毕业论文终稿-屠宰生猪生产线卸猪机的设计[下载就送全套CAD图纸 答辩通过]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑题目屠宰生猪生产线卸猪机的设计学生姓名学号专业班级指导老师II年月日I摘要卸猪机是屠宰生猪生产线上用于连接货车与地面等实现生猪卸货的装备。卸猪机通常由桥式卸货台及液压系统组成，液压系统驱动桥式卸货台伸缩、升降。本文讲述了屠宰生猪生产线卸猪机的设计。首先，通过对卸猪机总体构成及工作原理进行分析，在此分析基础上提出了设计方案；接着，对各主要零部件进行设计与校核；然后，对液压系统进行了设计，并选择了液压系统各液压元件；最后，通过AUTOCAD制图软件绘制了本卸猪机装配图及主要零件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如液压与气动传动、机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了起重机械产品的设计方法并能够熟练使用AUTOCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键字卸猪机，桥架，液压传动，液压缸IIABSTRACTUNLOADINGMACHINEISPIGPIGSLAUGHTERINGPRODUCTIONLINEFORCONNECTINGWITHTHEGROUNDFORPIGTRUCKUNLOADINGEQUIPMENTUNLOADINGMACHINEUSUALLYCONSISTSOFBRIDGEPIGUNLOADINGSTATIONANDHYDRAULICSYSTEM,THEHYDRAULICSYSTEMTODRIVEBRIDGESTRETCHINGLIFTINGUNLOADINGSTATIONTHISPAPERDESCRIBESTHEDESIGNOFPIGSLAUGHTERPIGPRODUCTIONLINEFIRSTOFALL,THROUGHTHEDISCHARGINGPIGMACHINEOVERALLCOMPOSITIONANDWORKINGPRINCIPLEOFTHEANALYSIS,ACCORDINGTOTHEANALYSISBASEDONTHEDESIGNSCHEMEISPRESENTEDTHEN,AUTHORDESIGNANDCHECKINGOFTHEMAINPARTSTHEN,THEHYDRAULICSYSTEMDESIGN,ANDSELECTIONOFTHEHYDRAULICCOMPONENTSOFHYDRAULICSYSTEMTHE,THROUGHTHEAUTOCADDRAWINGSOFTWAREDRAWNTHEUNLOADINGPIGMACHINEASSEMBLYDRAWINGANDTHEMAINPARTSOFTHEMAPTHROUGHTHEDESIGN,THECONSOLIDATIONOFTHEUNIVERSITYOFTHEPROFESSIONALKNOWLEDGE,SUCHASHYDRAULICANDGASDYNAMICTRANSMISSION,MECHANICALPRINCIPLES,MECHANICALDESIGN,MECHANICSOFMATERIALS,TOLERANCEANDINTERCHANGEABILITYTHEORIES,MECHANICALDRAWINGMASTERTHEDESIGNMETHODOFHOISTINGMACHINERYPRODUCTSANDBEABLETOSKILLFULLYUSEAUTOCADDRAWINGSOFTWARE,FORFUTUREWORKINLIFEISOFGREATSIGNIFICANCEKEYWORDSPIGUNLOADINGMACHINE,BRIDGE,HYDRAULICTRANSMISSION,HYDRAULICCYLINDERIII目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111卸猪机简介112研究及发展现况113液压传动概述314研究目的5第2章总体方案设计621设计要求622方案设计6第3章主要零部件的设计731升降液压缸设计7311确定主要参数7312主要尺寸的设计与校核8IV313液压缸的结构设计1332伸缩液压缸设计1433桥架设计15331主体桥架设计15332唇板设计1534底座设计16第4章液压系统设计1741基本回路设计17411制定调速方案17412制定压力控制方案17413选择液压动力源17414升降机构回路的设计1842液压系统原理图1843液压元件的选型19431液压泵的选择19432液压阀及辅助元件的选择20433蓄能器的选择20434管道尺寸的确定21435油箱容量的确定2244液压系统的验算22441压力损失的验算22442发热温升的验算24第5章基于PRO/E的三维设计25V51PRO/E软件概述2552三维模型设计26521液压缸26522底座27523主体桥架27524唇板2853三维装配设计28总结29参考文献30致谢31VIVIIVIIIIXX屠宰生猪生产线卸猪机的设计1第1章绪论11卸猪机简介卸猪机是屠宰生猪生产线上用于连接货车与地面等实现生猪卸货的装备。卸猪机通常由桥式卸货台及液压系统组成，液压系统驱动桥式卸货台伸缩、升降。卸猪机是养猪场专用液压卸猪台、上猪台、登猪桥，利用该设备液压升降，装卸车简单易操作。适用于各大养猪场、肉类联合加工厂，大、中、小型生猪屠宰场等，可利用本产品连接货车与地面，缷猪台（上猪台）坡度可根据需要自由调节，让猪缓慢自行上下车，操作方便，快捷，省时间，便于转移运输，避免摔伤。其结构如下如此看来屠宰生猪生产线卸猪机就是单侧升降的液压升降台，因此下面对液压升降台进行调研。屠宰生猪生产线卸猪机的设计212研究及发展现况液压升降台在世界上已经有了70年历史。1925年在美国生产的第一台液压升降台，它是一种由气动控制的单柱升降台，由于当时采用的气压较低，因而缸体较大；同时采用皮革进行密封，因而压缩空气驱动时的弹跳严重且又不稳定。直到10年以后，即1935年这种单柱升降台才在美国以外的其它地方开始采用。1966年，一家德国公司生产出第一台双柱升降台，这是升降台设计上的又一突破性进展，但是直到1977这种升降台才在德国以外的其它国家出现。现在双柱升降台在市场上以占据牢固的地位，其销量还在持续增长。它和四柱升降台相比，既有优点，也有缺点，以下将作一简要说明。我们所见到的绝大多数升降台均采用固定安装方式。在举升前汽车必须驶上升降台。在移动式升降台方面也有几项成功设计，如剪式升降台、菱架式升降台等。但这类升降台仍存在两个主要问题，接近汽车下部较难；在车间移动升降台时难逾越地面上的障碍物。当然，可移动性是这类升降台的突出优点。现在固定安装的单柱、双柱、四柱升降台已在维修现场广泛采用，而移动式升降台却相对要少得多。最初设计单柱升降台外，车辆较大，其底盘也能明显辨认，因而汽车检修区远远大于举升器件。而今绝大多数汽车均为“紧凑型”或“半紧凑型”，导致汽车检修区域接近主要升降台器件而不便操作。但在南美洲却属例外，那里仍然采用较大的车辆，这可能是单柱升降台在该地区的市场上仍然受到欢迎的重要原因。单柱升降台有两大优点当其下降后，不致成维修车间的障碍物；汽车可在升降台上转动。但美国却受到了责难，主要是升降台的旋转会带来撞击操作人员的危险。单柱升降台的主要缺点是第一，它需要在车间的地面挖掘一个相当大的坑穴后才能安装；其次，它只能为使用提供车轮支撑方式；第三，使用时难于接近汽车下部的一些重要检修区域。举升用的油缸潜藏在地下也给维修带来两大问题第一是检修这些零部件颇为困难；其次是由于油缸所处的环境条件差，容易生锈，特别是地下水位较高时更是如此。双柱升降台（包括液压式或机械式），均具有以下优点第一，检修汽车下部具有很高的可接近性（几乎达到100）；其次，采用车轮自由型的方式支撑汽车，因而拆卸车轮时不需要其它辅助性的举升措施；第三，结构紧凑，占地面小。双柱升降台的缺点是第一为确保安全，安置升降台时要求非常严格，否则在举升过程中容易摇晃或颠覆；第二，由于升降台常采用车轮自由型的方式支撑汽车，如需采取车轮支撑型的方式维修汽车则甚感不便，如检查悬挂系统、检查转向机构间隙或进行车轮定位检验等；第三，由于举升臂和立柱承受悬臂或载荷所产生的巨大应力，其承力件易于磨损，因而双柱升降台的安全工作寿命一般要比四柱升降台低。屠宰生猪生产线卸猪机的设计3四柱升降台有四根立柱、两根横梁、用于支撑汽车的两个台板。举升前，汽车很容易正确无误地驶上四柱升降台的台板。由于台板内侧设备有凸缘，当汽车驶上台板时也不致坠入其间的空隙中。车轮支撑型四柱升降台的优点是第一，升降台装载汽车时勿需较高的技术，操作也很简便；第二，承载时非常稳定；第三，支撑载荷受力简单，应力较低，从而延长了设备的使用寿命；第四，由于具有较高的使用价值，从经济上来看也是合算的；第五，易于维修；第六，在车间现场进行安装也较方便，只要地面平坦，其混凝土厚度能够固牢立柱的地脚螺栓即可。四柱升降台的缺点是和双柱升降台相比，战地面积教大，对汽车检修区域可接近性较差。解放后，特别是改革开放以来，我国的汽车维修行业有了很大的发展，为之服务的汽车维修设备行业已成为我国的新兴行业不断发展壮大。各种升降台设备如雨后春笋，不断涌现，质量不断提高，销量逐年增加。13液压传动概述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，1795年英国约瑟夫布拉曼JOSEPHBRAMAN,17491814，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，又进一步得到改善。液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件如液压缸和液压马达的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件即各种液压阀在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据屠宰生猪生产线卸猪机的设计4控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀安全阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压系统的作用就是帮助人类做工。主要是由执行元件把压力变成转动或往复运动。液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择。在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。空心箭头表示信号流，而实心箭头则表示能量流。基本液压回路中的动作顺序控制元件（二位四通换向阀）的换向和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。对于执行元件和控制元件，演示文稿都是基于相应回路图符号，这也为介绍回路图符号作了准备。根据系统工作原理，您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为0，则与其相关的控制元件标识符则为1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数，则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。不仅应对液压回路进行编号，也应对实际设备进行编号，以便发现系统故障。DINISO12192标准定义了元件的编号组成，其包括下面四个部分设备编号、回路编号、元件标识符和元件编号。如果整个系统仅有一种设备，则可省略设备编号。实际中，另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号，此时，元件编号应该与元件列表中编号相一致。这种方法特别适用于复杂液压控制系统，每个控制回路都与其系统编号相对应与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点屠宰生猪生产线卸猪机的设计5（1）液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。（2）重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。（3）操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达20001）。（4）可自动实现过载保护。（5）一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；（6）很容易实现直线运动/（7）很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。液压系统的缺点（1）由于流体流动的阻力和泄露较大，所以效率较低。如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。（2）由于工作性能易受到温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。（3）液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。（4）由于液体介质的泄露及可压缩性影响，不能得到严格的传动比。（5）液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。在液压系统及其系统中，密封装置用来防止工作介质的泄漏及外界灰尘和异物的侵入。其中起密封作用的元件，即密封件。外漏会造成工作介质的浪费，污染机器和环境，甚至引起机械操作失灵及设备人身事故。内漏会引起液压系统容积效率急剧下降，达不到所需要的工作压力，甚至不能进行工作。侵入系统中的微小灰尘颗粒，会引起或加剧液压元件摩擦副的磨损，进一步导致泄漏。因此，密封件和密封装置是液压设备的一个重要组成部分。它的工作的可靠性和使用寿命，是衡量液压系统好坏的一个重要指标。除间隙密封外，都是利用密封件，使相邻两个偶合表面间的间隙控制在需要密封的液体能通过的最小间隙以下。在接触式密封中，分为自封式压紧型密封和自封式自紧型密封（即唇形密封）两种。14研究目的屠宰生猪生产线卸猪机的设计6卸猪机是屠宰生猪生产线上用于连接货车与地面等实现生猪卸货的装备。卸猪机通常由桥式卸货台及液压系统组成，液压系统驱动桥式卸货台伸缩、升降。通过对卸猪机的设计，综合所学知识锻炼机构设计、液压系统设计的能力，培养严谨、创新的精神，提高专业水平、三维设计及计算机绘图能力等。第2章总体方案设计屠宰生猪生产线卸猪机的设计721设计要求设计屠宰生猪生产线用卸猪机，要求对个机构、零部件进行设计，着重对液压系统进行设计，并采用PRO/E软件对机构进行建模。22方案设计卸猪机是屠宰生猪生产线上用于连接货车与地面等实现生猪卸货的装备。卸猪机通常由桥式卸货台及液压系统组成，液压系统驱动桥式卸货台伸缩、升降。本次设计的屠宰生猪生产线卸猪机总体结构方案如下图由唇板、台口、移动轮、固定支撑腿、液压缸及液压系统组成。图21结构方案图屠宰生猪生产线卸猪机的设计8图22实物参考图第3章主要零部件的设计31升降液压缸设计311确定主要参数（1）工作压力的确定执行元件的工作压力可以根据负载循环图中的最大负载来选取，也可以根据主机的类型了确定（见表31和表32）。表31按负载选择执行元件的工作压力负载/KN50工作压力/MPA08115225334455表32各种机械常用的系统工作压力机床设备类型磨床组合机床龙门刨床拉床农业机械或中型工程机械液压机、重型机械等工作压力0820352881010162032所设计的卸猪机在工进时负载最大，其值为6000N，其它工况时的负载都相对较低，参考表31和表32按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法。初选液压缸的工作压力，背压MPAP21MPAP302（2）液压缸内径D和活塞杆直径D的确定为了节省能源宜选用较小流量的油源。利用单活塞缸差动连接满足快进速度的要求，由此求得液压缸无杆腔面积为屠宰生猪生产线卸猪机的设计9246211108397190MNPFAMD283441由计算所得的液压缸内径D按表34圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封元件。表34液压缸内径尺寸系列GB23481980MM810121620253240506380（90）100（110）125（140）160（180）200（220）250320400500630注括号内数值为非优先选用值故液压缸内径取标准值MD80根据快上和快下的速度比值来确定活塞杆的直径DD45/22求的8060由计算所得的活塞杆直径按表35圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封元件。表35活塞杆直径系列GB23481980MM45681012141618222252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400故液压缸内径取标准值MD45屠宰生猪生产线卸猪机的设计10312主要尺寸的设计与校核液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对不同用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。所以设计时，可用类比法来确定。同上，以提升液压缸为例进行设计。前述已确定液压缸的工作压力，缸MPAP2筒内径D80MM，活塞杆外径D45MM。（1）液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚一般指液压缸中最薄处的厚度。从材料力学可以知道，承受内压力的圆筒，其内应力分别规律因为壁厚的不同而各异。一般计算时可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径D与其壁厚的比值D/10的圆筒称为薄壁圆筒。起重运输机械和工程机械的液压缸，一般采用无缝钢管，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒壁厚公式计算2YP式中液压缸壁厚（M）。D液压缸内径（M）。试验压力，一般取最大工作压力的（12515）倍（MPA）。额定压力YP16MPA,取15MPA。NN15230缸筒材料的许用应力。，其中为材料抗拉刚度，N为安BB全系数，一般取N5。的值为锻钢110120MPA；铸钢100110BBBMPA；无缝钢管110110MPA；高强度铸铁60MPA；灰铸铁BB25MPA。对于D/10时，应该按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚的计算。对于脆性材料以及塑性材料屠宰生猪生产线卸猪机的设计1104123YPD式中的符号意思与前面相同。液压缸壁厚算出后，即可以求出缸体的外径为1D1D2式中值应该按无缝钢管标准，或者按有关标准圆整为标准值。1在设计中，取试验压力为最大工作压力的15倍，即152MPA3MPA。而缸YP筒材料许用应力取为100MPA。B应用公式得，2YPD380621/5M下面确定缸体的外径，缸体的外径8026MM92MM。在液压传动1D2设计手册中查得选取标准值100MM。在根据内径D和外径重新计算壁厚11MM10MM12D08（2）液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度，可以根据执行元件机构实际工作的最大行程来确定，并且参照表41中的系列尺寸来选取标准值。表41液压缸活塞行程参数系列（MM）2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000屠宰生猪生产线卸猪机的设计1240639011014018022028036045055070090011001400180022002800390024026030034038042048053060065075085095010501200130015001700190021002400260030003800注液压缸活塞行程参数依、次序优先选用。由已知条件知道最大工作行程为750MM,参考上表系列，取液压缸工作行程为800MM。（3）缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效的厚度T按强度要求可以用下面两式进行进似计算。无孔时2043YPTD有孔时20YTD式中缸盖有效厚度（M）。T缸盖止口内径（M）。2D缸盖孔的直径（M）。0D在此次设计中，利用上式计算可取T25MM（4）最小导向长度的确定对于一般的液压缸，最小导向长度H应满足以下要求20LDH屠宰生猪生产线卸猪机的设计13式中液压缸的最大行程。L液压缸的内径。D为了保证最小导向长度H，如果过分增大和B都是不适宜的，必要时可以在缸1L盖和活塞之间增加一个隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定，即12CLB在此设计中，液压缸的最大行程为800MM，液压缸的内径为80MM，所以应用公式的MM80MM。20LDH20L802活塞的宽度B一般取得B（0610）D；缸盖滑动支撑面的长度，根据液压缸1L内径D而定。当D80MM时，取；106L当D80MM时，取。1DL活塞的宽度B（0610）D4880MM，取60MM（5）缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应该大于内径的2030倍。缸体长度L80060MM860MM（6）固定螺栓得直径SD液压缸固定螺栓直径按照下式计算S52SKFDZ屠宰生猪生产线卸猪机的设计14式中F液压缸最大负载。Z固定螺栓个数。K螺纹拧紧系数，K11215。根据上式求得47MM52SKFDZ1360894（7）液压缸强度校核缸筒壁厚校核。YPDD102当时，壁厚应满足。Y0413P当时，壁厚应满足前面已经通过计算得D80MM,10MM。则有10，所以为厚壁缸。D810MM58MMY04P123804312可见缸筒壁厚满足强度要求。活塞杆稳定性的验算活塞杆受轴向压缩负载时，它所承受的轴向力F不能超过使它稳定工作所允许的临界负载，以免发生纵向弯曲，从而破坏液压缸的正常工作。的值与活塞杆材料KFK性质、截面的形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。活塞杆的稳定性的校核依照下式（稳定条件）进行KFN屠宰生猪生产线卸猪机的设计15式中安全系数，一般取24。KNKN当活塞杆的细长比时KLR12KF2EJL当活塞杆的细长比时，且20120时，则KLR1212KF21KFALR式中安装长度，其值与安装方式有关。L活塞杆截面最小回转半径，。KRKRJA柔性系数。1由液压缸支承方式决定的末端系数。2E活塞杆材料的弹性模量，对刚取E。12206/NMJ活塞杆横截面惯性矩，A为活塞杆横截面积。F由材料强度决定的实验值。根据验算，液压缸满足稳定性要求。313液压缸的结构设计（1）缸体与缸盖的连接形式缸体与缸盖常见连接方式有法兰连接式（图31A）、半环连接式（图31B）、螺纹连接式（图31C、F）、拉杆连接式（图31D）、焊接式连接（图31E）等。屠宰生猪生产线卸猪机的设计16图31常见的缸筒和缸盖结构缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。通过综合考虑，在此设计中，缸体端部与缸盖采取法兰连接的形式。（2）活塞杆与活塞的连接结构活塞和活塞杆的结构形式有很多，常见的有一体式、锥销式连接外、还有螺纹式连接和半环式连接等多种形式，如图32所示。半环式连接结构复杂，装卸不便，但是工作可靠。图32活塞杆与活塞的结构此外，活塞和活塞杆也有制成整体式结构的，但是它只能适应于尺寸较小的场合。经过综合考虑，在此设计中，活塞杆与活塞的连接采取螺纹连接的形式，如图33所示。（3）活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆与端盖、导向套的结构，以及密封、防尘和锁紧装置等。导向套的结果可以做成端盖整体式直接导向，也可以做成与端盖分开的导向套导向结构。后者导向套磨损后便于更换，所以应用比较普遍。屠宰生猪生产线卸猪机的设计17此设计经过综合考虑，采取端盖直接导向。（4）密封装置液压缸中常见的密封装置有间隙密封，摩擦环密封，密封圈密封等。间隙密封依靠运动件间的微笑间隙来防止泄露；摩擦环密封依靠活塞上的摩擦环（尼龙或者其他高分子材料制成）在“O”形圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄露；油缸主要采用密封圈密封，密封圈有O形、V形、Y形及组合式等数种，其材料为耐油橡胶、尼龙、聚氨脂等。它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可靠，在缸筒和活塞之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。此设计经过综合考虑，采用O形密封圈密封。（5）缓冲装置液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，由于运动部件具有很大的动能，因此当活塞运动到液压缸终端时，会与端盖碰撞，而产生冲击和噪声。这种机械冲击不仅引起液压缸的有关部分的损坏，而且会引起其它相关机械的损伤。为了防止这种危害，保证安全，应采取缓冲措施，对液压缸运动速度进行控制。当活塞移至端部，缓冲柱塞开始插入缸端的缓冲孔时，活塞与缸端之间形成封闭空间，该腔中受困挤的剩余油液只能从节流小孔或缓冲柱塞与孔槽之间的节流环缝中挤出，从而造成背压迫使运动柱塞降速制动，实现缓冲。液压缸中常用的缓冲装置有节流口可调式（如图33）和节流口变化式（如图34）两种。图33节流口可调式缓冲装置图34节流口变化式缓冲装置在此设计中，为了适当的减轻加工难度，决定采取节流口变化式缓冲装置，这种缓冲装置可以调节。32伸缩液压缸设计设计过程同上述类似，此处不再一一复述，最终尺寸结构如下图示屠宰生猪生产线卸猪机的设计18图35伸缩液压缸33桥架设计331主体桥架设计主桥架由底板及护栏构成，底板由40MM40MM普通槽型钢通过焊接的方式得到底部加强梁，再由5MM后板材覆盖作为上部通道，通过CAD匹配结构尺寸如下图示图36主桥架332唇板设计唇板是桥架上端可伸缩部分，其与主桥架类似，也是由底板及护栏构成，底板由40MM40MM普通槽型钢通过焊接的方式得到底部加强梁，再由5MM后板材覆盖作为上部通道，通过CAD匹配结构尺寸如下图示屠宰生猪生产线卸猪机的设计19图37主桥架34底座设计底座的主要作用为支承与安装其它各零件。为了节约成本，底座全件采用焊接件连接。根据设计要求，焊接时主要保证加强铁与底座的位置要求，同时要保证焊接时不能出现焊渣，裂缝等现象。底座的材料主要是厚度为5MM的80MM80MM普通槽型钢通过焊接的方式得到，因为此卸猪机使用过程中搬运较多，所以为保证人员搬运过程中的安全，在焊接时要保证焊接技术要求，要求焊接中不能有焊渣，不得有裂缝等缺陷出现。底座的组装完成后，底座外露表面须刷防锈漆。通过CAD匹配结构尺寸如下图示图38底座屠宰生猪生产线卸猪机的设计20第4章液压系统设计41基本回路设计411制定调速方案速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合容积节流调速。节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。容积调速是靠改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的。其优点是没有溢流损失和节流损失，效率较高。但为了散热和补充泄漏，需要有辅助泵。此种调速方式适用于功率大、运动速度高的液压系统。容积节流调速一般是用变量泵供油，用流量控制阀调节输入或输出液压执行元件屠宰生猪生产线卸猪机的设计21的流量，并使其供油量与需油量相适应。此种调速回路效率也较高，速度稳定性较好，但其结构比较复杂。412制定压力控制方案液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，也有的需要多级或无级连续地调节压力，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在容积调速系统中，用变量泵供油，用安全阀起安全保护作用。在有些液压系统中，有时需要流量不大的高压油，这时可考虑用增压回路得到高压，而不用单设高压泵。液压执行元件在工作循环中，某段时间不需要供油，而又不便停泵的情况下，需考虑选择卸荷回路。在系统的某个局部，工作压力需低于主油源压力时，要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力。413选择液压动力源液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，一般采用多泵供油或变量泵供油。对长时间所需流量较小的情况，可增设蓄能器做辅助油源。油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他型式的过滤器。根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施。414升降机构回路的设计变幅回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀和变幅液压缸组成。最常见的液压升降机构是用双作用液压缸作液动机，也有采用液压马达和柱塞缸。因此本设计采用双作用液缸作液动机。液压油路设计原理图如图41所示。升降机构落臂时，因载荷的重力作用，会产生重力超速现象，需要限速措施。因此，在此机构中必须设置限速装置。国内外太都采用使用平衡阀限速阀的限速回路。屠宰生猪生产线卸猪机的设计22平衡阀不仅能防止超速下行，也能保证整个下降过程为匀速过程。图41升降机构回路42液压系统原理图根据各回路的分析得到总的液压系统的工作原理如图42所示。该系统为中压系统，动力源采用齿轮泵，由电动机驱动。液压泵从油箱中吸油，输出的液压油经手动阀组输送到各个执行元件。如图42所示为卸猪机液压系统原理图。屠宰生猪生产线卸猪机的设计23图42卸猪机液压系统原理图43液压元件的选型431液压泵的选择由工况图可知，整个工作循环过程中液压缸的最大工作压力为20MPA。选取油路总压力损失为03MPA。则泵的最大工作压力为MPAP320其次确定液压泵的最大供油量，液压缸所需的最大流量为382L/MIN，若取系统泄漏系数K105，则泵的流量为MIN/14023851LQP根据以上压力和流量的数值查产品目录，选用YB163/63型的双联齿轮泵，其额定压力为63MPA，容积效率085，总效率，所以驱动该泵的电动机的功率80P屠宰生猪生产线卸猪机的设计24可由泵的工作压力和输出流量求出由于液压缸在快退时输入功率最大，如果取泵的效率为，这时驱动液压泵80P所需电动机功率为WPP835043根据此数据查阅电动机产品目录，选择Y90S6型电动机，其额定功率，WPN750额定转速。MIN/910RN432液压阀及辅助元件的选择（1）阀的规格根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。控制阀的流量一般要选得比实际通过的流量大一些，必要时也允许有20以内的短时间过流量。（2）阀的型式，按安装和操作方式选择。表41液压元件型号及规格（GE系列）序号名称通过流量型号及规格1滤油器1147XLX06802齿轮泵975CB503单向阀4875AF3EA10B4外控顺序阀4875XF310B5溢流阀3375YF310B6三位四通电磁换向阀97534EF3YE10B7单向顺序阀1157AXF310B屠宰生猪生产线卸猪机的设计258液控单向阀1157YAF3EA10B9二位二通电磁换向阀82122EF3E10B10单向调速阀975AQF3E10B11压力表Y100T12压力表开关KF3E3B13柴油机Y90S6433蓄能器的选择根据蓄能器在液压系统中的功用，确定其类型和主要参数。（1）液压执行元件短时间快速运动，由蓄能器来补充供油，其有效工作容积为式中A液压缸有效作用面积（M2）；L液压缸行程（M）；K油液损失系数，一般取K12；QP液压泵流量（M3/S）；T动作时间（S）（2）作应急能源，其有效工作容积为式中要求应急动作液压缸总的工作容积（M3）。有效工作容积算出后，根据有关蓄能器的相应计算公式，求出蓄能器的容积，再根据其他性能要求，即可确定所需蓄能器。434管道尺寸的确定（1）管道内径计算屠宰生猪生产线卸猪机的设计26式中Q通过管道内的流量（M3/S）；管内允许流速（M/S），见表42计算出内径D后，按标准系列选取相应的管子。（2）管道壁厚的计算表42允许流速推荐值管道推荐流速/（M/S）液压泵吸油管道0515，一般常取1以下液压系统压油管道36，压力高，管道短，粘度小取大值液压系统回油管道1526式中P管道内最高工作压力（PA）；D管道内径（M）；管道材料的许用B管道材料的抗拉强度（PA）；N安全系数，对钢管来说，P7MPA时，取N8；P175MPA时，取N6；P175MPA时，取N4。435油箱容量的确定初始设计时，先按经验公式（31）确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求进行校核。油箱容量的经验公式为VQV式中QV液压泵每分钟排出压力油的容积（M3）；屠宰生猪生产线卸猪机的设计27经验系数，见表43。表43经验系数系统类型行走机械低压系统中压系统锻压机械冶金机械12245761210在确定油箱尺寸时，一方面要满足系统供油的要求，还要保证执行元件全部排油时，油箱不能溢出，以及系统中最大可能充满油时，油箱的油位不低于最低限度。44液压系统的验算441压力损失的验算（1）工作进给时的进油路压力损失。运动部件工作进给时的最大速度为12M/MMIN。进给时的最大流量为1473L/MIN。则液压油在管内流速V1为V1CM/MIN8330CM/MIN139CM/MIN24QD32170管道流动雷诺数为1RE1111EVD39252300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数1R068175E进油管道BC的沿程压力损失为PA1PA2VLD22901317068查阅换向阀4WE6E50/AG24的压力损失PA。忽略油液通过管接12PA605头、油路板等处的局部压力损失，则进油路总压力损失为1屠宰生猪生产线卸猪机的设计28PAPA1P1A2P6601510610（2）工作进结时的回油路压力损失。由于选用单活塞杆液压缸，并且液压缸有杆腔的工作面积为无杆腔的工作面积的二分之一，则回油管道的流量为进油管道的二分之一，则695CM/S2V15552REDV6951213927E5回油管道的沿程压力损失为21PAPAPA21PA2VLD22906539601查产品样本知换向阀3WE6A50/OAG24的压力损失0025PA，换向阀2PA604WE6E50/OAG24的压力损失0025PA，调速阀2FRM520/6的压力损失为23PA61005PA。24PA610回油路总压力损失为2PA（0050025002505）PA06PA2PA123246106（3）变量泵出口处的压力PP21/CMFA46650/905101578屠宰生猪生产线卸猪机的设计2932PA610查阅产品样本知，流经各阀的局部压力损失为4WE6E50/OAG24的压力损失为PA21PA6073WE6A50/OAG24的压力损失为PA26据分析在差动连接中，泵的出口压力为PP12A2P13A212ACMFPA6425006087019193PA61上述验算表明，不需要修改原设计。442发热温升的验算在整个工作循环中，工进阶段所占的时间最长，为了简化计算，注意考虑工进时的发热量。一般情况下工进速度大时发热量大，由于限压式变量泵在流量不同时，效率相差极大，所以分别计算最大、最小时的发热量，然后加以比较，取数值最大者进行分析。当V10CM/MIN时0785L/MINQ2301/MIN4307851/MIN此时泵的效率为01，泵的出口压力为32MPA，则有KW042KWP输入32078561屠宰生猪生产线卸猪机的设计30FVKW0034KWP输出2310256此时的功率损失为（0718041KW031KWPP输入输出可见在工进速度低时，功率损失为0386KW，发热量最大。假定系统的散热状况一般，取KKW/,油箱的散热面积A为3102CMA0065006519223V236M2系统的温升为201TPKA3086192对于一般机械允许温升2530，数控机床油液温升应该小于25，工程机械等允许的温升为3540。验算表明系统的温升在许可范围内，不必采取其他的冷却措施。第5章基于PRO/E的三维设计51PRO/E软件概述PRO/ENGINEER操作软件是美国参数技术公司（PTC旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。PRO/ENGINEER软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的屠宰生猪生产线卸猪机的设计31三维造型软件领域中占有着重要地位。PRO/ENGINEER作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。PRO/ENGINEER和WILDFIRE是PTC官方使用的软件名称，但在中国用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如PROE、PRO/E、破衣、野火等等都是指PRO/ENGINEER软件，PROE2001、PROE20、PROE30、PROE40、PROE50、CREO10CREO20等等都是指软件的版本。PRO/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。PRO/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。PRO/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。（1）参数化设计相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。但是无法在零件模块下隐藏实体特征。（2）基于特征建模PRO/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。（3）单一数据库（全相关）PRO/ENGINEER是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。屠宰生猪生产线卸猪机的设计32PRO/ENGINEER是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色，实体或线框造型，完整工程图的产生及不同视图展示（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。PRO/ENGINEER是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括筋（RIBS）、槽（SLOTS）、倒角（CHAMFERS）和抽壳（SHELLS）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其他相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持POSTSCRIPT格式的彩色打印机。PRO/ENGINEER还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上PRO/ENGINEER软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（运动分析、人机工程分析）和工程制图能力（不包括ANSI，ISO，DIN或JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。PRO/ENGINEER功能如下（