液壓壓力機液壓系統傳動畢業論文(已修改)

　

【正文】 ——皮帶輪壓機的液壓系統設計液壓壓力機液壓系統傳動畢業論文目錄1 緒論 ………………………………………………………………………………1 壓力機械的概況和發展趨勢 課題的提出與意義 課題的主要內容2 總體方案的確定 …………………………………………………………………3 確定液壓壓力機的設計參數 確定液壓系統方案 液壓系統的組成 液壓傳動的主要優缺點 現在液壓機液壓系統設計要點3 壓機的液壓系統的設計 …………………………………………………………4 主要參數 工況分析 動作循環分析 運動分析 負載分析 確定執行元件的主要參數 系統工作壓力的選定 執行元件主要結構尺寸的確定 液壓缸校核 液壓系統原理圖擬訂 電磁換向閥電磁鐵動作順序表 執行元件工況計算 液壓元件的選擇 液壓油箱的設計 液壓泵站的設計 集成塊結構尺寸的確定4 液壓系統的調試與液壓設備的維護 液壓系統的調試 液壓設備的維護5 電氣控制6 總結 ………………………………………………………57 翻譯 ………………………………………………………6高效傳動液壓技術研究…………………………………………………………6液壓傳動與工程機械……………………………………68附錄…………………………………………………………………8………………………………………………………………………8………………………………………………………………………8………………………………………………8……………………………………………………………………………9 ………………………………………………………11 ………………………………………………………139謝辭………………………………………………………………………1410參考文獻 ……………………………………………………………………161 緒論液壓機是一種用于金屬、非金屬材料(塑料、橡膠、石材、木材等)成形的壓力加工機械。由于液壓機具有多種獨特優點，在國民經濟各部門中得到了廣泛應用。隨著先進制造技術、微電子技術與計算機技術的發展和應用，現代工業生產對液壓機提出了高壓、高速、高效化、產品綠色化(無油污和噪聲污染、節能等)、機電液一體化、數控智能化、系統集成化等技術要 。因此，在現代液壓機開發中，作為其核心組成部分的液壓系統的設計顯得尤為重要。近年來，液壓機技術發展迅猛，對作為其核心的液壓系統的技術要求也愈來愈高。由于液壓機的技術經濟性能在很大程度上取決于液壓系統設計的優劣，為此，液壓機的研發設計、制造生產企業，應及時了解和把握國際液壓機行業液壓技術的最新發展趨勢、信息和成果，為國民經濟的發展提供技術先進、性能優良的現代液壓機產品。 課題的提出與意義眾所周知，在各類機械設備中，電動機是最常用的動力源之一。電機行業作為工業裝備業的重要基礎產品，具有強大的市場領域。隨著生產現代化程度的不斷提高和人們對家用電器、汽車等消費的不斷增加，以及技術的進步，產品的快速更新換代，市場對電機的需求空間也將越來越大。目前，我國電機廠近2000家，2005年全年電機行業工業總產值為993億元，產品銷售收入938億元，利潤總額49．1億元。 同步皮帶很多廠家將它用在電機和絲杠之間的連接上，以取代直接連接的連軸器，這樣由于皮帶的間隙和彈性使精度下降，但對于廠家的好處就是裝配要求降低、更方便。電動機是通過輸出軸上的皮帶輪的轉動來傳遞動力。所以皮帶輪是整個電動機設備中不可缺少的部分，但是，通常的電動機是有一定的規格的，為了使規格化的電動機能夠適應不同類型的機械設備，就必須配以相應的皮帶輪。所以在電動機的生產過程中，電動機和皮帶輪不是一個整體，而是相互分開的。從而在具體使用中存在著一個電動機和皮帶輪的裝配過程。在大部分機械行業，尤其機床行業，除了數控機床外，其他機床均需要電動機裝上皮帶盤。傳統的裝配過程是由工人師傅用大鐵錘將皮帶輪錘入電動機輸出軸來完成。（見圖一）但這種方法存在著許多不足之處。首先，在錘打過程中，由于力方向難以控制，很容易破壞電動機內部主軸上的軸承，同時也將產生劇烈的振動，這會大大減少電機的使用壽命。其次，這種裝配方法需要消耗大量體力，而且裝配效率非常的低。就算5W的電機配上皮帶輪，通常都需要人工將皮帶盤裝入電機，通常采用過渡配合。采用這種配合出現過緊配合的可能性很大，加上輪槽的誤差等，對于大型皮帶輪裝配，工人要付出的勞動力是很大的。此外，隨著大型工業的發展，越來越多的大型設備需要大規格尺寸的電動機，而皮帶輪也將相應增大，傳統的人工裝配已很難完成這項裝配過程。因此，迫切需要用一臺機械設備來解決上述問題，解放工人的勞動力。 課題的主要內容本課題是依據現實問題中存在的問題，而設計出來的這么一臺機器。它集機、電、液于一體的一臺裝置。而我主要負責它的液壓傳動系統設計這一方面。這套壓機的液壓系統完成如下動作。要求：小油缸：推動工作臺的進退，以便工人師傅裝上馬達。裝好馬達，油缸推動工作臺進，油缸到位后，觸到行程開關，發訊，使大油缸工作。大油缸完成動作后，發訊，小油缸推動工作臺推出，將裝配好的馬達卸下。大油缸：小油缸到位后，大油缸下降，開始壓皮帶盤，壓好后退回。 根據工作要求，要求計算工作載荷，設計原理圖，選型，閥塊的設計，油箱的設計與布局，泵站設計等。需要了解整套液壓設計流程，并畫出必要的一些圖紙。圖紙要求：大油缸裝配圖1張（0）、系統原理圖1張（3）、閥塊圖1張（1）、 油箱零件圖1張（3）、泵站裝配圖1張（1）、管路布置圖1張（0）2 總體方案的確定 確定液壓壓力機的設計參數系統壓力： 60kg/cm2對皮帶輪的壓力（Y向油缸）： 10噸工作臺進退推力（X向油缸）： 150kgY向最大行程： 300mmX向最大行程： 500mm 確定液壓系統方案 液壓系統的組成 液壓傳動系統有五個部分組成：（1） 動力元件——完成機械能至壓力能的轉換。如液壓泵。（2） 執行元件——將壓力能轉換成工作裝置的直線往復式，擺動或旋轉式的機械能。如液壓缸、液壓馬達。（3） 控制元件——對系統壓力，對執行機構的運動速度和方向實行控制。如溢流閥、單向節流閥、電磁換向閥等。（4） 輔助元件——起輔助作用。如油箱、濾油器、油管、密封裝置等分別起貯油、過濾、輸送和防漏保壓等作用。輔助元件在液壓系統中必不可少。（5） 工作介質（油液、水基液體）——存在于上述四種元件當中，起傳遞動力和能量的作用。 它們相互之間的關系用方框圖表示如下： 執行元件控制元件動力元件 輔助元件 液壓系統組成方框圖 液壓傳動的主要優缺點 目前廣泛應用的傳動方式主要有機械傳動、電氣傳動、氣壓傳動和液壓傳動。各有各的優缺點。機械傳動是通過齒輪、齒條、蝸桿、蝸輪、帶、鏈條、杠桿等機械零件進行傳動，它是發展最早而且應用最普遍的一種傳動形式。它具有傳動準確可靠，操作簡單，機構直觀易掌握，負荷變化對傳動比影響小及受環境影響小等優點。但對自動控制的情況，單純靠機械傳動來完成就顯得結構復雜而笨重，而且遠距離操縱困難、操作力大、安裝位置變化的自由度小等缺點，因此在許多場合逐步被其他傳動方式所取代。電氣傳動是通過電來進行傳動和控制的，利用交流電機來傳動，簡單而且價廉，因此應用最廣，也是各種傳動的組成部分。但交流電機一般難于進行無級變速，而直流電機雖可以實現無級變速，但直流電機價格較昂貴。目前晶閘管技術使交流電機無級變速大為簡化，但在大功率及低速大扭矩等場合的應用尚有待于進一步完善。電氣控制，特別是電子計算機控制，具有信號變化及傳遞方便，遠距離操縱容易等獨特優點，因此在自動化程度要求高的場合是必不可少的。氣壓傳動以壓縮空氣為傳動介質，可通過調節氣量很容易地實現無級變速。同時有傳遞及變換信號方便、反應快、構造簡單等優點。而且空氣取決于大氣，所以氣源價格低廉。泄露也可以直接放入大氣，不會引起污染。空氣粘度小，故管道壓力損失小，流速大，而且可獲得高速運動。但氣壓傳動的致命弱點是空氣壓縮性大，無法獲得均勻而穩定的運動。此外為減少泄露，提高效率，氣動系統的壓力不能太高。這使其不能用于大功率的場合。液壓傳動是用液體作為作為介質來傳遞能量的，液壓傳動與上述三種傳動來比較有以下一些優點：（1） 易于獲得較大的力或力矩（2） 功率重量比大（3） 易于實現往復運動（4） 易于實現較大范圍的無級變速（5） 傳遞運動平穩（6） 可實現快速而且無沖擊的變速和換向（7） 與機械傳動相比易于布局和操縱（8） 易于防止過載事故（9） 自動潤滑、元件壽命較長（10） 易于實現標準化、系列化與其他傳動形式比較，液壓傳動有以下缺點：（1） 易于出現泄露（2） 油的粘度隨溫度變化，引起工作機構運動不穩定（3） 空氣滲入液壓油后會引起爬行、振動、噪聲（4） 用礦物油作液壓介質時，有燃燒危險，應注意防火（5） 礦物油與空氣接觸會發生氧化，使油變質，必須定期換油（6） 液壓件的零件加工質量（幾何精度、表面粗糙度等）要求較高經過幾種傳動系統的比較，還是決定選擇液壓系統作為傳動系統。 現代液壓機液壓系統設計要點（1）工作介質以往，液壓機液壓系統一般以礦物油為工作介質，然而，油壓傳動存在著污染環境、易燃燒、浪費能源等嚴重問題。隨著科學技術的進步和人類環保、能源危機意識的提高，促使人們重新認識和研究以純水作為工作介質的純水液壓傳動技術151。純水液壓系統無污染危害，有利于環保，阻燃性與安全性好、溫升小，介質經濟性好，運行中壓力損失小，發熱少，傳動效率高，流量穩定性好，系統的剛性大，有利于系統動態性能的提高，維護保養方便，監測成本較低，所以已廣泛應用于國內外機械設備的液壓系統中。考慮到國際液壓市場已能購到不同壓力等級的商品化純水液壓元件，因此，在新型液壓機產品的設計開發中，若條件允許應考慮采用以純水作為綠色工作介質的液壓系統。（2）主設計參數 工作壓力P和流量q是液壓機液壓系統兩個重要的主設計參數，它們將直接影響液壓系統設計質量和綜合技術經濟性能的優劣。為了滿足各工作階段的功率和持續時間要求，若選用較高的工作壓力，可以減小液壓缸缸徑及相關幾何尺寸，并減小流量q，從而主機結構尺寸及重量也得到減小。但是，如果工作壓力過高，又對液壓缸、管路等元件的強度提出了較高要求， 因而又可能需要增大液壓缸缸筒及管路的壁厚、活塞桿的直徑和重量；反之，若選用較低的工作壓力P，就必須加大液壓缸缸徑及相關幾何尺寸與主機結構尺寸及重量，并且必須成比例增大流量q。同時，工作壓力選取的合理與否，還會對液壓系統的效率、經濟性和可靠性等產生重要影響。通常可用類比法參照同類產品的壓力并根據液壓元件可能的貨源情況來選取液壓機液壓系統工作壓力。若側重液壓系統節能，則應采用極值法6J確定最佳工作壓力，以使液壓系統在運行中具有最高效率。液壓系統的流量應滿足液壓機執行器工作速度的要求，而工作速度可按工藝試驗的最佳速度范圍、生產率要求及現實可能性確定。（3） 液壓源液壓機在運行中，其液壓系統的壓力和流量變化范圍很大。為使液壓系統在滿足工作循環前提下，降低無功能耗，實現節能，通常可在如下三種液壓源方案中選用：其一是高低壓雙泵供油，即用一臺高壓小流量泵和一臺低壓大流量泵組合供油；其二是采用單臺變量泵供油，以滿足低壓快速和高壓慢速的工況要求；其三是采用單臺低壓大流量定量泵供油。為了降低液壓源的容量，對于前兩種液壓源方案，快速行程可采用自重充液、蓄能器、差動缸、復合缸等增速液壓回路，對于第三種液壓源方案，慢速加壓行程可采用增壓器液壓回路。3 壓機的液壓系統的設計 主要參數進給缸：工作行程：500mm工作臺進退推力：150KgV進=V退=2m/min升降缸： 工作行程：300mm 皮帶輪壓力：10噸 下降速度：1m/min 上升速度：3m/min 工況分析 動作循環分析(1) 進給缸工作循環圖 進 退(2) 升降缸工作循環圖 升 降 運動分析（1） 進給缸工 步行 程（mm）速 度(m/min)時 間(s)前 進 500 2 15 后 退 500 2 15（2） 升降缸工 步行 程（mm）速 度(m/min) 時 間（s） 下 降 300 1 18 上 升 300 3 6 負載分析(1) 進給缸 F=150KgF=FW+Ff=FW+=*150*=1617N所以 Fmax=1617N（2）升降缸 主要以壓皮帶盤為主要運動，故計算以缸的下降為主要計算 由于10T較大，故活塞桿重力及磨擦力可以忽略計算10T F=FW=10T=10*103*=*104N 所以 Fmax=*104N 確定執行元件的主要參數 系統工作壓力的選定查手冊得，初選進給缸的工作壓力P1=, 背壓P2= 升降缸的工作壓力P1=6MPa，背壓P2= 執行元件主要結構尺寸的確定(1) 液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定a. 進給缸P1A1P2A2= Fmax/ηm 取ηm=查手冊，按工作壓力選取d/D=**()**[()2d2]=所以 d= D=查手冊 圓整D與d 所以d=25mm, D=40mmb. 升降缸P1A1P2A2= Fmax/ηm 取η