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        收割機技術

        鋁梯豎杆液壓沖孔機設計
        2018-10-11 10:06:34

        0引言
        常規鋁合金爬梯沖孔采用沖床配合模具進行,效率低,作業人員2人,易發生安全問題。現采用液壓沖孔機沖孔,效率高,噪音低,送料平滑,作業人員1人,勞動強度降低,且杜絕了人身安全問題。此設備結構簡單,維修便捷,自動化升級空間大。
        1沖裁力計算
        鋁梯豎杆型材厚度爲1.5 mm,成型孔周長爲99.768 mm,取整爲100 mm。硬度HV=14±1,陽極氧化厚度≥0.01 mm,GB/T6892—2006中要求6063鋁合金T5狀態型材的σb=175 MPa。
        沖裁力計算公式:

        式中,F爲平刃口沖裁力(N);K爲安全系數,一般取K=1.3;L爲沖裁周長(mm);t爲材料厚度(mm);τ爲材料抗剪強度(MPa)。
        許用剪切強度一般是0.6~0.8的屈服強度。

        可換算爲2.625 t。
        2系統參數初選
        2.1缸徑選擇
        如果選用輕型油缸(工作壓力3~7 MPa),需要最小油缸內徑69.11 mm,標准缸內徑80 mm,這樣油缸的尺寸就較大。
        選用重型油缸(工作壓力10~14 MPa),需要最小油缸內徑48.87 mm,標准缸內徑50 mm,油缸的尺寸大幅度減小。
        綜合壓力和缸徑,選定內徑63 mm和80 mm兩個標准缸,系統壓力在8.5 MPa即可正常工作。
        內徑63 mm缸在8.5 MPa壓力下産生的沖裁力:

        內徑80 mm缸在8.5 MPa壓力下産生的沖裁力:

        內徑80 mm缸在8.5 MPa壓力下,可以沖裁周長100 mm、抗拉強度175 MPa鋁材的厚度爲2.44 mm。
        2.2行程選擇
        根據沖頭完全沖透型材並脫料完成的行程27.5 mm,選取行程爲50 mm的油缸。
        2.3流量選擇
        沖裁次數選定爲15次/min,1 min需要液壓系統流量:

        式中,r爲油缸半徑(mm);l爲沖頭單行程(mm);n爲行程次數;f爲行程頻率(次/min)。

        考慮到雙液壓缸同時工作,系統流量≥6.714 8 L/min。
        系統參數初選如表1所示。
        表1 系統參數初選 下載原表
         表1 系統參數初選
        3液壓站選擇
        3.1液壓泵選擇

        液壓泵流量:


        3.2電機選擇
        3.2.1驅動功率

        式中,PP爲液壓泵最大工作壓力(Pa);QP爲液壓泵流量(m3/s);ηP爲液壓泵總效率。

        3.2.2選擇電動機
        綜合以上計算,選擇異步電動機,其具體參數如表2所示。
        表2 三相異步電動機具體參數 下載原表
         表2 三相異步電動機具體參數
        3.3管道尺寸

        式中,Q爲管道流量(m3/s);v爲管道容許流速(m/s),一般取3~6。
        內徑63 mm缸需管道直徑:

        內徑80 mm缸需管道直徑:

        主管路選用內徑10 mm、壓力26 MPa的高壓油管。
        3.4油箱容量

        式中,a爲經驗系數,選取2~4;QV爲每分鍾排出壓力油的容積(m3)。

        綜合以上計算,液壓站具體參數如表3所示。
        4電氣選型
        控制液壓沖孔機需要單片機控制器、變壓器、交流接觸器、接近傳感器四大部件。單片機控制器通過接近傳感器發出的信號控制液壓站電磁閥動作,從而使液壓缸進行上升、下降、周期動作。
        5主要設備配置
        主要設備配置如表4所示。
        6結語
        此次鋁梯豎杆液壓沖孔機設計根據沖孔基本原理,先初略算得各項參數,然後再逐步優化。本次設計滿足使用的安全、實用、穩定要求,成功應用于鋁梯生産工藝中。
        表3 液壓站具體參數 下載原表
         表3 液壓站具體參數
        表4 主要設備配置表 下載原表
         表4 主要設備配置表


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