G10钢管自动切断机床液压系统设计-机械专业毕业设计学位论文范文模板参考资料

武汉工程大学毕业设计〔论文〕说明书论文题目G10钢管自动切断机床液压系统设计学号学生姓名专业班级指导教师总评成绩2011年5月25日目录TOC\o"1-2"\h\u12449目录 II.管路及其它功率损失此项功率损失包括很多复杂的因素，由于其值较小，加上管路散热的关系，在计算时常予以忽略，一般取全部量0.03～0.05倍，取0.04倍，即：系统总功率损失H=H1+H2=240W散热计算液压系统的各局部产生的热量，在开始时一局部由运动介质及装置本体所吸收，较少一局部向周围辐射，当温度到达一定的数值，散热量与发热量相平衡，系统即保持一定的温度不再上升，假设只考虑油液温度升高所吸收的热量和油箱本身所散发的热量时，系统的温度T随运转时间t的变化关系如下：〔3.9〕式中：T0为环境温度为20°CK为油箱的传热系数k=15A为油箱的散热面积m2当时，系统的平衡温度为：油箱容积计算由此可见，环境温度为T0时，最高允许温度为TY的油箱最小散热面积Amin为如果油箱尺寸的高、宽、长比为〔1:1:1〕~〔1:2:3〕,油面高度达油箱高度的0.8倍时，油箱靠自然冷却使系统允许温度TY以下，那么油箱散热面积可用以下近似公式计算：当得油箱的自然散热的最小体积：假设油箱尺寸按高、宽、长之比为1:2:2来计算，设高为x，那么宽为2x，长为3x，有方程为：即有高114mm，宽228mm，长228mm。液压油的选用液压油对液压系统的压力损失、发热、泄露和系统效率都有直接影响，由于该系统为室内固定液压系统，压力在9MPa以下，综合考虑选用牌号L-HL-32的普通液压油即可，运动粘度v=32cst。第四章液压系统性能验算4.1系统压力损失验算计算的目的除了分析设计质量外，还可作为调整液压元件工作压力上下的依据，系统的总压力损失包括沿程压力损失、局部压力损失和控制元件的压力损失三局部组成。雷诺数式中——管内平均流速，m/s——流体的运动粘度，cst——圆管内径，m故液体流动状态为层流。沿程压力计算此时的沿程力系数所以，沿程压力损失式中——圆管的长度——圆管的内径——流体密度，kg/m2——管内平均流速m/s所以沿程压力损失为：局部压力损失计算节流阀压力损失调速阀压力损失所以取阀类压力损失为3〕控制元件的压力损失查?机械设计手册?有控制元件溢流阀调速阀单向阀换向阀继电器滤油器进油缸夹紧缸PV值〔MPa〕0.050.050.050.050.010.0050.030.001阀数量12332111注：PV值为元件的压力损失。综上所述：所以验算合格。4.2系统温升验算由于循环动作过程中工进阶段所要时间占整个工作循环总时间，所以计算过程中可以只考虑工进阶段的工作情况。液压系统总效率：式中——工进时泵的输入功率——液压系统总效率——工进阶段液压缸进油压力——工进阶段液压缸进油流量——液压泵的机械效率——液压泵的流量——液压泵的总效率工进时调压阀压力损失：工进时泵的输入功率液压系统总效率所以，工进时泵的功率损失系统的散热只考虑油箱的散热，取散热系数k=15×10-3w/cm2c,油箱的散热面积A=0.2m2。.那么：系统的温升一般来说，室内液压系统的温升不能超过30°C，本系统符合要求，可以正常工作，且不需要加冷却设备，验算合格。第五章液压装置的结构设计前面几章已经完成了对系统方案论证、技术参数的计算和主要元件的选用，并在此根底上对系统的压力损失和温升进行了校核。本章主要完成液压泵站的结构设计。液压装置的设计，泛指液压系统中需要自行设计的那些零部件的结构设计，目的在于选择并确定元件和辅助元件的连接装配方案，具体结构设计和绘制液压系统产品工作样图，并编制技术文件，为制造、组装和调试液压系统提供依据。5.1液压泵站的类型及其组件的选择液压泵站类型的选择液压泵站由液压控制装置和液压动力源两大局部组成。液压控制装置包括液压控制阀和安装油路板等连接体的统称；液压动力源包括液压泵组和油箱。液压泵站含有两种形式：1.液压泵站与主机分类；2.液压泵站与主机合为一体。其结构形式包括上置式和非上置整体式两种。上置式液压站是将亚也罢组置于油箱之上，根据电动机安装方式的不同，分为立式和卧式。上置式液压泵站的结构紧凑、占地小、被广泛应用于中小功率液压系统中。非上置式液压泵按液压泵组与油箱是否共用一个底座而分为整体式和别离式。非上置整体式液压泵站的液压泵组安置形式又有旁置式和下置式。非上置式液压泵站的泵组置于油箱液面以下，有效地改善了液压泵的吸入性能，且装置高度低，便于维护，适用于功率较大的液压系统。另外，还有柜式液压站，其外观整齐美观，不易受外界污染，维修不方便，散热条件不好，而且一般需要冷却设备，适用于中、小功率的系统。按标准大学，液压泵站还分为单机型、机组型和中央型三种。单机型液压站规模较小，通常将控制阀组一并置于油箱面板上，组成较完整的液压系统，这样液压泵站应用比拟广泛；机组型液压泵站适用于中等规模的液压系统中；中央型液压泵站适用于大型液压系统。本次设计的液压系统是一个小功率的液压系统，综上所述，本次设计选用上置式单机型的液压泵。液压站阀类元件的配置阀类元件的配置形式目前广泛采用集成化配置，包括：板式配置、集成块式集成配置、叠加阀式集成配置。根据液压系统各种根本回路坐车通用化的集成块，用他们来拼搭除所需的液压系统。集成块上下两面为块与块之间的连接面，块内有外钻孔形成油路，其它四面除一面安装管接头通向执行元件外，其余都供固体标准元件用。这种配置形式的优点是结构紧凑、油管少、设计方便、便于设计生产、油路压力损失小。根据本次设计的要求，选用集成块式集成配置作为阀类元件的配置形式。5.2液压装置的类型液压装置按总体配置分为：分散配置型和集中配置型。这两种结构的特点如下：分散配置型液压装置，是将液压系统的液压泵及其驱动电机、执行元件、液压控制阀和辅助元件按照机器的布局、工作特性和操作要求把装置安装在主机的适当位置上，液压系统各组成元件通过管道逐一连接起来。其优点是节省安装空间和占地面积；其缺点是元件布置杂乱、安装维护复杂，动力源的震动和发热对机床主机产生不利影响。此种结构适用于结构安装空间受限的移动式机械设备。集中配置型液压装置通常是将系统的执行元件安放在主机上，而将液压控制阀组、液压泵及其驱动电机、油箱等辅助元件独立安装在主机之外，即液压站。液压站的优点是外形美观，便于安装维护，便于采集和检测信号，有利于自动化控制，可以隔离液压系统震动、发热等对主机精度的影响；其缺点是占地面积大。其适用于固定式机械设备和局部行走机械设备。本次设计的机床液压工作台选用为固定式机械设备，为了安装维护方便和便于采集和检测电液信号，在比拟和综合考虑之后选用集中配置，有利于消除液压系统震动、发热等对主机精度的影响。5.3油箱的结构设计油箱的设计根据设计要求，本系统采用别离式的开式下置式油箱，具体设计尺寸在第三章已经计算，高、长、宽分别为114mm、228mm、228mm。油箱体一般用2.5~4mm的钢板焊接而成，其内装有隔板，将泵的吸油管与泵的回油管及系统回油管隔开，侧板上装有油位计、注油口，油箱盖板上装有空气过滤器，泵和电机的安装板固定在油箱盖上，油箱底部装有排放有无是用的排泄孔。为了保证油箱是密封的，空气过滤器与大气相通，所以注油器应加过虑网；为防止吸空现象和回油冲击油面形成泡沫，泵的吸油口和回油口应置于油箱最低油面一下，但与油箱底面距离不小于2倍管径；回油管应靠近管壁，管末端做成45°切口，并面向箱壁；吸油管口安装粗滤油器，此滤油器额定流量应是泵额定流量的2倍，以减少吸油阻力；吸油管与回油路之间的距离尽量大，以便提高散热效果，并使油箱液有足够时间别离气泡和沉淀杂质，因此一般都用隔板将吸油管和回油管分开，隔板高度为油面的2/3；油箱底部应向排泄孔倾斜，且要与地面保持一定的距离；为了在工作中能观察到油箱最高油面〔油箱高度的0.8倍〕和允许的最低油面为宜；当需要安装散热交换器、冷却器、储能器等装置时，应考虑其安装位置；油箱壁涂耐油防锈的涂料。空气过滤器的选用空气过滤器的作用是用来去除压缩空气中的油污、水分和粉尘等。本系统油箱上配置的空气过滤器选用EF系列中的EF-10型。液位液温计的选用液位液温计是油箱指示液位液温的装置，选用YWZ系列中的YWZ-35型。油箱清洗盖的选用清洁盖的作用是内嵌密封圈来密封进油或回油管路进入油箱，以防止污染进入油箱；油箱清洁盖是对油箱进行清洗时的工作窗口，要保证入手及工具从该窗口伸入到油箱内部后彻底去除污染；根据需要还可以在该清洁盖上安置注油口或液面计等装置。根据系统需要选用FCL-04型清洁盖。5.4集成块的设计集成块组的结果组成和功能用油路和管接件将液压元件连接起来是过去最广泛的一种连接方式，这种连接形式需要油管和管接头的数量较多，装拆困难，占用空间大，空气易入侵，现在根本淘汰。目前采用无管连接，包括将板式元件安装在通油板上或集成块上两种方式。所谓液压集成回路，即是将板式元件安装在集成块上，在块内钻孔作为回路的通油孔的根本回路。集成块组由集成块、底板、顶盖顺序叠加而成，用四只长螺栓垂直固紧。集成块式按回路的同路要求来钻孔构成通油路。底板的作用是将集成块组件固定在油箱的板面上，并将P孔、O孔和螺钉孔合用的L孔从底板上引出，用管接头连接到相应的泵源或通入油箱。顶盖的作用是封闭主油路，连接集成块，并在右侧面安装压力表开关以便测压。本次设计的集成块组不采用顶板，由最上面的第三块集成块代替其作用，另将压力开关安装在底板上。集成块的设计1〕集成块单元回路是将液压系统图分解，将各类阀件布置安装相应的分集成块上，将其满足空间利用的要求和功能要求。图中应显示出集成块的数量，每块上安装的阀数，是否采用过过渡阀或专用阀，以及阀与阀之间的通路情况，以作为设计集成块的依据。具体设计中采用的原那么是：优先采用通用集成块回路，减少设计工作量，本次设计参照了GJ系列通用集成块回路布置方式。集成块上单位回路安排要紧凑，块数要少。本次设计采用了一块底板和三块集成块的结构，三块集成块共13个可利用的安装面，共安置12个阀件，另外两个安装面分别布置进给缸和夹紧缸的出油管接头，最大限度的利用了所有能利用的安装面，使集成块的数量减少到最少。布置液压元件的位置在布置液压元件位置时，应注意以下几点：电磁阀应安装在集成块的前后侧面，在电磁阀伸出处要防止与侧面阀件相碰。尽量减少钻孔数量，将P、O孔尽量布置在同平面的同管路中。集成块的高度根据阀件的高度选择，本次选用GJ系列的76mm形式。由以上原那么将G10钢管自动切断机床液压系统原理图分解为以下集成块单元回路图：1.滤油器2.变量液压泵3、17单向阀4.溢流阀5、17压力表6、16三位四通换向阀7.单向调速阀8.调速阀9.二位三通换向阀10、13压力继电器11机床动力滑台12工作缸14夹紧缸15单向节流阀19顺序阀图5-1G10钢管自动切断机床集成块单元回路图图5-2集成块1立体图详情请参看集成块1的装配图。参考文献[1]章宏甲主编.液压与气压传动北京[M]：机械工业出版社2004年[2]周士昌主编.液压系统设计图集[M]北京：机械工业出版社2003年[3]王守成，段俊勇主编.液压元件及选用[M]北京：化学工业出版社2007年[4]卢光贤主编.机床液压传动与控制[M]西安：西北工业大学出版社1993年[5]刘建华主编.机械设计课程设计指导[M]北京：化学工业出版社2021年[6]张龙主编.机械设计课程设计手册[M]北京：国防工业出版社2006年[7]成大先主编．机械设计手册[M]北京：化学工业出版社2002年[8]