單柱校正壓裝機(jī)設(shè)計(jì)含9張CAD圖-獨(dú)家.zip,校正,裝機(jī),設(shè)計(jì),CAD,獨(dú)家 I 單柱校正壓裝機(jī)設(shè)計(jì) 摘要 伴隨國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展 機(jī)械工業(yè)迎來了發(fā)展的春天 軸這一類型 的零部件 校正型材 還有壓裝軸套零部件 對(duì)板材進(jìn)行彎曲 壓印 套裝 一 些簡單零部件進(jìn)行拉伸等等動(dòng)作 都需要校正壓裝機(jī)來完成 本文研究的主要內(nèi) 容是單柱校正壓裝機(jī) 本壓裝機(jī)在軸類 套類零件的加工工業(yè)中被廣泛應(yīng)用 為 了簡化機(jī)構(gòu) 提高傳遞的精度和效率 液壓機(jī)由液壓泵直接驅(qū)動(dòng) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 利用液壓缸推動(dòng)滑塊工件進(jìn)行加工 設(shè)計(jì)之初通過對(duì)壓裝機(jī)工作原理 分類 研究現(xiàn)狀等知識(shí)的掌握 完成壓裝 機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 通過對(duì)整體布局 液壓系統(tǒng) 管路 液壓缸等主要零部件的 設(shè)計(jì) 計(jì)算校核與確定 這個(gè)液壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)是非常緊湊的 并且動(dòng)作起來非常 靈活 還很敏捷 可靠性高 速度也很快 耗費(fèi)的能耗不大 噪音小 可以對(duì)壓 力還有行程在規(guī)定的范圍里面進(jìn)行調(diào)整 使用起來是非常簡單的 關(guān)鍵詞 壓裝機(jī) 單柱 校正 液壓系統(tǒng) II Design of Single Column Calibrating Machine Abstract With the rapid development of domestic machinery industry ushered in the development of the spring Shafts of this type of parts calibration profiles as well as press fit sleeve parts the bending of the plate embossing suits some simple parts such as stretching etc need to correct the press machine to complete The main contents of this paper are single column correction presses The press installed in the shaft sets of parts processing industry is widely used In order to simplify the mechanism to improve the accuracy and efficiency of transmission hydraulic press directly driven by the hydraulic pump hydraulic drive system using hydraulic cylinder to promote the workpiece to process the slider The paper adopts the methods of library network books advice to the instructor discussion among students and through the design calculation and verification of the main parts such as the whole layout hydraulic system pipeline hydraulic cylinder and so on The structure of the hydraulic equipment is very compact and the action is very flexible very agile high reliability speed is also very fast the energy consumption is not big the noise is small there can be pressure on the stroke within the specified range To adjust use it is very simple Keywords Pressure machine single column correction hydraulic system design III 目 錄 1 緒論 1 1 1 本課題研究的背景及意義 1 1 2 壓裝機(jī)的特點(diǎn)及分類 1 1 3 國內(nèi)外壓裝機(jī)的研究現(xiàn)狀 2 1 4 壓裝機(jī)的發(fā)展趨勢 3 2 總體方案及主要參數(shù)的設(shè)計(jì)與確定 4 2 1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 4 2 2 傳動(dòng)方案的確定 4 2 3 控制方案的確定 5 2 4 工作原理的確定 5 3 工況參數(shù)的計(jì)算及工況分析 7 3 1 工況參數(shù)的計(jì)算 7 3 2 工況分析 8 3 2 1 負(fù)載分析及負(fù)載循環(huán)圖 8 3 2 2 運(yùn)動(dòng)分析及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 10 3 3 液壓原理圖擬定 10 4 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 13 4 1 液壓缸工作壓力的確定 13 4 2 液壓缸所需流量的確定 14 4 3 液壓系統(tǒng)工作壓力的確定 15 4 4 主缸工況圖的繪制 16 5 主要零部件的設(shè)計(jì) 計(jì)算 選擇與確定 18 5 1 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)材料及技術(shù)要求 18 5 1 1 基本參數(shù)的確定 18 5 1 2 類型及安裝方式的確定 18 5 1 3 主要零件材料的確定 18 5 2 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 19 5 2 1 液壓缸厚度的計(jì)算 19 5 2 2 液壓缸油口的計(jì)算 20 5 2 3 缸底厚度的計(jì)算 20 5 3 液壓缸的校核 21 5 3 1 液壓缸中背壓力的校核 21 5 3 2 活塞桿的校核 21 5 4 液壓泵的選擇 22 5 4 1 最大工作壓力的確定 22 5 4 2 流量和排量的確定 22 IV 5 4 3 液壓泵規(guī)格的選擇 23 5 4 4 液壓缸驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算 23 5 5 電動(dòng)機(jī)的選擇與確定 23 5 6 控制閥的選擇與確定 24 5 7 油管的選擇與確定 25 5 7 1 管道內(nèi)徑的確定 25 5 7 2 管道壁厚的計(jì)算 26 5 8 油箱的設(shè)計(jì)與確定 26 5 9 液壓油的選擇與確定 27 5 10 過濾器的選擇與確定 27 5 11 聯(lián)軸器的選擇與確定 27 6 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算及熱分析 28 6 1 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 28 6 1 1 管路系統(tǒng)壓力損失 28 6 1 2 沿程壓力損失的計(jì)算 29 6 1 3 管路內(nèi)的局部壓力損失 29 6 1 4 閥類元件的局部壓力損失 29 6 2 液壓系統(tǒng)熱分析及其計(jì)算 30 6 2 1 液壓泵功率損失產(chǎn)生的熱量 30 6 2 2 液壓系統(tǒng)的散熱計(jì)算 31 7 機(jī)架的設(shè)計(jì) 計(jì)算與校核 32 7 1 機(jī)架機(jī)構(gòu)形式的確定 32 7 2 機(jī)架材料的選擇 33 7 3 機(jī)架的設(shè)計(jì)與計(jì)算 33 7 3 1 機(jī)架工作臺(tái)尺寸的設(shè)計(jì)與確定 33 7 3 2 機(jī)架上下工作距離的設(shè)計(jì)與確定 33 7 3 3 機(jī)架總體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與確定 34 7 4 機(jī)架的校核 35 總結(jié) 38 參考文獻(xiàn) 39 致 謝 40 1 1 緒論 1 1 本課題研究的背景及意義 最近這五十年科技發(fā)展的很快 液壓技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)是機(jī)械技術(shù)里面比較關(guān) 鍵的技術(shù)了 也是機(jī)械行業(yè)基礎(chǔ)的學(xué)科了 壓裝機(jī)在傳送能量的時(shí)候是通過液 體的壓力來進(jìn)行的 這樣機(jī)床上就可以有各種壓力進(jìn)行加工了 現(xiàn)在工藝是越 來越新 技術(shù)也是越來越新的 在加工金屬還有不是金屬的零件的時(shí)候 使用 的范圍也是越來越大 在機(jī)床這個(gè)行業(yè)里面所占的比例也是很大的 因?yàn)閴貉b 機(jī)在進(jìn)行工作的時(shí)候適應(yīng)性是非常廣的 這樣一來在國民經(jīng)濟(jì)的很多領(lǐng)域都使 用到它 每一種類型的壓裝機(jī)發(fā)展的很快 對(duì)各行各業(yè)的發(fā)展起到了很好的促 進(jìn)作用 到上世紀(jì)八十年代 微電子 還有液壓技術(shù)發(fā)展的更快 也更加的普 及 壓裝機(jī)在這樣的背景下 得到了更高的發(fā)展 現(xiàn)在 壓裝機(jī)標(biāo)稱壓力最大 到了 750MN 對(duì)金屬進(jìn)行模鍛成型加工 很多機(jī)器在控制的時(shí)候通過 CNC 或 工業(yè) PC 機(jī)來進(jìn)行 這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量提高了很多 加工時(shí)候的效率也 提高了很多 現(xiàn)在人們的生活水平跟原來相比提高了很多 金屬制品的要求是 越來越多 并且 種類的需求也是越來越多的 另外產(chǎn)品生產(chǎn)的批量卻是沒有 那么多的 要想跟中小批量的生產(chǎn)相適應(yīng) 需要的生產(chǎn)機(jī)器是可以進(jìn)行快速調(diào) 整的 這樣一來壓裝機(jī)就成為最合適的加工機(jī)器 尤其是在壓裝機(jī)的系統(tǒng)可以 對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)整 可以對(duì)行程進(jìn)行調(diào)整 并且這些調(diào)整可以單獨(dú)進(jìn)行之后 對(duì) 比較復(fù)雜的工件 還有一些不對(duì)稱的工件可以進(jìn)行生產(chǎn)加工 并且廢品率還比 較低 他還可以用來加工行程比較長 成型有困難 強(qiáng)度比較高的材料 動(dòng)力 組合是可以改變的 加工時(shí)間比較短 并且按照工件的長 調(diào)整壓力行程 跟 機(jī)械加工的系統(tǒng)進(jìn)行比較之后 它是有很高的優(yōu)越性的 1 2 壓裝機(jī)的特點(diǎn)及分類 單柱校正壓裝機(jī) 是一種多功能的中小型液壓機(jī)床 主要適用于軸類零件 型材的校正和軸套類零件的壓裝 此產(chǎn)品在機(jī)床 內(nèi)燃機(jī) 輕紡機(jī)械 軸類 軸承 洗衣機(jī) 汽車電機(jī) 空調(diào)電機(jī) 電器 軍工企業(yè) 三資企業(yè)等行業(yè)裝配 流水線上使用 用途十分廣泛 其工作特點(diǎn)如下 1 壓裝機(jī)的特點(diǎn) 1 動(dòng)力傳動(dòng)為 柔性 傳動(dòng) 不象機(jī)械加工設(shè)備一樣動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜 2 這種驅(qū)動(dòng)原理避免了機(jī)器過載的情況 2 壓裝機(jī)在進(jìn)行拉伸的時(shí)候 只有一個(gè)直線驅(qū)動(dòng)力 二沒有成角的驅(qū)動(dòng)力 這樣一來加工系統(tǒng)的生命期就更加長 產(chǎn)品的成功率也更加的高 壓裝機(jī)在進(jìn) 行動(dòng)作的時(shí)候有三種 一種是單動(dòng) 一種是雙動(dòng) 還有一種是三動(dòng) 在進(jìn)行單 動(dòng)的時(shí)候 移動(dòng)部件就是壓頭 它向一個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng) 將壓制過程完成 這 種工作方式?jīng)]有壓邊裝置 單動(dòng)壓力機(jī)一般是對(duì)薄型的材料進(jìn)行生產(chǎn)加工 可 以用在卷材還有帶型材質(zhì)上 雙動(dòng)型的壓力機(jī) 移動(dòng)部件有兩個(gè) 一個(gè)是滑板 一個(gè)是模板 它的工作流程是 沖頭從上往下對(duì)沖料進(jìn)行拉伸 模板當(dāng)做是固 定壓板 在對(duì)材質(zhì)進(jìn)行壓制成功之后 模板就可頂出打料 按照材質(zhì)還有工件 的特征參數(shù) 對(duì)模板的壓力進(jìn)行調(diào)整 三動(dòng)型的壓力機(jī)里面 深拉伸滑塊還有 壓邊滑塊從上面刀下面進(jìn)行移動(dòng) 打料是通過模板來實(shí)現(xiàn)的 不過 模板還能 夠當(dāng)做是壓邊來進(jìn)行成型動(dòng)作 這種壓力機(jī)也可以做雙動(dòng)機(jī)用 因?yàn)槔锩娴幕?板跟壓塊是連接起來的 所以成型壓力還有壓邊力加載一起 就是這個(gè)系統(tǒng)的 總負(fù)載 2 壓裝機(jī)的分類 根據(jù)機(jī)架的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行分類 有梁柱式的 組合框架式的 整體框架式的 還有單臂式的等等 按照功能用途壓裝機(jī)可分為手動(dòng)壓裝機(jī) 鍛造壓裝機(jī) 沖 壓壓裝機(jī) 一般用途壓裝機(jī) 校正壓裝機(jī) 層壓壓裝機(jī) 擠壓壓裝機(jī) 壓制壓 裝機(jī) 打包壓塊壓裝機(jī) 專用壓裝機(jī)十組類型 1 3 國內(nèi)外壓裝機(jī)的研究現(xiàn)狀 在生產(chǎn)能力及市場方面 在我們國家 每一年生產(chǎn)壓裝機(jī)的數(shù)量都是在增 加的 在 2004 年的時(shí)候 銷售壓裝機(jī)的金額在十億人民幣 在 2005 年的時(shí)候 到了十三億人民幣 在 2006 年的時(shí)候 全國生產(chǎn)壓裝機(jī)的訂單在當(dāng)年一季度的 時(shí)候已經(jīng)全部飽和了 在當(dāng)年 突破億元銷售的企業(yè)有三家 從銷售額還有產(chǎn) 值上跟國外發(fā)達(dá)國家進(jìn)行比較 優(yōu)勢還不是很明顯 不過從生產(chǎn)的臺(tái)數(shù) 還有 壓裝機(jī)的總噸數(shù)來看 我們國家的壓裝機(jī)還是在國際上領(lǐng)先的 在我們國家的 市場 九成以上的壓裝機(jī)都是國產(chǎn)的 出口的份額是非常少的 5 都不到 而 且出口的地方基本上都是第三國家 我們國家進(jìn)口壓裝機(jī)基本上都是專用壓裝 機(jī) 一般都是從日本進(jìn)口的 從壓裝機(jī)的技術(shù)水平來看 國內(nèi)壓裝機(jī)的水平到了國際中等偏上的水平 國內(nèi)有一些壓裝機(jī)企業(yè)跟國外的企業(yè)進(jìn)行合作 技術(shù)就發(fā)展的很快了 不過一 些技術(shù)含量很高的壓裝機(jī) 它的核心技術(shù) 關(guān)鍵零部件 還是要從國外進(jìn)口 3 現(xiàn)在 我們國家的壓裝機(jī)主要是是單機(jī)進(jìn)行生產(chǎn) 或者是單機(jī)組合進(jìn)行生產(chǎn) 但是上料還有下料的時(shí)候都要靠人工來進(jìn)行 壓裝機(jī)有自動(dòng)上下料的 在我們 國家只有 3 還不到 很多臺(tái)壓裝機(jī)組成自動(dòng)生產(chǎn)線現(xiàn)在還剛剛開始 從產(chǎn)品的 分布來進(jìn)行分析 價(jià)格低的壓裝機(jī)噸位都比較小 數(shù)量確實(shí)很多的 是總產(chǎn)量 的七成以上 不過它的產(chǎn)值不多 只有總產(chǎn)值的 30 通常這種噸位比較小的 壓裝機(jī)是四柱或者是單柱的 技術(shù)含量高一些的中檔壓裝機(jī) 它的產(chǎn)值是超過 了百分之五十的 用在一些比較特別的地方進(jìn)行控制 高檔的壓裝機(jī)產(chǎn)值只占 到總產(chǎn)值的百分之十五的樣子 這些高檔機(jī)器通常用的都是比較先進(jìn)的電液比 例技術(shù) 將機(jī)器的功能進(jìn)行提高 或者是有一些特別的功能 總的來說 我們國家生產(chǎn)的壓裝機(jī)跟國外的機(jī)器相比 差距還是比較大的 但是現(xiàn)在國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于質(zhì)量越來越重視 管理水平也越來越高 相信不 久的將來 我們國家的壓裝機(jī)必然能夠達(dá)到國際先進(jìn)水平 1 4 壓裝機(jī)的發(fā)展趨勢 1 速度更快 效率更高 能耗更低 將壓裝機(jī)的工作效率提高上來 將 生產(chǎn)成本降低一些 2 機(jī)電液一體化 通過利用機(jī)械還有電子的先進(jìn)技術(shù) 讓整個(gè)液壓系統(tǒng) 更加的完善 3 自動(dòng)化 智能化 微電子發(fā)展速度非?？?為壓裝機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 只 能話提供了可能 自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)的在加工 應(yīng)該可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)診斷 還有調(diào)整 可以對(duì)故障進(jìn)行預(yù)先處理 4 液壓元件集成化 標(biāo)準(zhǔn)化 液壓系統(tǒng)集成化之后 管路的連接就少了 很多 這樣一來泄漏還有污染就有效的避免了 液壓機(jī)使用的元件是標(biāo)準(zhǔn)化的 這樣在進(jìn)行維修的時(shí)候就比較方便了 4 2 總體方案及主要參數(shù)的設(shè)計(jì)與確定 2 1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 本次需要完成單柱校正壓裝機(jī)的設(shè)計(jì) 該壓裝機(jī)適用于軸類零件 型材的 校正和軸套類零件的壓裝 還能有對(duì)軸套零件還有電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行壓裝 如果在 用上何時(shí)的模具 還能進(jìn)行拉伸 擠壓 落料 沖孔 并且還能對(duì)板材類的零 件進(jìn)行彎曲 壓印等等 還能壓制粉末 和塑料產(chǎn)品 當(dāng)然它的要求是不嚴(yán)格 的 具體設(shè)計(jì)要求及參數(shù)如下 1 規(guī)定它的工作循環(huán)是 快速下行 減速下壓 快速退回 2 已知參數(shù) 工作行程 300mm 最大沖壓厚度 10mm 生產(chǎn)率 4 次 分 滑塊的重量 1 0 10N 2 2 傳動(dòng)方案的確定 確定的傳動(dòng)裝置是不是合理 對(duì)壓裝機(jī)傳動(dòng)效率 穩(wěn)定性等有很大的決定 性作用 1 采用氣壓傳動(dòng) 構(gòu)造是非常簡單的 成本不高 并且可以進(jìn)行無極變 速 氣體的粘度是比較小的 阻力損耗也不大 流動(dòng)的速度很快 不會(huì)出現(xiàn)著 火還有爆炸的情況 不過因?yàn)榭諝馐潜容^方便進(jìn)行壓縮的 都在對(duì)于傳動(dòng)的性 能影響是比較大的 不能在溫度很低的情況下進(jìn)行工作 空氣不易被密封 傳 動(dòng)功率小 2 電氣傳動(dòng)好處就是傳動(dòng)的時(shí)候很方便 傳送信號(hào)非常快 標(biāo)準(zhǔn)化的程 度也比較高 可以進(jìn)行自動(dòng)化 不好的地方就是穩(wěn)定性不好 容易受到外界載 荷的影響 慣性不小 轉(zhuǎn)變方向的時(shí)候比較慢 電氣裝置 還有元件要耗費(fèi)很 多有色金屬 成本是很高的 并且很容易受到溫度等環(huán)境的影響的 3 機(jī)械傳動(dòng)的時(shí)候準(zhǔn)確性是很高的 并且可靠性也好 操作的時(shí)候比較 簡單 載荷對(duì)于傳動(dòng)是沒有影響 傳動(dòng)效率是比較高的 加工起來方便 后期 維護(hù)也比較方便 不過 機(jī)械傳動(dòng)通常是不能實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速的 距離遠(yuǎn)了操作 起來就有難度 并且結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜 4 液壓傳動(dòng)跟前面說的幾種進(jìn)行比較 它的好處在于 得到的力還有力 矩都是很大的 體積不大 質(zhì)量很輕 可以在很大范圍里面進(jìn)行無極調(diào)速 在 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的時(shí)候穩(wěn)定性很好 設(shè)計(jì)起來比較簡單 操作起來也很方便 工作時(shí) 5 間比較長 可以實(shí)現(xiàn)通用化 標(biāo)準(zhǔn)化 還有系列化 它有很廣闊的發(fā)展空間 從很多方面來進(jìn)行思考 液壓傳動(dòng)系列它滿足了設(shè)計(jì)的需求的 可以實(shí)現(xiàn) 預(yù)期要求 那么 在這篇論文里面?zhèn)鲃?dòng)用的就是液壓傳動(dòng) 2 3 控制方案的確定 在進(jìn)行液壓傳動(dòng)的時(shí)候 有下面幾種控制元件 將沖頭的下壓 保壓 還 有返回的過程都實(shí)現(xiàn)了 1 手動(dòng)換向閥通過人工 來對(duì)控制閥芯進(jìn)行操作 手動(dòng)換向閥有兩種 一種是手動(dòng)的 還有一種是腳動(dòng)的 好處就是操作起來比較容易 靈活 并且 控制起來也簡單 2 電磁換向閥通過電磁鐵產(chǎn)生的電磁力來使閥芯運(yùn)動(dòng) 就可以轉(zhuǎn)換油路 了 不過因?yàn)殡姶盼Φ南拗?它的流量是不能太大的 并且要在回路里面 加一個(gè)減速的裝置 3 插裝閥是一種新的開關(guān)式的閥體 它的結(jié)構(gòu)是錐閥組成的 在加上不 一樣的先導(dǎo)閥 就可以對(duì)液體的流向 壓力 還有流量進(jìn)行控制 它的結(jié)構(gòu)是 比較簡單的 并且反應(yīng)還比較快 可以用在壓力比較大 流量比較大的地方 根據(jù)論文任務(wù)書的要求 手動(dòng)控制閥滿足需要 并且成本還不高 所以選 用手動(dòng)換向閥 2 4 工作原理的確定 壓裝機(jī)的原理就是靜態(tài)下 密封的容器里面液體的壓力就相當(dāng)于傳遞帕斯 卡原理是一樣的 它是通過液體壓力將能量傳遞出去的 這樣就可以對(duì)工件進(jìn) 行加工 在下面的圖紙 2 1 里面展示的就是壓裝機(jī)的工作原理 壓裝機(jī)的工作原理 如下圖 2 1 所示 兩個(gè)充滿工作液體的具有柱塞或活塞的容腔由管道連接 件 1 相當(dāng)于泵的柱塞 件 2 則相當(dāng)于壓裝機(jī)的柱塞 小柱塞在外力 F1 的作用下使 容腔內(nèi)的液體產(chǎn)生壓力 p F1 A1 A1 為小柱塞的面積 該壓力經(jīng)管道傳遞到大 柱塞的底面上 根據(jù)帕斯卡原理 在密閉容器中液體壓力在各個(gè)方向上處處相 等 因此 大柱塞 2 上將產(chǎn)生向上的力 F2 使毛坯 3 產(chǎn)生變形 有 F2 pA2 F1A2 A1 式中 A2 為大柱塞 2 的工作面積 由于 A2 A1 顯然 F2 F1 意思就是 壓裝機(jī)可以通過小柱塞上面比較小的作用力 F1 在大柱塞 上產(chǎn)生很大的力 F2 通過式子還能發(fā)現(xiàn) 壓裝機(jī)能產(chǎn)生的總壓力是多少 在于 工作柱塞面積還有液體壓力的大小 所以 要想總壓力大一些 只要將工作柱 6 塞的總面積加大就行了 或者是將液體的壓力提高就可以了 圖 2 1 壓裝機(jī)工作原理圖 本次設(shè)計(jì)的壓裝機(jī) 其類型為單柱校正 其工作原理和圖 2 1 講述的工作 原理一致 其外形尺寸及外形結(jié)構(gòu)見圖 2 2 和圖 2 3 關(guān)于其結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì) 與計(jì)算 將在下面章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)講述 圖 2 2 單柱校正外形尺寸圖 圖 2 3 單柱校正外形結(jié)構(gòu)圖 7 3 工況參數(shù)的計(jì)算及工況分析 3 1 工況參數(shù)的計(jì)算 通過上面的技術(shù)參數(shù) 初步確定本次設(shè)計(jì)的壓裝機(jī)工況參數(shù)如下 1 沖壓力 的確定FW 沖壓力的選擇原則 1 壓裝時(shí)不得損傷零件 2 壓入時(shí)應(yīng)平穩(wěn) 被壓入件應(yīng)準(zhǔn)確到位 3 將實(shí)心軸壓入盲孔 應(yīng)在適當(dāng)部位有排氣孔或槽 4 壓裝零件的配合表面除有特殊要求外 在壓裝時(shí)應(yīng)涂以清潔的潤滑劑 5 用壓力機(jī)壓入時(shí) 壓入前應(yīng)根據(jù)零件的材料和配合尺寸 計(jì)算所需的壓 入力 壓力機(jī)的壓力一般應(yīng)為所需壓入力的 3 3 5 倍 本次設(shè)計(jì)的壓裝機(jī) 選取 SKF197726 軸承為例進(jìn)行壓裝 參照中華人民共 和國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) TB T 1701 2005 表 2 SKF197726 軸承需要軸承壓裝力在 68 6 245KN 通過計(jì)算能夠知道沖壓力的范圍為 3 3 5 X 68 6 245 205 8 857 5KN 通過參考 Y41 系列壓裝機(jī) 取 980KN 即 100 噸 2 快速下行行程的確定 通過任務(wù)書能夠知道本次設(shè)計(jì)的工作行程為 300mm 最大沖壓厚度 10mm 故取其快速下行行程為 290mm 3 減速下壓行程的確定 上面已經(jīng)確定了快速下行行程為 290mm 工作行程為 300mm 故取其減 速下壓行程為 10mm 4 快退行程的確定 快退行程即工作行程為 300mm 5 快速下行時(shí)間的確定 通過參考 Y41 100 油壓機(jī) 以及機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 第五卷 快速下行速度范 圍為 30 60mm s 取 32 mm s 故快速下行時(shí)間為 12903Stsv 6 快退行程時(shí)間的確定 通過參考 Y41 100 油壓機(jī) 以及機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 第五卷 快速返回速度范 8 圍為 60 100mm s 取 60 mm s 故快速下行時(shí)間為 3056Stsv 7 減速下壓時(shí)間的確定 通過任務(wù)書能夠知道 生產(chǎn)率 4 次 分 即 15 秒 次 也就是一次工作時(shí) 間為 15s 上面已經(jīng)對(duì)快速下行時(shí)間和快退行程時(shí)間進(jìn)行了確定 減速下壓時(shí)間 一次工作時(shí)間 快速下行時(shí)間 快退行程時(shí)間 15 9 5 1s 8 各工況速度參數(shù)如下 1 快速下行 行程 290mm 速度 12903 Svmst 2 減速下壓 行程 10mm 速度 2 t 3 快退 行程 300mm 速度 306 5Svmst 9 液壓缸效率的確定 液壓缸采用 Y 型密封圈 它的機(jī)械效率數(shù)值一般是在 0 9 0 95 范圍里面 論文里面液壓缸的效率數(shù)值是 0 95 m 3 2 工況分析 3 2 1 負(fù)載分析及負(fù)載循環(huán)圖 1 負(fù)載分析 動(dòng)力分析 說的就是壓力機(jī)在進(jìn)行工作的時(shí)候 執(zhí)行裝置受力的狀況 因 為工作裝置進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)是直線往復(fù)的 按照下面的公式算出液壓缸克服的外載 荷 Fefi 式中 工作負(fù)載 摩擦負(fù)載 慣性負(fù)載Ff Fi 1 摩擦負(fù)載 摩擦負(fù)載 指的就是液壓缸在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的時(shí)候 要克服的機(jī)械摩擦阻力的 大小 要想仔仔細(xì)細(xì)的算出來是很麻煩的 通常將這個(gè)數(shù)值跟液壓缸的機(jī)械效率 放在一起考慮 在這里不用考慮摩擦負(fù)載 cm 9 2 慣性負(fù)載 慣性負(fù)載也就是運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行啟動(dòng)的時(shí)候慣性力大小 還有進(jìn)行制動(dòng)的時(shí) 候慣性力的大小 計(jì)算公式為 N FimagGtv 式中 運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量 kg 運(yùn)動(dòng)部件的加速度 m s a2 運(yùn)動(dòng)部件的重量 N G 重力加速度 m s g2 速度變化值 m s v 啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間 由經(jīng)驗(yàn)可得 0 5st t 沖頭不管是啟動(dòng) 還是制動(dòng) 速度在提升還有降低的時(shí)候 都要在零點(diǎn)五 秒之內(nèi)結(jié)束 則啟動(dòng)時(shí) 1 0 10 9 8 0 032 0 5 0 07 N FimagGtv 制動(dòng)時(shí) 1 0 10 9 8 0 06 0 5 0 12 N i t 3 工作負(fù)載 壓力機(jī)沖頭上負(fù)載是可以分成兩個(gè)階段的 第一個(gè)階段 負(fù)載是慢慢的增 加的 增加是以線增加進(jìn)行的 基本上可以到最大沖壓力的百分之五 第二階 段 負(fù)載力上升的很快 很快就到了最大沖壓力 因此工作負(fù)載為 初壓階段上升到 5 0 98 10 5 0 49 10 N1Fw65 終壓階段上升到 沖壓力 0 98 10 N2 2 負(fù)載循環(huán)圖 10 圖 3 1 負(fù)載循環(huán)圖 3 2 2 運(yùn)動(dòng)分析及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 按照已經(jīng)知道的條件 在進(jìn)行快速下行的時(shí)候 距離是 290mm 速度 32mm s 耗費(fèi)的時(shí)間是 9s 在進(jìn)行慢速下降的時(shí)候 距離是 10mm 速度 10mm s 耗費(fèi)的時(shí)間是 1s 在進(jìn)行快退的時(shí)候 距離是 300mm 速度 60mm s 時(shí)間 5s 其運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖見下圖 3 2 圖 3 2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 3 3 液壓原理圖擬定 液壓系統(tǒng)循環(huán)圖里面展示的就是系統(tǒng)的組成還有工作原理 這個(gè)圖紙是一 個(gè)簡圖 它全面的將任務(wù)書里面的技術(shù) 還有別的要求都體現(xiàn)出來了 要設(shè)計(jì) 11 一個(gè)比較完善的液壓系統(tǒng) 那么就要對(duì)系統(tǒng)里面的各種基本回路 還有液壓系 統(tǒng)有一個(gè)深入的了解 按照前面進(jìn)行的分析 還有對(duì)相同機(jī)器的圖紙進(jìn)行參考 下面展示的就是 本次設(shè)計(jì)的液壓原理圖紙 圖 3 3 液壓系統(tǒng)原理圖 1 電動(dòng)機(jī) 2 過濾器 3 液壓泵 4 調(diào)壓閥 5 溢流閥 6 換向閥 7 壓力表開關(guān) 8 壓力表 9 單向閥 10 調(diào)速閥 11 液壓缸 1 快速下行 進(jìn)油路 電動(dòng)機(jī) 1 帶動(dòng)液壓泵 3 向主油路供油 手動(dòng)電磁換向閥 6 右位工 作 油液進(jìn)入液壓缸的無桿腔 液壓缸快速下行 回油路 液壓缸有桿腔經(jīng)調(diào)速閥 10 的單向閥 手動(dòng)電磁換向閥 6 右位 最 后回油箱 2 減速下壓 進(jìn)油路 電動(dòng)機(jī) 1 帶動(dòng)液壓泵 3 向主油路供油 手動(dòng)電磁換向閥 6 右位工 作 油液進(jìn)入液壓缸的無桿腔 液壓缸減速下行 回油路 液壓缸有桿腔經(jīng)調(diào)速閥 10 減速 手動(dòng)電磁換向閥 6 右位 最后回 油箱 3 快速退回 12 進(jìn)油路 電動(dòng)機(jī) 1 帶動(dòng)液壓泵 3 向主油路供油 手動(dòng)電磁換向閥 6 左位工 作 經(jīng)過單向閥 9 油液進(jìn)入液壓缸的有桿腔 液壓缸快速退回 回油路 液壓缸無桿腔經(jīng)手動(dòng)電磁換向閥 6 左位 最后回油箱 4 可以通過溢流閥 5 和調(diào)壓閥 4 對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓 使壓力表 8 的值到 系統(tǒng)需要的壓力 5 當(dāng)手動(dòng)電磁換向閥 6 處于中間位置 系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài) 6 行程操作機(jī)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)的行程操作機(jī)構(gòu)其主要目的是為了保護(hù)液壓缸 拉桿的長度應(yīng)根據(jù)機(jī)架和管路中各種管子的長度而定的 拉桿與手動(dòng)換向閥項(xiàng) 鏈 操縱者下壓腳踏板 幾根拉桿在其中起傳遞運(yùn)動(dòng)作用 通過下壓腳踏板 由手動(dòng)換向閥的作用使換向閥的閥芯向右移動(dòng) 這時(shí)液壓油進(jìn)入上腔 拉桿與 轉(zhuǎn)壁相連 轉(zhuǎn)壁的作用是傳播運(yùn)動(dòng) 另外 轉(zhuǎn)壁與彈簧相連 當(dāng)操縱者下壓時(shí) 壓縮彈簧 當(dāng)操縱者松開時(shí) 彈簧復(fù)原 迫使閥芯向左移 這時(shí)高壓油進(jìn)入液 壓缸的下腔 活塞回程 轉(zhuǎn)壁通過拉桿與碰壁相連 碰壁的作用不僅是傳遞運(yùn) 動(dòng) 而且是當(dāng)活塞回程時(shí) 活塞上升到最高位置時(shí) 限程裝置的撞塊與碰壁相 撞 迫使閥芯回到中央位置 使工作進(jìn)入下一循環(huán) 13 4 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 4 1 液壓缸工作壓力的確定 在液壓缸是一個(gè)活塞桿的時(shí)候 活塞在進(jìn)行工進(jìn)的時(shí)候 0 98 10 0 95 1 032 10 N FP1A2FWm66 圖 4 1 液壓缸結(jié)構(gòu)簡圖 活塞快退 受拉 時(shí) 1 0 10 0 95 10 53 N FP1A21mG 式中 液壓缸的工作腔壓力 MPa 液壓缸的回油腔壓力 MPa 2 4 液壓缸無桿腔有效面積 m A1D 2 4 有桿腔的有效面積 m 22d2 活塞直徑 m 活塞桿直徑 m d 液壓缸的工作效率 查閱有關(guān)資料可以知道 工作壓力 20 32MP 參考有關(guān)資料和借鑒相P1 關(guān)的加工經(jīng)驗(yàn) 確定工作壓力的數(shù)值就是 32MPa 背壓力 0 5 1 5MP 參考同類機(jī)械的設(shè)計(jì)和加工的經(jīng)驗(yàn) 這里背壓力P2 P 取 1MPa 2 14 60 32 1 9i12v 活塞桿不管是進(jìn)行快進(jìn)還有快退的時(shí)候 受到的力基本上都是零 也或者 就是自身的重量 只有在對(duì)工件進(jìn)行沖壓的時(shí)候 承受的作用力是很大的 也 就是說液壓缸的相關(guān)數(shù)據(jù)都應(yīng)該這個(gè)工步里面進(jìn)行計(jì)算 由參考文獻(xiàn) 2 中查得下表 表 4 1 液壓缸常用往返速比i 1 1 1 2 1 33 1 46 1 61 2 0Dd 0 3 0 4 0 5 0 55 0 62 0 7 由相近原理 0 7 通常來說 液壓缸如果說是工進(jìn)的狀態(tài) 那么它的活塞面積就是 5 4 A1FP21 4 5 5 D 4 5 6 22d 由上面的公式得 4 1 F P22D2 1 4 1 032 10 32 10 1 10 1 0 7 0 204m 204mm6662 1 根據(jù)參考文獻(xiàn) 1 表 43 6 26 和表 43 6 27 對(duì) D 和 d 進(jìn)行調(diào)整得 250mm 0 25mD 180mm 0 18md 所以 0 049m 0 024mA12A2 4 2 液壓缸所需流量的確定 液壓缸的最大流量 m s QmaxAVax3 式中 液壓缸的有效面積 m 2 液壓缸的流速 m s 快進(jìn)所需流量 0 049 0 032 0 0015m s 90L min11 3 15 工進(jìn)所需流量 0 049 0 01 0 00049m s 29 4L minQ2A1V2 3 快退所需流量 0 024 0 06 0 0024m s 86 4L min33 4 3 液壓系統(tǒng)工作壓力的確定 1 當(dāng)系統(tǒng)快進(jìn)時(shí) 所需壓力為 PAF02 式子中 工作中的負(fù)載 N 活塞的橫截面積 m 2 背壓力 MPa P2 在這個(gè)工藝?yán)锩嬗袃蓚€(gè)部分 一個(gè)是勻速運(yùn)動(dòng) 還有一個(gè)是制動(dòng) 當(dāng)工藝處于啟動(dòng)的時(shí)候 0 07 0 049 10 1 43 10 1 1MPa16 6 當(dāng)工藝處于勻速的時(shí)候 0 0 024 10 1 1MPaP16 2 在系統(tǒng)是工進(jìn)狀態(tài)的時(shí)候 按照下面的公式算出來需要的壓力大小 21F0A2 式子中 工作中的負(fù)載 N 活塞的橫截面積 m 2 背壓力 MPa P2 0 98 10 0 049 10 0 5 20 0 5 20 5MPa166 3 在系統(tǒng)是快退的狀態(tài)的時(shí)候 按照下面的公式算出來需要的壓力的大 小 2P1F0A2 式子中 工作中的負(fù)載 N 活塞的橫截面積 m 2 背壓力 MPa P2 16 在這個(gè)工藝?yán)锩嬗袃蓚€(gè)部分 一個(gè)是勻速運(yùn)動(dòng) 還有一個(gè)是制動(dòng) 當(dāng)工藝處于勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候 1 0 10 0 049 10 2 0 2 2MPaP16 當(dāng)工藝處在制動(dòng)的時(shí)候 0 12 0 049 10 2 0 2 2MPa16 4 4 主缸工況圖的繪制 液壓缸的工況圖其實(shí)就是液壓缸壓力循環(huán)圖紙 流量循環(huán)圖紙 還有功率 循環(huán)圖紙 這些圖紙都是系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整 還有確定液壓泵還有液壓閥的根據(jù) 1 壓力循環(huán)圖按照最終確定的液壓元件的結(jié)構(gòu)還有大小 在按照實(shí)際的 載荷 將液壓執(zhí)行元件在它進(jìn)行動(dòng)作 循環(huán) 在每一個(gè)階段的工作壓力都算出 來 最后將 P t 圖畫出來 2 流量循環(huán)圖按照已經(jīng)確定下來的液壓缸有效的面積 或者是確定下來 的液壓馬達(dá)的排量 再加上它的運(yùn)動(dòng)速度 將它在進(jìn)行工作循環(huán)的時(shí)候 每一 個(gè)階段的實(shí)際流量都算出來 最后將 Q t 圖畫出來 如果系統(tǒng)里面工作的液壓 元件是多個(gè)的時(shí)候 要將他們每一個(gè)的流量圖紙都加起來 這樣就是一個(gè)總的 流量循環(huán)圖紙 按照之前設(shè)計(jì)的壓力 還有流量 可以將下面的表格 4 2 做出來 這樣方 便我們將工況圖畫出來 并且對(duì)它進(jìn)行分析 表 4 2 負(fù)載壓力流量明細(xì)表 工作負(fù)載 N 工作壓力 MPa 流量 m s 3 快 啟動(dòng) 進(jìn) 勻速 工 進(jìn) 快 勻速 退 制動(dòng) 0 07 0 0 98 10 6 1 0 10 0 12 1 1 20 5 2 2 0 0015 0 00049 0 0024 按照前面算出來的數(shù)據(jù) 可以將壓力循環(huán)圖還有流量循環(huán)圖都畫出來 17 圖 4 2 壓力循環(huán)圖 P t 圖 4 3 流量循環(huán)圖 Q t 分析壓力循環(huán)圖還有流量循環(huán)圖之后可以確定 最大流量值 90L min 0 0015m sQmax3 最大壓力值 20 5MPaP 18 5 主要零部件的設(shè)計(jì) 計(jì)算 選擇與確定 5 1 液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)材料及技術(shù)要求 5 1 1 基本參數(shù)的確定 通過前面的設(shè)計(jì)可以知道液壓缸里面的直徑大小就是 0 250m 活塞桿D 的直徑大小就是 0 18m d 液壓缸活塞的最大行程系數(shù) 查閱有關(guān)資料以后可以確定 0 5m S 5 1 2 類型及安裝方式的確定 液壓缸是液壓系統(tǒng)里面的執(zhí)行部件 可以進(jìn)行直線來回動(dòng)作 在論文里面 的液壓缸活塞的兩頭 面積的差額是比較大的 讓活塞在來回運(yùn)動(dòng)的時(shí)候 輸 出速度還有差值是非常大的 所以 我們論文里面液壓缸使用的是兩個(gè)作用無 緩沖的形式 5 1 3 主要零件材料的確定 1 缸體 液壓缸缸體的原材料用的是無縫鋼管 20 號(hào) 35 號(hào) 45 號(hào) 通常來說都 是用的 45 號(hào)鋼 對(duì)它進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 處理到 241 285HB 鑄鐵使用的是 HT200 HT350 間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵 因?yàn)榍蚰T鐵的抗拉強(qiáng)度還有彎曲 疲勞強(qiáng)度都是非常高的 并且韌性還有塑形效果是非常好的 它的屈服度是高 于剛才的 所以 球墨鑄鐵加工受到的靜載荷的偶見跟鑄鋼進(jìn)行對(duì)比 對(duì)材料 節(jié)省了很多 并且質(zhì)量也輕 在本次論文里面液壓缸的原材料使用的是 QT450 10 鑄件要進(jìn)行正火處理 將它的內(nèi)應(yīng)力消除掉 2 缸蓋 論文中的液壓缸使用的是缸蓋里面壓進(jìn)去導(dǎo)向套 缸蓋用的是 HT200 導(dǎo) 向套的原材料也是鑄鐵 HT200 這樣導(dǎo)向套用的時(shí)間就更長了 3 活塞 液壓缸活塞使用的原材料多半是耐磨性比較好的鑄鐵 灰鑄鐵 鋼 還有 鋁合金等等 在這篇論文里面 液壓缸活塞使用的原材料是 45 號(hào)鋼 對(duì)它要進(jìn) 行調(diào)質(zhì)處理 19 5 2 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 液壓缸的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)有鋼管的厚 油口直徑大小 還有缸底的厚等等 5 2 1 液壓缸厚度的計(jì)算 首先通過薄壁筒的公式將液壓缸的壁厚算出來 2 2 PyD y bn 式中 液壓缸壁厚度 m 實(shí)驗(yàn)壓力 MPa 當(dāng) 16MPa 時(shí) 1 5 當(dāng) 16MPa 時(shí) y PPy 1 25P 所以在此 1 25 1 25 20 5 25 625MPaPy 液壓缸的內(nèi)徑 m D 材料的許用應(yīng)力 MPa 材料的抗拉強(qiáng)度 在此取 600 MPa b 安全系數(shù) 在此取 5nn 2 2 25 625 250 2 600 5 26 7mmPyD y b 在 16 時(shí) 薄壁的公式才可以用薄壁公式才成立 不過因?yàn)?250 26 7 9 4 16 所以液壓缸不是薄壁 故此式不成立 再利用中壁計(jì)算公式計(jì)算 2 3 PyD Py C 式中 液壓缸壁厚度 m 實(shí)驗(yàn)壓力 MPa 當(dāng) 16MPa 時(shí) 1 5 當(dāng) 16MPa 時(shí) y Py 1 25 所以在此 1 25 1 25 20 5 25 625MPaPPy 液壓缸的內(nèi)徑 m D 材料的許用應(yīng)力 MPa 強(qiáng)度系數(shù) 當(dāng)為無縫鋼管時(shí) 1 計(jì)入壁厚公差和腐蝕的附加厚度 通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度C 2 3 PyD PyC 20 25 625 250 2 3 120 25 625 1 6406 25 250 375 25 6 CC 有機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得 把 圓整到標(biāo)準(zhǔn)值 40mm 缸體的外徑 2 250 2 40 330mm 0 33mD1 5 2 2 液壓缸油口的計(jì)算 在算液壓缸油口的直徑的時(shí)候要按照活塞最快的速度還有油口最快的流動(dòng) 速度來進(jìn)行確定 當(dāng)油口是進(jìn)油口時(shí) 0 13 d0DV02 1 式中 液壓缸油口直徑 m 液壓缸內(nèi)徑 m 液壓缸最大輸出速度 m s 油口的液流速度 m s V0 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查到 液壓缸在進(jìn)油的時(shí)候油流動(dòng)的速度 1 5m s V0 由公式得 0 13 250 2 4 1 5 43 6mmd0 2 1 取一整數(shù) 50mm 0 05m 當(dāng)油口是出油口時(shí) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查到 液壓缸在進(jìn)油的時(shí)候油流動(dòng)的速度 3 5m s V0 由公式得 0 13 250 2 4 3 5 27 6d0 2 1 取一整數(shù) 32mm 0 032m 5 2 3 缸底厚度的計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用缸底無油孔 所以采用公式 0 433 hDPy 2 1 式中 液壓缸內(nèi)徑 m 實(shí)驗(yàn)壓力 MPa y 21 缸底厚度 m h 缸底材料的許用應(yīng)力 m s 由公式得 0 433 0 25 20 5 120 45mm2 1 參考同類液壓缸的制造經(jīng)驗(yàn)取 0 05mh 5 3 液壓缸的校核 5 3 1 液壓缸中背壓力的校核 背壓力 它是在液壓系統(tǒng)不工作的時(shí)候?qū)钊麠U的自重進(jìn)行平衡的 P2 由牛頓第一定律 2AG 式中 系統(tǒng)需要的最少背壓力 MPa 2 活塞桿截面積 m 2 A 滑塊重量 N G 假設(shè) 1MP 就是說背壓力是達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)了 P2 由公式得 1 0 10 0 024 42PaGA2 42Pa 1MPa2 那么這個(gè)液壓的背壓力是達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)了 5 3 2 活塞桿的校核 校核活塞桿可用公式 4 dF 2 1 式中 活塞桿的作用力 N F 活塞桿材料的許用應(yīng)力 MPa 由公式得 4 0 98 10 120 0 102mm 0 18mm62 1D 所以活塞桿直徑滿足要求 22 5 4 液壓泵的選擇 5 4 1 最大工作壓力的確定 液壓泵的最大工作壓力 P1 P 式中 液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力 MPa P1 由液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)進(jìn)口之間的管路沿程阻力損失 和局部阻力損失之和 管路簡單 流速不大的取 0 2 0 5MPa P 管路不簡單的 流動(dòng)的速度是比較大的 0 5 1MPa 該系統(tǒng)取 0 5MPa 得 20 5 0 5 21MPa PP 5 4 2 流量和排量的確定 在很多歌液壓缸同時(shí)進(jìn)行動(dòng)作的時(shí)候 液壓泵的流量要比幾個(gè)一起動(dòng)作的 液壓缸的最大流量還要大 注意到系統(tǒng)有漏損 并且液壓泵會(huì)有磨損 導(dǎo)致容 積的效率會(huì)有所降低 即有下式計(jì)算液壓泵的流量公式 m s QPKax3 式中 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取 1 1 1 3 大流量取小值 小流量取大值 K 該系統(tǒng)取 1 1 一起進(jìn)行動(dòng)作的液壓缸最大的流量 通過圖紙可以查出來 Qmax 在進(jìn)行工作的時(shí)候 一直用的是節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng) 在對(duì)流量進(jìn)行確定的時(shí)候 還需要加一個(gè)溢流閥最小流量 通常數(shù)值是 0 05 10 m s3 由 Q t 圖得到液壓缸所需最大流量 90L min Qax 得 1 1 90 99L min QP 此液壓系統(tǒng)采用液壓變轉(zhuǎn)速為 1500r min 排量公式 1500 得 99 1500 0 066L min 66ml r qpqp 23 5 4 3 液壓泵規(guī)格的選擇 按已算出的最大工作壓力和流量 得出液壓泵的額定壓力 1 25 26 25MPa Pp 通過液壓設(shè)計(jì)手冊的查詢 選則液壓泵的型號(hào)為 SCY14 1B 排量 80ml r 轉(zhuǎn)速 1500r 額定壓力 32MP 額定流量得 80 1500 1000 120L min 這里選 120L min 5 4 4 液壓缸驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算 因?yàn)檎撐睦锩娴脑O(shè)備使用的是閉合式的液壓系統(tǒng) 壓力的損耗是非常小的 可以不用考慮 這個(gè)在后面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算的時(shí)候可以得到證明 按照下面的 公式將液壓泵的輸出功率算出來 NPQ 式中 液壓泵的輸出功率 kw N 液壓缸壓力 MPa P 液壓泵的流量 m s Q3 1 液壓缸處于啟動(dòng)時(shí) 由 80SCY14 1B 型號(hào)液壓泵的壓力 流量曲線圖可得 0 002m3 s Q 所以得 1 0 10 0 049 0 002 0 41 w NAG Q 2 液壓缸壓力達(dá)到最大值時(shí) 即到達(dá)系統(tǒng)最高壓力時(shí) 由 80SCY14 1B 型號(hào)液壓泵的壓力 流量曲線圖可得 0 0003m3 s 所以由公式 得 32 10 0 3 10 9 6kw63 3 液壓缸處于快退時(shí) 由 80SCY14 1B 型號(hào)液壓泵的壓力 流量曲線圖可得 0 0008m3 s Q 所以得 2 2 10 0 8 10 1 76kwN63 所以 確定液壓泵的最大輸出功率就是 9 6kw N 5 5 電動(dòng)機(jī)的選擇與確定 電動(dòng)機(jī)的形式有兩種 一種是交流電動(dòng)機(jī) 一種是直流電動(dòng)機(jī) 沒有特別 要求的時(shí)候 用的是交樓電動(dòng)機(jī) 在確定電動(dòng)機(jī)的類型 還有結(jié)構(gòu)的時(shí)候 按 照電源的種類 工作狀況 還有啟動(dòng)性能 還有啟動(dòng)正反轉(zhuǎn)的頻率 制動(dòng)正反 24 轉(zhuǎn)的頻率來進(jìn)行選擇 Y 系列的三相籠式異步電動(dòng)機(jī) 它的構(gòu)造是比較簡單的 并且工作的時(shí)候可靠性高 成本還不高 所以論文里面使用的電動(dòng)機(jī)就是這一 種 按照液壓泵的功率大小 確定用哪一種電動(dòng)機(jī) 查閱有關(guān)資料 確定論文 里面使用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)就是 Y160M 4 它的額定功率為 11kw 轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就 是 1460r min 5 6 控制閥的選擇與確定 在確定控制閥的時(shí)候 要根據(jù)它的額定壓力 最大流量 動(dòng)作類型 安裝 固定當(dāng)時(shí)等等來進(jìn)行 1 選擇的控制閥應(yīng)該盡量是標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品 通常不要自己去設(shè)計(jì)專用的控 制閥 2 通常確定的控制閥流量要比系統(tǒng)管理里面實(shí)際流通量要大 有需要的 時(shí)候 可以允許通過閥的最大流量比額定流量的 20 還要大 方向控制閥的類型有手動(dòng)的 機(jī)動(dòng)的 電磁的等等 通過前面的闡述和比 較 論文里面使用的換向閥是手動(dòng)換向閥 手動(dòng)換向閥在對(duì)方向控制閥進(jìn)行操控的時(shí)候是通過手動(dòng)桿來進(jìn)行的 按照 這個(gè)閥的定位不一樣來進(jìn)行分類 有彈簧復(fù)位式的 還有一種是鋼球定位式的 在論文里面的液壓系統(tǒng)需要的是三個(gè)地點(diǎn)的換向閥 接下來對(duì)三位四通換 向閥來進(jìn)行介紹 1 三位四通換向閥在中間位置上 每個(gè)油口都是關(guān)起來的 這個(gè)液壓泵 是在負(fù)荷卸載的狀態(tài)下的 2 三位四通換向閥在左邊這一頭 油口 P 與 A 是連接起來的 B 與 O 是連接起來的 液壓缸向上升 這樣快退工藝就完成了 在圖紙 5 1 里面展示 的就是 3 三位四通換向閥在右邊這一頭 油口 P 與 B 是連接起來的 A 與 O 是連接起來的 液壓缸進(jìn)行下降 這樣就可以進(jìn)行快進(jìn) 還有工進(jìn)工藝 25 ABPT 圖 5 1 三位四通手動(dòng)換向閥 按照同一個(gè)類型的機(jī)器使用的換向閥 查閱有關(guān)資料 確定使用的換向閥 型號(hào)就是 4S H 5 7 油管的選擇與確定 在確定油管的時(shí)候 是按照壓力的損耗 發(fā)熱量還有液壓沖擊來進(jìn)行的 將管道里面的直徑大小合理的確定下來 將管道的壁厚還有原材料都確定下來 在進(jìn)行液壓傳動(dòng)的時(shí)候 用的比較多的管子有鋼管 鐵管 膠管等等 確 定鋼管用的是 45 號(hào)鋼管 5 7 1 管道內(nèi)徑的確定 從流體的力學(xué)上可以知道 在經(jīng)過管道里面的油液量是一定的時(shí)候 管道 直徑就確定了管道截面的油液平均流速 即 1130dVQ 式中 液體最大流量 m s3 管道內(nèi)液流平均流速 m s 慣用流速 對(duì)吸油管 1 2m s 一般取V V 1m s 以下 對(duì)于壓油管 3 6m s 對(duì)于回流管 1 5 2 5m s 當(dāng)對(duì)吸油管道時(shí) 吸油管平均流速在此取 1 5m s 由公式得 d 1130 36mm 取 50mm 0 15 d 在壓油管道的時(shí)候 吸油管的平均流速數(shù)值是 4m s V 由公式得 1130 24mm 取 32mm d 4 在是回油管道的時(shí)候 吸油管平均的流動(dòng)速度是 2m s 油管平均流量在此取 2 Qmax 26 得 1130 24mm 取 32mm d0 154d 5 7 2 管道壁厚的計(jì)算 管壁厚度計(jì)算公式 2 bPd n 2bd 式中 管道壁厚 m b 管道承受的最高工作壓力 MPa P 管道內(nèi)徑 m d 管道材料的抗拉許用應(yīng)力 MPa 材料的抗拉強(qiáng)度 MPa 在此取 600MPab 安全系數(shù) 一般規(guī)定 4 8 液壓有震動(dòng)產(chǎn)生 壓力沖擊比較大的 就nn 用大的數(shù)值 液壓有震動(dòng)產(chǎn)生 壓力沖擊比較小的 就用小的數(shù)值 本設(shè)計(jì)取 4 600 4 150MPa b 將 值算出來 要滿足標(biāo)準(zhǔn)值 茶葉資料之后可以知道 6 5mm b 外徑 管 50 2 6 5 63mm 取 管 63mm DD 當(dāng)對(duì)壓油管時(shí) 查得 5mm b 外徑 管 32 2 5 42vmm 取 管 42mm 當(dāng)對(duì)回油管時(shí) 查得 5mm 外徑 管 32 2 5 42mm 取 管 42mm 5 8 油箱的設(shè)計(jì)與確定 油箱在液壓系統(tǒng)中不僅保存油 還可以進(jìn)行散熱 對(duì)油里面的氣泡 沉淀 物進(jìn)行分離 油箱里面裝了很多輔助的零配件 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1 油箱的容積要盡可能的大 2 吸油管還有回油管應(yīng)該插到最低的油液下面 這樣就可以避免有空氣 進(jìn)去 防止回油產(chǎn)生飛濺 還有氣泡 3 吸油管還有回油管的中間距離一定不能靠的太近 4 為了整潔一點(diǎn) 油箱周圍要用蓋板進(jìn)行密封 在蓋板上要裝一個(gè)空氣 過濾器 27 5 油箱底部要跟地面相距 150mm 以上 這樣可以方便搬運(yùn) 散熱 將 有放出來等 6 要對(duì)油箱里面的面進(jìn)行防腐處理 5 9 液壓油的選擇與確定 確定液壓油 首先要確定介質(zhì)的種類 之后在對(duì)粘度進(jìn)行考慮 最后還要 注意使用條件等等 論文里面使用的是抗磨液壓油 型號(hào)就是 YB N32 密度 的大小是 900kg m 比熱容 1 88kJ kg C 40 C 時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度值為3 00 32mm s 2 5 10 過濾器的選擇與確定 過濾器的功能是清除液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中的固體污染物 使工作介質(zhì)保持 干凈 將原件的使用時(shí)間變得更長 在液壓系統(tǒng)里面它是不能缺少的 選擇的過濾器 它的通油能力要盡可能的大 而且損失的壓力要小 過濾 精度要達(dá)到元件或者是液壓系統(tǒng)的清潔要求 強(qiáng)度滿足要求 濾芯方便更換 方便清洗 根據(jù)液壓設(shè)計(jì)手冊 確定過濾器的型號(hào)是 WU 160 80 這個(gè)型號(hào)的最大 流量就是 160L min 過濾精度為 80 m 5 11 聯(lián)軸器的選擇與確定 聯(lián)軸器連接的兩個(gè)軸 因?yàn)樵诩庸み€有安裝的時(shí)候有誤差 在受到載荷之 后會(huì)發(fā)生形狀的改變 還會(huì)受到溫度變化的影響 所以對(duì)中是沒有辦法標(biāo)準(zhǔn)的 它肯定會(huì)有一定位移的情況出現(xiàn) 這就需要對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候 在它的 結(jié)構(gòu)上采取一些措施 讓它有相對(duì)位移的性能 彈性聯(lián)軸器通過彈簧元件的變形 來對(duì)兩軸之間的位移進(jìn)行彌補(bǔ) 但是可 動(dòng)元件的間隙很小 尤其是哪些要頻繁啟動(dòng) 還有逆轉(zhuǎn)的傳動(dòng) 電動(dòng)機(jī)出來之 后 直接連接在一起的就是液壓泵 他們在連接的時(shí)候是彈性連接 要用一個(gè) 裝有彈性元件的聯(lián)軸器 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 選用彈性柱銷聯(lián)軸器 型號(hào)為 HL5 型 28 6 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算及熱分析 6 1 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 一開始對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候 每一個(gè)數(shù)據(jù)都是靠經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行估計(jì)的 在確定下來液壓回路 液壓元件 還有連接等之后 聯(lián)系實(shí)際要求 對(duì)這個(gè)系 統(tǒng)的性能進(jìn)行分析 對(duì)普通的液壓系統(tǒng)來說 將液壓回路每一段的壓力損失都 算出來 壓力沖擊算出來 還有發(fā)熱升溫等等這些數(shù)據(jù)都算出來 這樣這個(gè)系 統(tǒng)就更好的完善了 6 1 1 管路系統(tǒng)壓力損失 在確定下來系統(tǒng)的元件 還有輔助元件的規(guī)格 系統(tǒng)的管路大小之后 就 可以算出來系統(tǒng)的壓力 它主要有管路的沿程壓力損失 P 局部壓力損失 P1l 及閥類元件的局部損失 P 即 2l v P1l2l v 式中 2 1l Ld 2 2 2l v2 PvnQn2 式中 管道長度 m L 管道內(nèi)徑 m d 液流的平均速度 m s v 液壓油的密度 kg m 3 沿程阻力系數(shù) 局部阻力系數(shù) 閥的額定流量 m s Qn3 通過閥的實(shí)際流量 m s 閥的額定壓力損失 MPa Pn 29 6 1 2 沿程壓力損失的計(jì)算 在這個(gè)系統(tǒng)里面 沿程壓力損失有兩段 一段是在液壓泵到液壓缸的這個(gè) 沿程的上面 沿程大小是 1 7m 管道里面的直徑大小就是 0 032m 還有一L1 段是在液壓缸到油箱的這段 L 2 3m 管道里面的直徑大小就是 0 032m 2 由于系統(tǒng)在快進(jìn)的時(shí)候得到最大值 90L min 0 0015m s Qmax3 本設(shè)計(jì)選擇的液壓油運(yùn)動(dòng)粘度為 32mm s 密度為 900kg m 2 當(dāng)是回油管時(shí) 管道里的流量為最大值的一半即 0 00075m3 s 實(shí)際流速為 4 0 83m s2v d2240 153 815 2300Re2d 60 831 式中 液壓油運(yùn)動(dòng)粘度 6 1 3 管路內(nèi)的局部壓力損失 管道里面的局部壓力損失說的就是經(jīng)過管路的時(shí)候這關(guān)還有管接頭這個(gè)地 方的局部損失的壓力 還有經(jīng)過控制閥的局部壓力損失的總和 因?yàn)樵谡撐睦?面 設(shè)計(jì)的管路接頭還有折管不多 這個(gè)地方的壓力損失是沒有多大的 可以 看做是零 6 1 4 閥類元件的局部壓力損失 因?yàn)檫@個(gè)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)來說是簡單的 在控制閥里面損失壓力的就是 手動(dòng)換向閥 在這里對(duì)損失的壓力進(jìn)行計(jì)算 手動(dòng)換向閥的有關(guān)數(shù)據(jù)如下 0 001 0 02MPaA02m Pn 由流體力學(xué)知識(shí)得實(shí)際流量的計(jì)算公式 QCdA0 2np 式中 小孔流量系數(shù) 一般取 C 0 61Cd d 換向閥的額定壓力損失 MPa 從換向閥的技術(shù)參數(shù)里面查得 Pn 0 02MPa 液壓油的密度 kg m 3 30 得 0 61 0 001 0 0041m3 sQ90 12 6 0 02 10 0 0041 0 0042 0 019MPa Pv62 所以系統(tǒng)總的壓力損失 7502 19000 0 026502MPa1l2l Pv 可見本系統(tǒng)壓力損失很小 即液壓泵的出口壓力為 21 0 026502 21 026502 32MPa 通過算出來的數(shù)據(jù)就可以看出來 液壓泵打出來的壓力比額定壓力還要低 那么這個(gè)泵的選擇就是正確的 6 2 液壓系統(tǒng)熱分析及其計(jì)算 液壓系統(tǒng)的總損耗就是系統(tǒng)的壓力還有大小 以及機(jī)械三個(gè)方面的損失的 能量 這些損失的能量都可以轉(zhuǎn)變成為熱能 這樣液壓系統(tǒng)里面的油溫就變高 了 油溫太高之后就會(huì)有一些不好的影響出現(xiàn) 1 讓液壓油的粘度降低很多 泄漏也變大了 溶劑的效率也降低了很多 這就讓油液節(jié)流特征就產(chǎn)生變化 這樣一來速度就不穩(wěn)定了 2 會(huì)造成熱膨脹 這樣運(yùn)動(dòng)副中間的間隙就會(huì)有變化出現(xiàn) 間隙變小了 元件可能會(huì)卡死 就不能工作了 間隙變大了 泄漏就會(huì)變多了 3 密封軟管跟過濾器等這些輔助元件 他們都對(duì)溫度有限制 如果溫度 超過限制了 那么工作就沒有辦法進(jìn)行了 4 會(huì)讓設(shè)備的部件產(chǎn)生熱變形 導(dǎo)致它的精度下降 6 2 1 液壓泵功率損失產(chǎn)生的熱量 由計(jì)算公式 1 H1N 式中 液壓泵的輸入功率 kw 液壓泵的效率 0 8 9 6 1 0 8 1 92kw1 液壓油通過閥 孔 時(shí)產(chǎn)生的熱量 8 8 H2PQ 式中 通過閥 孔 的壓力降 一般換向閥取 0 05MPa P 通過閥 孔 實(shí)際流量 L s Q 31 0 05 10 172 10 60 143w 0 143kwH263 所以系統(tǒng)產(chǎn)生總的熱量 1 92 0 143 2 063kw H12 6 2 2 液壓系統(tǒng)的散熱計(jì)算 查閱有關(guān)