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JS154 450 平板 硫化 液压 系统 设计

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沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文题 目： 450450平板硫化机液压系统设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制1102 学生姓名： 杨 迪 指导教师： 董林福 论文提交日期： 年 月 日论文答辩日期： 年 月 日毕业设计(论文)答辩记录专业班级: 机制1102 学 号：311102122 姓 名：杨 迪答辩内容记录: 记录人：沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院本科生毕业设计成绩考核评价表毕业设计名 称450450平板硫化机液压系统设计专 业机械设计制造及其自动化 班级机制1102 姓名杨 迪评价人权重评价点得分指导教师10图纸完备、整洁，设计说明书的撰写质量5分析、计算、论证的综合能力5能综合运用所学知识和专业知识，独立工作能力强5毕业实习表现、进度表书写情况评阅人10设计的有重大改进或独特见解，有一定应用价值5设计的难度和工作量，结合本专业情况5计算、图纸、公式、符号、单位是否符合工程设计规范5说明书的条理性、语言、书写、图表水平答辩小组10设计规格符合要求及答辩规范程度10答辩挂图准备情况10答辩中思维敏捷，知识面宽厚程度10回答问题的正确性，有无错误10是否有创新意识，设计是否有新意教师、评阅人和答辩小组按以上各条的相应评价点给出得分，合计总分数。在总成绩分数中，90-100分为优秀，80-89分为良好，70-79为中等，60-69为及格，不足60分为不及格，列入本表右侧成绩栏中。注意：有严重抄袭现象的学生成绩应定为不及格，有抄袭现象但不严重的学生成绩应降档处理。指导教师、评阅人及答辩小组对此应切实注意，如有不可解决的分歧，可交于院系答辩委员会裁定。合计分数成绩答辩小组： 年 月 日沈阳化工大学科亚学院毕业设计（论文）答辩成绩评定沈阳化工大学科亚学院毕业设计（论文）答辩委员会于 2015 年 06 月 05 日 审查了 机械设计制造及其自动化 专业 杨 迪 的毕业设计（论文）。设计（论文）题目： 450450平板硫化机液压系统设计 设计（论文）专题部分： 设计（论文）共 32 页，设计图纸 4 张指导教师： 评 阅 人： 毕业设计（论文）答辩委员会意见：成绩： 学院答辩委员会主任委员（签章）年 月 日 沈阳化工大学沈阳化工大学科亚学院科亚学院文献综述文献综述 院 系： 机械 与交通工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1 1 01 学生姓名： 杨 迪 指导教师： 董林福 提交日期： 2015年 6月1 日1 沈阳化工大学科亚学院毕业论文文献综述姓名：杨迪 班级：机制1102 指导教师：董林福要提高平板硫化机生产效率,最有效的方法还应是快速硫化,减少平板硫化机辅助操作时间,即可动平台上升、下降时间和开模、合模时间.介绍了一种新型的高效节能平板硫化机,它既可以提高可动平台上升、下降速度,又可以减少功率消耗、节省能源.一、输送带平板硫化机发展现状 1.国内输送带平板硫化机生产规格 随着输送带在我国各个领域的应用，使得输送带平板硫化机的生产厂家数量也迅猛增加。据了解，在国内颇具规模的输送带平板硫化机生产厂家就已经有30 余家。 为满足不同的市场需求，除国家规定的输送带标准外在输送带平板硫化机的结构和规格等方面也出现了非标平板硫化机系列。 结构主要出现了框板式、柱式和侧板式等结构，但以框板式居多;参数主要表现在加工输送带范围上，宽度可从 6506000mm，长度可从 65015000 范围内， 厚度可从0.350mm。 随着科学技术的不断提高，输送带平板硫化机说能够生产的输送带规格将更加广泛。 22.热板的加热方式 输送带平板硫化机在硫化过程中的温度、压力和时间是其硫化的三要素，准确控制这三要素是决定产品质量的关键所在。硫化压力是否恒定，取决于液压站，有专门设备保证;硫化时间一般易于准确控制;相对来讲最难控制的就是硫化温度即热板温度。最初大多数是以蒸汽为热源来控制温度，采用蒸汽加热，介质较便宜、管路控制简单、造价低廉，但是加热过程中存在温度的滞后性，过程可控程度较差。随后出现了热油加热;与使用蒸汽加热相比具有温度波动小，容易实现自动控制，制品质量好等优点，因此在某些大型平板硫化机上已有应用。随着科技的进步，有人提出采用电磁加热。目前这项技术还正处在实验阶段，尚未正式投入使用。 3.材质的选用 平板硫化机主要结构现以高强度、高刚度的材料为主，采用钢体件呈上升趋势，逐步代替了原来的铸铁材料。输送带平板硫化机主要零部件常用材料3 2.输送带平板硫化机发展现状 1.国内输送带平板硫化机生产规格随着输送带在我国各个领域的应用，使得输送带平板硫化机的生产厂家数量也迅猛增加。据了解，在国内颇具规模的输送带平板硫化机生产厂家就已经有 30余家。为满足不同的市场需求，除国家规定的输送带标准外在输送带平板硫化机的结构和规格等方面也出现了非标平板硫化机系列。 结构主要出现了框板式、柱式和侧板式等结构，但以框板式居多;参数主要表现在加工输送带范围上，宽4度可从 6506000mm，长度可从 65015000范围内， 厚度可从0.350mm。 随着科学技术的不断提高，输送带平板硫化机说能够生产的输送带规格将更加广泛。2.热板的加热方式 输送带平板硫化机在硫化过程中的温度、压力和时间是其硫化的三要素，准确控制这三要素是决定产品质量的关键所在。硫化压力是否恒定，取决于液压站，有专门设备保证;硫化时间一般易于准确控制;相对来讲最难控制的就是硫化温度即热板温度。最初大多数是以蒸汽为热源来控制温度，采用蒸汽加热，介质较便宜、管路控制简单、造价低廉，但是加热过程中存在温度的滞后性，过程可控程度较差。随后出现了热油加热;与使用蒸汽加热相比具有温度波动小，容易实现自动控制，制品质量好等优点，因此在某些大型平板硫化机上已有应用。随着科技的进步，有人提出采用电磁加热。目前这项技术还正处在实验阶段，尚未正式投入使用。 3.材质的选用 平板硫化机主要结构现以高强度、高刚度的材料为主，采用钢体件呈上升趋势，逐步代替了原来的铸铁材料。 输送带平板硫化机主要零部件常用材料 二、 新产品的研发 国内许多橡胶机械制造厂，在借鉴国外输送带平板硫化机的基础上，研制了具有中国特色的自动化程度高、 硫化橡胶质量好、 劳动生产率高的高水平平板硫化机。5应市场及用户要求，青岛金港湾机械有限公司设计研发了新型平带平板硫化机系列机组，其 为钢丝绳（织物）芯层输送带平板硫化生产线成套设备，平板硫化主机系列主要规格分别为 1.4、 1.6、 1.8、 2.4、 2.6、 2.8米等多种幅宽和主机长度为 6 米-15.6米的平板硫化机规格作为描述对象，采用框架自由组合式、油压合模动力源、 低位节材、 兼顾蒸汽、 电热导热油等多种热媒、 可中割分幅、 单层/双层设计等应变设计外，还研发配套设计了千斤顶式无泄漏超高压缸、多缸上位下压以及超高压液压站系统。 硫化压力达57MPa，硫化厚度 550mm。 该机组定位于装备国际、 国内及再生胶利用市场中高强、 阻燃钢绳运输带、 尼龙帘布运输带等平带和片、卷材生产用户。本系列机组能同时满足普通织物（帆布）芯层输送带、尼龙织物芯层输送带以及钢丝绳输送带等多种结构输送带生产工艺技术要求，适应于硫化三大类输送带的全功能系列机组，是胶带生产厂家的理想设备。 二 机组介绍 主机均采用框式结构、迷宫式热板、新颖的隔热传压结构，柱塞缸或高压缸均选用优质材料，加工精密，不易腐蚀磨损，维修方便，工作压力稳定和调整方便，不泄漏且更换密封圈间隔长。控制系统采用 HMI（人机界面）+PLC（程序6控制器）控制方式，硫化过程可实现多程序自动控制，可自动检测和同步调节热板温度，排气周期自控、 实现多缸同步和稳定控制各项温度、 压力、 张力、 扭矩、行程、动作、安防等近千种数据，极大提高了平板硫化机组自动化控制水平，降低了劳动强度，提高了生产效率。根据需要，可以方便地组成网络组态控制该系列机组主要由钢丝绳导开预张紧机（图1）、 钢丝绳液压张紧恒张站（图 2）、 分梳装置、 移动式冷压成型机（图 3）、 驱动检查车、 垫布卷取机、 尼龙带导开架（图4）、 前伸长夹持机、 单层（双）平板硫化机（主机）（图 5）、 主机液压系统、 后固定夹持机、五辊式拉伸牵引装置（图6）、切割装置、成品卷取机（图7）和电气控制系统等十数种台（套）设备组成。 1.工艺适应性 该系列机组可以适用三种输送带生产工艺流程： 第一种为钢丝芯绳输送带生产流程：钢丝绳导开预张紧机钢丝绳液压张紧恒张站分梳装置移动式冷压成型机驱动检查车垫布卷取机尼龙带导开架前伸长夹持机单层平板硫化机（主机）主机液压系统后固定夹持机五辊式拉伸牵引装置切割装置成品卷7取机 第二种为尼龙带层输送带生产流程：垫布卷取机尼龙带导开架前伸长夹持机单层（双）平板硫化机（主机）主机液压系统后固定夹持机五辊式拉伸牵引装置切割装置成品卷取机 第三种为普通织物（帆布）芯层输送带生产流程：移动式冷压成型机（固定、使用其生带导开装置）普通织物（帆布）导开架前伸长夹持机单层（双）平板硫化机（主机） 主机液压系统后固定夹持机五辊式拉伸牵引装置切割装置成品卷取机 3.主要创新点 （1）采用电磁离合器被动反驱卷轴形式，避开钢丝绳锭子与卷轴摩擦，降低预张紧所需动力，精确提供单根钢绳预张力，减少减速机-电机组数量由16组减为 4组，降低能耗和维修难度，减小钢丝绳导开预张紧站整体空间尺寸，同时提高更换钢丝绳锭子的便利性; （2）液压张紧恒张站的单张缸采用双作用油缸取代传统单作用小径柱塞缸， 缸头张紧轮采用 U 槽活支并提高单支强度，提供较宽的工艺张紧力，使用 80 根数以内钢绳时简化操作直拉通过，使用 81160 根数时交叉错位，以减小液压张紧站整体空间尺寸，同时对单独的液压张紧缸进行分8组分别压力监控，以同时采用不同线径的钢丝绳; （3）冷压车采用同主机相同缸径油缸产生较宽冷压压力，轮系借用行走式起重机标准主动、被动轮组，前进时与五辊张紧牵引装置伺服同步，工作后退时与覆盖胶片导开的垫布卷取装置伺服同步，并与胶片导开与垫布卷取装置分立吊装运输，现场并装，增加胶料放卷工位，既作为调配分层胶料，也为异形带的工艺储备，设计中采用边侧机动装料，对在线增添下层胶料提供极大便利; （4）主机采用框架板式分离式结构，D 型采用双作用千斤顶式直立油缸，大流量低压快速行程采用气压补液为主，小流量高压加压产生闭合力系间所需的宽工艺单位面积硫化压力，无泄漏密封保压。各型主机均可选择采用位置传感器检测各缸行程，计算机调整各缸进油流量以达到精确多缸同步平衡控制，并以相同的模块同步温度控制，所有电控元器件立足国产件配套; （5）对传统热板进行改造，分立式加热块采用 CNC 加工迷宫槽，同时采用耐高温抗压环氧树脂玻纤层压板中置水冷块隔热，取消通体冷却板;采用分体热板提高可加工性和模具安装可能性;采用薄体整板接触板减低制作耗材和更换报废耗材，降低现场安装起重设备规格，后续设计中，保证间隙和平面度条件下，用电镀分跨接触板代替薄体整板接触板，9直接采用上下模具腔板形式完成异形截面带硫化工艺; （6）垫铁机构采用同步伺服电机两侧同步或分侧带动链轮、链条组，驱动各跨主垫铁进退方式，既可以点动、 半自动控制，也可在辅助垫铁条稳定拼贴时，由PLC 全自动联动，其中上压方式的垫铁处理相对简单，两种结构都做了隔热、强度等工艺适应性设计，增加机动性同时减少原设计液压垫铁的框板内占用空间和用材; （7）液压设计由2.5、 16、 21、 50 MPa 多种压力组成的分系统和液压站以及管路设计和下压上、 上压下的中压、 高压、 超高压油缸设计，其中D 型超高压油缸将成为全系列单一通用标准件; （8）兼顾非钢丝绳输送带生产和复杂输送带（模具类花纹带）要求以及输送带发展要求储备设计 HMI+PLC 控制系统，完成工艺存储调用、 过程控温同步、 油缸同步、 液压控制、 行走拉伸卷取三位同步、 张力控制、安全保护的自动化控制和工位点动控制; 青岛金港湾公司制造的输送带硫化机、胶带硫化机始终站在同行业的前端，立足本行业，突出质量优势的基础上，惠顾广大用户是金港湾公司发展的首要任务。 三 控制系统 橡胶是国民经济与现代高科技领域不可缺少的高分子材料，用途广泛，不仅10能满足人们的医疗卫生、日常生活和问题生活等各方面的需要，还能满足交通运输、电子通讯和航天航空等各个领域的技术要求。橡胶材料对国民经济与现代高科技领域的发展具有决定性的作用。 各个车辆、 飞机用轮胎都离不开橡胶。 橡胶工业的发展决定着并反映国民经济和现代高科技领域的整体发展水平。 现在在世界上大多数公司已经逐步采用液压硫化机来代替传统的机械硫化机。他们在建新厂或老厂进行技术改造时，基本上采用液压硫化机。液压硫化机代替机械硫化机已经成为无可置疑的发展趋势沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 引言引言 橡胶是国民经济与现代化高科技领域不可缺少的高分子材料，用途及其广泛，不仅能满足人们医疗卫生、日常生活和问题生活等各方面需要，还能满足交通运输、电子通讯及航天航空等各个领域的技术要求。橡胶材料对国民经济与现代高科技领域的发展有决定性的作用。各个车辆、飞机的轮胎都离不开橡胶。 橡胶制品主要原料是生胶，还要添加各种配合剂。采用纤维织物和金属材料做骨架。生橡胶通过压出，混炼，塑炼，成型和压延等基本工艺过程之后，成为半成品，但其物理机械性能较差，不能满足要求。因此，半成品需要硫化来改善其自身的机械性能和其他性能，使橡胶制品能更好的满足和适应使用的要求。 橡胶硫化的方法很多很多，按它的使用的硫化条件不同可分为热硫化，冷硫化和室温硫化三种。按其使用的硫化设备可分为个体硫化机硫化，平板硫化机硫化，硫化罐硫化，注亚硫化等。其中平板硫化机硫化应用比较广。而大部分平板硫化机是由液压系统来提供工作压力。 本次设计是一项平板硫化机的液压系统设计。本液压系统的主机是QLB-450450自开模平板硫化机。该平板硫化机为下缸式，硫化过程中的平台的升降等动作均由液压元件在液压系统的控制下自动完成。 液压系统就是平板硫化机用以供给工作压力的动力部分，并用来控制全套设备动作次序。 液压系统装置主要由以下五部分组成：能源装置把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式液压泵，它给液压系统供给液压油。执行装置把油液的液压能转换成机械能的装置。它可以是作回转运动液压马达缸，也可以是做直线运动的液压。控制装置对系统中运动方向，流量或油液压力进行调节或控制的装置。辅助装置上述三部分以外的其他装置。他们对确保系统正常工作也有重要的作用。传动介质液压油。在液压系统中，液压油是传递动力和信号的工作介质。同时，他还起到防锈，冷却和润滑的作用。 在分析这些问题时，必须把握住橡胶特有的性质；橡胶与塑料不同，它已具有以下四项特征：(一)由于会产生硫化(交联)现象，所以胶料在模具内流动时会因焦烧作用而导致粘度发生变化。(二)改变模具内的流道，会产生压力损失。在使用简单的模具时，用平板硫化机硫化成型则不易导致压力损失，若使用旋转模硫化成型，胶料从料槽向模腔流动的部橡胶制品的硫化成型，分为注射成型、平板硫化机模压成型、连续硫化及硫化罐硫化等多种形式。但是目前使用最多的仍然是平板硫化机硫化位上会产生压力损失，与塑料相比该压力要大得多。压力损失可以认为是管道壁与胶料之间的摩擦及胶料本身的动态损失造成的。(三)随着模腔内胶料硫化的开始，压力也随之上升，这样就起到了除去模腔内的气孔，提高制品外观质量的效果，若表面凹缩，则合模面上的压力会上升，带来压力集中的负面效应。该压力上升，会使与合模面接触的胶料形成早期硫化薄膜，由于这种膜起到了密封的效果，因而由十内部胶料温度上升，产生了膨胀现象。(四)在胶料硫化时一生成的硫化剂分解气体与原来被裹进胶料中的气体及挥发分的蒸发气体容易在硫化胶内部形成小气泡。设计中主要介绍了液压系统的计算和设计过程：包括对于辅助工作缸，主工作缸。推拉移模缸的设计，计算及选取；液压元件的选取；油泵，电机的计算和选取；油箱和阀板的设计过程。通过本次设计，使我对液压系统元件设计和计算方法有了一个较深刻的了解，同时，也掌握了液压系统设计的一些基本思想及方法。 我国液压工业开始于本世纪50年代，其产品最早只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机等工程机械上。自1964年从国外引进一批液压元件生产技术，同时进行自主设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到广泛的应用。80年代起更加速了对西方先进技术的有计划引进，消化，吸收及国产化工作，以确保我国液压技术能在经济效益，产品质量，研究开发，人才培养等各个方面全方位的赶上世界水平。 液压传动的优点是主要的，也存在缺点随着设计制造和使用水平的不断提高是可以逐步避免的。 当今液压技术的发展突飞猛进，成果十分显著。新工艺，新结构，新使用层出不穷。本液压系统设计在满足主机的技术参数的基础上，注意吸收和采用部分先进技术（如双联叶片舟的使用）。在结构和性能上实现一些突破，力求设计出性能上一些突破，力求设计出性能可靠，结构先进和操作方便的液压泵站。 由于实践经验和理论知识不足，设计中会有错误和不当之处，请各位老师和同学批评改正.2沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第一章液压系统方案设计第1章 液压系统方案设计1.1 液压系统的主机及工艺循环 本液压系统的主机为QLB450450的柱式自开模平板硫化机，该平板硫化机为下缸式结构，硫化过程中平台的升降，模具的推拉及开模等动作均出液压元件（液压缸）在液压系统的控制下自动完成。 本液压系统需要完成如下工艺循环：油缸空载启动推拉移模缸（慢速，快速，慢速）拉进模具平台与热板带动模具（慢速，快速，慢速）上升保压硫化制品平台与热板带动模具下降推拉移模缸（慢速，快速，慢速）推出模具完成循环。1.2 液压系统的设计方案 液压系统的拟定是整个系统中的最重要环节，它对系统的性能，设计的合理性，先进性都有着重要的作用，参照同类型机器的液压系统，结合具体情况，确定具体设计方案如下： 为实现速度的快慢调节及合理使用油泵，节省功率，采用节流阀和高性能，低噪声的双联叶片泵配合使用。 为防止系统中液压冲击影响油泵的工作，在泵的出口处设置单向阀。 为了确保系统的保压能力，在与工作缸相连的部位设置液压控单向阀，同时设置电接点压力表，在压力降低时随时补压。 为保证人身和设备安全，防止由于意外原因造成的过载损坏油泵，在两个油泵的压油路之间设置两处电磁换向阀，既可保证系统的安全，又可以实现调速。1.3 拟定液压系统工作原理图 确定液压系统设计方案是拟定系统工作原理图的基础，而拟定系统工作原理是实现系统方案的一个重要步骤，在拟定原理图时要注意： 尽量选用标准元件，减少非标准的使用。 防止回路间的相互干扰。 避免系统中存在多余的回路。 鉴于以上，将液压系统的原理图绘制如下：图1.1 液压系统原理图27沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第二章液压系统的设计 第2章 液压系统的设计2.1 液压系统的主要技术参数的确定根据GB1048089和课题要求确定平板硫化机的主要性能参数如下：表3-1 平板硫化机性能参数分类项目单位参数值基本参数热板规格450450热板层数层2热板间距300工作液压力20柱塞最大行程300公称合模力MN1.0运动速度快速闭模40慢速闭模8快速推模20慢速推模8各缸吨位辅助工作缸t2.52.2 液压元件的设计选取及主要参数的确定2.2.1 柱塞的设计 柱塞是平板硫化机的主要零部件之一，它与工作缸、密封装置、压紧法兰盘等组成了传递压能的部件，将液压能转换成带动平台或可动横梁运动的能量。柱塞的结构形式是根据平板硫化机的吨位大小、工作缸内液压的变动情况、平台的运动速度及其行程等进行设计。2.2.2 柱塞的选材 考虑柱塞材料在使用上要求具有足够的耐弯曲及抗压缩度，其表面要有足够的耐磨性和耐腐蚀性，并且与密封件的摩擦系数应尽可能低，因此决定选用HT2502.2.3 柱塞外径 式中：D柱塞的外径，cm P平板硫化机的公称吨位，Kg p工作液的最高压力，200 Kg/cm因此选择 D=260 mm 当柱塞直径大于150mm时，为了节省材料，减轻重量，应该制造成空心，本设计即用空心柱塞。柱塞壁厚的确定 式中： 铸铁抗压强度极限 kg/cm =1000kg/cmK常数，铸铁的柱塞 K=2r柱塞的外径半径 r工作液的最高压力 160kg/cm柱塞壁厚,根据铸造规定2.2.4 柱塞内径柱塞与平台的连接方式 : 垫台连接的特点是更换密封圈方便，另一个特点是当热板受偏心载荷时，柱塞承受的附加力矩小。 刚性连接主要用于上缸式平板硫化机上。这种连接方式在热板受偏心载荷时，柱塞将受到很大的附加弯矩，从而增加液压缸导套和密封圈的磨损。 球面连接是在柱塞与活动平台之间装设球面垫，当出现偏心载荷时，活动平台能适当自动调心，使柱塞的附加弯距减小，从而保护了液压的导套和密封圈。 本设计柱塞与平台的连接方式采用柱塞顶端与平台刚性连接。在柱塞外壁上开槽，用螺栓紧固在平台上。2.2.5 主工作缸的设计 本液压缸的设计采用的是目前使用较为广泛的，带有外部密封装置的工作缸，密封零件（密封圈托架，密封圈）填于工作缸上部的凹沟内，并用法兰紧填料，法兰用螺栓固定在工作缸的凸缘上。 根据常用金属材料的用途，结合本液压缸的特点，选用ZG270-500 工作缸内径的确定工作缸的内径是根据柱塞的直径确定的（D=260mm），液压缸的确定总间隙的大小与缸体的制造工艺和工艺水平有关，一般的铸造缸体取1530mm，这里取25mm。所以内径为285mm（取标准值） 工作缸外经的确定已知材料的抗拉强度=500N/mm=5000kg/cm取安全系数n=7，则有所以mm工作缸壁厚的确定mm 考虑铸造会产生偏心，气孔等缺陷以及保证零件有足够的强度和致密度。取壁厚为50mm。所以工作缸外径为mm 工作缸的其他尺寸的确定 工作缸底半径的确定（采用球型可以避免应力集中），球低半径可以根据工作缸的内径r确定。设球低半径为r，根据r=1.5（12)r，先取系数为1.5则r=1.5285/2=213.75mm则r取220mm 过渡圆弧的确定：过渡圆弧的半径取r=0.4r则有r=0.4285/2=57mm 这里取r=60mm 工作缸凸肩高度的确定：按照经验公式，工作缸凸肩的高度h可以根据工作缸的壁厚来确定即：h=1.5=1.550=75mm这里取h=60mm 工作缸凸肩处圆角半径的确定：为避免曲线过渡区产生应力集中，取凸肩的圆角半径为=（0.150.25）=0.250=10mm 导向长度的确定：导向长度约为柱塞直径的0.30.6倍，大直径取小值，反之取大值这里取中间值L=0.45260=117mm 取整为120mm 工作缸总深度确定（此数据从零件图中可以得到），根据上述计算。 结合本液压系统的特点，初步确定液压缸主体尺寸如下图所示：图2.1 液压缸主体尺寸图工作缸的总深度为:柱塞最大行程密封装置长度其他长度 此深度代密封件确定后调整，根据工作刚深度可估算柱塞长度，其中考虑法兰厚度，柱塞伸出的长度以及深入平台的长度，可取=430+80=510mm(此长度可以适当调整) 柱塞细长比为，为短柱塞。因此不用验算稳定性，其应力应按纯压缩来考虑。柱塞尺寸及结构如下图所示：图2.2 柱塞尺寸图 工作缸的强度校核 工作缸工作时候受压力作用，从而产生轴向应力，径向应力，和周向应力，按要求不应超过许用应力，外压为P=0，内压为L=175kg/cm强度校核如下：径向应力：轴向应力：周向应力： 工作缸的安全系数为57，本次设计取7，已知的ZG270-500的抗拉强度极限为，所以许用的抗拉强度为： 综上所述三种应力均小于许用应力，故本次设计安全可靠。2.2.6 推拉移模缸的选取及参数的确定 本液压缸的主要作用是推拉移动模具，用于辅助自开模装置，初步确定该缸的吨位为1.5吨，工作压力在10，则活塞的面积为：则活塞的直径为： 结合推拉移模缸的安装特点，将该缸选为CD250C50/28460的标准液压缸，其性能参数确定如下：活塞直径50mm 活塞杆直径28mm 活塞面积19.63形面积13.47 工作液压力为10往返速度比可以由活塞及环形面积确定： 已初步确定快速去程速度为20mm/s，慢速去程的速度为10mm/s，则可以由速度比确定各自的回程速度如下：快速：慢速：工作吨位校正：推力：拉力： 综合上述的各个工作缸和计算过程，各个工作缸主要技术参数均以确定，现在将整个液压系统中的所有工作缸的主要技术参数列表如下：表2-2工作缸技术参数工作缸名称单位主工作缸辅助工作缸推拉移模缸工作缸代号非标准间CD250CD63/36CD250C50/28工作缸数量个121工作液压力201010活塞直径Mm2606350活塞杆直径2603628环形面积无20991347工作压力下推力T1003.121.96工作压力下拉力T无2.101.35往返速比1.4841.457快速去程速度2.401.2快速回程速度3.561.75慢速去程速度0.480.48慢速回程速度0.710.702.2.7 辅助工作缸的选取及参数的确定 本液压系统为简化主工作缸的设计，提高平台的上升速度，在主工作缸的两侧设置两个辅助工作缸，初步确定辅助工作缸的吨位在2.5吨，工作压力最高取10（此压力即为顺序阀的开启压力）。活塞的面积为：则活塞的直径为：、根据活塞的直径将两个辅助工作缸选为CD250C63/36-300的标准液压缸，其性能参数为：活塞直径：63mm 活塞杆直径：36mm 活塞面积：环形面积：21 工作缸压力：10往返速比可以用活塞及环形面积确定： 已初步确定快速升起为40，慢速升起为10，则可以由速比确定各自的回程速度如下：快速回程：慢速回程： 、工作缸吨位的校正推力：拉力： 2.3 工作循环中所需要的流量的确定 平台快速上升: 平台慢速上升: 模具慢速推进: 模具快速推进: 锁模过程：锁模过程的流量很小，该阶段的流量可以视为所选的高压小流量泵的流量。 保压硫化：因为有单向阀进行保压，泄漏很小，所以该阶段的流量可以视为零。 平台慢速下降: 平台快速下降: 模具慢速推出模具快速推出2.4 实际工作过程中的各个阶段的压力值 上述计算过程中已经初步设定各个工作缸的工作压力，所给定的压力即为该工况中的最高压力。推拉模具： 10 平台的升降：10保压硫化的压力：由具体的制品和具体的工艺条件来确定锁模压力：2.5 油泵的计算以及选取 流量的确定 低压大流量泵的计算：由设计方案可知，拟定选用双联叶片泵的组合，由于平板硫化机没有两个同时(如见此处说明是抄袭）运动的工作过程，而且液压系统中没有蓄能器等元件，所以油泵的流量按最大的工作流量计算（14.96），容积效率取0.96，管路以及元件的流量损失初步取3.5L/min。小流量取为3L/min,流量损失为3L/min,油泵的容积效率也可以取0.90，则有 液压泵工作阶段的压力计算高压状态工作时：已知低压状态工作时：取，取压力损失为则有综合上诉流量和压力的计算结果，应该选用双联叶片泵的型号为：PV2R34-52116/136-237表2-3双联叶片泵的性能参数系列序号理论排量ml/r最高使用压力允许转速r/min该系统使用转速r/minPV2R12后泵52216001800750前泵1362160018007502.6 各个工作阶段所消耗的最大功率 因为每个工作阶段均有快速和慢速过程，为了确定电机的功率，所以只计算在最大压力下快速阶段的功率。 平台的快速升降 模具快速推拉阶段 沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第三章标准元件的计算和选取 第3章 . 标准元件的计算和选取3.1 电机的选择 根据油泵工作阶段的压力和流量，结合油泵的总效率，可计算出油泵所需要的电机的功率，由上述计算所得的最大功率来计算，结合油泵以及系统的总效率，即可得到所需要的电机效率。平台快速升降阶段的功率油泵以及系统的总功率 根据工作需要以及电动机的特性，所选用电机功率应有一定的安全储备，这里取负荷为0.9.则有根据以上计算结果和该系统的具体特点，选取Y160M1-8三相异步电动机。表3-1电机性能参数型号额定功率满贼转速满载电流效率电源要求Y160M1-84.0KW720r/min9.9A84%380V，503.2 液压元件的选取根据液压系统的工作压力和通过该阀的最大流量及阀的机能，选取标准液压元件，液压元件型号及性能参数如下表：表3-2液压元件性能参数序号液压元件型号额定流量压力范围1节流阀LF3-E10B100202三位四通电磁阀34DF30-E10B60203电接点压力表YX-1500254压力继电器SG-02-H-227215高压顺序阀XF2-B10H207216夜空单向阀YAF3-Ea10B80207单向阀AF3-Ea10B80开启压力0.058电磁节流阀CG5V-6BW9异步交流电动机10双联叶片泵PV2R34-52/136后泵52 前泵1362111压力表开关KF3-53.3 油管内径的确定前泵吸油管内径的确定： 取内径为取d=20mm后吸油管的内径： 取内径为取d=9mm前泵压油管的内径： 取内径为取d=10mm后泵压油管的内径： 取内径为取d=5mm双联叶片泵并联，压力油汇合后油管内径的确定：取3.4 技术参数的校正 油泵是定量泵，所以流量确定，根据这个流量对初始速度进行校正：模具快速拉进 （取）模具慢速拉进（取）模具快速推出 （取）模具慢速推出 （取）沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第四章阀板的设计 第4章 阀板的设计 液压元件的连接方式主要有管式连接，板式连接和连接三种。管式连接占有空间大，配管复杂，装拆不方便，目前很少使用。目前较多应用板式连接，液压阀板是板式连接元件安装在阀板上，各液压元件之间的连接管道全部由阀板中所钻的孔道构成。采用板式连接的最大优点是结构紧凑，有利于集中控制，装拆方便，外型整齐美观。由于阀间管路长度缩短，故还能提高动作速度。缺点是阀板钻孔困难，泄露不易检查。法兰连接液压元件主要用于高压大流量的液压系统，其特点与管式连接相同。 本设计采用阀板连接，液压阀板设计特点如下： 在设计阀板元件较多的液压系统时，为了避免钻孔过深的孔，可将整个液压系统按系统的分支回路分成几部分，根据经验，每一部分所包含的液压元件不可多于1020个。 制作液压元件样板，合理的布置元件在阀板上所占有的位置，布置元件位置时注意以下几点： 液压元件底的非加工面可以伸出阀板之外。 液压元件之间距离不应过大，一般取4050mm，但也不能过小，否则由于 安装螺孔加工误差，可能使两元件相碰。 为了方便控制调节，应将压力阀和流量阀布置在正面。 为使电磁换向阀的阀芯沿水平方向布置，以避免阀芯震动使电磁铁失灵。 应尽量减少钻孔数量和钻孔深度。 决定阀板钻孔的深度： 阀板的正面孔数应等于各液压元件的孔数之和，孔径应等于液压元件油口的孔径。阀板的正面还有液压元件安装螺孔，其规格可以从样本中找到。 阀板的反面和侧面的孔需要安装管接头，因此每个孔都应根据所选用的管接头螺纹尺寸来决定。 阀板的工艺孔是阀板内的中间管道，它不直接与液压元件的油口或是管接头连接，因此油口须用油塞堵住。沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 第五章油箱的设计 第5章 油箱的设计 油箱用以储存油液，以保证供给液压系统充分的工作油液，同时还具有散热，使渗入油液中的污物沉淀等作用。油箱可分开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱中油液的液面与大气相通，而闭式油箱中油液的液面与大气隔绝。液压系统多数采用开式油箱。开式油箱又分成整体式和分离式。所谓整体式是指利用主机的底座等作为油箱。而分离式油箱则与三机分离并与泵组成一个独立的供油单元（泵站）。图5-1是一种开式油箱的结构（分离式）图。它由箱体和两个端盖9构成。箱体内装有隔板6，将吸油区和回油区隔开。油箱的一侧装有注油口1和油位计10。油箱顶上留有空气滤清器4和安装液压泵和电功机的上盖5。底部装有排污油的堵塞7。5.1 油箱的设计要点 油箱必须有足够大的容积。一方面尽可能地满足散热的要求，另一方面在液压系统停止工作时应能容纳系统中的所有工作介质；而工作时又能保持适当的液位。 吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。吸油管可安装100m左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口要斜切45角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热。 吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。隔板高度为液面高度的2/33/4。1液位计；2吸油管；3空气过滤器；4回油管；5侧板；6入孔盖；7放油塞；8地脚；9隔板；10底板；11吸油过滤器；12盖板；油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运、放油和散热。在油箱的适当位置要设吊耳，以便吊运，还要设置液位计，以监视液位。 为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀。对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔，以便于油箱内部的清理。 对油箱内表面的防腐处理要给予充分的注意。常用的方法有： 酸洗后磷化。适用于所有介质，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 喷丸后直接涂防锈油。适用于一般矿物油和合成液压油，不适合含水液压液。因不受处理条件限制，大型油箱较多采用此方法。 喷砂后热喷涂氧化铝。适用于除水-乙二醇外的所有介质。 喷砂后进行喷塑。适用于所有介质。但受烘干设备限制，油箱不能过大。 考虑油箱内表面的防腐处理时，不但要顾及与介质的相容性，还要考虑处理后的可加工性、制造到投入使用之间的时间间隔以及经济性，条件允许时采用不锈钢制油箱无疑是最理想的选择。5.2 油箱的尺寸计算 油箱的容积必修保证设备停止运转时，系统中的油液在自重的作用下能全部返回油箱。如果考虑油箱靠自然冷却使系统保持在允许温度T以下时，对长，宽，高之比为1：1：11：2：3的油箱，油面高度为油箱高度的0.8时。初始设计先按经验公式确定油箱的容量。如只考虑油液的温度上升的热量和油箱本身所散发的热量时，系统的油温T随运转时间t的变化关系如下：式中 T油液的温度（K）; 环境的温度（K）； A油箱的散热面积（）； C油液比热，一般可取c=16752093； M油箱中油液质量（kg）： t运转时间（s）； K油箱的散热系数，周围通风很差时，K=89；周围通风良好，K=23；用循环水强制冷却是，K=110170.当t时，系统平衡温度为、 由此可见，当环境的温度为时，最高允许温度为的油箱的最小散热面积为 油箱的容积必须保证设备停止运转时，系统中的油液在自重作用下能全部返回油箱。如果考虑油箱靠自然冷却使系统保持在允许温度以下时，对长，宽，高之比为1：1：11：2：3的油箱，油面的高度为油箱的高度的0.8时，其散热面积为：式中 A油箱的散热面积（） ； V油箱的有效体积（）。当取K=15时，令A=，得油箱自然散热的最小体积为式中 自然散热下油箱的最小容积（）。 H一个周期散热总功率（w）考虑泵站安装的因素，根据经验取容积为750L。故油箱的内部长，宽，高分别为：1500mm，1000mm，500mm。沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 参考文献 参考文献1 唐国俊，李健镔等; 橡胶机械设计（上册）；化工工业出版社；IBSN7502514635；260314；1995.2唐志玉等；挤塑模设计；化工工业出版社；ISBN750251807X;143156;1997.3 孙志礼， 冷兴聚, 魏延刚, 曾海泉等；机械设计；东北大学出版社，2000 4 成大先，机械设计图册M北京：化学工业出版社，20005杨宝光.液压机M.北京：机械工业出版社，1981.46俞新陆.锻压机械液压传动M 北京：机械工业出版社，1982.37唐金松主编简明机械设计手册M上海：上海科技技术出版社，1992.068卢秉恒主编，机械设计制造技术基础M.北京：机械工业出版社，20019 董林福 赵艳春，液压与气压传动M 北京：化学工业出版社，200810 袁化临 （等）.起重与机械安全M.首都经济贸易大学出版社，2000.11 Sangchul Won，Sang-un Kim，Seung-Gap Choi and Chintae Choi. POSCO YARD CRANE AUTOMATION.Metallurgist,Volume34,Number 5/199012 Zhixin Wang,Xiong Hu,Zhaoneng Chen. Study of Remote Condition Monitoring and Assessing on Quayside-Container-Cranes. Engineering Asset Management. Number 11/2006沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 结论 结论 大学即将结束之前的毕业设计把我大学四年里所学习到的知识都应用到一起。也可以说是对我这大学四年里的学习做一个检验。 在设计过程中还有许多不足之处，如旋转驱动装置的结构设计方面等。这次实践是对大学四年来所学知识的汇总、检验，使我明白自己所学的还远远不够，还要更加努力地学习实践，使自己的根基更稳，在以后的工作中能更好地进行设计，为社会作贡献。 经历这次毕业设计让我认识到平板硫化机用途的广泛性，而且也认识到它的优点和缺点。希望在以后的工作的时间会有能力去改善它的不足之处，使它更加的完美。从分析来看，对于液压系统进行模块化分析来设计液压原理图具有实用、直观、结论明显，可以作为设计的判据，具有具有较广泛的应用前景。 总之，对于整个设计，无论是设计计算部分还是绘图说明部分都是按照传统设计方法来展开的，因此整个设计是可行的，但是作者在设计过程中发现整个设计是在静态情况下完成的由于液压机的工作过程不是一个简单的静态工艺，而是动态的，对它进行动态研究及虚拟制造过程的研究是一个值得关注的研究方向，有许多工作要做。 本次设计中董老师及教研室的老师给了很大的帮助和指导，在此由衷的向董老师和教研室的各位老师表示感谢！沈阳化工大学科亚学院毕业设计说明书 致谢 致谢 我首先要感谢沈阳华工大学科亚学院以及主校机械工程学院的各位老师，谢谢你们的细心的讲解和栽培，是你们无私的奉献让我成为了一名合格的大学生，是你们为我将来的人生铺上了知识的道路。 时间如梭，转眼毕业在即。回想在大学求学的四年，心中充满无限感激和留恋之情。感谢母校为我们供给的良好学习环境，使我们能够在此专心学习，陶冶情操。谨向我的论文指导老师张副教授致以最诚挚的谢意！张老师不仅在学业上言传身教，而且以其高尚的品格给我以情操上的熏陶。本文的写作更是直接得益于她的悉心指点，从论文的选题到体系的安排，从观点推敲到字句斟酌，无不凝聚着她的心血。还要感谢王老师在我计算困难时的帮助！滴水之恩，当以涌泉相报，师恩重于山，师恩难报。我只有在今后的学习、工作中，以锲而不舍的精神，努力做出点成绩。 再次感谢与我共同走过大学的朋友们、同学们，每个在我脆弱、困难的时候，扶过我一把的你，我都记得。感谢上天，感谢命运，能有机会在彼此的生命中出现，并共同走过这短暂的四年。感谢所有帮助过我的老师、朋友、同学，感谢你们，即将面临分离了，希望你们在以后的日子里，开心、快乐，希望你们像航行在大海上的帆船一样永往直前，直到抵达你们理想的彼岸。 最后，祝愿所有的老师工作顺利！祝愿同学们前程似锦！ 此致敬礼 学生：杨 迪 2015年5月22日28 目 录 引言 1 第一章液压系统方案设计 4 1.1 液压系统的主机及工艺循环 4 1.2 液压系统的设计方案 4 1.3 拟定液压系统工作原理图 4 第二章 液压系统的设计 6 2.1 液压系统的主要技术参数的确定 6 2.2 液压元件的设计选取及主要参数的确定 6 2.2.1 柱塞的设计 6 2.2.2 柱塞的选材 7 2.2.3 柱塞外径 7 2.2.4 柱塞内径 8 2.2.5 主工作缸的设计 8 2.2.6 推拉移模缸的选取及参数的确定 12 2.2.7 辅助工作缸的选取及参数的确定 14 2.3 工作循环中所需要的流量的确定 14 2.4 实际工作过程中的各个阶段的压力值 15 2.5 油泵的计算以及选取 15 2.6 各个工作阶段所消耗的最大功率 16 第三章. 标准元件的计算和选取 17 3.1 电机的选择 17 3.2 液压元件的选取 17 3.3 油管内径的确定 18 3.4 技术参数的校正 19 第四章 阀板的设计 21 第五章 油箱的设计 23 5.1 油箱的设计要点 23 5.2 油箱的尺寸计算 24 参考文献 26 结论 27 致谢 28摘 要平板硫化机作为一种硫化设备，它工作压力是由液压系统供给的在平板硫化机运转中采用高低压工作液配合操作时比较好的，一般利用利用低压工作液升起平台，这可节省动力的消耗。也有用低压工作液与杠杆配合对制品进行加压的本次的设计题目为450450平板硫化机液压系统设计。当前，液压技术在实现低噪声，高效率，经久耐用，高压，高速，大功率，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展。此外，在液压元件与液压系统的优化空竹，计算机辅助设计和计算机仿真等开发行工作方面，更日益显示出显著的成绩。 本次设计中包含液压系统方案设计及工作原理图的拟定，液压系统的概述，标注液压元件的计算以及选择，液压系统的设计及计算，油箱的设计过程以及阀板的设计等几大部分。其中液压系统的设计及计算是非常重要的，他对系统的性能，设计的先进性，合理性都有非常重要的作用。 在标准液压元件的计算和选取中包括油管内外径的确定，技术参数的校正，液压元件的选取和电机的选取等内容。近来，由于模型橡胶制品。、胶板、输送带及合成塑料的应用不断发展，促进了平板硫化机的发展，同时也对平板硫化机的性能提高了更高的要求。关键词： 硫化机； 液压传动； 工作原理； 硫化； 液压系统； 阀板AbstractThis design theme of the 450450 plate sulfide hudraulic system design.Daylight Press is the work pressure from the hydraulic system of the old supply. At present,the hydraulic technology in achieving high-pressure,high-speed,high power,high efficiency,low noise,is durable and highly integrated, and other require