160t液壓機畢業(yè)設(shè)計說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄專心-專注-專業(yè) 電機轉(zhuǎn)子硅鋼片壓緊液壓機裝置及液壓系統(tǒng)設(shè)計摘要：本次設(shè)計為電機轉(zhuǎn)子硅鋼片壓緊液壓機裝置及液壓系統(tǒng)，主要對液壓機各零部件進行設(shè)計計算，以及系統(tǒng)原理圖的設(shè)計分析。該液壓機為三梁四柱液壓機，零部件主要包括液壓機主缸，滑塊，橫梁，立柱，充液閥，以及油箱。液壓機的主機主要由橫梁、滑塊、立柱、工作臺、導(dǎo)柱、主缸和頂出缸組成。通過對液壓機參數(shù)計算分析，對橫梁、滑塊、工作臺和導(dǎo)柱及其主要零件設(shè)計，進而可以完成總體方案設(shè)計?？傮w設(shè)計方案完成后進行液壓缸的設(shè)計計算并校核，電機及泵的選擇一系列的過程。確定液壓缸參數(shù)后對液壓元件進行選型，選擇合適的液壓元件從而保證液壓

2、系統(tǒng)運行穩(wěn)定。最后對液壓系統(tǒng)性能進行簡單驗算。本設(shè)計的液壓系統(tǒng)主缸能順利實現(xiàn)快速下行，緩慢加壓，保壓延時，釋壓，快速上行。頂出缸可以實現(xiàn)上頂，頂出桿回位等工作步驟。關(guān)鍵詞：液壓機；液壓泵；液壓系統(tǒng)；充液閥 Motor rotor of silicon steel pressure hydraulic press device and Hydraulic system design Abstract: The design of motor rotor for silicon steel pressure hydraulic press system and hydraulic system m

3、ainly to the hydraulic press design and calculate various spare parts and system diagram design analysis . The hydraulic press for three beam four pillars hydraulic press Parts mainly includes hydraulic press main cylinder, the slider, beam, support, filling valve, and tank. Hydraulic press host mai

4、nly by the beam, the slider, pole, working platform, guide pin, main cylinder and the top of the cylinder. Through the analysis of hydraulic parameters are calculated, the beams, the slider, table and the guide pin and its main parts design, and can be completed the overall design. The overall desig

5、n scheme after completing the design of hydraulic cylinder is calculated and checked, motor and pump selection of a series of process. Determine the parameters of hydraulic cylinder after selection of hydraulic components, select the appropriate hydraulic components to ensure the stable operation of

6、 the hydraulic system. The last of the hydraulic system performance checking the simple. The design of the hydraulic system main cylinder can realize smoothly fast descending, slow compression, the rolling, discharging, rapid upward. Ejector cylinder can realize on top, ejector bar and steps back. K

7、ey word: Hydraulic press；Hydraulic pump；Hydraulic system；prefill valve第1章 緒 論1.1概述 本次設(shè)計題目是電機轉(zhuǎn)子硅鋼片壓緊液壓機裝置及液壓系統(tǒng)設(shè)計，液壓機是利用液體來傳遞壓力的液壓設(shè)備，液體在密閉的容器中傳遞壓力時是遵循帕斯卡定律。液壓機的液壓傳動系統(tǒng)由動力機構(gòu)、控制機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、輔助機構(gòu)和工作介質(zhì)組成。本機器采用三梁四柱結(jié)構(gòu)形式，機身由工作臺、滑塊、上橫梁、立柱、鎖母和調(diào)節(jié)螺母等組成。四柱式結(jié)構(gòu)為液壓機最常見的結(jié)構(gòu)形式之一。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點是工作空間寬敞、便于四面觀察和接近模具。整機結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，但立

8、柱需要大型圓鋼或鍛件。液壓機在一定的機械、電子系統(tǒng)內(nèi)，依靠液體介質(zhì)的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實現(xiàn)機械功能的輕巧化、科學(xué)化、最大化。液壓機械具有重量輕、功率大、結(jié)構(gòu)簡單、布局靈活、控制方便等特點，速度、扭矩、功率均可做無級調(diào)節(jié)，能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬，快速性能好，工作平穩(wěn)、噪音小. 適用于金屬材料壓制工藝,如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可從事于校正、壓裝、砂輪成型、冷熱擠壓金屬等同樣適應(yīng)于非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、粉末冶金、絕緣材料等壓制成型，以及有關(guān)壓制方面的新工藝、新技術(shù)的試驗研究等。已經(jīng)廣泛應(yīng)用到醫(yī)療、科技、軍事、工業(yè)、自動化生產(chǎn)、運輸、礦山、建筑、航空等領(lǐng)域。本次

9、設(shè)計盡量做到按照液壓系統(tǒng)規(guī)定的動作圖表驅(qū)動電機、選擇規(guī)定的工作方式，在發(fā)訊元件的指令下，使有關(guān)電磁鐵的動作以完成點動和半自動循環(huán)指定的工藝動作。設(shè)電氣控制箱，除依據(jù)機器部分的需要必須分散安裝于各處的電器元件（如：電動機、電磁鐵、接近開關(guān)、壓力繼電器）外，其它電器均集中安裝在電氣控制箱內(nèi)，操作人員只需操縱相應(yīng)的開關(guān)按扭，即可對機器進行操作。 圖1.1四柱液壓機1.2發(fā)展趨勢 1.高速化，高效化，低能耗，提高液壓機的工作效率，降低生產(chǎn)成本。 2.機電液一體化。充分合理利用機械和電子方面的先進技術(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善。 3自動化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件

10、。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(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)化的元件為機器的維修帶來方便。5.采用靜壓技術(shù)，新型密封材料，減少磨擦損失。發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。6.改善液壓系統(tǒng)性能，采用負荷傳感系統(tǒng)，二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。第2章 液壓機參數(shù)確定2.1 液壓機基本技術(shù)參數(shù)160噸液壓機設(shè)計要求1 主缸公稱壓力 1600KN2 主缸回程力 320KN3 頂出缸公稱壓力 200KN4 頂出缸回程力 120KN5 滑塊距工作臺最大距離 1

11、150mm6 滑塊行程 600mm7 頂出行程 200mm8 主缸工作壓力 25Mpa 9 滑塊速度 空程速度 80mm/s 擠壓速度 8 mm/s 回程 60mm/s10 頂出速度 頂出 70mm/s 回程 80m/s2.2 工況分析液壓缸的負載主要包括：外負載、慣性阻力、重力、密封力和背壓閥阻力。2.2.1 外負載壓制時外負載：=160KN 快速回程時外負載：=32KN摩擦負載 靜摩擦阻力： 動摩擦阻力： 2.2.2 移動部件自重為： N2.2.3 慣性阻力： 式中： g 重力加速度。單位為。 G 移動部件自重力。單位為。 在t時間內(nèi)速度變化值。單位為。 啟動加速段或減速制動段時間。單位為

12、。2.2.4 密封阻力： 一般按經(jīng)驗?。‵為總負載）在未完成液壓系統(tǒng)設(shè)計之前，不知道密封裝置的系數(shù)，無法計算。一般用液壓缸的機械效率加以考慮，。2.2.5 背壓阻力：背壓阻力位液壓缸回油路上的阻力，初算時，其數(shù)值待系數(shù)確定后才能定下來。其中： 液壓缸的機械效率，一般取=0.9-0.97。根據(jù)以上分析，可計算出液壓缸各動作階段中負載，見表2.1表2.1 各運動階段負載表運動階段計算公式負載F/N液壓缸負載（N）快進啟動40204467加速47825313勻速45105011工進15954901772767快退3254903616562.3 繪制主缸的負載圖和速度圖 圖2.1主缸負載圖圖2.2 主

13、缸速度圖第3章 液壓機系統(tǒng)原理圖設(shè)計3.1 擬定液壓系統(tǒng)原理圖圖2.3 液壓系統(tǒng)原理圖1、油箱2、斜盤式軸向柱塞泵（恒功率輸出液壓泵），3、三相異步電動機，4、20單向閥，5、減壓閥，6、8、9、13、14、23、溢流閥，7、15、16、22、電磁換向閥，10節(jié)流閥， 11、26、壓力表，12、頂出缸，17、27、液控單向閥，18、順序閥，19行程開關(guān)，21、可調(diào)節(jié)流閥，20、主液壓缸，25、壓力繼電器，26、補油油箱1啟動：電磁鐵全斷電，主泵卸荷。 主泵（恒功率輸出）電磁換向閥15的M型中位電磁換向閥7的K型中位油箱2液壓缸24活塞快速下行： 1YA、5YA通電，電磁換向閥15右位工作，道通

14、控制油路經(jīng)電磁換向閥16，打開液控單向閥17，接通液壓缸24下腔與液控單向閥17的通道。進油路：主泵（恒功率輸出）電磁換向閥15單向閥20液壓缸24上腔回油路：液壓缸24下腔液控單向閥17電磁換向閥15右位電磁換向閥7的K型中位油箱液壓缸活塞依靠重力快速下行：大氣壓油吸入閥27液壓缸24上腔的負壓空腔。3.液壓缸24活塞接觸工件，開始慢速下行（增壓下行）。液壓缸活塞碰行程開關(guān)2ST使5YA斷電，切斷液壓缸24下腔經(jīng)液控單向閥17快速回油通路，上腔壓力升高，同時切斷（大氣壓油充液閥27上液壓缸24上腔）吸油路。進油路：主泵（恒功率輸出）電磁換向閥15右位單向閥20液壓缸24上腔回油路：液壓缸24

15、下腔順序閥18電磁換向閥15電磁換向閥7的K型中位油箱4保壓：液壓缸24上腔壓力升高達到預(yù)調(diào)壓力，電接觸壓力表26發(fā)出信息，1YA斷電，液壓缸16進口油路切斷， 當(dāng)液壓缸16上腔壓力降低到低于電接觸壓力表26調(diào)定壓力，壓力繼電器25會使1YA通電，動力系統(tǒng)又會再次向液壓缸24上腔供應(yīng)壓力油。主泵（恒功率輸出）電磁換向閥15的M型中位電磁換向閥7的K型中位油箱，主泵卸荷 5保壓結(jié)束、液壓缸24上腔卸荷：保壓時間到位，時間繼電器發(fā)出信息， 2YA通電（2ST斷電），主泵1電磁換向閥15的大部分油液經(jīng)溢流閥23流回油箱，壓力不足以立即打開充液閥27通油箱的通道，只能先卸荷，實現(xiàn)液壓缸24上腔（只有極

16、小部分油液經(jīng)卸荷閥口回油箱）先卸荷，后通油箱的順序動作，電磁換向閥6YA通電，對主缸上腔壓力進行卸荷，此時：主泵1大部分油液電磁換向閥15可調(diào)節(jié)流閥21油箱6液壓缸16活塞快速上行： 液壓缸24上腔卸壓達到充液閥27開啟的壓力值時，電磁換向閥22復(fù)位，實現(xiàn)：進油路：主泵1電磁換向閥15液控單向閥17液壓缸24下腔回油路：液壓缸24上腔充液閥27副油箱7頂出工件：液壓缸24活塞快速上行到位，碰行程開關(guān)1ST，2YA斷電，電磁換向閥15復(fù)位，3YA通電，電磁換向閥7左位工作進油路：主泵1電磁換向閥15的M型中位電磁換向閥7液壓缸12下腔回油路：液壓缸12上腔電磁換向閥7油箱8頂出活塞退回：4YA通

17、電，3YA斷電，電磁換向閥7右位工作進油路：主泵1電磁換向閥15的M型中位電磁換向閥7液壓缸12有桿腔回油路：液壓缸12無桿腔電磁換向閥7油箱3.2 電磁鐵動作順序表表2.1電磁鐵動作順序表動作名稱電磁換向閥電動機1YA2YA3YA4YA5YA6YA 1M電機啟動-+快速下行+-+-+減速壓制+ - - - - -+保壓- - - - -+卸壓 -+ - - -+回程- + - - - -+頂出缸頂出 - - + - - -+退回 - - -+ - -+靜止 - - - - - - -第4章 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核4.1 液壓缸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1.1 液壓缸的類型圖3.1 雙作用單活塞桿液壓缸

18、液壓缸選用雙作用單活塞桿液壓缸，活塞在行程終了時緩沖。因為工作過程中需要往復(fù)運動，從圖可見，油缸被活塞頭分隔為兩腔，側(cè)面有兩個進油口，因此，可以獲得往復(fù)的運動。實質(zhì)上起到兩個柱塞缸的作用。此種結(jié)構(gòu)形式的油缸，在中小型液壓機上應(yīng)用最廣。4.1.2 鋼筒的連接結(jié)構(gòu)在設(shè)計中由于缸筒壁厚較厚所以上、下缸都選擇螺釘法蘭連接的方式。這種結(jié)構(gòu)簡單，易加工，易裝卸。4.1.3 缸口部分結(jié)構(gòu)缸口部分采用了Y形密封圈、導(dǎo)向套、O形防塵圈和鎖緊裝置等組成，用來密封和引導(dǎo)活塞桿。由于在設(shè)計中缸孔和活塞桿直徑的差值不同，故缸口部分的結(jié)構(gòu)也有所不同。4.1.4 缸底結(jié)構(gòu)缸底結(jié)構(gòu)常應(yīng)用有平底、圓底形式的整體和可拆結(jié)構(gòu)形式。

19、平底結(jié)構(gòu)具有易加工、軸向長度短、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。所以目前整體結(jié)構(gòu)中大多采用平底結(jié)構(gòu)。圓底整體結(jié)構(gòu)相對于平底來說受力情況較好，因此，在相同應(yīng)力，重量較輕。另外，在整體鑄造的結(jié)構(gòu)中，圓形缸底有助于消除過渡處的鑄造缺陷。但是，在液壓機上所使用的油缸一般壁厚均較大，而缸底的受力總是較缸壁小。因此，上述優(yōu)點就顯得不太突出，這也是目前在整體結(jié)構(gòu)中大多采用平底結(jié)構(gòu)的一個原因。然而整體結(jié)構(gòu)的共同缺點為缸孔加工工藝性差，更換密封圈時，活塞不能從缸底方向拆出，但由于較可拆式缸底結(jié)構(gòu)受力情況好、結(jié)構(gòu)簡單、可靠，因此在中小型液壓機中使用也較廣。在設(shè)計中選用的是圓底結(jié)構(gòu)。4.2 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)確定4.2.1 液壓

20、缸的設(shè)計4.2.1.1 計算液壓缸尺寸選用液壓缸，應(yīng)綜合考慮以下兩個方面：1應(yīng)從占用空間的大小、重量、剛度、成本和密封性等方面，比較各種液壓缸的缸筒、缸蓋、缸底、活塞、活塞桿等零部件的結(jié)構(gòu)形式、各零部件的連接方式，以及油口連接方式，密封結(jié)構(gòu)、排氣和緩沖裝置等。2應(yīng)根據(jù)負載特性和運動方式綜合考慮液壓缸的安裝方式，使液壓缸只受運動方向的負載而不受徑向負載。液壓缸的安裝方式有法蘭型、銷軸型、耳環(huán)型、拉桿型等安裝方式，在選定時，應(yīng)使液壓缸不受復(fù)合力的作用并應(yīng)考慮易找正性、剛度、成本和可維護性等。綜合考慮液壓缸的結(jié)構(gòu)和安裝方式后，即可確定所需液壓缸的規(guī)格。液壓缸由缸筒、活塞、活塞桿、端蓋和密封件等主要部

21、件構(gòu)成。液壓缸可作成缸筒固定活塞桿運動形式和活塞桿固定缸筒運動形式。本設(shè)計所采用的是缸筒固定活塞桿運動形式。為滿足各種機械的不同用途，液壓缸種類繁多，其分類根據(jù)結(jié)構(gòu)作用特點，活塞桿形式、用途和安裝支撐形式來確定。按供油方式可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只往缸的一側(cè)輸入壓力油，活塞僅作單向出力運動，靠外力使活塞桿返回。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油，活塞的正反向運動均靠液壓力來完成。所以本液壓系統(tǒng)選用雙作用單活塞桿液壓缸，如圖3.2液壓執(zhí)行元件實質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，液壓缸把輸入液體的液壓能轉(zhuǎn)換成活塞直線移動或葉片回轉(zhuǎn)擺動的機械能予以輸出。所謂輸入的液壓能是指輸入工作液體所具有的流量Q

22、和液力P，輸出的機械能對活塞桿缸是指葉片軸擺動時所具有的速度V和扭矩M。這些所有參數(shù)都是靠工作容積的變化來實現(xiàn)的，所以說，液壓缸也是一種容積式的執(zhí)行元件，它具有容積液壓元件的共性。圖3.2 液壓缸計算簡圖本設(shè)計采用雙作用單活塞桿油缸。當(dāng)無桿腔為工作腔時 （3.1） 有桿腔為工作腔時 （3.2）當(dāng)用以上公式確定液壓缸尺寸時，需要先選取回油腔壓力，即背壓P2和桿徑比d/D.表3.2所列為根據(jù)回路特點選取背壓的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。表3.2 背壓經(jīng)驗數(shù)據(jù)回路特點背壓（MPA）回路特點背壓（MPA）回油路上設(shè)有節(jié)流法0.20.5采用補油泵的閉式回路11.5回油路上有背壓閥或調(diào)速閥0.51.5根據(jù)上表選P2為0.6

23、桿徑比d/D一般下述原則選取：當(dāng)活塞桿受拉時，一般取d/D=0.30.5,當(dāng)活塞桿受壓時，為保證活塞桿的穩(wěn)定性，一般取d/D=0.50.7。桿徑比d/D還常常用液壓缸的往返速比i=（其中分別為液壓缸的正反行程速度）的要求來選取，其經(jīng)驗數(shù)據(jù)如表3.3所列。表3.3 液壓缸常用往返速比i1.11.21.331.461.612dD0.30.40.50.550.620.7一般工作機械返回行程不工作，其速度可以大一些，但也不宜過大，以免產(chǎn)生沖擊。一般認為i1.61較為合適。如采用差動連接，并要求往返速度一致時，應(yīng)取=，即d=0.7D.即d/D=0.7,即i=2。由表2.1可知最大負載為工進階段F=172

24、767N，有工進時的負載計算液壓缸的面積 表3.4 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列81012162025324050638090100（110）125（140）160（180）200（220）250320400500630根據(jù)上表，將所得液壓缸尺寸圓整到標(biāo)準(zhǔn)值為D=320表3.5 活塞桿直徑系列45678101214162022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400由上表圓整到標(biāo)準(zhǔn)值為d=220以上兩表分別選自（GB2348-80），圓整到此標(biāo)準(zhǔn)值，是為制造時采用標(biāo)準(zhǔn)的密封件。由此，液壓缸內(nèi)徑與活塞桿直徑變?yōu)橐阎?，所?/p>

25、又可求出液壓缸無桿有效面積。 4.2.1.2 主缸實際壓力: （3.3）4.2.1.3 主缸實際回程力: （3.4）4.2.1.4 頂出缸的直徑:由于頂出缸工作負載比主缸小很多，所以在此取頂出缸壓力為10Mpa （3.5）考慮到負載的力有時可能偏大，所以按標(biāo)準(zhǔn)取整=0.2m4.2.1.5 頂出缸的活塞桿直徑d=0.7D=0.14 （3.6）按標(biāo)準(zhǔn)取整=0.14m4.2.1.6 頂出缸實際頂出力 （3.7）4.2.1.7 頂出缸實際回程力： （3.8）4.2.2 各缸動作時的流量： 4.2.2.1 主缸進油流量與排油流量：（1）快速空行程時的活塞腔進油流量= （3.9）（2）快速空行程時的活塞腔

26、的排油流量= （3.10）(3)工作行程時的活塞腔進油流量= （3.11）(4)工作行程時的活塞腔的排油流量= （3.12）（5）回程時的活塞桿腔進油流量= （3.13）（6）回程時的活塞腔的排油流量= （3.14）4.2.2.2 頂出缸的進油流量與排油流量：(1)頂出時的活塞腔進油流量= （3.15）（2）頂出時的活塞桿的排油流量= （3.16）（3）回程時的活塞桿腔進油流量= （3.17）（4）回程時的活塞腔的排油流量= （3.18）4.2.3 上缸的設(shè)計計算4.2.3.1 筒壁厚計算表3.6上缸鋼筒所選材料型號MPaMPa%4561032014鍛鋼：=110120MPa ；鑄鋼：=100

27、110MPa ；高強度鑄鐵：=60MPa ；灰鑄鐵：=25MPa ；無縫鋼管：=100110MPa 。壁厚計算公式如下：公式: =+ （3.19）式中： 液壓缸壁厚（m）；D液壓缸內(nèi)徑（m）；實驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.251.5）倍；鋼筒材料的許用應(yīng)力，M =/n-鋼筒材料的抗拉強度，M n安全系數(shù)，通常取n=5當(dāng)時,材料使用不夠經(jīng)濟,應(yīng)改用高屈服強度的材料。主缸壁厚計算，將D=0.32m ；= 120MPa ；=1.5×25MPa=37.5MPa代入公式（2-20）中，即：液壓缸缸體的外徑D外計算公式如下：D外D2 (3.20)將參數(shù)代入公式（3.10），即：D外0.32

28、m0.10m0.42m外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑D外430mm。4.2.3.2 筒壁厚校核額定工作壓力, 應(yīng)該低于一個極限值,以保證其安全。 MPa=0.35=50MPa （3.21）=外徑 D=內(nèi)徑同時額定工作壓力也應(yīng)該完全塑性變形的發(fā)生: （3.22）-缸筒完全塑性的變形壓力, -材料屈服強度MPa-鋼筒耐壓試驗壓力MPa =33.0139.61 MPa （3.23）4.2.3.3 缸筒的暴裂壓力 =2.3610=179.7MPa （3.24）4.2.3.4 缸筒底部厚度 缸筒常用制造材料有35鋼、45鋼、鑄鋼，做導(dǎo)向作用時常用鑄鐵、耐磨鑄鐵。缸蓋材料選用35鋼，缸蓋厚度計算

29、公式如下： （3.25）式中： t缸蓋的有效厚度(m)；缸蓋止口直徑；缸蓋材料許用應(yīng)力。0.433 0.4330.057m （3-26） 4.2.3.5 缸筒連接螺釘：表3.7 螺釘所選材料型號MPaMPa%3554036017(1)螺釘處的拉應(yīng)力= MPa = =2.1 MPa （3.27）z-螺釘數(shù)12根； k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取k=4； -螺紋底徑, m(2)螺紋處的剪應(yīng)力: =0.475 MPa （3.28） = MPa （3.29）-屈服極限 -安全系數(shù); 5(3)合成應(yīng)力:= = MPa （3.30）4.2.3.6 墊片與橫梁間螺釘?shù)男：耍?1)螺釘處的拉應(yīng)力= MPa =

30、=0.8 MPa （3.31）z-螺釘數(shù)12根；k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取k=4；-螺紋底徑, m(2)螺紋處的剪應(yīng)力: =0.215 MPa （3.32） = MPa （3.33）-屈服極限 -安全系數(shù); 5(3)合成應(yīng)力:= = MPa （3.34）4.2.3.7 活塞桿直徑d的校核：表3.8 活塞桿所選材料型號MPaMPa%45MnB10308359 （3.35）d=0.22M 滿足要求F活塞桿上的作用力 活塞桿材料的許用應(yīng)力，=/1.4 4.2.4 下缸的設(shè)計計算：4.2.4.1 下缸筒壁厚表3.9 鋼筒所選材料型號MPaMPa%4561036014公式: =+當(dāng)0.3時，用使用公式

31、: = =0.012m (3.36) 取 =0.02m-為缸筒材料強度要求的最小M -為鋼筒外徑公差余量M-為腐蝕余量M -試驗壓力，16M時，取=1.25P P管內(nèi)最大工作壓力為25 M -鋼筒材料的許用應(yīng)力，M =/n-鋼筒材料的抗拉強度，M n安全系數(shù)，通常取n=5當(dāng)時,材料使用不夠經(jīng)濟,應(yīng)改用高屈服強度的材料。4.2.4.2 下缸筒壁厚校核額定工作壓力, 應(yīng)該低于一個極限值,以保證其安全。 MPa=0.35=34.2MPa （3.37）=外徑 D=內(nèi)徑 同時額定工作壓力也應(yīng)該完全塑性變形的發(fā)生:=2.3320=58.2MPa （3.38） -缸筒完全塑性的變形壓力, -材料屈服強度MP

32、a-鋼筒耐壓試驗壓力，MPa =20.3724.45 MPa4.2.4.3 下缸筒的暴裂壓力 =2.3610=110.1MPa （3.39）4.2.4.4 下缸筒底部厚度 缸筒底部為平面:0.433 0.433 mm （3.40）取 mm-筒底厚，mm 4.2.4.5 下缸筒連接螺釘：表3.10 螺釘所選材料型號MPaMPa%3554036017(1)螺栓處的拉應(yīng)力= MPa = =0.59 MPa (3.41)z-螺栓數(shù)12根； k-擰緊螺紋的系數(shù)變載荷 取k=4； -螺紋底徑, m(2)螺紋處的剪應(yīng)力: =0.075 MPa = MPa-屈服極限 -安全系數(shù)； 5(3)合成應(yīng)力:= = M

33、Pa (3.42)4.2.4.6 下活塞桿直徑d的校核：表3.11 活塞桿所選材料型號MPaMPa%45MnB10308359 (3.43)d=0.2m 滿足要求F活塞桿上的作用力 活塞桿材料的許用應(yīng)力，=/1.4第5章 液壓機柱塞油泵及電機的選擇5.1 快速空程時的供油方式主缸快速空程下行活塞腔的進油量為.該流量數(shù)值較大，只采用油泵來滿足很不經(jīng)濟，故決定用活動件自重快速下行的方式，使用充液閥從充液油箱吸油。5.2 確定液壓泵流量和規(guī)格型號系統(tǒng)工作時所需高壓液體最大流量是主缸工作行程活塞腔的進油流量，為，主缸活塞回程時所需流量，為，頂出缸頂出時所需進油流量，為.主缸回程和頂出缸頂出時，他們只是

34、在開始時需要高壓而其他情況則不需要高壓.根據(jù)工況分析，決定選用一臺ZB型斜軸式軸向柱塞泵公稱流量為，轉(zhuǎn)速為，功率為130.2/KW，型號72ZXB740。 圖2-3 軸向柱塞泵5.3 確定電機的型號電機選用三相異步電機，型號Y315L2-6，額定功率132/KW ，轉(zhuǎn)速為 ，電流246/A，效率93.8%，功率因數(shù)0.87，重量1210千克。5.4 泵的構(gòu)造與工作原理1.工作原理如圖所示，當(dāng)傳動軸帶動柱塞缸體旋轉(zhuǎn)時，柱塞也一起轉(zhuǎn)動。由于柱塞總是壓緊在斜盤上，且斜盤相對剛體是傾斜的。因此，柱塞在隨缸體旋轉(zhuǎn)運動的同時，還要在柱塞缸體內(nèi)的柱塞孔中往復(fù)直線運動。當(dāng)柱塞從缸體柱塞塞孔中向外拉出時，缸體柱

35、塞孔中的密閉容積便增大，通過配流盤的進油口將液壓油吸進缸體柱塞孔中；當(dāng)柱塞被斜盤壓入缸體柱塞孔時，缸體柱塞孔內(nèi)的容積便減小，液壓油在一定的壓力下，經(jīng)配油盤的出油口排出。如此循環(huán)，連續(xù)工作，PVH泵的控制系統(tǒng)能調(diào)節(jié)液壓泵的工況，使排出液壓油滿足工作裝置需要。2控制系統(tǒng)PVH泵的控制系統(tǒng)分為兩種：壓力補償控制系統(tǒng)和載荷感應(yīng)壓力限定控制系統(tǒng)。壓力補償控制系統(tǒng)是通過改變液壓泵的流量，保持設(shè)定的工作壓力來滿足工作要求的一種控制方式；載荷感應(yīng)壓力限定控制系統(tǒng)，是通過對工作載荷的壓力變化進行感應(yīng)，自動調(diào)節(jié)液壓泵的工作狀態(tài)，以滿足特定系統(tǒng)工況的要求。第6章 液壓機立柱、橫梁設(shè)計計算6.1 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計6.1.

36、1 立柱設(shè)計計算1. 先按照中心載荷進行初步核算，許用應(yīng)力不應(yīng)大于55，并參照同類型液壓機的立柱，初步定出立柱直徑。2. 按標(biāo)準(zhǔn)選取立柱螺紋。3. 立柱螺紋區(qū)到光滑區(qū)過渡圓角應(yīng)盡可能取大些，最好在3050mm之間。原設(shè)計主要參數(shù)為： F=1600KN H=296cm B=184cm(寬邊立柱中心距) d=16cm(立柱光滑部分直徑) e=1cm(允許偏心距)n=4（立柱的根數(shù)）立柱材料為45#鋼，中頻淬火620MPa，375MPa；（1） 中心載荷時的應(yīng)力： = = =19.9 （3-44）（2） 偏心載荷靜載荷合成應(yīng)力 由于小型液壓機，可將立柱考慮為插入端的懸臂梁，m=0.25 =+=+=1

37、9.9+97.7=117.6 （3-45） <150,因此是安全的。對于截面的45#鋼，375MPa，尺寸系數(shù)已考慮在內(nèi)，立柱表面為精車，對于正火的45#鋼，表面質(zhì)量系數(shù)為0.9，因此可取為300MPa。過渡圓角半徑為30mm。從文獻【10】中查出=1.58 K=1=0.70（1.58-1）=1.41 （3-46） =K=1.41×96.3=104.4MPa<300MPa （3-47）為200MPa, 因此是安全的。立柱是四柱液壓機重要的支承件和受力件，同時又是活動橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。因此，立柱應(yīng)有足夠的強度與剛度，導(dǎo)向表面應(yīng)有足夠的精度，光潔度和必要的硬度。6.1.2 連結(jié)

38、形式立柱式機架是常見的機架形式，一般由4根立柱通過螺母將上、下橫梁緊固地連結(jié)在一起，組成一個剛性的空間框架。在這個框架中，既安裝了液壓機本體的主要零部件，又在液壓機工作時，承受液壓機的全部工作載荷，并作為液壓機運動部分的導(dǎo)向。整個機架的剛度與精度，在很大程度上取決于立柱與上、下橫梁的連接形式與連接的緊固程度。圖3.4 中、小型液壓機立柱連結(jié)形式在中、小型液壓機中，常用的連結(jié)形式有以下4種：1. 立柱用臺肩分別支承上、下橫梁，然后用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。這種結(jié)構(gòu)中，上橫梁下表面（工作臺）上表面間的距離與平行度，全靠4根立柱臺肩間尺寸的一致性來保證，因此裝配簡單，不需調(diào)整，裝配后機架的精度也無

39、法調(diào)整，且對立柱臺肩間尺寸精度的加工要求很高。因此，這種結(jié)構(gòu)僅在無精度要求的小型簡易液壓機中采用。2. 內(nèi)外螺母式，即在立柱上分別用內(nèi)、外兩個螺母來固定上、下橫梁，用內(nèi)螺母來起上述臺肩的支承作用，用外鎖緊螺母上、下予以鎖緊。上橫梁下表面的水平度以及下橫梁（工作臺）上表面的水平度，兩個表面之間的平行度與間距的保持，全靠安裝時內(nèi)螺母的調(diào)整，因此，對立柱的有關(guān)軸向尺寸要求不高，但對立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）及內(nèi)螺母精度（內(nèi)螺母的螺紋對于上、下橫梁貼合面的垂直度）要求較高，安裝時調(diào)整比較麻煩。3. 在與上橫梁連結(jié)處用臺肩代替內(nèi)螺母，精度調(diào)節(jié)和加工均不很復(fù)雜，但立柱預(yù)緊不如第2種方便。4. 與第

40、3種形式基本相同，只是在下橫梁處用臺肩代替內(nèi)螺母，但精度調(diào)節(jié)比第3種簡便可靠。在設(shè)計中選用的是第四種連結(jié)方式。6.1.3 立柱的螺母及預(yù)緊立柱螺母一般為圓柱形，小液壓機的立柱螺母是整體的，立柱直徑在150mm以上時，做成組合式，由兩個半螺栓緊固而成，材料用3545鍛鋼或鑄鋼。因為在設(shè)計中我選用的立柱為300mm，所以采用此種結(jié)構(gòu)。立柱螺母的尺寸已有機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 2001.731999，螺母外徑約為螺紋直徑的1.5倍，內(nèi)螺母一般與螺母等高，約為螺紋直徑的0.9倍。25MN以下的液壓機，其立柱多做成實心的，實心的立柱的兩端要鉆出預(yù)緊螺母用的加熱孔。立柱的預(yù)緊分加熱預(yù)緊與液壓預(yù)緊。本次設(shè)計選

41、用的是加熱預(yù)緊方式。加熱預(yù)緊 比較常用的方法，為此，立柱端部應(yīng)鉆有加熱孔，其深度應(yīng)大于橫梁的高度。在立柱及上橫梁安裝好后，先將內(nèi)、外螺母冷態(tài)擰緊，然后用電熱棒或通入蒸汽等加熱方法使立柱端部伸長，達到一定溫度后，將外螺母再向下擰過一個角度，一般是用螺母外徑上一點轉(zhuǎn)過的弧長來度量。立柱冷卻后，就在螺母與橫梁之間產(chǎn)生一個很大的預(yù)緊力，使螺母不易松動。加熱時應(yīng)注意兩對角立柱同時加熱。6.1.4 立柱的導(dǎo)向裝置活動橫梁運動及工作時，一般以立柱為導(dǎo)向，由于活動橫梁往復(fù)運動頻繁，且在偏心加壓時有很大的側(cè)推力，因此，不可能讓活動橫梁與立柱直接接觸，互相磨損，必須選擇耐磨損、易更換的材料作為兩者之間的導(dǎo)向裝置。

42、導(dǎo)向裝置的質(zhì)量直接關(guān)系到活動橫梁的運動精度及被加工件的尺寸精度，也會影響到工作缸密封件與導(dǎo)向面的磨損情況，對模具壽命及機身的受力情況也均有影響，為此，必須合理選擇導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)及配合要求。圖3.5 導(dǎo)套導(dǎo)向裝置可分為導(dǎo)套與平面導(dǎo)板兩大類。導(dǎo)套對于圓截面的立柱，都是在活動橫梁的立柱孔中采用導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，又可分為圓柱面導(dǎo)套和球面導(dǎo)套。圓柱面導(dǎo)套 在活動橫梁的立柱孔中，各裝有上、下兩個導(dǎo)套，它們由兩半組成，為了拆裝方便，兩半導(dǎo)套的剖分面最好有的斜度，導(dǎo)套兩端裝有防塵用的氈墊。這種導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。本次設(shè)計中采用這種形式的導(dǎo)套。導(dǎo)套的材料計算導(dǎo)套材料一般采用鑄錫青銅ZQSn6-6-3，小液壓機也有用

43、鐵基粉末冶金的。導(dǎo)套比壓q的計算 =0.5 MPa 滿足要求 （3-48）式中 T機架計算中求得立柱上的側(cè)推力（N） d導(dǎo)套內(nèi)孔直徑 (m) c導(dǎo)套高度（m） q許用比壓 （MPa），對于ZQSn6-6-3，q=68 MPa6.1.5 底座底座安裝于工作臺下部，與地基相連。底座僅承受機器之總重量。底座材料可選用鑄鐵件或焊接結(jié)構(gòu)。主要考慮到外形的美觀，對精度無要求。在本次設(shè)計中底座采用鑄鐵。6.2 橫梁參數(shù)的確定6.2.1 上橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計橫梁由鑄造制成，目前以鑄造為多，一般采用ZG35B鑄鋼。 橫梁的寬邊尺寸由立柱的寬邊中心距確定，上梁和活動梁的窄邊尺寸應(yīng)盡可能小些，以便鍛造天車的吊鉤容易接近液

44、壓機中心，梁的中間高度則由強度確定。設(shè)計上橫梁時，為了減輕重量，根據(jù)“ 等強度梁”的概念，設(shè)計成圖所示的不等高梁，即立柱柱套處的高度h 小于中間截面的高度H。但在過渡區(qū)( A處) 會有應(yīng)力集中由于上橫梁外形尺寸很大，為了節(jié)約金屬和減輕重量，盡量使各個尺寸在允許的范圍內(nèi)降到最小。梁體做成箱形結(jié)構(gòu)，在安裝缸的地方做成圓筒形，安裝立柱的地方做成方筒形，中間加設(shè)筋板，以提高剛度，降低局部應(yīng)力。圖3.6 梁的不等高結(jié)構(gòu)6.2.2 活動橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計6.2.2.1 活動橫梁的主要作用:與工作缸柱塞桿連接傳遞液壓機的壓力，通過導(dǎo)向套沿立柱導(dǎo)向面上下往復(fù)運動;安裝固定模具及工具等。因此需要有較好的強度、剛度及導(dǎo)

45、向結(jié)構(gòu)?；顒訖M梁上部與工作缸柱塞相連，下部與上模座相連，梁體結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)都很復(fù)雜。當(dāng)液壓機工作時，高壓液體作用于柱塞的力是通過活動橫梁及上砧傳遞到鍛件上而做功，活動橫梁的上下運動則依靠梁與立柱的導(dǎo)向裝置。6.2.2.2 活塞桿與橫梁的連接剛性連接 柱塞下端插入活動橫梁內(nèi)。 此種連接方式在偏心載時，柱塞跟隨活動橫梁一起傾斜，將動梁所受偏心力矩的一部分傳給工缸導(dǎo)向套，使導(dǎo)向套承受側(cè)向水平推力或一對力偶，從而加劇導(dǎo)向套及封的磨損。單缸液壓機或三缸液壓機的中間工作缸多采取此種結(jié)構(gòu)。在活塞桿焊接法蘭用螺釘與橫梁連接，用12根M30的螺釘，達到預(yù)緊的目的。6.2.3 下橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計 下橫梁的剛度要求應(yīng)略

46、嚴一些，以保證整個壓機的剛性。下橫梁直接與立柱、拉桿、工作臺、回程缸和頂出器相連，梁體結(jié)構(gòu)和受力狀態(tài)都很復(fù)雜。對于下橫梁，其設(shè)計原則與上橫梁相同，是在滿足相連部件最小幾何尺寸要求和工藝要求的條件下，盡可能縮減其縱向、橫向尺寸，這是有效提高梁的剛度、強度和減輕梁的重量應(yīng)首先把握的主要原則。6.2.4 各橫梁參數(shù)的確定因為液壓缸與橫梁間的墊片厚度為25cm，因此可以推算橫梁的厚度取大于25cm即滿足要求。考慮在墊片與橫梁的連接面積比墊片與液壓缸的連接面積少一半所以上橫的受力部分厚度選用80cm，因為有空心部分，所以整體厚度選用75cm?；顒訖M梁受力部分為50cm，整體厚度選用70cm。因為下缸受力比較大，所以整體厚度選用80cm。第7章 液壓元件的計算、選型7.1 管道及管接頭7.1.1 管道管道及管接頭用以把液壓元件連接起來，組成一個完整的系統(tǒng)。正確的選擇管道和管接頭，對液壓系統(tǒng)的安裝、使用和維修都有著重要的意義。在設(shè)計管道時，管徑應(yīng)適應(yīng)、路線應(yīng)最短，管道彎頭、接頭應(yīng)盡量小，以減小系統(tǒng)的壓力損失。同時，管道的連接必須牢固可靠，防止振動松脫，并且要便于調(diào)整和維修。 液壓傳動系統(tǒng)常用的管道有鋼管、橡膠軟管、尼龍管等。選擇的主要依據(jù)是工作壓力、工作環(huán)境和液壓裝置的總體布局等