【JX18-74】钢卷转运装置夹紧升降系统设计（二维+论文）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共30页)
编号：20257780
类型：共享资源
大小：1.54MB
格式：RAR
上传时间：2019-06-25
上传人：caiq****857
认证信息
个人认证
蔡**（实名认证）
浙江
IP属地：浙江
400
积分
- 关 键 词：
-
JX18-74
【JX18-74】钢卷转运装置夹紧升降系统设计二维+论文
- 资源描述：
-
【JX18-74】钢卷转运装置夹紧升降系统设计（二维+论文）,JX18-74,【JX18-74】钢卷转运装置夹紧升降系统设计二维+论文
- 内容简介：
-
摘摘 要要 钢卷转运装置被广泛运用于各大钢铁厂的钢卷运输中。在钢铁行业迅猛发展的今天， 高效率的钢卷转运装置显得尤为重要。故设计出完善的钢卷转运装置有其实际意义。 钢卷主要结构包括举升机构和夹紧机构。首先，确定举升机构的主要方案，由于其 负载较大，故采用为液压系统。然后，本设计根据实际需要选择了合理的液压传动系统， 并根据所给技术参数计算出液压系统的液压缸等主要零件的尺寸，进行校核。最后，用 CAD 绘制出各零件图，经过分析合理后，绘制装配图草图，并编写计算说明书草稿。 经过以上的步骤，本设计顺利完成，绘制出了所需零件图、装配图，编写出了较为 详细的说明书。 本设计中的举升机构采用液压系统，避免了过于复杂的机械过程，使其保养和维修 变得更为简单，操作也更便利。 关键字：钢卷转运装置 ；举升机构；液压系统 Abstract Coil transfer device is widely used in steel coil transportation of major steel plants. With the rapid development of the steel industry, the high efficiency steel coil transfer device is particularly important. Therefore, the design of a complete coil transfer device has its practical significance. The main structure of the coil consists of lifting mechanism and clamping mechanism. First of all, the main scheme of lifting mechanism is determined. Because of its large load, it is used as hydraulic system. Then, a reasonable hydraulic transmission system is selected according to the actual needs, and the size of the main parts of the hydraulic cylinder, such as the hydraulic cylinder of the hydraulic system, is checked according to the technical parameters. Finally, each part drawing is drawn by CAD. After analysis and reasonable, the drawing of the assembly drawing is drawn up, and the draft of the calculation manual is compiled. After the above steps, the design is successfully completed, and the required parts and assembly drawings are drawn up, and detailed instructions are compiled. The lifting mechanism in this design adopts hydraulic system to avoid over complicated mechanical process, making maintenance and repair simpler and easier to operate. Key word: Steel coil transshipment device；Lifting mechanism；Hydraulic 目录目录 摘 要.1 ABSTRACT 2 目录.3 1 绪论.5 1.1 课题背景5 1.2 钢卷转运装置的基本介绍5 1.3 国内钢卷转运装置现状6 2 钢卷转运装置的总体设计.7 2.1 设计参数7 2.2 钢卷转运装置总体机构设计7 2.3 主要设计内容8 3 升降系统结构设计.9 3.1 明确设计要求，制定基本方案.9 3.1.1 设计要求9 3.1.2 确定液压执行元件的形式9 3.1.3 确定液压执行元件运动控制回路10 3.2 液压系统各液压元件的确定.10 3.2.1 液压介质的选择10 3.2.2 拟定液压系统图11 3.3 液压系统主要参数计算.12 3.3.1 选系统工作压力12 3.3.2 液压缸设计中应注意的的问题13 3.3.3 液压缸主要参数的确定13 3.3.3 液压缸强度校核14 3.3.3.1 壁厚强度校核.14 3.3.3.2 液压缸内活塞杆直径校核.15 3.3.3.3 液压缸盖固定螺栓直径计算.15 3.3.4 液压缸稳定性校核15 3.4 液压阀的选择.18 3.4.1 液压阀的基本要求18 3.4.2 液压阀的选择18 34DF30-E10B-D18 3.5 液压泵的选择.19 3.6 电动机功率的确定.20 3.7 液压管件的确定.20 3.7.1 油管内径确定20 3.7.2 管接头20 3.8 本章小结.20 4 夹紧系统结构设计.22 4.1 中心立柱尺寸设计计算与校核22 4.2 载体小车主要结构设计计算与校核23 4.2.1 载体小车总体结构设计23 4.2.2 旋转套筒及机械爪尺寸设计计算与校核23 4.2.3 载体小车液压系统设计24 总 结.28 参考文献.29 致谢.30 1 绪论绪论 1.1 课题背景课题背景 钢铁工业一直以来都是现代化国家的重要基础产业和国民经济的支柱产业，也是国 家经济水平和综合国力的重要标志，钢铁发展直接影响着与其相关的国防工业以及建筑、 机械、造船、汽车、家电等行业。随着世界制造业中心的转移和中国国民经济的快速发 展，中国钢铁工业也迅速发展壮大。 随着制造业对高品质钢铁的需求量的不断增大，钢铁行业的生产效率也需要不断提 高，在这一过程中，钢卷转运装置扮演了重要角色。 钢卷转运装置被广泛运用于各大钢铁厂的钢卷运输中。钢铁行业中传统的钢卷运输 方式主要采用快速链或者是步进梁的形式。即使是链式运输，在运输转向时也需要步进 梁的配合。而托盘式运输方式最早使用在热镀锌行业，主要目的是为了减少起吊次数， 保护带钢表面。钢卷转运装置在不断运用于生产和产品质量要求不断提高的同时，也在 不断的进行改进，对于平稳的传动有着更高的要求。 在国内钢铁生产线已基本实现自动化、机械化的大背景下，更加高效率、更加可靠 的钢铁处理设备、钢铁运输设备等辅助设备显得尤为重要。因此设计高效、可靠、平稳 的钢卷转运装置以及在现有的钢卷转运装置上改进有实际的意义。 1.2 钢卷转运装置的基本介绍钢卷转运装置的基本介绍 工业的发展离不开制造业，制造业的发展离不开钢材的生产，从钢材的生产到钢材 的应用离不开钢卷的运输，在这个过程中离不开钢卷转运装置。所以，钢卷转运装置自 工业革命开始便在世界工业舞台上扮演着重要的辅助角色，是工业快速发展的搬运工。 钢卷转运装置主要包括举升机构和平移机构两个部分。举升和平移是两个独立完成 的连贯性动作，但是两者的机构可以共用部分零件。两机构都可以采用机械方式或者液 压方式实现，举升和旋转速度要求都比较低，而电动机输出转速都相对较高，导致传动 比过大，机械减速器相对比较复杂，或者体积过大，所以本设计中基本选择液压方式来 实现。 装置结构主要包括中心立柱、载体小车（旋转套筒和机械爪） 、举升装置及旋转装置 的结构设计。 1.3 国内钢卷转运装置现状国内钢卷转运装置现状 目前市场上的钢卷转运装置主要采用步进梁式转运装置、液压式转运装置和链式传 动，钢卷转运装置产是将钢锭及连续铸坯轧制成材的生产环节。轧钢生产在国民经济中 所起的作用十分显著,钢铁工业生产中,除少量的钢用锻造或铸造方法制成零件外,炼钢厂生 产的钢锭与连铸坯有 85%95%以上要经过轧钢车间轧成各种钢材供应国民经济部门。可 见在现代的钢铁联合企业中,作为钢材运输的轧钢生产,在整个国名经济中占据着异常重要 的地位。在热轧钢卷车间中，立辊轧机装设在加热炉辊道与粗轧机座之间用于破磷以及 侧边轧制，在轧钢机械中占有重要的地位。 在热连轧厂内， 因为钢卷要运往冷轧厂运输距离较大，在运输过程当中可以使钢卷 逐渐冷却下来，为了防止热钢卷在运输过程中产生变形，钢卷在链式运输机上的放置状 态都是立卷。钢卷运到冷轧厂后，用翻卷机返成卧卷，再用吊车运往堆存仓库。 在冷轧厂内，钢卷在运输机械上的放置状态一般为卧卷，以便于用起重机进行过渡 运输。在进、出罩式炉跨时，为了适应退火操作，钢卷在运输机械上的放置状态一般是 立卷。 目前,如宝钢,武钢,鞍钢,攀钢等几个国内的几个主要大型钢铁联合企业所使用的钢卷 转运装置主要都是从国外进口,或是引进国外技术在国内配套制造。现在大多数设计和生 产厂家都只停留在对国外的设备的转化设计上,而尚未对其设计思想和设计机理作深入的 分析和研究。 2 钢卷转运装置的总体设计钢卷转运装置的总体设计 2.1 设计参数设计参数 钢板宽度：w=12001800mm； 钢卷外径：D=1500mm； 2.2 钢卷转运装置总体机构设计钢卷转运装置总体机构设计 钢卷转运装置主要用于将钢卷提起并旋转转运到另一位置。装置需要装载钢卷并完 成将夹紧和举升两个主要动作。因此，该装置主要由两个机构：夹紧机构和举升机构组 成，并且需要一个可以装载钢卷的载体小车。 装载钢卷的动作可由两个对称安装的爪子完成，其所需的驱动力并不大，可以采用 一对对称安装的小型液压缸来控制。 由于该装置要实现举升，由于液压缸是液压传动系统中应用最多的执行原件，它可 以将油液的压力能转换为机械能，实现往复直线运动。因此，可以采用液压缸直接完成 举升动作。 整个工作过程中，小液压缸将机械爪夹紧，固定钢卷，然后通过升降液压缸实现升 降动作。由于钢卷重量大，整个过程必须运行平稳，无冲击，故选择液压动力。整体结 构图如图 2-1 所示。 1.载体小车抓紧机构 2.举升液压缸 3.液压系统 图 2-1 钢卷转运装置总简图 2.3 主要设计内容主要设计内容 此次设计的主要内容是：中心立柱、载体小车机械爪、举升装置液压系统（液压泵、 液压缸等）主要结构设计计算与校核。 3 升降系统结构设计升降系统结构设计 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 每个项目的设计依据，设计要求。在建立的基本方案，并进一步进行了液压系统各 部分的设计，必须考虑设计要求和对情况了解清楚的内容设计的其他方面。 所转运的钢卷规格为：最大直径 1500mm，宽度 12001800mm。通常，钢卷都有芯 轴作为卷绕支撑件，假设钢卷芯轴直径为 300mm。则该转运设备所要转运的钢卷重量 ，为方便计算，其余 22 22 1.50.3 1.8 78002380624 22 MRrLkgt 部件(如夹持吊钩，机架，钢卷芯轴等)重量估算为 1t。则升降液压缸的负载确定为 25t。 按 20%安全系数计算，最终升降液压缸的最大负载定为 30t=300KN。 钢卷转运装置主机概况： 1.公称压力：300KN 2.液体最大工作压力：13MPa 3.操纵方式：电动 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，它是一种液体的压力能转换成直线 往复运动的装置，可以实现机械能转换。液压缸的结构简单，工作可靠，广泛用于液压 系统。 液压缸按其结构，可分为两种类型，活塞缸和柱塞缸。活塞缸和柱塞缸压力和流量 作为输入，输出和速度。 除了一个液压缸的使用，也可以结合其他机构使用，以实现特殊功能。 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 3.1.3 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）为了实现液压缸的升降，我们选择电磁换向阀作为液压方向控制阀。 电磁换向阀的基本工作原理是控制不同位置的流动方向，通过电磁阀来改变油路。 当电磁铁断电时，在中间位置或初始位置的弹簧滑动阀移动。电磁换向阀在液压系统中 的作用是用来实现换向序列和卸油等。 2）为了实现其送油，可选择速度控制阀或节流阀和调速阀。 节流阀在小流量控制应该是可移动的，准确的。如对阀芯的位移流量截面变小，控 制精度高。调节节流阀开度，可调整机构的执行速度。 对液压泵控制阀的工作原理：由溢流阀调整，基本上保持不变。在压力控制阀出口 处的流速通过活塞上的载荷的确定。所以，当负载增加时，在入口和出口之间的压力控 制阀的速度会下降。 速度控制阀在液压系统中类似的节流阀，它是适用于系统的负载变化和稳定的速度。 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 液压介质应根据使用介质粘度适用于不同的液压泵系统选型。 此外，还应考虑别的因素，如环境温度，工作压力，执行器速度等。当工作温度低 于 60，负荷较轻，可以选择机器油；温度超过 60时，可选择蒸汽透平油或液压油。 如果在非常低的温度的设备使用则需要选择低倾点油。 根据文献，液压油的质量指标和液压系统要求使用 N32 号液压油，质量指标表 3-2 所示。 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)28.835.2 运动粘度 mm2/s (50)1723 粘度指数90 抗氧化安定性(酸值达 2mgKOH/g) h 1000 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- 2.1MPa 3.2.2 拟定液压系统图拟定液压系统图 在这种钢卷转运装置上，实现了“工进快退停止”的动作循环（见图 3.1） 。表 3 - 3 表示钢卷转运装置工作台的动作循环，图 3.2 是图的液压机的液压系统，工作滑块，如 图所示。 停 停 停 停停 停停 停停 停停 停 图 3.1 钢卷转运装置动作循环图 图 3.2 钢卷转运装置液压系统图 表 3-3 钢卷转运装置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 3.3 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 钢卷转运装置液压机的额定负载不太高。整个系统的最大压力系统 37.5-3 13MPa，参 考资料，确定系统的工作压力为 10MPa 初步。 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 液压缸设计应用的正确与否，直接影响它的性能和成败。在这方面，经常遇到的是 液压缸的活塞杆是安装不当，压杆在部分负荷下，液压缸的活塞杆和活塞杆或不稳定。 因此，在液压缸的设计，必须注意以下几个方面。 （1） ，在液压缸的活塞杆的最大负荷状态，并具有良好的稳定性，在压缩。 （2）考虑到液压缸的问题结束时的排气制动和液压缸。气缸无缓冲装置和排气装置， 系统应该有相应的措施，否则会引起液压系统振动的影响，破坏系统或降低系统的使用 寿命。但不是所有的液压缸来考虑这些问题。 （3）确定液压缸的安装。当活塞杆不能弯曲；在液压缸不能键或销两个端口，只有 在最后的位置，为的是使活塞杆扩大并没有阻止；位置应设置在活塞杆端，如张力是设 置在缸盖端。 （4）液压缸各部分的结构应根据结构和设计标准进行设计，尽可能的，结构简单紧 凑，装配和维修加工方便。 （5）满足运动和载荷条件下，应尽可能降低液压缸的尺寸。 （6）保证可靠的密封，具有良好的防尘。液压缸的密封是其正常工作的一个重要因 素。如果泄漏严重，不仅降低了液压缸的工作效率，甚至不能正常工作（如不能满足承 载力和速度等要求） 。良好的防尘措施有助于提高液压缸的使用寿命。 （7）当液压缸使用很长一段时间，活塞杆应防止过度负荷，避免局部严重磨损。 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=0.9 m 则此时活塞所受推力 300000 333333 0.9 FN 由式 （3- 2 1 1 6 1 333333 0.0256 13 10 F AAm P 1） （3-2） 1 4 18 A Dcm 则 d= 0.7D =12.65cm 参考3对这些直径圆整成就近标准值时 得： D =180mm d =130mm 由此求得液压缸两腔的实际有效面积为： 2 2 1254.34 4 D Acm 22 2 2 () 121.7 4 Dd Acm 3.3.3 液压缸强度校核液压缸强度校核 在高压系统中，应检查液压缸筒壁厚 ，活塞杆直径 d 和缸盖固定螺栓直径的强度。 液压缸的材料：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 220mm，即液压缸壁厚 =20mm 对于本系统： 10 为厚壁 D 按壁厚计算： （3-3） 0.4 1 21.3 y y D 式中，D 为缸筒内径；为缸筒试验压力， y P 当缸的额定压力 16Mpa 时，取=1.5； n P y P n P 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 b n b n= 516 。 所以: =1.510=15 y P a MP （3-4） n b 式中 N/mm217600b n = 5 则 N/m2 6 6 600 10 120 10 5 b n 得 0.4 118.8 21.3 y y D mm mm20 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） 4F d 式中，F 为活塞杆上的作用力；为活塞杆材料的许用应力， 1.4 b 则 ：mmd 6 44 333333 1.4 31.5 3.14 600 10 F 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） 5.2 s F d 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； ； a 360 180 2 2 s MP 则： 6 5.2 F5.2 1.3 333333 23 Z 3.14 4 180 10 s K dmm 取 =23mm s d 3.3.4 液压缸稳定性校核液压缸稳定性校核 轴向承载的活塞杆，应在不超过临界负荷才能保持稳定的工作，以避免纵向弯曲的 发生，破坏液压缸正常工作。根据对活塞杆式的稳定性计算： （3-7） k k F F n 式中，为安全系数，一般取= 2 4，这里取= 4。 k n k n k n 当活塞杆的细长比 时 k l r 21 （3-8） 2 2 2 K l EJ F 当活塞杆的细长比 时，且 k l r 12 = 20 120 时，则 21 （3-9） 2 2 2 1 k fA F al r 式中，l与安装相关的值的长度，安装，见表 2-1， f由材料的强度试验值， 的最小回转半径活塞杆横截面， ； k r k rJA E对活塞杆材料的弹性模量，对钢取 E=2.061011N/M2； J对转动惯量的活塞杆横截面； 见表 3-5 系数，具体数值。 柔性系数，其值见表 3-2； 1 端部系数由液压缸支撑的方式确定，其值见表 3-4； 2 A活塞杆横截面积； 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 2 l l F 一端自由一端固定1/4 l l F 两端铰接1 l l F 一端铰接一端固定2 l l F 两端固定4 表 3-5 f、a、1 的值 材料f 108N/M2 1 铸铁5.6 1600 1 80 锻铁2.5 9000 1 110 软钢3.4 7500 1 90 硬钢4.9 5000 1 85 由此，根据实际设计的可得： ;90 1 ; 4 1 2 N/M2 ， 8 3.4 10f 1 7500 （3-10） 42 2 6416 17.5 4 4 k dd Jd r dAl 而 l125mm， 取 l=175mm 10 k l r 12 1 9045 2 则活塞杆稳定性按式： 2 2 1 k fA F l r 进行校核。 代入数据： N 6 4.97 10F 6 6 4.97 10 1.243 10 4k F n 而 （3-max1WFPA 11） 式中，Fw为活塞所受最大推力 为系统最大压力为 13Mpa 。 max P A1为液压缸无活塞杆腔的截面积，A1=78.5 cm2 Fw = 131067.8510-3=1.02105N 显然，Fw k F n 所以，活塞杆稳定性满足。 3.4 液压阀的选择液压阀的选择 3.4.1 液压阀的基本要求液压阀的基本要求 用于液压系统的液压阀，应满足下列要求： 1）动作灵敏，使用可靠，当冲击和振动。 2）油流的压力损失小。 3）密封性能好。 4）具有结构紧凑的优点，安装，调整，使用维护方便，通用性强。 3.4.2 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通过阀的最大流量，阀门产品的选择。选择液 压泵的最大流量阀；节流阀和调速阀的选择，考虑到最低稳定转速的机制实现的要求应 满足最小稳定流量。 流量控制阀一般选择比在必要的实际交通流，可能有一个短的时间小于 20%的流量12。 2）阀门的选型，安装和操作。 该系统的工作压力为 10MPa，所以液压阀是由介质压力阀。选择阀的规格如表 3-6 所 示。 表 3-6 钢卷转运装置液压阀名细表 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-E10B 3.5 液压泵液压泵的选择的选择 液压泵是一种能量转换装置，油马达驱动的机械能转换成压力能的系统，液压系统。 液压泵的工作压力在实际工作压力泵。液压泵的额定压力是最高的压力是指泵连续 运行，根据测试标准在正常工作条件下，超过此值是过载。液压泵的额定流量是在正常 的工作条件下，按试验标准必须保证的流量，这是在额定转速和额定压力泵的输出流量。 （1）液压泵工作压力的确定 （3-12）1 P1 是液压缸的工作压力，对于本系统： 1 1 11 a F PMP A 泵的液压缸总线路损耗。该系统可以看出，从泵到液压缸串联一个单一的调压 调速阀和电磁换向阀之间，取= 0.6MPa 液压泵工作压力为： Pp =12MPa （2） 液压泵流量的确定 （3-maxQKQ 13） 从最大流图的情况下，系统发生在落后的状况，m3/s，泄漏系数 4 max1021 . 5 Q K=1.2， 求得液压泵流量: (37.8 L/mm)/sm.Q 24 1036 使用 YB1-40 型双联叶片泵。 双联叶片泵有两个双作用叶片泵，由同一驱动轴驱动。随着单泵安装不同的尺寸， 可以得到两种大小不同的流量，以适应高速液压系统的不同要求。双作用叶片泵的工 作原理是泵的转子，定子，从油底壳和树叶的掩护，和其他组件。双作用叶片泵定子 内表面的工作原理：表面是由两个长弧形过渡曲线，两个半径短半径分为四和八组定 子和转子，同心。 转子叶片能在其内滑动，当离心力的转子旋转时，在叶片根部压力油面接近定子 叶片，相邻的两个刀片，油分布板，是定子和转子之间形成密封腔。这两个区和两个 泵压力油径向对称的，作用在转子上的径向液压力平衡，它也被称为平衡式叶片泵。 3.6 电动机功率的确定电动机功率的确定 在注塑机的整个周期，系统压力和流量的变化，需要改变大量的电力，以满足整个 工作循环的需要，根据大功率电机功率的确定。 通过泵油压力的计算应 P = 5MPa 后才知道，泵的总效率。 p = 0.65，泵的总驱动功率为 （3-14）KW QP P P PP 5 1065. 0 103 . 6105 3 46 检查其他情况下，液压泵的驱动功率小于此值。查看产品样品，电机功率 5.5KW 的 选择。 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 因为系统没有对石油管流作出规定，因此只需要确保所有流量在整个系统满足要求。 从最初的 1 米/秒在泵流量的吸管，D=10mm，因为管直径不宜过大，以免使液压装置的 结构庞大；但不能太小，使液流管的增加，系统的压力损失增加或振动和噪声，影响正 常工作。保证管壁可以尝试选择一些薄的条件下的强度。薄壁易弯曲，规格，安装方便， 可减少管接头数量，有助于解决系统泄漏问题。考虑到液压阀，同时为了降低管道中的 压力损失，因此管道的内径 12mm 的统一。 3.7.2 管接头管接头 石油和可拆卸的管道和液压油管管接头连接，安装、拆卸方便，连接牢固，密封可 靠，体积小，流量大，压差低，良好的技术和其他条件。 大多数接头泄漏问题的液压系统将出现在系统中，管道的测定（包括联合设计，联 合密封圈，垫片，防漏涂料的选择等） ，管道的设计（包括管道，设计选择捣汁和轴承） 和管道的安装（包括运输组装正确，清洁，储存，等）必须小心，以免影响整个液压系 统的质量11。 3.8 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，根据一些设计元素的具体情况可以不做 或少做，你也可以添加一些新内容。这是可能的设计反复修改，以得到正确的、合理的 设计。在液压缸的设计，适当的设计选型和计算该液压缸的前提。选择液压缸的类型， 调度长度和运作特点和要求的运动性能，还要考虑到主机的安装空间结构特点，液压缸 和具体位置，如机械往复直线运动直接从液压缸是最简单和方便的旅行；移动速度已经 之际，双活塞液压缸；如果有一个快速返回的要求，应采用单活塞杆液压缸差动连接， 可以考虑使用；长冲程，活塞缸，以降低加工难度；长冲程但负荷小，还可以考虑扩大 旅游；往复运动，不仅可以摆动液压缸，液压缸可实现线性连接杆和齿轮齿条机构。液 压缸的缓冲计算也是必不可少的，主要是估计的冲击压力峰值气缸缓冲，以检查气瓶的 强度，可以满足制动距离的要求。在动能的液压缸缓冲计算不工作，缓冲室的所有成分 的吸收，可能产生制动活塞和缸盖碰撞现象16。 4 夹紧系统结构设计夹紧系统结构设计 4.1 中心立柱尺寸设计计算与校核中心立柱尺寸设计计算与校核 根据所选液压缸的行程等因素，中心立柱高度定为 1600mm，选择载体小车在最高点 时来校核其强度，为了方便计算将载体小车简化为一根悬臂梁，长度定位 2400mm 进行 初步校核。 简化图如图 3.2。 图 4-1 中心立柱简化受力图 在水平方向，根据材料力学相关知识，将均布载荷简化为作用于中心点的外力， 然后画出其弯矩图如图 3.3 所示。 图 4-2 简化图弯矩图 由于载体小车和中心立柱的接触的位置受力比较复杂，为了方便计算而又满足强度 要求，我们假定该位置承受的弯矩是水平弯矩图的最大弯矩，同时又可以得出对于整个 中心立柱来说，该位置的截面是最危险的，故我们将问题简化为校核该位置的强度上。 由已知条件可计算出最大弯矩。弯曲正应力是控mkNmmkNFaM 9 . 811800 5 . 45 max 制梁的主要因素。所以弯曲正应力的强度条件 WMmax max 往往是设计梁的主要依据。由文献 5 查得中心立柱的材料 30Mn2的许用应力 ，由此可得 MPa637 （3.1） 34 max 1029 . 1 mMW 参考材料力学表 5.1 可以知道，圆形截面时抗弯截面系数和截面面积最合理WA 的比值是 （3.2） d25.10AW （3.3） 2 4 1 dA 由式 3.1、式 3.2 以及式 3.3 的关系可得 mmd6 .109 根据实际情况取。mmd200 4.2 载体小车主要结构设计计算与校核载体小车主要结构设计计算与校核 4.2.1 载体小车总体结构设计载体小车总体结构设计 在前面 3.1 中我们已经讨论得出了结论，载体小车由两只液压系统控制的机械爪组成。 两个机械爪对称安装，分别由两个相同的液压缸同步控制。 4.2.2 旋转套筒及机械爪尺寸设计计算与校核旋转套筒及机械爪尺寸设计计算与校核 确定套筒内外径及高度。由前面的分析和计算，我们已经确定与之配合的中心立柱 直径，显然套筒内径因要与之紧密配合可以直接得到，即，根据经mmd200mmd200 验确定外径，高度。mmD360mm110h 确定套筒悬臂梁长度及截面尺寸。由前面 3.3 的分析我们可知，悬臂梁最危险的截面 最大弯矩为，同样用弯曲正应力强度条件mkNmmkNFaM 9 . 811800 5 . 45 max WMmax max 进行校核，仍然参考材料力学表 5.1 可以知道，矩形截面时抗弯截面系数和截面面W 积最合理的比值是A （式 3.4） 0.167hAW （式 3.5）bhA 由式 3.1、式 3.4 以及式 3.5 的关系可得 362 1077 . 0 mmbh 根据实际情况取，。mmh100mmb100 确定机械爪尺寸。由上一步我们已经得出悬臂梁的截面为 100100，根据实际需要和 经验取机械爪套在悬臂梁上的垂直总长度为 245mm。根据拉应力强度校核条件 bsbsbs AF 式中由文献 5 查得； bs a637MP bs 机械爪垂直方向的截面面积，假设机械爪套筒的厚度为 t，沿悬臂梁的方向的 bs A 长度为 l，则；tlA bs 截面法向拉力，在本设计中即为钢卷及其他辅助设备的重量F kNGGG50 0steel 根据以上分析可得 2 94mmtl 根据经验和实际需要取，。机械爪伸出的部分根据需要分别取为：mmt12mml150 ，。mma50mmb60mmc100 4.2.3 载体小车液压系统设计载体小车液压系统设计 1、液压系统工况分析 机械爪需要完成的动作只是从两端卡住钢卷，并保持卡紧状态到完成转运，动作简 单，其工作循环为：缓慢加压-保压-缓慢减压-停止。运动部件的重力初步确定为 2000N， 慢速加减压速度为 100mm/min，机械爪重量为 371.6N，动摩擦因数为 0.15。 根据已知条件，液压缸所受外负载包括三种类型，即 afw FFFF 式中 Fw工作负载，对于机械爪来说，即 371.6N； Ff导轨摩擦阻力负载，在本系统中 NGFf74.55 Fa运动部件速度变化时的惯性负载，本设计中由于每一过程速度恒定，故为 0。 2、 液压缸尺寸的确定及校核 液压缸工作压力 P 的确定。由已知条件可得工作压力 P 为 2 4 1 dFP 式中 F液压缸推力； d液压缸活塞直径。 取 d=20mm，故可得 P=0.178MPa。 液压缸内径 D 及活塞直径 d 的确定。由液压传动表 3.1 及 3.2 查得 ，取，d=20mm，故 D=40mm，据文献 9 圆整为0.550.5Dd0.5Dd d=20mm，D=40mm。 液压缸壁厚的确定。中、高压液压缸一般采用无缝钢管，大多属薄壁筒，即 ，此时，根据材料力学中薄壁圆筒的计算公式8.00D 2DPy 式中许用应力，液压缸采用调质处理的 45 号钢，由文献 5 查得为 637MPa，取安 b 全系数为 2，因此，为 318.5MPa； b n bb n 液压缸内径；D 试验压力，一般取最大工作压力的（1.251.5 倍） 。 y P 带入数据可得，根据具体情况取。mm2.00mm1 缸体外径的确定。由以上数据可得，缸体的外径。 1 Dmm562 1 DD 液压缸行程 l 的确定。由于本执行机构实际工作最大行程为 180mm，取行程 l=180mm。由于，故不用进行液压缸的稳定性校核。dl10 缸盖厚度 t 的确定。一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度按强度要求可用下面的式 子进行近似的计算 )(433 . 0 0222 dDDPDt y 式中液压缸缸盖的止口直径，和液压缸内径配合，故近似相等； 2 D 液压缸缸盖孔直径，取活塞杆的直径。 0 d 由此可得，故取。.2mm0tmm5t 3、液压泵及电动机的选择 泵的工作压力的确定。考虑到正常工作中进油路有一定的压力损失，所以泵的工作 压力为 ppPp 1 式中液压泵最大工作压力； p P 执行元件最大工作压力； 1 P 进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取 0.8MPa。 p a78.80 1 MPppPp 是静压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的压力往往超过静压力。另外考虑 p P 到低压系统取小值，高压系统取大值。在本系统中。MPaPP7.215.41 pn 泵的流量的确定。液压泵的最大流量为 max )(qKq lp 式中液压泵的最大流量； p q 同时作用的各执行元件所需流量之和，在本设计中 max )(q min3.00min.102.00 4 4.13 4 32 1 2 1 LmvdQ）（ min3.10min.104.00 4 4.13 4 32 1 2 2 LmvDQ）（ min9.00min32.0004. 0 4 4.13 d- 4 322 1 22 3 LmvDQ）（）（ 系统泄漏系数，一般，现取。 l K1.3.11 l K.21 l K 由此，。min6.10Lqp 液压泵的型号选择。根据以上计算的和，查文献 9，现选择 ZM1型轴向柱塞泵， p P p q 该泵的参数为：每转的排量为，泵的额定压力，电动机rmLq6018 0 MPaP.365 0 转速 1470r/min，容积效率，总效率。2.90 V 8 . 0 与液压泵相匹配的电动机的选择。电动机工作时需要的功率 ppp qP 由此，。由手册选择 Y801-2 型三相异步电动kwkwpqP pp 029.00 608 . 0 78.806.10 机，功率 0.75kw，满载转速 2830r/min。 4、机械爪液压系统的确定 由前面的分析以及相关液压阀的选择，机械爪的液压系统图如图 4-3 所示。 图 4-3 机械爪液压系统图 总总 结结 经过一个多月的努力，本课题的毕业设计终于最终完成，中间虽然出现了各种问题， 但最终被解决，在解决问题的过程中，我们也学到了很多东西。 但是，由于液压系统的设计是非常复杂的，涉及的知识是方方面面的，设计一个完 善且价格低廉的钢卷转运机液压传动和机械传动系统还需要大量的学习和研究工作。对 于该系统设计，我觉得以下几个方面需要改进和完善 1）本文仅提出了液压系统的设计，作为钢卷转运机的液压传动与机械传动系统应该 更全面的考虑其整机的液压与机械的复合传动方式，这样有利于整机功率的确定。 2）本文仅对液压系统部分参数进行性能验算，其他部分的结果有待于今后工作中去 验证。 3）今后关注相关的液压、电子、计算机、传感测试等方面技术的最新发展，选择更 先进合理的液压件及系统方案，不断提高系统设计水平，促进整机各项性能的提高。 4）由于机构受力较为复杂，很多强度校核采用了简化方式，由此可能导致计算不够 精确。 通过实际与设计的有机结合，来达到使机械完成预定动作的目的，每一个设计在初 期都会存在很多缺陷，还望专家指点。 在设计完成的过程中，老师给了我很多的指导和建议，同学们也在设计的时候与我 讨论帮助改进我的方案，在此表示感谢。 通过这次设计，我收获良多，相信会给我以后的工作和学习带来很多帮助。 参考文献参考文献 1 濮良贵，纪名刚. 机械设计（第七版）M. 北京：高等教育出版社，2001 2 廖汉元，孔建益. 机械原理
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号