第七章 第三节 高速压力机分解

一压力机主要技术参数二压力机运动学和动力学计算三电动机功率和飞轮的转动惯量的计算四、飞轮部分实际转动惯量五、齿轮啮合及齿轮强度的验算六、皮带轮传动的计算七离合器和制动器部分的计算八滑块部分计算九机身强度计算一压力机主要技术参数二 压力机运动学和动力学计算1﹑ 滑块行程和转角的关系 滑块行程S 由下式求得)]21(4)1[( αλαcos cos R S -+-= 式中：R —曲轴半径 mm R 250= α—曲轴转角 0-360度 L —连杆长度 mm L 1050= λ—连杆系数238.01050250===L R λ 在不同α值求得S 值列于下表： 单位（毫米）当发生公称力时，曲轴转角由下式求得：)(2)(222p p p S L R R L S L R R cos -+--++=α式中：p S —发生公称力时，滑块离下死点距离 mm S p 13= 代入得︒===-+⨯⨯--++=-70.169565.0 9565.0)131050250(25021050)131050250(2501222cos cos p p αα2、滑块速度与转角的关系)2sin 2(sin αλαω+⋅=R V式中 V —滑块的速度ω—曲柄等速旋转时的角速度， n n105.030=⋅=πωn —滑块每分钟行程次数 当滑块每分钟行程次数为10次/分秒弧度/05.110105.0105.0=⨯==n ω 秒毫米/5.26225005.1=⨯=⋅R ω根据上式可列下表： 单位（毫米/秒）3、滑块的加速度与曲转角的关系)2cos (cos 2αλαω+⋅-=R Jα—曲柄旋转角度 0-360度ω—曲柄等速旋转时的角速度， n n105.030=⋅=πωn —滑块每分钟行程次数 10次/分J —滑块加速度 米/秒2\由上式可知：当α＝0度和α＝180度时具有最大加速度Ｊｍａｘ＝－1.0472×1.0472×250×（1+0.238）＝-339.4m/s 24、曲柄上最大扭矩的计算 3.1摩擦力臂的计算)(μm m p M t +=式中： p —公称压力， kg p 630000= μm —摩擦当量力臂md d d m B A 04081.0 ]26.015.0238.086.0)238.01[(03.0 ])1[(20=+⨯+⨯+⨯=+⋅++=λλμμμ—摩擦系数， μ＝0.06 A d —曲轴颈直径， mm d A 860= B d —球头直径， mm d B 150= 0d —曲轴支承颈直径， mm d 2600=)2cos (cos 2max αλαω+⋅-=R Jt m —理想当量力臂mR m t 0.088227 ))7.162sin(20.238.70.25(sin16)2sin 2(sin =︒⨯+︒=+=αλα 将以上数值代入上式：曲轴传递的扭矩：mKgf m m P M t k ⋅=+⨯=+=81270 )08827.004081.0(630000 )(μ对双点压力机，每个齿轮承受的扭矩为总扭矩的５／８＝０．６２５ 每个齿轮承受的扭矩Ｍ单 单个曲轴传递的扭矩：m kgf m m p M t g ⋅=⨯⨯⨯=+=50800 129.01063085)(853μ单5﹑ 传动轴上的扭距mkgf M m kgf i M M C K c .16560.1655806.597.081270==⨯=⋅=取低η6﹑离合器轴的扭距mkgf M m kgf i M M L C L .2220.780.221969.797.016560==⨯=⋅=取高η7﹑ 滑块上允许的载荷的确定传动系统的零部件是以曲轴上最大扭距K g Km P M ⋅=设计的.滑块上允许负载在滑块行程范围内变化的, 滑块行程在下死点13mm 处滑块的允许压力称其公称力,即滑块的公称力P=P g =6300000KN,当017 α时,kKg m M P =a(度)16.72030405060708090m (cm)12.914.5419.1623.0826.1628.329.4929.7229.08Pg(KN)630558.941424.16352.123310.665287.17275.585273.45279.47 (吨)630559424352310287276273280三 电动机功率和飞轮的转动惯量的计算1、 连续行程时，一次行程功的计算根据“曲柄压力机设计”一书中的公式：]57.1973.054.1[1S m S S S S K SP E P P g μ+-=式中：Pg —公称压力 （吨） Pg=630吨 S —滑块行程（毫米） S=500mm S P —滑块公称力行程（毫米） S P =13mmm μ—摩擦当量力臂（毫米） m μ=40.814mm K 1—经验系数。

第七章典型液压系统（1）第七章典型液压系统★学习⽬的与要求了解液压技术在国民经济各⾏各业中的应⽤；熟悉各种液压元件在液压系统中的作⽤及各种基本回路的构成；掌握分析液压系统的步骤和⽅法。

根据给定的有关条件读懂液压传动系统(特别是中等以上复杂程度的液压传动系统)是学习液压传动课程的主要⽬的之⼀。任何⼀液压传动系统都是由⼀些液压元件、液压基本回路按照⼀定的负载要求设计⽽成，因此能否读懂和正确分析液压传动系统是对所学液压件及液压基本回路的结构、⼯作原理、性能特点、应⽤和液压基本知识的检验和综合。对给定的液压传动系统，在读懂的前提下，通过分析、对⽐，应能指出该系统在调速、调压、换向等⽅⾯的特点、不⾜，以致能提出改进的措施和建议。这样，不仅对熟悉和掌握具有该系统的设备有利，对类似的液压系统的设计也有帮助。

★重点：液压动⼒滑台是组合机床的通⽤部件，其液压传动系统是机床类的典型液压传动。通过对该液压系统特点的分析可了解⼀般机床液压传动的情况。因此要读懂、分析好动⼒滑台液压系统。

压⼒机械(设备)是体现液压传动功率重量⽐⼤这⼀突出优点的典型设备，它不同于⼀般机床的液压传动，为了得到较⼤的压制⼒⽽⼜不使机器体积过于庞⼤，⼀般都采⽤⾼压(10MPa～40MPa)，甚⾄超⾼压(80MPa～150MPa)。因此对液压机液压系统要读懂、吃透，尤其对类似液压机都有的泄压、快速回程动作过程及主缸与顶出缸的互锁应深⼊理解并掌握。

★内容提要⼀、分析液压系统的步骤（⼀）了解设备对液压系统的要求；（⼆）以执⾏元件为中⼼，将系统分解为若⼲块——⼦系统；（三）根据执⾏元件的动作要求对每个⼦系统进⾏分析，搞清楚⼦系统由哪些基本回路组成；（四）根据设备对各执⾏元件间互锁、同步、顺序动作和防⼲扰等要求，分析各⼦系统的联系；

（五）归纳总结整个系统的特点。⼆、组合机床动⼒滑台液压系统（⼀）概述组合机床是由通⽤部件和专⽤部件组成的⾼效、专⽤、⾃动化程度较⾼的机床。它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等加⼯⼯序和⼯作台转位、定位、夹紧、输送等辅助动作。动⼒滑台是组合机床的通⽤部件，上⾯安装有各种旋转⼑具，通过液压系统可使这些⼑具按⼀定动作循环完成轴向进给运动。1.YT4543型动⼒滑台动作循环快进—⼀⼯进—⼆⼯进—死挡铁停留—快退——原位停⽌2.YT4543型动⼒滑台液压系统组成由限压式变量叶⽚泵供油，⽤电液换向阀换向，⽤⾏程阀实现快进速度和⼯进速度的切换，⽤电磁阀实现两种⼯进速度的切换，⽤调速阀使进给速度稳定。3.组合机床动⼒滑台液压系统⼯作原理（1）差动快进1Y得电，电液换向阀处于左位，主油路经泵－单向阀13－液动阀12左位－⾏程阀8常位－液压缸左腔。回油路从液压缸右腔－阀12左位－单向阀3－阀8－液压缸左腔。

简述压力机的各组成部分及其每一组成部分
的作用。

压力机是一种机械设备，主要用于加工金属材料。

它由许多组成部分构成。

下面将介绍各组成部分及其作用：
1. 机身：压力机的主体，用于支撑其他部件和承受压力。

2. 操作台：用于放置工件的平台，提供工件加工的依据。

3. 滑块：安装在机身上，主要用于施加压力，完成金属材料的加工。

4. 活塞杆：连接滑块和驱动装置，向滑块提供运动能量。

5. 驱动装置：提供动力源，包括电机、汽油发动机等。

6. 液压系统：主要用于控制压力机的运行，包括油泵、油箱、管道和电磁阀等。

7. 控制系统：用于控制压力机的运行，包括按钮、指示灯、控制器等。

综上所述，压力机是一个复杂的机械设备，主要由机身、操作台、滑块、活塞杆、驱动装置、液压系统和控制系统组成，以完成对金属材料的加工。

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高速压力机的振动及隔离 Vibration and isolation of high speed press 机械安全技术 | Machinery Safety Technology 安全技术

第 1 页 高速压力机的振动及隔离

1概述 机械压力机的种类多、数量大、分布广，较多工厂都要使用，其振动危害较大。据实际统计资料显示[1—5] ，压力机基础振动强度通常在60dB—90dB之间，较大型压力机基础振动强度可达130dB（实测）。压力机基础的振动频率成份实测在15Hz～30Hz的范围内。对这种低频振动，人们感觉并不灵敏，但对人体的危害却很大。长期在压力机旁工作的人会出现内分泌失调、失眠、脾气暴躁、反映迟钝等症状。另一方面，压力机激起的基础振动传至车间内其它精密设备，会干扰其正常工作；传至柱基会对厂房造成附加应力；传至办公楼和居民区会影响人们的正常工作和生活，并因此引起厂群矛盾。高速压力机相对低速压力机而言，其行程次数一般在200RPM—1000RPM，其在运行过程中产生的振动往往对周围环境造成不利影响，消除和减少这种影响的有

使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 机械安全技术 | Machinery Safety Technology 安全技术

第 2 页 效办法是对其采取隔振措施。 某汽车配件厂有三台用于生产汽车空调散热片的高速压力机，其中两台公称压力为100吨，一台公称压力为50吨，生产时对周围居民造成较大的影响，需进行隔振处理，根据城市区域环境振动标准和生产工艺的需要，厂方对隔振效果有两点要求：（1）采取隔振措施后，压力机台座位移幅值＜0.4mm；（2）距高速压力机30m处居民点的环境振动，白天VL ＜75dB，夜间VL ＜72dB。本文在探讨高速压力机振动原理的基础上，开展了隔振措施的工程试验研究。 2高速压力机振动及隔振设计 2.1高速压力机振动分析 一般来说，高速压力机的振动是由激振力（动载荷）的大小来决定的。高速压力机的激振力主要为曲柄滑块机构的惯性力和加工力，一般情况下前者大于后者，但激振频率是前者小于后者。高速压力机的行程次数约为200RPM—1000RPM，其对应的激振频率一机械安全技术 | Machinery Safety Technology 安全技术

第3节功率一、功率 1．定义：功W 与完成这些功所用时间t 的比值。

2．定义式：P ＝W t。

3．单位：国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W 。

1 W ＝1 J/s,1 kW ＝103W 。

4．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。

5．额定功率与实际功率(1)额定功率电动机、内燃机等动力机械在额定转速下可以长时间工作时输出的功率。

(2)实际功率动力机械工作时实际消耗的功率。

1．功与完成这些功所用时间的比值叫做功率，即P ＝W t，表示做功的快慢。

2．公式P ＝W t 一般用来计算平均功率，瞬时功率用公式P ＝Fv 进行计算，若v 取平均速度，则P ＝Fv 为平均功率。

3．汽车上坡时，司机要“换挡”来减小速度，这样在发动机功率相同的情况下可以获得较大的牵引力；汽车在平直公路上，所受阻力较小，可以使用高转速比的挡位获得较大的速度。

4．注意额定功率与实际功率、瞬时功率与平均功率的区别。

二、 功率与速度1．功率与速度的关系式P ＝Fv (F 与v 方向相同)。

2．推导⎭⎪⎬⎪⎫功率定义式：P ＝W t功的计算式：W ＝Fl 位移：l ＝vt →P ＝Fv 3．应用由功率速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P 一定时，牵引力F 与速度v 成反比，要增大牵引力，就要减小速度。

1．自主思考——判一判(1)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率。

(√)(2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小。

(×)(3)物体的速度为v ，则重力的功率一定是mgv 。

(×)(4)汽车的速度越大，牵引力的功率也越大。

(×)(5)汽车以恒定功率启动时，加速度减小。

(√)2.合作探究——议一议(1)去过泰山的同学会遇到挑山工，假设挑山工和缆车将相同的货物运至山顶，两者对货物做的功相同吗？做功的功率相同吗？ 提示：两者对货物做的功都等于克服重力做的功，由于将相同的货物运往相同高度的山顶，因此两者做相同的功，而用缆车运送货物所用时间远小于挑山工的用时，根据功率定义知缆车的做功功率远大于挑山工的做功功率。

第七章典型液压系统授课内容具体措施第七章典型液压传动系统本章重点1．组合机床动力滑台液压传动系统；2．万能外圆磨床液压传动系统；3．液压压力机液压传动系统。

本章难点1．行程控制制动式换向回路的工作原理；2．液压压力机液压传动系统中泄压换向原理。

§7—1 典型液压传动系统分析液压传动系统是根据机械设备的工作要求，选用适当的液压基本回路经有机组合而成的。

阅读一个较复杂的液压系统图，大致可按以下步骤进行：（1）了解机械设备工况对液压系统的要求，了解在工作循环中的各个工步对力、速度和方向这三个参数的质与量的要求。

（2）初读液压系统图，了解系统中包含哪些元件，且以执行元件为中心，将系统分解为若干个工作单元。

（3）先单独分析每一个子系统，了解其执行元件与相应的阀、泵之间的关系和哪些基本回路。

参照电磁铁动作表和执行元件的动作要求，理清其液流路线。

（4）根据系统中对各执行元件间的互锁、同步、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系以及如何实现这些要求。

（5）在全面读懂液压系统的基础上，根据系统所使用的基本回路的性能，对系统作综合分析，归纳总结整个液压系统的特点，以加深对液压系统的理解。

一、组合机床动力滑台的液压系统（一）概述组合机床是一种高效率的专用机床，动力滑台是组合机床上用来实现进给运动的一种通用部件，它有机械动力滑台和液压动力滑台之分。

液压动力滑台的运动是靠液压缸驱动的，根据加工需要，滑台上面可装上动力箱和多轴主轴箱，以完成钻，扩，铰，铣，镗，刮端面，倒角，攻丝等加工工序。

图7—1是YT4543型液压动力滑台的液压系统原理图。

该滑台的进给速度范围为6.6—660mm／min，最大进给速度为6.5m／min，最大进给力为45000N，该系统采用的是限压式变量叶片泵和两个调速阀组成的容积节流调速回路，用电液动阀实现换向，二位二通电磁阀实现两种工作进给的转换，快速进给采用差动连接回路，快进和工进的切换由行程阀来实现。