AG亚游娱乐app液压剪板机液压系统设计

发布时间:2020-07-23 22:07
 

  内容提示:液压剪板机液压系统设计 1 绪 论 1. 1 液压剪板机简介 剪板机是借于运动的上刀片和固定的下刀片, 采用合理的刀片间隙, 对各种厚度的金属板材施加剪切力, 使板材按所需要的尺寸断裂分离。 剪板机可分为: 脚踏式(人力)、 机械剪板机式、 液压摆式剪板机等。 剪板机常用来剪裁直线边缘的板料毛坯。 剪切工艺应能保证被剪板料剪切表面的直线性和平行度要求, 并尽量减少板材扭曲, 以获得高质量的工件。 随着现代科学的发展剪板机工艺也发生了很大变化, 已由传统的手工操作发展到今天的全自动机械化。AG亚游娱乐app 液压技术是现代制造的基础, 它的广泛应用, 很大程度上代替...

  液压剪板机液压系统设计 1 绪 论 1. 1 液压剪板机简介 剪板机是借于运动的上刀片和固定的下刀片, 采用合理的刀片间隙, 对各种厚度的金属板材施加剪切力, 使板材按所需要的尺寸断裂分离。 剪板机可分为: 脚踏式(人力)、 机械剪板机式、 液压摆式剪板机等。 剪板机常用来剪裁直线边缘的板料毛坯。 剪切工艺应能保证被剪板料剪切表面的直线性和平行度要求, 并尽量减少板材扭曲, 以获得高质量的工件。 随着现代科学的发展剪板机工艺也发生了很大变化, 已由传统的手工操作发展到今天的全自动机械化。 液压技术是现代制造的基础, 它的广泛应用, 很大程度上代替了普通成型加工, 使全球制造业发生了根本性变化。 液压技术已被世界各国列为优先发展的关键工业技术, 成为当代国际间科技竞争的重点。 因此, 液压技术的水准、 拥有和普及程度, 已经成为衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。 为适合这种行势, 需要大量设计一些液压机的工作系统。 本次就是要设计一款剪板机液压系统。 剪板机是一种用于剪切金属板料的机床。 大中型剪板机的主运动(剪刀上、 下) 多数采用液压传动, 即采用液压缸带动剪刀(架) 上下。 为了防止板料翘起或移动, 剪切时必须用压料脚将板材压紧。 而为了减少送料时摩擦力, 送料时采用拖料球支承板料。 这些辅助动作用若干个小辅助缸完成。 剪切时主缸的典型动作循环为: 空程下行-剪切-缓冲-快速回程。 在下行过程中主缸可随时停止运动并退回(点动)。 剪板机剪切后应能保证被剪板料剪切面的直线度和平行度要求, 并尽量减少板材扭曲,以获得高质量的工件。 剪板机的上刀片固定在刀架上, 下刀片固定在工作台上。 工作台上安装有托料球, 以便于板料的在上面滑动时不被划伤。 后挡料用于板料定位, 位置由电机进行调节。 压料缸用于压紧板料, 以防止板料在剪切时移动。 护栏是安全装置, 以防止发生工伤事故。 1. 2 液压剪板机的发展动态 金属切削机床是应用液压技术较广泛的领域之一。 采用液压传动技术与控制的机床, 可在较宽范围内进行无级调速, 具有良好的换向及速度换接性能, 易于实现自动工作循环, 对提高生产效率, 改进产品质量和改善劳动条件, 都起着十分重要的作用。 液压系统的设计其实就是液压站的设计, 它是独立的液压装置, 它按驱动装置要求供油, 并控制油流的方向、压力和流量, 它适合用于主机与液压装置分离的各种液压机械下。在用的时候只要将液压站与主机上的执行机构(油缸和油马达) 用油管相连, 液压机械即可实现各种规定的动作。 液压传动在机械设备中的应用非常广泛。 有的设备是利用其能传递大的动力, 且结构简单、 体积小、 重量轻的优点, 如工程机械、 矿山机械、 冶金机械等; 有的设备是利用它操纵控制方便, 能较容易地实现较复杂工作循环的优点, 如各类金属切削机床、轻工机械、运输机械、 军工机械、 各类装载机等。 液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式, 它采用液压完成传递能量的过程。 因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性, 液压控制在工业上受到广泛的重视。 液压传动是研究以有压流体为能源介质, 来实现各种机械和自动控制的学科。 液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路, 再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、 转换和控制。 目前的情况可以分析看出, 单一技术的传动方式构成简单、 传动可靠, 适用于某些特定的场合和领域。 而在大多数的实际应用中, 这些传动技术往往不是孤立存在的, 彼此之间都存在着相互的渗透和结合, 如液力、 液压和电力的传动装置中都或多或少的包含有机械传动环节, 而新型的机械和液力传动装置中也设置了电气和液压控制系统。 换句话说,采用有针对性的复合集成的方式, 可以充分发挥各种传动方式各自的优势, 扬长避短, 从而获得最佳的综合效益。 值得注意的是, 兼有调节与布局灵活性及高功率密度的液压传动装置在其中充当着重要角色。自 20世纪90年代以来, 工程机械进入了一个新的发展时期,新技术的广泛应用使得新结构和新产品不断涌现。 随着微电子技术向工程机械的渗透, 工程机械日益向智能化和机电一体化方向发展, 对工程机械行走驱动装置提出的要求也越来越苛刻。 近年来, 液压技术迅速发展, 液压元件日臻完善, 使得液压传动在工程机械传动系统中的应用突飞猛进, 液压传动所具有的优势也日渐凸现。 可以相信, 随着液压技术与微电子技术、 计算机控制技术以及传感技术的紧密结合, 液压传动技术必将在工程机械行走驱动系统的发展中发挥出越来越重要的作用。 因此对于液压系统的应用于研究对于国民经济发展、提高工厂效益都有非常积极的作用。 2 剪板机液压系统的设计与工作原理 2. 1 剪板机液压系统的工作原理 2. 1. 1 液压系统基本工作要求 从电机输出的扭矩通过带传动传给液压泵使之运转, 之后机床的运作应分为送料、 定位、装夹、 进刀、 退刀, 现在来分别分析以上运动的实现过程。 (1) 送料 板料的传送主要靠皮带传动来实现。 (2) 定位 液压系统应设计一个挡料缸, 主要用于阻碍板料的继续前进。 在送料过程, 当板料运行到挡料缸的位置时, 与挡料缸上的行程开关碰撞, 此时工件也不再向前运行, 工件得到了定位。 (3) 装夹 在完成板料的定位之后, 由行程开关的作用, 给电气液压联合控制系统一个信号, 使夹紧液压缸进入工作状态从而夹紧工件。 (4) 进刀 夹紧液压缸夹紧工件之后, 液压系统的压力急剧上升, 达到某一设定值之后, 通往主液压缸的溢流阀打开, 此时液压系统便开始向主液压缸供油。 主液压缸与剪切板料的道具相接, 通过主液压缸的运动来实现对板料的剪切。 在此过程中选用两个主液压缸驱动刀具剪切。 两个串联的液压缸不可能行程完全一致, 这样容易产生误差使刀具倾斜, 影响剪切的质量等, 因此液压系统中应包含同步回路, 以使两个主液压缸在每个行程中都能保持同步, 消除相应的误差。 (5) 退刀(同时松夹) 当主液压缸的活塞杆运行到规定的行程时, 由于行程开关挡块的作用, 不可能再向前运行, 此时便完成了剪切。 行程开关会给电-液控制系统一个信号, 通过电-液控制系统的作用, 使主液压缸反方向运动进行退刀, 与此同时, 主液压缸的活塞退了一定的行程时,又与活塞杆的端部上的行程挡块发生碰撞, 此行程开关发出信号, 使夹紧缸回油, 板料被松开。 当夹紧缸回程时又与行程开关碰撞, 行程开关发出相应的信号, 使整个液压系统回油, 恢复到初始状态, 以便于进行下一次剪切。 2. 1. 2 液压系统的设计 根据实际生产对剪板机液压系统的各个功能的要求, 可设计液压系统如图 2-1 所示。 该液压系统结构简单但功能齐全。 挡料缸能对把板料进行定位, 以控制板料的长度。 液压泵首先向顶出缸供油, 使板料被夹紧, 以便于剪切。 当板料夹紧之后, 系统的压力自然上升, 液压泵转而向与剪切刀具相连的主液压缸供油, 从而驱动刀具下降, 对板料进行剪切。剪切完毕之后, 主液压缸上升, 随后顶出缸的压力下降, 从而进行下一次的剪切。 该系统应用几个行程开关, 从而根据动作要求完成系统的各个动作要求, 并且可以对系统实现点动控制。 由于剪刀有一定宽度, 剪切刀架用两个主缸驱动。 一般将两个活塞杆直接和剪切刀架固定连接, 液压系统中采用保证两缸运动保持同步的回路, 以保证剪切时刀具正常切割不出现 误差。 液压系统中有三个压料缸和三个托料缸, 这样能增大板料被夹紧的面积, 能使剪切质量提高。 这些缸都是单作用缸, 即都利用弹簧实现回程。 1-液压泵 3-电磁溢流阀 3-减压阀 4-单向阀 5-蓄能器 6-单向顺序阀 7-电磁溢 流阀 8-单向截止阀 9-单向阀 10-减压阀 11-蓄能器 13-液控单向阀 13-两位四通电磁换向阀 14-截止阀组 图 2-1 液压剪板机液压系统图 2. 2 液压系统的工作原理 2. 2. 1 液压系统的工作过程 (1) 板料由送料机构运输到剪板机刀具之下。 当板料Ⅴ的端部抵达挡料缸之后自动停止继续运动。 (2) 液压缸Ⅲ活塞伸出压紧板料, 托料缸Ⅳ活塞退回, 支撑滚珠缩入台面之下, 挡料缸Ⅴ活塞后退使挡块离开板边。 (3) 剪切油缸Ⅰ 、 Ⅱ 的活塞同步下降, 带动剪切刀片剪切板料; 因采用了带补偿措施的串联液压缸新同步贿赂, 所以出现的同步误差在上下运动的一个周期 内即可消除, 上刀刃的剪切角可以基本保持不变。 (4) 刀架回程, 同时压料缸、 托料缸和挡料缸相继复位。 综上工作循序, 要求液压系统做到: 板料被压紧后刀具才能上下运动进行剪切, 即要有顺序回路; 在剪切时要保持压紧力, 即要有保压回路; 刀架必须平行移动, 保持剪切角不变,即要有同步回路。 2. 2. 2 液压系统的电气控制过程 表 2-1 电磁铁动作表 动作名称 信号来源 液压元件的工作情况 2YA 1YA 3YA 进程 回程 复位 完成 ST1 得电 失电 失电 失电 失电 得电 得电 失电 得电 得电 失电 失电 ST2 ST3 ST4 板料由挡料缸定位之后, 电磁铁 1YA、 3YA 通电, 电磁阀 2 和 7 停止放油, 油泵排油经减压阀 3、 单向阀 4 进入压料缸Ⅲ、 托料缸Ⅳ和挡料缸Ⅴ, 压料缸压紧板料, 托料缸退回,挡料缸活塞在差压的作用下离开板料, 托料缸退回, 它的右腔向蓄能器 11 排油, 同时油泵向蓄能器 5 充液。 压料力由减压阀 3 调整。 当压力上升超过单向顺序阀 6 的调整压力时, 高压油进入剪切缸Ⅰ 的上腔, 实现剪切。 蓄能器 5 的作用是补充压料回路中油的泄露, 并减少刀架空行程向下时的功率损耗, 减少系统的发热。 用蓄能器, 除了能补充压料回路的泄露外, 还能使阀 6 保持开启, 油泵的压力可以按照空行程的实际阻力而定, 能耗明显的减少。 液压回路的保压主要由蓄能器 5 补偿泄露、油泵(通过减压阀 3) 补油、 减压阀 3 和电磁溢流阀 7 限压来保证。 由于泄露而使刀刃的剪切角超过许可的范围, 或板料厚度改变需要调节剪切角时, 可以通过阀组 14 来调节。打开中间的和右边的两阀时, 蓄能器 11 的压力油进入缸Ⅱ 的上下两腔, 构成差动回路,使缸Ⅱ 的活塞下降, 剪切角变小。 如果打开右边的和左边的两个阀, 蓄能器 11 的油进入缸Ⅱ 的下强, 而其上腔的油排入油箱使活塞上升, 剪切角变大。 液压系统中设有换向阀 13, 工作时油缸Ⅱ 的回程腔常处于蓄能器 11 的压力作用之下,造成被压使刀架下降运动平稳, 这时回程腔通过液控单向阀 12 向蓄能器 11 充液, 储存能量。 刀架停止运动时, 又可以实现支撑作用。 回程时 1YA 断电, 泵卸荷, 2YA 通电, 换向阀 13 切换后, 蓄能器 11 的压力油使液控单向阀 12 开启, 并推动刀架回程, 油腔Ⅰ 上腔的油通过单向顺序阀 6 和电磁溢流阀 2 排回油箱。 刀架回程后, 3YA 断电, 蓄能器 5、 挡料缸左腔和压紧回路卸荷, 蓄能器 11 的压力油使挡料缸Ⅴ的活塞复位, 在弹力的作用下, 压料缸和托料缸复位。 由于回程时有泵卸荷,所以回程功耗少。 蓄能器的应用, 使效率提高发热量减少, 即使长期连续工作, 没有冷却器也能保持正常的油温。 ST1、 ST2、 ST3、 ST4 为行程开关, 用以限定行程的上下终点, 并以此为控制信号, 控制电磁阀的启闭, 使液压系统实现其相应的功能; 调整行程开关 ST2、 ST3 的位置, 可以高速调节行程的大小; 靠此而形成开关还可以实现单次剪切的自动操作, 即刀架下行碰到 ST1后, 自动回程, 碰到 ST2 后停止。 3 液压缸的设计 3. 1 液压缸工作参数要求 设计要求主机中能完成空载启动, 剪切、 和快速回程动作。 辅助动作包括: 剪切中途回程、点动向上、 点动向下等动作。 设计过程中液压元件所选用型号应正确、 有理有据; 整个液压系统设计科学、 规范、 合理。 表 3-1 设计参数 项目 公称力 最高工作压力 单缸选用压力 推程 单位 KN 数值 1200 MPa 32 MPa 16 主液压缸 mm/s 40 回程 顶出行程 回程 mm/s 80 夹紧液压缸 mm/s 40 mm/s 80 3. 2 主要参数计算 3. 2. 1 主液压缸、 夹紧液压缸结构尺寸的计算 液压缸是液压系统最为常用的执行件, 本系统使用单杆式活塞缸, 如下图所示。 单杆式液压缸由于活塞两端的有效面积不一样, 如果以同样的流量的压力油分别进入液压缸的左右腔, 活塞移动的速度与仅有强的有效面积成反比, 即油液进入无杆腔时有效面积大, 速度慢, 进入有杆腔的有效面积小, 速度快; 而活塞上产生的推力则与进油腔的有效面积成正比。 图 3-1 单杆式双作用活塞缸 (1) 主液压缸参数设计: 1) 主液压缸内径 D: (3-1) 2210003.57 103.57 10278.216FDmmp 根据 GB/T2346-1993, 取标准值 D=280mm。 表 3-2 液压缸内径尺寸系列(摘自 GB/T 2348-93) mm 12 16 20 (90) 100 (110)125 (140)250 (280) 320 (360) 2) 主液压缸活塞杆外径 8 80 10 25 32 160 (180) 200 (220)500 40 50 63 400 (450) (3-2) (3-3) 根据 GB/T2346-1993, 取标准值 d=200mm 表 3-3 活塞外径尺寸系列(GB/T 2348-93) mm 16 36 18 40 20 45 22 50 25 56 28 63 32 70 4 5 6 8 10 12 14 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 3) 主液压缸有效面积: (3-4) (3-5) (3-6) 4) 主液压缸的推力: (3-7) 5) 液压缸的拉力: 由已知条件得: 6) 主液压缸的工作力: 2180/=240/vmm smm sv1280198.02dDmm2242111=2805.15 1044ADmm主22224211=()(280200 )2.35 1044ADdmm主2224211=2002.80 1044Admm主3323111 10A16 6.15 1010984FpKN2600FKN=16MPap顶出 (3-8) (2) 夹紧液压缸参数设计 1) 夹紧液压缸内径: (3-9) 根据 GB/T2346-1993, 取标准值 顶D110mm 2) 夹紧液压缸活塞杆径 (3-10) (3-11) 根据 GB/T2346-1993, 取标准值 顶d80mm 3) 夹紧液压缸有效面积: (3-12) 4) 夹紧液压缸实际顶出力和回程力: 1PAR=顶出16MPa×9. 50×mm2=152KN (3-13) (3) 液压缸运动中的供油量 1) 主 液压缸的进出油量 主液压缸下行的进出油量: 主液压缸回程进出油量: 2) 夹紧液压缸的进出油量 422608==16.213.75 10RKNPMPaAmm顶回顶回顶-2-2150=3.57 10=3.57 10109.316FKNMPaDmmP顶顶顶d顶4380/240/vmm smm sv 11110=77.8mm2dD顶顶22321==110 =9.50 10 mm44AD顶顶222232=(-d )=(110 -80 )=4.47 10 mm44AD顶2顶2232=d =80 =5.03 10 mm44A顶3310411=5.15 10402.06 /sqAvL下进主41=2.35 10400.94 /sqAvL下回主242=2.35 10801.88 /sqAvL回进主242=5.15 10804.12 /sqAvL回回主1 夹紧液压缸顶出行程的进出油量: 夹紧液压缸退回行程的进出油量: 3. 3 液压缸主要零部件的设计 3. 3. 1 缸筒结构 缸筒的结构和端盖的连接形式、 液压缸的用途、 工作压力、 使用环境以及安装要求等因素有关。 端盖分为前端盖和后端盖。 前端盖将液压缸的活塞杆腔封闭, 并起着为活塞杆导向, 防尘和密封的作用。 后端盖将缸筒内腔一端封闭, 并常常起着将液压缸与其它机件连接的作用。 常用的缸筒与端盖的连接有多种形式。 本设计采用法兰式连接。 (2) 缸筒的计算 缸筒壁厚计算: 根据缸筒内径 D 和额定工作压力初选缸筒壁厚 缸筒壁厚验算: 液压缸的额定压力n P 值应低于一定的极限值, 保证工作安全: (3-15) 故缸筒壁厚合适。 (3) 缸筒底部厚度计算: 缸筒底部为平面时, 其厚度 可以按照四周嵌柱的圆盘强度公式进行近似的计算。 (3-16)  取 25mm。 3. 3. 2 活塞的设计 (1) 活塞的结构形式 活塞根据压力、 速度、 温度等工作调节来选择密封件的型式, 而选定的密封件型式决定了活塞的结构型式。常用的活塞的结构型式分为整体活塞和分体活塞, 本机器采用前者。活塞的宽度一般有密封件、 导向环(支撑环) 的安装沟槽尺寸来决定。 (2) 活塞的密封 活塞的的密封选用准则取决于压力、 速度、 温度和工作介质等因素。 以往活塞常用的密封有间隙密封、 活塞环, O 型密封圈、 Y 型密封圈、 U 型密封圈和 V 型密封圈等橡胶密封件。近年来选用较多的是以 O 型密封圈或特殊的外形轮廓橡胶密封件作为副密封件和聚33=9.50 10400.38 /sqAvL1顶出323=4.47 10400.18 /sqAvL顶回324=4.47 10800.36 /sqAvL回进314=9.50 10800.76 /sqAvL回进=30mm22221n221()490 (340280 )0.350.3555.20340sDDPMPaD16a55.20nPMPMPa160.4330.433 28021.9[ ]490nPDmm 四乙烯(PTFE) 主密封件组合在一起使用。 活塞的密封件、 导向环安装沟槽尺寸以及公差应根据密封件、 导向环对沟槽的加工要求来设计。 (3) 活塞的材料 无导向环的活塞选用高强度铸铁 HT200-300 球墨铸铁和青铜 QAL9-4 等材料。 有导向环的的活塞选用碳素钢 20 号、 35 号及 45 号, 由于本机器有导向环结构, 因此活塞选用的材料为 45 号碳素钢。 活塞的加工要求: 1) 活塞外径 D 对内孔1D 的径向跳动公差值按 7 级或 8 级精度选取。 2) 端面 T 对内孔1D 轴线) 活塞 D 的圆柱度公差按 9 级、 10 级或 11 级精度选取。 4) 如活塞有导向环是, 则活塞外径 D 的公差、 表面粗糙度等加工要求则较低。 活塞杆: 活塞杆的结构: 活塞杆的杆体分为实心杆和空心杆两种, 本机器采用前者。 本机器的活塞杆外端结构采用外螺纹型。 活塞杆的材料: 本机器活塞杆材料为 45 号碳素钢,MPab600MPas340 13 活塞杆的表面须镀硬铬, 镀层厚度 15~5 m热处理方法为调质, 表面处理方法为镀铬活塞杆的加工要求: , 也有的要求镀层厚度 30~0 m。 防腐要求特别高的则要求先镀一层软铬或镍, 镀后再镀硬铬抛光。 活塞杆外径公差97~ ff; 直线; 表面粗糙度mRa4 . 0~3 . 0, 精度要求高时则mRa2 . 0~1 . 0。活塞杆外径 d 的圆柱度公差值, 按 8 级精度选取。 活塞的导向环 安装在活塞外圆的导向环, 具有精确的导向作用, 并可吸收活塞运动时产生的侧向力。 导向环的主要优点 在缸筒内运动且带有导向环的活塞运动时是非金属接触, 因此摩擦系数小, 起动时无爬行。 活塞安装了导向环后, 能改善活塞与缸筒的同轴度, 使间隙均匀, 故减少了泄漏。 导向环采用耐磨材料, 使用寿命长, 磨损后易于更换。 能刮掉杂质, 防止杂质嵌入密封圈。 导向环用填充聚四乙烯或纤维复合材料制成, 具有良好的承载能力。 活塞的导向环型式: 其型式有嵌入式、 浮动式和组合式三种型式。 3. 3. 3 活塞杆的导向、 密封和防尘 在液压缸的前端盖内有对活塞杆导向的内孔, 有对缸筒有杆侧腔密封的密封件; 有活塞杆内缩时刮除附着在表层的杂质, 灰尘和水份的防尘圈 活塞杆的导向: 活塞杆的导向有无导向套(环)、 金属导向套和非金属导向套的三种结构型式。 活塞杆的密封和防尘: 近年来活塞杆的密封件多选用组合式密封圈, 一个是用聚四氯乙烯加青铜填料制造的阶梯型密封圈, 另一个是 O 型密封圈。 活塞杆的防尘, 目前多采用既可以防尘又可以密封的双唇行防尘圈。 3. 3. 4 缓冲装置 缓冲装置的工作原理是当活塞在到达行程终端之前的一定距离内, 设法把排油腔内的油液的一部分或全部密封起来, 使其通过节流小孔排出, 从而使被密封的油液, 产生适当的缓冲压力作用在活塞的排油侧上, 与活塞的惯性力相对抗, 以达到减速制动的目的。 缓冲装置的结构形式, 可根据节流小孔的流通面积, 在缓冲过程中能否自动改变来分类, 通常可分为恒节流型和变节流型。 3. 3. 5 密封件、 防尘圈的选用 液压缸工作中要达到零泄漏、 摩擦小和耐磨损的要求, 本机器选用的密封件为 O 型密封圈加弧型挡圈, 而防尘圈选用的是 A 型橡胶防尘圈。 滤油器及滤油装置 滤油器是液压系统中对油液进行过滤净化的重要元件。过滤是目前应用最广泛的油液净化方法。 过滤是利用多孔隙可透性介质滤除悬浮在油液中的固体颗粒污染物, 其主要机制可归纳为直接阻截和吸附作用。 按照结构和过滤原理, 过滤介质可分为表面和深度型两类。AG亚游娱乐app, 滤油器的主要组成部分有壳体和过滤元件, 有的滤油器带旁通阀和堵塞指示或发讯装置, 滤芯是滤油器的关键元件, 滤油器的性能主要取决于滤芯的结构参数和过滤材料的特性, 液压系统用的滤芯有线隙式、 片式、 烧结式和折叠圆筒式等结构形式, 其中最广泛应用的是折叠圆筒式滤芯, 本机选用10050WU即网式, 名义流量min50l过滤精度为 100m。 4 液压系统元件的设计选择 4. 1 油箱的设计 4. 1. 1 油箱结构尺寸设计 油箱的主要用途是贮存油液, 同时也起到散热的作用, 参考相关文献及设计资料,油箱的设计可先根据液压泵的额定流量按照经验计算方法计算油箱的体积, 然后再根据散热要求对油箱的容积进行校核。 油箱中能够容纳的油液容积按 JB/T7938-1999 标准估算, 取7 时, 求得其容积为 (3-17) 查表 4-1, 取标准值 V=1600L。 表 4-1 油箱容积(JB/T7938-1999) 4 6. 3 10 25 40 63 100 180 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 3150 4000 5000 6300 可取油箱的长度油箱采用普通钢板焊接即可, 钢板的厚度分别为: 油箱箱壁厚 3mm, 箱底厚度 5mm,因为箱盖上需要安装其他液压元件, 因此箱盖厚度取为 10mm。 为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养, 取箱底离地的距离为 160mm。 为了更好的清洗油箱, 取油箱底面倾斜角度为。 4. 1. 2 油箱油液温升验算 液压传动系统在工作时, 有压力损失、 容积损失和机械损失, 这些损失所消耗的能量, 宽度, 高度。 多数转化为热能, 使油温升高, 导致油的粘度下降、 油液变质、 机器零件变形等, 影响正常工作。 为此, 必须控制温升 T在允许的范围内, 如一般机床∆= 25 ~ 30 ℃; 数控机床∆ 25 ℃; 粗加工机械、 工程机械和机车车辆∆= 35 ~ 40 ℃。 液压系统的功率损失使系统发热, 单位时间的发热量(kW) 可表示为 6 258.75 1552.5VqL400lmm300wmm220hmm0.5o (4-1) 式中P1--系统的输入功率(即泵的输入功率)(kW); P2--系统的输出功率(即液压缸的输出功率)(kW)。 若在一个工作循环中有几个工作阶段, 则可根据各阶段的发热量求出系统的平均发热量。对于本次设计的组合机床液压系统, 其工进过程在整个工作循环中所占时间比例为 (4-2) 因此系统发热和油液温升可用工进时的发热情况来计算。 工进时液压缸的有效功率(即系统输出功率) 为 (4-3) 这时大流量泵通过顺序阀 10 卸荷, 小流量泵在高压下供油, 所以两泵的总输出功率(即系统输入功率) 为: (4-4) 由此得液压系统的发热量为 (4-5) 温升小于普通机床允许的温升范围, 因此液压系统中不需设置冷却器。 4. 1. 3 管件的设计 管路在液压系统中主要用来把各种元件及装置连接起来传输能量。用于液压系统中的管路, 主要有金属硬管和耐压软管。 对管路的基本要求是要有足够的强度, 能承受系统的最高冲击压力和工作压力。 管路与各元件及装置的各连接处要密封可靠, 不泄漏, 决不能松动。 管路在安装前必须清洗干净, 管内不允许有锈蚀、 杂质和粉尘等。 在液压系统中,主要使用硬管, 它比用软管安全可靠, 而且经济。 管内油液的推荐流速: 对吸油管道取sm3 . 1~6 . 0(一般取sm1以下) 对压油管道取sm6 . 7~5 . 2 (压力高时取最大值, 反之取最小值; 管道较长时取小值; 油液粘度大时取小值, 反之去大值) 对矩管道及局部收缩处, 可取sm62. 7~5 对回油管道可取sm5 . 4~7 . 1 4. 2 液压阀体的选择 12=PP21212096.6%1204.22ttt 00.1221050.03760PFVKW11220.418pqpqip qp qPKW00.418 0.0370.381iiHPPKW (1) 液控单向顺序阀的选用 顺序阀是当控制压力达到调定值时, 阀芯开启, 使流体通过, 以控制执行元件顺序动作的压力控制阀。 按结构和工作原理顺序阀可分为直动式顺序阀和先导式顺序阀。 本机采用外控外泄单向顺序阀, 即 DZ DP型直动式顺序阀XYDPZDZ75410 其中: DZ--顺序阀 10--通径 DP--直动 Z--带保护罩= 的六角螺栓 4 --4 系列, 对于 NG/0(40~49 系列, 外形与连接尺寸相同) 75--最高顺序压力为 7. 5 MPa XY--控制油外部供给, 外部回油 工作介质: 矿物油(按 DIN51524, 51525) m21041t 实验条件:s6C050 根据图 14. 5-9 DZ10DP 型直动式顺序阀特性曲线l, 即为最大允许流量, 选曲线) 电磁换向阀的选用 电磁换向阀是用电磁铁推动阀芯, 从而变换流体流动方向的控制阀。 电磁换向阀有滑阀和球阀两种结构, 通常所说的电磁换向阀为滑阀结构, 而称球阀结构的电磁换象阀为电磁球阀。 电磁换向阀是典型的滑阀类元件, 其主要零件是阀体和阀芯。 电磁换向阀的阀体有机加工流道和铸造流道两种形式, 电磁换向阀的内部流道较复杂, 机加工流道的压力损失较大, 故目前大多采用铸造流道。 电磁换向阀的配合偶件是阀体和阀芯为了同时保证起动作可靠性和具有较小的内泄漏量, 从设计角度, 对电磁阀配合间隙的变化范围都有严格要求。 一般来说, 公称通径 6mm电磁阀的配合间隙为 6~8 m配合间隙为 8~12 m。 本机采用的电磁换向阀型号为两位四通电磁换向阀 34E-H20B-T 其中: 3--阀芯工作位置数: 三位 4--通油路数: 四通 E--湿式直流型(DC) H--公称压力 31. 5 MPa 20--通径 NG20 B--连接形式: 板式 T--复位形式: 弹簧复为或弹簧对中。 (3) 单向阀 单向阀又称止回阀或逆止阀。 它的作用是使油流只能沿一个方向通过, 而不能反向流动。 单向阀有直通式和直角式两种, 我们选用的是直通式, 连接方式为管式。 本机采用的单向阀型号是 S20A5O S--单向阀 20--通径 20 A--连接方式为管式 , 公称通径 20mm电磁阀的 5--开启压力为 0. 5MPa O--系列号 (4) 蓄能器 蓄能器在液压系统中是用来储存和释放能量的装置。 其主要用途为: 可作为辅助液压源在短时间内提供一定数量的液压油, 满足系统对压力、 速度的要求, 也可以实现某支路液压缸的增速、 保压、 缓冲、 吸收液压冲击、 降低压力脉动、 减小系统的驱动功率等。 本机采用的蓄能器型号为 NXQA-40/30-L-A NXQ--囊式蓄能器 A--结构形式 A 型 40--公称容积是 40L 30--压力级是 30MPa L--连接形式是螺栓式 4. 4 液压泵的选择 液压泵是液压系统中主要的能量转换元件, 液压泵把机械能转换成液压能。 液压泵的主要参数: cm3(或r) (1) 排量rml理论排量--液压泵每转一周排出的液体体积, 也叫几何排量。 容载排量--在规定最低工作压力下, 泵每转一周排出的液体容积。 有效排量--在规定工况下泵每转一周实际排出的液体体积。 (2) 流量 理论流量--液压泵在单位时间内排出的液体体积, 其值等于理论排量和泵的转速之乘积。 有效流量--在某种压力和温度下泵在单位时间内排出的液体体积, 也叫实际流量。 瞬间流量--液压泵在运转中, 在某一时间点排出的液体体积。 平均流量--根据在某一时间段内泵排出的液体体积计算出的, 单位时间内泵排出的液体体积, 其值为在该时间段内各瞬间流量的平均值。 额定流量--泵在额定工况下的流量。 (3) 压力 额定压力--液压泵在正常工作条件下, 按实验标准规定能连续运转的最高压力。 最高压力--液压泵能按实验标准规定, 允许短暂运转的最高压力。 工作压力--液压泵实际工作时的压力。 (4) 转速)min(r或角速度)(sl 额定转速--在额定工况下, 液压泵能长时间持续正常运转的最高转速。 最大转速--在额定工况下, 液压泵能超过额定转速允许短暂运转的最高速度。 最低转速--液压泵在正常工作条件下, 能运转的最小转速。 (5) 功率 P()KW 输入功率--驱动液压泵运转的机械功率。 输出功率--液压泵输出液压功率, 其值为工作压力与有效流量之乘积。 (6) 效率 溶剂效率 --液压泵输出的有效流量与理论流量的比值。 液压机械效率im--液压泵的液压 转矩与实际输入转矩的比值。 总效率t  --液压泵输出的液压功率与输入的机械功率的比值。 本机选用定量式叶片泵。 液压泵的流量是根据液压缸的最大体积流量和液控顺序阀的流量损失和三位四通 M型电磁还向阀的流量损失三者之和算出来的。 本机选用的液压泵的型号为: 排量: 10-200mL/r 压力: 16MPa 转速: 600-2000r/min 4. 5 电机的选择与计算 目前, 电动机的种类繁多, 价格、 性能差别比较大, 本着经济、 实用的指导思想对电动机类型及型号进行优化选择是十分重要的。选择电动机种类应在满足生产机械对拖动性能的要求下, 优先选用结构简单、 运行可靠、 维护方便、 价格便宜的电动机。 电动机种类选择时应考虑的主要内容有: (1) 电动机的机械特性应与所拖动生产机械的机械特性相匹配; (2) 电动机的调速性能(调速范围、 调速的平滑性、 经济性) 应该满足生产机械的要求。 对调速性能的要求在很大程度上决定了电动机的种类、 调速方法以及相应的控制方法; (3) 电动机的启动性能应满足生产机械对电动机启动性能的要求, 电动机的启动性能主要是启动转矩的大小, 同时还应注意电网容量对电动机启动电流的限制; (4) 电源种类 在满足性能的前提下应优先采用交流电动机; (5) 经济性 一是电动机及其相关设备(如: 启动设备、 调速设备等) 的经济性;二是电动机拖动系统运行的经济性, 主要是要效率高, 节省电能。 根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动、 制动、 反转、 调速等要求选择电动机的类型。 直流电动机可实现快速频繁的无级快速启动、 制动和反转; 具有过载能力大、 能承受频繁的冲击负载, 优良的调速性能, 调速平滑、 精确、 方便和范围广等特点。 电动机的工作环境是由生产机械的工作环境决定的。 在很多情况下, 电动机工作场所的空气中含有不同分量的灰尘和水分, 有的还含有腐蚀性气体甚至含有易燃易爆气体; 有的电动机则要在水中或其他液体中工作。 灰尘会使电动机绕组黏结上污垢而妨碍散热; 水分、 瓦斯、 腐蚀性气体等会使电动机的绝缘材料性能退化, 甚至会完全丧失绝缘能力; 易燃、 易爆气体与电动机内产生的电火花接触时将有发生燃烧、 爆炸的危险。 因此, 为了保证电动机能够在其工作环境中长期安全运行, 必须根据实际环境条件合理地选择电动机的防护方式。 电动机的外壳防护方式有开启式、 防护式、 封闭式和防爆式几种。 选择电动机容量应进行一些必要的分析和计算, 具体可按以下三个步骤进行: (1) 计算负载功率w P (2) 根据负载功率w P , 预选电动机的额定功率d P , 使dwPP, 尽量接近w P (3) 校验预选电动机的发热、 过载能力和启动能力。 校验的方法较多, 工作量很大,而且准确度也很难把握。 2YBE 在实际工作中常采用统计分析法和类比法。类比法就是在调查同类机械所采用电机容量的基础上, 对主要参数和工作条件进行类比, 从而确定电机所采用的容量。 根据以上诸元件最低选定电机型号为 YR200L2-4, 功率 22 KW, 转速 1465minr, 额定电流 43. 2 A , 效率 90%, 功率因数 0. 86。 5 带传动的设计计算 5. 1 带传动介绍 为了把电机(大功率和中等功率的) 的旋转运动传递给各种工作机械以及远距离传递功率(例如, 对于建筑与筑路机械, 纺织机械等) 广泛使用着各种带传动。 液压剪板机中需要由电机驱动传料装置, 完成板料的输送, 因此本章对带传动进行设计计算。 带传动的优点是: 结构简单, 成本低, 由于带的曲挠性好, 允许个带轮的中 心线按个斜不同方位进行布置; 工作平稳, 噪声低。 带传动的缺点是: 尺寸大, 带传动中有滑动存在, 传动功率受限制(不宜传递很大的功率), 寿命低。 由主动带轮和从动带轮和环形带(挠性连接件) 构成的平行轴之间的开口带传动用的最广泛。 根据带截面的形状, 带传动分成平型带传动, 圆型带传动和三角带传动。 现代大部分使用三角带传动, 我们也选用三角梯形截面带传动。 三角可由若干层粘丝或者卡普隆的帘布层被包在软的橡胶层中组成(称为帘布带), 或者由几股人造纤维线拧成螺线形成的绳心嵌在软的橡胶层中(称为线绳带)。 线绳带由于挠性特别好, 因此应用在承载传动中。 为了在直径小的带轮上工作, 可使用内周带有波纹的三角带。 有时甚至带的内外两个面上都有波纹。 三角带截面楔角040一般做成整体形, 没有接头, 其梯形截面的下底与高度之比为hh0, 对标准三角带(即普通的三角带),hh06 . 1; 对窄形三角带,hh02 . 1 5. 2 带轮的设计和计算 (1) 计算功率: (5-1) P -传递的功率; WKWPKPAc.4k26.2122)( AK -工况系数; AK 取 1. 2 (2) 由小带轮转速和计算功率选择带的截型: ,。 应选用 C 型 V 带。 (3) 确定带轮基准直径: 查表, Z 型 V 带应选用 (5-2) 式中: -弹性滑动率取 0. 02。 查表取 (4) 验算带速和传动比: 带速 (5-3) 因此速度合适。 传动比: (5-4) 传动比误差: (5-5) (5) 初定中心距: (6-6) (6-7) 初选 (6) 确定带的基准长度: (6-8) 26.4cPKW11465 / minrn1d224dmm1214651.4651000nin21(1)1.465 224 (10.02)321.6dddidmm2315d dmm1 1max224 146517.2/2530/6000060000dd nvm svm s 213151.435(1)224(10.02)dddid1.465 1.435100%2.1%3%1.435i min110.7()0.7 (224 315)377.3ddaddmmmax112()2 (224 315) 1078ddaddmm0600amm221d00210()2()2049.4524ddddddLaddmma 因此选取带长 (7) 实际中心距: (6-9) (8) 小带轮的包角: 012013 .57180adddd (6-10) (9) 求 V 带根数: 单根 V 带基本额定功率 小带轮包角修正系数 带长度修正系数 弯曲影响系数 传动比影响系数 (6-11) (6-12) (6-12) 所以根数取 (10) 单根 V 带的初拉力: 4Z (6-13) (11) 作用于轴上的力: (6-14) 2000d Lmm210795.52ddddaamm165.3120oo07345PKW0.95K0.88LK 37.50 10bK1.08i K 011(1)biPK nK317.50 101465 (1)0.811.08KW00[ ]P()(7.450.81) 0.95 0.886.91LPP K KKW 26.43.82[ ]p6.91d Pz22.5K0500(1)dPFqvzv2500 26.42.5(1)0.30 17.24 17.20.95401.9N102sin2 4 401.9sin82.65  3181.62oRFzFN (12) 带轮的工作图: 查表, 小带轮为实心式。 按结构定: 毂轮直径 毂长 L=108mm 查表, 轮缘及轮槽尺寸为: 通过以上数据即可以确带轮的结构和尺寸。 6 结论 本设计完成了如下内容 (1) 对液压剪板机的发展动态及现状进行了分析阐述。 (2) 设计了剪板机的液压系统, 并详细分析了该液压系统的工作原理及工作过程。 (3) 对执行元件--液压缸进行了详尽的计算和设计, 确定了液压缸的结构、 内径、 外经、活塞杆尺寸等。 (4) 系统采用电气控制。 由行程开关控制各个阀体的电磁铁动作, 能出色的完成液压系统的各个动作要求。 (5) 设计了带传动, 确定了带轮尺寸、 带的型号。 055dmm5ahmm16f hmm25.5emm16fmm34o 

©2019 AG亚游娱乐app 版权所有 AG亚游娱乐app - 首页保留一切权利。

网站地图   XML地图