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1967 小型 气动压力机 设计

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单位代码 6030 学号 080105508 分 类 号 TH 密 级 秘密 气动技术外文文献 院（系）名称工学院机械系 专业名称机械设计制造及其自动化 学生姓名王蕴寒 指导教师李长诗2012年 3月16日摘要：一个典型的燃气涡轮机的结构建模与分析系统。这种方法已应用到系统和子系统，这是一个典型的气体的组成部分涡轮系统。由于燃气轮机系统的性能测量流体流动的能量转换方面在其各种组件和部件，等子系统的性能影响整体燃气轮机系统的性能。企图有已作出相关等子系统的关联性整体燃气轮机系统的功能图论方法评价。特征在系统水平以及子系统方程水平已关联的基础上发展起来的各种因素的影响其性能。一个永久功能已经提出了一个功能模型燃气涡轮机系统，从而进一步导致选择，燃气涡轮机的识别和优化评价系统。关键词系统建模，燃气轮机系统评估，图论方法1引言用于发电的燃气涡轮机的使用增加，近年来，并有可能继续增加未来。目前，燃气涡轮机系统的需求发电1,2以上的帐户50的世界市场上的火电厂。气3联合循环汽轮机系统工作广泛取代了由于蒸汽发电厂的需求其相对较低的资本成本，缩短建造导致时间和环境法律法规。在气涡轮机系统，供电单位，组成一个燃烧室和轮机，压缩机，被视为是系统的心脏。的表现供电单位，直接影响整个性能发电系统。各种支持系统，如空气雾化系统，润滑系统，冷却水;系统，消防系统等，随着控制系统，在执政的最佳匹配在一个典型的电源供电单位的性能代环境。许多研究已进行了设计和性能有关的战略分析火电厂的子系统。质量4已评估使用的火力发电厂图确定相互作用的理论方法其中的关键，但冲突的参数。类似研究已经进行了实时的可靠性指数评价5和实时的商业可用性指数评价6蒸汽发电厂。 “系统建模7和维护策略8煤基电厂也已完成过去使用的子系统研究。一个显着进度已超过适应性观察全球在发电行业的燃气涡轮机系统。一基于典型的燃气轮机发电装置的操作在印度已经显示出图。 1。对于燃气涡轮机系统，一些研究人员燃气轮机的改进工作系统的效率9考虑优化在现有的系统或使用的各种参数与先进的技术力量增强10，氮氧化物控制或安全标准。热力学这种系统的性能方面已支付注意显著。热力学分析11,12在能源和火用分析方面已作出预测在这样的系统的能源利用率。性能这种燃轮机系统13优化一直计算，减少燃料消耗方面受约束的具体推力和涡轮叶片温度条件。各种先进的燃气轮机 周期14也被批判地分析和 采取热力学充分利用相比 系统的特点。然而，任何研究 燃气涡轮机作为一个整体的建模和分析系统 其子在性能方面的基础上 相互依赖的属性或性能变量 这些子系统仍是未知数。 燃气轮机系统的性能主要是 在其结构配置方面的代表， 功能的关系，其子和 其控制系统的响应特性。 “ 在结构配置可以代表 机械联系，联系人，性质和材料的类型 集会。然而，一旦初步燃气轮机 系统的设计得到的性能结果 经营周期，注意的是要支付功能 各种子组件之间的关系和 控制系统的响应。的表现 各子系统再根据其设计功能。 各种支持系统的设计也有助于 显着达到预期的业绩成果 也就是说，热效率，可靠性，业务 ，这种燃气轮机系统的灵活性等。 在本论文中，已作出努力，开发出 典型燃气轮机系统的数学模型 其各个子系统的功能关系的条款 流体流动的路径，即空气，燃油和排气。 如有必要，结构性的联系和 控制系统的反应已考虑 各种连接和关联分析 子系统。像这样系统的制造 通用电气15，巴拉特重型电气有限公司 India1）和控制系统开发，如 petrotech2）提供了广阔的文学有关 性能和变阵，制造和装配 这种燃气轮机系统控制功能 分别。 16已被用于图论 了解和分析整个燃气轮机系统 其子或子系统水平。这 技术已成功地应用于 发展其他工程的数学模型 状结构的系统17和热力循环 18等在过去。这个程序允许分析 这种复杂的燃气轮机系统和合成 多少缓解相比其他替代技术 在文学。 2系统结构建模燃气轮机 单位 对于燃气轮机单位，体系结构建模 系统为蓝本的基础上的结构和功能 燃气轮机的各个子系统之间的关系 大会分析了沿流动方向，包括空气， 液体燃料流量，气体燃料流量和燃烧气体 包括冷却和润滑介质。以 发展的结构关联的数学模型 除涡轮子系统和功能的关系， 燃气轮机系统建模成 14子系统： 1）进气口系统; 2）供电单元系统; 3）气体燃料系统; 4）液体燃料系统; 5）启动和驱动系统; 6）氮氧化物减排系统; 7）水清洗系统; 8）外壳及通风系统; 9）消防系统; 10）排气系统; 图1查看燃气轮机电站 1）BHEL燃气轮机支持系统。 ESCI讲稿，电力和能源司，2009年7月 2）产品公告94091，94023。 / 58接待。能源2012年，6（1）：57-79 11）润滑系统; 12）水冷却系统; 13）雾化空气系统; 14）控制系统。 上述子系统直接或间接贡献 燃气轮机系统和具体的成果，也 与功能关系的不同程度的相互依存的。 2.1中一：进气子系统 进气口子系统，如图所示。 2，包括 以下内容： 1）环境空气进入过滤器的车厢，然后 压缩机进全会将通过管道， 消音器，内衬弯头，过渡件。 2）反向流动的压缩机排气 抽水到过滤室，清洁过滤器 段的间歇性。 3）为了提高燃气轮机的功率增强 系统通过进气冷却系统，制冷机线圈 来电过滤空气冷却，以减少空气温度 在进口压缩机。 4）由于燃气轮机系统设计 所有的天气条件下，防冰功能也 注册成立。含入口加热防冰模块 多方面的，通过经营过滤器室 控制阀是安装在压缩机排气线 录取分数过滤进气系统车厢。 在系统的拆分的捶打屏幕保护对 摄入冰以及鞭笞。此外，压力开关 表示一个令人震惊的局势受控启动 关闭入口系统压降时达到 预定的水平。 2.2 S2：供电单位子系统 供电单位，最重要的子系统 燃气涡轮机系统，包括一个集成模块 压缩机，燃烧室和涡轮机组， 负责的节能改造 燃气轮机系统所需的结果。在目前的 情况下，一个17级轴流压气机，再加上与3 - 可以燃烧阶段轴流式燃气轮机通过环 装配动力增强和氮氧化物的规定 减排系统。供电单位子系统， 演示图。 3，包括以下内容： 1）从入口全会的空气进入压缩机 通过可变进气导片（IGVs）到第一 远期阶段组装轮配合刀片安装 短轴。 2）经过压缩的空气在第1至第4阶段 级联（车轮彼此绑通过连接螺栓）， 在第五届提取空气中的一小部分通过扩展端口 这是所有轴承组件的冷却阶段密封件，压缩机，包括车轮轮组件在燃气轮机和重新连接到涡轮和垫片通过涡轮排气框架为主线，以用尽燃气轮机排气扩散。3）在第五阶段的压缩空气进一步指示通过刀片级联之间的第5和第10阶段压缩机。定子叶片安装在船尾外壳转子轮领带狂奔。一个是空气中的分数从扩展端口再次提取11期脉动控制在启动和关闭燃气涡轮机。没有流血允许这种扩张图3动力装置子系统示意图60接待。能源2012年，6（1）：57-79在其他时间操作的端口。4）在第11阶段的出口压缩空气进一步录取阶段11日至17级梯级大会再次提取其中的一小部分到第17赛段前通过扩展端口，用于冷却涡轮机第一第二阶段水桶和转子轮位。空气再次承认用尽空气通过排气扩燃气涡轮机。5）从压缩机排出空气摘录被送入流量套在燃烧包装燃烧室。一个相同的分数也被用来液体燃料的雾化空气，防冰机制在进风系统，扭转从流除尘在进气口系统的过滤器，冷却第一阶段整流罩和第二阶段的燃气涡轮机的喷嘴冷却。空气分数要求的除尘和防冰机制，整个冷却空气再次被送入涡轮排气排气全会通过排气扩燃气涡轮机。6）蒸汽从蒸汽喷射子系统也承认压缩空气放电电源线隆胸和氮氧化物的排放降低。分数（即近10）的压缩空气进入开槽燃烧衬帽区，冷却区的20-30进入燃烧班轮，其余的稀释区提供足够的空气完全燃烧条件。7）在燃烧班轮互动的地方组成的气体燃料雾化喷雾和雾化通过决斗燃油喷嘴装配和液体燃料产品燃烧热值高的进步通过不同区域的燃烧班轮水轮机进水喷嘴叶片。热气提前通过在生产涡轮叶栅输出工作传动轴的旋转运动，可进一步可取的形式，如工作或电源转换电力。8）其他空中分数也加入这主要废气线在出口截面涡轮。2.3 S3的气体燃料子系统气体燃料子系统，显示图。 4，包括以下内容：1）气体燃料进入高速比例阀和垫款气体燃料，通过燃气截止阀控制阀。每个阀门有其自己的特定功能的气体燃料流量。2）气体燃料进入气体燃料测量装置其中的压力和温度的气体燃料流通过控制输入/输出单元测量面板相同的子系统和信号传送到进行必要的控制面板单位执行器流动的纠正措施。3）测量气体燃料进入气体燃料的摄入量双燃料喷嘴组件安装在歧管燃烧室外壳组装。2.4 S4：液体燃料子系统液体燃料子系统，如在图展出。 5，包括以下内容：1）液体燃料送入燃料空调机组从燃油泵，以消除在污染液体燃料。2）空调的燃料送入燃料泵通过燃油截止阀。旁路行还提供了跨燃油泵。3）这种燃料被送入流量测量装置，交互与控制的输入输出单元参考面板进行整改值的压力，温度，压力下降，温度降，等。4）出口燃料是从流量测量装置通过减噪提供选择阀总成，因此，每个CAN燃烧室提供平等的燃料流量在所有这些喷嘴均匀燃烧燃烧室。5）燃料选择阀总成送入双燃料喷嘴，进气歧管安装在燃烧室的装配。液体燃料子系统的示意图所示图5。2.5五：启动和驱动器子系统启动和驱动器子系统，如在图。 6，包括以下内容：1）电源驱动器与液力变矩器异步电动机的帮助。变矩器提供通过燃气轮机驱动装置的起动转矩附件盒以上的速度之旅大会和颚离合器。2）附件齿轮箱enhouses的驱动单元驾驶燃气轮机功率驱动单元轴1和2。 “反过来支持2轴轴驱动系统集成3A，3B和4通过齿轮啮合（两端驾驶）。这些轴集成驱动的传动装置总成图6示意图启动和驱动器子系统62接待。能源2012年，6（1）：57-79燃油泵，雾化，高压空气压缩机水力泵，润滑油泵，分别。3）交流电源还提供了动力像所有的排气风扇冗余设备，电机，杂项水泵在燃气涡轮电路。2.6六：氮氧化物减排子系统虽然燃气涡轮机低排放的废气污染物，严格的限制规定由法定法规有必要减少水平某些污染物，特别是氮氧化物。注蒸汽系统被认为是“氮氧化物减排技术通过在现有的制度。 NOx的子系统，描绘图。 7，包括以下内容：1）蒸汽产生的余热蒸汽发生器（HRSG）部分安装在排气子系统被送入气动控制电磁通过控制蒸汽计量口截止阀过滤网。2）截止阀打开允许蒸汽喷射流量和流时，系统是不是关闭的闭合经营或跳闸。3）下游侧排水阀可加热蒸汽在压缩机排气线录取前流量控制阀，调节蒸汽流量，接收信号的输入输出单元控制子系统。4）空调的蒸汽被送入压缩机放电行或直接进入主燃烧区燃烧室。2.7七：水洗子系统清水洗净子系统包括以下内容：1）水洗子系统涉及的流程如用热水振铃压缩机，混合洗涤剂与水在适当的比和注射漂洗后最初的压缩机，浸泡，随后漂洗压缩机。2）在水洗，保存在燃气轮机起动模式。3）水被排出的燃气涡轮机系统泄油口和排气全会通过的。清水洗净子系统的示意图所示图8。2.8 S8的外壳和通风子系统外壳和通风子系统，所示图9，包括以下内容：1）三个即附件单独罩肯 - 图7示意图（注蒸汽）的氮氧化物减排子系统图。 8水洗子系统示意图纳雷什亚达夫等。 63一个典型的燃气涡轮系统的结构模型MENT，燃气轮机机组舱和负载的齿轮车厢环境空气入口的规定以及过滤空气入口和排气。2）排气风扇安装在每节车厢吸从车厢内的空气进气口的窗户，通风口他们通过出风口部分的空气。3）这些发泄球迷表现在冗余通过使用单独的电源子系统和运行并确保最低数量和空气变化通风子系统控制音量。4）燃油泄漏的气体从液体燃料子系统和气体燃料子系统也递过来的废气，这些发泄球迷。2.9 S9的消防子系统防火子系统，图中显示。 10，包括以下内容：1）温升探测器的信号发送到设备的控制面板，进一步驱动控制阀在附件舱，气体二氧化碳的释放涡轮室和负荷齿轮车厢。2）CO2气体流量控制和供应银行水浸为分离管道的CO2瓶以及延长放电三个车厢。3）最低CO2流量也保持在车厢在操作过程中的防火灭火的目的。2.10 S10的排气子系统排气子系统，如图所述。 11日，由以下内容：1）废气涡轮收到用尽弥漫燃气轮机的废气中全会单位。2）这些废气的进一步流动控制使用断头台阻尼器或转向器阻尼器作为这些气体飞走了通过控制或分流阻尼器或直接堆叠被送入余热锅炉的单位，通过了断头台阻尼器。3）在余热锅炉的单位，排气热能气体是利用水蒸汽生产通过间接收到从蒸汽动力循环加热过程。4）蒸汽送入汽轮机组，这些废气的热能利用生产权力运行的发电机。这项工作的一部分蒸汽送入压缩机进口电力扩增和限制在燃气涡轮机组的氮氧化物。5）这些废气，释放自己的能量后水，允许飞通过管单位开放的气氛。2.11的S11：润滑子系统润滑子系统，如图。 12，包括以下内容：1）主润滑油泵附件轴驱动4，由交流电机驱动的辅助润滑油泵和紧急润滑油泵由直流电动机驱动通过从润滑油过滤器，调节润滑油的流动水库润滑油轴承，密封件，啮合的燃气轮机电路。2）压力和温度测量装置通过控制面板控制润滑油流响应。3）电路完成后，润滑油被排出足够大的润滑油润滑油水库油流在保留其润滑性能。2.12 S12的水冷却子系统水冷却子系统，如图所示。 13，包括以下内容：1）从水源水的条件通过过滤和deionising的的单位。2）空调水通过分发冷却器，尤其是润滑油冷却器和雾化空气使用三种方式旁通阀控制冷却器。3）冷却水进一步冷却，要么一个开放的系统冷却塔或工业型在一个封闭的水 - 空气式热交换作业循环。6方法的燃气涡轮机系统结构的方法基于图论的第2-5所述的建模和矩阵方法总结如下：1）确定的燃气涡轮机系统，并分析其在叶轮机械的类型配置使用，特别的安排，要使用燃料的性质，材料建筑，空气和燃料，包括流道排气，特别规定，如进气冷却方法热回收安排等2）开发的组成结构拓扑空气/燃料或废气交互的部件或子系统流量所需的气体的性能在宏观层面以及涡轮系统微观层面。3）获取在上述功能的关系确定用气结构拓扑的子系统涡轮系统和开发系统的功能有向图使用子系统之间的相互作用。 “子系统将被作为节点和代表相互作用的边缘被视为代表。4）开发的广义系统的结构变量永久使用的概念以上的有向图的矩阵图论和代表为永久功能在多项式的形式相同。5）评估的对角线功能/价值元素和系统的非对角线元素子系统的继承层次的基础上矩阵这些子系统相互依存水平造成的燃气涡轮机的性能结果系统。各子系统之间的相互作用的价值观燃气轮机系统通过分析可以得到相互作用的类型，子系统的功能限制等这些子系统的继承水平可以计算以及可能使用的贡献妥协的子系统使用的限制。第一步是重复子子系统级的组件精确分析的继承和相互依存的平水平的属性，气体子系统涡轮系统。4计算：一个给定的永久函数值燃气涡轮系统使用有关的准确信息继承水平以及相互依赖程度属性/个子系统，也可用于对进一步改善决策水平子系统或气体的子子系统水平涡轮系统。通过这种方法已在目前的纸张制定完整的多项永久一个典型的燃气涡轮机系统的功能。努力正在进行进一步计算性能分析从不同的角度的燃气涡轮机系统。5结论：燃气轮机系统的理论模型图本文提出的代表结构信息包括其子系统，子子系统的组件级别。使用这种方法，一个真正的生活用气涡轮系统由17级轴流式压缩机，环燃烧室3级轴流式水轮机有框图的形式在被模仿子系统水平和图论表示作为典型的涡轮系统。永久的功能燃气轮机系统代表的特点所有的组合，它的子系统。这些组合形成强大的工具，为气体的结构模型涡轮机系统。作者所知，这已采用本文为首次这种燃气轮机系统。这种方法是灵活适应任何设计或性能变化这种典型的系统。此方法可进一步用于最佳选择，标准为基础的决策燃气轮机系统，测试和敏感性分析通过对发达国家的永久性的功能评价燃气涡轮机的有向图和矩阵表示系统。.单位代码 6030 学号 080105508 分 类 号 TH 密 级 秘密 毕业设计(论文)小型气动压力机的设计 院（系）名称工学院机械系 专业名称机械设计制造及其自动化 学生姓名王蕴寒 指导教师李长诗2012 年 3 月 16 日 黄河科技学院毕业设计 第 I 页小型气动压力机摘要小型号的气动压力机，适用于轴类零件，型材的校正和轴套类零件的压装。它采用手脚联动操作，通过电动机带动气压泵向主油路供气，通过溢流阀，手动换向阀等控制阀对气压系统进行调压换向，以达到各种工作状态。 该气压机结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力和行程可在规定的范围内任意调节，操作简单。在本设计中，通过查阅大量文献资料，设计了液压缸的尺寸，拟订了液压原理图。按压力和流量的大小选择了液压泵，电动机，控制阀，过滤器等气压元件和辅助元件。关键词：气压机；气压系统；调速往返路 黄河科技学院毕业设计 第 II 页Small pneumatic pressesAbstractSingle-column adjusting press-assembly hydraulic press is a versatile and the machine parts shall apply to the class, type the correct and the kind of parts of the press. It adopted and winding, by hydraulic motor drives the pump to the principaloil supply, the overflow from the valve stem control valve manual crossover wait for the hydraulic system to a regulated pressure crossover to achieve the state.The hydraulic compact structure, sensitive, speed, energy consumption, low noise, and journeys are within the prescribed scope of any regulation, a simple operation. in the design of information and evidence by reference to design the size of the jug, the drafting of a schematic diagram. by hydraulic pressure and flow of the size of a hydraulic motor pump, filters, etc, control valve, hydraulic components and auxiliary units.Key words：Hydraulic press；Hydraulic system；Velocity circuit 黄河科技学院毕业设计 第 III 页I 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 发展趋势 .11.3 研究意义 .12.气压机的设计及参数选择.23 工况分析 .33.1 动力（负载）分析及负载循环图 .33.1.1 摩擦负载.33.1.2 惯性负载.33.1.3 工作负载.43.1.4 负载循环图.43.2 运动分析及运动循环图 .43.2.1 位移循环图.44.确定液压系统主要参数.54.1 确定液压缸几何尺寸 .54.2 计算气压缸所需流量 .74.3 计算系统所需的压力 .74.4 绘制冲压机主缸工况图 .74.5 气压缸主要零件的结构材料及技术要求 .94.5.1 气压缸的基本参数.94.5.2 气压缸的类型和安装方式.94.5.3 气压缸的主要零件及技术要求.94.6 气压缸结构参数的计算 .104.6.1 计算气压缸的厚度.104.6.2 气压缸油口的计算.114.6.3 缸底厚度的计算.114.7 气压缸的校核 .114.7.1 气压缸中背压力的校核.124.7.2 活塞杆的校核.125 拟订气压原理图.126 气压元件的选择.136.1 气压泵的选择 .136.1.1.确定泵的最大工作压力 .146.1.2 确定气压泵的流量.146.1.3 选择气压泵的规格.146.1.4 确定驱动气压缸的功率.146.2 电动机的选择 .156.3 控制阀的选择 .156.4 管道（导管）的选择 .166.6 联轴器的设计 .16 黄河科技学院毕业设计 第 IV 页7 气压系统的性能验算.177.1 管路系统压力损失 .177.2 气压冲击的计算 .177.3 气压系统热分析 .187.3.1 气压泵功率损失产生的热流量（热量）.187.3.2 气压系统的散热计算.188 限程装置的设计.199 机架的设计.209.1 机架材料的选择 .209.2 肋的作用 .2110 气压系统的安装与调试.2110.1 气压系统的安装 .2110.1.1 安装前的准备工作.2110.1.2 管子加工.2110.2 气压系统的调试 .2210.2.1 调试前的检查.2210.2.2 启动气压泵.2210.2.3 系统排气.2210.2.4 系统耐压实验.2210.2.5 负载试车.22参考文献.24致谢.25 黄河科技学院毕业设计 第 1 页绪论1.1 课题背景气压传动开始应用于十八世纪末，但在工业上被广泛应用的时间比较短。有大幅度的发展也就在近 50 年。因此，与其它传动方式比还是一项年轻的技术。当今液压技术广泛应用于工程机械、起重运输、冶金工业、农用机械，轻工业和机床工业。随着气压技术的不断发展，液压技术也广泛应用在高科技高精度的行业，如机床行业。它能代替人们一部分频繁而笨重的劳动，能在条件恶劣的环境中工作。特别在数控机床这类要求精度较高的领域有着不可代替的作用，出现了液压传动的自动化机床，组合机床和自动生产线等。在国防工业中，如飞机，坦克、火炮等都普遍采用了气压传动装置和液压控制装置。1.2 发展趋势当今研究的主要内容是高压粘性流体在密闭容器中流动规律和系统中承受高压的粘性流体的运动规律。气压压系统有着独特的优势。其有着体积小，重量轻，可实现无级变速，运动平稳，结构简单，操作方便，工作寿命长，液压元件易于通用化、标准化、系列化的特点。基于以上优点，处于新兴技术的液压系统在近些年得到了大幅度的发展，还有着广泛的发展空间。它正向高压化、高速花、集成化、大流量、大功率、高效率、长寿命、低噪音的方向发展。液压传动可以用很小的功率控制速度、方向。使用适当的节流技术可使执行元件的精度达到最高。其布局安装有很大的灵活性，同体积重量比却比其他机械小的多。因此能构成其他方法难以组成的复杂系统。液压传动能实现低速大吨位运动。采用适当的节流技术可使运动机构的速度十分平稳。经过五周的毕业实习，让我们学到了很多以前没有学到的知识，也让以前学到的书本上的知识和现实生产相结合，让我门的专业知识有了进一步提高。特别是对液压系统有了更深的了解。在此基础上我们进一步分析 Y41 系列单柱校正压装液压机。它是一种多功能的中小型液压机床，适用于轴类零件、型材的校正和轴套类零件的压装。通过观察测绘，进行了毕业设计。在指导老师的指导下，我对设计多次改进，通过查阅相关资料手册，并多次向指导老师请教，对以前不懂的知识有了更好的认识。通过这次设计，我把大学所学的知识穿了线，知道了各知识之间的联系，对以后的工作有了很大的帮助。1.3 研究意义目前冲压机床的传动方式主要有：液压式、气压式、电动式和机械传动方式等。传动装置的选择正确与否，直接决定着冲压机的好坏。（1）液压传动的结构简单，成本低，易于实现无级变速；气体粘性小阻力 黄河科技学院毕业设计 第 2 页损失小，流速快，防火防爆。但是空气易于压缩，负载对传动特性的影响大，不易在低温环境下工作。空气不易被密封，传动功率小。（2）电气传动的优点是传动方便，信号传递迅速，标准化程度高，易于实现自动化，缺点是平稳性差，易受到外界负载影响。惯性大，换向慢，电气设备和元件要耗用大量的有色金属。成本高，受温度、湿度、震动、腐蚀等环境的影响大。（3）机械传动准确可靠，操作简单，负载对传动特性几乎没有影响。传动效率高，制造容易和维护简单。但是，机械传动一般不能进行无级调速，远距离操作困难，结构也比较复杂等。（4）气压传动与以上几种传动方式比较有以下优点：获得力和力矩很大，体积小，重量轻，能在大范围内实现无级调速，运动平稳，设计简单，操作方便，工作寿命长，易于通用化、标准化、系列化。它有很广阔的发展空间。从各方面考虑，液压传动系列较其他各传动方式有更广阔的研究空间及发展空间。所以，此次设计将采用液压传动。2. 气压机的设计及参数选择当决定采用气压传动时，其设计步骤大体可分以下几步：（1）明确设计依据进行工况分析。（2）确定气压系统的主要参数。（3）拟订气压系统原理图。（4）气压元件及液压油的选择。（5）气压系统性能验算。（6）绘制正式工作图和编制技术文件。设计一台气压机，其工作循环为：下行，快速退回。由设计题目及已知参数可确定：冲压力：100 吨=10010009.8=0.9810 NFW6生产率：4 次/分=1 次/15 秒工作行程：250mm最大冲压厚度：10mm滑块的重量：1.010 N G4根据工艺要求，快速下降所用的时间为 5s，运行的距离为 240mm。工进所用的时间为 1s，运行的距离为 10mm。快退返回的时间为 3s，其运行的距离为250mm。得到各个工艺路线的速度参数如下： 快速下行： 行程：240mm 速度：48mm/s减速下压： 行程：10mm 速度：10mm/s 黄河科技学院毕业设计 第 3 页快 退： 行程：250mm 速度：73mm/s单次循环的总时间是：5+1+3=9s气压缸采用 O 型密封圈。其机械效率一般为 0.9-0.95 之间，本液压缸的效率取：=0.9m3 工况分析设计开始时，应该首先明确以下几个问题：（1）弄清主机结构和总体布局（2）明确主机对气压系统的性能要求（3）明确主机的工作条件（4）明确气压系统与其它传动系统和控制系统的分工配合、布置和相应的控制关系。（5）了解搜集同类型机器的有关技术资料3.1 动力（负载）分析及负载循环图动力分析就是一部机器在工作过程中执行机构的受力情况。由于工作机构作直线往复运动时，汽缸必须克服的外负载为： =+ FFeFfFi（31）式中 -工作负载Fe -摩擦负载Ff -惯性负载Fi3.1.1 摩擦负载摩擦负载就是气压缸驱动工作时所需要克服的机械摩擦阻力。由于详细计算比较烦琐，一般将它算入气压缸的机械效率中考虑。在cm这里不用考虑摩擦负载。3.1.2 惯性负载惯性负载即运动部件在启动和制动过程中的惯性力。 计算公式为： =（N） FimagGtv（32）式中 运动部件的质量 （kg）m 运动部件的加速度 （mm/s ）a2 运动部件的重量 （N）G 重力加速度 （mm/s ）g2 速度变化值 （mm/s）v 启动或制动时间，由经验可得=0.5stt 黄河科技学院毕业设计 第 4 页冲头启动和制动的加速或减速都在 0.5 秒内完成。则启动时： = =FimagGtv制动时： =FimagGtv3.1.3 工作负载压力机冲头上负载分为两个阶段：第一阶段负载力缓慢的线增加，在达到最大冲压力 5%左右。第二阶段负载力急剧上升到最大冲压力。因此工作负载为：初压阶段上升到=5%=9.810 5%=0.4910 NF1wF55终压阶段上升到=冲压力=0.9810NF263.1.4 负载循环图图 31 压力机的负载循环图3.2 运动分析及运动循环图运动分析，就是研究一台机器按工艺要求以怎样的运动规律完成一个工作循环。3.2.1 位移循环图根据已知条件，快速下行时，行程为 240mm，速度 48mm/s ，时间 5s。慢速下降时行程 10mm，速度 10mm/s，时间 1s。快退是行程为 250mm 速度 73mm/s，时间 3s。3.2.2 速度循环图 黄河科技学院毕业设计 第 5 页图 32 压力机的速度循环图4.确定液压系统主要参数4.1 确定液压缸几何尺寸在单活塞杆的气压缸中活塞工进（受压）时， =/ FP1A1P2A2FWm（41）P1P2V1V2Dd图 41 活塞工进受压示意图活塞快退（受拉）时， = = FP1A2P2A11mG（42） 黄河科技学院毕业设计 第 6 页P1P2V2DdV1图 42 活塞工进受拉示意图式中 气压缸的工作腔压力（MPa）P1气压缸的回气腔压力（MPa）P2=/4气压缸无杆腔有效面积（mm）A1D22=（）/4有杆腔的有效面积（mm）A2D2d22活塞直径（mm）D活塞杆直径（mm）d气压缸的工作效率m根据资料文献查得，工作压力=2032MP。参考同类机械的设计和加P1工的经验，这里工作压力取 32MPa。P1背压力=0.5-1.5MP。参考同类机械的设计和加工的经验，这里背压P2力取 1MPa。P2= i12vv（43）活塞杆在快进和快退中受力几乎为零或是自重的大小。只在冲压工件时受到的作用力较大，即汽缸的有关设计参数在该工步中去计算。由参考文献2中查得下表：表 41 汽缸常用往返速比i31.461.612.0Dd0.550.620.7由相近原理： =0.7Dd一般，汽缸在工进状态下工作，其活塞面积为： =（+ ）/ A1FP2A2P1（44） =/4 A1D2（45） =（）/4 A2D2d2（46） 黄河科技学院毕业设计 第 7 页由公式（44） （45） （46）得=4/ （1/）DFP1P2d2D22/1 根据参考文献1表 43.626 和表 43.627 对 D 和 d 进行调整可得 D和d从而可得和A1A24.2 计算气压缸所需流量气压缸的最大流量：= （mm /s） QmaxAVmax3（47）式中 气压缸的有效面积（mm2） A 气压缸的流速（mm/s）V快进所需流量= Q1A1V1工进所需流量=Q2A1V2快退所需流量=Q3A2V34.3 计算系统所需的压力（1）当系统快进时，所需压力为：= + P1AF0P2（48）式子中 工作中的负载（N）F0 活塞的横截面积（mm）A2 背压力（MPa）P2（2）当系统处于工进时，所需的压力为：= /+ /2 P1F0AP2（49）式子中 工作中的负载（N）F0 活塞的横截面积（mm2）A 背压力（MPa）P2（3）当系统处于快退时，所需的压力为：=/+ 2 P1F0AP2（410）式子中 工作中的负载（N）F0 活塞的横截面积（mm2）A 背压力（MPa）P24.4 绘制冲压机主缸工况图气压缸的工况图是指气压缸压力循环图、流量循环图和功率循环图。它是调整系统参数、选择气压泵和阀的依据。（1）压力循环图 通过最后确定的气压元件的结构尺寸，再根据实际载荷的大小求出气压执行元件在其动作循环各阶段的工作压力，然后把他们绘制成Pt 图。 黄河科技学院毕业设计 第 8 页（2）流量循环图 根据已定的气压缸有效面积或气压马达的排量，结合其运动速度算出他在工作循环中每一阶段的实际流量，把它绘制成Qt 图。若系统中有多个液压执行元件同时工作，要把各自的流量图叠加起来绘制出总的流量循环图。（3）功率循环图 绘制压力循环图和总流量循环图后，即可绘制出系统的功率循环图。由前面所设计的压力，流量，可得出如下一个表格，以便绘制和分析工况图。表 42 负载压力流量明细表工作负载（N）工作压力（MPa）流量（m /s）3快 启动进 匀速工进快 匀速退 制动10809.81051.01042041.0022120.52. 2.2.00422.61069.81052.4106有前面所得的数据，可绘制出压力循环图（Pt）和流量循环图（Qt）如下：图 41 压力循环图（Pt） 黄河科技学院毕业设计 第 9 页图 42 流量循环图（Qt）通过对压力循环图和流量循环图分析得知：最大流量值=15610-3m3/min=0.0026 mm /sQmax3最大压力值=20.5MPaPmax4.5 气压缸主要零件的结构材料及技术要求4.5.1 气压缸的基本参数由以上设计得到气压缸内径尺寸=166mm，活塞杆直径=44mm。Dd气压缸活塞的最大行程系数，根据参考文献1查得=500mm。 S4.5.2 气压缸的类型和安装方式气压缸是液压系统中的执行元件，能够实现直线往复运动。本液压缸活塞两端面积差较大，使活塞往复运动时输出速度及差值较大。所以本气压缸采用双作用无缓冲式。4.5.3 气压缸的主要零件及技术要求（1）缸体气压缸缸体的常用材料一般为 20、35、45 号无缝钢管，一般情况下均采用45 号钢，并调质到 241285HB。铸铁可采用 HT200HT350 间的几个牌号或球墨铸铁。由于球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳强度，也具有良好的塑性和韧性，其屈服度比钢高。因此，球墨铸铁制造承受静载荷的构件比铸钢节省材料，重量也轻。所以本设计的气压缸采用 PSL 标准气缸。铸件需进行正火消除内应力处理。由参考文献1得缸体的技术要求：缸体的内径因为须与活塞配合，防止漏油，所以要尽量减少表面粗糙度， 1可采用 H8、H9 配合。当活塞采用橡胶密封圈时，Ra 为 0.10.4m，当活塞用活塞环密封时，Ra 为 0.20.4m，且均需珩磨。 缸体内径的圆度公差值可按 9、10、11 级精度选取，圆柱度公差应按 2D8 级精度选取。缸体端面的垂直度公差可按 7 级精度选取。 3 缸体与缸头采用螺纹连接时，螺纹应用 6 级精度的米制螺纹。 4当缸体带有耳环或轴销时，孔径或轴径的中心线对缸体内孔轴线垂 5Dd直公差值按 9 级精度选取。此气压缸体的外径需要与机架配合，应进行加工，且与中心线同轴度的要求。装卸时需把吊环螺栓吊起。所以缸体端部选用螺纹连接，螺纹连接径向尺寸小，质量轻，使用广泛。装卸需用专用工具，安装是应防止密封圈扭曲。（2）缸盖本气压缸采用在缸盖中压入导向套，缸盖选用 HT200 铸铁，导向套选用铸铁 HT200，以使导向套更加耐用。（3）活塞气压缸活塞常用的材料为耐磨铸铁，灰铸铁，钢及铝合金等。本设计冶压 黄河科技学院毕业设计 第 10 页缸活塞材料选用铝合金，需要经过调质处理。由参考文献1得活塞的技术要求：活塞外径 D 对内孔 d 的径向跳动公差值，按 7、8 级精度选取。 1端面 T 对内径 d 轴线的垂直度公差值，应按 7 级精度选取。 2外径 D 的圆柱度公差值，按 9、10、11 级精度选取。 3活塞与缸体的密封结构由前可以选用 Y 型密封圈。 44.6 气压缸结构参数的计算气压缸的结构参数的计算包括缸管厚度，油口直径，缸底厚度等等。4.6.1 计算气压缸的厚度首先利用薄壁筒公式计算液压缸的壁厚：=/2=/（2/） PyDPyDbn（411）式中 气压缸壁厚度（mm） 实验压力（MPa） 。当16MPa 时，=1.5；当PyPPyP16MPa 时，=1.25P；所以在此PPy=1.25=1.2520.5=25.625MPaPyP 气压缸的内径（mm）D 材料的许用应力（MPa） 材料的抗拉强度，在此取 600（MPa）b 安全系数，在此取=5nn由公式（411）得：=/2=/（2/）PyDPyDbn=25.625250/（2600/5） =26.7mm因为当/16 时，薄壁公式才成立，D而在此/=250/26.7=9.416。所以气压缸不是薄壁。D故此式不成立。再利用中壁计算公式计算：= /（2.3-）+ PyDPyC（412）式中 气压缸壁厚度（mm） 实验压力（MPa） 。当16MPa 时，=1.5；当PyPPyP16MPa 时，=1.25；所以在此PPyP=1.25=1.2520.5=25.625MPaPyP 气压缸的内径（mm）D 材料的许用应力（MPa） 强度系数，当为无缝钢管时=1 计入壁厚公差和腐蚀的附加厚度，通常圆整到标准厚度C由公式（412）得： 黄河科技学院毕业设计 第 11 页=/（2.3-）+ PyDPyC =25.625250/（2.3120-25.625）1+ C=6406.25/250.375+C =25.6+C由参考文献3里 R5 优先系列查得：把圆整到标准值=40mm；缸体的外径=+2=250+240=330mmD1D4.6.2 气压缸油口的计算气压缸口的直径计算应根据活塞最高的速度 V 和油口最高流速度而定。当气口是进气口时：=0.13（/） d0DVV02/1（413）式中 气压缸油口直径（mm）d0 气压缸内径（mm）D 气压缸最大输出速度（mm/s）V 油口的液流速度（mm/s）V0根据文献5 ，气压缸的进油液流速度=2000mm/s；V0由公式（413）得：=0.13250（3.6/2）d02/1 =43.6mm取一整数=50mm d0当气口是进油口时：根据文献5，气压缸的进气体流速度=5000mm/s；V0由公式（413）得：=0.13250（3.6/5）d02/1= 27.6 取一整数=32mm d04.6.3 缸底厚度的计算本设计采用缸底无气孔，所以采用公式：=0.433（/） hDPy2/1（414）式中 气压缸内径（mm）D 实验压力（MPa）Py 缸底厚度（mm）h 缸底材料的许用应力（mm/s）由公式（414）得： =0.4330.25（20.5/120）h2/1 =45mm 参考同类气压缸的制造经验取=50mmh 黄河科技学院毕业设计 第 12 页4.7 气压缸的校核4.7.1 气压缸中背压力的校核背压力是用来平衡在液压系统不工作时活塞杆自重的。P2由牛顿第一定律： = P2A2G（415）式中 系统需要的最少背压力（MPa）P2活塞杆截面积（mm2）A2滑块重量（N）G如果=1MP，即背压力满足要求。P2P2由公式（415）得： =/=1.010 /0.024=0.42MPaP2GA24=0.42MPa1MPaP2所以，该气压系统的背压力满足要求。4.7.2 活塞杆的校核校合活塞杆可用公式：（4/ ）。 dF2/1（416）式中 活塞杆的作用力（N）F 活塞杆材料的许用应力（MPa）由公式（416）得：=（40.9810 /120）d62/1=102mm=180mmD所以活塞杆直径满足要求。5 拟订气压原理图气压系统循环图是表示系统的组成和工作原理的图样，他是以简图的形式全面的具体体现设计任务中提出的技术和其他方面的要求。要拟订一个比较完善的液压系统，就必须对各种基本回路、典型液压系统有全面深刻的了解。 根据以上分析及参考同类设备的液压原理图，拟订本设计的气压原理图如下： 黄河科技学院毕业设计 第 13 页 图 51 气压系统原理图1.电动机 2.过滤器 3.柱塞变量泵 4.调压阀 5.溢流阀 6.换向阀7.压力表 8.顺序阀 9.气压缸流量原理图说明：电动机 1 带动柱塞变量泵 3 向主气路供气，可以通过溢流阀 5 和调压阀 4 对气压系统进行调压，使压力表 7 的值到系统需要的压力，利用换向阀 6 进行换向。如果处于中间位置，系统处于卸荷状态；如果脚踩脚踏板，滑阀右移，换向阀实现左位功能，气缸上腔进气，活塞杆下降运动，完成工艺中的工进工序；如果手抬操纵手柄，滑阀左移，换向阀实现右位功能，气缸下腔进气，活塞杆实现上升动作，完成工序中的快退。6 气压元件的选择6.1 气压泵的选择气压泵是将原动机的机械能转换为液压能的能量转换元件。在设计气压传动中，气压泵作为动力元件向液压系统提供气压能。气压泵工作的基础条件是：（1） 必须具备一个密封油腔，而且密闭空腔的容积在运转过程中应不断变化。（2）泵的吸气是靠弹簧克服摩擦力的阻力、推力推动活塞下移而实现的，这样的泵具有自吸能力。 黄河科技学院毕业设计 第 14 页6.1.1.确定泵的最大工作压力PP气压泵的最大工作压力，由下式确定：+ PPP1P（61）式中 气压缸或液压马达最大工作压力（MPa）P1由气压泵出口到液压缸或液压马达进口之间的管路沿程P阻力损失和局部阻力损失之和。这些阻力损失只有在液压元件选定后，并绘出管路布置图才能计算。在初算时按经验数据选取：管路简单，流速不大的取=0.20.5MPa；管路复杂，流速较大的P取=0.51MPa。该系统取=0.5MPaPP由公式（61）得：=20.5+0.5=21MPa；PP6.1.2 确定气压泵的流量和排量；QPqp当多气压缸（或马达）同时动作时，气压泵的流量要大于同时动作的几个液压缸（或马达）所需的最大流量。并应考虑到系统的漏损和液压泵磨损后容积效率的下降。即有下式计算气压泵的流量公式：（） （mm /s） QPKQmax3（62）式中 系统泄漏系数。一般取 1.11.3。大流量取小值，小流量取大值。K该系统取=1.1K（）同时动作的气压缸（或马达）的最大流量（mm /s） ；可Qmax3以从 Qt 图上查得。对于工作过程始终用节流调速的系统，在确定流量时，尚需加上溢流阀的最小流量，一般取 5104 mm /s3由 Qt 图得到气压缸所需最大流量156103/min；Qmax由公式（62）得：1.1156=172103/min；QP此气压系统采用液压变 转速为 1500r/min；排量=/1500 qpQp由公式（62）得：=172/1500=0.115L/min=115mm3/r；qp6.1.3 选择气压泵的规格按已算出的最大工作压力和流量，得出气压泵的额定压力=（1+25%）=26.25MPa。查阅文献9，选则气压泵的型号为 SCY14PPp1B；排量 160mm3/r；转速 1500r；额定压力 32N；额定流量得：1601500/1000=240103/min，这里选 250103/min；6.1.4 确定驱动气压缸的功率由于本机器采用闭合式液压系统，压力损失很小，可以忽略不记。这一点 黄河科技学院毕业设计 第 15 页可以在后边的系统验算中得到准确的验证。所以气压泵的输出功率用下式计算：= NPQ（63）式中 气压泵的输出功率（kw）N气压缸压力（MPa）P气压泵的流量（mm /s）Q3（1）气压缸处于启动时由 160SCY14-1B 型号液压泵的压力、流量曲线图可得：=0.002m3/s,Q所以由公式（63） ，得：=（）NAG /Q =（1.010 /0.049）0.002=0.4082kw4（2）气压缸压力达到最大值时（即到达系统最高压力时）由 160SCY14-1B 型号气压泵的压力、流量曲线图可得：=0.3103mm3/s,Q所以由公式（63） ，得：=3210 0.310=9.6kwN63（3）气压缸处于快退时由 160SCY14-1B 型号气压泵的压力、流量曲线图可得:=0.8103mm3/s,Q所以由公式（63） ，得：=2.210 0.810=1.76kwN63因此，选出气压泵的最大输出功率=9.6kw。N6.2 电动机的选择电动机分交流电动机和直流电动机两种，如无特殊说明时，一般选择交流。选择电动机的类型和结构形成应根据电源种类（交流或直流） ，工作条件（环境、温度、空间、位置等，载荷的大小和性质的变化，过载情况等） ，启动性能和启动、制动正反转的频率程度等条件来选择。Y 系列三相笼式异步电动机是一般用途的的全封闭式鼠笼三相异步电动机。由于结构简单，工作可靠，价格低廉，因此本设计选用此电动机。根据所求得到的气压泵的功率，对电动机进行选择，根据参考文献4本设计可选电动机 Y160M4，其额定功率为 11kw，转速为 1460r/min。6.3 控制阀的选择选择控制阀应按额定压力、最大流量、动作方式、安装固定方式、压力损失数值、工作性能参数和工作寿命来选择。1. 应尽量选择标准定型产品，一般不使用自行设计专用的控制阀。 2. 一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些。必要时允许通过阀的最大流量超过其额定流量的 20%。3. 应注意单杆液压缸由于面积差形成不同回油量对控制阀正常工作的影响。 黄河科技学院毕业设计 第 16 页方向控制阀主要有手动换向阀，机动换向阀，电磁换向阀等几种形式。由前面所分析，本课题设计的机器所用的换向阀为手动换向阀。手动换向阀是利用手动杆来操控的方向控制阀。该阀根据定位方式的不同，有弹簧复位式和钢球定位式两种结构。对手动控制阀的操作是通过杆机构在远程控制实现的。由于以上分析可得选用三位四通手动换向阀。液压机在不同工作状态下要求换向阀处于中位。主要参数如下：阀芯的最大位移量是 36mm，取中间为中位，那么-66 时阀S芯处于中位，当6 时，阀芯处于阀体左端，换向阀处于左端，液压缸下降S运动，完成快进和工进工艺。当-6 时，阀芯处于阀体右端，换向阀处于右S端，液压缸上升运动，完成快退工艺。即阀芯的左右位置为18mm。由于本气压系统中要的是三个位置的换向阀，在这里简单介绍下三位四通换向阀的功能。1. 三位四通换向阀处于中位，换向阀四个气口互通，此时，该气压泵处于卸荷状态。2. 三位四通换向阀处于左端，油口 P 与 A 之间相通，B 与 O 之间相通，活塞杆下降动作，完成工进工序。3. 三位四通换向阀处于右端，油口 P 与 B 之间相通，A 与 O 之间相通，活塞杆上升动作，完成快退工序。 （如图 61）图 61 三位四通手动换向阀参考同类机械的选择，查阅参考文献9，选择换向阀的型号为：4SH。6.4 管道（导管）的选择 选择管道的主要内容是根据压力损失，发热量和气压冲击，合理确定管道内径、壁厚和材料。在气压传动中常用的管子有钢管、铁管、胶管、尼龙管和塑料管等，该设计管道选择 45 号无缝钢管。6.6 联轴器的设计联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采用各种不同的措施，使之具有一定的相对位移的性能。 A BP O 黄河科技学院毕业设计 第 17 页弹性联轴器利用弹簧元件的弹性变形来补偿两轴之间的相对位移，而可动元件之间的间隙小，特别是那些需要经常启动和逆转的传动。于是电动机出来后直接相连的就是液压泵，它们之间就必须是弹性联结，使用一个有弹性元件的联轴器。 根据参考文献8表 41.529，选用弹性柱销联轴器，型号为 HL5 型。7 气压系统的性能验算 气压系统在初步设计时，各种参数都是靠经验估计出来的，当回路形式，液压元件及连接等完全确定后，针对实际情况，对所设计的系统进行各项性能分析，对于一般液压传动系统来说，主要是进一步确切的计算液压回路的各段压力损失、压力冲击和发热升温等方面。以便使系统设计更加完善与可靠。7.1 管路系统压力损失当系统元件，辅件规格，系统管路尺寸确定后，即可进行系统压力损失计算。它包括管路的沿程压力损失P ，局部压力损失P 及阀类元件的局部损1l2l失P 。v即=+ PP1lP2lPv（71）式中 = /2 P1lLdv2（72）=/2 2lv2（73）=（/） PvPnQ Qn2（74）式中 管道长度（mm）L管道内径（mm）d气流的平均速度（mm/s）v气压油的密度（kg/mm ）3沿程阻力系数局部阻力系数阀的额定流量（mm /s）Qn3通过阀的实际流量（mm /s）Q3阀的额定压力损失（MPa）Pn管道内的局部压力损失是通过管路中折管和管接头等处的管路局部压力损失，以及通过控制阀的局部压力损失之和。由于本系统设计中的管路没有多少折管和管接头。这一部分的压力损失很小，几乎为零。 黄河科技学院毕业设计 第 18 页7.2 气压冲击的计算在气压系统中，当迅速的换向或关闭气路突然使流速改变时，系统内就会产生压力的剧烈变化，这就是气压冲击现象，气压冲击大的系统要安装液压缓冲装置。通过分析本气压系统，该气压系统的最大冲击发生在气压系统突出关闭的时候，当液压系统瞬时关闭液流时，管道内最大的液压冲击按下式计算：= PvE /0EdE/10（75）式中 气流发生变化前的流速（mm/s）v气压油的密度（kg/m ）3 油的容积的弹性系数 =1.6710 MPa；E0E03 管道内材料的弹性系数 =2.110 MPa； EE3管道内径（mm）d 管道的壁厚（mm） 气压冲击在本系统中不是很明显，可以不安装气压缓冲装置。7.3 气压系统热分析气压系统的压力，容积和机械三方面的损失构成总的能量损失。这些能量损失将转化成热能，使气压系统油温升高，系统油温过高会产生下列不良影响：1.使气压油的粘度大大降低，泄露增大，溶剂效率下降，并使气节流元件的节流特性变化，造成速度不稳。2.引起热膨胀，使运动副之间间隙发生变化，变小的时候可能造成元件的“卡死” ，失去工作能力，变大的时候会造成泄露增大。3.密封软管和过滤器等辅助元件，有一定的温度限制。如果温度超过这个限制，他们就不能正常工作。4.引起机器构件的热变形，而破坏其应有的精度。7.3.1 气压泵功率损失产生的热流量（热量）由计算公式：=（1-） H1N（76）式中 气压泵的输入功率（kw）N 气压泵的效率，=0.8由公式（77）可得H1气压油通过阀（孔）时产生的热量：= H2PQ（77）式中 通过阀（孔）的压力降，一般换向阀取=0.05MPaPP 通过阀（孔）实际流量（mm3/s）Q 黄河科技学院毕业设计 第 19 页由公式（77）可得H2所以系统产生总的热量： = +HH1H27.3.2 气压系统的散热计算根据参考文献2，一般油面高度为油箱高的 0.8 倍（如图 71） 。因为前面初步得油箱的有效容积为 0.3m ，所以 0.8=。3Vab h即=1.250.8=1109mm ；ab h3取=500mm， =1000mm， =480mm，H=600mmabh一般，取与油箱相接触的油箱表面积和油面以上的表面和之半作为油箱的有效散热表面积。根据文献2可得油箱的散热面积计算公式：=（+2+2）+1/2+2（-）+2（-）Aabahb habHhaHhbH图 71 油箱结构示意图计算油箱的散热功率：= HcKtAt T（78）式中 油箱散热系数 w/m . C，由于本设计的油箱尺寸比较大，Kt20所以采用外置油箱，通风良好。根据参考文献1， K =50w/m Ct20油箱的散热面积（mm2）At油温与环境温度之差 C，=35 C T0 T0由公式（78）得：=502.3735=3360w=4.1475kw；Hc因为，即 4.1475 kw2.063 kwHcH所以油箱的散热已满足该系统产生的热量要求，故不需要另加冷却器。 黄河科技学院毕业设计 第 20 页8 限程装置的设计为了活塞运动到底部时能方便返回，需要设计一个限程装置。限程装置是实现挡板对杆机构运动距离的限制。到尽头后实现换向阀的换向。又因为本液压机可实现自动循环工作和人工单次行程工作，所以限程装置的下档板应该是可调的。一个位置是通过连杆机构控制换向阀回到中位。另一位置是通过连杆机构控制换向阀，换到上次相反的位置（右位） 。此部分设计和原样机设计相同，可引用原样机的机构，在这里也不做详细设计。系统限程装置运动循环示意图（如图 81） 。图 81 系统限程装置运动循环图9 机架的设计在机械或仪器中，支撑或容纳部件的零件称为机架。故机架是底座、机身、壳体以及基础台等零件的统称。机架分类按机构形式分，可分为梁式刀架框架、平板式机架，箱壳式机架。按制造方法和机架材料分为铸造机架、焊接机架、非金属机架等。机架的设计准则：机架的设计主要应保证刚度、强度和稳定性的要求。此外，对于机床仪器等精密机械，还应该考虑变形问题。设计时的变形尽量小，机架的刚度和强度都应从静态和动态两方面进行考虑。提高静刚度和固有频率的途径是：合理设计机架的截面面积和尺寸。合理选择壁厚和布肋。注意机架的整体和布局刚度及结合面的刚度匹配等。机架设计的一般要求：（1）在满足强度和刚度的前提下，机架的自重应该要求尽量轻，减少成本。（2）抗腐性好，把受迫震动副减小到最小（3）机械在工作时，噪声应尽量小。（4）温度场合分布合理，热变形对温度的影响小。 黄河科技学院毕业设计 第 21 页（5）机构设计合理，工艺性良好，便于铸造，焊接和机械加工。（6）结构应便于安装和调试，方便修理和更换零件。（7）有导轨的机架，要求轨道面受力合理，耐磨性好。（8）造型美观，使之即经济又美观。根据以上条件和液压机的具体工作情况，选择框架式机架。9.1 机架材料的选择由于多数机架形状比较复杂，一般采用铸铁。由于铸造性好，价格低，吸震性好，主要的重型机架常采用铸钢。当要求重量轻时，可以用铸造或锻压铝合金等轻金属制造。焊接机架具有制造周期短，重量轻，成本低等优点，故在机架制造中，焊接机架日益增多。焊接机架主要有钢板，型钢和铸钢等焊接而成。还有的机架则益采用非金属材料。根据经验和查阅相关资料，液压机本设计的材料选用铸铁。查表得铸铁牌号为 HT300。他的流动性好，体收缩和线收缩小，容易获得复杂的形状。在铸钢中添加少量的金属元素，可提高耐磨性能。铸钢的内摩擦大，阻尼作用强，故动态刚度好，铸钢还具有切削性好，便宜和使用方便易，于大量生产的优点。铸铁广泛应用于轧钢机械，重型机床的床身等场合。所以本设计采用 HT300。9.2 肋的作用肋分为肋板和肋条。肋条只有有限的高度，他不连接整个截面，主要作用如下：（1）可以提高机架的强度、刚度和减轻机架的质量。（2）在薄壁截面内设利可以减少其截面畸形。在大面积的薄壁上布肋可以缩小局部变形和防止薄壁震动及降低噪音。（3）对于铸造机架，使铸件壁后厚均匀，防止金属堆积而产生缩孔裂纹等。缺陷作为补缩通道，扩大冒口的补缩通道，扩大冒口的补缩范围，改善铸型的充满性，防止大平面铸件上夹砂等缺陷。10 气压系统的安装与调试10.1 气压系统的安装10.1.1 安装前的准备工作气压系统安装质量的好坏是关系到液压系统能否可靠工作的关键。必须科学、正确合理完成安装过程中的每一个环节，才能使气压系统能够正常运行，充分发挥其效能。（1）明确安装现场施工程序及施工进度方案。（2）熟悉安装图样，掌握设备分布及设备基础情况。（3）落实好安装所需人员，机械，物资材料的准备工作。（4）做好气压设备的现场交货验收工作，根据设备清单进行验收，通过通收掌 黄河科技学院毕业设计 第 22 页握设备名称，数量，随机备件，外观质量等情况，发现问题及时处理。（5）根据设计图纸对设备基础和预埋件进行检查，对液压设备地脚尺寸进行复核，对不符合要求的地方进行处理，防止影响施工进度。10.1.2 管子加工管子加工的好坏对系统的参数影响大，并关系到气压系统能否可靠的运行。因此必须用可靠，科学的加工方法，才能保证加工质量。管子的加工包括切割，打坡口，弯管等内容。（1）管子的切割管子的切割原则上采用机械方法切割，如切割机，锯床，专用机床等。严禁用手工电焊，氧气切割方法。无条件时可以用手锯切割。切割后管子的端面应尽量和管子的中心线保证垂直。误差控制在 90 0.5 之间。切割后需将锐oo边倒钝，并清除铁屑。（2）管子的弯曲管子的弯曲最好在机械式气压管上进行，用弯管机在冷状态下弯管，可避免氧化皮而影响管子的质量。如无冷弯管设备也可采用热弯曲方法。热弯曲时容易产生变形，管壁减薄及产生氧化皮等现象，热弯曲前，应将管内注满干燥河砂，用木塞封闭管口，用气焊或高频感应加热法对弯曲部位加热。加热长度取决于弯曲角度。（3）管子的敷设管路架设