折彎?rùn)C(jī)平衡桿同步機(jī)構(gòu)研究

時(shí)間：2023-04-30 22:53:16 論文范文我要投稿

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劉德全

（廣船國(guó)際南機(jī)公司）

摘要：本文通過對(duì)折彎?rùn)C(jī)平衡桿同步機(jī)構(gòu)的受力分析。得出了平衡桿的最佳運(yùn)動(dòng)

角：為平衡桿同步機(jī)構(gòu)尺度的確定和合理布局提供了設(shè)計(jì)依據(jù)，并在我廠生產(chǎn)的折彎?rùn)C(jī)上得到應(yīng)用，取得了滿意效果。關(guān)鍵詞：平衡桿同步機(jī)構(gòu)

１

前言

液壓板料折彎?rùn)C(jī)是我廠的主打產(chǎn)品之

彎工作行程結(jié)束時(shí)（折彎抗力最大，即偏載載荷最大）的受力簡(jiǎn)圖。圖中ＯＢＢ３

Ａ

２為一曲

一，它是用油缸驅(qū)動(dòng)滑塊動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)板料的折彎工作。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)滑塊的平衡動(dòng)作，液壓板料折彎?rùn)C(jī)基本上都采用機(jī)械同步機(jī)構(gòu)，平衡桿同步機(jī)構(gòu)就是其中主要的一種結(jié)構(gòu)形式。如圖１所示，它由平衡桿體、連桿、扭臂、滑塊等構(gòu)件組成。平衡桿體兩端通過調(diào)心球軸承以及偏心套與機(jī)架左右墻板連接。固定在機(jī)身上的油缸其活塞與滑塊連接，并垂直向www.ishadingyu.com下給予主動(dòng)力。在折彎過程中，折彎抗力Ｐ，見圖２，不發(fā)生偏載時(shí)，平衡桿及扭臂均不受力；當(dāng)驅(qū)動(dòng)油缸工作不同步或在折彎過程中折彎抗力Ｐ發(fā)ｆ生偏載時(shí)，平衡桿體才受力，依靠平衡桿體的剛性來保證驅(qū)動(dòng)油缸動(dòng)作一致，達(dá)到同步，以保證滑塊底平面與工作臺(tái)面之間的平行度。

可見，在液壓板料折彎?rùn)C(jī)中，平衡桿同步機(jī)構(gòu)對(duì)折彎精度起著十分重要的作用。在此

柄滑塊機(jī)構(gòu)，其中Ｏ點(diǎn)是平衡桿的回轉(zhuǎn)中心，兩端在左右墻板上鉸接；ＯＢ為扭臂，與連桿ＢＢ３鉸接；連桿ＢＢ３下端又與滑塊Ｂ３Ａ２鉸接；滑塊由液壓油缸活塞驅(qū)動(dòng)，沿著固定于在左右墻板（機(jī)身）上的滑軌作上、下運(yùn)動(dòng)。且各構(gòu)件的長(zhǎng)度分別為：平衡桿體長(zhǎng)ｌｏｂ＝ｂ，連桿長(zhǎng)｜ＢＢ３＝ａ，平衡桿中心到滑塊鉸接中心水平距離］ＯＡ２＝ｃ。ｄ為平衡桿軸線與水平位置夾角，它隨著滑塊向下運(yùn)動(dòng)逐漸減小，圖示位置僅值為最小值。Ｇ為連桿軸線與水平位置夾角。在工作時(shí)當(dāng)滑塊承受偏載角荷，希望平衡桿所承受的抗偏載扭矩盡可能小，這樣它的變形就小，就可能減小平衡桿尺寸；也希望側(cè)向滑軌承受較小的側(cè)向壓力，使得滑塊的運(yùn)動(dòng)精度（在工作行程時(shí)）提高，從而提高折彎精度，因此，我們?cè)谶@里通過對(duì)平衡桿同步機(jī)構(gòu)的受力分析來得出平衡桿承受的抗偏載扭矩以及滑軌承受的側(cè)向壓力，并通過相關(guān)計(jì)算得出其取最小值時(shí)所需條件。

由幾何關(guān)系得出：Ａ

１Ｂ＝ｂｓｉｎｄ，Ａ１０＝

ｄ。

我們結(jié)合該機(jī)構(gòu)受力分析，探討其設(shè)計(jì)思

路。

ｂｃｏｓｄ，Ｂ１８３＝ｃ—Ａ１０＝ｃ—ｂｃｏｓ

在直角三角形ＢＢ－Ｂｓ中，ｃ。ｓＢ＝詈妻＝竺篙予！

得出１３：ａｒｃｏｓ型！堅(jiān)

２

。

所以￡Ｂ的外角，即：‘１）：ｏ【＋Ｂ：０【＋ａｒｃｏｓ竺塵坐

平衡桿同步機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析

圖２是平衡桿同步機(jī)構(gòu)受到偏載，且在折

廣船科技

Ｙ釧一了礎(chǔ)＋粼０８—＿一了

了【

ａ

ｃ－ｂｃｏｓ

Ｑ

Ⅱ

２００７年第４期（總第９８期）

１７

萬方數(shù)據(jù)

””

圖２平衡桿同步機(jī)構(gòu)受力圖

當(dāng)滑塊承受偏載力Ｐ時(shí)，取連桿ＢＢ３為研究對(duì)象。若忽略Ｂ、Ｂ３端回轉(zhuǎn)副中的摩擦，則連桿ＢＢ３為二力桿件，其受力如圖２所示。所以連桿上作用力為

”

¨２麗２＝忑畫ＣＰ

－ｂｏｓ（１．ｉｎ（ａｒｃＰ

ｓｌｎｐ

ｓ

Ｏｓ——１

由二力桿受力特點(diǎn)，扭臂ＯＢ的Ｂ端受力亦為Ｆｌ。將Ｂ力Ｆ１分解成與扭臂ＯＢ平行Ｆ１＝ＦＩ‘ｃ。ｓ＾ｙ２————：：石：：Ｉ三蘋

的力和垂直力，我們只研究與扭臂ＯＢ垂直的分力Ｆ’１。故

Ｐｃ。ｓ（。＋ａｆｃ。。業(yè)！墜．；）

根據(jù)作用力與反作用力原理，扭臂ＯＢ的Ｂ端所受垂直于ＯＢ的力在數(shù)值上等于Ｆ１。因此，平衡桿承受的扭矩Ｍｎ為

Ｍｎ＝Ｆ’１?ＯＢ＝Ｆ’１?ｂ

＝——————ｉ瓦暑＿上（１）

Ｐ．ｂｃｏｓ（ａ＋ａｒｃｏｓ�。海。。。。。�

ｓｉｎ（ａｒｃｏｓ�。海。。。。�

１

一

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為使結(jié)構(gòu)緊湊，減小整機(jī)尺寸，一般�。悖剑�，并令ｂ／ａ＝ｃ／ａ＝入，因此將

竺！塑蘭＝入（１一ＣＯＳ僅）代入上式（１）得到

Ｍｎ：！：竺�。后茫m�。。海�！蘭±圭�。ǎ玻�

ｓｉｎ［ａｒｃｏｓｌ（１一ｃｏｓｏ）Ｊ

從（２）式１可知：Ｍｎ＝ｆ（Ｏｔ?入），所以問

題歸結(jié)為求平衡桿承受扭矩Ｍｎ的最小

Ｍｎｍｉｎ。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，分別給定變量?jī)x，Ｂ的初始值Ｏｔ。、Ｂ０，并取一組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可求出一系列Ｍｎ值。具體取值法如下

０【＝００，１００，２０。，３０。，４０。

入＝１．５，１．６，１．７，１．８，１．９，２．０，２．１，２．２

此處略去計(jì)算過程，經(jīng)計(jì)算得出如表１中

１８

萬

方數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。

表１

Ｍｎ（＾一ａ）計(jì)算值

＼

Ｏ。１０。

２０。

３０。

４０。

５０。

６０

７０。

１．５ｌ０．９８８８０．９７０８０．９６８６１．００７０１．１２９０１．４８２１６．１０６２

１．６１０．９８９００．９７２９０．９７５８１．０２５５１．１７６３１．６５４７Ｉ．７１０．９８９３０．９７３００．９８３０工＇０４４７１．２８８３１．８９７３１．８ｌ０．９８９６０．９７７０Ｏ．９９０３１．０６４３１．２８５９２．２８８Ｉ１．９１０．９８９８０．９７９２０．９９７７１．０８５ｌ１．３５０７３．１３５３

２．０１０．９９０１０．９８１３１．００５１１．１０６５１．４２５０２．１１０．９９０３０．９８３４１．０１２６１＿１２８８１．５１１７２２

１

０．９００６

０．９８５４

１．０２０２

１．１５２０

１．６１６３

現(xiàn)在我們來看平衡桿承受的抗偏載扭矩以及滑軌承受的側(cè)向壓力：

滑軌所受的側(cè)向力Ｆ２在數(shù)值上等于圖２中的Ｆ２，即

一

ｔ２２萬２面面磊了�。殪龓牛ǎ常�

ＰＰ

…

由（２）式知：隨著僅減小，Ｆ２值減小。所以，由滑軌所受的側(cè)向力Ｆ２分析，Ｏｔ越小越好。

平衡桿承受的抗偏載扭矩Ｍｎ由其計(jì)算式和表１中數(shù)據(jù)可以得知：

①平衡桿扭矩Ｍｎ與扭臂長(zhǎng)度ｂ成正

比。

②當(dāng)Ｏｔ＝０�！玻埃皶r(shí)，平衡桿扭矩Ｍｎ值逐漸下降；在Ｏｔ＞２００時(shí)，平衡桿扭矩Ｍｎ逐漸上升，僅越大，平衡桿扭矩Ｍｎ也越大。ａ＝０。一１０。時(shí)，平衡桿扭矩Ｍｎ變化較小；入取值大小影響不大。

３結(jié)語

通過以上力學(xué)分析計(jì)算以及表１中數(shù)據(jù)所得出結(jié)果，儀為平衡桿同步機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)重要參數(shù)，在我們的折彎?rùn)C(jī)上來看，它是上模在工作時(shí)接觸到下模最大Ｖ形槽底部時(shí)，平衡桿扭臂與水平面的夾角。當(dāng)Ｏｔ＝２００，這時(shí)平衡桿承受的抗偏載扭矩Ｍｎ最小，滑軌所受的側(cè)向力Ｆ２也相對(duì)較小。

因此，我們?cè)谡蹚潤(rùn)C(jī)平衡桿同步機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到平衡桿的最佳運(yùn)動(dòng)角Ｏｔ應(yīng)該取到００一２００。此結(jié)論在我們?cè)囍疲常保恚保埃埃綦p缸式折彎?rùn)C(jī)中應(yīng)用，得到了很好的效果。參考文獻(xiàn)

【１】孫桓．機(jī)械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００１

（收稿日期：２００７—０９～２０）

劉德全：折彎?rùn)C(jī)平衡桿同步機(jī)構(gòu)研究

折彎?rùn)C(jī)平衡桿同步機(jī)構(gòu)研究

作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次數(shù)：

劉德全， Liu Dequan廣船國(guó)際南機(jī)公司

廣船科技

GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY2007，(4)0次

參考文獻(xiàn)(1條)1.孫桓機(jī)械原理 2001

相似文獻(xiàn)(0條)

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下載時(shí)間：2010年5月21日