Y32-1000T三梁四柱液壓機(jī)設(shè)計(jì)【含開題報(bào)告及8張CAD圖紙】
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本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
論 文 題 目: Y32-1000T 四柱壓機(jī)設(shè)計(jì)學(xué) 院:專 業(yè) 、 班 級(jí):學(xué) 生 姓 名:(職稱):
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告要求
開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié),又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
(設(shè)計(jì))的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化,特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文(設(shè)計(jì))題目及研究領(lǐng)域;
2. 論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值;
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題;
2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路);
3. 本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果。三、論文(設(shè)計(jì))工作安排
1. 擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù));
2. 論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料,并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合,形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面,要求思路清晰,文理通順, 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工作開始后的前四周內(nèi)完成;
2. 開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過;
3. 開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生,須重做或補(bǔ)做合格后,方能繼續(xù)論文(設(shè)計(jì))工作,否則不允許參加答辯;
4. 開題報(bào)告通過后,原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師;
5. 開題報(bào)告的內(nèi)容,要求打印并裝訂成冊(cè)(部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上,但封面需按統(tǒng)一格式打?。?
一、選題依據(jù)
1. 論文(設(shè)計(jì))題目
Y32-1000T 四柱壓機(jī)設(shè)計(jì)
2. 研究領(lǐng)域
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化—機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)
3. 論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
液壓機(jī)是一種以液體為工作介質(zhì),用來傳遞能量以實(shí)現(xiàn)各種工藝的機(jī)器。液壓機(jī)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)的多領(lǐng)域,例如在鍛壓領(lǐng)域中,液壓機(jī)廣泛應(yīng)用于自由鍛造、模鍛、沖壓、擠壓、剪切、拉拔成型以及超塑性成型等許多工藝中;而在機(jī)械工業(yè)的其他領(lǐng)域,液壓機(jī)更被應(yīng)用于粉末制品、塑料制品、磨料制品、金剛石成型、校正壓裝、打包以及橡膠注塑成型等不同的工業(yè)領(lǐng)域。
四柱式液壓機(jī)主要分為:上缸式四柱液壓機(jī)、下缸式四柱液壓機(jī)。液壓機(jī)與機(jī)械壓力機(jī)相比,具有壓力和速度可在廣泛的范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)整,可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力,結(jié)構(gòu)布局靈活,各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作可很方便地達(dá)到所需要的配合關(guān)系等許多優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)液壓元件具有高度的通用化標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn),設(shè)計(jì)和制造均較為簡單。所以液壓機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各部門得到了日益廣泛的應(yīng)用。
四柱式液壓機(jī)的特點(diǎn):三梁四柱結(jié)構(gòu),經(jīng)濟(jì)適用,液壓控制采用插裝閥集成系統(tǒng), 減少泄露點(diǎn),動(dòng)作可靠,適用壽命長,可實(shí)現(xiàn)定壓和定程兩種成形工藝,具有保壓延時(shí)功能。由于四柱液壓機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便,應(yīng)用面廣,同時(shí)四柱液壓機(jī)的設(shè)計(jì)遵循一定的步驟,加工企業(yè)在面對(duì)不同用戶的需求時(shí)只需在原有系列四柱液壓機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)調(diào)整即可,因此在生產(chǎn)加工領(lǐng)域取得了廣泛發(fā)展。液壓技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)到半自動(dòng)化、自動(dòng)化的發(fā)展,從而也推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的向前發(fā)展。在整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)工程中,液壓傳動(dòng)技術(shù)扮演了舉足輕重的角色。
4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
早在 1662 年,帕斯卡就現(xiàn)了利用液體產(chǎn)生很大力量的可能性,1795 年,英國人Bramah 取得了第一個(gè)手動(dòng)液壓機(jī)的專利 。此外,在英國、法國、德國也先后建造過200~300MN 的各種大型模鍛液壓機(jī)。1976 年,在法國投產(chǎn)了在西歐最大的 650MN 模鍛液壓機(jī)。
我國液壓起步較晚,只有 50 年的發(fā)展歷史,80 年代以后我國液壓機(jī)開始進(jìn)入高速發(fā)展階段。目前,我國已建立自己的液壓機(jī)設(shè)計(jì)和制造行業(yè)。由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)比較成熟,目前國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展體現(xiàn)在新的方面。隨著比例伺服技術(shù)展,液壓機(jī)的停位精度、速度控制精度越來越高,液壓機(jī)趨向高精度發(fā)展。高速化、高效化、低能耗提高了液壓機(jī)的工作效率,降低生產(chǎn)成本;自動(dòng)化、智能化、微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。自動(dòng)化不僅現(xiàn)在加工,應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷好人調(diào)整,具有故障預(yù)處理的功能;液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化,集成的液壓系統(tǒng)減少了管路鏈接,有效的防治了泄露和污染,標(biāo)準(zhǔn)
化的元件為機(jī)器維修帶來了方便。
在國際上來看,由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟,國內(nèi)外機(jī)型無較大差距,主要差別在加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防治沖擊和震動(dòng)方面,有比較明顯的改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,國內(nèi)外液壓機(jī)都趨向于集成化、封閉式設(shè)計(jì),插裝閥、疊加閥和復(fù)合化原件以及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。特別是集成塊可以得到專業(yè)化的生產(chǎn),其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)的周期也特別短。
二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容
1. 重點(diǎn)解決的問題
(1) 液壓機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),
(2) 液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要包括:液壓系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算、液壓元件的選擇、液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算。
2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路)
( 1 ) 查閱資料,了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢(shì);
(2) 設(shè)計(jì)總體方案;
(3) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)液壓控制系統(tǒng),確定各個(gè)液壓元件的型號(hào)尺寸和液壓油
(4) 根據(jù)擬定方案,進(jìn)行液壓缸各部分的計(jì)算和校核,
3. 本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果
通過學(xué)習(xí)及查閱有關(guān)資料掌握四柱液壓機(jī)的工作原理以及其機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì), 了解現(xiàn)在四柱液壓機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)、相關(guān)技術(shù)的對(duì)比及市場前景。通過自主設(shè)計(jì)并選擇最合理的方案設(shè)計(jì)能夠得到以下結(jié)果:
(1)四柱液壓機(jī)工作原理及總體方案設(shè)計(jì); (2)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(裝配圖、零件圖) (3)設(shè)計(jì)說明書;
(4)與四柱液壓機(jī)相關(guān)的一篇外文翻譯(2000 字以上)。
三、論文(設(shè)計(jì))工作安排
1. 擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù));
技術(shù)參數(shù):液體最大壓力為 24-28MPa。運(yùn)行速度:空載上行:78-82mm/s,工作;8-10 mm/s,回程:45-50mm/s?;瑝K最大行程:880-900mm。
技術(shù)路線
a.查閱資料,了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢(shì); b.制定四柱液壓機(jī)總體方案設(shè)計(jì);
c.對(duì)四柱液壓機(jī)方案的具體部分進(jìn)行理論計(jì)算; d.進(jìn)行四柱液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
e.利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)方案進(jìn)行校核。2.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃
第一周至第二周:審題、查找資料、寫出文獻(xiàn)綜述。
第三周:開題報(bào)告。
第四周至第五周:完成系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。
第六周:完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)草圖,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算。
第七周至第十周:對(duì) Y32-1000T 四柱壓機(jī)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)、完善。第十一周至第十二周:完成所有的裝配圖和零件圖。
第十三周:總體完善,達(dá)到設(shè)計(jì)要求,完善畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。第十四周:制作 PPT,打印相關(guān)文件,準(zhǔn)備答辯。
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附:文獻(xiàn)綜述或報(bào)告一、引言
液壓機(jī)是一種以液體為工作介質(zhì),用來傳遞能量以實(shí)現(xiàn)各種工藝的機(jī)器。液壓機(jī)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)的許多領(lǐng)域,例如在鍛壓(塑性加工)領(lǐng)域中,液壓機(jī)被廣泛應(yīng)用于自由鍛造、模鍛、沖壓(板料成形)、擠壓、剪切、拉拔成形及超塑性成形等許多工藝中;而在機(jī)械工業(yè)的其他領(lǐng)域,液壓機(jī)被應(yīng)用于粉末制品、塑料制品、磨料制品、金剛石成形、校正壓裝、打包、壓磚、橡膠注塑成形、海綿鈦加工、人造板熱壓,乃至炸藥模壓等十分廣泛的不同工業(yè)領(lǐng)域。
二、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀
國內(nèi)液壓機(jī)的研究成果
在我國,液壓起步較晚,液壓行業(yè)的發(fā)展只有 50 年左右。
文獻(xiàn)【1】對(duì)四柱液壓機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析綜述。液壓機(jī)作為是一種重要的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備,其主機(jī)結(jié)構(gòu)是液壓機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,因?yàn)橹鳈C(jī)結(jié)構(gòu)往往決定性的影響其制造成本、技術(shù)性能和使用壽命等,所以目前針對(duì)液壓機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析方法主要是對(duì)主機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析?,F(xiàn)在對(duì)主機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析方法由最初材料力學(xué)方法 (許用應(yīng)力法)、發(fā)展為有限元分析法、模塊化和可適應(yīng)設(shè)計(jì)以及還在研究中極限狀態(tài)分析方法。材料力學(xué)分析法:1)以平面框架簡化代替對(duì)稱的空間框架。
2) 立柱與上、下橫梁為剛性連接。
3) 以集中力或均勾力代表工作紅對(duì)上橫梁或其他結(jié)構(gòu)的傳遞力。
4) 橫梁可以等簡化慣性矩的梁。設(shè)計(jì)者通常根據(jù)原始設(shè)計(jì)要求,參考同類型結(jié)構(gòu)的技術(shù)資料以及個(gè)人的經(jīng)驗(yàn),適當(dāng)改變某些設(shè)計(jì)參數(shù)或需要時(shí)制造一定比例的樣機(jī)模型試驗(yàn)。不斷反復(fù)分析計(jì)算結(jié)果或樣機(jī)模型實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料以后,直到獲得需要的設(shè)計(jì)為止。
有限元分析法:有限元分析作為求解數(shù)理方程的一種近似數(shù)值方法,利用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)技術(shù),可以計(jì)算節(jié)點(diǎn)的多元線性代數(shù)方程,從而給出構(gòu)件節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的應(yīng)力及變形。侯曉望對(duì)某型沖壓液壓機(jī)主要結(jié)構(gòu)靜態(tài)有限元分析以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,改進(jìn)結(jié)構(gòu)布局、改善應(yīng)力分布以及降低了液壓機(jī)機(jī)架的整體重量。吳生富綜合運(yùn)用有限元分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和實(shí)驗(yàn)測試等多種手段系統(tǒng)研究某大型液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)。首次考慮對(duì)大型液壓機(jī)進(jìn)行全預(yù)緊的有限元分析以及下梁整體性優(yōu)化,分析了活動(dòng)橫梁與立柱間接觸影響,最后制造了樣機(jī)模型驗(yàn)證并分析的合理性。
模塊化設(shè)計(jì)、可適應(yīng)設(shè)計(jì): 模塊化設(shè)計(jì)、可適應(yīng)設(shè)計(jì)都是近些年興起的設(shè)計(jì)方法。前者主要是指把產(chǎn)品在一定的范圍內(nèi)合理劃分創(chuàng)建一系列功能模塊的設(shè)計(jì)方法;后者是強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品幵始設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮其衍生、擴(kuò)展、提升等適應(yīng)能力。徐燕申為克服液壓機(jī)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)周期較長的局限,應(yīng)用以 CAD、CAE 技術(shù)為中心廣義模塊化設(shè)計(jì)思想,較好的改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足,改善了液壓機(jī)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性等。鐘偉弘根據(jù)液壓機(jī)框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),結(jié)合液壓機(jī)實(shí)例和產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)中柔性模塊、虛擬柔性模塊技術(shù), 建立編碼系統(tǒng)的液壓機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)設(shè)計(jì)制造模塊化的管理。徐銘章針對(duì)
液壓機(jī)可適應(yīng)平臺(tái)設(shè)計(jì),研究液壓機(jī)產(chǎn)品族優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。提出了整體框架式液壓機(jī)柔性模塊的結(jié)構(gòu)構(gòu)型模式,基于CAD/CAE 的液壓機(jī)可適應(yīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化系統(tǒng),為探討了整機(jī)拼裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一個(gè)新方向。耿文軒針對(duì)某重型液壓機(jī)的特點(diǎn),以活動(dòng)橫梁為例,研究了液壓機(jī)參數(shù)化產(chǎn)品平臺(tái)的建立流程,確定了主要結(jié)構(gòu)部件的參數(shù),建立可適應(yīng)產(chǎn)品模塊庫。陳黎卿等提出對(duì)某型汽車分動(dòng)器適應(yīng)性重構(gòu)分析。結(jié)合某三維繪圖軟件,開發(fā)汽車分動(dòng)器可適應(yīng)性的設(shè)計(jì)系統(tǒng),提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作效率和經(jīng)濟(jì)性。
極限狀態(tài)分析法:自前蘇聯(lián)科學(xué)家在 20 世紀(jì)初提出了金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)破損前塑性性能。針對(duì)傳統(tǒng)的許用應(yīng)力法的局限性以及對(duì)材料、載荷的研究,新的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法在不斷探索中。之后,科學(xué)家又根據(jù)載荷、材料、結(jié)構(gòu)及工況等具體情況,綜合破壞階段和許用應(yīng)力法的研究,提出按極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法。到了 20 世紀(jì)中后期,以數(shù)理統(tǒng)計(jì)概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,是國際在工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展方向。目前極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法有半概率法、近似概率法以及全概率法等大致三個(gè)分析方法。其中由于近似概率法對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方便,在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中較為被工程技術(shù)人員運(yùn)用。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法在水利橋梁、起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)以及其他機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用,是被廣大工程設(shè)計(jì)所認(rèn)可一種優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析方法。郭云智運(yùn)用極限狀態(tài)法計(jì)算某型起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性,證明其分的結(jié)果優(yōu)于以前的設(shè)計(jì)方法。建立大型框式液壓機(jī)上橫梁強(qiáng)度、剛度極限狀態(tài)數(shù)學(xué)函數(shù)方程,計(jì)算分析強(qiáng)度、剛度的可靠度以及偏心距與強(qiáng)度、剛度關(guān)系。確定了回轉(zhuǎn)支承構(gòu)件應(yīng)力、強(qiáng)度的影響因素以及分布類型,建立了回轉(zhuǎn)支承裝置的極限狀態(tài)方程,計(jì)算了回轉(zhuǎn)支承構(gòu)件的可靠度。滕媛媛和張青分別建立重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程,以載荷類別、材料性能、構(gòu)件幾何等為概率統(tǒng)計(jì)量并給出了實(shí)用設(shè)計(jì)公式。建立機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上探討關(guān)于 PSO、GA 的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可靠性研究方法,說明了 6δ 優(yōu)化的優(yōu)越性。
文獻(xiàn)[4]對(duì)四柱液壓機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。三梁四柱預(yù)緊力組合式是最常用的一種, 本文則針對(duì)三梁四柱式結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。上橫梁、下橫梁以及四根立柱構(gòu)成一 個(gè)封閉框架,活動(dòng)橫梁兩側(cè)各安放一個(gè)回程缸,回程時(shí)兩個(gè)回程缸工共同工作,拉 動(dòng)活動(dòng)橫梁回程。液壓機(jī)采用拉桿和立柱組合式,活動(dòng)橫梁由方柱導(dǎo)向而上下運(yùn)動(dòng), 方柱在預(yù)緊狀態(tài)下受壓應(yīng)力作用,拉桿上下兩端各有螺母產(chǎn)生的預(yù)緊力將上橫梁、 方柱和下橫梁預(yù)緊在一起。液壓機(jī)采用三個(gè)工作缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),中間為主缸,兩側(cè)各 為側(cè)缸,單獨(dú)主缸工作時(shí)產(chǎn)生一級(jí)壓力,兩個(gè)側(cè)缸同時(shí)工作時(shí)產(chǎn)生二級(jí)壓力,三個(gè) 缸同時(shí)工作時(shí)產(chǎn)生三級(jí)壓力。液壓機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖所示。
圖 1 液壓機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖
文獻(xiàn)[2][3][7]是對(duì)四柱液壓機(jī)主機(jī)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。液壓缸設(shè)計(jì)四柱式液壓機(jī)包括主液壓缸和頂出液壓缸,采用活塞式結(jié)構(gòu)。主液壓缸缸體依靠缸口臺(tái)肩及大鎖緊螺母緊固于上橫梁內(nèi),活塞下端用鎖緊螺母與活動(dòng)橫梁相連接,活塞頭部起導(dǎo)向作用,采用鑄鐵材料,活塞頭部外圓處有密封環(huán),內(nèi)圓裝有 “O”形圈,使液壓缸內(nèi)形成上下兩腔,缸 口部分同樣裝有密封 環(huán)及“O”形密封圈,借助法蘭鎖緊,保證下腔密封。頂出缸裝于工作臺(tái)中心孔內(nèi),用鎖緊螺母加以固定,結(jié)構(gòu)與主缸相同。
立柱的設(shè)計(jì) 從圖 1 液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)可以看出:立柱的受力情況是由液壓機(jī)結(jié)構(gòu)、工藝過程的受力和預(yù)緊狀態(tài)下的受力狀態(tài)決定的。因此,應(yīng)仔細(xì)分析以上各因素的影響,選擇合適的計(jì)算方法。一般有下面幾種情況:
第一,立柱頂緊狀態(tài)下的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。第二,中心裁荷下立柱的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。
第三,偏心負(fù)荷狀態(tài)下,對(duì)活塞式油缸、立柱和導(dǎo)套間隙均等狀態(tài)下,立柱的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。
第四,偏心負(fù)荷狀態(tài)下,對(duì)活塞式油缸、立柱和導(dǎo)向間隙不等,因此,僅
一側(cè)立往承受偏心負(fù)荷產(chǎn)生的水平力時(shí),立柱的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。
Y32-100 四柱液壓機(jī)上橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析
上橫梁安裝工作油缸,液壓機(jī)加壓工作時(shí),從圖 2 中可以看出,該液壓機(jī)上
橫梁為一種典型的箱型結(jié)構(gòu)。它是由一塊頂板 1003/1、一塊底板 1003/9、各兩塊側(cè)板 1003/5 和 1003/6、各四個(gè)彎板 1003/7 以及筋板 1003/4 等等組成。上橫梁頂、底板間沿徑向分布有四個(gè)支撐筋板,以提高其強(qiáng)度和剛度。上橫梁中 箱體中間焊接一個(gè)方形圍板,和四塊“米”字筋板一起承受油缸工作時(shí)載荷。 在上橫梁四個(gè)角上有四個(gè)直徑φ80mm 的立柱孔,用于左右和前后方向的定位立柱,每個(gè)立柱孔的上下兩個(gè)端面分別安裝有螺母,用于對(duì)上橫梁進(jìn)行垂直方向 的定位。由于在上橫梁的四個(gè)角安裝了立柱,為提高橫梁的強(qiáng)度和便于裝配螺 母,所以設(shè)計(jì)了彎板結(jié)構(gòu),在上橫梁四個(gè)角和兩邊的側(cè)板一起形成了四個(gè)中空 的柱體。橫梁的立柱中心距和安裝液壓缸的圓筒中心孔精度要求較高,提出了 相應(yīng)的公差要求,需在制造中重點(diǎn)保證。
圖 2 Y32-100 液壓機(jī)上橫梁結(jié)構(gòu)圖
文獻(xiàn)[11][12][13][15]是對(duì)四柱液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計(jì).液壓缸通過液壓 控制系統(tǒng),使活塞桿縮回或伸出,帶動(dòng)鋼絲繩通過定滑輪和動(dòng)滑輪使平臺(tái)上升或下降, 成升降工作。導(dǎo)向輪和安全制動(dòng)裝置的導(dǎo)向部分通過立柱進(jìn)行導(dǎo)向,以防止平臺(tái)在上升或下降時(shí)發(fā)生傾斜。平臺(tái)下降到地面時(shí),落到緩沖裝置上,減緩沖擊。它的制動(dòng)裝置是安全防下滑機(jī)構(gòu),保證在停電、鋼絲繩突然斷裂等意外情況下,平臺(tái)固鎖在 4 根
立柱上,在排除故障后,啟動(dòng)液壓系統(tǒng)平臺(tái)才可正常工作。
圖 3 四柱液壓升降機(jī)液壓控制系統(tǒng)原理圖
國外液壓機(jī)的研究成果
1795 年英國工程家布拉默根據(jù)帕斯卡原理制成了世界上第一個(gè)可以使用的水壓機(jī),隨后歐美等國在液壓機(jī)的研發(fā)上加大了資金投入,研發(fā)制造了一些噸位較大的液壓機(jī)。20 世紀(jì)初,伴隨著工業(yè)和科技的發(fā)展,液壓機(jī)的壓制噸位慢慢提高,其應(yīng)用場合也變得十分廣泛,至二戰(zhàn)結(jié)束已經(jīng)出現(xiàn) 150MN 和 300MN 的大型液壓機(jī)。為了推動(dòng)航空工業(yè)的發(fā)展,美國在 1955 年前后,研制出了兩臺(tái) 315MN 和 450MN 大噸位壓機(jī)。在 1955 年至 1960 年期間前蘇聯(lián)也研制出了幾臺(tái)大噸位水壓機(jī),其噸位最高為
700MN。另外,在當(dāng)時(shí)的歐洲各工業(yè)強(qiáng)國中也先后研制出了 3 萬噸左右的液壓機(jī)。法國在 2001 年對(duì)購買前蘇聯(lián) 650MN 液壓機(jī)的操作系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí),采用油控水技術(shù)提高了系統(tǒng)控制精度和自動(dòng)化水平。并且 2007 年法國成功制造了 40000 噸梁柱模鍛
液壓機(jī),成為發(fā)達(dá)國家中最新投產(chǎn)的 40000 噸級(jí)以上的液壓機(jī)。三、發(fā)展趨勢(shì)
同類產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)
1) 專門化,設(shè)計(jì)軟件能針對(duì)某一類型機(jī)床形成專門的設(shè)計(jì)系統(tǒng),比如三梁四柱式液壓機(jī) CAD 系統(tǒng),C 型框架液壓機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。該設(shè)計(jì)系統(tǒng)基本能涵蓋此類型機(jī)床主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求。
2) 智能化,該設(shè)計(jì)軟件能自動(dòng)生成三維實(shí)體圖形,自動(dòng)裝配,生成二維圖形和自動(dòng)進(jìn)行有限元計(jì)算等功能,設(shè)計(jì)人員主要工作是在界面輸入相關(guān)參數(shù),對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行判定,對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。大大減輕了設(shè)計(jì)人員的工作時(shí)間,使其主要精力放在更加關(guān)鍵的設(shè)備性能設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面。
3) 開放性,該設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有一定的擴(kuò)展功能,能拓展相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征庫和
結(jié)構(gòu)知識(shí)庫,比如加強(qiáng)筋形式的選擇問題,可以選米字筋或矩形筋,這為設(shè)計(jì)人員提供了開發(fā)新型液壓機(jī)提供了方便。
國際上的發(fā)展動(dòng)態(tài):
1) 高速化,高效化,低能耗。提高液壓機(jī)的工作效率,降低生產(chǎn)成本。
2) 機(jī)電液一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善。
3) 自動(dòng)化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化
提供了充分的條件。自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)的在加工,應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整,具有故障預(yù)處理的功能。
4) 液壓元件集成化,標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接,有效地防止泄漏和污染。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便。
四、存在問題
在機(jī)械加工中,液壓機(jī)的多缸同步運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)得到了極大的發(fā)展和提高。但是由于一些新的同步控制要求和液壓同步控制系統(tǒng)自身所具有的限制因素的影響,使得多個(gè)液壓缸同步控制技術(shù)的研究進(jìn)展受到一定的阻礙。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1) 液壓同步系統(tǒng)的缺陷。液壓同步系統(tǒng)有許多限制因素,諸如液壓系統(tǒng)油液的可壓縮性、系統(tǒng)摩擦的非線性、控制閥流量的非線性及系統(tǒng)的泄露等。所有的這些因素都不利于同步控制系統(tǒng)的研究,極大的影響了同步系統(tǒng)的精度。
(2) 油源壓力波動(dòng)。液壓機(jī)在工作時(shí)油源的壓力波動(dòng)將導(dǎo)致系統(tǒng)中液壓閥各項(xiàng)性能的變化,從而對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)性能產(chǎn)生影響,最終影響液壓機(jī)加工產(chǎn)品的質(zhì)量。
(3) 控制算法的局限性。現(xiàn)在一些新穎的控制算法,諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法、自適應(yīng)模糊控制算法、蟻群算法、粒子群算法、積分滑模變結(jié)構(gòu)控制算法等,由于這算法都存在一定的局限性,在液壓機(jī)同步控制系統(tǒng)中的應(yīng)用都受到很大限制。
指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(對(duì)選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱)
審
核
意 教研室主任意見
見
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學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見
簽字: 年 月 日公章:
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