机械专业本科生毕业论文--锌锭自动脱模装置设计 - 图文(2)

****大学本科生毕业设计 第1章 绪论

1.2 装置设计目标

将铸锭从铸模中起吊出后，要将模芯从铸锭中击打出，完成脱模动作。目前的方法是人工抡大锤将其打出，这种方式是原始、费力的、低效率的方式，不适合现代企业技术发展的需要。 本设计将研制一种便于操作、效率高的动力脱模装置，为实现锌锭的高效、高水平生产提供一定条件。

研制动力脱模装置应达到如下目标： 1、便于操作，一个人就能完成操作。

2、脱模速度快，应快于人工锤打脱模速度。

2

****大学本科生毕业设计 第2章 冲击系统设计

第2章 冲击系统设计

2.1 冲击力计算

在工人抡大锤击打模芯时，大锤从高处落下，大锤与模芯相互碰撞，产生的作用力是先突然增大而后迅速消失，且由于碰撞相互作用时间很短，往往只有百分之几秒甚至千分之几秒，在这极短时间内动量发生很大变化，因此受到冲击力很大。

根据现场测量及工人操作情况，可对冲击力估算如下： （1）锤子下落高度

根据现场工人操作过程，可以大体估算出大锤从最高点至击打点的垂直距离如下所示: 人体高度h1：1700mm 手臂长度h2：500mm

锤子手柄握锤处至锤头高度h3：700mm 模芯顶部至地面高度h4：700mm 可估算出锤子下落高度

H=h1+h2+h3+h4 (2-1)

得H=2200mm。

（2）自由落体锤头与模芯相撞前速度： 根据现场调研，测量出大锤的尺寸，并由外形尺寸计算出大锤质量为10Kg，并由公式（2-1）

可知，锤头从最高点至击打点的垂直距离约为2200mm。

锤子下落过程，工人对锤子施加的力以及空气的阻力相对于锤子的重力可以忽略不计，可将锤头下落过程简化为自由落体运动，则在即将接触模芯时，根据动能定理：

(2-2)

得

(3)自由落体冲击力

锤子在自由落体后接触到模芯，将迅速减速为零，这一过程遵循碰撞过程的动量定理（碰撞时间t取0.002S

）：

(2-3)

可得

（4）敲出模芯所需冲击力

3

****大学本科生毕业设计 第2章 冲击系统设计

在实际操作中，锤子击打模芯，还会受到工人施加的力、锤子重量的变化等影响，此外，还需保证冲击器一次冲击即可将模芯击出，所以要考虑工况系数及冲击力余量，则冲击器敲出模芯所需冲击力(取K=2.4):

得

2.2气动冲击系统设计

气压传动是以压缩空气作工作介质、空气压缩机作为动力源，来进行能量传递以及控制的一直传动方式。 2.2.1 系统原理图设计

根据使用要求，该系统要完成冲击气缸活塞杆快速伸出，打击模芯，以及快速返回的功能，初步设计气动系统原理图如图2-1所示。

（2-4）

图2-1 气动系统原理图

1-气源；2-气动三联件；3-消声器；4-两位四通换向阀；5-冲击气缸

2.2.2 冲击气缸选择 2.2.2.1 冲击气缸工作原理

冲击气缸是一种专门用于将高压压缩空气的能量转化为高速运动(最高运动速度可以达到10m/s)的动能，进而可以以较大的冲击力来冲击工件从而到达使用要求的新型特种气缸。冲击气缸的特点就是冲击力强、速度快、耗气量小。为了满足这样的要求，冲击气缸会采用一些特殊的设计，比如加大缸径、加重冲击活塞杆、减小缸壁的摩擦系数、气缸活塞杆采用反冲装置等来实现冲击功能。采用这些特殊技术，既能增大气缸的冲击力又可以延长气缸的使用寿命。冲击气缸有普通型和快排型两种，它们的工作原理大致相同，差别为快排型冲击气缸比普通型

4

****大学本科生毕业设计 第2章 冲击系统设计 冲击气缸增加了快速排气机构，来获取更大的能量。

2.2.2.2 常见冲击气缸产品

目前市场上的冲击气缸产品可以分为两类

：

QGT储气腔型冲击气缸

它把压缩气体的压力能转换为活塞高速(10～20米/秒)运动的动能，借以做功。该款冲击气缸增加了带有喷口和泄流口的中盖。中盖和活塞把气缸分成储气腔、头腔和尾腔三室。它广泛用于下料、冲孔、破碎和成型等多种作业。

CMT型冲击气缸

这是一种新型冲击气缸，通过加重活塞杆、减小摩擦系数等大幅提供冲击力。该系列冲击气缸结构紧凑，冲击力巨大。比如缸径38mm、行程60mm的该系列冲击气缸，最大冲击力可以达到3吨，冲击力是同样行程和缸径的普通气缸的10倍以上。由于采用了冲击缓冲装置，该系列的冲击气缸既能提供较大的冲击力，也能保证其使用寿命。该款冲击气缸特殊适应于生产线检测位打标、冲孔等操作。由于其自身长度非常小，适用于安装在比较紧凑的空间。对安装位的大小、距离要求都比较低。

2.2.2.3 QGT型冲击气缸选型

(1) 基本参数的确定[11]

QGT型冲击气缸结构简单、耗气较小、冲击力大，冲击力为普通标准缸的9-10倍。

表2-1 普通双作用气缸输出力换算表

气缸的理论输出力（推力）单位：KG

缸径/mm

0.2

50 63 80 100 125 160 180 200 250

39.2 62.3 100 157 245 402 508 628 981

0.3 58.9 93.5 151 236 368 603 763 942 1473

0.4 78.5 125 201 314 491 804 1018 1257 1963

使用空气压力 MPa

0.5 98.2 156 251 393 615 1005 1272 1571 2454

0.6 117 187 300 471 736 1206 1527 1885 2945

0.7 137 218 352 550 859 1407 1781 2199 3436

0.8 157 250 402 628 982 1608 2036 2514 3926

QGT冲击气缸冲击力为普通缸的9-10倍，根据南京广方气动成套设备有限公司提供的普通双作用气缸输出力换算表，初选缸径为Φ125mm的缸，使用压力0.8MPa。

气缸的主要工作参数如表2-2所示：

表2-2 QGT冲击气缸主要技术参数

5

****大学本科生毕业设计 第2章 冲击系统设计

气缸内径(mm) 工作压力力(MPa)

工作介质 介质及环境温度(℃)

行程S(mm)

P=0.6MPa时最大冲击功(≥N·m) 最大冲击功时对应的行程(mm) P=0.6MPa时冲击频率(Hz)

注:最大冲击功为表中行程的0.55 S处。

Φ63 Φ80

0 .2

Φ100 0.8

Φ125

经过除水过滤，并含有油雾的干燥压缩空气

-5

125 31.6 60 60

160 69 80 50

+60 200 143 110 40

250 294 132 30

选用缸径为Φ125mm的缸，其标准行程为250mm。对于冲击气缸，活塞开始运动后先加速，达到最大速度后开始减速，为达到最佳使用效果，使用行程需大于加速行程，由表2-2可知，对于Φ125mm的缸，其冲击力最大处行程为132mm（约为标准行程的0.55处），为此采用缸径为Φ125mm、行程为150mm的冲击缸，它在行程为132mm处冲击力最大。工作压力0.8MPA。

(2) 外形尺寸

该系列的冲击气缸外形尺寸如图2-3所示：

图2-3 QGT冲击气缸外形尺寸

对于Φ125mm的缸，可从上表计算得知其外形长度为876mm。 (3)安装方式的确定

该系列的冲击气缸安装方式如图2-4所示

6

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库机械专业本科生毕业论文--锌锭自动脱模装置设计 - 图文(2)在线全文阅读。