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廣西工學(xué)院 本 科 課 程 設(shè) 計(jì) 論 文 半自動(dòng)液壓鐓頭器設(shè)計(jì)論文 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 I I 摘 要 本論文對(duì)半自動(dòng)液壓鐓頭器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 系統(tǒng)分別由機(jī)械系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)和電 氣控制系統(tǒng)組成 鐓頭器是一種預(yù)應(yīng)力工程專用設(shè)備 可用于各預(yù)制廠的先張法制品 工藝 還可用于各種后張法預(yù)應(yīng)力施工中高強(qiáng)鋼絲束的鐓頭工作 鐓頭器體積小 重 量輕 結(jié)構(gòu)合理 操作 維修方便 質(zhì)量穩(wěn)定可靠 設(shè)計(jì)合理 應(yīng)用廣泛 維修方便 將鐓頭器與油泵聯(lián)接 操作油泵 油液進(jìn)入缸內(nèi) 推動(dòng)活塞 使夾緊夾片將鋼絲夾緊 當(dāng)達(dá)到一定壓力后 順序閥中單向閥打開 油液進(jìn)入夾緊活塞的內(nèi)腔 推動(dòng)鐓頭活塞 對(duì)鋼絲進(jìn)行鐓頭 到達(dá)額定壓力時(shí)卸荷 在回程彈簧作用下各零件自動(dòng)復(fù)位 完成鐓頭工作 關(guān)鍵詞 半自動(dòng)液壓鐓頭器 液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng) 機(jī)械系統(tǒng) II ABSTRACT Design and calculation of the semi automatic hydraulic head device system is composed of mechanical system hydraulic system and electrical control system Heading machine is a special equipment for a prestressed engineering can be used for pretensioned product technology of each precast factory also can be used for a variety of post tensioned steel in beam heading to work Head device has the advantages of small size light weight reasonable structure convenient operation and repair stable and reliable quality reasonable design wide application convenient repair The heading device connected with pump pumps oil into the cylinder push the piston the clamping piece of the wire clamp When it reaches a certain pressure the sequence valve check valve is opened the cavity oil into the clamping piston pushing head piston head of wire reach the rated pressure unloading On the return spring under the action of parts automatic reset complete the work head Key words semi automatic hydraulic riveting machine hydraulic system hydraulic system mechanical system III III 目 錄 第一章 緒論 5 1 1 液壓概況 5 1 2 液壓工作原理 5 1 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求 8 第二章 半自動(dòng)液壓鐓頭器方案分析 9 2 1 液壓工作原理 9 2 2 半自動(dòng)液壓鐓頭器液壓控制方案 10 2 3 液壓泵源控制 14 2 3 1 液壓泵啟動(dòng)和停機(jī) 14 2 3 2 泵源系統(tǒng)壓力控制 14 第三章 主要設(shè)計(jì)計(jì)算 15 3 1 負(fù)載的計(jì)算 15 3 2 活塞的設(shè)計(jì) 17 3 3 導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)與計(jì)算 17 3 4 端蓋和缸底的設(shè)計(jì)與計(jì)算 19 3 5 缸體長(zhǎng)度的確定 19 3 6 緩沖裝置的設(shè)計(jì) 20 3 7 排氣裝置 20 3 8 密封件的選用 21 3 9 防塵圈 22 第四章 液壓泵的參數(shù)計(jì)算 23 第五章 電動(dòng)機(jī)的選擇 23 第六章 液壓元件的選擇 24 6 1 液壓元件的選擇 24 6 2 油管的選擇 25 第七章 驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能 25 7 1 壓力損失的驗(yàn)算及泵壓力的調(diào)整 25 IV 7 2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗(yàn)算 27 第八章 液壓站的設(shè)計(jì) 28 8 1 液壓站簡(jiǎn)介 28 8 2 油箱設(shè)計(jì) 28 8 2 1 油箱有效容積的確定 28 8 2 2 油箱容積的驗(yàn)算 29 8 2 3 油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 8 3 液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 8 3 1 液壓泵的安裝方式 32 8 4 輔助元件 34 8 4 1 濾油器 34 8 4 2 空氣濾清器 35 8 4 3 液位計(jì) 35 8 4 7 液壓油 37 總 結(jié) 38 參考文獻(xiàn) 39 致 謝 40 5 5 第一章 緒論 1 1 液壓概況 當(dāng)前 液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓 高速 大功率 高效率 低噪聲 經(jīng)久耐用 高度 集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展 在完善比例控制 數(shù)字控制等技術(shù)上也 有許多新成就 此外 在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化 以及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面 更日益顯示出顯著的成績(jī) 從 17 世紀(jì)中葉巴斯卡提 出靜壓傳遞原理 18 世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起 也已有二三百年歷史 了 近代液壓傳動(dòng)在工業(yè)上的真正推廣使用只是本世紀(jì)中葉以后的事 至于它和微電 子技術(shù)密切結(jié)合 得以在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以精確控制 更是近 10 年內(nèi)出現(xiàn)的新事物 我國(guó)的液壓工業(yè)開始于本世紀(jì) 50 年代 其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備 后來 才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上 自 1964 年從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù) 同時(shí)進(jìn)行 自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來 我國(guó)的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列 并在各種機(jī)械 設(shè)備上得到了廣泛的使用 80 年代起更加速了對(duì)西方先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引 進(jìn) 消化 吸收和國(guó)產(chǎn)化工作 以確保我國(guó)的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量 經(jīng)濟(jì)效益 人 才培訓(xùn) 研究開發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平 1 2 液壓工作原理 驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng) 它由油箱 濾油器 液壓泵 溢流閥 開停閥 節(jié)流閥 換向 閥 體以及連接這些元件的油管組成 它的工作原理 液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后 從油箱中吸油 油液經(jīng)濾油器進(jìn)入液壓泵 當(dāng)它從泵中輸出進(jìn)入壓力管后 將換向閥 手柄 開停手柄方向往內(nèi)的狀態(tài)下 通過開停閥 節(jié)流閥 換向閥進(jìn)入體左腔 推動(dòng) 活塞和工作臺(tái)向右移動(dòng) 這時(shí) 體右腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱 為了克服移 動(dòng)工作臺(tái)時(shí)所受到的各種阻力 體必須產(chǎn)生一個(gè)足夠大的推力 這個(gè)推力是由體中的 油液壓力產(chǎn)生的 要克服的阻力越大 缸中的油液壓力越高 反之壓力就越低 輸入 體的油液是通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)的 液壓泵輸出的多余的油液須經(jīng)溢流閥和回油管排回油 箱 這只有在壓力支管中的油液壓力對(duì)溢流閥鋼球的作用力等于或略大于溢流閥中彈 簧的預(yù)緊力時(shí) 油液才能頂開溢流閥中的鋼球流回油箱 所以 在系統(tǒng)中液壓泵出口 處的油液壓力是由溢流閥決定的 它和缸中的油液壓力不一樣大 液壓傳動(dòng)有以下一些優(yōu)點(diǎn) 1 在同等的體積下 液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力 因?yàn)?液壓系統(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場(chǎng)中的磁力大出 30 40 倍 在同等的功率下 液壓裝 置的體積小 重量輕 結(jié)構(gòu)緊湊 液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的 12 左 6 右 2 液壓裝置工作比較平穩(wěn) 由于重量輕 慣性小 反應(yīng)快 液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快 速啟動(dòng) 制動(dòng)和頻繁的換向 液壓裝置的換向頻率 在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可 達(dá) 500 次 min 實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá) 1000 次 min 3 液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速 調(diào)速范圍可達(dá) 2000 它還可以在運(yùn)行 的過程中進(jìn)行調(diào)速 4 液壓傳動(dòng)易于自動(dòng)化 這是因?yàn)樗鼘?duì)液體壓力 流量或流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)節(jié) 或控制的緣故 當(dāng)將液壓控制和電氣控制 電子控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來使用 時(shí) 整個(gè)傳動(dòng)裝置能實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的順序動(dòng)作 接受遠(yuǎn)程控制 5 液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù) 體和液壓馬達(dá)都能長(zhǎng)期在失速狀態(tài)下工作而不會(huì) 過熱 這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無法辦到的 液壓件能自行潤(rùn)滑 使 用壽命較長(zhǎng) 6 由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化 系列化和通用化 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 制造和使 用都比較方便 液壓元件的排列布置也具有較大的機(jī)動(dòng)性 7 用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是 1 液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)化 這是由液壓油液的可壓縮性和泄漏等原因 造成的 2 液壓傳動(dòng)在工作過程中常有較多的能量損失 摩擦損失 泄漏損失等 長(zhǎng)距 離傳動(dòng)時(shí)更是如此 3 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化比較敏感 它的工作穩(wěn)定性很易受到溫度的影響 因此 它不宜在很高或很低的溫度條件下工作 4 為了減少泄漏 液壓元件在制造精度上的要求較高 因此它的造價(jià)較貴 而 且對(duì)油液的污染比較敏感 5 液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源 液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因 據(jù)統(tǒng)計(jì) 世界各主要國(guó)家液壓工業(yè)銷 售額占機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值的 2 3 5 而我國(guó)只占 1 左右 這充分說明我國(guó)液壓技 術(shù)使用率較低 努力擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域 將有廣闊的發(fā)展前景 液壓氣動(dòng)技術(shù)具 有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) 如 液壓技術(shù)具有功率重量比大 體積小 頻響高 壓力 流量 可控性好 可柔性傳送動(dòng)力 易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn) 氣動(dòng)傳動(dòng)具有節(jié)能 無 污染 低成本 安全可靠 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) 并易與微電子 電氣技術(shù)相結(jié)合 形成自動(dòng)控制系統(tǒng) 因此 液壓氣動(dòng)技術(shù)廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門 但是近年 來 液壓氣動(dòng)技術(shù)面臨與機(jī)械傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng) 如 數(shù)控機(jī)床 中小型 塑機(jī)已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部分取代液壓傳動(dòng) 其主要原因是液壓技術(shù)存 7 7 在滲漏 維護(hù)性差等缺點(diǎn) 為此 必須努力發(fā)揮液壓氣動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 克服缺 點(diǎn) 注意和電子技術(shù)相結(jié)合 不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域 同時(shí)降低能耗 提高效率 適應(yīng)環(huán)保需求 提高可靠性 這些都是液壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo) 也 是液壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵 現(xiàn)如今我國(guó)的液壓行業(yè)現(xiàn)已形成一個(gè)門類比較齊全 有相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力 初 具生產(chǎn)規(guī)模的工業(yè)體系 改革開放以來 液壓行業(yè)迅速發(fā)展 先后引進(jìn)了 40 余 項(xiàng)國(guó)外先進(jìn)技術(shù) 經(jīng)消化吸收和技術(shù)改造 現(xiàn)均已批量生產(chǎn) 并成為行業(yè)的主 導(dǎo)產(chǎn)品 近年來 行業(yè)加大了技術(shù)改造力度 1991 1998 年 國(guó)家 地方和企業(yè) 自籌資金總投入共約 16 多億元 經(jīng)過技術(shù)改造和技術(shù)攻關(guān) 一批主要企業(yè)技術(shù) 水平進(jìn)一步提高 工藝裝備得到很大改善 為形成高起點(diǎn) 專業(yè)化 批量生產(chǎn) 打下良好基礎(chǔ) 近幾年 在國(guó)家多種所有制共同發(fā)展的方針指引下 不同所有 制的中小企業(yè)迅猛崛起 呈現(xiàn)著勃勃生機(jī) 隨著國(guó)家的進(jìn)一步擴(kuò)大開放 三資 企業(yè)迅速發(fā)展 為行業(yè)提高水平 并擴(kuò)大出口起著重要作用 目前我國(guó)已和美 國(guó) 日本 德國(guó)等國(guó)家的著名廠商建立了柱塞泵 馬達(dá) 行星減速機(jī) 轉(zhuǎn)向器 液壓控制閥 液壓系統(tǒng) 靜液壓傳動(dòng)裝置 液壓件鑄造 氣動(dòng)控制閥 氣缸 等類產(chǎn)品生產(chǎn)的合資企業(yè)或獨(dú)資企業(yè) 50 多家 引進(jìn)外資 5 億多美元 進(jìn)入 21 世紀(jì)后液壓產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的趨勢(shì) 現(xiàn) 有的液壓伺服和液壓比例技術(shù)在與計(jì)算機(jī)結(jié)合上不是十分方便 數(shù)字液壓技術(shù)克 服了這個(gè)缺點(diǎn) 它把整個(gè)液壓和控制技術(shù)都簡(jiǎn)化了 促進(jìn)了整個(gè)液壓技術(shù)的進(jìn)步 如今國(guó)內(nèi)外液壓發(fā)展情況簡(jiǎn)要概括如下表 1 表 1 國(guó)內(nèi)外液壓發(fā)展情況 國(guó)內(nèi) 國(guó)外 小型化 集成化 多樣化 機(jī)電一體化集成元件和系統(tǒng) 高壓 高速 高精度 高可 靠性 智能化自動(dòng)控制元件和系統(tǒng) 高效 節(jié)能 環(huán)保 高精度數(shù)字控制元件和系統(tǒng) 機(jī)電一體化 水介質(zhì)液壓元件和系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)生活中從事機(jī)械及液壓知識(shí)學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié) 也是提高 我們大學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決問題能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 更是對(duì)大 8 學(xué)階段所學(xué)關(guān)于機(jī)械及液壓知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力的一個(gè)考察 通過這次考察 不但可以提高我們的綜合訓(xùn)練設(shè)計(jì)能力 科研能力 其中包括實(shí)際動(dòng)手能力 查閱文獻(xiàn)能力 撰寫論文能力 還是一次十分難得的提高創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì) 并 且使我在以下幾個(gè)方面得到訓(xùn)練 1 了解液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法和設(shè)計(jì)要求 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理 論知識(shí)解決具體工程技術(shù)問題的能力 2 掌握液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 熟悉設(shè)計(jì)的有關(guān)技術(shù)文件 規(guī)范設(shè)計(jì) 手冊(cè)及相關(guān)元件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 3 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求 進(jìn)行工況分析和確定液壓系統(tǒng)的液壓元件擬定出 液壓系統(tǒng) 并對(duì)液壓系統(tǒng)主要性能作必要的設(shè)計(jì)計(jì)算 針對(duì)大學(xué)中所學(xué)的機(jī)械及液壓方面的知識(shí) 我選擇這個(gè)課題來完成我的畢業(yè) 設(shè)計(jì) 并進(jìn)行了大量的實(shí)地調(diào)研考察 嘗試和論證 本次設(shè)計(jì)中主要以課本和搜 集來的各種資料作為依據(jù) 基于所學(xué)的知識(shí) 從簡(jiǎn)單入手 循序漸進(jìn) 逐步掌握 設(shè)計(jì)的一般方法和步驟 此次設(shè)計(jì)為本人初次設(shè)計(jì)作品 由于所學(xué)知識(shí)不可避免的存在局限性 并且實(shí)際的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足 因此設(shè)計(jì)內(nèi)容可能存在著某些缺陷和錯(cuò)誤 對(duì) 此懇請(qǐng)老師批評(píng)并指正 這樣也能讓我把知識(shí)掌握的更加牢固 并把所學(xué) 的知識(shí)融成一個(gè)體系 以適應(yīng)將來實(shí)際工作的需要 1 3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體 設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行 著手設(shè)計(jì)時(shí) 必須從實(shí)際情況出發(fā) 有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式 充分 發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工作可靠 成本低 效率高 操作簡(jiǎn)單 維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 9 9 第二章 半自動(dòng)液壓鐓頭器方案分析 2 1 液壓工作原理 壓力油進(jìn)入缸內(nèi) 推動(dòng)活塞 使夾緊夾片將鋼絲夾緊 當(dāng)達(dá)到一定壓力后 順序 閥中單向閥打開 油液進(jìn)入夾緊活塞的內(nèi)腔 推動(dòng)鐓頭活塞對(duì)鋼絲進(jìn)行鐓頭 到達(dá)額 定壓力時(shí)保壓一定時(shí)間后卸荷 在回程彈簧作用下各零件自動(dòng)復(fù)位 完成鐓頭工作 10 2 2 半自動(dòng)液壓鐓頭器液壓控制方案 液壓系統(tǒng)方案制定的背景和特點(diǎn) 近年來 由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果 如自動(dòng)控制技術(shù) 計(jì) 算機(jī)技術(shù) 微電子技術(shù) 磨擦磨損技術(shù) 可靠性技術(shù)及新工藝和新材料 使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展 也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量 水平有一定的提 高 液壓傳動(dòng)技術(shù)在數(shù)控自動(dòng)化機(jī)床上的應(yīng)用也越來越廣泛 而且也為機(jī) 床工業(yè)的自動(dòng)化程度的提高上起到了重要的力量 盡管如此 走向二十一 世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破 應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和 擴(kuò)展 不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求 多方案的比較和論證 根據(jù)對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí) 調(diào)查和了解 并且借鑒前人經(jīng) 驗(yàn) 擬設(shè)計(jì)如下二個(gè)方案以供選擇 1 系統(tǒng)全部采用常規(guī)閥控制 液壓缸動(dòng)作順序由手動(dòng)換向閥來控制 其優(yōu)點(diǎn)是性能可靠 安全性高 可以采用國(guó)內(nèi)均可生產(chǎn)的常規(guī)閥 價(jià)格較 便宜 較易購買 缺點(diǎn)是自動(dòng)化程度低 不能適應(yīng)數(shù)控程度高自動(dòng)化程度 的機(jī)床 而且移動(dòng)速度較慢 2 系統(tǒng)全部采用電磁鐵驅(qū)動(dòng)的電磁控制閥來控制 其優(yōu)點(diǎn)是移動(dòng)速 度快 系統(tǒng)安全可靠 可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作 是近年高自動(dòng)化液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 控制的發(fā)展趨勢(shì) 但目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電磁換向閥的安全性能還達(dá)到使用要 求的還不多 因此需要進(jìn)口或采用臺(tái)灣產(chǎn)品 并且臺(tái)灣產(chǎn)品價(jià)格不是很高 而且基本可以達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平 完全可以滿足使用要求 從自動(dòng)化的使用要求和安全方面考慮 第二種方案更適合本次設(shè)計(jì) 因此本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)采用了電磁鐵驅(qū)動(dòng)的電磁控制閥 在液壓泵站的 設(shè)計(jì)中 采用了獨(dú)立的液壓泵和供油集成塊 用一個(gè)單向閥保證系統(tǒng)安全 性 另外 在各個(gè)液壓站集成塊上 有三個(gè)壓力繼電器 可使系統(tǒng)更加安 全可靠的工作 最終方案的制定和說明 1 確定液壓泵類型及調(diào)速方式 11 11 參考同類機(jī)床 選用單向定量液壓泵供油 調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速的開 式回路 溢流閥作定壓閥 回油路上設(shè)置背壓閥 初定背壓值為 0 8MPa 2 選用執(zhí)行原件 因系統(tǒng)要求變擋 且液壓缸有正向和反向運(yùn)動(dòng) 因此選用單活塞桿的 二位液壓缸變擋 3 換向回路的選擇 本系統(tǒng)對(duì)換向的平穩(wěn)性沒有嚴(yán)格的要求 所以選用電磁換向閥的換向 回 4 組成液壓系統(tǒng)繪原理圖 原先的設(shè)計(jì)方案 液壓系統(tǒng)同時(shí)控制兩個(gè)液壓鐓頭器 液壓原理圖如下 液壓執(zhí)行元件工作時(shí) 要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作 也 有的需要多級(jí)或無級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力 一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中 通常由定量泵供油 用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力 并保持恒定 容積節(jié)流調(diào)速采用變量泵供油 節(jié)流閥或調(diào)速 閥控制流人 或流出 執(zhí)行元件的流量 使泵的流量與執(zhí)行元件所需的流量相適應(yīng) 優(yōu) 點(diǎn)是無溢流損失 速度負(fù)載特性好 效率高 在有些液壓系統(tǒng)中 有時(shí)需要流量不大 的高壓油 這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓 而不用單設(shè)高壓泵 液壓執(zhí)行元件在工 作循環(huán)中 某段時(shí)問不需要供油 而又不便停泵的情況下 需考慮選擇卸荷回路 在 本系統(tǒng)中 采用泵供油 節(jié)流閥控制元件流量 根據(jù)任務(wù)書要求 現(xiàn)在改成液壓系控制一個(gè)液壓鐓頭器即可 改造后的液壓原理圖 方案一 12 方案二 方案三 13 13 方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 方案一 1 先導(dǎo)式溢流閥適用于超高壓場(chǎng)合 2 控制簡(jiǎn)單 只需控制二位二通換向閥 即可完成鐓頭作業(yè) 1 油路復(fù)雜 2 保壓不穩(wěn)定 設(shè)計(jì)二 1 保壓穩(wěn)定 2 結(jié)構(gòu)經(jīng)典 不易出現(xiàn)故障 1 油路復(fù)雜 2 換向閥過多 操作 不便 設(shè)計(jì)三 1 油路最簡(jiǎn)單 2 操作簡(jiǎn)單 3 供油穩(wěn)定 1 電控系統(tǒng)復(fù)雜 2 成本高 根據(jù)上述情況 綜合考慮選擇方案三 綜合下來液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如下圖 14 2 3 液壓泵源控制 2 3 1 液壓泵啟動(dòng)和停機(jī) a 液壓主泵的啟動(dòng)和停止 b 半自動(dòng)液壓鐓頭器油箱 半自動(dòng)液壓鐓頭器油箱大小為長(zhǎng) 寬 高 1300 1000 600mm 油箱內(nèi)需加入 3 4 桶 46 號(hào)抗磨液壓油 為了確保節(jié)能和合理使用功率以免電動(dòng)機(jī)超負(fù)荷 當(dāng)半自動(dòng)液壓鐓頭器液壓站泵 工作 2 3 2 泵源系統(tǒng)壓力控制 1 系統(tǒng)壓力手動(dòng)調(diào)節(jié) 手動(dòng)壓力安全閥調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置 待上述泵源電機(jī)開啟后 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)泵站上的 溢流閥 將壓力調(diào)到 10MPa 壓力變送器發(fā)出 4 20ma 對(duì)應(yīng)滿量程為 0 16MPa 2 液壓系統(tǒng)油溫控制 液壓系統(tǒng)裝有溫度變送器 輸出信號(hào) 4 20ma 水冷卻交換器 進(jìn)水自立閥 自立 閥的感溫包安裝在油箱內(nèi)感應(yīng)油溫 當(dāng)油溫超過 50 C 自立閥開度自動(dòng)開至最大 冷 卻水進(jìn)水量變大 當(dāng)溫度下降到低于 50 C 時(shí) 自立閥開度自動(dòng)變小 進(jìn)水量減小以 便自動(dòng)穩(wěn)定油溫 溫度變送器 輸出信號(hào) 4 20ma 的輸出信號(hào)進(jìn) PLC 對(duì)油溫進(jìn)行監(jiān)測(cè) 同時(shí)在顯示屏上顯示 以便觀察 注 自立閥后并聯(lián)一個(gè)三通出口 以便應(yīng)急備用 3 液壓油液位報(bào)警 液壓系統(tǒng)裝有 2 檔液位發(fā)訊器 2 付干觸點(diǎn) 當(dāng)?shù)谝桓陡捎|點(diǎn)合上時(shí)提醒液位偏低 需要補(bǔ)油 當(dāng)?shù)诙陡捎|點(diǎn)合上時(shí)提醒已無油 需要停機(jī)檢修 4 液壓泵站過濾器堵塞報(bào)警 液壓泵站上裝有過濾器 都是干觸點(diǎn)形式 回油過濾器 堵塞后在屏幕上顯示報(bào)警 出油過濾器 堵塞后在屏幕上顯示報(bào)警 15 15 第三章 主要設(shè)計(jì)計(jì)算 基本技術(shù)數(shù)據(jù) 是根據(jù)用途及結(jié)構(gòu)類型來確定的 它反映了工作能力及特點(diǎn) 也 基本上上確定了輪廓尺寸及本體總質(zhì)量等 3 1 負(fù)載的計(jì)算 已知條件當(dāng)做只有鐓頭模最大壓力 1870MPA 鋼絲屈服強(qiáng)度 鋼 絲直徑 7mm 確定鐓頭模尺寸 71929 55N 4 107 3108742362DPAF 主體采用單作用柱塞式套缸 缸徑較大 能提供很大載荷作用下的舉升力 同時(shí) 能夠滿足靠重力回落和撤收的要求 并且工作過程為快進(jìn) 工進(jìn) 快退三個(gè)過程的工 作循環(huán) 設(shè)機(jī)械效率 95 0m 表 4 1 液壓缸內(nèi)徑系列 mm 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 假定系統(tǒng)壓力選用的是 30MPa 參照液壓缸的標(biāo)準(zhǔn)工進(jìn)時(shí)候的負(fù)載是最大的 內(nèi)徑的計(jì)算 D 10 3 55 26mm 3 1 PF4 查 液壓傳動(dòng)與控制手冊(cè) 經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理 D 63mm 1 體缸體厚度計(jì)算 缸體是體中最重要的零件 當(dāng)體的工作壓力較高和缸體內(nèi)經(jīng)較大時(shí) 必須進(jìn)行強(qiáng) 度校核 缸體的常用材料為 20 25 35 45 號(hào)鋼的無縫鋼管 在這幾種材料中 45 號(hào) 鋼的性能最為優(yōu)良 所以這里選用 45 號(hào)鋼作為缸體的材料 3 2 2 DPy 式中 實(shí)驗(yàn)壓力 MPa 當(dāng)體額定壓力 Pn 5 1MPa 時(shí) Py 1 5Pn 當(dāng)Py Pn 16MPa 時(shí) Py 1 25Pn 缸筒材料許用應(yīng)力 N mm 為材料的抗拉強(qiáng)度 2nb 注 1 額定壓力 Pn 額定壓力又稱公稱壓力即系統(tǒng)壓力 Pn 30MPa 2 最高允許壓力 Pmax Pmax 1 5Pn 1 25 30 37 5MPa 16 體缸筒材料采用 45 鋼 則抗拉強(qiáng)度 b 600MPa 安全系數(shù) n 按 液壓傳動(dòng)與控制手冊(cè) P243 表 2 10 取 n 5 則許用應(yīng)力 120MPa b 3 3 2 DPy 10635 7 2 66mm 滿足 所以體厚度取 5mm 10 D10 則體缸體外徑為 90mm 4 體長(zhǎng)度的確定 L 500 選擇油缸型號(hào)為 HSGK01 80 45E 3111 500 5 活塞桿直徑的設(shè)計(jì) 查 液壓傳動(dòng)與控制手冊(cè) 根據(jù)桿徑比 d D 一般的選取原則是 當(dāng)活塞桿受拉時(shí) 一般選取 d D 0 3 0 5 當(dāng)活塞桿受壓時(shí) 一般選取 d D 0 5 0 7 本設(shè)計(jì)我選擇 d D 0 55 即 d 0 55D 0 55 63 34 65mm 表 4 2 活塞桿直徑系列 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 故取 d 45mm 2 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算 7MPa 的中高壓系統(tǒng)時(shí) 過濾精度 36 為 10 15 m 在查表 20 8 132 選擇吸油過濾器溫州黎明 WU160 100J 8 4 2 空氣濾清器 空氣濾清器是對(duì)空氣進(jìn)行凈化的裝置 它由殼體和濾芯組成 濾芯布置在殼體內(nèi) 大氣中有各種異物 例如灰塵 砂粒等 會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)的油液造成污染 它們將加速 系統(tǒng)的磨損 從而降低系統(tǒng)的使用壽命 空氣濾清器能防止出現(xiàn)這種情況 查參考文 獻(xiàn) 3 表 6 68 選擇 溫州黎明 EF5 65 型空氣濾清器 37 37 8 4 3 液位計(jì) 液位計(jì)采用連通器的原理液位計(jì)采用連通器的原理液位計(jì)采用連通器的原理液位 計(jì)采用連通器的原理 使容器內(nèi)液體等高引入到液位計(jì)主體使容器內(nèi)液體等高引入到 液位計(jì)主體使容器內(nèi)液體等高引入到液位計(jì)主體使容器內(nèi)液體等高引入到液位計(jì)主體 管內(nèi)管內(nèi)管內(nèi)管內(nèi)在主體管內(nèi)的漂浮浮球組件在主體管內(nèi)的漂浮浮球組件在主體管內(nèi) 的漂浮浮球組件在主體管內(nèi)的漂浮浮球組件 根據(jù)浮力原理和磁性藕合原理根據(jù)浮力 原理和磁性藕合原理根據(jù)浮力原理和磁性藕合原理根據(jù)浮力原理和磁性藕合原理 在 主體管外附靠著能反映磁現(xiàn)象的翻柱作為液面位置的顯示在主體管外附靠著能反映磁 現(xiàn)象的翻柱作為液面位置的顯示在主體管外附靠著能反映磁現(xiàn)象的翻柱作為液面位置 的顯示在主體管外附靠著能反映磁現(xiàn)象的翻柱作為液面位置的顯示 隨管內(nèi)液位的變 化管內(nèi)液位的變化管內(nèi)液位的變化管內(nèi)液位的變化 浮球組件的高低也相應(yīng)變化浮球 組件的高低也相應(yīng)變化浮球組件的高低也相應(yīng)變化浮球組件的高低也相應(yīng)變化 從而 使主體管外的翻從而使主體管外的翻從而使主體管外的翻從而使主體管外的翻柱作柱 作柱作柱作 180 度的翻轉(zhuǎn)度的翻轉(zhuǎn)度的翻轉(zhuǎn)度的翻轉(zhuǎn) 當(dāng)液位上升時(shí)當(dāng)液位上升時(shí)當(dāng) 液位上升時(shí)當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)翻柱由白色轉(zhuǎn)翻柱由白色轉(zhuǎn)翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅 色為紅色為紅色為紅色 當(dāng)液面下當(dāng)液面下當(dāng)液面下當(dāng)液面下降時(shí)降時(shí)降時(shí)降時(shí) 翻 柱由紅色轉(zhuǎn)為白色翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色 顯 示器的紅顯示器的紅顯示器的紅顯示器的紅 白界位處為容器內(nèi)介質(zhì)液白界位處為 容器內(nèi)介質(zhì)液白界位處為容器內(nèi)介質(zhì)液白界位處為容器內(nèi)介質(zhì)液位的實(shí)際高度位的實(shí) 際高度位的實(shí)際高度位的實(shí)際高度 從而實(shí)現(xiàn)液面的檢測(cè)目的如圖一所示從而實(shí)現(xiàn)液 面的檢測(cè)目的如圖一所示從而實(shí)現(xiàn)液面的檢測(cè)目的如圖一所示從而實(shí)現(xiàn)液面的檢測(cè)目 的如圖一所示 考慮郵箱的高度和實(shí)際需求 選擇溫州黎明 YWZ 400T 液位計(jì) 38 8 4 7 液壓油 液壓設(shè)備出現(xiàn)的故障 有些是由于液壓油選擇不當(dāng)所引起的 選擇液壓油時(shí)需要 考慮的因素很多 其中最主要的是根據(jù)使用條件選用粘度合適的液壓油 在確定液壓 油粘度時(shí) 應(yīng)著重考慮下列因素 工作壓力的高低 工作環(huán)境溫度的高低 工作部件 運(yùn)動(dòng)速度的大小和液壓泵對(duì)液壓油鉆度的要求 考慮的具體原則是 1 系統(tǒng)壓力較高時(shí) 為了減少容積損失 宜選用粘度較高的液壓油 壓力較低時(shí) 可選用粘度較低的液壓油 高壓系統(tǒng)宜選用加有抗磨損添加劑的抗磨液壓油 2 環(huán)境溫度高 宜選用高粘度液壓油 環(huán)境溫度低 宜選用低粘度液壓油 3 工作部件運(yùn)動(dòng)速度較低的往復(fù)運(yùn)動(dòng)液壓系統(tǒng)低粘度的液壓油 工作部件作旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)的液壓系統(tǒng) 可選用粘度較高的液壓油 查參考文獻(xiàn) 2 選用 20 號(hào)機(jī)油 39 39 總 結(jié) 短暫的設(shè)計(jì)就這樣在緊張有序中度過了 衷心的感謝各位老師在這次設(shè)計(jì)過程中 的精心指導(dǎo) 尤其是 XX 老師 他在每一個(gè)階段都認(rèn)真的教導(dǎo)和耐心的講解 使我們能 順利的走到現(xiàn)在 使我們真正懂得了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中 充 分運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí) 查找相關(guān)資料 讓我們體會(huì)到理論與實(shí)際還有很大差別 這次設(shè)計(jì)正是將它們有機(jī)的結(jié)合起來 給我們一次在面對(duì)工作前最好的鍛煉機(jī)會(huì) 同 時(shí)我們也體會(huì)到了每一件事靠一個(gè)人是無法完成的 要集思廣益才會(huì)讓設(shè)計(jì)更加完美 畢業(yè)設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)融合在一起 綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識(shí) 是課 本知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我的專業(yè)知識(shí)在原有的基礎(chǔ)上得到更 加的鞏固和提高 這離不開老師和同學(xué)們的幫助 本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成 的 在分析的過程中 尹長(zhǎng)城老師給了我很大的鼓勵(lì) 在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了 更多的設(shè)計(jì)思路 增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力 與我們一起討論問題 使我對(duì)分析有了更清 晰明確的認(rèn)識(shí) 使我受益非淺 說實(shí)話 畢業(yè)設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累 然而一著手清理自己 的設(shè)計(jì)結(jié)果 仔細(xì)回味畢業(yè)設(shè)計(jì)的心路歷程 一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消 雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一部 是我人生中的一點(diǎn)小小的勝利 然而它令我感到自 己成熟了許多 通過畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我深深體會(huì)到 干任何事都必須耐心 細(xì)致 課程設(shè)計(jì)過程中 許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂 有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò) 只能毫不留情 地重做 但一想起老師平時(shí)多耐心的教導(dǎo) 想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任 想到 40 世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故 我不禁時(shí)刻提醒自己 一 定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé) 一絲不茍的良好習(xí)慣 參考文獻(xiàn) 1 王裕清 韓成石 液壓傳動(dòng)與控制技術(shù) 北京 煤炭工業(yè)出版社 1997 2 廖嘉璞 液壓傳動(dòng) 北京 北京航空航天大學(xué)出版社 1997 3 王秀彥 蔡勝利 升降式工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓傳動(dòng) 1999 3 4 魏發(fā)孔 水平驅(qū)動(dòng)剪刀撐樂池升降機(jī)的動(dòng)力性能研究 甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 1997 5 管萍 張風(fēng)池 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的交流異步電機(jī)定位系統(tǒng) 2001 6 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) 2000 15 7 郭華 舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控軟件的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量與控制 2001 9 8 陽憲惠 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及應(yīng)用 北京 清華大學(xué)出版社 1999 9 閻士杰 劉北 孫金根 基于 PROFIBUS2DP 的變頻器控制系統(tǒng) 基礎(chǔ)自動(dòng)化 1999 6 10 陳在平 趙相賓 可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 11 張燕賓 變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 12 吳軍主編 氣動(dòng)工程手冊(cè) 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 1995 13 樊錦波等 車抗移動(dòng)式液壓舉升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)床與液壓 2002 14 雷天覺主編 新編液壓工程手冊(cè) 北京 北京理工大學(xué)出版社 1998 41 41 15 美 MSC Softwate 著 刑俊問 陶永忠譯 MSC AD AMS View 北京 清華大學(xué)出 版 2004 16 HU Jun an Formulation of Neural Network Model for the Auto Lift s Vertical Prop 2001 4 17 WEI Jian ication of PLC in Underground Two Double Structure Surface Garage 2006 11 18 CHEN You nan HU Jun an Formulation of Neural Network Model for the Auto Lift s Vertical Prop 2001 4 42 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練 這是我們邁向社會(huì) 從事職業(yè)工 作前一個(gè)必不可少的過程 千里之行始于足下 通過這次課程設(shè)計(jì) 我深深體會(huì)到這 句千古言的真正含義 我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計(jì) 學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地地邁開這一步 就 是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)融合在一起 綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識(shí) 是課 本知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我的專業(yè)知識(shí)在原有的基礎(chǔ)上得到更 加的鞏固和提高 這離不開老師和同學(xué)們的幫助 本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成 的 在分析的過程中 尹長(zhǎng)城老師給了我很大的鼓勵(lì) 在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了 更多的設(shè)計(jì)思路 增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力 與我們一起討論問題 使我對(duì)分析有了更清 晰明確的認(rèn)識(shí) 使我受益非淺 說實(shí)話 畢業(yè)設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累 然而一著手清理自己 的設(shè)計(jì)結(jié)果 仔細(xì)回味畢業(yè)設(shè)計(jì)的心路歷程 一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消 雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一部 是我人生中的一點(diǎn)小小的勝利 然而它令我感到自 己成熟了許多 通過畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我深深體會(huì)到 干任何事都必須耐心 細(xì)致 課程設(shè)計(jì)過程中 許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂 有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò) 只能毫不留情 地重做 但一想起老師平時(shí)多耐心的教導(dǎo) 想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任 想到 世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故 我不禁時(shí)刻提醒自己 一 定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé) 一絲不茍的良好習(xí)慣 經(jīng)歷了畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正的貧乏 自己綜合運(yùn)用 所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力是如此的不足 幾年來學(xué)習(xí)了那么多的課程 今天才知道自己并 不會(huì)用 想到這里 我真的有點(diǎn)心急了