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160KN单臂液压铸造机设计【机+电+液】【12张图纸】【优秀】

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160KN 液压 铸造 锻造 设计 12 十二 图纸 优秀 优良
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160KN单臂液压铸造机设计

38页 15000字数+说明书+任务书+开题报告+12张CAD图纸【详情如下】

任务书.doc

大螺母A3.dwg

总装.dwg

活塞头A4.dwg

活塞头螺母A3.dwg

活塞杆A3.dwg

液压原理图A3.dwg

液压缸A2.dwg

电机液压站.dwg

电气原理图A2.dwg

缸口螺母A4.dwg

缸套A3.dwg

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160KN单臂液压铸造机设计开题报告.doc

160KN单臂液压铸造机设计说明书.doc


摘  要

    作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛运用。作为世界加工中心,我国机械工业在国民经济中的基础作用越来越明显。液压机技术水平的高低直接影响到国家机械工业的发展水平。单柱式液压机是液压机产品的一个重要组成部分, 8000KN以下的小型锻造液压机常采用C型单臂机架,主要用于轴类零件、型材的校正和轴套类零件的装配,也可用于板材的弯曲成型、拉伸等工艺过程。配置一定的附件式模具后可进行粉末压制成型和固型塑料的成型压制,拥有自主的液压机设计技术是使国家机械工业能在世界竞争中取胜的重要保证,对其展开研究有重要的理论和实际意义。本文完成了160KN单柱式液压机本体的设计,并采用二维制图软件AutoCAD对其进行研究。论文提出了160KN单柱式液压机的技术参数,拟定了机器的结构形式,着重对工作缸做了结构设计和数据计算。根据液压机设计理论完成了整体机架结构及主要结构部件的设计与理论计算。对液压机本体的总体结构和关键部件进行了强度计算与分析,主要内容包括:结构中应力集中情况分析,初始设计方案修正,最终获得了满足强度和刚度要求的机架设计。最后利用AutoCAD软件对160KN单柱式液压机总装配图及主要零部件进行了设计,完成了液压机的整体结构设。


关键词:液压机;工作缸;强度

目  录

摘  要III

AbstractIV

目  录V

1 绪论1

1.1 课题背景及目的与意义1

1.2 液压机的发展概况1

1.2.1 液压机在现代工业中的地位1

1.2.2我国液压机的现状及发展趋势1

1.2.3 国外液压机的发展状况3

1.2.4 液压机的总体发展趋势4

1.3 液压机的工作原理和结构特点4

1.3.1 液压机的工作原理4

1.3.2 液压传动的优缺点5

1.4 液压机的分类6

2 液压机本体结构设计8

2.1 液压机的结构特点及设计参数8

2.1.1 液压机本体结构特点8

2.1.2 160KN液压机的设计参数8

2.2 上横梁结构的设计9

2.3工作台结构的设计9

2.3.1 结构形式9

2.3.2 加工技术要求10

2.3.3 固定模具的结构10

3 液压机液压系统原理图设计12

3.1 明确设计要求,制定基本方案12

3.1.1 设计要求12

3.1.2 确定液压执行元件的形式12

3.1.3 确定液压执行元件运动控制回路13

3.1.4 液压源系统13

3.2 液压系统各液压元件的确定13

3.2.1 液压介质的选择13

3.2.2 拟定液压系统图14

3.3 液压系统主要参数计算16

3.3.1 选系统工作压力16

3.3.2  液压缸设计中应注意的的问题16

3.3.3 液压缸主要参数的确定16

3.3.3 液压缸强度校核17

3.3.4 液压缸稳定性校核18

3.4 液压阀的选择21

3.4.1 液压阀的作用21

3.4.2 液压阀的基本要求21

3.4.3 液压阀的选择21

3.5 液压泵的选择22

3.6 电动机功率的确定22

3.7 液压管件的确定23

3.7.1 油管内径确定23

3.7.2 管接头23

3.8 本章小结23

4 液压机的强度与刚度计算25

4.1 上横梁结构的强度与刚度计算25

4.1.1 受力分析25

4.1.2 主截面(Ⅰ—Ⅰ)强度计算26

4.1.3 主截面(Ⅱ—Ⅱ)强度计算26

4.2 本章小结27

结  论28

致  谢29

参考文献30

2 液压机本体结构设计

2.1 液压机的结构特点及设计参数

   液压机的本体是液压机的两大组成部分之一,一般由机架、液压缸部件,运动部分及其导向装置所组成[14]。

2.1.1 液压机本体结构特点

   液压机本体结构最显著的特点是工作空间宽敞、便于四面观察和接近模具。整机结构简单,工艺性较好,但立柱需要大型圆钢或锻件。

   液压机最大的缺点是承受偏心载荷能力较差,最大载荷下偏心距一般为跨度(即左右方向的中心距)的百分之三左右;由于立柱刚度较差,在偏载下活动横梁与工作台间易产生倾斜和水平位移;同时立柱导向面磨损后不能调整和补偿。这些缺点在一定程度上限制了它的应用范围[13]。

2.1.2 160KN液压机的设计参数

   主要技术规格是表述机器工作性能的指标。通常包括以下部分:第一,主要规格,又称主参数,它是表示液压机主要特性的参数。第二,各执行机构各工艺动作的压力。第三,工作空间,包括各执行机构固定模具的工作表面对主机工作台面的最大距离和最小距离、工作台尺寸等。第四,各工艺动作的速度。第五,机器外形尺寸、总功率和总重量。设计模型如图2.1

   本设计为160KN单柱液压机,其主要技术规格为:

   1.公称压力:160KN

   2.液体最大工作压力:13MPa

   3.操纵方式:电 动

   4.压头距下工作台最大距离:500mm

   5.压头最大行程:350mm

   6.压头下行最大速度:V下MAX =50mm/s

   7.压头回程最大速度:V回MAX=100mm/s

   8.喉深:L0=300mm

   9.工作台尺寸(左右×前后):600×500mm

   10.工作台距地面高度:710mm

   11.落料孔孔径:100mm

   12.满负载时允许变形:±1 mm

2.2 上横梁结构的设计

   上横梁位于整机的上部,用于安装工作缸,承受工作缸的反作用力,亦可安装回程缸及其他辅助装置。

   对于中小型液压机,其结构形式有:铸造及焊接两种[1]。

   本设计为160KN单柱液压机,上横梁采用焊接结构,材料为Q235,其结构形式如图2.2所示。

   不论采用铸造或焊接形式的上横梁,都应进行必要的热处理,消除其内应力。

   上横梁结构无论采用铸造或是焊接形式,都应尽可能设计成上、下封闭的箱式结构,以便受力后使应力分布较合理[9]。


内容简介:
无锡太湖学院毕业设计(论文)开题报告题目: 单臂液压铸造机 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号: 0923115 学生姓名: 丁 剑 指导教师: 龚常洪(职称:副教授 ) (职称: )2013年1月15日 课题来源自拟题目科学依据(1)课题科学意义当代社会,制造业特别是机械制造业是国民经济的支柱产业,现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。由于中国潜在的巨大市场和丰富的劳动力资源,世界的制造业正在向中国转移,中国正在成为世界的制造大国。我国在家电等若干产品的产量已居世界第一位。但是在自主知识产权的创新设计、先进制造工艺和装备及现代化管理等方面仍然存在很大差距,所以我们还没还不是领先于世界的制造强国。机械制造业是国民经济和社会发展的物质基础,是一个国家综合国力的重要体现。伴随经济全球化,我国正在成为世界机械制造业的中心,但是与发达国家相比,我国机械制造业不仅制造工艺装备陈旧、生产自动化技术落后,企业管理粗放、缺乏自主创新产品与先进技术等,而且在快速、高品质、低成本,以及优质服务方面也有较大的差距。因此正确分析我国机械制造业的品牌优势、技术优势和成本优势,并依据不同类型制造业的特点,有针对性地提出制造业的信息化战略对策具有重要意义。(2)单臂液压铸造机的研究状况及其发展前景设计液压机的意义在于其不但具有较大的通用性,适用于塑性材料的成形如簿板件的落料、拉伸、压印等;轴类件的校正;零部件的压装;粉末制品的压制。还具有点动、手动和半自动等操作方式,可按工艺需要任选定时或定位控制,压力和行程可调,操作灵便、工作可靠。目前我国生产的液压铸造机的市场占有率跟国外生产的是无法比拟的。在安全性方面,国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件进行故障的检测和维修,产品可实现负载检测、自动模具保护和错误诊断等功能。为了促进液压铸造机的发展,应深入研究和探讨下列几个问题,即发展前景:(1)实现高速化、高效化、低能耗、机电液一体化、自动化、智能化、液压元件集成化,标准化;(2) 改进液压机的性能、提高稳定性、加工效率等。研究内容 设计一台16T “C”型单臂液压铸造机,方案可行,机构合理,经济实用,并满足给定的设计技术条件。 液压铸造机总体设计方案确定,绘制总体布局图; 液压缸设计和计算; 横梁的设计,绘制单臂“C”型液压机装配图、零部件图 ; 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析实验方案设计一台“C”单臂液压铸造机,主要用于轴类零件、型材的校正和轴套类零件的装配,也可用于板材的弯曲成型、拉伸等工艺过程。配置一定的附件式模具后可进行粉末压制成型和固型塑料的成型压制。确定该液压铸造机各个部件及其行程安排,完成该铸造机的传动选择以及总体布局设计。利用液压缸,驱动电机为主要器件,运用液压原理和材料力学知识进行强度、稳定性的校核研究计划及预期成果研究计划:2012年10月28日-2012年11月28日:学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2012年12月01日-2012年12月30日:按照任务书要求查阅论文相关参考资料,完成绪论,填毕业设计开题报告书。2013年12月10日-2013年03月10日:填写毕业实习报告。2013年02月20日-2013年03月20日:按照要求修改毕业设计开题报告。2013年03月20日-2013年04月30日:单臂液压铸造机设计。2013年05月01日-2010年05月21日:毕业论文撰写和修改工作。预期成果:这套低成本、高效率、高可靠性、人性化单臂液压铸造机,能在市场竞争中处于有利地位。液压控制技术的应用范围广泛,其推广应用社会经济效益十分显著,国内制造业水平有显著的提高。特色或创新之处运用液压技术,效果明显,方便加工生产,能有效的提高加工生产效率。采用固定某些参量、改变某些参量来研究问题的方法,思路清晰,简洁明了,行之有效。已具备的条件和尚需解决的问题图书馆中提供了大量的资料,包括前辈们辛苦的劳动成果,使得我可以像站在巨人肩膀上一样来设计课题,当然,由于学生的条件约束性,不能到工厂进行实际装配操作,理论依据也有待完善。指导教师意见 指导教师签名:年 月 日 教研室(学科组、研究所)意见 教研室主任签名: 年 月 日系意见主管领导签名 年 月 日 编编 号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计(论论文文)题目:题目: 单臂液压铸造机单臂液压铸造机 信机 系系 机械工程及自动化 专专 业业学 号: 学生姓名: 指导教师: (职称:副教授 ) (职称: ) 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计(论文)无锡太湖学院本科毕业设计(论文)诚诚 信信 承承 诺诺 书书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文) 单臂液压铸造机 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计(论文)中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级: 机械 93 学 号: 0923115 作者姓名: 2013 年 5 月 25 日I摘摘 要要 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛运用。作为世界加工中心,我国机械工业在国民经济中的基础作用越来越明显。液压机技术水平的高低直接影响到国家机械工业的发展水平。单柱式液压机是液压机产品的一个重要组成部分, 8000KN以下的小型锻造液压机常采用C型单臂机架,主要用于轴类零件、型材的校正和轴套类零件的装配,也可用于板材的弯曲成型、拉伸等工艺过程。配置一定的附件式模具后可进行粉末压制成型和固型塑料的成型压制,拥有自主的液压机设计技术是使国家机械工业能在世界竞争中取胜的重要保证,对其展开研究有重要的理论和实际意义。本文完成了160KN单柱式液压机本体的设计,并采用二维制图软件AutoCAD对其进行研究。论文提出了160KN单柱式液压机的技术参数,拟定了机器的结构形式,着重对工作缸做了结构设计和数据计算。根据液压机设计理论完成了整体机架结构及主要结构部件的设计与理论计算。对液压机本体的总体结构和关键部件进行了强度计算与分析,主要内容包括:结构中应力集中情况分析,初始设计方案修正,最终获得了满足强度和刚度要求的机架设计。最后利用AutoCAD软件对160KN单柱式液压机总装配图及主要零部件进行了设计,完成了液压机的整体结构设。关键词:关键词:液压机;工作缸;强度IIAbstractAs one of the important technical means to achieve the modern machinery equipment transmission and control, hydraulic technology has been widely used in the field of the national economy. As a processing center in the world, Chinas machinery industry foundation function in the national economy is more and more obvious. Hydraulic machine technology level directly affects the development level of the national machinery industry. Single column hydraulic machine is an important part of the hydraulic machine, small forging under 8000KN hydraulic press often uses the “C” type single arm frame, mainly used for shaft parts profile correction and sleeve parts assembly, can also be used for such as tensile plate bending forming process configuration must be the attachment type of mold powder can be suppressed after molding and plastic molding repression, hydraulic machine design technology with independent is an important guarantee to make the national machinery industry can win in the international competition, the expansion has important theoretical and practical significance to study. The design of the 160KN bulk single column hydraulic machine, and the use of 2D drawing software AutoCAD to study the. This paper presents the technical parameters of 160KN single column hydraulic machine, the structure of machine, the working cylinder structure design and calculation of the data. Design and theoretical calculation of the whole frame structure and the main part of the structure was completed according to the design theory of hydraulic machine. The key components of overall structure of the hydraulic machine body and gives the calculation and analysis of the strength, the main contents include: the stress concentration analysis of structure, modify the initial design scheme, finally satisfied frame design strength and stiffness requirements. At the end of the 160KN single column hydraulic machine assembly drawing and the main parts were designed by using AutoCAD software, completed the overall structure design of hydraulic machine.Keywords: hydraulic machine;hydraulic cylinder;strength目目 录录摘 要.IIIAbstract .IV目 录 .V1 绪论.11.1 课题背景及目的与意义.11.2 液压机的发展概况.11.2.1 液压机在现代工业中的地位.11.2.2 我国液压机的现状及发展趋势.11.2.3 国外液压机的发展状况.31.2.4 液压机的总体发展趋势.41.3 液压机的工作原理和结构特点.41.3.1 液压机的工作原理.41.3.2 液压传动的优缺点.51.4 液压机的分类.62 液压机本体结构设计.82.1 液压机的结构特点及设计参数.82.1.1 液压机本体结构特点.82.1.2 160KN 液压机的设计参数 .82.2 上横梁结构的设计.92.3 工作台结构的设计.92.3.1 结构形式.92.3.2 加工技术要求.102.3.3 固定模具的结构.103 液压机液压系统原理图设计.123.1 明确设计要求,制定基本方案.123.1.1 设计要求.123.1.2 确定液压执行元件的形式.123.1.3 确定液压执行元件运动控制回路.133.1.4 液压源系统.133.2 液压系统各液压元件的确定.133.2.1 液压介质的选择.133.2.2 拟定液压系统图.143.3 液压系统主要参数计算.163.3.1 选系统工作压力.163.3.2 液压缸设计中应注意的的问题.163.3.3 液压缸主要参数的确定.163.3.3 液压缸强度校核.17I3.3.4 液压缸稳定性校核.183.4 液压阀的选择.213.4.1 液压阀的作用.213.4.2 液压阀的基本要求.213.4.3 液压阀的选择.213.5 液压泵的选择.223.6 电动机功率的确定.223.7 液压管件的确定.233.7.1 油管内径确定.233.7.2 管接头.233.8 本章小结.234 液压机的强度与刚度计算.254.1 上横梁结构的强度与刚度计算.254.1.1 受力分析.254.1.2 主截面()强度计算.264.1.3 主截面()强度计算.264.2 本章小结.27结 论.28致 谢.29参考文献.30无锡太湖学院学士学位论文01 绪论绪论1.1 课题背景及目的与意义课题背景及目的与意义通过 160KN 单柱液压机设计与计算,了解液压机的结构与工作原理,掌握液压机的设计计算步骤,以及液压缸和横梁的设计与计算方法。设计液压机的意义在于其不但具有较大的通用性,适用于塑性材料的成形如簿板件的落料、拉伸、压印等;轴类件的校正;零部件的压装;粉末制品的压制。还具有点动、手动和半自动等操作方式,可按工艺需要任选定时或定位控制,压力和行程可调,操作灵便、工作可靠。1.2 液压机的发展概况液压机的发展概况1.2.1 液压机在现代工业中的地位液压机在现代工业中的地位流体传动与控制技术的主要代表液压技术自上世纪初面世以来,即“融合”到装备制造业中,成为其一个十分重要的基础领域,同时,液压技术将装备制造业作为其主要的应用领域,曾经引领着装备制造业一系列的技术进步8。因此液压技术对装备制造业而言,从来就有着较强的推动和影响作用,对装备制造业等诸多领域有着前置和后置效应,扮演着重要而关键的角色。21 世纪初,中国装备制造业得益于国民经济持续发展的历史机遇,在诸多领域取得了重要的发展和技术进步,其中中国液压技术也扮演了重要的角色,并反映了它与时俱进的技术进步5。液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。它与机械压力机相比,具有压力和速度可在广泛的范围内无级调整,可在任意位置输出全部功率和保持所需压力,结构布局灵活,各执行机构动作可很方便地达到所希望的配合关系等等很多优点。同时液压元件具有高度的通用化、标准化特点,设计及制造均较为简单,所以液压机在国民经济各部门得到了日益广泛的应用15。1.2.2 我国液压机的现状及发展趋势我国液压机的现状及发展趋势我国液压机的现状:我国液压技术的发展始于 20 世纪 50 年代,最初主要应用于机床和锻压设备上;20 世纪 60 年代,我国从国外引进了一些液压元件生产技术,同时自行设计开发出了液压产品;20 世纪 80 年代初期,我国又从美国、日本、德国引进了一些先进的技术和设备,是我国的液压技术水平有了很大的提高。目前,我国的液压元件已从低压到高压形成了系列产品,并开发生产出了许多新型的液压元件;在精度、重载大型设备的液压系统中,国产元件的应用也越来越多;行走机械液压系统中的专用液压元件也在大力开发。液压技术在我国经济建设和社会发展中将发挥越来越大的基础性和关键性的支撑作用16。下图 1.1 是滕州机械厂生产的单臂液压铸造机。单臂液压制造机1图 1.1 滕州机械厂生产的单臂液压铸造机1.2.2.2 发展趋势发展趋势1.板材加工设备:进入 21 世纪,我国的汽车制造业飞速发展,面对这一形势,我国的板材加工工艺及设备有了长足的发展。(1) 重型机械压力机及覆盖件生产线、大型多工位压力机 单机连线自动化冲压生产线; 大型多工位压力机(2) 数控板冲、剪、折机床及柔性加工生产线 数控冲床; 数控冲剪复合机及柔性加工线; 数控折弯机(3) 板材无模多点成形压力机 (4) 高速压力机(5) 数控激光切割机 2.大重型锻造装备:(1) 水锻机(2) 热模锻压力机(3) 大吨位螺旋压力机(4) 大型弯曲校正设备3.特种锻造设备:无锡太湖学院学士学位论文2(1) 特种轧制设备 辊锻机; 楔横轧机; 控辗环机(2) 摆动辗压机(3) 冷挤压机(4) 数控弯管机1.2.3 国外液压机的发展状况国外液压机的发展状况美国、德国、日本的汽车工业如此发达,得益于其塑性加工技术及装备的领先地位。当前的世界塑性加工技术及装备向以下几个方面发展:1.金属塑性成型设备及自动化(1) 冷冲压设备 单机联线自动化; 大型多工位压力机(2) 锻造设备2.高速化复合化相结合,提高设备加工效率在追求高速化加工的同时,还必须尽可能缩短生产辅助时间,以取得良好的技术经济效益。在数控压机上配备伺服电机驱动的三坐标上下料装置,可使冲压中心实现高效板材加工。3.设备控制系统的发展趋势具有现场通信网络、现场设备互联、互动操作性、分散功能模块、开放式互联网络的现场总线技术,是压力机控制技术的发展方向,对实现自动化具有明显的推动作用6。4.注重环境保是当今世界性的潮流许多国外技术塑性成型设备愈来愈重视环保问题,如在数控转塔压力机上,工作台普遍采用柔性的尼龙刷支撑代替传统的滚珠支撑,以减少噪声污染;变速压机实现快速下降,慢速冲裁工件,快速回程,使振动和噪声大大降低。特别是欧洲市场,已基本贯彻 ISO14000 系列标准,金属塑性成型设备必须通过 CE 认证1。图 1.2 是美国生产的单臂液压铸造机。单臂液压制造机3图 1.2 美国生产的单臂液压铸造机1.2.4 液压机的总体发展趋势液压机的总体发展趋势液压机是材料成型设备中的重要一员,在现代化工业生产中有着举足轻重的地位,其发展趋势也倍受关注。20 世纪 60 年代以后,金属塑性成型设备改变了从 19 世纪开始的向重型和大型方向发展的趋势。近年来,随着电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术的不断发展和进步,随着新工艺、新材料技术的不断出现,液压技术也在不断的发展创新,液压技术在工农业生产及国防工业中占有举足轻重的地位。目前,液压技术正朝着高压、高速、大功率、高效率、低噪声、节能高效、环保、小型化及轻量化等方向发展;同时,液压系统的计算机辅助测试、计算机实时控制、机电一体化技术、计算机仿真和优化设计技术、可靠性研究及污染控制等,也是当前液压技术发展和研究的一个重要方向16。1.3 液压机的工作原理和结构特点液压机的工作原理和结构特点1.3.1 液压机的工作原理液压机的工作原理液压机是一种以液体为介质用来传递能量以实现多种锻压工艺的机器。液压机是根据帕斯卡原理制成,其工作原理如图 1.3 所示。两个充满液体具有柱塞的封闭容腔由管道相连通,当柱塞 1 上作用有力 P1 时,液体的压强为 p=P1/A1,A1 为柱塞1 的横截面积。根据帕斯卡原理:在密闭容器中液体压力在各个方向上完全相等,压强 p将传递到容腔内的每一个点,大柱塞 2 上将产生向上的作用力 P2,使工件 3 变形,且P2=P1(A2/A1)无锡太湖学院学士学位论文4式中 A2柱塞 2 的横截面积。液压机一般由本体(主机)及液压系统两部分组成2。图 1.3 液压机工作原理 图 1.4 液压机本体结构图 1-小柱塞 2-大柱塞 3-工件 1-上横梁 2-立柱 3-下横梁 4-回程缸 5 工件 6-回程柱塞 7-活动横梁 8-工作柱塞 9-工作缸最常见的液压机本体结构见图如图 1.4 所示。它由上横梁 1,下横梁 3,四个立柱 2和 16 个内外螺母组成一个封闭框架,框架承受全部工作载荷。工作缸 9 固定在上横梁 1上,工作缸内装有工作柱塞 8,它与活动横梁 7 相连接,活动横梁以 4 根立柱为导向,在上、下横梁之间往复运动,活动横梁下表面一般固定有上模,而下模则固定于下横梁 3的工作台上。当高压液体进入工作缸并作用于工作柱塞上时,产生了很大的作用力,推动柱塞,活动横梁及上模向下运动,使工件 5 在上、下模之间产生塑性变形。回程时,工作缸通低压液体,高压液体进入回程缸,推动回程活塞 6 及活动横梁向上运动,回到原始位置,完成一个工作循环。液压机的工作循环一般包括停止、冲液行程、工作行程及回程。上述的不同行程是由操纵系统控制液压系统中各种功能的阀门动作来实现的。液压机的液压系统包括各种高低压泵、高低压容器(油箱、冲液罐、蓄势器等)、阀门及相应的连接管道等。其传动方式可分为泵直接传动和泵-蓄势器传动两种15。1.3.2 液压液压传动的优缺点传动的优缺点液压传动系统与机械传动、电气传动等系统相比,具有如下主要优、缺点16。优点:(1) 液压传动借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构,这比机械传动优越(2) 液压传动装置重量轻、结构紧凑、惯性小。(3) 可在大范围内实现无级变速。(4) 传递运动均匀平稳,负载变化时速度较稳定。正因为此特点,金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。单臂液压制造机5(5) 液压装置借助于设置溢流阀等易于实现过载保护,同时液压件能自行润滑,因此使用寿命长。(6) 液压传动容易实现自动化。液压元件以实现了标准化、系列化、通用化,便于设计、制造和推广应用。缺点:(1) 液压传动是以液压油为工作介质,在相对运动表面间很难避免漏油等因素,同时油液又是可以压缩的,因此使得液压传动不能保证严格的传动比。(2) 液压传动对油温的变化比较敏感,温度变化时,液体黏度变化,引起运动特性的变化,使得工作的稳定性受到影响,所以它不宜在温度变化很大的环境下工作。(3) 为了减少泄露,以及为了满足某些性能上的要求,液压元件的配合件制造精度要求较高,加工工艺较复杂。(4) 液压出动要求有单独的能源,不像电源那样使用方便。(5) 液压系统发生故障不易检查和排除。(6) 由于采用油管传输压力油,距离较长,沿程压力损失大,故不宜远距离输送动力。1.4 液压机的分类液压机的分类液压机有如下几种分类方法2:(1) 按传递压强的液体种类分类:可分为油压机和水压机两大类。(2) 按机身结构形式分类:可分为梁柱式(如三梁四柱式) 、单臂式(C 型) 、框架式和卧式等。(3) 按工艺用途分类:可分为如下几种: 铸造液压机:用于自由锻造、钢锭开坯以及有色与黑色金属模锻; 冲压液压机: 用于各种板材冲压,其中有单动、双动等结构形式; 一般用途液压机:如各种万能式通用液压机; 校正压装液压机:用于零件校形及装配; 层压液压机:用于胶合板、刨花板、纤维板、绝缘材料板、等的压制; 挤压液压机:用于各种有色金属和黑色金属的线材、管材、棒材及型材挤压; 压制液压机:用于粉末冶金、塑料制品压制成型; 打包、压块液压机:用于将金属切屑及废料的压块与打包; 手动液压机:一般为小型液压机,用于试压、压装等要求力量不大的手工工序。(4) 按活动横梁的运动方式分类可分为: 压式液压机:该类液压机的工作缸安装在机身上部,操作方便,容易实现快速下行,应用最广; 双动式液压机:上活动横梁分为内、外滑块,分别由不同的液压缸驱动,压力为内外滑块压力的总和。工作方式灵活,适合金属板料的拉伸成型,在汽车制造业应用广泛;无锡太湖学院学士学位论文6 下拉式液压机:该类液压机的工作缸装在机身下部,重心位置较低,稳定性好,制品可避免漏油污染;(5) 按传动形式分类可分为: 泵直接传动液压机:每台液压机单独配备高压泵,中小型液压机多为这种传动形式; 泵-蓄势器传动液压机:高压液体采用集中供应的办法,可节省资金,提高液压设备的利用率,但需要高压蓄能器和一套中央供压系统,以平衡低负荷和负荷高峰时对高压液体的需要。单臂液压制造机72 液压机本体结构设计液压机本体结构设计2.1 液压机的结构特点及设计参数液压机的结构特点及设计参数液压机的本体是液压机的两大组成部分之一,一般由机架、液压缸部件,运动部分及其导向装置所组成14。2.1.1 液压机本体结构特点液压机本体结构特点液压机本体结构最显著的特点是工作空间宽敞、便于四面观察和接近模具。整机结构简单,工艺性较好,但立柱需要大型圆钢或锻件。液压机最大的缺点是承受偏心载荷能力较差,最大载荷下偏心距一般为跨度(即左右方向的中心距)的百分之三左右;由于立柱刚度较差,在偏载下活动横梁与工作台间易产生倾斜和水平位移;同时立柱导向面磨损后不能调整和补偿。这些缺点在一定程度上限制了它的应用范围13。2.1.2 160KN 液压机的设计参数液压机的设计参数主要技术规格是表述机器工作性能的指标。通常包括以下部分:第一,主要规格,又称主参数,它是表示液压机主要特性的参数。第二,各执行机构各工艺动作的压力。第三,工作空间,包括各执行机构固定模具的工作表面对主机工作台面的最大距离和最小距离、工作台尺寸等。第四,各工艺动作的速度。第五,机器外形尺寸、总功率和总重量。设计模型如图 2.1图 2.1 设计模型本设计为 160KN 单柱液压机,其主要技术规格为:1.公称压力:160KN2.液体最大工作压力:13MPa3.操纵方式:电 动4.压头距下工作台最大距离:500mm5.压头最大行程:350mm6.压头下行最大速度:V 下 MAX =50mm/s无锡太湖学院学士学位论文87.压头回程最大速度:V 回 MAX=100mm/s8.喉深:L0=300mm9.工作台尺寸(左右前后):600500mm10.工作台距地面高度:710mm11.落料孔孔径:100mm12.满负载时允许变形:1 mm2.2 上横梁结构的设计上横梁结构的设计上横梁位于整机的上部,用于安装工作缸,承受工作缸的反作用力,亦可安装回程缸及其他辅助装置。对于中小型液压机,其结构形式有:铸造及焊接两种1。本设计为 160KN 单柱液压机,上横梁采用焊接结构,材料为 Q235,其结构形式如图2.2 所示。不论采用铸造或焊接形式的上横梁,都应进行必要的热处理,消除其内应力。上横梁结构无论采用铸造或是焊接形式,都应尽可能设计成上、下封闭的箱式结构,以便受力后使应力分布较合理9。图 2.2 焊接上横梁结构图2.3 工作台结构的设计工作台结构的设计2.3.1 结构形式结构形式工作台是主机的安装基础,台面上固定模具,工作中承受机器本体的重量及全部载单臂液压制造机9荷。亦可安装顶出缸,回程缸及其他辅助装置。本设计为 160KN 单柱液压机之工作台,采用铸造结构,材料选用生铁。中间的孔为卸料孔,其结构如图 2.3 所示。图 2.3 工作台结构2.3.2 加工技术要求加工技术要求工作台是整机的基础性零件,是安装模具的基准。此外,在工作台上还要安装顶出缸和其他零部件。因此,对工作台面的不平度、各部件安装定位基面均应有必要的技术要求12。根据生产情况,具体要求为:(1) 工作台台面不平直度,按 JB293-73 标准允差0.05/1000mm。(2) 安装顶出缸孔的轴线与顶出缸台肩贴合平面间不平行度允差小于 0.03/300mm。(3) 顶出油缸台肩之贴合面与工作台面间不平行度允差小于 0.05/300mm。(4) 立柱锁紧螺母之贴合平面与工作台台面间不平行度允差小于 0.16/300mm。(5) 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直径大 1mm 左右。2.3.3 固定模具的结构固定模具的结构为了固定模具,一般情况在工作台面上设有 T 型槽,按 GB158-59 标准尺寸进行加工。用于中小型液压机的 T 型槽型式尺寸见表 2-1。表 2-1 T 型槽(GB158-59) (mm)注:1.尽可能不采用括号内的尺寸。 2.“a”尺寸公差根据用途可按 D1、D4、D6 或自由公差选取。 3.“a”两边光洁度按采用精度等级决定,其余均按3 加工。无锡太湖学院学士学位论文10 4.可做成带有铸造后不加工的槽。(a)交叉布置 (b)平行布置图 2.4 T 型槽布置图T 型槽的尺寸和数量主要根据液压机回程吨位(即加压制件后的拔模力)和顶出制件的最大压力设计。对于尺寸较小的工作台,T 型槽常用交叉布置(图 2.4a) ,尺寸较大的工作台的 T 型槽,常采用平行布置(图 2.4b) 。单臂液压制造机113 液压机液压系统原理图设计液压机液压系统原理图设计3.1 明确设计要求,制定基本方案明确设计要求,制定基本方案3.1.1 设计要求设计要求设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手进行液压系统各部分设计之前,必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面的情况了解清楚。单柱液压机主机概况:1.公称压力:160KN2.液体最大工作压力:13MPa3.操纵方式:电 动4.压头距下工作台最大距离:500mm5.压头最大行程:350mm6.压头下行最大速度:V 下 MAX =50mm/s7.压头回程最大速度:V 回 MAX=100mm/s8.喉深:L0=300mm9.工作台尺寸(左右前后):600500mm10.工作台距地面高度:710mm11.落料孔孔径:100mm12.满负载时允许变形:1 mm液压缸动作顺序:工进快退停止3.1.2 确定液压执行元件的形式确定液压执行元件的形式在本设计中,液压缸是液压系统中的执行元件,它是一种把液体的压力能转换成机械能以实现直线往复运动的能量转换装置。液压缸结构简单,工作可靠,在液压系统中得到了广泛的应用。液压缸按其结构形式,可以分为活塞缸、柱塞缸两类。活塞缸和柱塞缸的输入为压力和流量,输出为推力和速度15。液压缸除了单个地使用外,还可以组合起来或和其它机构相结合,以实现特殊的功能。根据15表 3-1我们选择活塞缸类中的单杆活塞液压缸,其特点及适用场合见表 3-1。表 3-1 运用场合名称特点适用场合单杆活塞液压缸有效工作面积大,双向不对称往返不对称的直线运动等无锡太湖学院学士学位论文123.1.3 确定液压执行元件运动控制回路确定液压执行元件运动控制回路1)为了实现液压缸的进和退,我们选择电磁换向阀作为液压系统的方向控制阀。电磁换向阀的基本工作原理是通过电磁铁控制滑阀阀芯的不同位置,以改变油液的流动方向。当电磁铁断电时,滑阀由弹簧保持在中间位置或初始位置(脉冲式阀除外) 。若推动故障检查按钮可使滑阀阀芯移动。电磁换向阀在液压系统中的作用是用来实现液压油路的换向、顺序动作及卸荷等。由于电磁铁的推力有限,电磁换向阀应用在流量不大的液压系统中。2)为了实现其工进,可以选择调速阀或节流阀作为速度控制阀。节流阀的调节应该轻便、准确。在小流量调节时,如通流截面相对于阀心位移的变化率较小,则调节的精确性较高。调节节流阀的开口,便可调节执行元件运动速度的大小。而调速阀的工作原理:液压泵出口(即调速阀进口)压力,由溢流阀调整,基本上保持恒定。调速阀出口处的压力由活塞上的负载决定。所以当负载增大时,调速阀进出口压差将将减小。调速阀在液压系统中的应用和节流阀相仿,它适用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中15。因此,在本设计中选择调速阀作为速度控制阀。3.1.4 液压源系统液压源系统液压系统的工作介质完全由液压源来提供,液压源的核心是液压泵。在无其它辅助油源的情况下,液压泵的供油量要大于系统的需油量,多余的油经溢流阀流回油箱, 溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用10。为节省能源提高效率,液压泵的供油量尽量与系统所需流量相匹配。油液的净化装置是液压源中不可缺少的。在此,我们在泵的小口装上粗滤油器。 (进入系统的油液根据被保护元件的要求,通过相应的精滤油器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱,可在回油路上设置磁过滤器或其他型式的滤油器。根据液压设备所处环境及对温升的要求,还要考虑加热、冷却等措施。3.2 液压系统各液压元件的确定液压系统各液压元件的确定3.2.1 液压介质的选择液压介质的选择液压介质应具有适宜的粘度和良好的粘温特性;油膜强度要高,具有较好的润滑性能;能抗氧化,稳定性好;腐蚀作用小,对涂料、密封材料等有良好的适应性;同时液压介质还应具有一定的消泡能力15。选择液压介质时,除专用液压油外,首先是介质种类的选择。根据液压系统对介质是否有抗燃性的要求,决定选用矿油型液压油或抗燃型液压液。其次,应根据系统中所用液压泵的类型选用具有合适粘度的介质。最后,还应考虑使用条件等因素,如环境温度、工作压力、执行机构速度等。当工作温度在 60以下,载荷较轻时,可选用机械油;工作温度超过 60时,应选用汽轮机单臂液压制造机13油或普通液压油。若设备在很低温度下启动时须选用低凝液压油15。据16中各普通液压油质量指标及应用以及本设计中单柱液压机液压系统的要求选用N32 号普通液压油,其各项质量指标见表 3-2。表 3-2 N32 号液压油指标名称N32 号普通液压油代号 / 原牌号YA-N32 / 20 号运动粘度 mm2/s (40)28835.2运动粘度 mm2/s (50)1723粘度指数90抗氧化安定性(酸值达2mgKOH/g) h1000凝点 -10闪点(开口) 170防锈性(蒸镏水法)无锈临界载荷 N600抗泡沫性(93) ml起泡 50 / 消泡 0抗磨性(四球,DB) N800应用适用于环境温度 040的各类中高压系统(适用工作压力为6.3-2.1MPa3.2.2 拟定液压系统图拟定液压系统图在这种单柱液压机上,实现了“工进 快退 停止”的动作循环(见图 3.1) 。可以进行冲剪、弯曲、翻边、装配、冷挤、成型等多种加工工艺。表 3- 3 示此单柱液压机的动作循环表,图 3.2 则是这种液压机的液压系统图,其滑块的工作情况如图所示。换 向 延 时 快 退 停 止进 给停 止图 3.1 单柱液压机动作循环图无锡太湖学院学士学位论文14图 3.2 单柱液压机液压系统图进油路:液压泵 1 电磁换向阀 5(左位) 单向调速阀 7 液压油缸 8 上腔回油路:液压油缸 8 下腔 单向顺序阀 6 电磁换向阀 5(右位) 油箱表 3-3 单柱液压机液压系统的动作循环表动作名称信号来源电磁换向阀 2 的工作状态工进1YA 通电左位滑块快退2YA 通电右位单臂液压制造机153.3 液压系统主要参数计算液压系统主要参数计算3.3.1 选系统工作压力选系统工作压力公称力为 160KN 的单柱液压机属小型液压机类型,一般情况下,载荷不会太高。系统给定整个系统的最大压力为 13MPA,参考资料11表 37.5-3,初步确定系统工作压力为10MPa。3.3.2 液压缸设计中应注意的的问题液压缸设计中应注意的的问题 液压缸的设计和使用正确与否,直接影响它的性能和是否容易发生故障。在这方面,经常碰到的是液压缸安装不当、活塞杆承受偏载、液压缸或活塞杆下垂及活塞杆的压杆失稳等问题。所以,在设计液压缸时,必须注意一下几个方面16。(1) 尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负荷,或在受压状态下具有良好的稳定性。(2) 考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题。缸内若无缓冲装置和排气装置,系统中则须有相应的措施,否则会引起液压系统产生振动冲击,使系统损坏或降低系统使用寿命。但是并非所有的液压缸都要考虑这些问题。(3) 正确确定液压缸的安装、固定方式。如承受弯曲的活塞杆不能用螺纹连接,要用止口连接;液压缸不能在两端口用键或销定位,只能在一端定位,为的是不致阻碍它在受热时的膨胀;冲击载荷使活塞杆压缩;定位件须设置在活塞杆端,如为拉伸则设置在缸盖端。(4) 液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计,尽可能做到结构简单、紧凑、加工、装配和维修方便。(5) 在保证能满足运动行程和负载力的条件下,应尽可能地缩小液压缸的轮廓尺寸。(6) 要保证密封可靠,防尘良好。液压缸可靠地密封是其正常工作的重要因素。如果泄露严重,不仅降低液压缸的工作效率,甚至会使其不正常工作(如满足不了负载力和运动速度要求等) 。良好的防尘措施有助于提高液压缸的工作寿命。(7) 当那个液压缸很长时,应防止活塞杆由于自重产生过大的下垂,避免局部磨损加剧。3.3.3 液压缸主要参数的确定液压缸主要参数的确定鉴于液压系统的最大工作压力 P1=13Mpa7Mpa 由16推荐初定 d=0.7D 取液压缸=0.9m 则此时活塞所受推力NF1777789 . 0160000由式 (3-126111m018. 01010177778APFA) (3-2))1A4(D 无锡太湖学院学士学位论文16=14.1cm则 d= 0.7D =9.87cm参考3对这些直径圆整成就近标准值时得: D =140mm d =100 mm由此求得液压缸两腔的实际有效面积为:221cm86.1534DA222236.754)(cmdDA3.3.3 液压缸强度校核液压缸强度校核液压缸的缸筒壁厚 、活塞杆直径 d 和缸盖处固定螺栓直径在高压系统中必须进行强度校核。取:液压缸材料为 45#钢,无缝钢管;活塞杆材料 45#钢。3.3.3.1 壁厚强度校核壁厚强度校核根据11选择液压缸外径为 194mm 即液压缸壁厚=27.5mm对于本系统: 10 为厚壁D按壁厚计算: (3-3) 13 . 14 . 02Dyy式中,D 为缸筒内径;为缸筒试验压力,yP当缸的额定压力 16Mpa 时,取=1.5;nPyPnP为缸筒材料的许用应力,为材料抗拉强度,n 为安全系数,一般取 nbbn = 516 。 所以:=1.510=15yPaMP (3-4) nb式中 N/mm217600bn = 5则 N/m2 66b10120510600n单臂液压制造机17得 mmDyy8 .2113 . 14 . 02mm5 .27 故缸体壁厚强度满足。3.3.3.2 液压缸内活塞杆直径校核液压缸内活塞杆直径校核 活塞杆的直径 d 按下式进行校核 (3-5) F4d 式中,F 为活塞杆上的作用力;为活塞杆材料的许用应力, 4 . 1b则 :mm d 231060014. 34 . 1177778446F故活塞杆强度满足。3.3.3.3 液压缸盖固定螺栓直径计算液压缸盖固定螺栓直径计算液压缸盖固定螺栓直径按下式计算: (3-6) F2 . 5ds式中,F 为液压缸负载;Z 为固定螺栓个数;K 为螺纹拧紧系数;K=1.121.5,取 K=1.316; a18023602MPs则:mmKds2310180414. 31777783 . 12 . 5ZF2 . 56取 =23 mmsd3.3.4 液压缸稳定性校核液压缸稳定性校核活塞杆受轴向压缩负载时,它所承受的力 F 不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载,以免发生纵向弯曲,破坏液压缸的正常工作。的值与活塞杆材料性质、截kFkF面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。活塞杆稳定性的校核依下式进行: (3-7)kknFF 式中,为安全系数,一般取= 2 4,这里取= 4。knknkn当活塞杆的细长比 时krl21无锡太湖学院学士学位论文18 (3-8)222KlEJF当活塞杆的细长比 时,且krl21 = 20 120 时,则21 (3-9)2k22rla1fAF式中,l 为安装长度,其值与安装方式有关,见表 2-1,为活塞杆横截面最小回转kr半径, ;为柔性系数,其值见表 3-2;为由液压缸支承方式决定的末端AJrk12系数,其值见表 3-4;E 为活塞杆材料的弹性模量,对钢取 E=2.061011N/M2;J 为活塞杆横截面惯性矩;A 为活塞杆横截面积,f 为由材料强度决定的实验值,为系数,具体数值均见表 3-5。表 3-4 液压缸支承方式和末端系数 2 的值支承方式支承说明末端系数 2llF一端自由一端固定1/4llF两端铰接1llF一端铰接一端固定2llF两端固定4表 3-5 f、a、1 的值材料f 108N/M2 1铸铁5.61600180锻铁2.590001110软钢3.47500190硬钢4.95000185由此,根据实际设计的可得:单臂液压制造机19 ;901;412 N/M2 ,8104 . 3f75001 (3-10)5 .174dl16d4d64dAJr224k而 l125mm, 取 l=175mm 10rlk45219021则活塞杆稳定性按式:2k2rl1fAF进行校核。代入数据: N61097. 4F66k10243. 141097. 4nF 而 (3-1maxWAPF11)式中,Fw为活塞所受最大推力 为系统最大压力为 13Mpa 。maxP A1为液压缸无活塞杆腔的截面积,A1 = 78.5 cm2 Fw = 131067.8510-3 = 1.02105 N显然,Fw knF所以,活塞杆稳定性满足。无锡太湖学院学士学位论文20图 3.3 主缸3.4 液压阀的选择液压阀的选择3.4.1 液压阀的作用液压阀的作用液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的,因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀,可以因为作用机制的不同,而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量,而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。这就是说,尽管液压阀存在着各种各样不同的类型,它们之间还是保持着一些基本共同之点。例如15:1)在结构上,所有的阀都由阀体、阀心(座阀或滑阀)和驱使阀心动作的元、部件(如弹簧、电磁铁)组成。2)在工作原理上,所有阀的开口大小,阀进、出口间的压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式,仅是各种阀控制的参数各不相同而已。3.4.2 液压阀的基本要求液压阀的基本要求液压系统中所用的液压阀,应满足如下要求15:1)动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小。2)油液流过时压力损失小。3)密封性能好。4)结构紧凑,安装、调整、使用、维护方便,通用性大。3.4.3 液压阀的选择液压阀的选择1)阀的规格,根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量,选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取;选择节流阀和调速阀时,要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些,必要时也允许有 20%以内的短时间过流量12。单臂液压制造机212)阀的型式,按安装和操作方式选择。本系统工作压力在 10MPa 左右,所以液压阀均选用中压阀。所选阀的规格型号见表3-6。表 3-6 160KN 单柱液压机液压阀名细表名称选用规格单向调速阀AQF3-E10B电磁溢流阀YDF3-E10B-B电磁换向阀34DF30-E10B-D单向顺序阀AXF3-E10B3.5 液压泵液压泵的选择的选择 液压泵是一种能量转换装置,它把驱动电机的机械能转换成输到系统中去的油液的压力能,供液压系统使用10。液压泵的工作压力是指泵实际工作时的压力。液压泵的额定压力是指泵在正常工作条件下按试验标准规定的连续运转的最高压力,超过此值就是过载。液压泵的额定流量是指在正常工作条件下,按试验标准规定必须保证的流量,亦即在额定转速和额定压力下由泵输出的流量。(1)液压泵工作压力的确定 (3-12)1P1 是液压缸的工作压力,对于本系统:a1111MPFA 是泵到液压缸间总的管路损失。由系统图可见,从泵到液压缸之间串接有一个单向调节器速阀和一个电磁换向阀,取= 0.6MPa液压泵工作压力为:Pp =12MPa(2) 液压泵流量的确定 (3-13)maxQQ由工况图看出,系统最大流量发生在快退工况,m3/s,泄漏系数4max1021. 5Q K = 1.2,求得液压泵流量: (37.8 L/mm)/sm.Q241036选用 YB1-40 型双联叶片泵。双联叶片泵是在一个泵体内安装两个双作用叶片泵,用同一个传动轴驱动。安装大小不同的单泵,可以得到两种大小不同的流量,以适应液压系统各种不同速度的要求。双作用叶片泵的工作原理是泵由转子、定子、叶片、配油盘和端盖等件所组成。定子的无锡太湖学院学士学位论文22内表双作用叶片泵的工作原理:面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个组成,且定子和转子是同心的。叶片在转子的槽内可灵活滑动,在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下,叶片顶部贴紧在定子内表面上,于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。在转子顺时针方向旋转的情况下,密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大,为吸油区;在左下角和右上角处逐渐减小,为压油区;吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一转,每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次,所以称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的,作用在转子上的液压力径向平衡,所以又称为平衡式叶片泵15。3.6 电动机功率的确定电动机功率的确定注射机在整个动作循环中,系统的压力和流量都是变化的,所需功率变化较大,为满足整个工作循环的需要,按较大功率段来确定电动机功率。由前面的计算已知泵的供油压力应为 Pp= 5MPa,取泵的总效率p = 0.65,泵的总驱动功率为 (3-14)KWQPPPPP51065. 0103 . 6105346验算其他工况时,液压泵的驱动功率均小于此值。查产品样本,选用 5.5KW 的电动机。3.7 液压管件的确定液压管件的确定3.7.1 油管内径确定油管内径确定由于本系统并未对油管内油液的流速作出规定,因此在整个系统中只需保证各处的流量满足要求即可。初定泵吸油管处流速为 1m/s,则由式 计算得 d = VQ4d10mm,由于油管的管径不宜选得过大,以免使液压装置的结构庞大;但也不能选得过小,以免使管内液体流速加大,系统压力损失增加或产生振动和噪声,影响正常工作。在强度保证的情况下,管壁可尽量选得薄些。薄壁易于弯曲,规格较多,装接较易,采用它可减少管系接头数目,有助于解决系统泄漏问题。考虑到与各液压阀的连接,也为了尽量减少管路中油压的损失,故统一取油管内径为 12mm。3.7.2 管接头管接头管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式连接件,它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各项条件。液压系统中的泄漏问题大部分都出现在它管系中的接头上,为此对管材的选用,接头形式的确定(包括接头设计、垫圈、密封、箍套、防漏涂料的选用等) ,管系的设计(包括弯管设计、管道支承点和支承形式的选取等)以及管道的安装(包括正确的运输、储存、清洗、组装等)都要慎审从事,以免影响整个液压系统的使用质量11。单臂液压制造机233.8 本章小结本章小结总之,液压缸的设计内容不是一成不变的,根据具体的情况有些设计内容可以不做或少做,也可增加一些新的内容。设计时可能要经过多次反复修改,才能得到正确、合理的设计结果。在设计液压缸时,正确选择液压缸的类型是所以设计计算的前提。在选择液压缸的类型时,要从机器设备的动作特点、行程长短、运动性能等要求出发,同时还要考虑 主机的结构特征给液压缸提供的安装空间和具体位置,如机器往复直线运动直接采用液压 缸来实现是最简单又方便的;对于要求往返运动速度一直的场合,可采用双活塞杆式液压缸;若有快速返回的要求,则宜用单活塞杆式液压缸,并可考虑用差动连接;行程较长时,可采用柱塞缸,以减少加工的困难;行程较长但负载不大时,也可考虑采用一些传动装置来扩大行程;往复摆动运动时,既可用摆动式液压缸,也可用直线式液压缸加连杆机构或 齿轮-齿条机构来实现。液压缸的缓冲计算也是必不可少的,主要是估计缓冲时缸中出现的最大冲击压力,以便用来校核缸筒强度、制动距离是否符合要求。缓冲计算中如发现工作腔中的液压能和工作部件的动能不能全部被缓冲腔所吸收时,制动中就可能产生活塞和缸盖相碰现象16。无锡太湖学院学士学位论文244 液压机的强度与刚度计算液压机的强度与刚度计算4.1 上横梁结构的强度与刚度计算上横梁结构的强度与刚度计算4.1.1 受力分析受力分析上横梁可视为受一集中力,两端支承的简支梁。图 4.1 所示受力图及剪力弯矩图。其中:P公称压力(KN) ,P=160KN;D油缸台肩尺寸(mm) ,D=194mm;B立柱中心距(mm) , B=600mm;在主截面()所受弯矩:m5 .347)60014. 319421 (100016041)21 (41KNBDPBM图 4.1 上横梁受力图截面剪力:单臂液压制造机25 KN80P21Q4.1.2 主截面(主截面()强度计算)强度计算表 4-2 主截面()强度参数序号截面宽度(mm)截面高度(mm)截面积iF(mm2)面积重心至 X轴距离iY(mm)截面对X 轴的静面矩iiiYFS (mm3)截面矩与面积重心iS至 X 轴距离乘积(mm )iiYS4各截面积的惯性矩3121iioihbJ(mm4)11001010050550500255025008333.3324306025804701212600569922000774000032103063042526775011379375047250041901803420330112860037243800092340000521090189019536855071867250127575006160801280110140800154880006826666.6772002040060240001440000133333.338420401680305040015120002240000911010110555027509166.67总计5101109032437501171966250122527500HiFiSiiYSoiJ重心至 X 轴距离:mmhiiFS2921109032437501mmhHh218292510
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