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1、本科论文目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 浅谈石材加工机械国内外现状11.2 石材加工机械前景12 石材桥式切机的工作原理22.1 切机的总体构成22.2 升降主运动系统32.3 传动系统32.4 控制系统42.5 液压缸设计52.5.1 液压缸的类型和多部分结构的选择52.5.2 确定基本参数52.5.3 液压缸强度和稳定性校核73 桥式切边机的总体设计93.1 电动机的选择计算93.1.1 主电动机的选择计算93.1.2 步进电机的选择计算93.2 工作支架的设计103.3 升降机构结构设计103.3.1 侧板的设计103.3.2 液压缸的设计103.3.3 导向柱的设计
2、113.4 横向传动系统结构设计113.4.1 横向导轨的结构设计113.4.2 齿轮和齿条的设计123.5 纵向传动系统结构设计133.5.1 纵向导轨的设计133.5.2 齿轮和齿条的设计133.5.3 导轨支承件的设计143.6 带轮的设计143.7 工作台的设计153.7.1 减速器的选用163.7.2 齿轮副的设计173.7.3 内齿圈的设计194 桥式切边机的总体校核214.1 大梁的强度校核214.2 主轴的强度校核235 安装与保养255.1 安装255.2 润滑与保养256 基于SOLIDWORKS桥式切机建模与仿真研究276.1 各主要零件设计276.2 石材桥式切机整体装
3、配316.3 石材桥式切机的仿真33结 论38参考文献39致 谢40摘 要近年来石材加工行业发展十分迅速，桥式切机是石材行业应用最广泛的一种设备。本次设计任务是石材桥式切机，它主要用于把一定宽度的大理石毛板和块料切割成符合要求尺寸的产品。这种石材桥式切机在石材加工行业应用十分广泛，国内外的很多石材设备生产商都在生产这种设备。本设备是自主设计开发的加工大理石毛板和块料的设备。该设备的特点就是加工精度高、纯机械传动、结构简单明了，安装维修方便、设备零件运转灵活、传动平稳可靠、微电脑操作自动化程度高。 关键词：石材；加工；毛板；切割AbstractIn recent years, the stone
4、 processing industry has developed rapidly. Bridge cutting machine is the most widely used equipment in the stone industry. This design task is a stone bridge cutter, which is mainly used to cut marble slabs and blocks with a certain width into products meeting the required size. This kind of stone
5、bridge cutting machine is widely used in the stone processing industry, and many stone equipment manufacturers at home and abroad are producing this kind of equipment. This equipment is independently designed and developed for processing marble slabs and blocks. The equipment is characterized by hig
6、h processing precision, pure mechanical transmission, simple and clear structure, convenient installation and maintenance, flexible operation of equipment parts, stable and reliable transmission, and high automation degree of microcomputer operation.Keywords: Stone；Process；Parent material；Cutting 1
7、绪论1.1 浅谈石材加工机械国内外现状目前国外石材加工的设备朝着数控化的发展很快。同时国外生产的产品外观质量更高，设备的控制系统功能更加智能化，结构更加简单明了，还更加注重设备的安全环保。近几年主要研发了数控加工中心，可以实现360度加工石材表面，而且数控加工中心可以加工各种天然大理石、花岗岩、玛瑙等材料，能够实现圆柱体、球体、多边体等各种形状的工件。结合国外和国内石材设备近几年的发展，目前国内石材设备的发展趋势主要体现在三个方面：石材设备更加高效；石材设备更加自动化；石材设备更加安全环保、环境化。可以想象,往后国内石材加工技术及装备的进一步完善,石材加工行业将会朝着工厂化、管理信息化、优质低
8、耗的方向发展,而高效以及自动化依然是石材设备发展的主要方向。1.2 石材加工机械前景近年来石材桥式切机的主要方向是向着高速切削、智能化控制、高精度切割方向发展。随着我国机械制造水平的提高,以及计算机辅助设计技术的发展,石材桥式切机的技术水平将有巨大的提高,未来几年将在切割效率、质量、成本以及切割大幅面板材等方向取得较大发展。石材桥式切机广泛用于锯切各种石材,它的锯切速度很快,切割质量好,广泛应用于石材企业。该设备的研究一定能有力推动我国石材切割项目相关产业的供应能力,推动行业的进一步发展提升产品质量和市场竞争力。本次设计的石材桥式切机，是根据我国的实际生产情况设计的一款长6.3米，宽4.7米，
9、高2.8米的单切头桥式切机。这样的设计具有节省劳动力，操作安全，自动化程度高，加工质量好等优点。此外该设备还具有结构合理，安装维修方便，机器精度高，噪音小等优点。该设备适合生产宽度在900mm以上，厚度20mm以上的定型板材和工程料板材，而且此次设计的工作台为旋转履带型工作台，可以智能360切割石材，切割完的石材通过履带传送直接装卸，方便快捷。2 石材桥式切机的工作原理2.1 切机的总体构成此次设计的石材桥式切机是参照国内外同类产品，在保持现有的的优点外，结合了自己的想法，设计出来的。该桥式切机整体结构上采用了全自动大梁位移定位的方法，采用最新了微电脑控制整个系统，这样人工操作更加稳定，而且操
10、作更加简便。主要参数数据如表2-1所示：表2-1 桥式切机主要技术参数参数对象参数数据参数单位工作台尺寸32003200mm横向有效行程5200 mm纵向有效行程4000 mm有效升降行程200 mm主轴转速935r/min主电动机功率15 KW横向电动机功率1.5 KW纵向电动机功率1.5 KW耗水量3.5 m3/h重量 6 T(1) 设备构成该石材桥式切机主要零部件有纵向导轨、升降切割系统、横梁、工作台、微电脑控制系统、电源柜、支撑石板等组成。该机工作简图如图2-1所示： 图2-1 桥式切机工作简图1.底座 2.底角螺栓M12 3.螺母M12 4.导轨支撑体 5.纵向溜板 6.螺栓M13
11、7.螺母M13 8.大梁 9.螺钉M10 10.横向行走电动机 11.液压缸 12.电机底座 13.主电机 14.螺母M48 15.螺栓M14 16.螺钉M6 17.垫片18.纵向行走电机19.键20.齿轮21.齿条 22.螺钉 M8 23.锯片防护罩 24.锯片25.工作台(2) 工作原理该切机运作时，主电机13通过带传动将动力传递给主轴，主轴在带动锯片高速转动，切割工作台上的工件。纵向的进给运动是由电机18连接齿轮20通过与齿条啮21合纵向溜板5。纵向溜板5与大梁8连接实现大梁8的纵向运动。其中电机18固定在溜板上，齿条21固定在纵向导轨4上。横向的进给运动是由电机10带动齿轮与齿条啮合带
12、动主电机13和主轴箱沿着横梁8运动。Z方向运动是通过液压缸11连接上板运动，其中上下板通过导向柱连接在一起，来实现升降切割机构的上下运动。纵向运动和横向运动是通过PLC控制电机和齿轮进行的，这样加工工件就可以自动化和连续性。2.2 升降主运动系统升降主运动系统简图如图2-2所示：图2-2 主运动系统图1.大带轮2.螺母M14 3.螺栓M14 4.主轴 5.法兰6.锯片7.锯片防护罩 8.小带轮9.主电机主传动系统工作原理:主运动是通主电机9带动小带轮8，小带轮8通过皮带带动带轮大带轮1，大带轮1带动主轴和锯片6实现锯片的切割。2.3 传动系统(1) 升降系统简图如图2-3所示： 图2-3 升降
13、系统图1.导向筒 2.液压缸 3.导向柱 4.螺母M48 5.电机底座 6.固定环 7.锯片工作原理：主电机和主主轴箱通过导向柱3连接在一起，他们通过液压缸2来实现升降。 (2) 横向系统简图如图2-4所示： 图2-4 横向传动系统图1.横向行走电机 2.螺钉 3.齿条 4.键 5.齿轮 6.螺母M24 7.轴承6206 8.挡圈 9.螺钉工作原理：横向的进给运动是由横向行走电机1连接齿轮5，在通过与齿条3啮合，其中横向行走电机1固定在横向溜板上，齿条3固定在大梁上，通过横向行走电机运动齿轮从而带动整个的主电机和主轴箱实现横向的运动。(3) 纵向系统简图如图2-5：2-5 纵向传动系统图1.纵
14、向导轨支撑体 2.螺钉M8 3.齿条 4.纵向溜板 5螺钉 6.纵向行走电机7.齿轮 8.垫片 9.螺钉M4工作原理：纵向的进给运动是由纵向行走电机6连接齿轮7，在通过与齿条3啮合，其中纵向行走电机6固定在纵向溜板4上，齿条固定3在纵向导轨1支撑体上，通过纵向电机运动齿轮从而带动大梁从而实现横向进给的运动。2.4 控制系统此次设计的石材桥式切机主要是为了能实现横向（X）、纵向(Y)、上下(Z)三个方向的进给运动的控制,而现在工业上通用的PLC控制系统就能很好的实现这三个方向的控制。而且现在工业上通用的可编程控制器PLC是一种系统较为简单、故障率不高等的可编程智能型控制器,这种PLC控制系统目前已经成为工业设备的重要控制手段，因此此次设计的石材桥式切机就采用这种通用的PLC控制系统。2.5 液压缸设计液压缸是为升降切割机构提供升降的装置，因此对液压缸的要求很高，液压缸的总体要求：设计一种单轴的液压缸设计的主要技术参数：压力机额定输出压力：F=10吨（100000N）液压缸最大行程：S=200mm液压缸额定压力：P=32MPa液压缸背压：1MPa环境温度：-10702.5.1 液压缸的类型和多部分结构的选择局部结构初选（1）缸筒的结构设计：采用法兰连接；（2）缸筒的材料：采用45号无缝钢管，根据GB-T 3087-2007优质结构钢冷拉刚才技术条件中查的45号钢退火后抗拉强度为
