毕业设计论文基于空气弹簧的75Kg空气锤的隔振设计.docx

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1、摘要本文通过对基于空气弹簧的75Kg空气锤的隔振的分析与设计，让我们了解了空气锤的隔振，为深入研究空气锤的隔振奠定了基础。分析了75Kg空气锤的隔振组成和工作原理，系统地分析了空气锤隔振的内部结构，进行了振动分析。在对基于空气弹簧的75Kg空气锤的隔振的分析中，运动性能得到了改善，空气锤的隔振的进步取得了实质性进展。关键词：空气锤的隔振；机械结构；隔振系统AbstractInthispaper,throughtheana1ysisanddesignofvibrationiso1ationof75Kgairhammerbasedonairspring,weunderstandthevibrati

2、oniso1ationofairhammer,which1aysafoundationforthein-depthstudyofairhammervibrationiso1ation.Thecompositionandworkingprincip1eofvibrationiso1ationof75Kgairhammerareana1yzed.Intheana1ysisofvibrationiso1ationof75Kgairhammerbasedonairspring,themotionperformanceisimproved,andtheimprovementofvibrationiso1

3、ationofairhammerhasmadesubstantia1progress.KeyWords:Vibrationiso1ationofairhammer;Mechanica1structure;Vibrationiso1ationsystem.目录摘要IAbstractI1第1章绪论11.1 研究背景及意义11.2 国内外发展现状21.3 研究的内容和方法41.4 本章小结4第2章基于空气弹簧的75Kg空气锤的隔振总体方案52.1 隔振工作原理51隔振的基本原理52 .隔振系统的组成53 .隔振的分类54 .隔振设计方法62.2.砧座振动的力学模型的分析62.2.1 建立砧座运动的微

4、分方程72.2.2 砧座及基础的振动及最大振幅8第3章传动系统的设计113.1 隔振的相关参数113.2 砧座运动的初速度113.3 初选隔振系统的固有频率113.4 隔振系统的总刚度估算123.5 空气弹簧相对摩擦系数的范围123.6 空气弹簧设计133.7 隔振系统动态特征参数（估计值）143.8 砧座的运动153.9 基础的运动183.9.1 基础振幅183.9.2 基础振动加速度203.10 强度校核203.10.1 上盖203.10.2 下盖213.10.3 气嘴22第4章基于空气弹簧的75Kg空气锤的隔振总结和展望244.1 设计总结244.2 未来展望24致谢26参考文献27第1

5、章绪论1.1 研究背景及意义锻造机械作为装备制造业的重要支柱，为国民经济的发展提供了许多主要的成套设备,也为许多国内产业的独立制造和创造以及产业安全提供了重要保证。冲击设备以气锤等重冲击负荷为特征，具有结构简单，加工速度快，加工精度高的优点，在工业生产中起着举足轻重的作用。近年来，随着科学技术的进步，锻造机械朝着重载，大吨位，高精度等方向不断发展。随着锻造设备的飞速发展，工作中产生的振动和噪声越来越多，不仅影响机器本身的正常工作，而且严重干扰周围的精密设备和工人。由气锤工作时工件突然丢失引起的机身弹性恢复力是气锤振动的主要原因。在切割或冲压工件的过程中，作用在工件上的力来自被封装在机身中的机身

6、的弹性变形恢复力。在冲压循环中，气锤主体的变形随加工力而变化。在处理过程的最后，力立即消失，并且累积在机身中的弹性变形势能立即释放，导致机身及其基础振动，并通过气锤基础传递到基础，从而产生振动污染。同时，气锤传动系统的不平衡力，滑块在曲柄连杆机构上的运动产生的惯性力等因素也是气锤振动的原因。根据实际统计数据，气锤的振动具有较宽的频率特性，其基本振动强度通常在60dB90dB之间，较大的气锤的基本振动强度可达130dB.尽管人们对低频振动不敏感，但这种振动对身体有害。长时间使用气锤工作的人会出现内分泌失调，失眠，脾气暴躁和反应迟钝等症状。对于振动的高频部分，还会在附近的建筑物中引起牢固的声音传播

7、，这会影响办公楼和居民区中人们的正常工作和生活，从而导致工厂冲突。此外，气锤工作产生的振动不仅影响其加工零件的精度和其自身电气组件的寿命，而且还会通过基础传递到车间中的其他精密设备，从而干扰其正常运行,工作强度传递到桩基会给工厂带来额外的压力。空气锤的隔振问题一直是锻造行业的研究热点之一。气锤的振动控制是实现气锤的高精度冲压和绿色生产的保证。减少气锤的冲击振动和噪声的主要措施有两个：1）优化气锤主体的结构。通过增加空气锤体的刚度，减少机身的弹性变形并减少其振动；增加了机身结构的阻尼，改善了其能量耗散特性，缩短了机身的振动衰减时间，从而减少了气锤振动对基础的影响。2）在气锤下方安装一个隔振装置以

8、隔离和缓冲。但是，对于成熟的气锤产品，很难通过优化机身结构来提高机身的整体刚度。在实际应用中，主要通过安装隔振器来减少振动危害。目前，气锤隔振中使用最多的隔振器是恒定刚度的金属弹簧阻尼隔振器。这种隔振器具有承载能力好，固有频率低，整机幅值大，隔振范围窄的特点。其隔振效果不理想。由于空气锤的特性，例如重负载，大的瞬时冲击和宽的频率响应，到目前为止，仍未解决隔振的问题。这是因为气锤在工作时，不仅会造成打孔后机身周期性的剧烈振动和失去载荷，还会对地面产生巨大的影响。因此，气锤的隔振不仅必须实现隔振，而且还应具有减震的作用。针对气锤重载，瞬时冲击大，频率响应宽的特点，设计了一种空气弹簧隔振装置。尽管这

9、种隔振装置具有较好的隔振效果，但仍需要从实际生产应用中进行改进。因此，优化这种隔振装置的结构具有重要的工程意义。1.2 国内外发展现状空气锤等设备在工作时会产生巨大的冲击振动。在罢工期间，基础将传播动态效果。这将对正常的精密设备和气锤附近的建筑物造成极大伤害。居住在附近的居民和操作工人会受到严重影响，因此这是严重的工业危害。由于气锤产生的振动对人体造成了许多危害，因此，国外在1950年代进行了气锤隔振的技术研究。目前.，在俄罗斯，德国，日本，美国和英国等一些发达的工业国家，锤子上安装的隔振措施已被广泛采用。中国拥有的锻锤数量在世界上相对较高，但在实际生产中，中国很少采用隔振措施，并且具有良好的

10、隔振效果，这主要是因为中国将重点放在了锻锤的隔振上。发展迟到了。在中国，我们在锻锤的隔振方面没有足够的有效经验。但是，从国外的隔振研究的观点出发，在隔振的基础上，它们使用的弹性部件材料仅是空气弹簧，橡胶弹簧等非金属弹簧，以及板簧等金属弹簧。；但是，如果您看一下弹性元件的安装方式，则有支撑弹性元件的部件和悬挂弹性部件的部件。如果您查看是否有附加的重量，带惯性块的方法和结构以及无惯性块方法的结构；此外，还有气室浮动阻尼装置。目前.，对气锤隔振设计的研究包括空气弹簧隔振装置的使用，橡胶隔振装置的使用，铁砧加配重悬架隔振装置的使用。(1)使用空气弹簧隔振装置。什么是空气弹簧？它是一种弹性元件，将达到一

11、定压力的气体填充到密封的气囊中，从而形成空气弹簧。与我们熟悉的许多金属弹簧相比，它具有更高的负载能力，更低的刚度和可调节的阻尼特性，因此空气弹簧可以吸收许多不同频率分量的振动并可以承受剧烈的冲击。强度；由于安全气囊制造技术的发展和安全气囊制造材料的多样化，空气弹簧具有良好的抗疲劳性和较长的使用寿命。另外，空气弹簧由于其灵活的设计和可调节的工作压力，固有频率可保持恒定等优点而在世界范围内得到广泛应用。在中国，一些特殊的空气弹簧已用于汽车，火车和精密设备的隔振和减震。但是，空气弹簧尚未用于通用机械特别是冲击机械的隔振和缓冲。因此，为了深入研究空气弹簧的工作原理，讨论了空气弹簧在一般机械设备中的使用

12、，特别是隔振和机械设备缓冲的影响。其性能和技术成本不合理。该大学开发了S-200-2双曲线空气弹簧，并将其用于75Kg空气锤的隔振装置中。75Kg空气锤不仅具有冲击激励，而且还具有周期性激励，这已从本实验中得到验证。已经介绍了这种空气弹簧的隔振效果。该实验不仅在技术上，而且在理论上和在系列产品的开发上都取得了良好的性能，并且为在中国推广使用空气弹簧进行隔振做出了巨大的贡献。(2)使用橡胶隔振器直接在砧座下隔振。橡胶隔振器的砧座下的直接隔振是什么？它是将橡胶隔振器直接安装在砧座下方，并通过更换前一个护垫的轨枕来直接隔振。进行此操作的最经济高效且最简单的方法是，因为它不会替代现有的基础尺寸。因此，

13、它可以很容易地用于旧设备的安装，以进行隔振变换，也可以用于新设备的安装。中国有成千上万的锻锤，振动是公认的工业危害，因此有必要改变机械的振动隔离。无疑，该研究发现，最经济有效和最简单的隔振方法对于优化锻造车间的工作环境，减少振动和噪声对人体设备和建筑物的破坏具有重要意义。使用橡胶隔振器直接对砧座进行隔振的装置分为砧座下的隔振系统，回程减振系统和摩擦减振系统三部分。在整个隔振结构中，主要的隔振装置是砧隔振系统，由15套橡胶隔振器组成。另外，还有一些辅助部件，例如垫，固定框架等。与以前使用的旧轨枕相比，橡胶隔离器的刚度要低得多，因此振动响应指数也会降低。四个拉力螺栓，两个压缩梁，四个压缩块和四组减

14、震橡胶块构成了回程减振系统。它限制了撞击后砧座的回弹，以加速撞击后砧座的振动。六个摩擦阻尼器形成一个摩擦阻尼系统，该系统安装在基础的内表面和砧座的外表面之间。减震器由摩擦块，橡胶块，楔块和压板组成。减震器通过摩擦块和砧座之间的相对摩擦以及橡胶块的阻尼作用消除了撞击后砧座剩余的部分动能，从而减少了由砧座引入地基和土壤的振动能通过地基它也使砧座的振动迅速消失。(3)在砧座下采用配重悬挂式隔振装置。砧座下增加了配重悬挂式隔振装置？这是一种直接的隔振技术，于1970年代在世界范围内开始发展。它将传统的将隔振元件放置在基础下面的方式转变为将隔振元件放置在砧座底部的方法，从而大大简化了隔振系统。但是，不可

15、能通过利用基本质量的惯性来抑制砧座振幅。对于许多砧座较小的气锤，当使用低刚度，隔振频率低的隔振元件时，砧座振幅太大会导致不利于设备的安装和操作；当使用具有高刚度和增加隔振频率的隔振元件时，尽管可以减小砧座的振幅，但砧座会跳离隔振部件，从而使隔振装置异常工作。南昌大学采用了一种在7.5KN气锤的隔振中增加重量的方法，以控制砧座的振幅，从而解决了这一矛盾。该方法可以避免砧座跳离隔振器的情况，获得很好的隔振效果。该装置属于砧下直接隔振的新型结构，在砧量小的自由锻锤中使用隔振方法具有重要的现实意义。13研究的内容和方法这款基于空气弹簧的75Kg空气锤的隔振研究内容主要包括前期资料查询、查找成功案例并且

16、对案例进行分析，从而设计改造，并且对设计改造完的自动化机构进行分析，通过分析空气锤的隔振分成机械设计控制系统和动力的选取，采用电气自动化控制系统，动力液压传动方式，设计完成后进行可靠性分析，验证结束后进行产品说明和机械制图等主要工作。提出设计思路和问题与老师和同学们进行设计分析，认真学习空气锤的隔振领域的相关资料，明确需要分析的成功案例，了解空气锤的隔振的机构和控制系统的相关知识，争取在毕业设计每个时间段内提前完成相应的任务，与此同时多了解一些空气锤的隔振结构及设计的相关参数和最新的技术发展。通过实际生产调查和相关行业查阅书籍资料，不断分析和优化成功案例的优点与不足，利用汇集的技术资料设计一款满足要求的基于空气弹簧的75Kg空气锤的隔振。1.4本章小结