液压带锯式切断机的设计

液压带锯式切断机的设计 某学校 液压传动带锯式切断机 作者姓名：X X 专业名称：XX 指导老师：XX 某学校 摘要 本设计是以双金属锯条锯切金属材料的设备，具有结构紧凑、精度高、锯缝窄、噪声小、操作方便等优点，是替代圆盘锯、弓锯床的节能新产品。本次设计在参照“四川川南减震集团”的卧式带锯床（晟龙G4028）的基础上进行了改进。用液压马达取代齿轮变速箱，由液压马达驱动机床主轴，使锯带实现无级变速，以切断各种材质型材。我们设计了锯条张紧及导向机构，工件夹紧机构，送料机构，自动卸料机构；卸料机构的创新使成品件自动排出而不损伤工件表面；并让夹紧、卸料和进给都采用同一动力源液压能，使各个机构的运动协调统一，确保各个功能的实现。在总体布置上采用了人机工程原理，设计的床身高度使操作维修方便，且不致引起工人操作疲劳。 关键词：液压传动 带锯式切割 无级变速 液压传动带锯式切断机设计 Abstract The design is based on dual metal saw blade metal sawing equipment, has a compact, high precision, saw narrow slit, little noise, the advantages of easy operation, is a replacement disk sawing, bow sawing machine of new energy-saving products. The design to be according to “Sichuan Chuannan Absorber Group Limited” of the foundation of the lie type band saw bed (the Chenglong G4028) up carried on an improvement. Hydraulic motors to replace the gearbox, the motor-driven hydraulic machine spindle, Saw Band CVT, to cut off all material profile. We design and the influence of tension-oriented institutions, workpiece clamping, feed, automatic discharge; Discharge of innovative products enable automatic discharge without injury workpiece surface; and for clamping, Discharging and feed have the same power source - Hydraulic can make all the campaign harmonization, ensure all functions. In general layout adopted the principle of human engineering, design height of the bed so that the operation and maintenance convenience and workers to operate without causing fatigue. Keywords：Hydraulic drive, E-store, Bandsaw-cutting, Constant-Voltage 液压传动带锯式切断机设计 目录 摘要 . I Abstract . II 目录 . IV 前言 . 1 1 方案设计 . 2 1.1 初步方案选择 . 2 1.2 切削力、切削功率的计算 . 2 1.3 马达的选择 . 5 2 总体布局设计 . 7 2.1 锯床设计方案简介 . 7 2.2机床机构简图 . 8 3 锯梁的结构设计 . 9 3.1 轴的设计 . 9 3.2 锯带轮的设计 . 17 3.3 张紧装置的结构设计 . 18 3.4 导向装置的结构设计 . 20 3.5 锯梁架的结构设计 . 21 4 工件夹紧机构的设计 . 22 4.1 夹紧原理 . 22 4.2 结构设计 . 22 4.3 液压缸的选择 . 23 5 送料装置的结构设计 . 26 5.1 轨道的设计 . 26 5.2 送料四轮小车的结构设计 . 26 5.3 托料装置的设计 . 27 5.4 其它附件设计 . 27 6 定尺装置和卸料装置的设计 . 28 IV 液压传动带锯式切断机设计 6.1 定尺装置的设计 . 28 6.2 卸料装置的设计 . 28 7 进刀机构原理 . 30 7.1 进刀原理示意图 . 30 7.2 连接支座的设计 . 30 7.3 液压缸的选择 . 31 8 床身和工作台的设计 . 32 9 液压控制系统的设计 . 33 9.1 液压控制系统的要求及特点 . 33 9.2 液压系统设计技术参数 . 33 9.3制定系统控制方案 . 33 9.4液压系统的综合设计原理图 . 39 9.5 液压元件的选择 . 41 10 冷却系统的设计 . 46 11 附件设计 . 48 11.1马达安装架的设计 . 48 11.2 锯轮盖、箱门的设计 . 48 11.3油盘和定尺挡块的设计 . 48 结论 . 49 致谢 . 50 参考文献 . 51 V 液压传动带锯式切断机设计 前言 在现代机器设备的结构中，为降低成本，大量采用型材，如圆钢、型钢、角钢、槽钢等。这些型材件都要切断（即下料）以达到设计零件的尺寸要求，目前下料有弓锯、砂轮切割机、圆盘锯，这样的下料大多是单根切割，且人工夹紧，效率低、工人劳动强度大，开发设计出一种高效、操作简便、劳动负荷低的切断机，是生产迫切所需。 为此，我们参观了“四川川南减震集团”的卧式带锯床，并深入仔细研究，在借鉴其优点的基础上进行了诸多改进。 本次设计的液压传动带锯式切断机是采用液压马达直接驱动机床主轴使锯带做回转运动，同时液压传动液压缸使锯带做升降运动，通过液压控制完成整个锯切过程。 1 液压传动带锯式切断机设计 1 方案设计 1.1 初步方案选择 目前锯床分为圆锯床、弓锯床、带锯床，及砂轮切割机。 圆锯床适用于重型型材、大型锻件等，大截面金属材料的切割或开槽，被切材料硬度一般在37HRC以下，镶硬质合金锯片可加工45HRC以下材料。 弓锯床适用于中小型各种金属型材的切割，通常是单件切割，效率低，被切材料硬度一般在37HRC以下。 砂轮切割机一般用于单件或小批量加工，加工直径小，由于磨削时切口温度高，常出现断面灼伤的情况，适用于对切口精度要求不高的小件加工。刀具磨损大，效率低。 带锯床适用于各种型材、板材、块料切割，可以进行开缝、切槽和切曲线等，被切材料硬度一般在37HRC以下。 综上所述，我们选用带锯切削。带锯床又分为立式带锯床、可倾式带锯床和卧式带锯床。 立式带锯床适用于金属及塑料胶木等非金属的直线或曲线锯削。主要加工内、外轮廓面的工件，也可用于单件的锯切下料。 可倾式锯床适用于加工外形尺寸大的异型件，如锯切铸件的冒口、焊接件的飞边。 卧式带锯床适用于各种金属的圆料、型材、锻坯和管材的切断工序和批量生产，还可适用于小规格材料的成束锯削。 本次设计，考虑到生产中，圆管、圆钢的切断点比例最大，因此按圆管切断设计。综上所述，初步确定设计卧式带锯床，动力源采用液压能，命名为“液压传动带锯式切断机”。 1.2 切削力、切削功率的计算 1.2.1初定锯带和锯带轮外形尺寸 根据现有卧式锯床的设计参数及实地观测，锯带轮直径适量加大可 2 液压传动带锯式切断机设计 减缓锯条在导向时的扭曲程度，对保护锯条有益。因此，本次设计参考现有卧式锯床锯带轮外形参数初步设定锯带轮直径D=470mm。 根据工艺师手册P248表12-12“带锯床的型号与技术参数”（表 1.1）。 可初定锯带长度L=4100，宽38mm，厚0.8mm，则锯带轮厚40mm。 1.2.2 计算切削力、切削功率 本次设计参数：圆管毛坯长度为6000mm，外径32mm，内径24mm。切断每根长度为563mm，每次切断8根，每班按7小时计，每班完成成品件5000根。 据此，每锯切一次所用时间：T?3600s?7?40.32s 8 所切圆管横截面积：A?D2?d2? 4?326.25mm2 每次锯切总面积：AD?8A?8?326.25?2614mm2 AD2614?10?2 ?38.99cm2min ?材料切除率Q?T60 3 液压传动带锯式切断机设计 根据机械加工工艺师手册P1098表3127（表1.2） 表1.2 切削材料参数 取Q=45cm2min,VC=70min 则锯切一次所用时间T?AD2614?35s Q45?102正好余5s?40.32s?35s?作辅助时间。 VC70?103 ?17rmin VC=70min，则锯带转速n1?L4100 60V60?70?103?47rmin 由v?r?,?，有锯带轮转速：n2?30?d3.14?470?n 由于目前锯切没有确切的切削力计算公式，因此只有参照加工原理特点类似的铣削公式。 由机械加工工艺师手册P.1020表3019查得，铣削公式： 0.860.72?0.86FZ?CFKFaeafd0Zap 由机械加工工艺师手册P.1020表3020查得CF?670 ?由机械加工工艺师手册P.1020表3021查得KF?b?75? 由机械加工工艺师手册P.1096表3125查得af?0.15 0.3?1.866 由机械设计手册第一卷315查得工件45钢：?b?550690 4 液压传动带锯式切断机设计 由经验取ae?2.8,ap?1.5； 根据锯带长算得假想直径d0? 则切削力L?4100?1305.73mm 3.14 FC?FZ?670?1.866?2.80.86?0.150.72?1305.73?0.86?820?1.5?1996.2N?切削功率PC?FC?VC?1996.2?60?2328.9w 1.3 马达的选择 马达功率P?PC ?C?2328.9w?2477.6w?2.5kw 0.94 输出转矩TC?FC?D工?1996.2?31.5?10?3?79N?m 本次设计所需马达与机床主轴一起转动，转速同锯带轮转速 n2?47rmin，很低，因此需要在很低的转速下仍能稳定运转的马达。据此，我们选择径向球塞轴转液压马达（QJM），该型液压马达具有以下特点： （1） 该型马达的滚动体用一只钢球代替一般内曲线液压马达所 用的两只以上滚轮和横梁，因而结构简单、工作可靠，体积、重量显著减少。 （2） 运动副惯量小，钢球结实可靠，故该型液压马达可以在较高 转速和冲击载荷下连续工作。 （3） 摩擦副少，配油轴与转子内力平衡，球塞副通过自润滑复合 材料制成的球垫传力，并且具有静压平衡和良好润滑条件， 采用可自动补偿磨损的软性塑料活塞环密封高压油，因而具 有较高的机械容积效率，能在很低的转速下稳定运转，启动 转矩较大。 （4） 因结构具有的特点，该马达所需回油背压较低，一般需 0.30.8MPa，转速越高，背压应越大。 （5） 因配油轴与定子刚性连接，故该型马达进出油管允许用钢管 5 液压传动带锯式切断机设计 连接。 （6） 该型液压马达具有二级和三级变排量，因而具有较大调速范 围。 （7） 结构简单，拆修方便，对清洁度无特殊要求，油的过滤精度 可按配套油泵的要求选定。 表1.3 所选液压马达参数 6 液压传动带锯式切断机设计 2 总体布局设计 2.1 锯床设计方案简介 本锯床动力源采用液压能，用液压马达直接带动机床主轴，使锯带作回转运动；同时，液压传动液压缸使锯带做升降运动，通过液压控制完成整个锯切过程。 1) 床身、工作台：床身是积液压工作站、泵站为一体的箱体结构， 采用优质钢板和型材焊接而成。工作台为高牌号铸件，分为两部分，一部分禁锢于床身上，用以承载攻坚和其它机件；另一部分与定尺装置连接，承载成品件。 2) 锯梁：由左、中、右梁连接而成。右梁右端铰链连接于工作台 上，左端在升降油缸的驱使下做升降运动。右梁箱内的主动轮在马达的驱使下转动，左箱内的被动轮装在张紧调节装置上，带锯条在两轮的张紧下作回转运动。中梁上悬装左、右导向臂，其导向轴承保证了锯带运动的稳定和精度。 3) 液压马达：主动力源。位于右梁后下面，直接带动机床主轴转 动，以使锯带实现无级变速。 4) 连接支座：锯梁与床身采用支座铰链，它的高精度连接是锯梁 稳定运动的保证。 5) 送料定尺装置：送料由固定送料卷筒、四轮小车式承料架（单 体）组合使用。固定送料卷筒装在工作台前下方，转动卷筒使工件作前进、后退运动；承料架由滚轮、支架和托料块（有夹紧工件的功能）组成，托料块与工作台等高；工作台后端装有滚筒，减小工件前进时的摩擦，帮助送料。定尺装置安装在工作台正前面，可前后调整间距（调整范围20mm）。 6) 工件夹紧机构：分为轴向和径向液压夹紧。轴向由油缸活塞杆 带动左钳与右钳开合达到轴向夹紧；径向由油缸活塞杆带动压 7 液压传动带锯式切断机设计 紧钢板上下升降达到径向压紧的目的。 7) 卸料装置：卸料由液压缸活塞杆的伸缩使前方工作台倾斜，已 达到使成品件自动滑落的目的。 8) 液压系统：由液压站、马达、管道、调速阀、油缸等组成。液 压站设在机身右腹内，升降油缸接于床身与锯梁之间，夹紧油缸分别安装在工作台的左边和正上方，与工件的轴向和径向垂直，卸料油缸斜装在前工作台的下方，调速阀为方便操作设在控制箱上。控制箱安装在中梁顶端。 9) 冷却系统：由水箱、泵站、管道、阀及管接头等组成。用于对锯切区域 的充分冷却及润滑，以提高锯切效率和精度，延长锯带使用寿命，同时清除锯齿上的锯屑，保证锯齿正常工作。 2.2机床机构简图（图2.1） 图2.1 机床机构简图 1卷筒手柄，2卸料油缸，3轴向夹紧油缸，4径向夹紧油缸， 5进刀油缸，6液压马达，7锯带，8锯梁 8 液压传动带锯式切断机设计 3 锯梁的结构设计 3.1 轴的设计 3.1.1 强度设计 一般机器中的轴常用优质中碳钢制造。这类钢通过调质或正火处理，材料力学性能可能得到改善，零件具有较高的强度和耐磨性，其中45优质碳素钢最为常用。 ?由机械设计基础P230表142“常用材料的?值和C值”（表 3.1） ?表3.1 常见材料?值和C值 估算轴径：轴主轴，花键连接马达与主动轮，带动轮转动。 轴方头连接张紧滑块，另一端连从动轮，轮绕轴转动， 但轴不转动。 （1） 轴的直径设计 已知锯盘直径D=470mm， 马达最大输出转矩扭矩M1=95 N.m轴承与锯盘型心的距离L=60mm， 锯条切削力FC=1996.2N，轴选用45钢调质， 许用应力为=360MP，锯条切削力FC=1996.2N。N.m a) 受力分析：我们初步估计锯条松边的张力 FN=FC/=1996.2/0.972058N。 设锯条张紧力FN,将锯条张紧力FN与FN向轴向AB的轴线简化 得作用在截面B的横向力F与扭矩M2，其值分别为： F=FN+ FN，M2= FN D/2- FN D/2 9 液压传动带锯式切断机设计 如上所述，作用在截面A上的扭矩为M1， 所以由平衡方程Mx=0，M1-M2=0 即M1=M2=(FN?-FN)D/2FN?=2M1/D+FN=2?95?1996.2?2400.46N 0.47 所以：径向力Fr=FN?+FN=2400.16+2058=4458.46N a) 受力分析：横向力F使轴弯曲，扭力偶矩M2和M1使轴扭转，轴的弯矩与扭矩（图3.1） ， 图3.1 轴的弯矩与扭矩 横截面C为危险截面，该截面的弯矩与扭矩为： M=FL=4458.46?0.06=267.5N.m T= M1=95N.m b) 轴径设计： 10 液压传动带锯式切断机设计 根据材料力学式公式?M2?T2 ? W 即：?360MP 32?D3.14?0.47 3232 由此得，轴的直径为：d52.56m （2） 轴的直径设计 轴主要承受由锯带张紧力引起的径向力产生的弯矩 由机械设计基础P230公式142 ，d?由上表，C取110，?=40Mpa 由机械设计基础P230公式142 ，d?轴：n?n2?47rmin,P?P 马达?0.97?2.43KW ?d?110?40.mm97 据此，初定轴径d?=55mm,d?=45mm 11 液压传动带锯式切断机设计 3.1.2 结构设计 轴（图3.2） 图3.2 轴1结构 所选马达要矩形花键轴配合，花键副为48b242b1212d9，长20mm。 所以轴左端花键为648b242b1212d9； 右端与主动轮固定，为了传动精确稳定也选用矩形花键配合。 ? 最小轴径d?=55mm，?由机械设计课程设计手册P53表43选花键副 8 ? 56 6? 62 10? 10 7，长等于轮厚40mm。 即轴右端花键为856f562b1210d8; 轴穿过锯梁架随马达一起转动，所以在与锯梁接触处轴承受较大的径向力，套深沟球轴承；在轮与锯梁架之间轴承受轴向压力，套推力轴承。则设定装轴承处轴径为 ? 65 ，轴肩长为5mm，退刀槽为2mm； 初选轴承（表3.2）： 12 Hf5Ha11Hd8 液压传动带锯式切断机设计 表3.2 轴初选轴承 综上所述，轴如图所示，轴长L?=20+40+27+18+2+5+2+2=116mm。 轴端挡圈的选择： 因为轴与轮一起转动，所以选择加圆柱销紧定的螺栓紧固轴端挡圈，由已知轴径和机械设计课程设计手册P57表53“轴端挡圈”选得：挡圈 GB 89286 A75 轴（图3.3） 图3.3 轴结构 轴与张紧滑块方头固定，考虑到与滑块连接的刚性和平稳问题，方头稍长一点，长取52mm，又因为最小轴径 d =45mm，所以设定方头尺寸为454552；轮转动轴不转动，所以轴与轮之间有较大径向力，安装深沟球轴承，轮与锯梁架之间主要承受轴向力，安装推力轴承。则设定装深沟球轴承处轴径为45，套推力轴承处轴径为50，轴肩处因为滑块要左右移动，所以考虑到推力轴承的定位及滑块的结构问题需要把 13 液压传动带锯式切断机设计 轴肩直径取得稍大一点，设定为70，宽4mm，退刀槽宽2mm。 初选轴承（表3.3）： 表3.3 初选轴承参数 综上所述，轴如图所示，轴长L11=52+4+2+24+4+39=125mm。 在轴承6009左边加垫圈55，右端定轴端挡圈75，使轴承外圈与轮一起转动，内圈与轴紧定配合。 3.1.3 轴承校核 （1） 主轴轴承的校核 已知根据轴的结构设计，初选轴承如下（表3.4）： 表3.4 初选主轴承参数 a) 滚动轴承校核： 马达最高转速800r/min，使用寿命初设为5000h ，本设计中主轴轴承径向载荷近似等于主轴的径向载荷，Fr=4458.46N，轴向载 14 液压传动带锯式切断机设计 荷近似等于锯盘自重引起的主轴与轴承内圈间的静摩擦力与主动盘与轴承外圈的静摩擦力之和，即Fa=mgf1+mgf2=pvg(f1+f2) 由机械设计手册P1-8表1-1-7查得：钢-钢f1=0.12，钢-铸铁f2=0.05，P1-6表1-1-4查得灰铸铁密度为P=7.25g/m2 ?Fa=7.25?3.14?0.2352?0.04?103?9.8?(0.12+0.25)=182.344N 所以 轴向载荷可以忽略不计，当量动载荷P=XFr=0.56?4458.46=2496.74N， 所以由公式C= fpp60n(6Lh)?Cr，有机械设计基础P.259ft10 表16-9和表16-10选得温度系数ft=1、载荷系数fp=1.1，得 1.1?2496.7?60?800?C= ? ?6 ? 5000 ? ? 17027.5N?32000N 110? 所选轴承实用。 b) 推力轴承校核 马达最高转速800 r/min，本设计中推力轴承只能承受轴向载荷，主动盘自重以及主轴与轴承内圈的静摩擦力 Fa=mg+mgf1=492.82+59.14=552N。则当量动载荷P=Fa=552N 则Cr= fpp60n (6Lh)?=3770.7?748000N ft10 所以，所选推力轴承实用。 （2） 轴轴承的校核 已初选轴承如下（表3.5）： 表3.5 轴初选轴承 15 液压传动带锯式切断机设计 a) 滚动轴承的校核： 马达最高转速n=800r/min，轴承径向载荷等于从动盘的径向载荷，即由锯条张紧力所产生的径向合力Fr，由前述内容知Fr=4458.46N，轴向载荷近似等于锯条自重引起的从动轴与轴承内圈的摩擦力以及从动盘与轴承外圈的摩擦力，同样有前面所述及的内容知Fa=182.34N。 则Fa/Fr=182.34/4458.5=0.04?e 因此，轴承的轴向载荷忽略不计，所以当量动 P=XFr=0.56?4458.5=2496.76N 所以Cr=fpp60n(6Lh)?=17027.69N?21000N ft10 因此，所选型号为6309的滚动球轴承满足要求。 b) 推力轴承的校核： 本设计中，锯条从动盘与锯条安装架之间装有推力轴承，主要引起支撑锯条从动盘，确保锯条从动盘运转平稳。根据我们从动盘联接轴的设计，再考虑装配的方便，我们选择的推力轴承最高转速为马达输出的最高转速，即n=800r/min，要求使用寿命Lh=5000h，本设计中，该推力轴承只承受轴向载荷Fa=552N，（锯条从动盘自重与从动轴与轴承内圈的静摩擦力）,当量载荷P=Fa=552N. 16 液压传动带锯式切断机设计 所以,Cr=fpp60n(6Lh)=3764.64N?73500N ft10 因此，所选型号为51210的推力轴承满足要求。 3.2 锯带轮的设计 锯带主动轮以矩形花键形式同主轴相连，随主轴一起转动，从 而带动锯带作回转运动；从动轮由锯带带动以与主动轮相同的速度 绕轴转动。主要承受由锯带张紧力产生的径向压力，由已算得的 切削力Fc=1996.2N可初略算得锯带张紧在轮径向上产生的合压力， FC=FC/0.9=1996.2/0.9=2218N不是特别大，所以采用HT200铸造， 时效处理后焊接、加工完成。 3.2.1 主动轮的结构设计 已知轮直径为470mm，厚40mm，再根据主轴结构可确定主动轮的 结构（图3.4）： 图3.4 动轮的结构 加3mm的沿，以防锯带下移，下方100处加焊13mm的套筒，用以 定位轴承51213。 17 液压传动带锯式切断机设计 3.2.2 从动轮的结构设计 外形结构同主动轮，根据轴的结构可确定从动轮结构（图3.5）。 图3.5 从动轮结构 3.3 张紧装置的结构设计 3.3.1 张紧原理 张紧装置安装在从动轮底部，轴一端与从动轮固定使轮可绕轴转动；另一端与张紧滑块用方头固定连为一体，与滑块一起左右移动，达到使锯带松动（换锯带时）和张紧（加工时）的目的。张紧滑块的移动由连接在滑块上的张紧螺杆带动。 3.3.2 张紧装置的结构设计 （1） 张紧装置结构（图3.6）： 图3.6 张紧装置结构 螺杆左端做成球头，置于滑块右端部，球头与螺杆连接处杆径减小，用卡板卡住，紧定卡板，以达到使滑块随螺杆左右移动而不转动的目的。 18 液压传动带锯式切断机设计 螺母固定在锯梁架上，螺杆在螺母中转动，带动滑块移动。 （2） 张紧螺杆的设计 1.3Fa ?d124工作载荷，即张紧力Fr=2218NFa=Fr=2218N， 根据机械设计基础P.1421012 和P.145表10?公式355MPaS 7得碳素钢静载荷安全系数S=32，螺杆选用45钢制造，根据表91得45钢屈服极限 得?S S?355?118MPa 3 ?螺栓螺纹部分螺纹小径 d1?31.128mm 由机械设计课程设计手册P33表31查得，d=33mm时，d1?31.376mm,比根据强度计算求得的d1略大，合宜。 螺杆和球头直径?33mm，螺纹深 80mm。 ?螺纹设定为M33?1.5， （3） 张紧滑块及卡板的结构设计 根据轴方头尺寸及螺杆直径确定滑块和卡板结构（图3.7）： 19 液压传动带锯式切断机设计 （滑块和螺杆选用45钢， 卡板和螺母永Q234即可） 图3.7 张紧滑块及卡板的结构 3.4 导向装置的结构设计 3.4.1 导向原理 导向装置安装在中梁上，导向臂一端与中梁连接，一端安装导向轴承。导向轴承改变锯带刃口方向，使刃口垂直于工件，并压紧锯带使锯切平稳，以保证加工精度。导向原理见图3.8。 图3.8 导向装置 锯带从轴承间隙穿过，即完成导向。导向角度为25。 3.4.2 轴承选用 导向轴承承受较大的径向载荷，装于导向臂下端内，需要空间尺寸 20 液压传动带锯式切断机设计 小。根据这些要求本次设计选用滚针轴承，滚针轴承只能承受径向载荷，承载能力大，径向尺寸特小。 轴承型号NA6901,d=12mm,D=24mm,B=22mm。 3.5 锯梁架的结构设计 锯梁架承载锯带轮、锯带、马达、以及张紧装置和导向装置，并且带动锯带在竖直面上下升降以完成锯切过程。强度要求不高，选用型材即可。所以采用槽钢、角钢和厚16mm的钢板焊接而成。其结构依据它所承载的机件结构确定，具体结构尺寸和型钢钢板的选择见图BS20700.04 21 液压传动带锯式切断机设计 4 工件夹紧机构的设计 4.1 夹紧原理 径向夹紧和轴向夹紧原理类似，均是液压缸活塞杆伸缩带动夹紧块上下升降或左右移动，以达到夹紧工件的目的。选用液压夹紧,其夹紧力可根据不同型材而调整。 4.2 结构设计 （1）径向压紧装置（图4.1） 图4.1 径向压紧装置 本次设计以?31.5原管为准，每次切8根，则需压紧宽度为8?31.5?252，所以夹紧钢板尺寸为27?100?250，底部贴3mm的橡胶板。活塞套与液压缸活塞杆螺纹连接，与夹紧块可拆卸，用6个螺栓紧定在夹紧块上，螺栓M10?30，夹紧内螺纹孔M20、深50，销轴孔在装上活塞杆后配作，销轴10?50。 （2） 轴向压紧装置 与径向压紧装置类似，只是夹紧块稍有改变，做成钳的形式。轴向夹紧块结构（图4.2） 22 液压传动带锯式切断机设计 图4.2 轴向压紧装置 以?31.5为准，选用钢板尺寸为27?40?100。 4.3 液压缸的选择 （1）夹紧力计算 由机床夹具手册P.29，wk?w?k，K?K0K1K2K3K4K5K6由表121：k0?1.2,k1?1.2,k2?1.3,k3?1.2, k4?1.0,k5?1.0,k6?1.5 ?k?1.2?1.2?1.3?1.2?1.5=3.369 由机床夹具手册P.35表1211： 夹紧力与切削力方向相反时WK?KF 夹紧力与切削力方向垂直时WKF K?u1?u2 由机床夹具手册P.38表1212查得u1?0.16，u2?0.18则：轴向夹紧力WK1?KF=3.369?1996.2=6725.198N 径向夹紧力WKF6725.198 K2?u?0.18?19779.994N 1?u20.16? （2） 液压缸缸径和活塞杆直径的计算 即两活塞杆上实际作用力: F01?WK1=6725.198N F02?WK2=19779.994N 23 ， 液压传动带锯式切断机设计 ?由机械设计手册P.17-265,液压缸的理论作用力F?F0 ?t 和表17-6-8、表17-6-3，得负载率?=0.7、总效率?t?0.95 ?F1?6725.1981779.994?10113.0797N，F2?29744.352N0.7?0.950.7?0.95 取供油压力P=6.3MPa， 则由机械设计手册P.17-265表17-6-8缸筒无活塞杆侧内径 得：D1? D2?45.221mm， ?77.553mm由机械设计手册P.17-272表17-6-16活塞杆直径和表17-6-3（表9） 表4.1 活塞杆公称压力和速率比 选得?=1.33，则活塞杆直径： d1?D25mm，d2=D?40mm（3） 液压缸的确定 按照表17-6-2选液压缸内径D1?50mm,D2?80mm;活塞杆直径d1?28mm,d2?45mm。 轴向夹紧作用力与支承中心不在同一轴线上，所以选用底座安装； 径向压紧作用力与支承中心在同一轴线上，所以选用耳环安装。 据此所选液压缸如表4.2： 24 液压传动带锯式切断机设计 表4.2 所选液压缸 25 液压传动带锯式切断机设计 5 送料装置的结构设计 5.1 轨道的设计 轨道选用最小号热轧工字钢100?68?4.5，与滚轮 的连接方式图5.1： 1密封螺塞，2滚轮，3垫圈， 4轴承6004，5工字钢 图5.1 轨道 5.2 送料四轮小车的结构设计 轮与轮之间用轴连接，轴径取?30，轴两端套深沟球轴承6004（d=20,D=42,B=12）后再装滚轮；外用螺塞密封。 轴与支架的连接：轴穿过支架，两侧套垫圈和轴套使其与支架固定。具体结构图5.2： 图5.2 送料四轮小车 1滚轮，2支承架，3轴环，4轴?30，5联轴套， 6垫圈，7螺塞8工字钢，9轴承，10垫圈 26 液压传动带锯式切断机设计 5.3 托料装置的设计 托料装置用来承受工件的同时要求夹紧工件，夹紧力不大，采用螺纹压紧。其结构图 5.3. 图5.3 托料装置 标件参数：环形螺母 GB/763 M20, 活结螺栓 GB/T798 M20?100。橡胶板152?100?3。 5.4 其它附件设计 带动送料小车前进的卷筒和帮助送料的滚筒用铰链支承，铰链用内六角圆柱螺钉（M6?10）紧定在床身上。卷筒外径为70mm，滚筒外径40mm。 27 液压传动带锯式切断机设计 6 定尺装置和卸料装置的设计 6.1 定尺装置的设计 定尺装置安装在工作台正前端，其安装方式及其结构图6.1： 图6.1 定尺装置 带柄螺杆调节挡板位置，调节范围（44mm）。 定尺挡板侧视图（图6.2）： 图6.2 定尺挡板侧视图 6.2 卸料装置的设计 （1）卸料结构原理简图（图6.3） 28 液压传动带锯式切断机设计 图6.3 卸料结构原理简图 通过液压缸活塞杆的伸缩使工作台倾斜，以达到卸料的目的。 （2）液压缸的选择 活塞杆上实际作用力为成品件和工作台自重，估算重力G?D2?d2? 4?563?8?260?15?600?10-9g ?9 =7.85?103?326.25?563?8+2340000?10?9.8 =293.059N 很小，任意满足；所以根据安装条件选择工程用液压缸，双耳环链接。型号：HSG.L-40/16.H-1131.350。 29 液压传动带锯式切断机设计 7 进刀机构原理 7.1 进刀原理示意图（图7.1） 图7.1 进刀原理 由液压缸活塞杆伸缩使锯梁架绕铰链支座旋转、使锯带刃口在竖直面升降以完成锯切过程。 7.2 连接支座的设计 铰链支座用槽钢和角钢焊接而成（图7.2），铰链铸造。 图7.2 连接支座 热轧角钢80?80?10,热轧槽钢 280?86?11.5，铰链处销轴45?120。 30 液压传动带锯式切断机设计 7.3 液压缸的选择 进刀时活塞杆受锯切所产生的阻力，已知切削力FC?1996.2；退刀时活塞杆受锯梁自重G， 估算G：G=V?g=2000?600?100?10-9?7.85?103?9.8?9000N G?FC，所以按F0?G计算，同4.3，算得： F=F0 ?9000?16666.67N,取 t0.6?0.9P?6.3MPa 得?60mm,d?28.94mm 取D=63mm,d=32mm; 再根据安装条件，选双耳环链接的工程用液压缸，型号为：HSG?L-63/32?H-1131?260。 31 液压传动带锯式切断机设计 8 床身和工作台的设计 床身用角钢20?20?4和15mm厚的钢板焊接而成，根据人机工程学床身高640mm，用地脚螺栓紧定在地面。床身右腹内放置液压站和泵站，根据所选液压站和泵站外形结构尺寸确定右腹箱体结构尺寸。 所选液压站为UZ6Y20/3?50，长L=500mm，宽B=400mm,高H=420+370=790；所选泵站为W?HZ-W500，长L=325mm，宽B=190mm，高H=537mm。 所以，箱体长500+325=825mm,，宽400mm，高790mm。 工作台为高牌号铸件，分为两部分，一部分禁固于床身上，用以承载工件和其它机件；另一部分与卸料装置和定尺装置连接，承载成品件。两工作台之间留有宽5mm的缝隙。 工作台厚15mm，本次设计以所切圆管尺寸为据，则承载工件的工作台长500mm，宽800mm；承载成品件的工作台长550mm，宽270mm。 32 液压传动带锯式切断机设计 9 液压控制系统的设计 9.1 液压控制系统的要求及特点 （1） 夹具夹紧时，液压系统要能够提供足够的液压力，在工件加工过程中，液压系统要保持恒定，而且夹紧力要均匀分布。