曲柄压力机曲柄滑块工作机构设计-实习报告

前言为了更好的完成毕业设计，学校组织我们参加毕业实习，根据毕业设计的不同，实习的内容有所不同。

本组主要完成曲柄压力机设计，因此此次实习主要是通过参观实习和查阅资料了解压力机的结构及工作情况。

压力机是机械制造业的基础设备。

随着社会需求和科学技术的发展，对机床设计要求越来越高。

尤其是模具制造的飞速出现，使机床向高速、精确，智能化的方向发展。

对压力机的精度和生产率等各方面的要求也就越来越高。

本次设计是结合压力机的工作实际，对JB31-160型曲柄压力机进行改进性设计。

由于传统JB31-160型曲柄压力压力机，存在滑块运动精度底，装模高度调节麻烦，滑块行程量小等缺点，严重影响了生产效率。

本次设计鉴于以上缺点对其进行了如下改正：1改进部件结构设计，采用新型材料。

例如离合器部件，尽量减小其从动惯量，采用新兴摩擦材料。

2调节装置方面，采用二级的锥齿——蜗杆蜗轮调节，节省了工人劳动量，又提高了精度。

3采用了曲轴代替同类型的偏心轴，用变位齿轮代替普通齿轮，这样就减小了机身的高度，更方便按装。

压力机是冲压模具制造的常用设备，而提高冲压模具坯料精度，提高生产率，提高使用寿命，减少劳动劳动量的有效方法，此外，还要考虑到人机结合的合理性，使机床更人性化，便于工人的操作。

1曲柄压力机的工作原理及主要参数曲柄压力压力机是以曲柄传动的锻压机械，其工作原理如图1-1：电动机通过三角带把运动传给大皮带轮，再经小齿轮，大齿轮，传给曲轴。

连杆上端连在曲轴上，下端与滑块连接，把曲轴的旋转运动变为连杆的上下往复运动。

上模装在滑块上，下模装在垫板上。

因此，当材料放在上下模之间时，及能进行冲裁或其他变形工艺，制成工件。

由于工艺的需要，滑块有时运动，有时停止，所以装有离合器和制动器。

压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短，也就是说，有负荷的工作时间很短，大部分时间为无负荷的空程时间。

为了使电动机的负荷均匀，有效的利用能量，因而装有飞轮。

大皮带轮及起飞轮的作用。

曲柄压力机一般有下面几个工作部分：1.工作机构，一般为曲柄滑块机构，由曲柄、连杆、滑块等零件组成。

2.传动系统，包括齿轮传动、皮带传动等机构。

3.操作系统，如离合器、制动器。

4.能源系统，如电动机、飞轮。

5.支撑部件，如机身。

图1-1曲柄压力机传动示意图上述除了的基本部分以外，还有多种辅助系统与装置，如润滑系统、保护装置以及气垫等。

曲柄压力机的主要参数和型号一、曲柄压力机的主要参数1.公称压力：160 吨2.滑块行程：200 毫米3.滑块每分次数：324.最大装模高度：450 毫米5.装模高度调节量：200 毫米6.导轨间距离：880 毫米7.滑块底面尺寸：700 毫米8.工作台尺寸：800 毫米二、曲柄压力机的型号J A 3 1 —160 型J—机械压力机（第一类锻压机）A—次要参数与基本型号不同的第一变型3—第三列闭式单点压力机1—第一组160—公称压力（×10千牛）2 电动机的确定一、封闭高度调节装置电动机功率的计算方法在稳定负载下，电动机在单位时间内所做的有用功，除以传动系统的效率，便是电动机所需的功率。

写成公式为：'102N N =η（千牛） （10-1） 式中 N —电动机所需的功率（千瓦）N ‘—电动机每分钟所做的有用功；η—传动系统的机械效率；上式中102是单位换算常数，表示功率1千瓦相当102公斤·米/秒。

1. 电动机通过传动系统提升滑块时，每秒中内所做的有用功为：N ‘=Gv (10-2)式中 G —滑块部件重量v —滑块的调节速度（米/秒）二、封闭高度调节装置传动系统的机械效率传动系统的机械效率主要包括：（1） 导轨与滑块相对滑动的效率η1。

（2） 调节螺杆传动效率η2。

（3） 调节螺母与套筒端面之间相对滑动的效率η3。

（4） 皮带、齿轮传动效率η4。

除了以上几方面的摩擦损失之外，轴承处还有摩擦损失，但因调节装置多采用滚动轴承，效率较高，所以可忽律。

因此，封闭高度调节装置传动系统的机械效率为： 1234η=ηηηη （10-3）多数曲柄压力机封闭高度调节装置传动系统的机械效率在0.02～0.03之间。

2.电动机功率计算将式（10-2）代入式（10-1）中，得：102Gv N η= （10-4）调节电动机可采用一般封闭式鼠笼型电动机。

电动机的同步转速根据传动级数和传动类型而定，在实际生产过程中，为了减少曲轴压力机的零件品种和规格，实现部件通用化，常常将吨位接近的曲柄压力机采用相同的调节电动机，传动系统的某些零件亦相互通用。

2.1 主电动机的功率的计算原理一、曲柄压力机主传动为什么采用飞轮在曲柄压力机的工作过程中，由于冲压时所需要的能量很大，而作用时间却很短，如果按冲压时所需的功率选取电动机，则所要求的电动机的功率很大。

但压力机的冲压过程很短，必然造成浪费，为了解决这一矛盾，所以在传动系统中加上一个飞轮，滑块不工作时，电动机带动飞轮旋转，使它储存能量，而在冲压工件是的短暂时间里，主要靠飞轮降低转速释放能量，所释放的能量为：221122J J E ∆=ω-ω （公斤·米） 式中 J —飞轮转动惯量；ω1—冲压工件开始是飞轮的角速度；ω2—冲压工件后飞轮的角速度。

飞轮释放能量后，角速度由ω1降到ω2，但这时工件已冲压完毕，飞轮的负载减小，于是电动机带动飞轮加速旋转，使它在冲压下一个工件前恢复到原来的角速度ω1。

采用飞轮后，冲压工件时所需的大部分能量不直接由电动机提供，所以，电动机的功率大大减小。

凡是具有短期的高峰负载和较长期空载相互交替特点的机械，一般都采用飞轮；负载均匀的机械没有必要采用飞轮。

二、曲柄压力机主传动电动机的计算原理1. 电动机功率计算原理曲柄压力机传动系统中装有飞轮之后，电动机的负载平稳许多，但仍是有变化的，所以确定电动机的功率也要注意一些问题，通常如下确定电动机：（1）电动机的过载条件。

冲压工件时电动机扭矩上升，如果超过它的最大容许扭矩，电动机就可能停下，着就是过载条件的限制。

（2）电动机发热条件。

冲压工件时电动机的负载增加，电流上升，电动机的损耗变为热能，使其温度上升，冲压过后，负载变小，相应的转化为热能的耗损也减小。

电动机运行一段时间后，电动机的温度达到一稳定状态。

电动机的温升应在允许的范围之内，否则，电动机就会损坏，这是工作时发热条件的限制。

此外，有由于曲柄压力机有较大的飞轮，加速飞轮使其达到额定转速，需要一定的功率，如电动机的额定功率不足，就会引起电动机的启动电流过大和启动时间过长，使电动机温升过高而损坏，所以还应核算启动时间，视其是否在允许范围之内。

这就是启动时发热条件的限制。

在通常情况下，冲压作用时间很短，短时过载还不致使电动机停下来，因此，一般按工作时发热条件来解决电动机功率。

曲柄压力机主传动电动机的负载虽然是不均匀的，但是从发热条件来看，可以折合成某一恒定的功率N，如果所选用的电动机的额定功率大于或等于N，那么从发热条件看是能够满足要求的。

因此带飞轮传动的电动机功率计算，归结为如何确定折合功率N。

当电动机的负载波动较小，飞轮的能量较大时，这时折合功率N，接近于压力机一个周期的平均功率N m。

当电动机的负载波动较大，飞轮的能量较小时，这时的折合功率N与平均功率N m差距较大。

折合功率N与平均功率N m的关系可用下式表示：mN=KN式中K—折合功率N与平均功率N m的比值，K>1。

平均功率N m为压力机一个工作周期内，电动机所做的功初以工作周期的时间；在此期间压力机所消耗的能量就等于电动机所做的功。

m EN=102t式中 E—一个工作周期内压力机所消耗的能量（公斤·米）；E‘—工作行程时消耗的能量；E‘‘—非工作行程时消耗的能量；t—一个工作周期的时间。

因此，KEN=(千瓦)102tK的数值随压力机的具体情况而定，一般K在1.15～1.6范围内。

3传动系统布置一、传动系统的布置方式传动系统的作用是把电动机的能量传给曲轴滑块机构，并对电动机的转速进行减速，使滑块获得所需的行程次数。

曲柄压力机的传动系统有三个比较突出的问题需在设计之前加以分析和确定，以便使整个压力机能达到结构紧凑，维修方便，性能良好和外型美观。

传动系统的布置方式包括三方面：1）采用上传动，还是采用下传动？2）主轴和传动轴垂直与压力机正面，还是平行与正面？3）齿轮放在压力机机身之内，还是压力机之外？单边驱动还是双边驱动？分述如下：1.压力机的传动系统可至于工作台之上，也可至于工作台之下。

前者叫上传动，后者叫下传动。

下传动的优点是：（1）压力机的重心低，运动平稳，能减少振动和躁声，劳动条件好；（2）压力机地面高度较小，易于高度较矮的厂房；（3）从结构上看，有增加滑块高度和导轨长度的可能性，因而能提高滑块的运动精度，延长模具的寿命，改善工件的质量；（4）由于拉杆承受工作变形力，故机身的立柱和上梁的受力情况得到改善。

下传动的缺点是：（1）压力机平面尺寸较大，而总高度和传动相差不多，故压力机总重量比上传动的约大10~20%，造价也较高。

（2）传动系统置于地坑之中，检修传动不见时，不便于使用车间的桥式吊车。

拉延垫夹在传动不见和底坐之间，维修不方便，且地坑深，基础较大，造价也高。

因此是否采用下传动结构，需经全面的技术经济比较之后才能确定。

现有的通用压力机采用上下传动较多，下传动较少。

通常认为在旧车间内添置大型压力机时，由于车间高度受到限制，采用下传动的优点才比较明显。

2．压力机传动系统的安放形式有垂直于压力机正面的也有平行于压力机正面的，旧式通用压力机多采用平行于压力机正面的安放形式。

这种布置，曲轴和传动轴比较长，受力点与支撑轴承的距离比较大，受力条件恶化。

压力机平面尺寸较大，外形不够美观，近代大中型通用压力机愈来愈多地采用垂直于压力机正面的安放形式，（特别是广泛采用偏心齿轮结构之后），甚至有些小型开式压力机也改用这种结构。

3.齿轮可以放在机身之外，也可以放在机身之内，前一种形式，齿轮工作条件差，机器外形不美观，但安装维修方便；后一种形式，齿轮工作条件好，外形较美观。

如将齿轮侵入油池中，则大大降低齿轮传动的噪音。

但安装维修较困难。

近年来，许多压力机制造厂家倾向后一种形式。

齿轮传动也可设计成单边传动或双边传动，采用后一种形式，可以缩小小齿轮的尺寸，但加工装配比较困难（两边的齿轮必须精确加工，装配时要保证对称，否则可能发生运动不同步的情形）。

二、传动级数和各级速比分配压力机的传动级数与电动机的转速和滑块没分钟的行程次数有关。

行程次数有关。

行程次数低，总速比大，传动级数应多些，否则每级的速比过大，结构不紧凑；行程次数高时，总速比小，传动级数可少些。

现有压力机传动系统的级数一般不超过四级。