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沈 陽(yáng) 化 工 大 學(xué) 科 亞 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目 100T 液壓機(jī)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 1103 學(xué)生姓名 楊鵬 指導(dǎo)教師 于玲 論文提交日期 2015 年 6 月 1 日 論文答辯日期 2015 年 6 月 5 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 1103 班 學(xué)生 楊 鵬 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目 100T 液壓機(jī)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 內(nèi)容 1 文獻(xiàn)綜述一份 A4 紙 小四字 3000 字以上 2 圖紙折合成 A1 號(hào) 2 5 張 液壓原理圖 裝配圖 零件圖 3 計(jì)算說(shuō)明書一份 A4 紙 小四字 20 頁(yè)以上 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 專題部分 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓缸設(shè)計(jì) 活塞桿設(shè)計(jì) 起止時(shí)間 2015 年 3 月 16 日 2015 年 6 月 4 日 指導(dǎo)教師 簽字 2015 年 3 月 16 日 摘要 對(duì)四柱型液壓機(jī)的設(shè)計(jì) 四柱液壓機(jī)主機(jī)由梁 柱 表 動(dòng)梁 主缸 頂出缸 如主機(jī)設(shè)計(jì)最大工作負(fù)荷為 1000000 牛 通過(guò)液壓缸的負(fù)載變化 情況分析 制定液壓系統(tǒng)原理圖 對(duì)電磁鐵的工作 主液壓缸的設(shè)計(jì) 主 要的尺寸和流量計(jì)算 主缸的交換控制行程開(kāi)關(guān) 安全極限速度的旅行 根據(jù)技術(shù)要求和液壓泵的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇液壓元件 如 GE 系列電磁閥 通 過(guò)液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升計(jì)算 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足液壓順序循環(huán) 的要求 四柱液壓機(jī)的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)塑性材料的鍛造 沖壓 冷擠壓 矯 直 彎曲成形工藝 用于液壓系統(tǒng)的 PLC 控制系統(tǒng) 通過(guò)泵和油缸及各種 液壓閥實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換 調(diào)節(jié)和輸送 完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán) 水工結(jié)構(gòu)緊湊 可靠的靈敏度和動(dòng)作速度 能耗小 噪音低 壓力和 行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)整 操作簡(jiǎn)單 關(guān)鍵詞 四柱液壓機(jī) 液壓系統(tǒng) PLC Abstract To the design of the four column hydraulic press four column hydraulic press is mainly composed of host beam column table moving beam master cylinder from the top of the cylinder The mainframe design maximum working load of the 1000 kn Conditions of the hydraulic cylinder hydraulic cylinder load analysis to determine the change of the hydraulic system development plan of action and the electromagnet work in order And the size of the main hydraulic cylinder design and calculation of main cylinder and the access and security the flow rate of the master cylinder stroke limit switch through the stroke control Calculated according to the technical requirement and the choice of the design of the hydraulic pump electromagnetic valve other gm series hydraulic components Hydraulic system pressure loss and temperature rise the design of the hydraulic system can satisfy the demands of action sequence cycle hydraulic four column hydraulic press is developed plastic material forging stamping cold room ion straightening bending and forming process PLC control system through a variety of hydraulic pump hydraulic cylinder and valve to realize the energy conversion the hydraulic system regulating and allocation finish all kinds of craft operating cycle A sensitive and reliable hydraulic machine structure is compact the movement speed energy consumption low noise pressure and stroke can be adjusted within the prescribed scope the operation is simple Keywords Four column hydraulic press hydraulic system PLC 目錄 第一章 緒論 1 1 1 概述 1 1 2 發(fā)展概況 2 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 3 2 1 載荷的組成和計(jì)算 3 2 1 1 主液壓缸載荷的組成與計(jì)算 3 2 1 2 繪制負(fù)載圖和速度圖 4 2 1 3 初選系統(tǒng)工作壓力 5 2 2 液壓系統(tǒng)及元件的設(shè)計(jì) 5 2 2 1 擬定液壓系統(tǒng)圖 5 2 2 2 電磁鐵動(dòng)作順序 7 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 9 3 1 液壓缸基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3 1 1 液壓缸的類型 9 3 1 2 缸口部分結(jié)構(gòu) 9 3 1 3 缸底結(jié)構(gòu) 9 3 2 缸體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3 2 1 液壓缸主要參數(shù)的確定 9 3 2 2 液壓缸動(dòng)作時(shí)的流量 11 3 2 3 缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3 2 4 活塞的設(shè)計(jì) 14 3 2 5 活塞桿的設(shè)計(jì) 16 3 2 6 導(dǎo)向環(huán)的設(shè)計(jì) 18 3 2 7 導(dǎo)向套的設(shè)計(jì) 18 3 2 8 缸蓋的設(shè)計(jì) 20 第四章 液壓元件的選擇及性能驗(yàn)算 22 4 1 液壓元件的選擇 22 4 1 1 液壓泵的選擇 22 4 1 2 GE 系列閥簡(jiǎn)介及選擇 23 4 1 3 輔助元件的選擇 24 4 1 4 管件的選擇及計(jì)算 25 4 1 5 油箱容量的確定 26 4 2 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 26 4 2 1 液壓系統(tǒng)壓力損失 27 4 2 2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 28 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 30 5 1 PLC 概述 30 5 2 控制部分設(shè)計(jì) 30 結(jié)論 35 參考文獻(xiàn) 致謝 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 0 第一章 緒論 1 1 概述 液壓機(jī)是一種以液體為工作介質(zhì) 用于運(yùn)輸?shù)哪茉磥?lái)實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)的機(jī)械 液壓 機(jī)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的機(jī)械行業(yè) 在工業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域 液壓機(jī)適用于粉末產(chǎn)品 鉆 石的形狀 磚成型 塑料制品 磨料產(chǎn)品 修訂打樁 橡膠注射成型等工作非常不同 的領(lǐng)域 液壓機(jī)主要由本體 電力系統(tǒng) 液壓控制系統(tǒng)三部分組成 三梁四柱型是最常見(jiàn) 的類型 如圖 1 1 所示 簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)組成 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 對(duì)很多工作壓力實(shí)現(xiàn) 更大的 工作空間 適應(yīng)性強(qiáng) 因此 有利于大型工件或更長(zhǎng)的抑制 高 由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 所以布置靈活 可與工藝要求的定向排列 活性橫梁總行程和速度可以在一定范圍內(nèi) 相當(dāng)程度上的調(diào)整 以適應(yīng)不同的要求 速度快的過(guò)程 通過(guò)閥門的不同組合實(shí)現(xiàn)不 同的工藝流程 安全性能高 不易過(guò)載保護(hù)模具 工作順利 沖擊 振動(dòng) 噪音小 有很多工人和車間的好處 圖 1 1 四柱液壓機(jī) 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 1 1 2 發(fā)展趨勢(shì) 隨著電子技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 信息技術(shù)的應(yīng)用 自動(dòng)控制技術(shù)和新技術(shù) 新 材料的發(fā)展 液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用也在不斷的創(chuàng)新 19 發(fā)展迅速 已廣泛應(yīng)用于國(guó)民 經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門 是一個(gè)廣泛和快速的發(fā)展 成為機(jī)床行業(yè)的一個(gè)重要組成部分 我們 的液壓機(jī)只有 50 年的發(fā)展歷史 在 80 年代 我國(guó)液壓機(jī)開(kāi)始進(jìn)入發(fā)展階段 目前 我國(guó)已經(jīng)建立了自己的設(shè)計(jì)和制造液壓 由于液壓系統(tǒng)和液壓機(jī)的結(jié)構(gòu) 它是完美的 而液壓機(jī)是一種體現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的發(fā) 展新目標(biāo)不僅體現(xiàn)在自動(dòng)化過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷和調(diào)節(jié)系統(tǒng) 具有故障預(yù)處理 液 壓元件集成化 標(biāo)準(zhǔn)化 減少液壓系統(tǒng)管道的連接和集成 泄漏損失和污染預(yù)防和控 制 標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)械維修配件方便 從國(guó)際上來(lái)看 由于技術(shù)的發(fā)展 模型沒(méi)有太大的差異 在國(guó)內(nèi)和國(guó)外 大部分的 區(qū)別在于加工和裝配 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 2 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 四柱液壓機(jī)的工作過(guò)程如下 在液壓缸開(kāi)始滑動(dòng) 快速向下緩慢的壓力繼續(xù)對(duì) 泄壓換向快速返回原位停止運(yùn)動(dòng)循環(huán) 液壓缸啟動(dòng)滑塊下 實(shí)現(xiàn) 背上呆下來(lái)原位停 止 的動(dòng)作循環(huán) 如 2 1 圖所示 圖 2 1 液壓機(jī)工作循環(huán)圖 2 1 載荷的組成和計(jì)算 2 1 1 主液壓缸載荷的組成和計(jì)算 作用在活塞桿的外荷載有工作載荷 摩擦的慣性力 的引導(dǎo)和速度變化的結(jié)果gFfF aF 1 工作載荷 gF 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 3 工件的壓制抗力即為工作負(fù)載 NF63g 108 9 10 2 導(dǎo)軌摩擦載荷 fF 摩擦阻力是指運(yùn)動(dòng)部件和軸承面之間的摩擦 2 1 Nf 外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力 N F 摩擦系數(shù) 分為靜摩擦系數(shù) 和動(dòng)摩擦系數(shù)f 3 0 2fs 1 0 5 d 靜摩擦阻力 0 259 80fsFN 動(dòng)摩擦阻力 14fd 3 慣性載荷 a 2 2 tvgGF a Nt80 5a 式中 g 重力加速度 g 9 80 2 ms 速度變化量 m s v 起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間 s 一般機(jī)械 0 1 0 5 輕載低速運(yùn)動(dòng)部件和重大價(jià)值加t 載組件 行走機(jī)械一般取 0 5 1 5 tv 2 s 以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷 工作載荷并非每個(gè)階段都在 如該階段 沒(méi)有工作 則 0 由于液壓缸參數(shù)未定 估算背壓力 FB 12000 N 自重 490GmgN 液壓缸的機(jī)械效率 一般取 0 90 0 95 m 2 3 m WF 液壓缸負(fù)載如表 2 1 所示 表 2 1 液壓缸各階段中的負(fù)載 工作狀態(tài) 負(fù)載組成 負(fù)載值 F N 推力 F Nm 啟動(dòng) GFfsb W8080N 8977 8N 加速 da8390N 9322 2N 快速下行 fb7590N 8433 3N 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 4 慢速加壓 GFgfd bW988590N 1098433 3N 快速返回 5390N 5988 9N 2 1 2 繪制負(fù)載圖和速度圖 由以上分析計(jì)算繪制主液壓缸負(fù)載圖和速度圖 如圖 2 2 圖 2 2 壓力機(jī)液壓缸的負(fù)載和速度圖 2 1 3 初選系統(tǒng)工作壓力 在重量輕 符合成本低 效率高 體積小 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作壓力 表 2 2 如表 2 3 所示 本設(shè)計(jì)工作壓力為 25 MPa 表 2 2 按載荷選擇工作壓力 載荷 KN 50 工作壓力 MPa 0 8 1 1 5 2 2 5 3 3 4 4 5 5 表 2 3 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī) 床 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 5 機(jī)械類型 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程建筑 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸機(jī)械 工作壓力 MPa 0 8 2 3 5 2 8 8 10 10 18 20 32 2 2 液壓系統(tǒng)及元件的設(shè)計(jì) 2 2 1 擬定液壓系統(tǒng)圖 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和工況圖 確定基本回路 擬定油路控制原理圖 如圖 2 3 圖 2 3 油路控制原理圖 1 主油箱 2 徑向柱塞泵 3 順序閥 4 先導(dǎo)式溢流閥 5 三位四通電磁換向閥 6 二位四通電磁換向閥 7 壓力繼電器 8 單向閥 9 壓力表 10 補(bǔ)油箱 11 液控單向閥 12 上缸 13 背壓閥 14 液控單向閥 15 行程開(kāi)關(guān) 16 下缸 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 6 17 節(jié)流閥 18 三位四通電液換向閥 圖 2 3 是液壓控制系統(tǒng)原理圖 在工作中 五電液換向閥 壓力油從泵型 2 為電 液換向閥 5 右為 12 腔 氣缸 電磁閥上腔充入氣缸油 6 回油通過(guò)下腔油缸 單向 順序閥 14 13 回壓閥和液壓通過(guò)電液換向閥 6 控制止回閥流回油箱 同時(shí) 在重力的作用下 氣缸 加速的快速運(yùn)動(dòng)下 在短暫時(shí)間缸腔使形成的真空 帶 通過(guò)液控單向閥 11 補(bǔ)油箱的油 10 被吸入缸腔 消除真空 保持在氣缸快速下降 當(dāng)氣缸帶動(dòng)上模和下模 模腔壓力油不斷進(jìn)入油缸 氣缸內(nèi)壓力開(kāi)始上升 由于油 壓力上升 填充液控單向閥的燃料罐關(guān)閉 切斷填充油箱供油 使氣缸 12 的下降速度 開(kāi)始慢 油缸腔壓力繼續(xù)上升 當(dāng)壓力超過(guò)壓力繼電器設(shè)定值 9 壓力繼電器信號(hào)控制 轉(zhuǎn)換到 5 電液換向閥 切斷油缸 12 腔 在停止運(yùn)動(dòng)的氣缸壓力 系統(tǒng)開(kāi)始 保壓后 電液換向閥 5 左連接 2 型高壓油泵 通過(guò)順序閥 3 通過(guò)電液換向閥 5 左 13 后 液控單向閥 單向閥 為 12 回壓閥 進(jìn)入油缸 12 的下腔 推動(dòng)油缸上升 運(yùn)動(dòng) 電磁閥 6 切換同時(shí)對(duì)左 填補(bǔ)油箱加速回程 通過(guò)液控單向閥 11 上的 12 腔回 油缸 流回到油箱 10 使氣缸可以快速返回原位 在中電液換向閥 5 電液換向閥 通過(guò)對(duì) 18 2 型高壓油泵 通過(guò)電液換向閥 18 左 16 下腔下進(jìn)入氣缸 氣缸 16 腔的油通過(guò)對(duì)左第十八電液換向閥 回在油箱上 工件在 缸 電液換向閥工件的 18 工作權(quán)后 在壓力油進(jìn)入油缸 15 腔 下腔油缸回油通過(guò)咬 閥后 罐筒下向下運(yùn)動(dòng) 回原位 12 當(dāng)壓力閥可防止油缸 12 腔油回流 行程開(kāi)關(guān) 15 是用來(lái)控制氣缸的上 下極限 位置時(shí) 壓力表顯示上 下油缸和整個(gè)系統(tǒng)的壓力 2 2 2 電磁鐵動(dòng)作順序 圖 2 3 油路控制原理圖中電磁鐵動(dòng)作順序見(jiàn)表 2 4 表 2 4 電磁鐵動(dòng)作順序表 電磁換向閥 電動(dòng)機(jī) 動(dòng)作名稱 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 1D 電機(jī)啟動(dòng) 快速下行 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 7 減速及壓制 保壓 卸壓 回程停止 頂出缸頂出 退回 靜止 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 8 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 3 1 液壓缸基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)液壓缸液壓系統(tǒng)元件 它是一種液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能 形成直線往復(fù)運(yùn) 動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換機(jī) 3 1 1 液壓缸的類型 單作用活塞式液壓缸是液壓缸使用 單作用活塞缸的活塞 活塞桿與導(dǎo)向套設(shè)有 密封 活塞桿 當(dāng)活塞室通風(fēng)與油回油腔壓力高 可實(shí)現(xiàn)工作流程 從相反的方向 當(dāng)油和回油 還可以實(shí)現(xiàn) 3 1 2 缸口部分結(jié)構(gòu) 壺嘴部分采用 Y 形密封圈 導(dǎo)向套 O 型防塵圈和鎖緊裝置 等 用于密封活塞桿 與導(dǎo)向 3 1 3 缸底結(jié)構(gòu) 常用的有平的 全面的和可拆卸的結(jié)構(gòu)形式圓筒的底部結(jié)構(gòu)形式 大多采用平面結(jié) 構(gòu)的整體結(jié)構(gòu) 3 1 4 緩沖裝置 緩沖裝置的工作原理是利用活塞和氣缸活塞和氣缸蓋的密封油的端部 迫使它從 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 9 油孔或縫 產(chǎn)生很大的阻力 在制動(dòng)使工作部件 逐漸緩慢的移動(dòng)速度 避免端蓋和 活塞的目的的影響 3 2 缸體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 2 1 液壓缸主要參數(shù)的確定 1 主缸的內(nèi)徑 公稱力 F 1000KN 1 106KN 液體最大工作壓力 P 25MPa 25 106 aP 求得活塞面積 0 04 3 1 S活 塞 FP2m 所以 0 04S活 塞 24D 2 即主缸內(nèi)徑 D 0 2257m 225 7mm 查表取 D 220mm 根據(jù)快上和快下的速度比值來(lái)確定活塞桿的直徑 2d D780 得 d 179 07m 按標(biāo)準(zhǔn)取活塞桿直徑 d m180 往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓缸的速度比 一般來(lái)說(shuō) 有 2 1 46 1 33 1 25 1 15 等不同 的速度比在表 3 1 給出了活塞桿直徑 d 和液壓缸直徑 D 通過(guò)上面的數(shù)據(jù)和實(shí)際的液壓缸的有效面積為 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 10 無(wú)桿腔 3799 3 2 1A24D 2m 有桿腔 12560 3 3 22 d 2 活塞桿面積 A 25434 3 4 1A22 表 3 1 d 和 D 的關(guān)系 1 15 1 25 1 33 1 46 2 d 0 36D 0 45D 0 5D 0 56D 0 71D 2 確定液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度 本課題給定了液壓缸的工作速度為 空程速度 27 sm 工作速度 12 回程速度 80 3 確定活塞桿的最大行程 本設(shè)計(jì)課題給定了活塞桿最大行程為 600mm 3 2 2 液壓缸動(dòng)作時(shí)的流量 液壓缸的流量通過(guò)工作速度和液壓缸的內(nèi)徑的確定 液壓缸的 V1 27 怠速 V2 12 的工作速度 V3 80 的回報(bào)率 3 24DVQ 5 空閑 Q1 V1 D2 0 027 米 秒 2 0 001026 立方米 秒 0 22 61 56 升 分 鐘 工作 Q2 V2 D2 0 012 米 秒 2 0 000456 立方米 秒 0 22 27 36 升 分 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 11 鐘 返回 Q3 V3 X D2 D2 0 08 米 秒 0 222 0 182 0 222 立方米 秒 60 升 分鐘 根據(jù)特定的處理要求不同的部件 系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)閥來(lái)控制組件的 CAN 高速調(diào)整 3 2 3 缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 缸筒的結(jié)構(gòu)和材料 在一般情況下 氣缸和氣缸蓋的結(jié)構(gòu)和材料的使用 在液壓缸 45 無(wú)縫鋼管 缸 筒所選材料性能如表 3 2 表 3 2 缸筒所選材料 型號(hào) MPab MPas 5 45 600 355 16 2 對(duì)缸筒的要求 a 內(nèi)表面與活塞密封件和導(dǎo)向套的摩擦作用下 能長(zhǎng)時(shí)間和減少磨損 尺寸公差等 級(jí) 形式和水平位置公差來(lái)密封活塞密封 b 有足夠的強(qiáng)度 能長(zhǎng)期承受工作壓力 并不會(huì)產(chǎn)生永久變形 并能承受活塞側(cè)向 力和反應(yīng)的安裝沒(méi)有彎曲 缸筒內(nèi)壁厚度 當(dāng) 3 2 16 時(shí) 用使用公式 D 3 MPaPaPy 25 1203 0m51c3 2 6 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 12 0 028m 取 0 02m 試驗(yàn)壓力 MPa 工作壓力 p 16MPa 時(shí) 1 5p 工作壓力 p 16MPa 時(shí) yP yP 1 25p y D 液壓缸內(nèi)徑 m 缸體材料的許用應(yīng)力 MPa nb 缸體材料的抗拉強(qiáng)度 MPa b 安全系數(shù) n 3 5 5 一般取 n 5 n 強(qiáng)度系數(shù) 一般取 1 包括在壁厚公差及腐蝕的附加厚度 通常一輪標(biāo)準(zhǔn)厚度值 c 在筒體的最大工作壓力為 25 MPa p 當(dāng) 時(shí) 材料使用不夠經(jīng)濟(jì) 應(yīng)改用高屈服強(qiáng)度的材料 23 D 3 缸筒的強(qiáng)度校驗(yàn) 在前一節(jié)中已經(jīng)確定了缸筒的內(nèi)徑 為 220mm 根據(jù)液壓缸標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)擬選缸 厚度為 20mm 則外徑 D 2 3 7 1D 260mm 現(xiàn)在校驗(yàn)它的強(qiáng)度 1D 額定壓力 必須要小于一個(gè)值 這樣缸筒才是符合強(qiáng)度要求的 即 nP 0 35 3 8 nPMpaDs21 式中 液壓缸額定壓力 MPa n 液壓缸外徑 m 1D 液壓缸內(nèi)徑 m 材料的極限應(yīng)力 MPa s pas35 所以 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 13 0 35 355nP26 0 35 3 Mpa 本設(shè)計(jì)的任務(wù)給 25 所以氣缸工作安全 4 液壓缸缸底厚度計(jì)算 缸筒底部為平面時(shí) 3 9 y43 0PDh 1205 1976 0 m843 取 5m0 h 式中 筒底厚度 m 液壓缸內(nèi)徑 m D 試驗(yàn)壓力 MPa yP 缸底材料的許用應(yīng)力 MPa 5 液壓缸固定螺栓直徑校核 3 10 sd ZkF2 5 式中 Z 固定螺栓數(shù) 取 Z 8 均布 F 液壓缸負(fù)載 k 螺紋擰緊系數(shù) k 1 12 1 5 這里取 1 3 1 2 2 5 為材料的屈服極限 SS 因?yàn)?Z 有一個(gè)較小的值 螺栓的直徑會(huì)更大 從而增加了安裝空間 安裝可能會(huì) 產(chǎn)生干擾 如果 Z 值太大 必然會(huì)加大調(diào)整的困難時(shí) 經(jīng)過(guò)綜合考慮 這里以 Z 8 所以 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 14 23 1mmsd2 1 035814 26 3 選擇 24 毫米的標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)實(shí)際情況 選擇普通的圓柱螺栓 通過(guò)對(duì)螺栓的檢查規(guī) 格機(jī)械設(shè)計(jì)指南 是 24 6 缸筒制造加工要求 a 端筒垂直度公差值可以根據(jù) 7 級(jí) 0 06 毫米的精度選擇 b 缸孔直徑圓度公差值按等級(jí) 9 10 和 11 選擇精度 0 046 毫米 圓柱度公差值應(yīng)按 8 級(jí)精度 0 02 毫米的選擇 c 回火熱處理 硬度 hb241 285 氣缸內(nèi)表面鍍鉻 30 到 40 微米的厚度 研磨或拋光 后鍍 缸筒的零件圖如 3 1 圖所示 圖 3 1 缸筒 3 2 4 活塞的設(shè)計(jì) 由于活塞液體壓力沿缸往復(fù)滑動(dòng)作用下 因此 它與氣缸的配合要適當(dāng) 不能太松或 太緊 也不能有間隙太大 1 活塞材料 查書 液壓工程手冊(cè) 可知 無(wú)導(dǎo)向環(huán)活塞 采用高強(qiáng)度鑄鐵或球墨鑄鐵 HT200 300 導(dǎo)向環(huán)活塞 采用優(yōu)質(zhì)碳鋼 20 35 號(hào) 45 本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)向環(huán)活塞 所以選擇 35 鋼 2 活塞結(jié)構(gòu)型式 選擇取決于活塞密封結(jié)構(gòu)的類型 分為兩類 整體和復(fù)合活塞 完全開(kāi)放的槽中 活塞 活塞環(huán) 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但活塞加工困難 密封安裝容易拉傷 活塞的結(jié)構(gòu)變化 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 15 主要取決于密封 依據(jù)以上知識(shí) 本設(shè)計(jì)采用組合式活塞 3 活塞的尺寸確定 活塞的直徑應(yīng)比缸內(nèi)徑略小 和連接之間的活塞和氣缸密封 根據(jù)密封圈的大小 來(lái)確定深度和寬度的槽 根據(jù)設(shè)計(jì)及安裝要求 設(shè)計(jì)出超越活塞直徑為 220 毫米 140 毫米的寬度 0 6 d 4 活塞的密封 密封 形式與活塞的結(jié)構(gòu)有關(guān) 一般有密封圈密封 活塞環(huán)密封 間隙密封 這里 的 O 型環(huán)密封 密封圈的選定根據(jù) 液壓工程手冊(cè) GB3452 3 88 選定 5 活塞的技術(shù)要求 a 圓柱度公差值的外徑 根據(jù)選定的 10 的精度 0 04 毫米的公差值 b 橫向軸內(nèi)孔垂直公差應(yīng)選擇耐熱性價(jià)值 而到 7 級(jí)精度 0 04 毫米 耐熱性 低 圖 3 2 活塞 3 2 5 活塞桿的設(shè)計(jì) 1 活塞桿的材料 在活塞桿的材料是 45 鋼 使用固體結(jié)構(gòu) 它采用雙端螺紋連接 活塞桿所選材料 如表 3 3 所示 表 3 3 活塞桿所選材料 型號(hào) MPab MPas s 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 16 45MnB 1030 835 9 2 活塞桿尺寸的確定 根據(jù)確定的氣缸活塞桿的行程長(zhǎng)度 這個(gè)話題表旅行 600 綜合技術(shù)要求 活塞桿的 長(zhǎng)度選擇為 800 毫米 由于 L A B L 1 2B L 100 140 30 600 70 800mm A 導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度 B 活塞寬度 L 液壓缸的最大行程 數(shù)值在后面 3 3 6 導(dǎo)向環(huán)設(shè)計(jì)中具體計(jì)算 3 活塞桿的技術(shù)要求 a 安裝活塞的軸肩端面與活塞桿的軸線直線度公差不大于 0 04 毫米 100 毫米 b 活塞桿的外圓粗糙度 Ra 值一般為 0 1 0 3 m c 在導(dǎo)套滑動(dòng)活塞桿 用 H8 H7 配合 d 安裝活塞軸頸圓柱對(duì)準(zhǔn)誤差不超過(guò) 0 01 毫米 e 活塞桿的熱處理 粗加工后調(diào)質(zhì)對(duì) 229 285 乙肝 必要時(shí)的硬度 再經(jīng)高頻淬火 硬度為 HRC45 55 f 為了提高耐磨性和防銹性 是鍍鉻活塞桿表面處理 拋光或研磨 g 活塞桿上的環(huán)槽 該線程和緩沖柱塞內(nèi)部也應(yīng)以同心軸的保證 尤其是緩沖活塞 和活塞桿 最好形成一個(gè)有機(jī)的整體 4 活塞桿直徑 d 的校核 3 11 4 Fd 103 m4 取 d 0 18m 滿足要求 式中 F 活塞桿上的作用力 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 17 活塞桿材料的許用應(yīng)力 1 4 b 5 活塞與活塞桿的連接 活塞與活塞桿連接有多種類型 它分為卡環(huán) 軸套螺母類型 類型的幾種類型 本設(shè)計(jì)采用螺母型連接 如圖 3 3 所示 圖 3 3 活塞桿 3 2 6 導(dǎo)向環(huán)的設(shè)計(jì) 生活導(dǎo)向環(huán)安裝在凹槽內(nèi)或在活塞桿導(dǎo)套的槽輪的大圓 為了使活塞和氣缸和活 塞桿和導(dǎo)套定位 并承受側(cè)力活塞與活塞桿 1 導(dǎo)向環(huán)的型式 導(dǎo)向環(huán)有嵌入型和浮動(dòng)型 嵌入式導(dǎo)環(huán) 生活在這個(gè)偉大的循環(huán)加工燕尾槽型截面 與銅或銅 QAl9 4 帶 表 面加工成略呈拱形 錘釘成槽 最后加工圓柱導(dǎo)向環(huán) 浮動(dòng)式導(dǎo)向環(huán) 采用高強(qiáng)度塑料帶 生活在巨大的矩形截面的凹槽內(nèi) 圈間隙 側(cè) 導(dǎo)環(huán)可以移動(dòng)的凹槽內(nèi) 并有一個(gè) 45 度的傾斜說(shuō) 本設(shè)計(jì)采用浮動(dòng)型導(dǎo)向環(huán) 2 導(dǎo)向環(huán)的尺寸 用不同的材料 在導(dǎo)向環(huán)的大小也不同 聚四氟乙烯 也有一個(gè)混合青銅粉 導(dǎo)向環(huán)導(dǎo)向環(huán)厚度可以達(dá)到 1 5 2 5 毫 米 寬 25 毫米 可 5 6 摻雜石墨纖維增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂導(dǎo)環(huán) 可用 3 厚度 5 毫米 寬度可 2 5 25 毫米 基于此 本設(shè)計(jì)采用聚四氟乙烯導(dǎo)向環(huán) 其厚度為 2 5 毫米 10 毫米寬 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 18 3 2 7 導(dǎo)向套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)套是指南的活塞桿導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu) 在形式的軸是通過(guò)印刷滾筒式 1 導(dǎo)向套的材料 導(dǎo)套磨損系數(shù)小 因此 采用青銅 2 導(dǎo)向套長(zhǎng)度的確定 導(dǎo)套短花長(zhǎng) 影響液壓缸的穩(wěn)定性和工作性能 因此 設(shè)計(jì)必須保證氣缸具有一 定的最小長(zhǎng)度 一般缸 最小長(zhǎng)度方向應(yīng)滿足 H 3 12 20DL 式中 L 為液壓缸的最大行程 L 600mm D 為液壓缸筒內(nèi)徑 D 220mm H 為導(dǎo)向套最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 所以 H 206 H 30 110 140mm 根據(jù)設(shè)計(jì)需求 選擇導(dǎo)套的長(zhǎng)度是 150 毫米 活塞寬度 b 0 6 D 132 毫米 以 B 140 毫米 根據(jù)液壓缸直徑 D 導(dǎo)套長(zhǎng)度的滑動(dòng)面 當(dāng) D80mm 時(shí) 取 d A 0 6d 108mm 取 100mm 3 導(dǎo)向套的密封 導(dǎo)向套與活塞桿之間的密封采用 O 形橡膠密封圈 根據(jù) GB T3452 1 1992 查閱 選 取 密封環(huán)內(nèi)徑 180mm 線徑 7mm 4 導(dǎo)向套的加工技術(shù)要求 a 與圓柱導(dǎo)向套和 H8 F7 端蓋 b 與 H8 H7 的內(nèi)孔和圓柱活塞桿 c 外圓與內(nèi)孔對(duì)準(zhǔn)誤差不超過(guò) 0 03 毫米 d 內(nèi)孔環(huán)槽和淺而寬的直槽 以保證良好的潤(rùn)滑 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 19 導(dǎo)套零件圖如圖 3 和 4 所示 圖 3 4 導(dǎo)向套 3 2 8 缸蓋的設(shè)計(jì) 1 缸蓋的材料和結(jié)構(gòu) 缸蓋分為左缸蓋和右缸蓋 其中一個(gè)油口位于左缸蓋之上 缸蓋的材料選擇 45 鋼 2 缸蓋的尺寸的確定 為定位基準(zhǔn) 氣缸蓋與氣缸壁接觸面 氣缸頭的大小是由導(dǎo)向套 氣缸 活塞桿 和夾具的尺寸確定 通過(guò)安裝條件確定法蘭尺寸 D1 為 220 毫米的內(nèi)徑相同 基本尺 寸 D3 采取相同的環(huán)直徑 200 毫米 3 缸蓋的技術(shù)要求 a 導(dǎo)向孔的表面粗糙度 Ra 1 25 微米的應(yīng) b 與氣缸直徑孔采用 H9 隨著活塞桿的活塞對(duì) H9 直徑緩沖合作 0 115 毫米的偏 差 c 與氣缸端面與活塞端面對(duì)軸線的垂直度誤差接觸不超過(guò) 0 04 毫米 直徑 100 毫 米 按 7 級(jí)精度的選擇 前后端蓋如圖 3 5 圖 3 6 所示 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 20 圖 3 5 前端蓋 圖 3 6 后端蓋 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 21 第四章 液壓元件的選擇及性能驗(yàn)算 4 1 液壓元件的選擇 根據(jù)系統(tǒng)的需求和設(shè)計(jì) 選擇合適的液壓元件 液壓系統(tǒng)中有一個(gè)重大的決定 所以液壓元件的選擇要適當(dāng) 4 1 1 液壓泵的選擇 液壓泵系統(tǒng)裝置的能量 它為系統(tǒng)提供壓力油 在液壓系統(tǒng)中起著心臟的作用 系 統(tǒng)工作周期主要是由相對(duì)低壓力大流量快速前進(jìn) 快速返回行程是在高壓力 小流量 的兩階段相應(yīng)的工作流程進(jìn)行 最大流量和最小流量的比例是非常大的 其相應(yīng)的時(shí) 間比小 這表明該系統(tǒng)工作在一個(gè)工作循環(huán)中的高壓小流量的時(shí)間 從提高系統(tǒng)的效率 由于大的額定壓力 25 MPa 它的體積和速度調(diào)節(jié)閥 節(jié)流 閥聯(lián)合調(diào)速電路 一方面可以穩(wěn)定運(yùn)行的穩(wěn)定性和速度 另一方面 能適應(yīng)交通 降 低系統(tǒng)的功率損耗和發(fā)熱 因此液壓泵選用徑向柱塞泵 a 確定液壓泵的最大工作壓力 pP 4 1 P 1 式中 P1 液壓缸的最大工作壓力 25Mpa 從液壓泵出口液壓缸的輸入之間的總線路損耗 能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇 線P 路簡(jiǎn)單 流速不大的取 0 2 0 5 Mpa 管路復(fù)雜 進(jìn)口有調(diào)速閥的取P 0 5 1 5 Mpa 從對(duì)部分工況分析 最大工作壓力的液壓缸在工作階段 25Mpa 1P 由于工作進(jìn)入液壓缸的輸入流量的舞臺(tái)很小 進(jìn)油成分較少 所以選擇泵缸進(jìn)油壓 力損失 0 4Mpa 所以 25 0 4 25 4Mpa P pP 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 22 b 確定液壓泵的流量 液壓缸的輸出流量為 maxqVvpK 式中 k 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取 k 1 1 1 3 最大的交通運(yùn)動(dòng)的液壓缸在同一時(shí)間 在工作過(guò)程中與節(jié)氣門控制系統(tǒng) maxVq 還必須結(jié)合溢流閥的最小流量 一般取 最大流量出現(xiàn)在快進(jìn)階段 所s 105 34 以 1 2 60L min 75 6L minvpq c 選擇液壓泵和電動(dòng)機(jī)的規(guī)格 根據(jù)以上的和值 根據(jù)提出的液壓泵系統(tǒng)中的形式 從人工檢查相應(yīng)的液壓泵 將有一定的壓力 使液壓泵 泵的額定壓力一般選擇 25 至 60 大于最大工作壓力 同 時(shí) 通過(guò)產(chǎn)品樣本驅(qū)動(dòng)檢查泵的功率是 10 千瓦 這個(gè)值完全可以滿足系統(tǒng)的需求 選 擇 JB 218 300 驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào) 其額定功率為 55 千瓦 1500 轉(zhuǎn) 分的速度 4 1 2 GE 系列閥簡(jiǎn)介及選擇 1 概述 GE 系列液壓閥 包括壓力 流量 方向控制三大類 70 多個(gè)品種的系列 近 3000 種規(guī)格的液壓閥是根據(jù)液壓系統(tǒng)的研制和開(kāi)發(fā)的特殊需要 滿足用戶的需求 2 GE 系列閥的選用 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)閥的實(shí)際流量元件和輔助元件 結(jié)合設(shè)計(jì)要求 選 題的具體型號(hào)和規(guī)格的液壓元件 如下 名稱 型號(hào) 額定壓力 最大流量 1 三位四通電磁換向閥 3WE6 50 W110R 16MPa 25L min 2 溢流閥 YF3 10L 6 3MPa 63L min 3 順序閥 XF3 10B 6 3MPa 63L min 4 二位四通電磁換向閥 22B E H6B 16MPa 25L min 5 單向閥 AF3 Eb10B 16MPa 40L min 6 背壓閥 FBF3 6B 6 3MPa 25L min 7 液控單向閥 YAF3 Eb10B 16MPa 8 節(jié)流閥 LF3 E6B 16MPa 25L min 4 1 3 輔助元件的選擇 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 23 1 濾油器的選擇 油過(guò)濾器 主要因素必須在過(guò)濾性能和過(guò)濾材料相容性的選擇考慮 通過(guò)與流量和 流量的波動(dòng)程度 更換油濾器 工作壓力與系統(tǒng)壓力穩(wěn)定和隨時(shí)間變化的 系統(tǒng)的工 作溫度 以及系統(tǒng)要求的過(guò)濾精度 等等 選擇濾油器應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 過(guò)濾器安裝注意機(jī)油濾清器殼標(biāo)記并正確安裝在系統(tǒng)中的流動(dòng)方向的時(shí)候 2 當(dāng)過(guò)濾器壓差指示器顯示紅色信號(hào) 在清洗或更換過(guò)濾器及時(shí) 3 清洗或更換過(guò)濾器 防止外界污染入侵系統(tǒng) 4 原有的金屬編織方孔篩網(wǎng)過(guò)濾器清洗 可用刷子刷洗汽油 等 5 濾芯清洗時(shí) 應(yīng)封鎖端口過(guò)濾 防止清潔污物進(jìn)入過(guò)濾器內(nèi)造成污染的腔 6 過(guò)濾器的工作能力 取決于濾筒的過(guò)濾面積 本身的性能 潤(rùn)滑油的粘度和溫度 前后的壓差和過(guò)濾 油中的固體顆粒含量 的壓差過(guò)濾網(wǎng)關(guān) 更大的阻力較小 油的 過(guò)濾能力大 根據(jù)上述要求 本課題選擇濾油器型號(hào) XU 50 200 1 空氣濾清器的選擇 一般應(yīng)蓋上空氣過(guò)濾器的設(shè)置 包括空氣濾清器 機(jī)油濾清器 選擇 技術(shù)參數(shù) 空氣阻力 0 02Mpa 加油網(wǎng)孔 0 5mm 2QU 2 選擇壓力表 選擇 Y 150T 3 選擇液位儀 在池壁水平儀上設(shè)置的水平 表明水平位置 選擇 YWZ 125T 4 1 4 管件的選擇及計(jì)算 1 確定油管的內(nèi)徑 在大多數(shù)液壓系統(tǒng)泄漏的問(wèn)題出現(xiàn)在管道接頭 因此對(duì)接頭形式的確定 管道和管 道的安裝應(yīng)考慮設(shè)計(jì) 油管直徑不宜選擇太大 不太小 對(duì)大型結(jié)構(gòu)過(guò)大 容易使液壓設(shè)備 過(guò)小 容 易使液體流量的增大 系統(tǒng)壓力損失增加或產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲 影響正常工作 管道的內(nèi)徑 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 24 d 4 2 vqV 4 式中 通過(guò)管道的流量 Vqsm 3 管內(nèi)允許流速 v 允許流速的推薦值如表 4 1 表 4 1 允許流速推薦值 液體流經(jīng)的管道 推薦速度 sm 液壓泵吸油管道 0 6 1 5 一般常取 1 液壓系統(tǒng)壓油管道 2 5 5 壓力高 管道短 粘性小 取最大值 液壓系統(tǒng)吸油管道 1 5 2 因此管道直徑計(jì)算如下 液壓泵吸油管道 0 036m 取 40mm1d13 460 1d 液壓系統(tǒng)壓油管道 0 016m 取 20mm25 32 液壓系統(tǒng)回油管道 0 029m 取 30mm3d1 460 3 3d 1 管路 管接頭的選擇 管接頭油管和油管 它必須具有安裝方便 連接牢固 密封可靠 外形尺寸小 流通能力大 壓力損失小 工藝性好的要求 管螺紋端連接線采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)米制錐螺紋 ZM 和普通細(xì)牙螺紋 M 細(xì)牙螺 紋密封性好 常用于高壓系統(tǒng) 但應(yīng)結(jié)合或 O 型密封環(huán)端面密封墊片 在大多數(shù)液壓系統(tǒng)泄漏的問(wèn)題出現(xiàn)在管道接頭 因此對(duì)接頭形式的確定 管道和 管道的安裝應(yīng)考慮設(shè)計(jì) 在這里選擇端直管接頭卡套式管接頭 gb3733 1 83 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 性能好 重量輕 體積小 使用方便 無(wú)需焊接等一系列優(yōu)點(diǎn) 4 1 5 油箱容量的確定 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 25 當(dāng)最初的設(shè)計(jì) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量 經(jīng)驗(yàn)公式為 4 3 Vqa 10 75 6L min 756L 式中 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 L min Vq 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 見(jiàn)表 4 2 a 表 4 2 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) a 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓機(jī)械 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機(jī)械 a 1 2 2 4 5 7 6 12 10 所以圓罐后選擇有效容積 V 800 L 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單打液壓傳動(dòng) 乍得 槽的長(zhǎng)度 寬度和高度的整體尺寸為 1300 毫米 分別為 1000 毫米和 1300 毫米 分離 罐一般有 2 5 4 毫米鋼板焊接 在這里選擇 6 毫米的罐壁厚度 底板厚度應(yīng)大于墻 的厚度 選擇 10 毫米 10 毫米厚的蓋子 4 2 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)中的一些參數(shù)進(jìn)行了估計(jì) 在系統(tǒng)的實(shí)際情況來(lái)看 涉及到各 種各樣的性能分析 主要包括液壓回路各段壓力損失的計(jì)算 統(tǒng)計(jì)損失和系統(tǒng)效率 沖擊壓力和加熱溫度 等 4 2 1 液壓系統(tǒng)壓力損失 壓力損失包括管路的沿程損失 管路的局部壓力損失 和閥類元件的局部1p 2p 損失 總的壓力損失為3p 4 321p 4 由于供油流量的變化 其快上是液壓缸的速度為 27mm s 此時(shí)油液在進(jìn)油管中的流速為 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 26 smsAqp 03 1 6104 75v 23 1 沿程壓力損失 設(shè)系統(tǒng)采用 N32 液壓油 室溫為 20 時(shí) 運(yùn)動(dòng)粘度 1 0 s 2 4 所以有 2300 液壓油在金屬管中為層流 d Rev 2401 1043 1 3 流動(dòng) 則阻力損失系數(shù) 若取進(jìn) 回油管長(zhǎng)度均為 0 5m 9 75Re 油液的密度為 則其進(jìn)油路上的沿程壓力損失為 3kg890m 4 2l1vdp 5 Pa23 0 18904 59 1056 875Pa 0 00157 6 0 00157MPa 2 局部壓力損失 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭和液壓閥的局部壓力損失壓力損失 一般以 摩擦壓力損失的 10 而通過(guò)閥的流量大小 后者 同理 快上時(shí)的回油路上的流量 min 9 24in 379412560 q122 LLApv 則回油路油管中的實(shí)際流速 ss 69 17 034602 v6 由此可以計(jì)算出 5307 湍流 43 m9 17d Res 則 按 0 086MPa5 20 3164 a102 5078961 2l 21 MPvp 3 總的壓力損失 由上面的計(jì)算所得可求得 4 6 21pA 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 27 86 0 379412560 157 0 0599MPa 4 2 2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 在整個(gè)工作周期 工作時(shí)間最長(zhǎng)的階段 最大的和熱值 正常情況下 工人進(jìn)入 大功率損耗引起的發(fā)熱值越大 所以只考慮工人的熱值 然后把它的價(jià)值分析 當(dāng) V 12mm s 時(shí) 即 v 720mm min min 36 27in 1036 27min 7 02 4vq2 LD 此時(shí)泵的效率為 0 8 泵的出口壓力為 25 4MP 則有 14 5KWKWP 845口 入 Fv61023109 輸 出 即 KWP13 2 輸 出 此時(shí)的功率損失為 14 5 13 2 1 3KW 4 口 出口 入 P 7 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般 取 CcmKW 23 102 油箱的散熱面積 A 為 4 22332 36 57065 65 0mV 8 系統(tǒng)的溫升為 12 1 4 36 5102t KAP 9 房間的溫度是 20 和熱平衡溫度為 32 1 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 成大先 P20 767 在油箱溫度一般推薦 30 65 計(jì)算表明 沒(méi)有超出允許范圍 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓缸的設(shè)計(jì) 28 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 29 第 5 章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 5 1 PLC 概述 隨著可編程控制器 PLC 控制部分的設(shè)計(jì) PLC 是一種計(jì)算機(jī)具有通用計(jì)算機(jī) 這是 類似的結(jié)構(gòu) 由中央處理單元 CPU 存儲(chǔ)器 RAM 輸入 輸出 I O 接口和電源 但它比一般的電腦連接到接口的工業(yè)過(guò)程和更多的直接自適應(yīng)控制的編程語(yǔ)言 5 2 控制部分設(shè)計(jì) 以歐姆龍 CPM1A PLC 控制 選擇 40 CDT D 芯片 該芯片的輸出形式為 T O 循環(huán) 掃描并立即刷新 可實(shí)現(xiàn) 40 點(diǎn)晶體管項(xiàng)目 編程語(yǔ)言是一種梯形圖 輸入 12 輸出 00000 00011 01000 01007 8 點(diǎn) 采用梯形圖編程方法 工藝流程一步步進(jìn)行 所以根據(jù)流程圖編寫要求 因?yàn)樗茄h(huán)的過(guò)程 所以幾個(gè)參加了編程時(shí)間延遲 圖 5 1 利用中間繼電器控制交流接觸器線圈電流和損耗 從而控制大負(fù)載 完成 從低電壓直流交流控制過(guò)渡 圖 5 1 繼電器 接觸器接口電路 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 30 表 5 1 表 5 2 表示 10 輸入地址和 7 個(gè)輸出 電路中的接線圖和梯形圖程序所指出 的 很容易在口譯過(guò)程中的內(nèi)容的理解 表 5 1 輸入元件地址分配表 控制元件 符號(hào) 編號(hào)地址 電機(jī)開(kāi)關(guān) SA1 00000 快速下行按鈕 SB2 00001 慢速下壓行程開(kāi)關(guān) SQ1 00002 保壓壓力繼電器 SP1 00003 卸壓回程開(kāi)關(guān) SQ2 00004 頂出缸停止按鈕 SB5 00005 頂出缸頂出按鈕 SB4 00006 頂出壓力停止壓力繼電器 SP2 00007 返回按鈕 SB6 00008 總停止按鈕 SB1 00009 表 5 2 輸出元件地址分配表 控制元件 符號(hào) 編程地址 電動(dòng)機(jī) KM 01100 電磁閥接觸器 1YA 01000 電磁閥接觸器 2YA 01001 電磁閥接觸器 3YA 01002 電磁閥接觸器 4YA 01003 電磁閥接觸器 5YA 01004 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 31 電磁閥接觸器 6YA 01005 圖 5 2 工藝流程體現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程 清晰的表達(dá)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況 圖 5 2 主要工藝流程 壓機(jī)工藝動(dòng)作 調(diào)整 按下相應(yīng)的按鈕來(lái)獲得相應(yīng)的處理動(dòng)作 松開(kāi)停止 半自動(dòng)過(guò)程的動(dòng)作 按下雙手按鈕 你可以得到滑塊的快與慢下壓制 壓力 卸壓回程 排磚 繪制過(guò)程 按下雙手按鈕 你可以滾出去在滑塊快 慢下來(lái)壓制 壓力 卸壓 回程 排磚 程序梯形圖 5 3 如下 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 32 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 33 圖 5 3 程序梯形圖 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 34 結(jié)論 1 本課題是對(duì)液壓系統(tǒng)的一個(gè)詳細(xì)設(shè)計(jì) 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 對(duì)當(dāng)前液壓技術(shù)的發(fā)展 概況和今后的發(fā)展趨勢(shì)有了仔細(xì)的了解 2 對(duì)主液壓缸進(jìn)行工況分析 確定負(fù)載圖和速度變化圖 擬定液壓原理圖以及電磁鐵 動(dòng)作順序表 3 根據(jù)液壓原理圖并從系統(tǒng)的技術(shù)要求出發(fā) 選擇液壓元件 本設(shè)計(jì)采用了徑向柱塞 泵作為供油源以及 GE 系列液壓閥 4 對(duì)主液壓缸進(jìn)行設(shè)計(jì) 確定各部分參數(shù) 繪制液壓缸 5 本設(shè)計(jì)采用 PLC 控制系統(tǒng) 操作清晰 維修方便 6 在查閱大量資料基礎(chǔ)上還可對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn) 在支撐部分安裝二通插裝閥可避免液 壓機(jī)橫梁下滑及響聲問(wèn)題 限于時(shí)間緊迫還未能設(shè)計(jì) 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 35 參考文獻(xiàn) 1 章宏甲 黃誼 液壓傳動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 2 雷天覺(jué) 液壓工程手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 3 路甬祥 液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 4 劉德新 袖珍液壓氣動(dòng)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 5 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 6 大連第二液壓件廠 液壓元件疊加閥 大連 第二液壓件廠 2000 7 廖念釗 古瑩罨 莫雨松等 互換性與技術(shù)測(cè)量 北京 中國(guó)計(jì)量出版社 2002 8 左健民 液壓與氣壓傳動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 9 王積偉 液壓傳動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 10 周士昌 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 11 官忠范 液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1997 12 李壽剛 液壓傳動(dòng) 北京 北京理工大學(xué)出版社 1994 13 董林福 趙艷春 液壓與氣動(dòng) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 14 俞新陸 液壓機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 15 倪洪啟 牛野 王樹(shù)強(qiáng) 四柱液壓機(jī)的 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)報(bào) 2011 3 59 62 16 王曄 楊明堂 150t 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓與氣壓 2010 7 57 59 17 宋麗華 毛君 四柱式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)床與液壓 2009 6 106 108 18 俞新陸 液壓機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1987 19 李長(zhǎng)久 PLC 原理及應(yīng)用 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 20 Fitch E C Hong IT Contamination for the Fluid power Industry HIAC ROYCO 1990 21 Ference Furesz etc Fundamentals of Hydraulic Power Transmission M NEW YORK 1998 22 Z J Lansky etc Industrial Pneumatic Control M NEW POWER 1986 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設(shè)計(jì) 36 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲 這也意味著我的大學(xué)生活就要結(jié)束了 學(xué)習(xí)生活的點(diǎn)滴 回首走過(guò)的歲月 在心里的感覺(jué) 當(dāng)我寫這篇畢業(yè)論文 有浮雕和遺憾的感覺(jué) 首先 我要感謝我的指導(dǎo)老師于老師設(shè)計(jì)的過(guò)程是辛苦的 但我在努力完成 于 老師的過(guò)程中給了我很大的幫助 沒(méi)有他的指導(dǎo)和嚴(yán)格要求 我也不能完成設(shè)計(jì) 每 次遇到問(wèn)題 我首先要向老師尋求幫助 并在每次老師無(wú)論多忙或閑 總是需要時(shí)間 來(lái)給我面試 然后一起討論解決方案 在日常工作中的老師 幫我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè) 階段 從選題到查閱資料 本文概述了期中變化的測(cè)定 每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行布局調(diào)整后 都給予了我悉心的指導(dǎo) 這幾個(gè)月來(lái) 老師不僅在學(xué)業(yè)上給了我細(xì)心的指導(dǎo) 而且在 思想上把我照顧得很好 在這祝向老師致以誠(chéng)摯的謝意和敬意 其次 感謝這四年來(lái)教我知識(shí)的老師 畢業(yè)論文能順利完成 最后 向所有幫助過(guò)我的四年大學(xué)生活中 所有的同學(xué)和朋友說(shuō)謝謝你 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 培養(yǎng)我們的實(shí)踐設(shè)計(jì)理論 訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)理論及相關(guān)課 程 并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力 鞏固 深化和擴(kuò)大機(jī)械設(shè)計(jì)的 相關(guān)知識(shí)有重要作用 畢業(yè)論文的寫作是一個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程 畢業(yè)論文的完成 同樣也意味著新的開(kāi) 始 生活 希望你在今后的生活中繼續(xù)追逐最初的夢(mèng)想 永不放棄