液压站毕业设计

1 / 22 液压站毕业设计 设计说明书 课 题 名 称： 液压动力单元的结构设计 姓 专 班 起 止 指导 名：业：机电一体化 级： 日 期： 2016年 9 月至2016年 11月 教师： 广西工业职业技术学院 设计说明书 题目：液压动力单元的结构设计 目录 摘要 ?1 前言 ?2 第一章 液压传动的基本介绍 .3 液压传动的早期运用 ?3 液 压 传 动 的 应 用 范 围 的 基 本 原理 ?3 液压传动系统的组2 / 22 成 ?4 液压元件分类 ?5 液压传动的优缺点 ?5 第二章 各部件的选型 ?.7 电动机的选型 ?7 液压泵的选型 ?9 液 压 泵 与 电 动 机 之 间 连 接 的 设计 ?12 过滤器的选型 ?13 压力仪表的选型 ?14 接口部件的选型 ?15 密封装置的选型 ?17 第三章 液 压 动 力 单 元 的 结 构 设 计 分析 ?19 液 压 动 力 源 的 几 种 结 构 形式 ?.19 各种布置的比较 ?.19 布置方案的选定 ?.20 油箱的设计 ?.21 系 统 压 力 平 衡 问 题 的 分析 ?.22 总体系统的结构 ?.27 3 / 22 第四章 材料的选择 ?28 油 箱 外 壁 材 料 的 选择 ?28 压 力 平 衡 结 构 中 的 非 金 属 材 料 的 选择 ?29 油箱壁的强度校核 ?31 压力平衡结构的体积校核 ?31 总结 ?34 谢辞 ?35 参 考 文献 ?36 摘要 随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加，人类消耗的自然资源越来 越多，开发“蓝色经济”以势在必行，海洋站地球表面积得 71%，在海底及海洋中，蕴藏着极其丰富的生物资源及矿产资源。要向海洋索要资源，目前，人们共同面临和急需解决的问题便是采用先进的跨学科的技术手段来探索、开发神秘的海洋。因此一个能适应深海环境的液压动力源的出现，已迫在眉睫。 本文设计内容为开发一套 6000m深海液压动力单元，工作压力位 21MPa、额定排量 35mL/min。作为液压动力源，在考虑了一般陆地环境必须注意的问题，如液压系统的污4 / 22 染、泄露、液压冲击、振动和噪声外，还必须要考虑在深海环境下的新 的问题。深海液压动力单元的设计难点和重点归纳起来包括压力平衡问题、密封问题、电缆的接口问题以及材料的防腐蚀问题。 众所周知，海洋深处是有很大的压力的，而且随着深度的加深，压力也就越大，当到达 6000m 时，压力为 60MPa，如果这么大的压力都由液压动力源来承担，再加上系统工作所需的压力，液压泵的负担是很重要的，而且这样也很不经济，液压动力单元的效率会非常低，同时整个结构外壳也必须做得很厚以承受水压，这样就加大了系统的重量，在系统的密封工作方面，也会带来很大难度，所必须要设计一个特别装置来平衡装置， 同时也对压力平衡厚的系统密封问题、电缆接口问题和材料的防腐蚀问题进行了分析。 关键词：动力单元，压力平衡，液压系统。 前言 制造业的历史可追溯到几百年前的旧石器的时代。猿进化成人的一个重要的标志就是工具的制造。可见，工具的制造对人类的影响是极其巨大的。从某种程度上说，工具是先进水平决定着生产力的提高发展与变革，是伴随着劳动工具的发展与变革。制造业是任何一个发达国家的基础工业，是一个国家综合国力的重要体现。而在制造业中，液压系统又是制造业的基础，得到了各个国家的高度重视。尤 其5 / 22 在今天以知识为驱动的全球化经济浪潮中，由于激烈的市场竞争，夹具工业的内涵、深度和广度都发生着深刻的而变化，各种新的液压系统、制造加工方法不断出现，推动着我们的社会不断的向前发展。 液压系统是现代工业的基础。它的技术水平在很大程度上决定了产品的质量和市场的竞争力。随着我们加入“ WTO”步伐的日益加快。“入世”将对我们夹工具产生重大而深远的影响，经济全球化的趋势日益明显，同时世界众多知名公司不断进行结构调整，国内市场的国际性进一步显现，该行业的将经受更大的冲击，竞争也会更加剧烈。在如此严峻的行业背 景下，我们的技术人员经过不断的改革和创新使得我国的磨具水平有了较大的提高，大型、复杂、精密、高效和长寿命的液压有上了新台阶。 液压式每个机制制造方面目前普遍的，它可以大批量生产，节省人力物资，效率相对高，操作方便，结构合理，它的成本低廉，适合广大人群所承受的能力。 1.引言 钢坯表面极易被氧化形成氧化皮，且这层氧化皮会在生产中产生废料而影响工作，而采用钢坯修复机的目的将氧化皮去掉，使钢坯的利用率提高。可用的方法很多，例如：1.可用手持钢坯的人为方法将其表面的氧化皮去掉，但 是会对人造成危害，而且效率低，如传统的砂轮打磨。 2.将钢坯6 / 22 烧红后磕掉其表面的氧化层，但是这种方法使得被处理后的钢坯会在短时间内再被氧化，而且效率低、机器易磨损，如钢模板修复机。使用钢坯修复机来去除表面的氧化层不但可以提高效率、减少危害，而且可以使被处理过的钢坯在冷却后保持一段时间不被氧化，即使在雨中被淋而产生少量生锈但是不会有太大影响。 钢坯修复机采用滚筒机输送而不采用皮带输送是因为：滚筒输送机比皮带输送机应用广泛，可用于储积、分流、合流及较重负载的运输，另外也应用于油污、潮湿及高温、低温的环境 。而且滚筒输送机结构简单，可靠性高，使用维护方便。 传统的钢坯修磨机是由一种设有由窝轮、窝杆等组成的回转机构，可使砂轮与钢坯纵向运动的夹角在 45-90度间变换的长臂回转式的钢坯修磨机。它既能作直磨用，也可以作斜磨用，兼有两者的优点，该机修磨范围较大、质量好且结构简单，检测维修方便，适用于大、中、小形钢坯和锻坯的全扒皮修磨。而采用钢坯修复机不但兼顾了钢坯修磨机的所有优点，而且还有具有效率高的优点。 钢坯修复机的部分操作通过液压控制，使得钢坯自动翻转，且具有实用、结构简单，操作方便，自动化程度高，劳 动强度抵，环境污染小，钢坯修整质量、精度高的优点，是现代炼钢行业钢坯修复的理想设备。虽然我国目前没有生产，只是在大连特钢厂有两台由意大利引进的钢坯修复机，7 / 22 因此需要研制技术含量高，且质量稳定的高档产品来满足国民经济的要求和行业需求，所以钢坯修复机在世界上一定 【 15】 会有相当大的发展前景。 2.液压技术概况 当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的发展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技术上也有许多新成就 。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，日益显示出显著的成绩。 今天，为了和最新技术的发展保持同步，液压技术必须不断创新，不断地提高和改进元件和系统的性能，以满足日益变化的市场需求，体现在如下一些比较重要的特征上： 1) 提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小。为了能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率，液压元件的结构不断地在向小型化方向发展。 2) 高度的组成化、集成化和模块化。液压系统由管式配置经板式配置，箱式配置 、集成块式配置发展到叠加式配置、插装式配置，使连接的通道越来越短，这种组合件不但结构紧凑、工作可靠，而且使用简便，也容易维护保养。模块化发展也是非常重要的方面，完整的模块以及独立的功8 / 22 能单元，对用户而言，只需要简单地进行组装即可投入使用，这样不仅可以大大节约用户的装配时间，同时用户也无须配备各种经专门培训的技术人员。 3) 和微电子结合，走向智能化。汇在一起的联接体只要一收到微处理机或者微型计算机处送来的信息，就能实现预先规定的任务。 综上所述可以看到，液压工业在国民经济中的作用实在是 很大的，它常常可以用来作为衡量一个国家工业水平饿重要标志之一。与世界上主要的工业国家相比，我国的液压工业还是相当落后的，标准化的工作有待于继续做好，优质化的工作须形成声势，智能化的工作则刚刚在准备起步，为此必须奋起直追，才能迎头赶上。 液压系统的设计步骤大体如下： 1)液压系统的工况分析 2)拟订液压系统原理图 3) 液压系统的计算和选择液压元件 4)对液压系统进行验算 5)绘制正式工作图和编制技术文件 设计的最后一步是要整 理出全部图纸和技术文件。正式工作图一般包括如下内容：液压系统原理图；自行设计的全套工作图；液压泵、液压阀及管路的安装总图。 技术文件一般包括以下内容：基本件、标准件、通9 / 22 用件及外购件汇总表，液压 【 15】 系统安装和调试要求，设计说明书等。 3.液压系统性能与参数的初步确定 工况分析 工况分析是分析机械工作过程的具体情况，其内容包括负载分析、速度分析和功率变化规律的分析。对液压系统进行工况分析其目的就是要查明它的每个执行元件在各个动作阶段内的运动速度和 所承受的负载并绘制成图。而液压执行元件的工况图是选择系统液压元件和基本回路的依据。这是因为： 1) 液压泵和各种控制阀的规格是根据工况图中的最大压力和最大流量选定的； 2) 各种液压回路及其油源形式都是按工况图的不同阶段内的压力和流量变化情况初选后，再通过相互比较确定的； 3) 将工况图所反映的情况与调研得来的参考方案进行对比，可以对原来设计参数的合理性做出鉴别，或进行调整。 液压缸的负载分析 通过现场调研获知，此液压系统的液压缸的工作行程为 5m， 钢坯尺寸为长 10m 宽 150mm 高 150mm,钢坯密度取/m3,动摩擦系数为，且在水平位置时外负载最大，大约为10 / 22 25800N。 液压缸的速度分析 通过现场调研得知，此液压系统的液压缸速度在 /s之间，具体数值没有要求，但是要保证钢坯运行过程平稳，液压缸锁紧使系统冲击小，因此取活塞杆 【 12】 伸出时速度为 /s,活塞杆退回时速度为 /s。 液压系统参数的初步确定 确定液压缸的主要参数 液压缸是液压传动中的主要执行元件之一，它是把液压能转换成机 械能的能量转换装置。液压缸结构简单、工作可靠，广泛应用于机械的液压传动中。目前，工业中常用的液压缸的结构形式有活塞缸、柱塞缸、摆动缸三大类。活塞缸和柱塞缸可实现往复直线运动，输出速度和推力；摆动缸则实现往复摆动，输出角速度和转矩。形式如下： 活塞缸 单杆活塞缸 单杆活塞缸是活塞的一端带有活塞杆的液压缸。结构如图 2-1 所示。这种油缸由于活塞两侧受力面积不等，活塞往返运动时所产生的推力和速度各不相等。活塞杆外伸时，油缸产生的推力大，速度小；而活塞杆作差动连接时，可实现快速运 动。故这种油缸工业上常用来实现“快速进给”、“慢速工进”和“快速回位”。 11 / 22 图 1 单杆活塞缸 双杆活塞缸 双杆活塞缸是活塞的两端都带有活塞杆的液压缸。结构如图 2-2所示。其工作原理与单杆活塞缸相同，由于活塞两侧受压面积相同，油缸两端的供油压力 P和供油量 Q 相同时，其往返运动速度及产生的推力都分别相等。 图 2 双杆活塞缸 柱塞缸 柱塞缸是单作用缸，结构如图 2-3 所示，回程依靠自重或外力，常倾斜或竖直安装。柱塞与缸体内壁不接触，油缸内孔只需 粗加工，简化了缸体的加工工艺，制造简便。工作时总是承受压力。因此柱塞必须有足够的刚度，直径比较大，且只能实现一个方向的运动，特别适应在行程比较长的场合。 图 3 柱塞缸 摆动缸 常用的摆动缸有单叶片式和双叶片式两种。这类油缸是靠转子的回转来传动力和运动的。输出的是周期性的回转运动，其回转角小于 300。这种液压缸由于密封性较差等原因，一般只用于低压系统，如送料夹紧和工作台回转的辅助运动装置。 本次设计的液压系统要求动作可靠，且为往复直线12 / 22 运动，故应采用活塞缸。而且单 作用活塞缸可以输出多种速度，差动连接时还可以实现快速运动，并且体积较双杆活塞缸小，结构紧凑。本液压系统只要求动作可靠，滑动水口打开速度要快，综合考虑上述两种活塞缸的适应场合、制造成本及体积大小等因素，本液压系统采用差动式 【 12】单作用活塞缸。 确定液压缸的尺寸 初选液压缸工作压力 液压缸的推力 F 是由液压缸的工作压力 p 和活塞的有效工作面积 A来确定的，而活塞的运动速度 v由输入缸的流量 Q和活塞的有效工作面积 A确定的， 即 F=A p v=Q A 式中 F 缸的推力； p 进油腔的工作压力； A 活塞的有效工作面积； Q 输入液压缸的流量； XXXXXXX 学院 毕业设计 题 目 系 别 专 业 XXXXXXXXXXXXXXX 班 级 XXXX 13 / 22 学 号 姓 名 XX 指导教师 XXXXXX 完成时间 XX年 XX月 XX日 评定成绩 教务处制 年月日 小型压力机的液压系统设计 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的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高配置灵活方便调速范围大工作平稳且快速性好易于控制并过载保护易于实现自动化和机电液一体化整合系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于 可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合14 / 22 理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。 Hydraulic system design of small presses ABSTRACT As one of the modern machinery equipment transmission and control important technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily realized automation and electromechanical integration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages in technology , which make it become the basic technology of modern mechanical engineering and the basic technology of modern control engineering. 15 / 22 The hydraulic press and pressure machine is the main equipment for molding plastic injection and repressing material formation, such as stamping, bending, flanging, metal sheet drawing, etc. Also it can be engaged in the adjustment, the mounting indentation, the grinding wheel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed formation. This article according to the usage, characteristics and requirements of the purposes of the YB32-150 type hydraulic pressure press machine uses the basic principle of hydraulic transmission, draws up a reasonable hydraulic system and undergoes the necessary calculation to determine the parameters of hydraulic system which determine to choose hydraulic components and system structure of the specification. The hydraulic system of YB32-150 hydraulic pressure press Machine is rectangular arrangement .its external appearance is new and original beautiful, the driving force system adopts hydraulic pressure system that makes the structure simple and compact, the action quick and reliable. This machine is equipped with the 16 / 22 foot switch which can realize the semiautomatic craft movement circulation. 目录 第一章前言 . 1 液压传动的发展 概况 . 6 液 压 传 动 在 机 械 行 业 中 的 应用 . 6 液 压 机 的 发 展 及 工 艺 特点 . 7 液压系统的基本组成 . 8 第 二章 小 型压力 机的 液压系统 原理 设计 . 9 液 压 压 力 机 的 基 本 结构 .17 / 22 . 9 工 况 分析 . 10 负 载 循 环 图 和 速 度 循 环 图