硬性高,耐磨性好。并要求更換方便、快捷,一個(gè)刀片有多個(gè)刃口可供使用。(3)順銑與逆銑銑刀旋轉(zhuǎn)的方向與前進(jìn)的方向相同稱為順銑;銑刀旋轉(zhuǎn)的方向與前進(jìn)的方向相反稱為逆銑。順銑切削時(shí),刀齒一開(kāi)始就從最大的切削厚度處切入,逐漸切到零,避免了在已加工的板材邊緣表面上滑行,減少了加工表面冷作硬化現(xiàn)象和后刀面磨損,而且切削路程短,鐵屑短粗,平均切削厚度大,變形小,切削功率可比逆銑節(jié)約10%左右。逆銑切削時(shí),每齒切下的鐵屑切削厚度是逐步從零增至最大。因此刀齒剛切入時(shí),在鋼帶由前一刀齒切削所形成的冷硬表面層表面上滑行一段距離,直到切至一定的切削厚度時(shí)才能切入,而且進(jìn)給量越小,滑行距離越長(zhǎng),所以刀齒后面與工件磨擦較大,擠壓嚴(yán)重,使刀具易于磨損,耐用度和粗糙度降低,還會(huì)造成嚴(yán)重的硬化層。因此針對(duì)實(shí)際需要我設(shè)計(jì)的坡口機(jī)采用順銑方式。對(duì)于阜新封閉母線廠所需要的,我們只需做一個(gè)簡(jiǎn)易的板材坡口機(jī)，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)包括液壓缸、銑削系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等。板材坡口機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)包含功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能設(shè)計(jì)三部分。功能設(shè)計(jì)，即在調(diào)研并確定了板材坡口機(jī)的工作參數(shù)（運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力、尺寸）之后，通過(guò)功能分解創(chuàng)新出或類比出可以實(shí)現(xiàn)加工要求的各種布局方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)功能的分解和合成來(lái)確定其布局方案，對(duì)于設(shè)計(jì)加工特定板料的專用板材坡口機(jī)較為有效。而銑削設(shè)計(jì)或類比設(shè)計(jì)主要通過(guò)查詢、比較確定可參照的板材坡口機(jī)布局方案，而大量用于設(shè)計(jì)一般的通用性板材坡口機(jī)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在總體布局方案基本確定之后，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)件進(jìn)行主要形狀和尺寸的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣有類比和創(chuàng)新設(shè)計(jì)兩類。類比技術(shù)是建立在成組技術(shù)和模塊化技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用參數(shù)化設(shè)計(jì)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。而創(chuàng)新式設(shè)計(jì)主要是按照設(shè)計(jì)人員的意愿，通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)模塊（板、梁、筋、孔、凸緣、法蘭等）的實(shí)體進(jìn)行拼裝、重疊等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。性能設(shè)計(jì)是根據(jù)板材坡口機(jī)的總體性能要求對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差、精度和剛度等進(jìn)行設(shè)計(jì)分配。3控制系統(tǒng)的選擇及設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)的選擇控制系統(tǒng)的傳動(dòng)主要有機(jī)械傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)等不同類型。機(jī)械傳動(dòng)是指依靠齒輪等一些機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞能量的傳動(dòng)；氣壓傳動(dòng)是以氣體的壓力能進(jìn)行傳遞和轉(zhuǎn)換能量的氣體傳動(dòng)；液壓傳動(dòng)是以液體的壓力能進(jìn)行傳遞和轉(zhuǎn)換能量的液體傳動(dòng)。由于液壓傳動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性?。徊倏v、控制簡(jiǎn)單，方便、省力；易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；液壓元件使用壽命長(zhǎng)，所以液壓傳動(dòng)系統(tǒng)自然就成為首選。但液壓傳動(dòng)也有其自身的缺點(diǎn)，如：液壓傳動(dòng)的工作性能受外界條件的變化很大；容易產(chǎn)生泄漏和壓力損失，傳動(dòng)效率低；易產(chǎn)生泄漏而造成污染；對(duì)液壓元件的加工精度、材料的材質(zhì)和熱處理工藝、維護(hù)和檢修水平等要求較高，故成本較高；對(duì)工作介質(zhì)的過(guò)濾要求嚴(yán)格。雖然液壓傳動(dòng)存在以上的一些缺點(diǎn)，但總的看來(lái)，該傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)多于缺點(diǎn)，故選用液壓傳動(dòng)。3.2液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)液壓缸主要參數(shù)的確定根據(jù)手冊(cè)[10]的推薦值，按主機(jī)類型選擇工作壓力，初選液壓系統(tǒng)工作壓力=2.2。1）液壓缸缸筒內(nèi)徑根據(jù)液壓缸的供油壓力與負(fù)載缸筒內(nèi)徑D可按下列公式初步計(jì)算：（5-1）式中：——名義總壓力——液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力——液壓缸的機(jī)械效率，取2）活塞桿直徑查表，由工作壓力=2.2，選取速比，公稱壓力為3。則活塞桿直徑為：據(jù)手冊(cè)調(diào)整D與d得：。3）液壓缸工作循環(huán)中流量的計(jì)算當(dāng)活塞桿伸出時(shí)當(dāng)活塞干退出時(shí)式中：——液壓缸的容積效率，活塞密封為金屬環(huán)，——活塞桿伸出速度，——活塞桿退回速度，——液壓缸內(nèi)徑——活塞桿直徑缸筒壁厚和外徑計(jì)算1）缸筒壁厚的計(jì)算缸筒常用無(wú)縫鋼管材料，本設(shè)計(jì)采用的是45號(hào)鋼。缸筒相當(dāng)于一個(gè)兩端封閉的圓筒形受壓容器，由材料力學(xué)可知，其應(yīng)力狀態(tài)是隨著缸筒內(nèi)徑和壁厚的比值改變而改變，因此在計(jì)算缸壁的合成應(yīng)力與厚度時(shí)，必須考慮不同的比值與材質(zhì)，采用不同的強(qiáng)度公式。由于是事先未知的，因此需要假設(shè)和驗(yàn)算過(guò)程。表5-1高精度冷拔無(wú)縫鋼機(jī)械性能表Tab.5-1Tableofcolddrawseamlesssteelmechanicalproperoty材料S45S35σb≥N/mm2700600σs≥N/mm2340310δs≥%164E≥N/mm22090021200μa先求薄壁缸筒當(dāng)，強(qiáng)度計(jì)算公式：式中：D—缸筒的內(nèi)徑—最高容許壓力—缸筒材料的許用應(yīng)力—缸筒的內(nèi)應(yīng)力許用應(yīng)力可以用下式計(jì)算：式中：—缸體材料的抗拉強(qiáng)度，查表可知n—安全系數(shù)，一般取5算出值后代入取整mm由于，而0.04〈0.08滿足前面假設(shè)的條件，所以采用這種薄壁缸筒。2）缸筒外徑缸筒的壁厚確定以后，由下式計(jì)算出缸筒的外徑：液壓缸的強(qiáng)度校核以缸壁的厚度為參數(shù)，按照相應(yīng)的公式確定液壓缸有關(guān)尺寸：液壓缸的缸體厚度：缸體處過(guò)渡圓弧半徑：缸的出油口直徑：取整mm液壓缸進(jìn)行強(qiáng)度校核的有關(guān)數(shù)據(jù)為:FH＝23000N，缸體材料采用的是45號(hào)鋼，材料的機(jī)械性能為，，泊松比，液體工作壓力為=2.2。此缸的主要尺寸為：缸的內(nèi)徑r1＝缸的外徑r2＝7缸的缸底厚度t=1缸的出油口直徑d=1）缸壁部分此缸的最大應(yīng)力點(diǎn)在內(nèi)壁，其最大值為：此時(shí)由于＜，所以安全。2）缸底部分本設(shè)計(jì)采用的是缸底為平底的，平底缸當(dāng)作均步載荷作用且周邊剛性固定的中心有孔的圓孔來(lái)考慮，最大彎曲應(yīng)力發(fā)生在圓板的周邊，可以按平板公式[2]計(jì)算：式中：——缸底因?yàn)殚_(kāi)孔而引入的削弱系數(shù)此時(shí)許用應(yīng)力取最小的值為100Mpa，由于＜，所以安全。3）活塞桿強(qiáng)度驗(yàn)算活塞桿常用35、45鋼等材料，對(duì)于沖擊震動(dòng)很大的活塞桿，也可以使用55鋼與40Cr。這里選用的是45鋼作為活塞桿材料。其力學(xué)性能為：，，n取2～2.5，則：=142～177.5Mpa，取為177Mpa?；钊麠U計(jì)算長(zhǎng)度根據(jù)行程而定：l=S+L+H+（10～20）=230+40+26+20=316式中：S——最大的行程，S=230L——導(dǎo)向套的長(zhǎng)度，一般取活塞桿直徑的0.6倍以上，即：H——活塞桿插入活動(dòng)橫梁的長(zhǎng)度，取H為由于，則按以下公式驗(yàn)算：液壓缸的最大推力為：所以：式中：——活塞桿直徑——空心活塞桿內(nèi)徑，對(duì)于實(shí)心活塞桿——活塞桿的壓或拉應(yīng)力由于本設(shè)計(jì)中活塞桿直徑d=61mm＞dmin=27mm3.3液壓元件的選擇1）選擇泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)取系統(tǒng)的泄漏系數(shù)[8]為K=1.1,則液壓泵的最大流量為：液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力為2.2，如取進(jìn)油路上的壓力損失為0，則考慮系統(tǒng)動(dòng)態(tài)壓力因素的影響，液壓泵的額定工作壓力為：由于10個(gè)液壓缸并聯(lián)，所以：根據(jù)和，查手冊(cè)選用D7B-002型高壓低噪聲定量葉片泵，該泵的額定流量為/min,排量為6.3mL/r，公稱壓力為25。又因?yàn)樵撘簤合到y(tǒng)的最大功率出現(xiàn)在退回階段，如果取液壓泵的總效率為0.75，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的功率為：根據(jù)此數(shù)值查閱手冊(cè)，選取Y160M型電動(dòng)機(jī)，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速。2）閥類元件及輔助元件根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類元件、輔助元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號(hào)及規(guī)格。表5-2給出了一種方案。濾油器：濾油器是用于濾除油液中非可溶性顆粒污染物，對(duì)油液進(jìn)行凈化，以保證系統(tǒng)工作得穩(wěn)定和延長(zhǎng)液壓元件得使用壽命。所以液壓泵吸油口需裝一粗濾油器。表5-2元件的型號(hào)及規(guī)格表Tab.5-2Tableofmodelandspecificationofelement序號(hào)產(chǎn)品名稱估計(jì)通過(guò)量（L/min）額定流量（L/min）額定壓力（Mpa）產(chǎn)品型號(hào)123456定量葉片泵溢流閥三位四通換向滑閥單向閥單向閥背壓閥——54035328634040202532～6321202010Y160MCYF-B4LHD-G（T）02AF3-Eσ10BAF3-Eσ10BP-D6B3）油管各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管則按輸入、排出的最大流量計(jì)算。根據(jù)這些數(shù)值，當(dāng)油液在壓力管中流速取3m/s時(shí)，算得和液壓缸無(wú)桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：這兩跟油管都按JB827-66選用內(nèi)徑16mm，外徑18mm的無(wú)縫的鋼管。4）油箱對(duì)于一般情況來(lái)說(shuō)，油箱的有效容積（液面高度為油箱高度80%時(shí)的容積）可以按液壓泵的額定流量估算出來(lái)。則：式中：V——油箱的有效容積——與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)值：低壓系統(tǒng)=2～4，中壓系統(tǒng)=5～7，高壓系統(tǒng)=10～12。本設(shè)計(jì)中取=12。按GB2876-81規(guī)定，取最靠近的標(biāo)準(zhǔn)值V=80L。液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算1）回路壓力損失計(jì)算由于系統(tǒng)的具體管路布置尚未確定，整個(gè)回路的壓力損失值無(wú)法估算，僅閥類元件對(duì)壓力損失所造成的影響可以看得出來(lái)，供調(diào)定系統(tǒng)中某些壓力值時(shí)參考，這里估算從略。4板材坡口機(jī)銑削系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)車床上溜板箱的電動(dòng)機(jī)選擇，快移電動(dòng)機(jī)選擇型號(hào)為Y90S-4電動(dòng)機(jī)。額定功率為kw,轉(zhuǎn)速為1500工作進(jìn)給電動(dòng)機(jī)選擇型號(hào)為Y802-4電動(dòng)機(jī)。額定功率為0.75kw,轉(zhuǎn)速為1500軸的設(shè)計(jì)由于快移電動(dòng)機(jī)的功率較大，所以在接下來(lái)設(shè)計(jì)軸的過(guò)程中，按快移電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。軸的轉(zhuǎn)矩強(qiáng)度計(jì)算d—軸直徑mm。n—軸的轉(zhuǎn)速r/min。p—軸傳遞的功率km。表5-3幾種常用軸用材料的［τ］及A值Tab.5-1Tableofseveralshaftmaterials軸的材料Q235-A,20354540Cr,35SiMn,42SiMn38SiMnMo,20CrMn［τ］/N·mm212～2020～3030～4040～52A160～135135～118118～107107～98根據(jù)實(shí)際需要，［τ］取35，d取45mm.軸的轉(zhuǎn)矩強(qiáng)度校核：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸段1用于安裝聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)該與聯(lián)軸器的孔位相配合，因此要先選用聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：KA—工作情況選KA=1.5。T—電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。根據(jù)工作要求選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)為HL3，與輸出聯(lián)接的半聯(lián)軸器孔徑d1=45mm,半聯(lián)軸器輪轂寬度L=112mm（J形軸孔）與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=84mm。根據(jù)軸的直徑選取軸承，取深溝球軸承36209。軸承寬度為19mm。所以軸段1的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要L1=27mm軸段2選用花鍵連接，根據(jù)軸的直徑選小徑為46mm，規(guī)格為8×46×50×9的花鍵。根據(jù)實(shí)際需要花鍵長(zhǎng)度定為115mm。花鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算：N—齒數(shù)。d—小徑。D—大徑。B—齒寬。h—花鍵齒工作高度，c為倒角尺寸，mm。dm—花鍵的平均直徑，dm=（D-d）/2=2mm所以花鍵的聯(lián)接強(qiáng)度良好。L2=115mm軸段3同樣選取深溝球軸承6208。（同軸段1。）L3=22mmd1,d3=軸段4根據(jù)軸的直徑選用深溝球軸承6207，軸承寬度為17mm。采用軸承蓋。L4=39mmd1,d4=35mm。軸段5根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求，軸段5主要用于軸伸出箱體與齒輪聯(lián)接。所以，30mm軸段6d1，d6=26mm根據(jù)實(shí)際需要L6=49mm。由于軸段6主要用于與直齒圓柱齒輪的聯(lián)接，所以軸段6要有平鍵。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求，查表（GB/T1096-1979），選用bh=87的平鍵。4.3齒輪的選擇及計(jì)算根據(jù)軸的直徑，設(shè)計(jì)出齒輪孔的直徑為dk=26mm。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要齒輪模數(shù)取m=3，齒數(shù)Z=23mm。分度圓直徑：齒頂高：ha*—齒頂高系數(shù)，ha*=1。齒頂圓直徑：齒根高：齒根圓直徑：c*—頂系系數(shù)，c*=齒高：頂系：基圓直徑：齒距：齒寬：齒槽寬：基圓齒距：齒輪寬：4.4導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)導(dǎo)軌的功用在各類機(jī)器和儀器上，運(yùn)動(dòng)部件在支撐部件上運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)部件在支撐部件上運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)部件相互接觸的部分稱為導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的功用是為運(yùn)動(dòng)部件導(dǎo)向和承受載荷。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方稱為導(dǎo)軌，不運(yùn)動(dòng)的一方稱為支撐導(dǎo)軌。動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支撐導(dǎo)軌一般只有一個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌和軸承在功用，工作原理和結(jié)構(gòu)上都有很多相同之處，特別是圓周運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌更是如此。因此，導(dǎo)軌設(shè)計(jì)與軸承設(shè)計(jì)有許多共同之處。4.直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副，動(dòng)導(dǎo)軌支撐在靜導(dǎo)軌上，支撐載荷并作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的動(dòng)導(dǎo)軌和支撐導(dǎo)軌一般長(zhǎng)短不一，動(dòng)導(dǎo)軌常比支撐導(dǎo)軌短。若動(dòng)導(dǎo)軌在支撐導(dǎo)軌上移動(dòng)的位置和長(zhǎng)度經(jīng)常改變，則支撐導(dǎo)軌外露部分容易掉入異物損壞導(dǎo)軌，需注意防護(hù)。此外，支撐導(dǎo)軌在長(zhǎng)度方向上磨損不均勻，會(huì)影響導(dǎo)向精度。直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的長(zhǎng)度決定于運(yùn)動(dòng)部件的尺寸，行程及對(duì)強(qiáng)度，壽命，剛度的要求。直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌一般有螺旋螺母，齒輪齒條，液壓缸和氣缸等傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)。這些傳動(dòng)件沒(méi)有導(dǎo)向作用，導(dǎo)軌導(dǎo)向和支撐作用。當(dāng)精度要求特別高時(shí)，為了減小導(dǎo)軌磨損而增設(shè)副導(dǎo)軌，專門(mén)用于承受載荷。普通滑動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)本文設(shè)計(jì)中選用的是普通滑動(dòng)導(dǎo)軌，處于混合摩擦下工作，導(dǎo)軌面直接接觸，雖然在一定條件下具有一定的動(dòng)壓效應(yīng)，但是不足以把導(dǎo)軌隔開(kāi)，不能形成純液體摩擦。它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維護(hù)均方便，所需費(fèi)用在各類導(dǎo)軌中是最低的。由于表面直接接觸，所以剛度好，承載能力大，抗震性好。它的缺點(diǎn)是：摩擦系數(shù)大，磨損大，所需的驅(qū)動(dòng)功率大。動(dòng)靜摩擦系數(shù)差大；摩擦系數(shù)與運(yùn)動(dòng)速度是非線性關(guān)系，在低速運(yùn)動(dòng)（＜60mm/min）時(shí)容易產(chǎn)生爬行。由于價(jià)格低廉，這種導(dǎo)軌被廣泛用于一般精度要求的機(jī)械設(shè)備。為了改善這種導(dǎo)軌的摩擦特性，常采用貼塑導(dǎo)軌或防爬油。V型導(dǎo)軌的選用V型導(dǎo)軌靠?jī)蓚?cè)導(dǎo)向，在各種截面中導(dǎo)向精度最高。三角形的夾角越小，導(dǎo)向精度越高，但有效承載面積（投影面積）減小，承載能力越低。一般做成夾角等于90度，對(duì)重型設(shè)備可增至110度到120度，對(duì)精密設(shè)備可減小到70度。三角型一般作成對(duì)稱的，當(dāng)受到較大的水平力時(shí)，應(yīng)做成不對(duì)稱的三角形，受水平力大的一邊角度小一些，即陡一些，以免產(chǎn)生“上爬”。V型導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是：導(dǎo)向精度高，精度保持性好，當(dāng)導(dǎo)軌磨損后，運(yùn)動(dòng)部件會(huì)自動(dòng)下沉以補(bǔ)償間隙。5經(jīng)濟(jì)性分析本文所設(shè)計(jì)的液壓板材坡口機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、可靠性高、能耗低及耐污染等特點(diǎn)，而且對(duì)工人的操作技巧要求非常低，不但能減少勞動(dòng)強(qiáng)度還可以增加生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)方面，一般的小型廠礦都能夠生產(chǎn)出來(lái)，不僅在老式機(jī)上進(jìn)行了改觀，而且也能夠適應(yīng)高自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。6結(jié)論本文根據(jù)阜新封閉母線所需產(chǎn)品的要求，設(shè)計(jì)了一套板材坡口機(jī)的制造方案。按照這套方案所生產(chǎn)的產(chǎn)品，基本滿足公司的需求，并且具有一定的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。在液壓控制系統(tǒng)的選擇中，本文選取了帶有背壓閥的鎖緊回路來(lái)控制。采用這種回路的主要作用就是防止液壓缸中的活塞桿停止運(yùn)動(dòng)后，在外力或自重作用下突然下滑造成事故。帶有背壓閥主要是防止活塞突然前沖，產(chǎn)生激烈振動(dòng)。本文所設(shè)計(jì)的板材坡口機(jī)的材料都是以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為中心選取的。所以這套設(shè)計(jì)方案無(wú)論是在價(jià)格方面，還是在安全方面都是一個(gè)很好的選擇。本文所設(shè)計(jì)的不足之處主要是尺寸方面存在著差異，由于關(guān)于板材坡口機(jī)的資料很有限，而且都存在一定的范圍，而本文所要設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)超出了這個(gè)范圍，導(dǎo)致了所計(jì)算的一部分?jǐn)?shù)據(jù)源自于估算，從而影響到板材坡口機(jī)的總體尺寸設(shè)計(jì)。具體尺寸數(shù)據(jù)還需要通過(guò)專業(yè)書(shū)籍進(jìn)行校正。致謝本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一直是在導(dǎo)師康文龍老師的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的?？滴凝埨蠋熤螌W(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，為人和藹可親。并且在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，康文龍老師不斷對(duì)我得到的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，并提出新的問(wèn)題，使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論和實(shí)際上的新問(wèn)題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠(chéng)摯的感謝和由衷的敬意。

此外，我還要感謝許多學(xué)長(zhǎng)和同學(xué)在整個(gè)過(guò)程中的幫助和配合。

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附錄A設(shè)計(jì)與非設(shè)計(jì)情況下軸流式通風(fēng)機(jī)的處理摘要在設(shè)計(jì)與非設(shè)計(jì)情況下，軸流式通風(fēng)機(jī)的噪聲處理分析是用兩個(gè)纏繞在葉片上的熱傳感器試驗(yàn)測(cè)量完成的。在不穩(wěn)定自然因素條件下，精確速度的測(cè)量依據(jù)是安放在旋轉(zhuǎn)氣流區(qū)域的兩個(gè)熱傳感器，靠相互作用因素和減緩兩個(gè)波動(dòng)速度的時(shí)間實(shí)現(xiàn)的。該結(jié)果表明噪聲消除的方法包括：離散頻率的噪聲由周期性速度波動(dòng)決定，而噪聲的波帶與葉片上波動(dòng)速度有關(guān)。通過(guò)四個(gè)諧波葉片上的頻率中，旋轉(zhuǎn)氣流的最高頻率是主要觀察的對(duì)象。離散頻率包括在非設(shè)計(jì)操作情況下產(chǎn)生的波動(dòng)速度的頻率，同旋轉(zhuǎn)氣流區(qū)域和反向氣流區(qū)域相似。當(dāng)葉片高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，最高頻率一定是一個(gè)重要噪聲源。旋轉(zhuǎn)氣流的波動(dòng)速度采用螺旋式，目的是在旋轉(zhuǎn)波動(dòng)時(shí)用來(lái)描述產(chǎn)生最高頻率的機(jī)械?？傊肼暤脑黾佑稍诘退偾闆r下氣流的處理決定，分析認(rèn)為與速度波動(dòng)的分配有關(guān)，而波動(dòng)速度又由渦流的泄漏和葉片表面相鄰的壓力決定。1引言現(xiàn)階段的研究主要關(guān)注于產(chǎn)生噪聲的機(jī)械裝置。噪聲的產(chǎn)生由軸流式通風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)刷旋轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定因素引起的。渦流的泄漏主要在旋轉(zhuǎn)刷區(qū)域，這是很多研究者所關(guān)注的，因?yàn)樗诹黧w領(lǐng)域中很重要。例如：Zoue和Kuroumaru、Store和Cumpsty、Lakshminarayana等都從事該方面的研究。他們指出氣流的泄漏是三維的、不穩(wěn)定的自然因素并且影響產(chǎn)品的壽命和噪聲的產(chǎn)生。然而，大多數(shù)研究主要集中在葉片上與氣體動(dòng)力學(xué)有關(guān)的旋轉(zhuǎn)氣流，沒(méi)有考慮到因旋轉(zhuǎn)氣流的不穩(wěn)定因素所產(chǎn)生的噪聲。噪聲處理水平的提高靠的是Longhouse、Fukano.etat、Kamier、和Neise在該方面的研究。他們的研究指出頻率在中的峰值發(fā)生在聲譜中，盡管噪聲是自然傳播的。Kamier和Neise也提出噪聲處理與軸流式機(jī)械中的不穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)氣流有關(guān)。然而，以上研究沒(méi)有詳細(xì)分析葉片上的氣流。對(duì)氣流結(jié)構(gòu)的理解和葉面上的波動(dòng)速度頻譜一樣對(duì)分析產(chǎn)生噪聲的機(jī)械來(lái)說(shuō)很重要。這與氣流的泄漏所產(chǎn)生的不穩(wěn)定因素有密切的關(guān)系。另一方面，在軸流式機(jī)械的葉片上對(duì)在固定框架內(nèi)高頻有價(jià)值信號(hào)的測(cè)量幾乎是不可能的。因此，對(duì)于與旋轉(zhuǎn)有關(guān)的框架內(nèi)精確速度的測(cè)量是十分重要的，很容易理解在旋轉(zhuǎn)機(jī)械葉面上波動(dòng)旋轉(zhuǎn)氣流的頻率特性?，F(xiàn)階段的研究，對(duì)于軸流式通風(fēng)機(jī)速度及速度波動(dòng)的測(cè)量是用一個(gè)放在旋轉(zhuǎn)框架內(nèi)的旋轉(zhuǎn)刷附近的一個(gè)熱傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Fukano.etat是在旋轉(zhuǎn)框架內(nèi)氣流測(cè)量研究的先驅(qū)者。他們測(cè)量了旋轉(zhuǎn)盤(pán)面邊緣氣流周期性速度波動(dòng)情況，是通過(guò)與最初與設(shè)計(jì)測(cè)量體系相連的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該結(jié)果表明有著重要意義的周期性速度波動(dòng)是由產(chǎn)生噪聲的Kamier渦流通道所決定的。在現(xiàn)階段的研究中，旋轉(zhuǎn)刷附近速度波動(dòng)的頻譜是通過(guò)連接在軸流式通風(fēng)機(jī)中的熱傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這與相對(duì)速度和波動(dòng)速度的分配有關(guān)。精確速度不穩(wěn)定頻譜的測(cè)量是通過(guò)在旋轉(zhuǎn)氣流區(qū)域的兩個(gè)熱傳感器實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用相關(guān)系數(shù)和兩個(gè)波動(dòng)速度的延遲進(jìn)行調(diào)查?？傊?，峰值處理對(duì)旋轉(zhuǎn)氣流區(qū)域、氣流動(dòng)力學(xué)噪聲的產(chǎn)生有影響，這也是回顧軸流式通風(fēng)機(jī)的兩種不同峰值處理方法。2試驗(yàn)儀器及過(guò)程現(xiàn)階段的研究主要集中在低速軸流式通風(fēng)機(jī)上，一種是2mm、一種是。對(duì)于葉片是2mmTC設(shè)計(jì)的具體說(shuō)明總結(jié)。葉片的設(shè)計(jì)氣流參數(shù)O=0.39（meanaxialvelocitydiviedbyrotortipspeed）和設(shè)計(jì)靜壓力上升參數(shù)Os=0.26（staticpressurerisediviedbydymanicpressureatrotortip）?！恪?。該測(cè)試實(shí)驗(yàn)采用非設(shè)計(jì)操作情況下O=0.33、0.31、0.29（25percentthanthedesignflowrate）同設(shè)計(jì)情況下O=0.39一致，而葉片的旋轉(zhuǎn)速度保持在1000r.p.m。葉片旋轉(zhuǎn)體的頂部截面強(qiáng)度為0.55、長(zhǎng)度為129mm。依據(jù)旋轉(zhuǎn)刷的速度且旋轉(zhuǎn)刷的長(zhǎng)度為2.6*10。當(dāng)前的研究中，對(duì)于軸流式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)是分析三維旋轉(zhuǎn)氣流結(jié)構(gòu)，通過(guò)數(shù)據(jù)相似性及實(shí)驗(yàn)測(cè)結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)的。三維峰值泄漏渦流結(jié)構(gòu)及泄漏狀況，是一種側(cè)面透視圖。渦流鑒別方法與標(biāo)準(zhǔn)化螺旋性Hn的定義詳細(xì)的在上一層出現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)峰值泄漏渦流的形成與葉片邊緣在吸入沖程過(guò)程有密切的關(guān)系。循環(huán)區(qū)域的形成導(dǎo)致渦流從葉面內(nèi)側(cè)溢出。實(shí)驗(yàn)儀器的各個(gè)尺寸，是一個(gè)內(nèi)徑為的開(kāi)環(huán)設(shè)備。該設(shè)備由一個(gè)進(jìn)口、一個(gè)由帶傳動(dòng)的葉片、一個(gè)助推葉片組成。按照空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的減震器常用作調(diào)節(jié)氣流速率。進(jìn)口與測(cè)試葉片間的距離是。測(cè)試系統(tǒng)原理圖。安放在葉片上的兩個(gè)熱傳感器用于介紹現(xiàn)階段在反面及橫跨位置間的相互關(guān)系，同時(shí)用在旋轉(zhuǎn)葉片內(nèi)外的三維速度及速度波動(dòng)情況的介紹。I熱傳感器應(yīng)用的是直徑為5mm的鎢絲，復(fù)合探測(cè)器直接安裝在輪轂上。橫跨的探測(cè)器用三維跨度系統(tǒng)控制：切向、軸向、徑向且安裝在輪轂內(nèi)部—。在徑向、軸向、切向維跨度系統(tǒng)的最大范圍分別是45mm、50mm、50°（45°foronebladepassage）。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體正在運(yùn)動(dòng)且沒(méi)有重新安排情況下可能測(cè)量到一個(gè)葉片。精確波動(dòng)速度的測(cè)量是通過(guò)熱力風(fēng)計(jì)和與在線電腦相連接的測(cè)試儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在線系統(tǒng)是ScientificCorporation通過(guò)安裝在輪轂內(nèi)部的水銀管是新實(shí)現(xiàn)的，來(lái)自熱探測(cè)器的輸出是從旋轉(zhuǎn)框架到一個(gè)固定框架傳送，來(lái)自熱敏風(fēng)速計(jì)的信號(hào)是裝置過(guò)濾掉超過(guò)8.9KHZ的信號(hào)。旋轉(zhuǎn)體葉片內(nèi)外三維速度及速度波動(dòng)是用橫跨式探測(cè)器來(lái)測(cè)量的，而其確定是通過(guò)熱敏風(fēng)速計(jì)和在線電腦均值儀器實(shí)現(xiàn)的。速度及速度波動(dòng)整體平均值的測(cè)量是通過(guò)每個(gè)測(cè)量位置6000個(gè)樣品數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的。波動(dòng)速度頻譜的分析是OnsokkiFFT完成的。在測(cè)試系統(tǒng)中，探測(cè)器的校準(zhǔn)是通過(guò)拆換不同旋轉(zhuǎn)測(cè)試葉片及測(cè)量到的四個(gè)不同旋轉(zhuǎn)頻率下的切向速度實(shí)現(xiàn)的：300、600、900、1200r.p.m。探測(cè)器的變形量是由在實(shí)驗(yàn)前旋轉(zhuǎn)體的校準(zhǔn)儀器的。當(dāng)內(nèi)部設(shè)備保持連續(xù)運(yùn)行時(shí)，TC為2、4mm旋轉(zhuǎn)葉片實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)是由旋轉(zhuǎn)刷的直徑改變實(shí)現(xiàn)的。另一方面，在距旋轉(zhuǎn)葉片上游1m位置處且在旋轉(zhuǎn)軸上，來(lái)自旋轉(zhuǎn)葉片上產(chǎn)生的噪聲被測(cè)量出來(lái)。在噪聲頻譜的測(cè)量中，背景噪聲一直保持在5dB且在所有頻率的聲音水平以下。噪聲是從測(cè)試系統(tǒng)獲得的，僅葉片旋轉(zhuǎn)部件被排除在外。結(jié)果討論時(shí)急劇上升，之后氣流速率則下降。也就是說(shuō)壓力上升Os不是在O=0.29情況下。這就是為什么在低氣流速率下、在O=0.29和O=0.35之間SPL上升的原因，這也是以下所討論的。是在2mTc設(shè)計(jì)的測(cè)試葉片上（O=0.39）和兩種非設(shè)計(jì)操作情況下（O=.33和O=0.29），葉片上99%的范圍內(nèi)測(cè)量盤(pán)上相對(duì)速度的分配情況，這是設(shè)備內(nèi)部的特點(diǎn)。相對(duì)速度被計(jì)為Vat、瞬時(shí)速度則計(jì)為Vt：Vat=Vat+Vt/V(1)Vat和Vt分別表示軸向速度和切向速度。比較泄露氣流邊緣向下移動(dòng)。因此導(dǎo)致了相鄰壓力表面的分離。在99%范圍內(nèi)測(cè)量盤(pán)上波動(dòng)速度的分配情況，這一情況波動(dòng)速度用Vf表示，由相對(duì)速度Vat所決定。在相互作用的低速區(qū)域，每個(gè)測(cè)量盤(pán)上都獲得了高速率波動(dòng)。在相同氣流情況下旋轉(zhuǎn)葉片下部分速度波動(dòng)的分配情況。在近似于氣流方向垂直且距葉片邊緣的測(cè)量盤(pán)上。水平軸代表到葉片邊緣氣流方向的垂直距離為ｈ。在設(shè)計(jì)操作情況下旋轉(zhuǎn)刷壓力表面附近沒(méi)有獲得高波動(dòng)速度，因?yàn)榉逯敌孤稓饬髟诹鲃?dòng)。在相鄰壓力表面沒(méi)有形成干擾。然而當(dāng)氣流速率下降時(shí)，高速度波動(dòng)區(qū)域的移動(dòng)與壓力面有關(guān)。峰值泄露氣流受壓力表面干擾。特別是最高波動(dòng)速度出現(xiàn)在最低氣流情況下且在壓力表面附近。在壓力表面附近的高速率波動(dòng)導(dǎo)致了在葉片表面上的高壓力波動(dòng)，這對(duì)葉片上噪聲的產(chǎn)生有很大影響。是由在固體表面壓力波動(dòng)的奇偶特性所決定。。通過(guò)的頻率是133Hz，垂直線指的是通過(guò)葉片上的有用頻率。當(dāng)前測(cè)量的樣品頻率是5012Hz，僅在1200Hz以下的頻率才出現(xiàn)。因?yàn)槌^(guò)1200Hz的聲壓頻率幾乎擁有同樣的價(jià)值。頻率最高可達(dá)到8400Hz的幾乎有相同的聲壓水平且由葉片驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所產(chǎn)生，以下的噪聲增加有設(shè)計(jì)操作情況下相同的聲壓水平。較強(qiáng)的波動(dòng)速度產(chǎn)生的主要原因即作用在壓管內(nèi)表面和相鄰的葉片上。除了有用BFF頻率可獲得O=0.29、0.31、0.33外，頻率最高可達(dá)到170、250、330Hz。該頻率特性是由于安裝在葉片旋轉(zhuǎn)體上的管路決定的。在距葉片旋轉(zhuǎn)體下游9m處產(chǎn)生白噪聲，該噪聲是由在旋轉(zhuǎn)軸和葉片旋轉(zhuǎn)體上游1m處測(cè)量得到的。在圖10中可獲得以下頻寬，頻率最高可達(dá)到180、360、970Hz。考慮到高頻可達(dá)到170、330Hz且受180、360Hz管路所產(chǎn)生的頻率的影響可以認(rèn)為在低氣流速率情況下噪聲的增加是由于旋轉(zhuǎn)的氣流在管路表面和相鄰壓力表面的高速率波動(dòng)所引起的。在這片論文的下一部份我們將討論產(chǎn)生離散頻率的機(jī)械裝置。3.2三維旋轉(zhuǎn)氣流的結(jié)構(gòu)為了研究在旋轉(zhuǎn)刷附近的三維旋轉(zhuǎn)氣流結(jié)構(gòu)，在葉片下游的相對(duì)速度是通過(guò)在非設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)操作情況下纏繞在旋轉(zhuǎn)體葉片上的熱傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。兩種操作情況的目的是為了理解TC對(duì)旋轉(zhuǎn)氣流的影響。旋轉(zhuǎn)氣流的結(jié)構(gòu)是用兩種不同的TC處理方法分析的。安裝在輪轂內(nèi)部的熱傳感器是通過(guò)橫跨系統(tǒng)來(lái)傳輸?shù)?。在長(zhǎng)度方向測(cè)量位置的間隔大約是5mm而長(zhǎng)度方向和徑向的距離大約是3mm。徑向測(cè)量區(qū)域時(shí)從255mm（76percentspan）到280mm（98percentspan）。一個(gè)實(shí)驗(yàn)表格及葉片2mmTC下的被測(cè)低速區(qū)域。。氣流的泄露位置，這就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的相似性且與低速率區(qū)域相一致，也就是說(shuō)在葉片上的低速區(qū)域是由峰值泄露渦流引起的。為了比較在設(shè)計(jì)與非設(shè)計(jì)情況下峰值泄露我流的結(jié)構(gòu)被測(cè)低相對(duì)速度區(qū)域?qū)⒃谌~片上重現(xiàn)。2mm的測(cè)量區(qū)域內(nèi)被測(cè)的低相對(duì)速度，這是來(lái)自構(gòu)件內(nèi)的透視圖的觀點(diǎn)。在設(shè)計(jì)與非設(shè)計(jì)操作情況下圖中白色和黑色區(qū)域所描述獲得的低相對(duì)速度的情況。在圖示中速度區(qū)域的范圍擁有不同的價(jià)值。低速率區(qū)域與在葉片上所獲得的峰值泄露渦流所決定?？梢员容^在設(shè)計(jì)與非設(shè)計(jì)情況下所獲得的峰值泄露渦流。大體上可以了解在軸向壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)體內(nèi)Znoueetat所描述的情況，也可以理解當(dāng)氣流速率速率下降時(shí)低速度區(qū)域?qū)⑾蛲鈧鞑ィ簿褪窃诘蜌饬魉俾是闆r下的峰值泄露渦流有較大的運(yùn)動(dòng)情況的原因。當(dāng)TC上升時(shí)，大的旋轉(zhuǎn)氣流的產(chǎn)生是由較大的泄露氣流所引起的。在設(shè)計(jì)操作情況下，旋轉(zhuǎn)氣流與數(shù)字相似性所獲得的結(jié)果的比較在本篇論文中所表現(xiàn)出來(lái)。為了研究在葉片上氣流的波動(dòng)情況，設(shè)計(jì)操作情況下的峰自己泄露渦流成準(zhǔn)90度的源盤(pán)上的速度波動(dòng)的分配，這與相對(duì)速度的分配有關(guān)。在葉片上的峰值泄露渦流成準(zhǔn)90度的圓盤(pán)位置是一個(gè)來(lái)自箱體的透視圖觀點(diǎn)。分別位于渦流的上下游且愛(ài)圓盤(pán)的A、G位置處。從）旋轉(zhuǎn)氣流的中位是在存在最小動(dòng)能的地方。相反氣流區(qū)域是灰色區(qū)域且在箱壁上所獲得。另一方面，在峰值泄露渦流與主要?dú)饬髦g的相互作用區(qū)域內(nèi)所獲得的高速率波動(dòng)同在渦流中心區(qū)域內(nèi)所獲得的高速率波動(dòng)同在渦流中心一樣。在設(shè)計(jì)情況下，對(duì)于2mmTC的波動(dòng)速度的頻譜的分配情況。FFT分析所獲得的頻譜，這是在測(cè)量位置平均值的64倍。在當(dāng)前的研究中，對(duì)于一種測(cè)量情況用表49來(lái)測(cè)量該頻譜。在它們之間，頻率在所示12位置處。存在三個(gè)徑向位置：0.98（RI）、0.96（RII）、0.9（RIII）的范圍內(nèi)。在相反氣流區(qū)域它們中存在四個(gè)位置（RI-E、RI-F、RII-E、RII-Fin13（b））?？梢?jiàn)，雖然波動(dòng)速度的頻譜的最大值不是轉(zhuǎn)氣流的上下游值但是在相反氣流區(qū)域可見(jiàn)接近400、500Hz的頻率峰值。Kamerier和Neise也指出軸流式機(jī)械的TC噪聲是由于在旋轉(zhuǎn)刷附近的反向氣流與旋轉(zhuǎn)氣流的不穩(wěn)定性聯(lián)系所產(chǎn)生的。3.4在非設(shè)計(jì)操作情況下波動(dòng)速度的頻率最大值2mm和4.5mmTCs操作的軸流式風(fēng)機(jī)里，葉面上旋轉(zhuǎn)氣流的結(jié)構(gòu)和波動(dòng)速度的頻譜特性已完成調(diào)查。在非設(shè)計(jì)情況下存在2mmTC操作的軸流式通風(fēng)機(jī)的峰值泄露渦流在三個(gè)成準(zhǔn)90度的圓盤(pán)上相對(duì)速度和波動(dòng)速度的輪廓如。在葉片上測(cè)量盤(pán)的是箱體的透視圖。低相對(duì)速度區(qū)域自箱體向外傳播85%的范圍，根據(jù)氣流速率下降。較大速度區(qū)域是由作為旋轉(zhuǎn)氣流的阻礙的增加和在葉片上能量的損失引起的。在三個(gè)測(cè)量盤(pán)上相對(duì)速度的分配，可以清晰地獲得旋轉(zhuǎn)氣流的圖形。在峰值泄露渦流和主要?dú)饬髦g的相互作用區(qū)域內(nèi)可獲得高波動(dòng)速率。也就是說(shuō)當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流朝著切向所移動(dòng)時(shí)，低速度區(qū)域?qū)U(kuò)大。當(dāng)氣流速率下降時(shí)，反向氣流區(qū)域也將增加，因?yàn)樾D(zhuǎn)氣流的擴(kuò)大是由于它的及時(shí)運(yùn)動(dòng)引起的。測(cè)量盤(pán)II和III上所選擇的位置速度波動(dòng)的頻譜。在每個(gè)測(cè)量盤(pán)上三個(gè)徑向位置0.98（RI）、0.96（RII）、0.9（RIII）范圍內(nèi)，在出現(xiàn)頻率的12個(gè)位置上計(jì)X，就（f）所選擇的特征。在設(shè)計(jì)操作情況下反向氣流區(qū)域可以獲得250Hz附近的頻率最大值?？梢?jiàn)，高速度波動(dòng)強(qiáng)度增加大約40%，這與設(shè)計(jì)情況下相比較。更不必說(shuō)在本部分的描述中速度波動(dòng)的強(qiáng)度是噪聲產(chǎn)生的重要原因。的相對(duì)速度和波動(dòng)速度的輪廓圖。葉片測(cè)量盤(pán)的位置用同樣的方式。上可以看到來(lái)自箱提內(nèi)的旋轉(zhuǎn)氣流擴(kuò)大了0.75。也就是說(shuō)和2mmTC的較大氣流相比在徑向的旋轉(zhuǎn)氣流的增加大于12%。在峰值泄露渦流和主要?dú)饬髦g的相互作用區(qū)域獲得了在測(cè)量盤(pán)II和III的高波動(dòng)速度。當(dāng)TC增大時(shí)，速度波動(dòng)的強(qiáng)度也增大。葉片，頻率密度S（f）的強(qiáng)度與2mmTC比較兩次。也就是說(shuō)，160Hz附近的較高頻率峰值對(duì)噪聲水平的增加有較大影響。與在設(shè)計(jì)情況下相