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600型砂轮卸模机液压系统设计含3张CAD图

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600 型砂 轮卸模机 液压 系统 设计 CAD
资源描述:
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内容简介:
任务书论文(设计)题目:600型砂轮卸模机液压系统设计工作日期:2017年12月18日 2018年05月20日1.选题依据:本课题是关于实际生产的实用型课题,课题对600型砂轮卸模机液压系统进行研究与 设计,符合本专业培养目标要求。2.论文要求(设计参数):(1)根据实际要求,确定液压设计方案。(2)液压系统应满足设备性能要求,尽量采用先进技术。(3)绘制液压系统总图,绘制泵站、控制系统等部件图及零件图。(4)对系统性能进行必要的校核。(5)探讨计算机控制方案。(6)编写设计说明书一份。3.个人工作重点:在对目前国内外相关设备设计的调查研究基础上,确定本设备的液压系统设计方案,并对液压系统进行详细的参数、结构及控制设计。4.时间安排及应完成的工作:第1周:布置题目,进行题目调研,查找相关文献 第2周:开始撰写开题报告,进行外文文献的翻译 第3周:与指导教师沟通,完成开题报告初稿, 第4周:进行开题答辩。第5周:在充分调查的基础上进行课题的方案设计, 第6周:继续探讨合理的设计方案第7周:进行课题的整体设计,绘制设计总图第8周:进行液压系统设计,绘制液压系统图第9周:进行液压系统参数设计,绘制液压部件及零件图 第10周:选择液压系统元件第11周:进行液压系统性评估计算第12周:开始进行设计说明书的撰写第13周:完成设计说明书的撰写第14周:制作答辩文件,准备毕业答辩5.应阅读的基本文献:1雷天觉.机械设计手册M.北京:机械工业出版社,2001年:38-55页 2王文斌.机械工程手册M.北京:机械工业出版社,2001年:199-212页 3许贤良、王传礼.液压传动系统M.北京:国防工业出版社,2008年:125-128页4成大先.机械设计手册单行本-液压控制M.北京:化学工业出版社,2004年:33-38页5成大先.机械设计手册单行本-液压传动与控制M.北京:机械设计手册编委会,2007:88-92页6王守成,段俊勇.液压元件及选用M.北京:化学工业出版社,2007:253-321页 7范存德.液压技术手册M.辽宁:辽宁科学技术出版社,2004年:167-261页 8王积伟、章宏甲、黄宜.液压传动M.北京:机械工业出版社,2004年:65-180页9张利平.液压控制系统及设计M.北京:化学工业出版社,2006年:156-165页10刘延俊.液压系统使用与维修M.北京:化学工业出版社,2006年:89-96页指导教师签字:XX教研室主任意见:同意签字:XX2017年12月14日教学指导分委会意见:同意签字:XX2017年12月15日 学院公章进度检查表第-4周工作进展情况在中国知网上查阅了相关文献,并对外文文献进行了翻译,对文献总结以后,初步确定了研究方向2017年12月22日指导教师意见对课题进行了认真的了解,并就课题做了认真的调研,与教师沟通,进行文献的查阅。指导教师(签字):XX 2017年12月22日第-1周工作进展情况进一步了解课题研究方向,撰写了开题报告,完成开题答辩2018年01月09日指导教师意见完成了开题报告的撰写,并进行了答辩。对提出的问题进行了修改,对课题有了初步的设计思路。指导教师(签字):XX 2018年01月10日第 2周工作进展情况在调查以后,对课题进行方案设计,通过对比选出合理的设计方案2018年03月14日指导教师意见已经开始考虑设计方案,经过调查研究的基础上,确定的合理的设计思想及方案,为下一步工作做好准备。指导教师(签字):XX 2018年03月20日第 4周工作进展情况对砂轮卸模机进行整体设计,并绘制图纸。对系统液压部分进行设计。2018年03月31日指导教师意见毕业设计已进入了具体的结构设计工作,本周沟通了设计方案及具体结构的设计方面的问题,确定液压系统设计思路。指导教师(签字):XX 2018年04月02日第 6周工作进展情况对液压系统进行参数设计,绘制部分液压部件及零件图,开始选择液压系统元件2018年04月12日指导教师意见检查了毕业论文进展情况,该课题在基本确定了设计方案基础上,进行了液压驱动的具体设计工作,讨论了液压回路设计的部分问题,研究了下一步工作。指导教师(签字):XX 2018年04月13日第 8周工作进展情况对液压系统进行评估计算,对部分参数进行校核,开始撰写毕业论文2018年04月24日指导教师意见本周按进度进行了题目的具体结构设计,与老师沟通了题目的进展情况,探讨了液压回路的设计问题及液压元件的选择,讲解了说明书的撰写,明确了下一步工作的要点。指导教师(签字):XX 2018年04月25日第 11周工作进展情况继续修改完善毕业论文,制作所需答辩文件,准备参加毕业答辩2018年05月14日指导教师意见探讨了毕业设计的说明书初稿,提出了修改意见,审查了设计图纸,就设计图中出现的问题探讨了修改议案,探讨了如何准备答辩。指导教师(签字):XX 2018年05月15日第周工作进展情况年月日指导教师意见指导教师(签字):年月日过程管理评价表评价内容具体要求总分评分工作态度态度认真,刻苦努力,作风严谨32遵守纪律自觉遵守学校有关规定,主动联系指导教师,接受指导32开题报告内容详实,符合规范要求54任务完成按时、圆满完成各项工作任务43过程管理评分合计11 过程管 理评语 该生对待毕业设计工作态度较认真,能够主动地查找资料,认真探讨课题的方案, 该同学工作作风较好,能认真工作,反复修改设计方案及计算等。该同学学习态度较好,自学了许多课程外的知识以更好地完成课题。 该生能够严格要求自己,遵守学校的相关规定,能与指导老师联系,采取各种方式虚心接受指导。 该同学能够认真撰写开题报告,经过大量的调研后,确定题目及研究思路,开题报告基本符合规范要求,内容较详实。 该生按时完成毕业设计任务所规定的内容。指导教师签字:XX日期:2018-05-18指导教师评价表评价内容具体要求总分评分选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语能力、文献资料检索能力、计算机应用能力53完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确;论文结构、撰写格式、图表等符合基本规106指导教师评分合计13 指导教 师评语 该生完成了毕业设计所规定的任务,选题符合本专业培养目标要求,有一定的研究价值及实践意义。 该生完成了“600型砂轮卸模机液压系统设计”课题的方案设 计,设计方案较为合理。在经过调研的基础上,该生完成了课题相关内容的设计计算,图纸绘制工作及说明书撰写工作,从作品中反映出该生综合运用所学知识解决问题的能力一般,并且有一定的设计计算、工程绘图、计算应用能力。 该生所完成的毕业设计基本合乎规范,说明书概念基本清晰,有一定的设计计算,图纸基本合乎要求。 同意该生参加毕业答辩。指导教师签字:XX日期:2018-05-18评阅人评价表评价内容具体要求总分评分选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语能力、文献资料检索能力、计算机应用能力54完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确;论文结构、撰写格式、图表等符合基本规108评阅人评分合计16 评阅人 评语 600型砂轮卸模机液压系统设计主要是对 600 型砂轮卸模机的液压系统进行设计,介绍了 600 型砂轮卸模机的工作原理和工作环境,对卸模机的液压系统进行了设计, 绘制了液压原理图; 进行了液压元件的选择, 完成了卸模机的泵站设计。选题符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定深度,难度适宜,工作量满足要求。该生有一定的综合运用知识能力及外语表达能力及计算机应用能力,能独立检索文献。论文文题相符,概念准确,分析、计算、设计正确合理,结论明确;论文结构合理,条理清晰,图表等符合基本规范要求。论文达到了本科毕业生学位论文基本要求,同意提交答辩。评阅人签字:XX评阅人工作单位:XX日期:2018-05-24答辩纪录 学生姓名:XX专业班级:XX毕业论文(设计)题目: 600型砂轮卸模机液压系统设计答辩时间:2018年05月 日 时 分 时 分答辩委员会(答 主任委员(组长): XX辩小组)成员委员(组员): XXXX答辩委员会(答辩小组)提出的问题和答辩情况问题1:阐述一下液压系统的工作原理回 答: 1、小车1的驱动油缸动作2、左工作台顶升油缸的动作3、小车2的驱动油缸动作4、右工作台的顶升油缸动作问题2:四个液压缸的作用是什么?回 答: 左右驱动小车进行往复运动,中间驱动将三轮顶出问题3:阐述一下泵站的工作原理回 答: 电机带动油泵转动,泵从油箱吸油,将机械能转化为油液的压力能,通过集成块实现了方向、压力、流量的调节,从控制了液动机的方向的转换,推动液压系统做功。问题4:调压回路选择?为什么选多级调压?回 答: 调压回路是三级,根据机床性能需要选择多级调压。问题5:节流调速回路是如何选择的?回 答: 节流调速回路选择了进口节流调速,主要考虑功率利用。问题6:三位阀如何选择的中位机能?回 答: 根据性能要求选择,本设计选择的是O型,记录人: 2018年05月24日答辩委员会评价表评价内容具体要求总分评分自述总结思路清晰,语言表达准确,概念清楚,论点正确,分析归纳合理107答辩过程能够正确回答所提出的问题,基本概念清楚,有理论根据107选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满55完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确;论文结构、撰写格式、图表等符合基本规107能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语应用能力、文献资料检索能力、计算机应用能力107答辩委员会评分合计33 答辩委员会评语 XX同学在毕业设计工作期间,工作努力,态度比较认真,能遵守各项纪律,表现一般。 能按时、全面、独立地完成与毕业设计有关的各环节工作,具有一定的综合分析问题和解决问题的能力。 论文立论正确,理论分析无原则性的错误,解决问题方案比较实用,结论正确。 论文使用的概念正确,语句通顺,条理比较清楚。 论文中使用的图表,设计中的图纸在书写和制作时,能够执行国家相关标准,基本规范。 能够独立查阅文献,外语应用能力一般,原始数据搜集得当,实验或计算结论准确可靠。 答辩过程中,能够简明地阐述论文的主要内容,回答问题基本正确,但缺乏深入地分析。答辩成绩: 33答辩委员会主任:XX2018年05月31日成绩评定 项目分类成绩评定过程管理评分11指导教师评分13评阅人评分16答辩委员会评分33总分73成绩等级C成绩等级按“A、B、C、D、F”记载成绩审核人签章: XX学院审核人签章: XX一、选题依据1.研究领域机械设计-液压系统设计2.论文(设计)工作的理论意义和应用价值磨削加工工作作为一种先进的制造技术在制造业中占有重要的地位。砂轮是磨削加工最重要的磨具,它的用途遍及机床、模具等行业,陶瓷砂轮作为磨削加工的重要组成部分,砂轮的生产质量直接影响磨削加工的质量和效益。因此,重新改进600 型砂轮卸模机及液压系统,可以提高砂轮卸模机的自动化程度,大幅提高自身生产效率,增大效益。液压传动相比机械传动、电动传动、气动传动有以下优点:可在运行过程中进行无极变速,调速范围大且方便;在相同功率情况下,液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑;工作平稳,反应快,能快速启动,制动和频繁换向;由于液压压缩性小, 液压弹簧刚度高,因此液压谐振频率可以很高,这使得大功率下液压系统的动态响应比电气控制系统高很多;液压元件已实现了系列化、标准化和通用化,使制造、使用和维护都比较方便等。3.目前研究的概况和发展趋势砂轮卸模机随着砂轮的发展从无到有,从落后到先进,从手工到自动化,经过一系列的改进,逐步建立起了一套拥有相对独立的操作系统、拥有先进生产技术的体系, 尤其是在改革开放以后的十多年里,更是取得了突飞猛进的发展。在上个世纪九十年代我国砂轮卸模机行业在半自动化的道路上有了明显的进步。随着工业化水平不断提高过程中电液伺服系统的出现,液压系统迅速发展,将电子控制系统和液压传动系统结合起来,开辟了液压传动系统的新领域。目前,液压技术渗透到很多领域,在民用工业、机床、工程机械、冶金机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展,而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低耗能、低噪音、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计、优化设计数字仿真、微机控制等新技术也日益发展、应用,并取得了很多显著成果。经过改革开放五十余年的发展,我国液压系统行业已经基本形成门类齐全、具有较大规模和一定技术水平的产业体系。国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见实施以来,液压系统行业发展步伐加快,自主化水平明显提高,虽然高端产品及关键部件仍然依赖进口,但在中低端产品方面基本实现了自主化生产。2000 年我国液压系统行业总产值仅为 25 亿元,至 2009 年行业总产值已达到 269 亿元 7 ,位居世界第二位,我国已经成为液压系统产品的制造大国之一。我国机械工业在认真消化推广从国外引进的先进技术的同时,更大力研制开发国9产液压件新产品,加强产品质量可靠性和新技术应用研究,积极采用国际标准和执行新的国家标准。合理调整产品结构,对一些性能差的不符合国家标准的液压件产品采取逐步淘汰的措施。也可以看出,液压传动技术在我国的应用于发展已经进入了一个崭新的历史阶段。总之,几乎所有工程领域,凡是有机械设备的场合,均可利用液压技术。因此可见其发展前景是非常光明的。二、论文(设计)研究的内容1.重点解决的问题600 型砂轮卸模机液压系统设计2.拟开展研究的几个主要方面(论文写作大纲或设计思路)(1)对砂轮卸模机的相关资料进行调研,并挑选15篇参考文献其中12篇中文文献,3篇英文文献,然后以此写成开题报告;(2)弄清楚卸模机的液压系统图,明白各元件名称与作用及系统的工作原理;(3)绘制出零部件图及液压系统图等共四张零号图纸;(4)学习液压系统设计的方法,并应用其方法设计选用液压系统中的各元件;(5)对液压系统中的各元件参数进行校核,验证其是否符合工作要求;(6)编写设计说明书;(7)检查与修改完善所有的设计内容,复习设计的内容,进行答辩。3.本论文(设计)预期取得的成果砂轮卸模机液压系统的设计方案、设计图, 总体设计结构图纸和部分部件图纸,砂轮卸模机液压系统的设计说明书三、论文(设计)工作安排1.拟采用的主要研究方法(技术路线或设计参数);(1)调查研究:对卸模机的研究背景、目前技术水平等情况进行调研;(2)设计参数:根据卸模机的负载情况与性能要求,设计计算出液压系统中各个元件的尺寸与参数,选择相应的元件;(3)文献资料法:参考相关文献与资料进行设计。工艺流程:放入制作砂轮的模套和垫板后开启摊料机构,使小车上的砂轮模套按一定的速度旋转把称重后的磨料按一定速度投放到模套内,投放过程中边投放边摊平摊料完成后,关闭摊料机构并由小车将模套运送到油压机工作台上并定位 开启油压机,主压头下降,到一定压力并保压 15 秒关闭油压机,主压头上升,有小车将模套运送到卸模机工作台面上并定位开启卸模机顶升机构,砂轮从模套中顶出,并运走砂轮关闭顶升机构,顶杆下降2.论文(设计)进度计划第 14 周实习调研,收集资料 ,撰写开题报告第 56 周总体设计第 78 周绘图第 911 周编写设计说明书第 1213 周审阅、修改第 14 周评审及答辩四、需要阅读的参考文献1. 梅怡, 600 型砂轮卸模机液压系统设计J. 液压与气动, 2012 (7) :55-582. 梅怡,朱明悦,袁建新, PLC 控制技术在600mm 砂轮卸模机中的应用J. 金刚石与磨料磨具工程 , 2012 , 32 (2) :87-903. 钟世瑜, 液压机成型加工的定程控制及快速回程阀J. 液压气动与密封, 1987 (3) :46-504 万畅,李文春,尹新文,蒲春旭, 籽棉打模机的液压原理和常见故障研究J.液压与气动,2014 (1) :118-1215 丁问司,巫辉燕,陈丽娜,熊勇刚, 单相交流液压系统设计及特性分析J. 中南大学学报(自然科学版) , 2010 , 41 (4) :1348-13536. 雷秀,李冬,马艳美,倪萌,赵凯亮, 节能液压系统设计方案的综合评价体系与模糊评判J. 内蒙古工业大学学报 , 2011 , 30 (3) :309-3147. 周德繁,向敬忠, 液压系统设计中压力损失的快速计算J. 林业机械与木工设备 , 1999 (5) :17-178. 李永贵, 液压系统设计中的禁忌J. 科技信息 , 2009 (13) :99-1009. 骆敬辉,李志勇, 液压系统设计参数的补充计算J. 机床与液压 , 2007 , 35 (4) :249-25010. 陈曦,刘琦峰,于茵,杨珊珊, 液压系统设计中节能问题研究J. 才智 , 2012 (6) :5811. 薄继康, 液压系统设计的注意事项J. 徐州工程学院学报(社会科学版) , 1998 (3) :41-4512. 张喜权,翻转起模机液压系统油温过高问题分析与处理J. 中国铸造装备与技术 , 2005 (6) :63-6513. 王永红,一种实用的液压系统油温自动控制装置J. 液压与气动 , 1999 (3) :18-1914. 耿向忠,液压系统控制的特点及应用前景J.科技资讯 , 2011 (35) :73-7315. 张军霞,液压系统故障诊断与维修典型案例的研究J. 北京工业大学 , 201316. Ryszard Jasiski ,Problems of the starting and operating of hydraulic components and systems in low ambient temperatureJ. De Gruyter,2009:22-3117. Wei Sun , Chengyan Fan, Zhipeng Sun, An Application and Analysis for Regulation ofHydraulic SystemJ. Advanced Materials Research , 2011 , 328-330 :2419-242218. Cheng, Fei,Zhao, Jing Yi,Guo, Rui,Sun, Bing Yu, The Noise Fault Analysis and Exclusion in Self-Propelled Transporter Hydraulic SystemJ. Applied Mechanics &Materials , 2013 , 347-350 :138-142附:文献综述文献综述液压的传动力大,易于动力的配置与传递,但对相关零部件的密封性与耐用度有很高的要求。液压技术是目前机械领域应用较多的控制与传动的关键技术, 如今液压技术的相关零部件正朝着高精度、高效、快速、自动化与小型化发展。液压技术的发展相当之快,其发展速度已超越机械相关领域的发展速度,很多工业大国都重视液压技术的发展,很看好其在未来的竞争力。液压系统由于其独特的优势,在国防工业、制造业、农业机械、船舶工业等领域均有很广泛的应用, 砂轮卸模机也不例外,其主要的传动与控制方式也是液压。通过600 型砂轮卸模机液压系统设计、PLC 控制技术在600mm 砂轮卸模机中的应用,我了解了磨削加工作为一种先进的技术在制造业中占有重要地位。学到了砂轮卸模机的三个主要机构分别是:摊料机构、小车机构、顶升机构以及各部分工作内容。液压技术在砂轮卸模机中的应用主要包括小车的往复运动、顶升机构的顶出及部分传动性能的实现。也知道了600 型砂轮的直径和重量都很大,生产工人劳动强度太大,自动化水平低,更由于人的因素,会使得摊料均匀性差,压力控制不稳,采用 PLC 技术可以有效改善这些问题,降低工人劳动强度,提高自动化程度,提高生产质量和效率。通过籽棉打模机的液压原理和常见故障研究、液压系统设计中的禁忌、翻转起模机液压系统油温过高问题分析与处理、液压系统故障诊断与维修典型案例的研究,我学到了液压系统设计中一些常见的问题以及部分解决方法。例如:1.油温过高:油温过高会对系统产生不良影响,会导致油液黏度下降,泄露增加,将压力能转化为热能,进一步增加油温,导致泄露和增温的恶性循环,从而降低系统寿命。解决方法:设计合理的液压系统;定期检测,及时更换不达标液压油;定期清洗高压油过滤器滤芯等;2.空气进入系统:液压系统中有空气存在,会使运动部件产生爬行,破坏平稳性,产生振动和噪声,由于振动,管接头容易松动,甚至油管断裂,造成泄漏,缩短油液的使用寿命,影响运动部件的换向精度,由于空气存在于油液中,使工作压力不稳定。解决方法:紧固各管道连接处,防止泄漏;油箱中进出油管应尽量保持一定距离;保持油液不低于油标指示线;调整密封装置,或更换已损坏的密封件;在液压泵出口处应安装单向阀, 在回油路上安装背压阀;清除附着于滤油器上的脏物等等。3. 液压油污染:污染物的来源主要有以下几个方面:随新油进入的,装配过程中系统内部的,随周围空气进入的,液压元件内部磨损产生的,通过泄漏或损坏的密封进入的,在检修时带入的。解决方法:制定一个过滤器的维护日程表并严格执行;检查从系统中更换下来的滤芯,找出系统失效及潜在问题的预兆;不要把泄漏出来的任何油液倒回系统中。通过液压系统设计中压力损失的快速计算、液压系统设计参数的补充计算,我学到了每当液体流经控制阀、液压管路、阻尼孔或弯管时,便要损失一部分能量,损失的这部分能量叫做压力损失,上述局部区域的压力损失只有一少部分可以通过理论计算求得,大部分得借助实验来测量,而且没有统一的测量方法和规范,所以在进行液压系统设计时,压力损失的计算比较麻烦且不够准确,如果将上述局部区域压力损失用系数 K 表示,用一种统一的方法迅速确定整个系统的总系数 K,就可以比较准确的计算出液压系统的压力损失。还有温升的计算,液压系统中各种压力损失、容积损失和机械损失组成液压系统总的能量损失,其中绝大部分变为热能,使油液温度升高。油液温度升高对系统产生不利影响:加速油液变质;油液黏度降低;系统泄露增加;机器产生热变型,降低精度;使液压元件热膨胀系数不同的相对运动零件间隙变小甚至卡死而失效。因此,为了保证系统正常工作,油液温度要控制在一定范围内。通过节能液压系统设计方案的综合评价体系与模糊评判、液压系统设计中节能问题研究,我了解到液压系统的节能方法:1.注意液压元件的选择:从各类油泵的效率依次选择柱塞泵、螺杆泵、叶片泵、齿轮泵,同时考虑泵的成本和其他性能。变量泵的机械效率和容积效率虽然没有定量泵高,但它能按负载压力自动调节流量,在功率利用上比较合理。2.液压回路的节能设计与改造,降低液压:在设计改造液压系统时,必须多途径的考虑降低系统的能量损失。不同工况时液压设备的能量消耗往往有很大区别。供过于求,动力源的输出流量过剩和压力过剩,是造成能耗的根本原因,所以匹配效率是动力源节能的最有效办法,从本质解决液压系统的节能问题。3.选择适当的调速方式和控制回路:目前在液压系统作为动力源使用较多的定量泵节流调速系统,其效率较低,因为定量泵与油缸的效率分别为 85%和 95%左右,方向阀及管路等损失约为 5%左右。所以即使不进行流量控制,也有 25%的功率损失。加上节流调速,至少有一半的浪费。采用手动伺服变量、压力控制变量、压力补偿变量、流量补偿变量、速度传感功率限制变量、力矩限制功率限制变量等多种形式,力求达到负载流量与泵的流量的最佳匹配,为了提高效率减少温升,使系统能耗最经济。随着经济的不断发展,人们的环境意识、节能意识也有了很大的提高,当前我国液压技术取得了一些成就,但在节能设计方面还有很大不足,与先进国家差距非常明显,这不但造成设计成本的上涨,同时也造成能源的不必要浪费,影响了经济的发展,只有不断为液压系统进行改善,才能使液压系统在节能设计上有所突破,减少能量的损耗,更广泛的应用到企业生产当中去。本次开题报告工作对我要开展的设计有很好的指导作用,明白了怎样去进一步开展接下来的工作,也让我明白了本课题的重要性和本次设计的意义摘要液压技术在机械行业上占有重要的地位,液压技术的应用使得加工精度和工件的表面质量得到了极大的提升,由于工业化进程的发展,机械行业随之迅猛的崛起,带动了液压设备的前进。将液压技术应用到 600 型砂轮卸模机上,由液压系统提供动力源,并将其与电子控制技术相结合,使得卸模机实现了半自动化。磨料磨具行业近十年来的重大发展,同时给各国铸造行业在不同程度上带来了行业内部和外部的巨大挑战。想要在 21 世纪激烈的竞争中生存和发展,就得积极地将信息技术应用到铸造生产中。本次毕业设计主要是对 600 型砂轮卸模机的液压系统进行设计,探讨分析了砂轮卸模机的功能及驱动要求。首先,了解了 600 型砂轮卸模机的工作原理和工作环境;然后对卸模机的液压系统进行了详细的设计和计算,先后进行了工况分析,参数计算,绘制了液压原理图;最后进行了液压元件的选择,完成了卸模机的泵站设计。关键词:液压;600 型砂轮;卸模IABSTRACTHydraulic technology occupies an important position in the machinery industry .With the application of hydraulic technology, the machining accuracy and surface quality of workpiece have been greatly improved. Due to the development of industrialization, the rapid rise of machinery industry has led to the progress of hydraulic equipment.The hydraulic technology is applied to the 600 type wheel unloading machine. The power source is provided by the hydraulic system, and it is combined with the electronic control technology to make the demoulding machine semi automatic. The abrasives and abrasives industry has made great progress in the past ten years, and at the same time, the casting industry has brought enormous challenges both inside and outside the industry. If we want to survive and develop in the fierce competition in twenty-first Century, we must actively apply information technology to foundry production. This graduation project is mainly about the design of the hydraulic system of the 600 wheel dismounting machine. The functions and driving requirements of the wheel dismounting machine are discussed and analyzed. First, the working principle and working environment of the 600 type grinding wheel die unload machine are understood. Then the hydraulic system of the die unloading machine is designed and calculated in detail. The working condition analysis, the calculation of the parameters and the drawing of the hydraulic principle are carried out successively. Finally, the selection of the hydraulic components is carried out, and the design of the pump station of the die unloading machine is completed.Key Words:Hydraulic pressure; Demoulding machine; 600 grinding wheelII目录摘要I1 绪论11.1 前言11.2 磨料磨具行业的现状及发展趋势22 600 型砂轮卸模机整体机构布局设计32.1 整体布局结构设计33 砂轮卸模机整体液压系统设计63.1 600 型砂轮卸模机的整机工作循环要求63.2 600 型砂轮卸模机液压系统设计64 液压元件的选型及设计104.1 液压系统的计算104.2 液压泵的选择124.3 原动机的选择124.4 液压阀的选择124.5 液压辅件的选择134.6 油箱散热计算145 液压系统集成设计155.1 液压阀组集成化设计155.2 集成块介绍155.3 集成块设计步骤165.4 集成块的结构和装配176 系统施工设计196.1 总体配置设计196.2 泵站组成196.3 泵站设计要点196.4 泵站布管217结论. 23参 考 文 献24附录 1:外文翻译25附录 2:外文原文41致谢53I600 型砂轮卸模机液压系统设计1 绪论1.1前言液压技术在数控机床上的应用使得其加工精度和工件的表面质量得到了极大地提升; 液压技术在重型卡车上的应用使得其在减少消耗能量的情况下得到了最大的功率输出;而在铁路工程机械方面,液压技术有着巨大的优势,提梁机、架桥机等液压技术都是其核心部分;在航空航天领域,液压技术有着平稳高效的重要优势。 在科技大步向前发展的 21 世纪, 液压技术在工业机器人、智能机器人、仿生机器人以及人体外骨骼装备上边具有越来越光明的前景。经过多年的努力,我国的磨料生产工业发生了翻天覆地的变化,取得了长足的进步。逐渐建立起了独立和完善的工业制度,在改革开放的浪潮中,发展是突飞猛进和有目共睹的。早在在上个世纪九十年代,我国的磨料工业水平同国外先进水平有了大幅度的缩小。但是,因为国外的机械、材料等领域取得较大突破,在一段时间后,世界发达国家的磨具磨料行业有了巨大的进步,新的产品不断出现;而这个时期我国的磨料磨具行业正处于工业管理体制变革、企业转轨变型、产业组织结构调整的阶段,酒产业面临重新洗牌,行业发展一度停滞不前,使得该行业同世界先进水平相比,差距越来越大。我国为了尽快追赶行业进度,生产力度大大增加,而陶瓷磨具产量一直占据着很大的比重。20 世纪 50 年代国外广泛开展研究,并在 20 世纪 60 年代在工业实际中应用。液压卸模机在国外的发展,从技术先进性要首推德国,代表着液压机的发展方向和水平,日本引进德国技术可自行生产。液压卸模机机在国外的发展十分迅速,进而随着技术的发展又回复为油缸顶出压制好的产品;驱动系统由水泵蓄势站传动改进为油泵直传,传动介质由水改为油;传统的人工操作效率低下,液压技术运用到砂轮机卸模机为大势所趋,而且液压配合电控系统从硬件数控到单片机控制直至应用可编程控制器,实现了设备工作自动化,精确的压制下、进给控制及主机与辅机的联动,砂轮制造工序不受操作工人技能的影响,将原来由 2 3 人操作的机组改进为只需一个操作者就能控制的系统。砂轮卸模机作为陶瓷砂轮的主要生产设备,涉及摊料、压制及卸模等生产环节,砂轮生产过程中摊料的均匀性、压制力的控制及砂轮卸模的稳定性等因素对砂轮的生产质量都有关系,特别是生产象直径是 600 型的砂轮,砂轮直径和重量都较大,生产工人劳动强度大,生产出来的砂轮质量不易控制。所以对砂轮卸模机的研究有着至关重要意义。- 9 -1.2 磨料磨具行业的现状及发展趋势液压传动是用液体作为工作介质,利用液体的压力能来实现运动和力的传递的一种的传动方式。液压传动能传递能量和对系统进行控制。液压传动和气压传动称为流体传动,是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术,是工农业生产中广为应用的一门技术。如今,流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 1795 年英国约瑟夫布拉曼,在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905 年将工作介质水改为油,即当代液压传动系统的雏形。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是 1920 年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年间才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁尼斯克对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献, 使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战期间,在美国机床中有 30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近二十多年。但是在 1955 年前后,日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近二三十年间,日本液压传动发展之快,已居世界领先地位。虽然液压传动相对于机械传动是一门新技术,但是经过多年的改进发展,随着液压油液压元件的改进升级,使液压系统变得更简单、更方便、更加安全可靠,成本也更加低廉。在过去的十到十五年中,工业的迅速进步,生产强度大大提高,陶瓷磨料的产量占了很大的比重。陶瓷粘结磨料的产量在欧洲增加了 24 倍。陶瓷粘结金刚石立方氮化硼磨料的需求增加,被认为是批量生产中最有前途的磨削工艺之一。就超硬材料磨料的生产条件而言,普通玻璃粘结剂、玻璃陶瓷粘结剂、玻璃陶瓷粘结剂和硅酸盐粘结剂的名称均为陶瓷粘结。制造陶瓷磨料被称为陶瓷粘结磨料或陶瓷磨削工具。立方氮化硼陶瓷结合剂磨具,在中国这种磨具产品质量与国外同类相比有很大差距,而国内用户主要依赖进口。高速陶瓷车轮在国内仅能达到 6M/s,在国外可达 80100M/s。国产砂轮不能满足 80100M/s 高速磨床的要求。陶瓷结合剂磨球砂轮,国内使用的烧成收缩达到超硬,产品质量不易控制,浪费率高,需要采用无收缩生产技术来提高质量。超硬磨料陶瓷磨料和低温陶瓷粘结剂已成为陶瓷磨料的主要发展趋势。陶瓷磨削工具的发展应适应高速、高效、高精度的发展要求。适用于数控磨床的开发。自动生产线的生产需要高速砂轮和高精度磨削工具。2 600 型砂轮卸模机整体机构布局设计2.1整体布局结构设计摊料机构:摊料机构的作用主要是把模具中的磨料进行摊平处理,为了保证砂轮的厚度均匀,保证期质量。小车机构:小车机构的作用主要是将摊好的磨料运送至压机的工作台上,经过压机的压制后再将压制好的砂轮运送出压机的工作台面。顶升机构:由于砂轮压制成型后,与模具紧紧贴合不易取出,故采用顶升装置将成型的砂轮从模具中顶出,方便运输,增加工作效率。1.600 型陶瓷砂轮的主要技术参数 外径: 600mm 厚度: 75mm 孔径: 305mm2.卸模机需要与 PY5-630 型液压机配套使用,压机负责砂轮的压制,卸模机则是运输的拆卸模具装置,二者是相互独立的。故压机液压系统不在本次毕业设计的范围之内。3.油压机工作台尺寸:长 2000mm宽 1420mm高 800mm4.油压机的整体尺寸:长 2000mm宽 1420mm高 4210mm5.卸模机工作台尺寸:长 2510mm宽 1180mm高 800mm6.小车整体尺寸:长 1260mm宽 1060mm高 150mm7.模套尺寸:内径600mm外径630mm高 150mm8.垫板尺寸:内径305mm外径600mm高 30mm2.1.3 砂轮卸模机的生产流程则如下: 其整机的生产流程如下所示:图 2.1 生产流程2.1.4 砂轮卸模机整机结构布局图砂轮卸模机工作台分别位列左右两边,工作时同时将两车启动。车 1 被送至液压机下准备进行压制时,将磨料谈剖在小车 2 的模具中,小车 1 工作完毕开始卸模时,小车2 重复刚才车 1 的动作,随后压制好的砂轮被卸模机的顶出油缸顶出,随后进行运输。两车这样不断交替工作,大大提高了工作效率。其结构布局如下图所示。图 2.2 结构布局3 砂轮卸模机整体液压系统设计3.1 600 型砂轮卸模机的整机工作循环要求如图 3.1 所示,油压机左右两边各有一个砂轮卸模机工作台,工作时与工作台配套的油压机旁的左右两个小车同时运行,当左边小车 1 被推送到油压机下压制是,右边小车 1摊料,当左边小车 1 回到卸模机工作台时,右边小车 1被推送到油压机下压制。此时左边小车 1 的顶升机构工作顶出砂轮,这样左右两小车不断交替循环工作。小车油缸循环图顶模缸循环图3.2 600 型 砂 轮 卸 模 机 液 压 系 统 设 计 600 型砂轮卸模机液压系统包括油压机旁两个工作台上的小车的驱动液压缸及顶升机构液压缸。传统的卸模机原理图如图 3.1 所示,其液压系统极为简单,只能实现简单的液压回路功能。其液压回路组成简单,只有一个齿轮泵为液压系统供给液压油,采用简单的回油节流调速,依靠电磁换向阀的换向来控制液压缸的伸缩,而且只能进行单边工作,效率低下,而且没有多种压力调节的功能,其溢流阀仅仅为一个直动式溢流阀, 所以其功能简单,只能实现简单的功能,不能完成复杂和精细的工作,存在着很多的缺点。改良后的600 型砂轮卸模机液压系统图见图 3.2。双作用柱塞缸驱动左右两辆小车;左右工作台上的顶升机构采用柱塞缸。电动机启动,带动液压泵旋转吸油。1DT、2DT 和 3DT 失电,泵没有压力为卸荷状态。经过 60s的摊料后, 2DT 和 3DT 得电,用于调节顶升力的大小。根据所制作的砂轮大小改变先导溢流阀的压力大小,当砂轮直径小于300 时,2DT 得电,3DT 关闭。系统的压力为低压力。当砂轮直径大于300 时,2DT 断电,3DT 得电,系统的压力较高。由于驱动小车的油压相对顶升油压要低,因此在小车 1 和小车 1的左右驱动回路上需设置减压阀 22 和 23 调节小车驱动油压。电磁铁动作顺序表见表 3.1。1)小车 1 的驱动油缸的动作当 4DT 得电,5DT 断电时,活塞缸伸出,推动小车运动,直到接触 2XK,4DT 和5DT 失电,换向阀不动作位于中间位置,小车 1 停止运动。液压机进行压制并且保压15s。结束后液压机油缸缩回接触到行程开关,发出点信号,5DT 得电,4DT 断电,小车 1 左行,直到接触 1XK 发出开关信号,4DT 和 5DT 断电,7DT 得电,换向阀不动作处于中位,小车 1 停止运动,在上述运动过程中 6DT 需断电,使小车往复运动不与顶升运动干涉。2)左工作台顶升油缸运动7DT 得电,砂轮被顶出并且接触 4XK,工人把砂轮移走,经过 25s 的延时后,6DT 得电,顶升缸的柱塞靠自重回程碰到行程开关 3XK 后,使 6DT 和 7DT 均断电,顶升缸停止动作。3)小车 1的驱动油缸的动作当 11DT 得电,10DT 断电时,小车 1在双运动活塞缸的驱动下左行,运动到油压机压头下碰到定位行程开关 1XK,11DT 和 10DT 断电,换向阀处于 O 型中位,小车1停止运动。油压机压头下压并保压 15s。油压机压头上升碰到行程开关,发出点信号, 使 10DT 得电,11DT 断电时,小车 1右行,回到卸模机工作台上碰到定位行程开关2XK,发现电信号,使 10DT 和 11DT 断电,8DT 得电,换向阀处于 O 型中位,小车1停止运动,在上述运动过程中 8DT 需断电,使小车往复运动不与顶升运动干涉。4)右工作台顶升油缸运动8DT 得电,左边顶升柱塞缸机构把砂轮顶出模套碰到行程开关 4XK,工人把砂轮移走,经时间继电器延时 25s 后,使 9DT 得电,顶升缸的柱塞靠自重回程碰到行程开关3XK后,使 8DT 和 9DT 均断电,顶升缸停止运动。这样左右两个小车不断交替循环的工作。其工作的循环过程如图 3.2 所示。图 3.1 液压原理图 1图 3.2 液压原理图 2通过上述的描述与对比,改良后的卸模机原理具有更加优良的性能,其工作性能以及控制性能,都相较于第一种原理更为优秀。其中,电磁阀的动作顺序表如下表所示:表 3.1 电磁阀动作顺序图4 液压元件的选型及设计4.1 液压系统的计算(1)设计参数:油缸负载力速度卸模机顶模柱塞液压缸47000N最大伸出速度为 0.1m/s小车移动油缸12000N最大伸出速度为 0.16m/s,退回最大速度 0.3m/s(2)初选压力系统压力选 6Mpa,小车油缸压力选择 4Mpa。(3)计算油缸活塞直径油缸活塞直径可以根据公式:- 19 -计算得到卸模机顶模柱塞液压缸nD2P4= tD1= 4t=nP小车移动油缸2D = 4t=nP=99.89mm;=61.8mm;油缸活塞内径可以由表 4.1 进行圆整表 4.1 缸筒内径尺寸系列(mm)810121620253240506380(90)100(110)圆整后可得:卸模机顶模柱塞液压缸 D1=100mm; 小车移动油缸 D2=63mm;(4)计算油缸活塞杆直径由于卸模机顶模液压缸为柱塞缸,所以没有活塞杆直径参数; 小车移动油缸的速度比为V缩回V伸出= 3 = 856由于油缸的速度比与油缸有杆腔面积和无杆腔面积的比值成反比,所以由下公式可以计算得到活塞杆的直径:V缩回V伸出A有杆A=无杆n D2 4= n D2 4 n d2 4可以计算得到小车油缸活塞杆直径为d = 632 632=43.04mm285表 4.2 活塞杆直径圆整表468101416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250由上表 4.2 可以圆整得到小车油缸活塞杆直径为 d2=45mm; 所以油缸参数结果如下表所示:表 4.3 油缸计算结果油缸名称油缸内径 D活塞杆直径 d卸模机顶模柱塞液压缸100mm-小车移动油缸63mm45mm(5)各个工作过程的流量计算液压缸所需流量可以由下式进行计算:q1 = A1 v1式中: v1 油缸伸出速度;A1 液压缸无杆腔有效面积。q2 = A2 v2式中: v2 油缸缩回速度;A2 液压缸有杆腔有效面积。当卸模机顶模柱塞液压缸伸出时,可得q=342 =47.1L/min;1 卸模4当小车移动油缸伸出时,可得q=34632 6 =29.9L/min;1 小车4当小车移动油缸缩回时,可得q=34(632452) 3 =27.5L/min;2 小车4分别对每个过程进行计算后,可以得到所需最大流量为 50L/min。4.2 液压泵的选择液压泵的最高供油压力:pp式中P系统压力;p + Dpl Dpl 进油路上总的压力损失。确定液压泵的最大供油量qpk qmax式中K泄露系数,取K = 1.1 : 1.3; qmax 液压系统中所需的最大流量。可得最大流量Qmax = 5 =55L/min;油路压力 P=6Mpa,流量 Qmax=55L/min,选取转速 n=1500rpm,排量:Vg= 1000 QnhgV = 555h5= 386ml/r查找样本可知,型号为: AZPU-22-040LCB20MB。4.3 原动机的选择根据泵的转速和压力选择电机。在工作时,始终是高压状态的主要方式,因此,在计算发动机功率时必须以冗余的主要方式为依据,以最大允许压力和流量为依据获得发动机所需的功率为:pqhP =p p p式中hp 液压泵的总效率,从所查泵的样本中可以得到。查找样本可知,型号为:天津大明电机 Y3-160M-4,额定功率 11KW,额定转速1470rpm。4.4 液压阀的选择一般情况,溢流阀用来保持系统压力处于安全的状态。目前,很多情况下可以选择先导式溢流阀与电磁阀相连接,能够更加智能的实现远程和多压力控制。本系统中溢流阀作安全阀用,油路选择 DB10-1-50B/50 先导式溢流阀。直动溢流阀选择 DBDH6P10/31.5 型溢流阀,作为先导式溢流阀的先导口压力控制; 与直动溢流阀相连接的电磁换向阀选择 4WE6EB33/CG24N9K4 型电磁换向阀;主系统的三位四得电磁阀选择 4WE10EB33/CG24N9K4 型电磁换向阀; 减压阀选择与 4WE10EB33/CG24N9K4 叠加使用的叠加式减压阀,型号为ZDR10DP1-YM;单向节流阀也使用配套的叠加式阀,型号为 Z2FS_10-7-3X 型叠加式减压阀。4.5 液压辅件的选择油箱的计算:根据经验公式:vV = aq式中qv 所有正在工作泵的流量和(L/min)V油箱有效容积(L)系数取 10,求得油箱体积为V=10 55 = 55L设计油箱长 1.5m,宽 0.9m,高 0.5m,体积为 600L,有效容积 V=6000.8=480L符合要求。滤油器的选择:过滤器在选择的时候,主要是对精度的选择。当遇到一些很难的系统时,要求油液的污染度很低,因为如果油液很脏将会堵塞阀体或者阀芯,这个时候,如果继续使用低精度的设备就不能达到要求,很多设备的受命也会大打折扣,不能完成其预期的受命, 大部分元件的损坏都是由于油液清洁度不高导致元件寿命减短。因此,过滤器的选择与安装方式对于系统的寿命至关重要。回油管路上的流量可估算为 60L/min。温州黎明 RF-110%x10F型回油过滤器,管螺纹连接。压力表的选择:本次测试分为静态测试和动态测试两部分,其中需要了解的参数最多就是压力,因此,需配有一块压力表。对于液压系统,压力表的选取也必须在量程上留出余量,本次系统最高工作压力为6Mpa,因此,为确保压力表和压力传感器能够安全工作,选取量程范围为 20Mpa。在接入压力表和压力传感器的孔应足够细,主要是防止压力冲击对压力表和传感器造成损坏。故选择 YN63-1 20 1/4 型压力表。液压油的选择:液压系统中的油主要用于润滑和输送压力。当环境温度不高时,油可以冷却,油本身用于冷却循环。因此,整个石油系统的选择是能够正常工作,但也非常关键。根据不同的工作条件和条件,选择相应的液压油,其中最重要的是油的粘度。一般情况下,液压系统是液压泵的核心部分,因此,根据液压泵的取样要求,选择合适的液压油,在正常情况下也可以保证液压阀的正常运行。根据以上要求,选择工作介质为代号是 60 号的抗磨液压油。4.6 油箱散热计算液压回路总功率为 11KW,发热功率可以由下式进行估算总P = h P可得 P=110.7=7.7KW;油箱的容积 V式中V 油箱的有效容积, m3q液压泵的流量, m3 / sa经验系数,取 10V =aq则取油箱容量为 600L,可由下式计算油箱的散热面积:A = 0.065 3 V 2可得 A=0.065油箱的散热功率为=4.62m3H = kADt可得 H=234.6225=2.7KW系统总的发热功率 P=7.7-2.7=5.0KW冷却器功率 7KW,符合要求。5 液压系统集成设计5.1 液压阀组集成化设计设计者设计液压集成块的过程就是液压管路集成标准化的过程,集成块集成设计有利于节约材料,缩小体积以及提高精度,这在一定程度上极大的提高集成块的可靠性。集成块能在一定程度上减小设计者的工作量,使所设计的液压系统有原来的散装变为更为的合理集成化 。这种设计方法有以下优点:1)元件之间紧凑,管道能耗损失小且效率高;2)无管子引起的振动及噪音,泄漏小,系统稳定性好;3)减少设计者布管设计过程,极大减少液压管道附件的使用,可有效减少系统的重量,降低系统所选元件的成本;4)安装、调试、使用、维护方便。但是,由于设计者在设计复杂液压系统的过程中,往往考虑不周,导致加工过程中设计不合理,使得液压阀块在使用或调试过程中出现问题。同时不合理的设计也能致使加工步骤变得复杂,成本升高以及维修等困难。如果各个液压元件采用管道连接,尽管连接方式简单,但是管道的纵横交错、上下交叉,会占用很大空间,布置和安装都极为不便,后期的故障诊断及维修也有困难,管道的增加还会造成压力损失的增加,管接头容易产生泄漏,对整个系统的性能造成不良影响。因为普通管式元件安装时有许多缺点,所以一般液压阀组由专用或者特定叠加阀、板式阀等形式进行安装,元件油道按液压原理图油道设计,并使用螺塞堵住工艺孔。采用无管式集成的液压系统具有结构紧凑、外形整齐、安装方便、沿程阻力损失小、不容易发生泄漏、维护简单等有点,所以本系统通过设计集成块完成试验平台静态测试部分和动态测试部分的无管式集成安装。5.2 集成块介绍一般来说液压元件的安装形式分为板式安装和管式安装,管路安装因为还要通过管接头使用管道相连,所以在元件数量较多的时候,系统结构较为复杂,不便于系统使用与维护,在选择安装形式时,应综合考虑,选择合理的方式。因此,管式元件一般用于结构简单的系统。液压阀组上的液压元件一般为板式连接,因为集成化的设计便于拆卸和维护,当然除了板式连接,还包括叠加方式和插装式的安装。本次集成块的设计是将静态测试部分的元件和动态测试部分的元件采用板式安装, 阀块上采用机加工管道,各元件之间通过孔道相关连接,若是采用油管,则空间利用率会很低,造成维修不便。但这种板式安装也有相应的缺点,当阀块上的阀需要更换时, 互换性会有一定影响,这就造成了使用上的不便。一般把液压系统原理图中的相近的元件集成到一个阀块上,阀块上的阀不能过多, 过多会给阀块的加工带来不便,这样将一部分阀集成到一个阀块上的安装方式能够使系统变得更加紧凑,对于系统的安装、调试和维护都非常方便。而且相对于管式连接,管路上的损耗也相对很小。目前,阀块的加工技术很成熟,可以进行大批量生产。集成块的材料一般为 35 号钢或 45 号钢,但由于该系统是在高压条件下进行的,为安全和稳定考虑,选用阀块的材料为 45#钢。5.3 集成块设计步骤为了减小阀块尺寸应合理划分,根据划分好的部分,合理布局液压元件位置,通常来说阀块上出液压元件外还应有两个或三个通用的通道,分别是回油路 T 和压油路 P 以及泄油路。设计时为了减少设计工作量还有设计的合理性,一般选择常用的液压回路当做集成块的回路,或者按照液压回路的功能等进行选择。集成块设计步骤如下:1) 制作液压元件样板。2) 一般来说孔道直径由流量决定,一般遵守以下原则,和元件相连的孔道跟元件样本上的孔径相同,压力油孔跟回油孔根据管路计算而来,回油路管径通常大于压力油孔径大小,两个孔道之间的过渡孔径综合考虑选择。孔之间的工艺孔应用螺堵拧上或者用钢球焊死,并在零件图技术要求上写明。与液压油管连接的液压油孔可采用米制螺纹或英制螺纹。3) 集成块液压元件的安排。液压元件的根据所查样品进行集成块的布局。一些液压元件需要连接板,则该模型将按照连接板设计。合理布置液压元件位置,应保证阀块通道最简原则布局,同时综合考虑确保阀块设计合理,对于管道之间的最小距离应进行必要的强度考虑。设计阀块时,应该考虑元件之间的距离,一般来说,元件之间的最小距离应该大于3mm 以上,应考虑元件之间的操作空间的人机交互。4)第一个静态测试部分阀块和主要就是截止阀,放在阀块的前面便于操作。第二个动态测试部分的阀块主要有缸,截止阀,将其放在前面,便于操作。被测阀都放在阀块的上面便于拆卸。5) 集成块零件图的绘制为了表达清楚阀块的内部结构,按情况适当的增加更多的视图使阀块表达清楚,并根据液压元件样本标出关键安装面的形位公差和其表面的粗糙度。同时应按要求或相关标准完成阀块零件图的绘制。5.4 集成块的结构和装配集成回路部分如下图所示。图 5.1 集成回路部分根据所确定需要集成的回路,采用三维建模的方式对集成块进行结构设计、油路设置,根据需要集成阀块的尺寸,确定集成块的尺寸,参考集成块设计原则,可设计出控制阀块,集成块的三维结构图如下图所示。图 5.2 阀块三维图装配图的设计是在三维软件 solidworks 中设计出实体,即各个需要装在集成块上的液压阀,测量元件,管接头,螺塞及其组合垫圈等,然后再与上一步设计出的集成块装配在一起即可。下图给出了绘制的三维图。图 5.3 阀块装配三维图6 系统施工设计6.1 总体配置设计液压系统的施工设计包含全部液压装置的设计,包括确定所选择的液压元件、各类辅件的连接、装配方案,以及各类管路的布置、油箱的结构等。首先要查询有关资料并进行相应的的资料编写,其次要把液压图纸与产品原件选择好,为后续液压设计做准备。液压系统的施工设计是系统功能设计、元件选择的延续和结构的实现,是整个液压系统设计过程的归宿。根据 600 型砂轮卸模机系统要求,其采用集中配置方式,即阀块与泵分离,根据样本要求,泵的安装采用油箱侧边安装形式,即电机采用卧式安装。6.2 泵站组成一个完整的液压系统泵站一般是由液压系统油箱,温度控制元件,过滤器,电机与泵等各自独立的结构组成在一起,但是在实际设计中,通常将这五个部分合理组合成为一个整体,以便于空间的合理利用,例如将控温用的温度继电器、加热器、冷却器等集成在油箱上。6.3 泵站设计要点1)尺寸略大一点的液压集成泵站中,油箱上不安装液压阀并单独放置,需要在执行机构旁安装阀架或阀台,液压阀置于阀架上。更大尺寸的液压集成泵站通常会此泵站的系统统一放置与地下室等大空间。2)液压系统中的发动机与泵除安装在油箱上盖处,还可以根据系统油箱的尺寸等安放与系统油箱的外面。3)对于液压阀等原件的安装位置,控制系统中执行机构位置的阀一定要安装在运动机构旁。有人工操作手柄的阀要放置与方便工人工作的地方。不同的换向阀要保证它们的轴向长度,不能过远或过近,以免产生不方便工人检修或者更换电磁阀。泵站系统中如果需要内置式油箱加热器,一定要安放在液面下方并处与低处,这样才能保证邮箱中能量的循环与冷热油的交换。4)为了方便液压系统的维护,拆卸与移动,液压泵和运动机构连接处的管路均需统一安装在中间接头处,之后连接到其它元件接口。5)焊接的钢管布置要紧邻地面或者贴于其它平面机构外壁处。位于同一平面的管路要有相应的距离,并且需要管夹来加固其安装位置。软管或一般用在可以与执行元件一起动作的管路。 软管安装时应避免发生扭转,以免影响使用寿命。6)系统中各个机构的位置要安排得当,有利于系统的检查,和后续更改。同时要对机器的造型进行简单的美化处理。在很多情况下,为了充分利用油箱空间,需要将阀块等部件安装在油箱的顶部,这时顶盖必须备有加工平整的安装底板,并适当加厚顶盖的厚度,使其有足够的刚度和强度来支撑阀块等。此外在顶部边缘最好加工出漏油边槽,以便收集漏油。另外,应使油箱的重心不应太高,使装置有较好的稳定性。一般小容量油箱应可拆下上盖进行清洗,但容量较大的油箱,则在油箱侧壁上设置人孔并配以人孔盖。人孔应开的足够大,要能暴露整个油箱内部结构和安装在内部的器件,使油箱内各部分均在人的手臂能触及到的范围内。人孔位置不应背墙或靠着机器结构件挡住。本系统隔板设计成高于液压油液面,并在其底部远离油口一侧开设适当的空间(空间的面积应使通过流量至少为系统最大流量的两倍),液压油从该空间通过,有效地增加了油液循环路程。根据前文计算的油箱容积,参考前人设计的油箱,在确定吸油、回油布置的基础上, 采用 solidworks 进行三维建模,设计出油箱的三维结构。油箱的外形如下图所示。图 6.1 油箱三维图- 24 -6.4 泵站布管液压系统中不同零件处的连接和液压油的能量传递都需要通过管路和阀块中的通道来完成。泵站的布管是否合理影响到整个系统的性能,其基本要求如下:1)为了减少摩擦损失,管子长度应尽可能最短。2)布管时为避免受热膨胀或者受冷收缩需要在一段长直的管路中加入松弯,尽量不要设计过长的直管。如果设计过长,可能造成直管的紧死,会对管道产生巨大的拉应力或压应力,这样会增加管道接头的连接难度。3)布置管路时要尽量减少弯管,弯管过多会导致液压油液流通困难,增大油液流动阻力。油箱吸油口处的管路开口方向最好不要向上布置,尽可能的减少吸油处油液流通阻力。4)系统中管道要在适当位置布置管夹,防止管道窜动,进而导致系统产生漏油或者影响系统运行。特别是对于压力很高的系统,应在管路弯曲处和软管前的连接点加入管夹等固定其位置。管夹不能位置过近或数量太多,以免造成管子的卡死。钢管可以承受较高的内部压力,原材料易得,制造成熟,故价格便宜,但其受钢的塑形影响,不能有太大的曲率,选用时应考虑安装位置的限制。软管具有吸收机械震动的功用,常用作连接两个相对运动的部件,常见于工程机械的液压系统中,综上考虑, 本系统主要采用无缝钢管,只在泵的压油口至阀块这段,采用一段软管以消除泵的机械震动传给阀块。根据布管要求,以及设计好的相关结构,对系统进行布管,液压系统总的装配图如下图所示。图 6.2 泵站三维图7 结论本次毕业设计的题目为 600 型砂轮卸模机的液压系统设计,对卸模机的液压系统进行设计,分析与绘制。了解了 600 型砂轮卸模机的工作原理和工作环境,对研究的重要性和必要性有了深刻的了解;随后对卸模机的液压系统进行了设计和计算,将课上所学到的理论知识与实践相结合,设计能力得到了很大的提高;随后进行了液压元件的选型, 对液压元件有了更加理性和深刻的认识;最终将所有结果汇总在一起,完成了对 600 型卸模机的泵站设计。最后,通过这次毕业设计,自己学到了很多东西,了解到实际工程项目,与所学的内容的区别,认识到学以致用、活学活用的重要性。另外非常感谢各位评委老师的指点, 指导老师的解答帮助。当然这次毕设是我进行的第一次较为全面的系统设计,虽然对自己有很高的设计要求,以及各位老师学长们的帮助,但是毕竟自己知识有限,对实际生产了解不透彻,对实际工程的注意事项还很生疏,所以本次设计肯定存在不合理需改进的地方,恳请各位老师批评指正。参 考 文 献1 梅怡. 600 型砂轮卸模机液压系统设计D. 贵州大学,2012.2 梅怡,朱明悦,袁建新, PLC 控制技术在600mm 砂轮卸模机中的应用J. 金刚石与磨料磨具工程 , 2012 , 32 (2) :87-90.3 宋鸿尧. 液压阀设计与计算D. 北京:机械工业出版社,1979.4 艾超,孔祥东,田德志. 液压系统的研究J. 计算机仿真,2012.5 李永贵, 液压系统设计中的禁忌J. 科技信息 , 2009 (13) :99-100 .6 骆敬辉,李志勇, 液压系统设计参数的补充计算J. 机床与液压 , 2007 , 35 (4) :249-250 .7 丁问司,巫辉燕,陈丽娜,熊勇刚, 单相交流液压系统设计及特性分析J. 中南大学学报(自然科学版) , 2010 , 41 (4) :1348-1353.8 王琳松,傅连东,杨茂麟,张东升,陈忱. 液压缸及其设计J. 液压与气动,2009.9 严恺. 液压系统设计技巧与禁忌D. 浙江工业大学,2013.10 王永红,一种实用的液压系统油温自动控制装置J. 液压与气动 , 1999 (3) :18-19.11 马永辉. 工程机械液压系统设计计算M. 机械工业出版社, 1985.12 张宏图, 任轶, 刘志川. 机床液压设计及改造J. 中国科技纵横, 2015(4):45-47.13 Ryszard Jasiski ,Problems of the starting and operating of hydraulic components and systems in low ambient temperatureJ. De Gruyter,2009:22-3114 Wei Sun , Chengyan Fan, Zhipeng Sun, An Application and Analysis for Regulation of Hydraulic SystemJ. Advanced Materials Research , 2011 , 328-330 :2419-242215 Cheng, Fei,Zhao, Jing Yi,Guo, Rui,Sun, Bing Yu, The Noise Fault Analysis and Exclusion in Self-Propelled Transporter Hydraulic SystemJ. Applied Mechanics & Materials , 2013 , 347-350 :138-142.附录 1:外文翻译启动和运行的问题在低环境温度下的液压元件和系统第二部分在实验研究的基础上,在极低的环境温度下确定液压元件启 动期间协作元件之间的间隙作者RyszardJasiski 博士,格但斯克理工大学博士摘要当今越来越频繁发生的严冬和炎热的夏季是机器设计师在设计能够在极端环境条件下维修的设备时面临许多困难的原因。 因此,确定液压驱动机器和设备安全运行的原则和条件对其设计人员和操作人员至关重要。 出于这个原因,作者在热冲击条件下进行了一系列液压部件和系统的测试(冷却部件由热工作介质提供)。 实验测试是液压和气动,格但斯克理工大学实验室的主席进行的。他们回答了这样一个问题,即如何在这种情况下有效的通关变化以及它所依赖的参数。 基于加热元件液压元件的测试所获得的温度图, 可以精确地确定配合元件之间的间隙的变化。关键词:液压机械,液压传动,诊断,液压系统介绍在热冲击条件下液压元件启动1-9,12-13时,经常遇到由于热膨胀引起的元件尺寸的动态变化。 元素清除的更改会导致合作元素之间的有效清除更改。 特别是由于热油和冷液压单元之间的温差,工作流体的流量,部件的结构,所使用的材料的种类和部件的元件的形状等原因,间隙的变化尤其受到影响。在液压元件的配合元件之间出现小的间隙,从几个到几十个测量微米。 作者在低环境温度下运行的各种液压元件的实验研究可以回答这样的问题:在这种情况下有效间- 25 -隙如何变化以及它依赖于什么参数。 该研究包括三组液压元件系统:供给系统,控制系统和执行系统。 图 1 给出了暴露于零度以下环境温度的典型液压系统的框图。 供应系统的主要组成部分是液压泵,在控制系统中 - 阀门和方向滑阀,而在执行系统中 - 液压执行器(电动机或气缸)。作者使用自己的方法1-8,对热冲击条件下的许多部件和整个液压系统进行了测试。将测试的组分置于温度达到-35的低温室中。 在 20C 到 55C 的温度范围内,组件都配备了热的 Total Azolla 46 矿物油。 在元件的固定和移动元件中放置温度传感器,主 要是热电偶。 还测量了组件的入口和出口通道中的温度,压力和流量。图 1.机器液压驱动的方框图,显示零部件系统运行时的零度以下温度液压泵研究研究的目标是以下各种类型的泵:带凸轮轴的恒定输出的多活塞轴向泵,可变输出的多活塞轴向泵和两个齿轮泵。所研究的 PWK 27 型凸轮轴泵(图 2)的单位容量为 27.5cm/ rev,在公称压力为45 MPa,额定转速为 1500 rpm 和最大转速为 3000 rpm 时运行19,23,24。 该泵的特点是压力机械效率高达 9899,整体效率高达 929411。- 26 -PVM016R1D 型变量输出多活塞轴向泵(图 3)是 PVplus 产品线中最小的21和其特征参数包括:设计输出 16 厘米 3/转,公称压力 28 兆帕,最大。 压力 35MPa,转速范围 300-3000rpm。图 2. Hydrotor 公司的凸轮轴多活塞泵 PWK-27 和 PWK-78 10,11,19图 3.派克21公司的盘式轴流泵测试了由 PZ2-K-10 齿轮电机(图 4)驱动 PZ2-K-6.3 齿轮泵组成的装置。确定热泵冲击条件下多活塞泵配合元件间的有效间隙变化。在多活塞径向和轴向泵或电动机中,有几个地方可能会发生配合元件之间的间隙损失。 其中之一是有效通关活塞在缸体孔内移动(图 5)。图 4. Hydrotor 公司的齿轮泵 PZ2-K10 19图 5.有效清除率变化的图形解释根据公式可以在启动时()确定间隙的变化:e()= 1m+1p()-1t()(1)- 27 -它描述了间隙高度的变化:由缸体和活塞的压力相关变形引起的lp 和两个元件lt 的热膨胀。由于协作泵(电机)元件的线性热膨胀差异导致的间隙高度由lt 值的变化在期间的非均匀加热热冲击条件下的启动可以用下式描述:t()= hTTTT()-T0 +-hBBTB()-T0(2)式中:T,B - 活塞(T)和缸体(B)的线性热膨胀系数TT() - 活塞温度TB() - 缸体温度T0- 测量零件线性尺寸hT,hB - 活塞(T)和分配衬套开口(B)。准备用于测量变化的 PWK27 泵元件温度在经过测试的泵PWK(图2)中,由两组元件组成:xed(图6)和mobile(图7), 放置热电偶。泵的移动元件包括:活塞,螺杆节流阀,静压滑块,分配衬套,电阻护罩,夹紧环,分离器,轴,凸轮。泵的固定部件包括:盖板,前部壳体,缸体,缸体盖板,后部壳体,导向衬套,套筒。恒温测量允许在热冲击条件下启动期间确定泵的配合元件(活塞和缸套)之间的间隙。为了研究活塞和拖鞋加热的过程,故意将其制成用于xing热电偶的孔。 (图7,8)。放置在拖鞋和活塞中的热电偶导线通过分离器和气缸体中有目的的孔导入(图9)。图 6.在 PWK27 泵的固定元件钻孔中的热电偶(T1-T6)的分布:图 7. PWK27 泵的移动部件中的热电偶:T1 - 盖,T2 - 前壳,T3 - 缸体- 区号 1,T4 - 气缸体 - 区号 2,a) 活塞,b)静压脚T5 - 缸体盖,T6 - 后部外壳- 28 -图 8.适合测量加热过程的活塞单元图 9.热电偶的连接导致研究的 PWK27 泵中的活塞和静压脚PWK27 泵在热震条件下的研究根据以下启动条件指定的方法1执行 PWK27 泵在启动期间在热冲击条件下运行的实验研究:* 油温:+ 48C* 环境温度:-21+ 23C* 泵的轴转速:5002500转* 泵的负载:4.512 MPa。在热冲击条件下运行几个 PWK27 泵启动测量系列。 其结果包括:加热元件的温度变化特性,进入和离开油的温度,泄漏温度和转矩特性,出口油压,输出,外部泄漏量, 轴的转速,体积,扭矩和整体效率。PWK27 泵的一次启动试验是针对以下参数进行的:出口压力 9.15 MPa,输出功率30dm/ min,泵轴转速 1100 rpm,油温 49C,环境温度-12C。根据记录的温度曲线图(图 10),可以确定泵中最快的加热元件是由气缸体及其盖板组成的气缸体单元。气缸体内的最快温度发生在泵的内部通道附近,该内部通道带有主流热油并位于泵的凸轮轴附近(热电偶测量编号 4)。 活塞和导向套筒(热电偶 5 号)的公共区域的温度几乎一样快。 然而,前端(2 号热电偶)和后端外壳(6 号热电偶)的温度上升要慢得多。 在泵运行的前 200 秒内,两者的温度曲线图是相同的,只有在后面的壳体开始加热得更快之后。 在设定的操作条件下,这个元件达到了所有泵的固定元件的最高温度。 而最慢的加热元件是泵盖(1 号热电偶)。- 29 -值得考虑的是,在恒压下运行时,PWK 泵的相同元件(图 10)的温度会高于供给泵的热油的温度。 这可以通过图 11 中的特性与图 10 中的特性进行比较来解释。这是通过泵的曲轴箱产生的流体中的摩擦热产生的效应,并且由脚和活塞的电阻屏蔽层混合。在泵运行的初始阶段,泄漏油的温度上升远远低于入口和出口处主要工作流的温度(图 11)。 但是,经过一段时间后,泄漏温度达到比进料流温度高得多的温度。图 10.泵的固定部件的温度(图 6)图 11.机油温度:在泵的进口处,在泵的出口处和在外部行驶在测试过程中,PWK27 泵的体积效率至少达到 0.98(图 12)。图 12.以下参数的总体(c),体积(v)和扭矩(HM)效率: 工作压力 9.15 MPa,输出 30dm/ min,环境温度-12C ,油温 49C扭矩效率保持在 0.85 的水平。 它在很大程度上取决于泵的负载,在所考虑的情况下只能达到 9 兆帕。 泵的工作压力越高,扭矩效率越高,同时体积效率越低。确定 PWK 27 泵的活塞与气缸之间的有效间隙根据对少数系列试验中活塞几次加热周期分析的理由,确定活塞加热速率总是低于或等于静压拖鞋加热速度。 图 13 显示了活塞和气缸体盖的加热过程。温度的变化导致图 14 所示的径向间隙的变化对于在轴转速 1100rpm 下供给热油+48的冷却至-20的泵而言。约泵启动后 30 秒(图 14)。 正是在此期间,活塞温度与分配衬套温度之间出现最大温差。进一步在启动期间,配合元件的温度甚至导致径向间隙增加到期望值。- 30 -图 13.活塞静压滑块和气缸体的温度变化以及活塞和气缸体图 14:启动后泵的运行参数:活塞和分配套之间的间隙变化: 之间的启动参数温度差:环境温度-20C,油温 48C,转环境温度-20,油温 48,转速 1100rpm,推压 5.2MPa速 1100 rpm,活塞上方的压力 5.2MPa作为电动机使用的齿轮泵 PZ2-K10 的研究在泵或齿轮电机中,可能会发生齿尖点和壳体内表面之间的径向间隙的减小。然而,由于泵包括提供对轴向间隙的补偿的移动元件,所以不会发生轴向间隙的缺失。 不会发生由铝制外壳堵塞轴承的钢制外壳。 根据几何测量结果,确定测试泵PZ2-K10(图 15)中的径向装配间隙在环境温度 20C 时达到 0.087 mm。图 15.齿轮泵 PZ2-K10 元件中的温度测量位置:板,盖,齿轮,壳体根据等式 1,有效间隙不仅取决于装配间隙,而且还取决于由于压力的影响和配合元件上不同的热膨胀引起的元件变形。 油压越高,齿轮轴的松弛和轴承内部的位移越大。 这反过来影响了协作元素之间的间隙的尺寸。 已经评估过,在受试泵的最大工作压力下,轴承中齿轮轴的位移及其松弛可能达到 21m17,19。 这将导致齿轮齿顶端与吸入空间侧壳体中的孔之间的间隙尺寸减小。下列等式描述了由于在热冲击条件下齿轮泵元件与由铝合金制成的壳体的热膨胀差异引起的元件尺寸的变化:- 31 -lt()= 1110-6hZTZ()-293 +- 22.310-6hKTK()-293 m(3)式中:hZ,hK- 线性尺寸:齿轮齿的顶端直径(Z)和外壳开口直径(K)m TZ(),TK() - 齿轮和壳体在升温过程中的温度K293- 部件的线性测量温度K。由于在降低环境温度时铝合金的线性热膨胀系数几乎是钢的两倍,所以初始间隙也会减小。(图 16)。在实验研究的基础上,确定了 PZ2-K10 泵(电机运行)的外壳和齿轮的温度变化过程,其流量范围为:4.5dm3/ min 至 14dm3 /分钟和电机负载:从 0.5 Nm 至 17 Nm。其中一项测试是针对以下参数进行的:油温 48C,环境温度-16.8C,工作压力5 MPa,泵转速 1020 rpm。应该注意的是,齿轮比壳体加热更快。 泵启动后 80 秒内,装置加热元件之间的最大温差达到 12C(图 17)图 16. PZ2-K10 齿轮泵(电机)的初始径向间隙取决于环境温度图 17.作为电动机工作的 PZ2-K10 泵的外壳温度,齿轮温度和这些元件之间的温差基于温度变化曲线图。 到图 17 显而易见的是,在齿轮泵启动期间,齿尖和壳体内表面之间的径向间隙不会迅速减小(图 18)。在由铝合金(壳体)和钢(车轮)制成的液压部件的情况下,不会发生径向间隙的消失。如果泵和齿轮马达的外壳由铸铁制成,则间隙的变化看起来与图 18 中的不同。这些部件将容易受到热冲击的影响。- 32 -图 18.在以下条件下启动期间,PZ2-K10 泵的齿尖与内部壳体之间的有效间隙变化:油温 48C,环境温度-16.8C,工作压力 5 MPa方向阀门在热冲击条件下运行不当的研究当在液压回路中由于冷阀(热冲击条件)而发生突然的热油情况时,阀芯和壳体的配合元件的不均匀加热将随之发生。 阀芯比套管小得多,因此其热容量要小得多。 与外壳相比,它具有相对较大的表面,并通过油液。 因此它会升温得更快。 随着阀芯温度的升高,其尺寸相对于套管中的开口增加得更快,导致间隙减小。 为了尽量减少泄漏,清除已经非常小。 阀芯与壳体之间的间隙过小可能导致相当大的摩擦力阻碍或甚至阻止它们相互移动。根据部件及其制造商的结构,阀芯和壳体之间的间隙t 在5-25m 范围内18。套管和阀芯之间的有效间隙(le)(图 19,20)取决于装配间隙(lm),由于压力引起的滑阀元件的弹性变形(lp),各部件的热膨胀差异(lt)在热冲击条件下,滑阀的操作受到用于制造滑阀的特定元件的材料的热膨胀特性的严重影响。 液压滑阀阀芯由钢制成,而其壳体通常由铸铁制成。 铸铁的线性膨胀系数等于 10.5 * 10-61 / K,而钢铁则为 11 * 10-61 / K 14,15。考虑到热膨胀系数的影响,可以根据(1)和(2)的关系计算有效间隙。基于数值计算,评估认为压力对有效间隙的影响重要性不大,因为协作元件(阀芯和套管)的温度严重失调的影响。 通过计算热膨胀差1t 和所导致的失真来确定事实的确定从对滑阀执行的压力lp 的影响来自 Hydrotor 的 RE2510 / 101(图 21),其中阀芯直径测量 18 毫米。 阀芯和套管温度在T= 20C,装配间隙将减少1t= 3.9m, 对于温差T= 45C,它会减少lt=8.7m。 滑阀部件上的油压(16 MPa)的影响只会导致组件间隙改变1p= 1.5m。- 33 -图 19.在启动期间,热油供应冷却滑阀的阀芯和壳体之间图 20.阀芯和套管的常用操作点以及有效间隙变化的图形解释的有效间隙变化SPOOL 阀门在低环境温度下测试在格鲁斯克理工大学液压与气动技术教席实验室中,在热冲击条件下测试了用于控制压力和流量方向的阀5,6: 来自PONAR WADOWICE公司的UZPP16型溢流阀 REXROTH公司的DBW 20 A2-5X350YS6EG24N9K4R12安全阀 来自REXROTH公司的双级滑阀4WEH16C33 / 6AW220-50 来自HYDROTOR公司的电子液压控制滑阀RE2510 / 101(图21) 来自SAUER DANFOSS公司的比例滑阀PVG 32(图22) 来自REXROTH公司的伺服阀4WS2EM10- 45 / 20B2T315Z8EM(图23)。图 21.电动液压滑阀 RE2510 / 101 19图 22.比例滑阀 PVG 32 22图 23.伺服阀 4WS2EM10 - 45 / 20B2T315Z8EM 18液压装置通常配有电子液压控制的滑阀。 因此,测试了许多电控液压阀的结构。经过测试的滑阀根据其功能分为两组:I - 用于控制流量方向的滑阀 - 典型(图21,24)II - 比例滑阀和伺服阀还用于控制流量(图22,23,25,26)。在 PVG 32 和 RE2510 / 101 滑阀的情况下,阀芯的公称直径为 18 mm。PVG 32 滑阀阀芯和套筒之间的初始间隙为 7m,而 RE2510 / 101 滑阀则为 6m(在格但斯克理工大学计量实验室进行的测量)。在 RE2510 / 101 滑阀的阀体(图 24)中安装了用于放置热电偶的孔。 用于热电偶T7 和 T8 的孔位于轴线上但位于不同深度处,靠近欠油源处,而热电偶 T3 的孔是远离- 34 -热油通道。 为了测试阀芯,制造了两个孔来容纳热电偶。 钻孔是在不同深度的轴上制作的。 其中一个孔位于阀芯圆柱表面用热油使用的位置附近。 另一个位于线轴前端。为了测量 PVG 32 滑阀的加热,将孔制作在其中插入热电偶的线轴和外壳中。 他们的布局如图 2 所示。25.在阀芯中,钻孔达到其长度的一半。 将 T1 热电偶插入孔的整个深度,而将 T2放置在其开始处。 将 T9,T10,T11 和 T12 热电偶放置在滑阀的固定元件中。研究的伺服阀 4WS2EM10 的直径为 6,495 毫米,而阀芯和套筒中的圆柱状衬套之间的间隙为 5 微米。在 4WS2EM10-45/20 伺服阀的固定元件中放置了 11 个热电偶(图 26),允许呈现各种供应状态的加热过程。 通过压力指示,压力传感器(图 26)能够确定对控制信号的反应时间,并随着环境温度的变化而改变此时间。图 24. Hydrotor 公司的阀芯 RE2510 / 101 T1, 图 25.绍尔丹佛斯的滑阀 PVG 32。 T1, 图 26.带有温度(热电偶)和压力传感T2 - 放置在阀芯 T3,T7,T8 中的热电 T2-热电偶位于滑阀 T9,T10,T11,T12器的 Rexroth 伺服阀 4WS2EM10 - 45/20偶 - 置于壳体内的热电偶热电偶中PVG 32 阀门的测试结果针对热油和冷却装置之间的温差保持在T= 2075 K 的范围内进行了多个 PVG 32 滑阀系列测试。冷却至 0C 的滑阀的一项测试是在温度为 52C 时,由于油压从零到 32 dm3/ min 的急剧变化而进行的。 确定阀芯和套管之间的温差(图 27)。 加热过程中阀体与阀芯之间的最大温度差达到 27.9C,并在 30 秒内发生。 此时套管温度为 13.
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