窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)

PAGE29窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)摘要：窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是現(xiàn)代工業(yè)最早出現(xiàn)的，它具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，迄今已有近二百年的歷史并仍在廣泛使用。除了在鍛壓行業(yè)外，亦用于建材行業(yè)。對(duì)制造產(chǎn)業(yè)起了巨大作用和現(xiàn)實(shí)意義。本文查閱了許多國內(nèi)外文獻(xiàn)，詳盡地了解國內(nèi)外關(guān)于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置優(yōu)化的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)。對(duì)于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置，在工程設(shè)計(jì)及使用中還存在一些的缺陷，如參數(shù)選擇不合理，機(jī)械效率過低等。文中對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置`進(jìn)行了較全面論述，闡明了窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的工作原理。綜合運(yùn)用前人的實(shí)踐設(shè)計(jì)計(jì)算得出較好的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的結(jié)果，能較好地解決實(shí)際問題。對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；校核Abstract:Astheearliestscrewpressesinmodernindustry,fraypresseshastheadvantagesofsimplestructureandlowpriceswhichhasbeenusingfornearlytwohundredyearsandisstillpopularlyusednow.Fraypressesisnotonlyusedinforgeindustry,butalsousedinbuildingmaterialindustry.Fraypresseshasagreatinfluenceonmanufacturingindustryandapracticalvalue.Thispaperexaminedanumberofdomesticandforeignliterature,adetailedunderstandingoftheinternalandexternalfraypressesOptimizationofthestatusquoanddevelopments.Screwconveyorfortheengineeringdesignanduse,therewerestillafewshortcomings,suchasthechoiceofparameterssuchasirrational.Textofamorecomprehensiveexpositionconveysthefraypressesprinciple.Comprehensiveuseofthepracticeinpreviouscalculationsbetterresultscanbeusedtosolvepracticalproblems.Tofraypressesdesignhavereferencevalue.Keywords:fraypresses;structuredesign;examines目錄1.緒論 11.1引言 11.2窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置概述 11.3窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的發(fā)展歷史趨勢 21.4課題的提出及研究的意義 21.4.1課題的提出及創(chuàng)新 21.4.2課題研究意義 31.5窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的現(xiàn)狀及改進(jìn)方法 31.5.1窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的現(xiàn)狀 31.5.2窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置改進(jìn)方法 31.5.3改進(jìn)后及固有的性能特點(diǎn) 42.窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置初步設(shè)計(jì)及單元功能設(shè)計(jì) 62.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 62.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 83.窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 93.1初步設(shè)計(jì) 93.2設(shè)計(jì)V帶 113.3設(shè)計(jì)摩擦輪 143.4花鍵軸的設(shè)計(jì) 163.5滾動(dòng)軸承的選擇 193.6鍵的設(shè)計(jì)與校核 203.7螺桿螺母的設(shè)計(jì) 224.總結(jié)及說明 254.1總結(jié) 254.2窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的使用與維護(hù) 25參考文獻(xiàn) 26致謝 27附錄 281.緒論1.1引言20世紀(jì)是印刷機(jī)大發(fā)展的時(shí)期，20年代，人們開始研制印刷機(jī)，40年代末期投入工業(yè)應(yīng)用。30年代，前蘇聯(lián)開始電動(dòng)印刷機(jī)研制，50年代末期德國開始生產(chǎn)，到70年代末，德國辛佩欠公司研制成功離合器式印刷機(jī)。20世紀(jì)末期，日本Enomoto公司開始研制成功伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)印刷機(jī)。進(jìn)入21世紀(jì)，印刷機(jī)這一古老的成形設(shè)備仍在蓬勃發(fā)展，已經(jīng)形成品種多樣，規(guī)格齊全，自動(dòng)化程度高的特色，為人類文明的發(fā)展繼續(xù)做出貢獻(xiàn)。窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是現(xiàn)代工業(yè)最早出現(xiàn)的印刷機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，迄今為止已有近二百年的歷史并仍在廣泛使用。除了在鍛壓行業(yè)外，亦用于建材行業(yè)。1.2窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置概述窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是利用飛輪和摩擦盤接觸，借助螺桿和螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理而工作的一種印刷機(jī)。螺桿上端與飛輪剛性聯(lián)接下端與滑塊相連，由銅螺母將飛輪和螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上、下直線運(yùn)動(dòng)，電機(jī)經(jīng)皮帶輪帶動(dòng)摩擦盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)向下行程開始時(shí)，方向離合器推動(dòng)摩擦盤壓緊飛輪，搓動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，滑塊下行，此時(shí)飛輪加速并獲得動(dòng)能，在沖擊工件前的瞬間，摩擦盤與飛輪脫離接觸，滑塊以此時(shí)所具有的速度鍛壓工件，釋放能量直至停止;鍛壓完成后，開始回程，此時(shí)，左邊的氣缸進(jìn)氣，推動(dòng)左邊的摩擦盤壓緊飛輪，搓動(dòng)飛輪反向旋轉(zhuǎn)，滑塊迅速提升。至某一位置后，摩擦盤與飛輪脫離接觸，滑塊繼續(xù)自由向上滑動(dòng)，到達(dá)制動(dòng)行程處，制動(dòng)器動(dòng)作，滑塊減速，直至停止，這樣，上下運(yùn)動(dòng)一次，即完成了一個(gè)工作循環(huán)。窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是現(xiàn)代工業(yè)最早出現(xiàn)的印刷機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，迄今為止已有近二百年的歷史并仍在廣泛使用。除了在鍛壓行業(yè)外，亦用于建材行業(yè)。窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的主要問題是電機(jī)需帶動(dòng)摩擦盤始終高速旋轉(zhuǎn)，而飛輪在一個(gè)循球中還需改變旋轉(zhuǎn)方向，在換向時(shí)飛輪和摩擦盤產(chǎn)生嚴(yán)重打滑。這不但降低了傳動(dòng)效率，也加劇了摩擦帶的磨損。為解決這一問題，上世紀(jì)就有人進(jìn)行了改進(jìn)，先后開發(fā)了三盤式和雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。由于摩擦盤工作和回程具有不同的速度特性，摩擦盤和飛輪間的相對(duì)滑動(dòng)速度得以降低，設(shè)備性能行到一定的改善。但是由于增加了結(jié)構(gòu)和操作的復(fù)雜性，從而增加了制造和維修費(fèi)用。窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置效率低，打擊力控制不精確，不適于大噸位。但由于造價(jià)方面的優(yōu)勢，中小噸位，尤其小噸位印刷機(jī)目前仍以窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置為主。我國最大噸位的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置為主。我國最大噸位的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置是青島鍛壓機(jī)械公司在2004年研制的31500kN窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。1.3窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的發(fā)展歷史趨勢談到窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置就一定先說印刷機(jī)，印刷機(jī)是最古老的成形設(shè)備之一，珍有十分悠久的發(fā)展歷史。很久以前，歐洲就有木制印刷機(jī)，用以壓制葡萄汁和橄欖油。15世紀(jì)德國人JohannGensleisch(1400～1468)在木制印刷機(jī)的基礎(chǔ)上制成了印刷機(jī)，它可以說是印刷機(jī)和其它機(jī)械印刷機(jī)的老祖宗。在歐洲語言中，印刷機(jī)和印刷（PRESS）這兩個(gè)詞同詞根。16世紀(jì)初，意大利人采用印刷機(jī)壓制金屬藝術(shù)品和硬幣。直到19世紀(jì)中葉才出現(xiàn)了由蒸汽驅(qū)動(dòng)的機(jī)械印刷機(jī)。最早用于現(xiàn)代工業(yè)化大生產(chǎn)的印刷機(jī)靠摩托車擦盤傳遞動(dòng)力，簡稱窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置，它在19世紀(jì)初開始使用，1877年德國公布了窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的首個(gè)專利。由于結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置至今仍在廣泛應(yīng)用。其最大的缺點(diǎn)是摩擦傳動(dòng)效率低，約為50%～55%，其總效率僅為20%～25%。近百年來，人們一直在尋求改進(jìn)的方法，主要目標(biāo)是：（1）提高傳動(dòng)效率，降低能耗；（2）加大設(shè)備噸位，提高工作能力；（3）提高打擊能量的確良控制精度和操作的自動(dòng)化程度。20世紀(jì)是窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置大發(fā)展的時(shí)期，20年代，人們開始研制液壓窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置，40年代末期投入工業(yè)應(yīng)用。30年代，前蘇聯(lián)開始電動(dòng)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置研制，50年代末期德國開始生產(chǎn)，到70年代末，德國辛佩欠公司研制成功離合器式窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。20世紀(jì)末期，日本Enomoto公司開始研制成功伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。進(jìn)入21世紀(jì)，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置這一古老的成形設(shè)備仍在蓬勃發(fā)展，已經(jīng)形成品種多樣，規(guī)格齊全，自動(dòng)化程度高的特色，為人類文明的發(fā)展繼續(xù)作出貢獻(xiàn)。1.4課題的提出及研究的意義1.4.1課題的提出及創(chuàng)新窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置在各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，其發(fā)展和研究也得到了長足的進(jìn)步。目前，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)工作仍是使用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行，存在缺點(diǎn)是效率低，周期長以及難以提高設(shè)備性能。對(duì)現(xiàn)有的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改造，提出新的設(shè)計(jì)方案是本次設(shè)計(jì)任務(wù)中的重中之重。1.4.2課題研究意義隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，模鍛件質(zhì)量及成本的競爭愈來愈激烈。自從我國加入WTO后，降低模鍛件成本是鍛造行業(yè)十分關(guān)心的重要問題，這就向鍛壓裝備及鍛造工藝技術(shù)提出了更高更新要求。突出的問題是合理選擇以精化毛坯為目的的變形方式，這些方式不僅能獲得高精度高質(zhì)量的鍛件，還能完成各種復(fù)雜鍛件的成形;既能減少材料消耗及機(jī)加工工時(shí)，又能降低能耗，提高生產(chǎn)率。窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的主要問題是電機(jī)需帶動(dòng)摩擦盤始終高速旋轉(zhuǎn)，而飛輪在一個(gè)循球中還需改變旋轉(zhuǎn)方向，在換向時(shí)飛輪和摩擦盤產(chǎn)生嚴(yán)重打滑。這不但降低了傳動(dòng)效率，也加劇了摩擦帶的磨損。為解決這一問題，上世紀(jì)就有人進(jìn)行了改進(jìn)，先后開發(fā)了三盤式和雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置。由于摩擦盤工作和回程具有不同的速度特性，摩擦盤和飛輪間的相對(duì)滑動(dòng)速度得以降低，設(shè)備性能行到一定的改善。但是由于增加了結(jié)構(gòu)和操作的復(fù)雜性，從而增加了制造和維修費(fèi)用。針對(duì)這些問題，我們有必要對(duì)摩擦壓力面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出較合理的結(jié)果，給實(shí)際工作以有效的指導(dǎo)。1.5窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的現(xiàn)狀及改進(jìn)方法1.5.1窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的現(xiàn)狀對(duì)于我國的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置現(xiàn)狀，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，操作維護(hù)簡便，在精加工場合得到了廣泛的應(yīng)用，但是其輸送效率卻比較低。1.5.2窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置改進(jìn)方法對(duì)于我國的窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置現(xiàn)狀，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，操作維護(hù)簡便，在精加工場合得到了廣泛的應(yīng)用，但是其輸送效率卻比較低。從窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的結(jié)構(gòu)尺寸綜合性能做了深入的研究和探索，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的能量損失主要來自滑動(dòng)軸承和螺桿螺母副。螺桿螺母副不能除了改進(jìn)工藝，不能深入優(yōu)化結(jié)構(gòu)，主要是由于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置這個(gè)概念的制約，所以只能從滑動(dòng)軸承方面進(jìn)行改進(jìn)。我們知道滑動(dòng)軸承的效率是很低的，所以本設(shè)計(jì)采用滾動(dòng)軸承，這就決定了摩擦盤的結(jié)構(gòu)要重新設(shè)計(jì)，因?yàn)檩S是不適于在軸承中軸向來回運(yùn)動(dòng)的。于是，又引出了摩擦盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用花鍵軸帶動(dòng)摩擦盤的結(jié)構(gòu)形式。讓摩擦盤的軸向運(yùn)動(dòng)交給花鍵軸套，這樣可以采用滾動(dòng)軸承。對(duì)于這個(gè)實(shí)際的問題，根據(jù)調(diào)查和實(shí)例，對(duì)花鍵軸進(jìn)行了理論分析，提出了推薦計(jì)算公式，并將推薦計(jì)算公式和通用計(jì)算公式結(jié)合起來，進(jìn)行計(jì)算比較對(duì)照，得出推薦計(jì)算公式與實(shí)際需要符合得很好這樣的結(jié)論。從窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的使用性能出發(fā)，由于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置工作時(shí)間間隔小，沖壓力大，危險(xiǎn)性高，所以對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的安全性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)也由其重要。本設(shè)計(jì)從兩個(gè)地方進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：一、改進(jìn)飛輪結(jié)構(gòu)，增加過載保護(hù)結(jié)構(gòu)；二、設(shè)計(jì)行程開關(guān)機(jī)構(gòu)，把滑塊行程的信息反饋到操縱桿?？傊?，現(xiàn)在對(duì)于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的研究越來越收到各界的重視，而目前國外也有了很多的研究成果。在國內(nèi)的研究成果相對(duì)于國外來比較，研究成功還較少，還不是很先進(jìn)。1.5.3改進(jìn)后及固有的性能特點(diǎn)1．雙盤窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置兼有模鍛錘和熱模鍛曲柄印刷機(jī)的雙重特性和優(yōu)點(diǎn)。首先它在工作過程中帶有一定的沖擊作用，滑塊行程不固定，這是錘類設(shè)備的特性，使得它在一個(gè)型槽里可進(jìn)行多次打擊變形，從而能為大變形工序（如嫩粗、擠壓等)提供大的變形能和一定的鍛擊力：同時(shí)它又是通過付傳遞能量，在金屬產(chǎn)生塑性變形的瞬間，滑塊和工作臺(tái)之間所受的力由印刷機(jī)封閉的框架所承受，并形成一個(gè)封閉力系，這一點(diǎn)是熱模鍛曲柄印刷機(jī)的特性，因而也能為小變形工序(如終鍛模合階段、精壓、壓印等)提供較大的變形力和一定的變形能，所以能滿足各種主要鍛壓工序的力能要求。2．與熱模鍛曲柄印刷機(jī)相比，該機(jī)是定能設(shè)備，設(shè)備行程可變，沒有固定的下死點(diǎn)。因此、調(diào)整模具十分方便，特別適合于模具更換頻繁的中小批量鍛件的生產(chǎn)。而熱模鍛曲柄印刷機(jī)的下死點(diǎn)是固定的，行程和壓力不能隨意調(diào)節(jié)，不適宜進(jìn)行延伸、滾擠等制作工藝，對(duì)坯料表面的加熱質(zhì)量要求也較高，不允許有過多的氧化皮，尤其當(dāng)設(shè)備操作或模具調(diào)整不當(dāng)以及下料不準(zhǔn)或超負(fù)荷使用時(shí)，有可能使滑塊在接近下死點(diǎn)時(shí)發(fā)生悶車而中斷生產(chǎn)。3．該機(jī)打擊力大，一般允許為公稱力的1.6倍，而熱模鍛曲柄印刷機(jī)因容易“悶車”一般只允許用到其公稱力的70%-80%.因此，同規(guī)格的印刷機(jī)，雙盤窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的最大打擊力是熱模鍛曲柄印刷機(jī)的兩倍，也就是說J53-3150型窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置就相當(dāng)于60000kN熱模鍛曲柄印刷機(jī)的工作能力。4．該機(jī)鍛件精度高，鍛件的尺寸精度靠模具“打靠”和導(dǎo)柱導(dǎo)向(用于精密模鍛)來保證，不受設(shè)備自身彈性變形的影響，因而近年來許多工廠都利用摩印刷機(jī)進(jìn)行精密模鍛，特別對(duì)于軸類的校正等運(yùn)用廣泛。5．該機(jī)悶?zāi)r(shí)間短，僅為熱模鍛曲柄印刷機(jī)的一半，傳給模具上的熱量少，溫度低，模具壽命長，這對(duì)批量生產(chǎn)尤為重要，能夠保證各個(gè)鍛件的精度基本一致。而熱模鍛曲柄印刷機(jī)由于滑塊在下死點(diǎn)附近運(yùn)動(dòng)速度最慢，不僅工件在模具內(nèi)停留時(shí)間長，模具使用壽命短，而且對(duì)一些主要靠壓人方式充填型槽的鍛件，有可能雖然產(chǎn)生了較大的毛邊，而仍未充滿型槽深處。6．該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單性能可靠，操作靈敏方便，其設(shè)備投資、模具成本和鍛件成本均比模鍛錘和熱模鍛曲柄印刷機(jī)便宜一半多，與進(jìn)口產(chǎn)品相比，性能基本一致，但價(jià)格僅為進(jìn)口產(chǎn)品的四分之一。因此理論和實(shí)踐都證實(shí)，該機(jī)工藝適應(yīng)范圍廣，鍛件精度高，生產(chǎn)率適中，勞動(dòng)條件好，是一種符合我國國情，具有國際先進(jìn)水平的大型精鍛設(shè)備。2.窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置初步設(shè)計(jì)及單元功能設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一臺(tái)由操縱桿控制的，利用摩擦力改變飛輪轉(zhuǎn)向窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置，如圖2-1。按中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T2547—91，要求參數(shù)如下：公稱力：F=1500KN運(yùn)動(dòng)部分能量：P=18KW滑塊行程：S=280MM最小裝模高度：H=280MM工作臺(tái)墊板厚度：T=120MM工作臺(tái)面尺寸：左右b=500MM前后a=630MM圖2-1窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置示意圖由設(shè)計(jì)任務(wù)書及相關(guān)資料得知。本次設(shè)計(jì)可采用如下方案：傳動(dòng)系統(tǒng)：采用電動(dòng)機(jī)通過V帶帶動(dòng)摩擦盤。摩擦輪傳動(dòng)經(jīng)過螺桿螺母機(jī)構(gòu)控制滑塊進(jìn)程。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：采用滑動(dòng)直線導(dǎo)軌。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：螺桿-螺母機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：三相異步交流電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：初步定為V帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。主要零部件特點(diǎn)及其作用：機(jī)身采用組合預(yù)應(yīng)力框架，分為橫梁、立柱和底座，由優(yōu)質(zhì)灰口鑄鐵澆注成為一體，機(jī)架強(qiáng)度高剛性好。機(jī)身設(shè)計(jì)為組合式一是為了起吊運(yùn)輸方便，二是提高產(chǎn)品質(zhì)量；橫梁中的銅螺母是用特殊配方的優(yōu)質(zhì)耐磨銅合金采用離心澆鑄工藝制成，銅螺母和上面的導(dǎo)向套是易損件，磨損后需及時(shí)更換;良好的潤滑對(duì)付的壽命至關(guān)重要，一定要根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整潤滑，確保付潤滑充足:螺母下面設(shè)有緩沖圈，當(dāng)制動(dòng)失靈時(shí)，緩沖圈用以吸收運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的能量，避免運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)架剛性相撞而損壞機(jī)器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)上撞緩沖圈時(shí)應(yīng)立刻停機(jī)，并查明原因，排除故障，嚴(yán)禁經(jīng)常上撞緩沖圈；工作臺(tái)上的墊板是用來保護(hù)工作臺(tái)面的，不能隨意拆卸。傳動(dòng)部分采用了比較容易調(diào)整的十字叉聯(lián)軸節(jié)式調(diào)整結(jié)構(gòu)，摩擦盤與飛輪間的間隙一般為2-3mm，當(dāng)超過5mm采用打滑保險(xiǎn)飛輪，從而保證了設(shè)備既能輸出較大的打擊能量，又能在輸出較大的打擊力時(shí)通過飛輪打滑保護(hù)設(shè)備飛輪外緣的牛皮帶為易損件，嚴(yán)重磨損后應(yīng)及時(shí)更換.飛輪輪體與上下輪緣之間裝有打滑摩擦片，用螺栓將碟簧壓縮，依靠碟簧的彈力將它們摩擦聯(lián)接起來，起安全保險(xiǎn)作用。當(dāng)打擊力超過額定力時(shí)上下輪緣將會(huì)相對(duì)于輪體打滑，消除多余能量，避免因超載而損壞機(jī)器打滑保險(xiǎn)裝置不得隨意鎖死，以防超載。螺桿是該機(jī)的核心零件，其幾何精度、表面粗糙度及材質(zhì)性能，對(duì)其使用壽命乃至銅螺母的使用壽命至關(guān)重要。本螺桿材質(zhì)選用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛材，經(jīng)充分鍛造探傷后，再經(jīng)熱處理至適當(dāng)硬度，使之獲得最佳的綜合力學(xué)性能。螺紋摩擦表面需經(jīng)拋光處理，以減輕機(jī)械磨損，提高使用壽命。滑塊采用可拆卸式，可通過調(diào)整斜鐵調(diào)整導(dǎo)軌間隙，以保證滑塊的導(dǎo)向精度，本機(jī)最大偏心距應(yīng)不大于300mm。采用平移式全行程制動(dòng)，制動(dòng)力大，制動(dòng)靈敏，安全可靠.在全行程任意位置均可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，通過滑塊的點(diǎn)動(dòng)使用戶安裝調(diào)整模具非常方便。同時(shí)平移式制動(dòng)對(duì)飛輪牛皮帶損傷輕。牛皮帶使用壽命長。制動(dòng)力的大小可通過調(diào)整氣缸壓縮彈簧來實(shí)現(xiàn)，但過大的制動(dòng)力不利于飛輪牛皮帶的使用壽命，因此，在滿足使用要求的情況下，不要將制動(dòng)力調(diào)的太大。操縱采用手動(dòng)離合式直推結(jié)構(gòu)，簡單可靠。平臺(tái)剛性好，振動(dòng)小，噪聲低，前后貫通使用方便，外形美觀并設(shè)有安全裝置，以確保維修人員的安全。2.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用操縱桿經(jīng)過連桿經(jīng)過連桿機(jī)構(gòu)控制摩擦盤。結(jié)構(gòu)原理如圖2-2：圖2-2結(jié)構(gòu)原理圖3.窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1初步設(shè)計(jì)1．選擇電動(dòng)機(jī)類型按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。2．選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率為P機(jī)：由《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表1.1-10得：3．確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速因?yàn)榛瑝K行程次數(shù)n=27min-1滑塊行程S=280mm所以一次工作時(shí)間t=60/n=2.22s滑塊最大下降速度假設(shè)螺距P=20mm所以螺桿轉(zhuǎn)速按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》推薦的傳動(dòng)比合理范圍兩摩擦輪之間傳動(dòng)比取1，V帶傳動(dòng)比取2～4，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:n’d=i’a×n=(2～4)×535r/min=1070～2140r/min所以這一范圍有1500r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由《實(shí)用機(jī)床手冊》表4.4-2查出符合和電動(dòng)機(jī)型號(hào)有：如表3-1表3-1初選電機(jī)參數(shù)表`額定功率（KW）額定電流（A）效率轉(zhuǎn)速（r/min）額定轉(zhuǎn)矩Y180L-42242.591．5150014802.2Y220L-43056.892．5150014802.2綜合考慮各因素，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y180L-4。4．計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)摩擦盤：螺桿：5．各傳動(dòng)裝置功率摩擦盤功率：螺桿功率：由《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》表1.1-10得：η帶=0.96η軸承=0.99η摩擦盤=0.96η絲桿=0.56．各傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)矩摩擦盤轉(zhuǎn)矩：螺桿轉(zhuǎn)矩：計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理列于下表3-2表3-2初步計(jì)算結(jié)果表裝置電動(dòng)機(jī)大帶輪與摩擦盤裝置飛輪與螺桿裝置轉(zhuǎn)速n/r·min-11480493.33493.33功率P/KW2219.178.62轉(zhuǎn)矩T/N·m142371.10166.87傳動(dòng)比i31效率η0.870.453.2設(shè)計(jì)V帶1．確定計(jì)算功率Pca已知條件為：功率P=22KW，傳動(dòng)比i=3由Pca=KAP得 Pca=1.4×22KW=30.8KW由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-6得KA=1.42．選擇帶型根據(jù)Pca和小帶辦轉(zhuǎn)速1480r/min，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-8選定SPA窄V帶。3．尺寸計(jì)算1）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd2。初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3得ddmin=90mm由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7得基準(zhǔn)直徑dd=150mm，dd1=155.5mm2）驗(yàn)算帶的速度v由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式8-13得對(duì)于窄V帶，vmax=35～40m/s所以v≤vmax，所以符合要求。3）計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑dd2。dd2=idd1=466.5mm4）確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld.由0.7(dd1+dd2)＜a0＜2(dd1+dd2)得435．4mm＜a0＜1244mm得初定a0=800mm.按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式8-20得基準(zhǔn)長度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選基準(zhǔn)長度Ld=2500mm所以min=-0.015Ld=746.62-37.5=709.12mmmax=a+0.03Ld=544.22+60=821.62mm5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角α1：所以符合要求。6）確定帶的根數(shù)Z由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8，表8-2，表8-5C，表8-5D查得P0=4.91，△P0=0.56，Ka=0.98，KL=1取Z=6因?yàn)閆＜10所以符合要求。7）計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的力FP。由式8-23和8-24得：預(yù)緊力4．計(jì)算結(jié)論計(jì)算結(jié)論整理列于下表，并查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-10，整理如下表3-1：圖3-1V帶輪示意圖表3-1V帶輪參數(shù)表帶型SPA基準(zhǔn)寬度bd11.0基準(zhǔn)線上槽深hamin2.75基準(zhǔn)線下槽深hfmin11.0槽間距e15±0.3第一槽對(duì)稱面至端面距離f最小輪緣厚δmin6帶輪寬B=（Z-1）e+2f=95外徑da1=dd1+2ha=155.5+2×da2=dd2+2ha=466.5+2×輪槽角38°材料H7150鑄鐵工藝要求作靜平衡測試3.3設(shè)計(jì)摩擦輪1．選擇材料綜合考慮各種材料的性能，選用水牛皮作摩擦層材料，既耐磨又有彈性，又能隨沖擊。即皮革/灰鑄鐵方案作摩擦副。2．確定許用摩擦因數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表12-2-3得 許用摩擦因數(shù)fp=0.2，相應(yīng)滑動(dòng)率ε=3%，ΨD=0.33．強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于金屬輪/非金屬輪表12-2-7，=1.5表12-2-3，=0.2，=0.1表12-2-5，=0.34．幾何計(jì)算因?yàn)橐蠡瑝K行程S=280mm，即D1≥2S=560mm所以取D1=616mm由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表12-2-5得即D2=1×616×（1-3%）=552.9 mmb=0.1×570=57mmD=D2+0.9b=552.9+0.9×171=706.壓緊力計(jì)算由表12-2-5得作用在軸上的力由表12-2-5得總壓力：軸向力：3.4花鍵軸的設(shè)計(jì)圖3-2花鍵軸尺寸圖如圖3-2：考慮V帶與軸承蓋沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入間隙10mm；初取軸承蓋厚度10mm；初取機(jī)架厚度100mm；初取推力軸承厚度15mm；初取壓緊彈簧長度70mm；初取鎖緊螺母厚度20mm；初取離合器厚度20mm。所以軸的支承跨距為1358mm。1．選擇軸的材料及熱處理綜合考慮各種材料的性能與成本，選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)。2．受力分析圖3-3軸的受力圖V帶作用在軸上的力：Fx=0Fy=FP=278.21N求水平面內(nèi)的表面支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖3-4。圖3-4軸受力彎矩圖軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖所示：圖3-5軸彎矩圖T=371100N·mm3．軸的初步計(jì)算取[σ]=637MPa查表得[σ-1]=58.7MPa，d=0.6因?yàn)殒I槽時(shí)，直徑增大4%，所以取d=40mm4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖：圖3-6花鍵軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖5．軸的校核1）因?yàn)樵撦S主要承受扭矩，所以應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3得：[τ]=35MPa2）因?yàn)榇溯S瞬時(shí)過載很大。所以應(yīng)對(duì)此進(jìn)行靜強(qiáng)度條件校核。軸的靜強(qiáng)度條件是：由表15-1得σS=355。表15-4得W=0.1d3所以安全。3.5滾動(dòng)軸承的選擇按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，因支承跨距不大，幫選兩端因定式組合方式。類型為深溝球軸承，壽命為Lh=12000h。由計(jì)算結(jié)果得：徑向力Fr=315.37N；軸向力Fw=0N；工作轉(zhuǎn)速n=493.33r/min。初選6008，查《實(shí)用機(jī)床手冊》表3.8-44得：基本額定負(fù)荷Cr=17000N。靜負(fù)荷Cor=11800N。查得《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-5得X=1，Y=0。查得《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6得，fP=1.5。因?yàn)镃js＜Cr所以6008滿足要求。6008深溝壞軸承的參數(shù)：D=68mm，B=15mm，da=46mm，Da=62mm。3.6鍵的設(shè)計(jì)與校核1．小V帶輪鍵選用A型普通平鍵按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1，選鍵12×90GB1096-79，b=12mm，h=8mm，L=90，l=78。按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1，[σP]=110MPa，[τ]=40MPa。所以滿足要求。2．大V帶輪鍵選用A型普通平鍵按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1，選鍵12×90GB1096-79，b=12mm，h=8mm，L=90，l=78。按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1，[σP]=110MPa，[τ]=40MPa。所以滿足要求。3．花鍵軸I的設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)床與軸的尺寸要求，綜合考慮，初步設(shè)計(jì)花鍵齒數(shù)Z=4，工作長度l=450mm，工作高度h=4mm。因?yàn)閐=45mm又因?yàn)槭莿?dòng)聯(lián)接。由式6-6取ψ=0.8由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-3查得[P]=5～15因?yàn)镻<[P]所以滿足要求。4．花鍵軸II的設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)床與軸的尺寸要求，綜合考慮，初步設(shè)計(jì)花鍵齒數(shù)Z=6，工作長度l=70mm，工作高度h=5mm。因?yàn)閐=70mm又因?yàn)槭庆o聯(lián)接。由式6-6取ψ=0.8由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-3查得[σP]=100～140。因?yàn)棣襊<[σP]所以滿足要求。3.7螺桿螺母的設(shè)計(jì)1．選擇材料和許用應(yīng)力螺桿材料選舉40r鋼，830～860°C淬油，860～由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表12-1-10可得：取σP=350N/mm2。 螺母材料選用2CuAl10Fe3。由表12-1-10得：σP=40～60N/mm2，取50N/mm2；τP=30～40N/mm2，取35N/mm2。窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置系機(jī)動(dòng)中速，由表12-1-9可得：Pp=11～18N/mm2，取15N/mm2。2．按耐磨性計(jì)算螺紋中徑由表12-1-4中公式（1），取ψ=3.0由GB/T5796.3-2005，可選d=150mm，P=16mm，d2=142mm，D4=152mm，d3=132mm，D1=134mm的梯形螺紋，中等精度，副標(biāo)記為Tr150×16-7H/7e。螺母高度H=ψd2=3.0

×142=426mm螺紋圈數(shù)n=H/P=426/16=26.625。3．自鎖性驗(yàn)算由于系單頭螺紋，導(dǎo)程S=P=16。故螺紋升角為：由表12-1-7鋼對(duì)青銅f=0.08～0.10，取0.09?？傻茫害耍鸡选涔首枣i可靠。4．強(qiáng)度驗(yàn)算由表12-1-3，螺紋摩擦力矩為代入表12-1-4之式（4）得：故滿足要求。5．螺母螺紋強(qiáng)度驗(yàn)算因螺母材料強(qiáng)度低于螺桿，故只驗(yàn)算螺母螺紋強(qiáng)度即可。由表12-1-4得，牙根寬度b=0.65P=0.65×16=10.4mm基本牙型高H1=0.5P=0.5×16=8mm代入表12-1-4中式（7）及式（8）有：所以滿足要求。6．螺桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算由圖12-1-2e得，窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置螺桿上部的高h(yuǎn)1=(1.8～2)×150=270～300mm.取280mm，螺桿最大工作長度l=280+280=560mm。由表12-1-4，有：式中按一端固定一端自由，從表12-1-5得μ=2。按表12-1-4中式（1）計(jì)算臨界載荷Fc可得：所以穩(wěn)定性條件滿足。4.總結(jié)及說明4.1總結(jié)在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，本人對(duì)此經(jīng)過深有感觸，一開始的設(shè)想沒有實(shí)施，但新發(fā)現(xiàn)的問題卻被我意外的解決。主要體現(xiàn)為，一開始本人注重摩擦盤的設(shè)計(jì)，以減少打滑等現(xiàn)象，后來發(fā)現(xiàn)打滑有時(shí)反到可以起到安全作用。所以放棄了此類設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)而從提高機(jī)械效率上著手，設(shè)計(jì)出花鍵軸機(jī)構(gòu)，大大的提高了機(jī)械效率，這并不比一開始的設(shè)想有所降低。本文設(shè)計(jì)計(jì)算不是很復(fù)雜，但都是有憑有據(jù)的，目的是達(dá)到設(shè)計(jì)的最優(yōu)化，提高設(shè)備的質(zhì)量，減小加工成本。從初步設(shè)計(jì)開始，先選電機(jī)，設(shè)計(jì)V帶，設(shè)計(jì)摩擦輪，再設(shè)計(jì)花鍵軸，最后設(shè)計(jì)螺桿螺母，這都是按照傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)路線來設(shè)計(jì)的?？傊敬卧O(shè)計(jì)已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的任務(wù)，并而有所延伸。這次延伸不是累贅，本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特別是提高機(jī)械效率，但安全性有所降低，所以，增加了一些操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是出于安全考慮。另外還要提一點(diǎn)，文獻(xiàn)綜述，開題報(bào)告和論文之間的內(nèi)容有所差別，原因是寫這些東西處于不同的時(shí)間，我的設(shè)計(jì)思想不停得更新改變，所以請不要在意前兩者與論文之間的差別，圖紙和論文才是我的最終結(jié)果。4.2窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的使用與維護(hù)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的是用來沖壓鍛造的機(jī)械，其工作環(huán)境比較惡劣。因此，對(duì)窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的使用與維護(hù)提出如下要求：1．窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置的導(dǎo)軌面及螺桿螺母副必須定期保養(yǎng)，保持清潔潤滑，定期檢查。2．窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置應(yīng)空載起動(dòng)，即無負(fù)荷起動(dòng)。3．由于窄幅衛(wèi)星式柔性版印刷機(jī)印刷裝置安全系數(shù)較低，出于人員和設(shè)備兩方面考慮，都必須對(duì)操作員進(jìn)行一定程度的培訓(xùn)后方可進(jìn)行操作。4．在使用中應(yīng)經(jīng)常檢視窄幅