150t四柱液壓機液壓系統設計_畢業設計論文-預覽頁

　

【正文】 回路 調壓回路的功用在于調定或限制液壓源的最高工作壓力，也就是說能夠控制系統的工作壓力，使它不超過某一預先調定好的數值，或使工作機構在運動過程中的各個階段具有不同的工作壓力。圖示油路可靠，價格便宜。 用流量控制閥實現速度控制的回路有三種基本方式，節流調速回路分為進口節流調速回路、出口節流調速回路、旁通節流調速回路等。下圖是一種使用單向順序閥的平衡回路。綜上所述此回路適用于本次設計要求。在根據本課題的實際要求采用疊加閥技術，故將所選液壓元件轉換成疊加閥系列元件，并對液壓系統傳動原理圖進行必要的修改和整理，擬定出完整的符合要求的液壓系統原理圖。 1） 確定液壓泵的最大工作壓力 Pp. 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機類型，初定上液壓泵的工作壓力取為25MPa ，考慮到進出油路上閥和管道的壓力損失為 1MPa （含回油路上的壓力損失折算到進油腔），則液壓泵的最高工作壓力為 611 (2 5 1 ) 1 0 2 6pP P P M P a? ? ? ? ? ? ? 上述計算所得的 pP 是系統的靜態壓力，考慮到系統在各種工況的過渡階段出現的動態壓力往往超過靜態壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的 80%左右因此選泵的額定壓力 nP 應滿足： / 0 .8 2 6 / 0 .8 3 1 .2 5npP P M p a? ? ? 2） 確定液壓泵的流量 沈陽化工大 學本科畢業設計計算說明書 11 液壓缸的輸出流量為 Qp≥ K(∑ Qmax)m3/s, （ 31） 式中： k—— 系統泄漏系數，一般取 k=； Qmax—— 同時動作的液壓缸的最大總流量，對于在工作過程用節流調速的系統 ， 尚須加溢流閥的最小溢流量 2~3 minL . 所以， m a x( ) 1 . 1 ( 7 0 . 6 5 2 . 5 ) 8 0 . 4 6 5 m inpL Lq K q q? ? ? ? ? ? ??? 3)選擇液壓泵和電動機的規格 1．選擇液壓泵的規格 由于液壓系統的工作壓力高，負載壓力大，功率大。因為柱塞與缸孔加工容易，尺寸精度及表面質量可以達到很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達到的工作壓力，一般是（ 200~400 ） 510Pa? ，最高可以達到 51000 10 Pa? 。 4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強度得到充分利用，壽命長，單位功率重量小。 2．與液壓泵匹配的電動機的選定 由前面得知，本液壓系統最大功率出現在工作缸壓制階段，這時液壓泵的供油壓力值為 26Mpa，流量為已選定泵的流量值。 疊加閥簡介及選擇 [4] 1）概述 疊加閥是在板式閥集成化的基礎上發展起來的新型液壓元件，但它在配置形式上和樣板閥，插裝閥截然不同。 疊加閥與一般閥在工作原理上基本相同，但在具體結構和連接方式上有其特點，因而它自成體系。在每疊中，液壓系統的主換向閥安置在最上面；與執行部件連接用的底板塊放在最下面；疊加閥均放在換向閥與底板塊之間，其順序按液壓傳動的動作要求 而定。 3） 疊加閥的選用 用油管和管接件將液壓元件連接起來，是過去應用最廣泛的一種連接形式。其通路不用管連接，目前幾經趨于標準化。因此鋼管的接頭采用卡套式錐螺紋直通管接頭按（ GB/） 選取，這些鋼管均要求在退火狀態下使用，管道連接采用 55176。在強度保證的情況下管壁可盡量選的薄些。 管接頭聯 接螺紋 M27 2。 根據上述的參數可以得到： 我 們 選 鋼 管 的 材 料 為 45 鋼 ， 由 此 可 得 材 料 的 抗 拉 強 度 b? =600MPa。的往復擺動運動。本設計課題為組合機床液壓機，專門傳遞推力，屬于中壓缸。雙作用活塞桿液壓缸的活塞、活塞桿和導向套上都裝有密封圈，因而液壓缸被分隔為兩個互不相通的油管，當活塞腔通入高壓油而活塞桿腔回油時可實現工作進程，當從反方向進油和回油時可實現快速回程。在設計過程中，根據要求結合實際設計要求設計出結構合理，并能實現工作要求的液壓缸。 b. 對缸筒的要求 缸筒要有足夠的強度，能長期承受最高工作壓力及短期動態試驗壓力而不至產生永久變形；缸筒要有足夠的剛度，能承受活塞側向力和安裝的反作用力而不致產生彎曲；缸筒內表面與活塞密封件及導向環的摩擦力的作用下，能長期工作而磨損少，尺寸公差等級和沈陽化工大 學本科畢業設計計算說明書 17 形位公差等級足以活塞密封件的密封性；需要焊接的缸筒還要求有良好的 可焊性，以便在焊上法蘭或管接頭后不至于產生裂紋或過大的變形。根據實際情況，選取 普通圓柱螺栓。 缸筒內徑 D 的圓度公差值可按 11 級精度選取，圓柱度公差值應該按照 8 級精度選取。其法蘭的尺寸由安裝條件確定。左缸蓋的進油口安置在上方，而右缸蓋的 出油口安排在側面，為了防止漏油，采用直角油管接出 . 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 t 按強度要求可用下面兩式進行近似計算。缸蓋的零件圖具體如下： 圖 左端蓋 圖 右端蓋 3） 活塞的設計 由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復滑動，因此，它與缸筒的配合應適當，既不沈陽化工大學本科畢業設計計算說明書 20 能太緊，也不能間隙過大。活塞材料用耐磨鑄鐵，活塞與缸筒之間的密封圈用 O 型密封圈， O 型密封圈耐高壓，耐磨性好，低溫性能好。活塞桿的直徑的確定見下一節。 前面已經求得活塞桿的最大直徑為 180mm，根據類比可知穩定性要求，活塞桿的 總長沈陽化工大 學本科畢業設計計算說明書 21 要根據油缸的行程來確定，本課題的油缸行程為 500mm，再綜合其他方面的要求，我選擇取活塞桿的總長為 692mm. ： ：粗加工后調質到硬度為 229285HB，必要時，再經高頻淬火，硬度達到 ，一般應該按照 6 級精度加工，如載荷較小，機械振動也較小時，允許按照 7 級或則 8 級精度制造。 端蓋和缸筒之間屬于靜密封，用石棉密封，其他的密封都采用了不同安裝型號的 O 型密封圈進行密封。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩定性，因此設計時必須保證有一定的最小導向長度。隔套的長度 C 由需要的最小導向長度 H決定，即 ? ?BlHC ??? 121 滑臺液壓缸： 最小導向長度： 5 0 0 3 2 0 1852 0 2H m m? ? ? 設計中導向套采用兩個導向段，每段寬度為 d/3。因此，這里采用了錫青銅這種材料。變節流型緩沖裝置在緩沖過程中通流面積隨緩沖過程的變化而變化，緩沖腔內的緩沖壓 力保持均勻或按一定的規律變化，能取得滿意的緩沖效果，該設計采用變節流型緩沖裝置的錐形的型式 沈陽化工大學本科畢業設計計算說明書 24 5 油箱的設計 油箱的容量設計 [8] 油箱的作用主要是儲備油，此外，因為油箱有一定的表面積，能夠散發油液工作時產生的熱量；同時還具有沉淀油液中的污物，使滲入油液中的空氣逸出，分離水分的作用；有時它還兼作液壓元件和閥塊的安裝臺等功能。油箱中油液溫度一般推薦 3050℃ .液壓油箱有效容積 V的確定，其主要依據就是保證泵有足夠的流量。 即： 取 應當注意：設備停止運轉后，設備中的那部分油液會因重力作用而流回液壓油箱。 油箱的結構設計 [11] 箱的結構應能使油箱實現存油、散熱和分離污物及防止污染的作用。 2） 在液壓泵的吸 油管路上，必須安裝網式過濾器，以消除較大的顆粒雜質，保 護液壓泵。兩管件之間要用隔板隔開，并使油液循環，將油液中的氣泡和雜質分離和沉淀。選擇合理的密封 方式進行有效密封。為了防止油箱內部生銹，應在油箱內壁涂上耐油防銹的涂料。過濾器按過濾方式分，有表面型過濾器、深度型過濾器和中間型過濾器三種。 3）選擇壓力表 選擇： Y100T 4)選擇液位計 一般在油箱側壁上設置液位計，以指示液面位置，液位計應設置在加油 時容易看到的地方。 缺點：單獨設置液壓站，占地面積大。 缺點：安裝維修較復雜，動力源的振動及油溫對主機的精度有影響。 1）控制板式 控制板式又稱操縱箱式。 2）液壓站式 準化的液壓元件及其底板用螺釘固定在垂直的立板上，底板之間管路連接。這種方式的缺點是需要單獨的油箱，占地面積大，同時，當系統較復雜、管路較多時，油管的連接不夠方便。 液壓系統的安裝、配管 系統安裝前注意事項 1）便于馬達或電動機執行工作。 系統安裝時注意事項 1）清潔度 a. 軟管、油管、接頭在安裝前總不太干凈，因而在安裝之前要清洗。 b. 橡膠軟管要保持合理的彎曲半徑，不容許與其它機械及管道接觸，否則會在短時間內損壞。酸洗前的管子要進行脫脂處理，酸洗之后要徹底漂洗。 b. 只準用清潔的容器、軟管等從油桶向油箱輸送油液。 d. 用盡可能大的流速進行沖洗，以便清除管接頭處的污染物，沖洗壓力一般為13Mpa。 驗算液壓系統技術性能 一般的液壓系統設計，都需對液壓系統的性能進行驗算，驗算的項目很多，常見的有回路壓力損失驗算和油液溫升驗算。總之，這些損失對于整個液壓系統而言，其總量是很小的，所 以不需要進行仔細的驗算，它對系統的正常工作不會產生太大的影響。 當 V=10mm/s 時，即 v=600mm/min 2 2 30 . 3 2 0 . 6 / m in 4 8 1 0 / m in44q D v m m?? ?? ? ? ? ? ? 即 min/48Lq? 此時泵的效率為 ，泵的出口壓力為 26MP，則有 2 6 4 8 236 0 0 .9P K W K W????入 KWFvP 33 1010606 0 01 4 7 0 0 0 0 ?? ?????輸出 即 KWP ?輸出 此時的功率損失為： ? ?2 3 1 4 . 7 8 . 3P P P K W K W? ? ? ? ? ?入 出 假定系統的散熱狀況一般，取 ? ?CcmKWK ???? ? 23 /1020 ， 油箱的散熱面積 A為 332 2 2 20 . 0 6 5 0 . 0 6 5 1 6 5 0 9 . 0 8A V m m? ? ? ? ? 系統的溫升為 38 . 3 3 5 . 72 0 1 0 9 . 0 8Pt C CKA ??? ? ? ??? 根據《機械設計手冊》成大先 P20767：油箱中溫度一般推薦 3050. 沈陽化工大學本科畢業設計計算說明書 30 7 總結與展望 液壓傳動相對于機械傳動來說是一門新技術，液壓傳動系統由液壓泵、閥、執行器及輔助件等液壓元件組成。通過這次畢業設計，我對當前液壓技術的發展概況和今后的發展趨勢有了一定的了解，熟悉了 cad 軟件，同時將所學的知識應用到此后的畢業設計中，加深了對 課本中沒有的知識，這就為以后從事這方面工作打下了一定的基礎。但是當時技術的落后，它的發展速度相對較為緩慢。當前，液壓技術在實現高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大進展；在完善比例控制、伺服控制、數字控制等技術上也有許多新成就，采用液壓傳動的程度現已成為一個國家工業水平的重要標志之一。 沈陽化工大 學本科畢業設計計算說明書 31 致謝 在本次畢業設計過程中，無不凝聚著倪洪啟老師的心血和汗水。 本畢業設計課題是 150T 四柱液壓機液壓系統設計。朱老師工作態度認真，在設計中仔細的檢查我們的設計并向我們提出了不少的修改意 見，完善我的畢業