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φ950可逆式轧机压下装置设计,可逆,轧机,压下,装置,设计
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毕业设计用纸 共 26 页 第 1 页 第 1 章 绪论 液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的 10%20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。 液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元 件 液压泵；执行元件 液压缸和液压马达；控制元件 各种液压阀；辅助元件 油箱、蓄能器等。 液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。 液压技术的发展历史 液压技术作为一门新兴应用学科，虽然历史较短，发展的速度却非常惊人。液压设备能传递很大的力或力矩，单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率下，其重量的尺寸仅为直流电机的 10%20%左右；反应速度快、准、稳；又能在大范围内方便地实现无级变速；易实现功率放大 ；易进行过载保护；能自动润滑，寿命长，制造成本较低。因此，世界各国均已广泛地应用在锻压机械、工程机械、机床工业、汽车工业、冶金工业、农业机械、船舶交通、铁道车辆和飞机、坦克、导弹、火箭、雷达等国防工业中。 液压传动设备一般由四大元件组成，即动力元件 液压泵；执行元件 液压缸和液压马达；控制元件 各种液压阀；辅助元件 油箱、蓄能器等。 液压阀的功用是控制液压传动系统的油流方向，压力和流量；实现执行元件的设计动作以控制、实施整个液压系统及设备的全部工作功能。 我国液压阀技术的发展概况 我国的液压工业及液压阀的制造，起始于第一个五年计划（ 19531957 年），期间，由于机床制造工业发展的迫切需求， 50 年代初期，上海机床厂、天津液压件厂仿造了苏联的各类低压泵、阀。 随后，以广州机床研究所为主，在引进消化国外中低压元件制造技术的基础上，自行设计了公称压力为 称广州型），并迅速投入大批量生产。 毕业设计用纸 共 26 页 第 2 页 60 年代初期，为适应液压工程机械从中低压向高压方向的发展，以山西榆次液压件厂为主，引进了日本油研公司的公称压力为 21中高压液压阀系列，以及全部加工 技术和制造、试验设备，并据此发展、设计成我国的中高压液压闪系统（简称榆次型）。 1968 年，当时的一机部组织有关单位，在公称压力 21压阀的基础上，设计了我国一套公称压力为 投入批量生产。 为使产品实现标准化、通用化、系列化，我国于 1973 年再次组成“液压阀联合设计组”， 在总结国产高压阀设计、生产经验的基础上，借鉴了国外同类产品的结构，性能、工艺特点，又增补了多种规格和新品种，并使国产阀的安装连接尺寸首次符合国际标准。并于 1977 年正式完成了公称压力为 高压阀 新系列的设计。 1978 年起，通过全系列图纸的审查、试制、鉴定等工作，并在全国推广使用。 1982 年，通过了全系列的定型工作。故上述产品简称为“ 82年联合设计型高压液压阀系列”。 为适应高压、大流量的液压传动要求，济南铸锻研究所、上海 704 研究所和北京冶金液压机械厂等单位，自 1976年开始，还引进、消化和研制了二通插装阀（简称），并在 80 年代初期，完成了自己的系列。二通插装阀作为不同于常规阀的另一类液压阀类，也正在开拓着它的使用范围。 此外，随着组合机床在机械制造行业中的广泛应用， 1975 年，大连组合机床 研究引进、消化、吸收和研制了叠加式液压阀。 建国以来，我国液压行业及液压阀的制造生产，从无到有，发展很快，取得了巨大的成绩。但与国外同类产品相比，品种和性能指标还有较大差距。为了提高我国液压行业的综合素质，国家机械部制定了以下调整原则： 括国产的电液伺服阀、比例阀和数字控制阀以及引进、消化德国力士乐公司的压力为 21、 35、 63径为 632三大类液压阀和我国自行开发的叠加阀、插装阀及 括目前应用面广、市场需求最大，一时尚无替代产品； 国内 70 年代、 80 年代开发的，现在已成为主导产品，虽然技术上达不到国际80年代水平，但需要保留一段时间的产品。） C 类限制发展和逐步淘汰产品。（指水平低，性能差，耗能耗材的产品，不符合标准的落后产品，不符合标准的老产品，具体指我国 50、 60年代设计的广州型中低压系列，及与之相仿的早期产品。） 本课题的目的及研究范围 作为工科类院校，特别是机械专业，液压技术是一门必不可少的课程，但由于学科本身内容的复杂程度和教学条件的限制，不能轻易地使教师讲得清楚，学生听得明白。有监于此，本课将重点对溢流 阀部分进行加工与设计，主要研究对象为溢流阀。在进行加工的同时，对溢流阀部分零件进行编程。最后，针对溢流阀的理论 毕业设计用纸 共 26 页 第 3 页 研究进行讨论，内容包括溢流阀的工作原理、结构特点、型号说明、应用情况以及各种阀的比较等，此外还对卡盘进行分类和工具的夹紧。 毕业设计用纸 共 26 页 第 4 页 压力控制阀直动式差动式三节同心式二节同心式滑阀式直动型先导型远程调压阀普通溢流阀电磁溢流阀三节同心式二节同心式卸荷溢流阀（单向溢流阀）溢流阀单向减压阀定差减压阀定比减压阀溢流阀直动型顺序阀先导型顺序阀顺序阀压力继电器第 2 章 压力控制阀的分类与型号 液压系统中，用来控制系统的压力、流量和液流方向的元件均称为液压控制阀，简称液压阀。液压阀品种繁多，规格复杂，按工作原理可划分为以下几种： 通断式控制元件（即开关或定值控制阀）：这是常用的一类液压阀，又称 普通液压阀。 伺服式控制元件：压力伺服阀、流量伺服阀等。 比例式控制元件：比例压力阀、比例流量阀和比例方向阀等。 在液压传动系统中，液流的压力是最基本的参数之一，执行元件的输出力或输出扭矩的大小，主要由供给的液压力所决定。为了对油液压力进行控制，并实现和提高系统的稳压、保压、减压、调压等性能或利用压力变化实现执行机构的顺序动作等，根据油液压力和控制机构弹簧力相平衡的工作原理，人们设计制造了各种压力控制阀。常见种类如下： 毕业设计用纸 共 26 页 第 5 页 ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) A( c )( d )a )( b )第 3 章 溢流阀 流阀的结构 溢流阀的基本 功用是：当系统的压力达到或超过溢流阀的调定压力时，系统的油液通过阀口溢出一些，以维持系统压力近于恒定，防止系统压力过载，保障泵、阀和系统的安全，此时的溢流阀常称为安全阀或限压阀。 溢流阀的根据结构可分为直动型和先导型两种。 一直动型溢流阀 图 3直动型溢流阀结构简图 （ a）锥阀式 (b)球阀式 (c)滑阀式 (d)溢流阀的基本符号 1 2 3 4阀座） 锥阀式和球阀式又叫座阀式溢流阀， 特点是动作灵敏，密封性能好，配合没有泄漏间隙，但导向性差，冲击性较强，阀座阀芯易损坏。滑阀式由于阀口有一段密封搭合量，稳定性较好，不易产生自激振动，但动作反应较慢。 下面以锥阀式 图 3 锥阀式 动型溢流阀（插装式） 毕业设计用纸 共 26 页 第 6 页 （ a）结构图 （ b）局部放大图 （ c）简化符号 （ d）详细符号 1 2 3 4 5 6 7（ 1）工作原理 : 设弹簧预紧 力为 塞底部面积为 当 阀口打开 ,P T,稳压溢流或安全保护。 锥阀开启后 ,由 1得锥阀的力平衡方程为： K(0X+X )+G s ： P= K(0X+X )+G s A (3式中 ： K、0m） ;平时不考虑） :N）； 稳态液动力（ N）； 射流力 (N)。 此处 , X(N) P=( A (3（ 2） 调压原理：调节调压螺帽改变弹簧预压缩量 ,便可调节溢流阀调整压力。 （ 3） 特点：从式（ 3知这种阀的进口压力 被控力 小 ,定压精度高。但由于 若 不但手调困难 ,且 所以一般用于低压小流量场合。 二先导式溢流阀 先导阀 弹簧。 （ 1）组成 : 带有导向圆锥面的锥阀（二级同心式）和软弹簧 主阀 滑阀和软弹簧。 带有多节导向圆锥面的锥阀（三级同心式）和软弹簧 毕业设计用纸 共 26 页 第 7 页 式） 1、阀体 2、主阀座 3、主阀芯 4、阀盖（先导阀体） 5、先导阀座 6、先导阀锥式阀芯 7、调压弹簧 8、调节杆 9、调压螺栓 10、手轮 11、主阀弹簧 先导型溢流阀的先导阀是一个小规格的锥阀式直动溢流阀，其弹簧用于调定主阀部分的溢流压力。主阀的弹簧不起调压作用，仅是为了克服摩擦力使主阀芯及时回位而设置。 (2) 工作原理：设 ,度 ,G、 重、摩擦力。 当 导阀打开 ,主阀两端产生压差 : p 当 p +主阀打开稳压溢流或安全保护。 由 1得主阀芯和导阀的力平衡方程分别为： )( 02211)( 02 由上两式可得溢流阀进口压力为： 毕业设计用纸 共 26 页 第 8 页 )(1)( 010121 （ (3调压原理：调节调压螺帽 ,改变硬弹簧力 ,即可改变压力。 特点 : 溢流阀稳定工作时 ,主阀阀芯上部压力小于下部压力。 即使下部压力较大 ,因有上部压力 ,弹簧可做得较软 ,流量变化引起阀心位置变化时 ,弹簧力的变化量较小 ,压力变化小。 又 调压弹簧调好后 ,上部压力为常数。 压力随流量变化较小 ,克服了直动式溢流阀的缺点。 还 先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的 1%左右 先导阀阀座孔的面积 口量 x、调压弹簧 刚度 先导型溢流阀广泛用于高压、大流量场合。 流阀的主要性能 一静态特性： (1) 压力调节范围 定义：调压弹簧在规定范围内调节时，系统压力平稳（压力无突跳及迟滞现象）上升或下降最大和最小调定压力差值。 （ 2）启闭特性 定义：溢流阀从开启到闭合全过程的被控压力 一般用溢流阀处于额定流量、额定压力 始溢流的开启压力 B 分别与 开启压力比： (s) 100% 闭合压力比： ( 100% 两者越大及越接近 ,溢流阀的启闭特性越好。一般规定：开启压力比应不小于90%，闭合压力比应不小于 85%，其静态特性较好。 (3) 卸荷压力：当溢流阀作卸荷阀用时，额定流量下进、出油口的压力差称为卸荷压力。 (4) 最大允许 流量和最小稳定流量：溢流阀在最大允许流量（即额定流量）下工作时应无噪声。 二动态特性 （ 1）压力超调量：最大峰值压力与调定压力的差值。 （ 2）响应时间：指从起始稳定压力与最终稳态压力之差的 10%上升到 90%的时间。 毕业设计用纸 共 26 页 第 9 页 (即图 3、 （ 3）过渡过程时间：指从调定压力到最终稳态压力的时间。 (即图 3点到 （ 4）升压时间：指溢流阀自卸荷压力上升至稳定调定压力所需时间。（即图 3 （ 5）卸荷时间：指卸荷信号发出后由稳态压力状态到卸荷压力状态所需的时间。(即图 3.9(.1(图 3 毕业设计用纸 共 26 页 第 10 页 (.1(图 3三先导型溢流阀的静态特性分析： 以本次设计中绘制型溢流阀为例：具体尺寸见相关装配图及零件图。 （ 1）开启过程： 设额定排放压力 6启压力 4导阀弹簧刚度为 2压缩量为 阀弹簧刚度 y 20N/压缩 量 0定流量20L/阀芯与阀孔间的摩擦力为 、下腔的液压力分别为 其上下有效作用面积分别为 1 )1640(4 22 =1055 ) 22 =1016 016105512 (符合在 间的条件 ) 主阀芯自重为： G= 先导阀孔座面积为： 态时的主阀开度 y=： A. 当液压系统压力 导阀保持关闭。根据 1此时主阀芯受力条件为 A1 A2 + (3 毕业设计用纸 共 26 页 第 11 页 式中 别为先导阀弹簧和主阀弹簧的刚度（ N/m）； 别为先导阀弹簧和主阀弹簧的预压缩量（ m）。 此时阀口仍关闭。 B. 当系统压力上升到先导阀的开启压力时，先导阀处于即将开启但 未开启的状态，主阀芯受力关系仍为式（ 3 C. 当系统压力升高超过先导阀开启压力时，先导阀打开，液压油经由阻尼孔流向先导阀再流回油箱。此时主阀芯上下两腔将产生压力差，但尚未到达足以抬升主阀芯的程度，根据 1主阀芯的受力方程为： A1 A2 + （ 3 D. 当系统压力上升到主阀开启压力时，通过阻尼孔的流量增大，产生的压力差使主阀芯处于平衡状态：根据 1有力平衡方程： A1 A2 + （ 3 图 3导型溢流阀示意图 E. 当系统压力高于主阀开启压力时，主阀开启，根据 1其受力为 111111 2s = A2 y（ y0+y） +G+ （ 3 式中， y 为主阀口的开度（ m）； 1 为液体入射角，近似等于维阀半维角 1 =0）； 6 为主阀座孔直径（ m） ; 根 据 7主阀口流量系数 。 F. 当系统压力升到调定压力时，阀内通过额定流量，根据 1此时主阀芯受力方程为： 1111 2s nn = A2 y（ y0+y） +G+ （ 3 到此，溢流阀开启完成。 (2) 闭合过程： 其过程与开启过程相反，但各关键点相似，不同的是由于摩擦力方向改变，造成阀口的关闭压力比相应的开启压力要小。 (3) 静态特性关系式 先导型溢流阀在稳态溢流条件下，满足下列关系式： A. 根据 1，主阀口出流方程式为 11112s i n （ m3/s） (312C 毕业设计用纸 共 26 页 第 12 页 式中， a），油液密度 =900（ kg/,其他参数意义同前。 . 主阀芯受力平衡方程式： 11A2 y0+y） 1111 2 G ）（ 3 式中， 闭合时取负号；其余参数意义同前。 C. 通过主阀芯阻尼孔的流量方程式： 阻尼孔结构为细长孔，根据 3其流量 q= )(2210 (m3/s) (3式中阻尼孔截面积 214=; 根据 3阻尼孔的流量系数 C = D. 先导阀口出流方程式根据 1有： q=2222s in (m3/s) (3式中，根据 3先导阀流量系数 导阀阀座孔直径 d=4 (x 为先导阀阀口的轴向开度（ m）；先导阀芯的半锥角 2 =20（ 0）。 E. 先导阀芯受力平衡方程式根据 1有： Ac x0+x）222 2 ） （ 3 式中，各参数意义同前。 (4) 溢流阀内泄漏量： 根据 10按偏心环状缝隙的流量公式来计算： q=)(65 g(s) (3式中，主阀芯直径 D=4（ 主阀芯直径与阀体间的单边配合间隙 r= 公称压力 66/ 油液动力粘度 )/(105 9 26 0 2 .(9 8 0 05 9 2 g f（ s/ 主阀芯与阀体的配合长度 = 处均压槽数 Z=7 毕业设计用纸 共 26 页 第 13 页 均压槽宽 B= 则： q=) 2 30 0 =10s) 流阀的基本应用 （ 1） 稳压溢流回路：溢流阀和定量泵、节流阀并联，阀口常开。（如图 3 在采用定量泵的液压系统中，溢流阀与节流元件及负载并联，泵的供油量大于节流阀通道的需求量，此时，溢流阀作定压阀使用，阀口常开，使多余的油液回油箱，以保持节流阀进口的系统压力基本为恒定值。 （ 2） 安全限压回路：溢流阀和变量泵组合，正常工作时阀口关闭 ,过载时打开压力油经阀口回油箱，油压不再升高 ,起安全保护作用 ,故又称安全阀。（如图 3 图 3 图 3全限压回路 （ 3）远程调压回路：将先导式溢流阀的远程控制口 图 3 （ 4）系统卸荷回路：溢流阀和二位二通阀组合（先导式）（如图 3先导式溢流阀的遥控口 向阀直接与油箱连接，当换向阀的 P、统卸荷 （ 5）多级调压回路（如图 3 （ 6）形成背压 毕业设计用纸 共 26 页 第 14 页 图 3低压高压图 3级调压回路 3 4 溢流阀的组成部分 溢流 阀 由溢流 阀 和 单 向 阀组 成。 当 系 统压 力 达 到溢流 阀 的 开启压 力 时 ，溢流 阀开启 ， 泵 卸荷； 当 系 统压 力降至溢流 阀 的 关闭压 力 时 ，溢流 阀关闭 ， 泵 向系 统 加 载 。 毕业设计用纸 共 26 页 第 15 页 使 泵 卸荷 时 的 压 力 称为 卸荷 压 力，使 泵处 于加 载状态 的 压 力 称为 加 载压 力。 溢流阀包括调节杆、调压螺帽、先导阀心、先导阀座和主阀座。 3 5 溢流阀的零件 3 5 1 调节杆及其加工 51 . 调节杆的加工编程： %1 S 600 0 1 0 71 0 3 10 1 3 1 毕业设计用纸 共 26 页 第 16 页 20 0 0 0 1 4 1 15 15 15 15 14 5 0 100 30 2.应用在数控车床上的卡盘有很多种 ,包括二爪卡盘、三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘等。此 零件加工应用的是三爪自定心卡盘（以下零件都是应用三爪自定心卡盘）。如图： 毕业设计用纸 共 26 页 第 17 页 （ 1） 将卡盘夹住工件的右边 1517加工直径为 14度 42圆柱。然后加工直径为 8度为 32加工半径为 5的球。最后倒角。 （ 2） 拆卸工件，用卡盘夹住左边 32加工直径为 14度为 21圆柱。然后加工直径为 5度为 10倒角。换一把切槽刀，最后切直径为 8度为 4 压螺帽及其加工 毕业设计用纸 共 26 页 第 18 页 0 . 81. 调压螺帽的加工编程： 1 600 0 0 0 71 0 3 10 0 毕业设计用纸 共 26 页 第 19 页 30 2 0 0 0 10 1 32 42 20 0 5 3 0 71 0 3 30 1 40 0 5 3 0 76 毕业设计用纸 共 26 页 第 20 页 Z 18 0 100 5 . 工具夹紧 (1) 将卡盘夹住工件的左端 10外圆刀加工直径为 32度为 18圆柱。然后倒 角。换一把内镗刀，加工直径为 度为 18加工直径为 20度为 10一把内螺纹刀加工 度为 18 (2) 拆卸工件，将卡盘夹住右端 1214外圆刀加工直径为 42度为 17圆柱。 导阀芯及其加工 先导阀芯加工编程 : 1 0 0 0 10 毕业设计用纸 共 26 页 第 21 页 0 5 0003 %2 0 0 71 0 3 10 10 5 . 工具夹紧 （ 1） 将卡盘夹住工件的左端面，用外圆刀加工角度为 39。换一把切槽刀，加工直径为 5度为 10切断长度为 24 导阀座及其加工 1先导阀座的加工编程 : 1 毕业设计用纸 共 26 页 第 22 页 0 1 0 0 3 10 14 20 5 0 1 断 ) 100 30 2. 工具夹紧 （ 1） 将卡盘夹住工件的左端 35用外圆刀加工直径为 18度为8用内镗刀加工直径为 2 度为 12的孔。 （ 2） 拆卸工件，卡盘夹住右断 5外圆刀加工直径为 14度为 12倒角。用内镗刀加工直径为 4度为 9倒内角。在加工角度 39。长度为 2 阀座及其加工 毕业设计用纸 共 26 页 第 23 页 技 术 要 求1 、去毛刺；2 、 未 注 倒 角 均 为 C 1。0 . 1 主阀座的加工编程 : 1 0 0 71 0 3 10 1 40 0 5 0 71 0 3 30 1 毕业设计用纸 共 26 页 第 24 页 15 100 5 2 0 1 0 1 40 0 5 3 0 71 0 3 10 1 16 20 0 100 5 以上程序中 ) 2 工具夹紧 （ 1） 先加工直径为 40长度为 15工件。将卡盘夹在工件的左端 8镗刀加工直径为 16 以上加工出的零件的尺寸都符合溢流阀工作要求，精度也符合要求。 毕业设计用纸 共 26 页 第 25 页 总结 时间过的真快 ,转眼间 ,两年已过。我即将走出这轻院。回想起在这两年里发生的事，还历历在目。在这两年时间里，我认真 过、马虎过；我紧张过、松懈过；我为理想奋斗过、也放弃过。总觉得自己学到的知识没有用，然而在这即将离开的时候却体现出来 毕业设计。它是我们最后一次作业，而且是最不得马虎的一次作业。它不仅包括了我所
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