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沈 陽 化 工 大 學 科 亞 學 院 本科生畢業(yè)設計成績考核評價表 答辯小組 年 月 日 畢業(yè)設計 名 稱 100T 液壓機液壓執(zhí)行機構系統(tǒng)設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 機制 1103 姓名 楊鵬 評價人 權重 評價點 得分 10 圖紙完備 整潔 設計說明書的撰寫質量 5 分析 計算 論證的綜合能力 5 能綜合運用所學知識和專業(yè)知識 獨立工作能力強 指導教師 5 畢業(yè)實習表現(xiàn) 進度表書寫情況 10 設計的有重大改進或獨特見解 有一定應用價值 5 設計的難度和工作量 結合本專業(yè)情況 5 計算 圖紙 公式 符號 單位是否符合工程設計規(guī)范 評閱人 5 說明書的條理性 語言 書寫 圖表水平 10 設計規(guī)格符合要求及答辯規(guī)范程度 10 答辯掛圖準備情況 10 答辯中思維敏捷 知識面寬厚程度 10 回答問題的正確性 有無錯誤 答辯小組 10 是否有創(chuàng)新意識 設計是否有新意 合計 分數(shù) 教師 評閱人和答辯小組按以上各條的相應評價點給出得分 合計總分數(shù) 在總成績分數(shù)中 90 100 分為優(yōu)秀 80 89 分為良好 70 79 為 中等 60 69 為及格 不足 60 分為不及格 列入本表右側成績欄中 注意 有嚴重抄襲現(xiàn)象的學生成績應定為不及格 有抄襲現(xiàn)象 但不嚴重的學生成績應降檔處理 指導教師 評閱人及答辯小組對 此應切實注意 如有不可解決的分歧 可交于院系答辯委員會裁定 成績 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)論文文獻綜述 100T 液壓機液壓執(zhí)行機構系統(tǒng)設計 姓名 楊鵬 班級 機制 1103 指導教師 于玲 引言 本設計為四柱式液壓機 四柱液壓機的主機主要由上梁 導柱 工作臺 移動橫梁 主缸 頂出缸等組成 其中主缸可完成快速下行 慢速加壓 保壓 延時 釋壓換向 快速返回 原位停止的動作 頂出缸可實現(xiàn)向上頂出 停留 向下退回 原位停止的動作 本設計主機最大工作負載為 1000KN 通過對液壓 缸工況分析確定液壓缸負載的變化 擬定液壓系統(tǒng)圖和電磁鐵動作順序 并設 計主液壓缸 計算主液壓缸的尺寸和流量 主缸的速度換接與安全行程限制通 過行程開關來控制 根據(jù)技術要求及設計計算選擇液壓泵 GE 系列電磁閥等液 壓元件 通過液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升的驗算 液壓系統(tǒng)的設計可以滿足液壓 機順序循環(huán)的動作要求 設計的四柱液壓機能夠實現(xiàn)塑性材料的鍛壓 沖壓 冷擠 校直 彎曲等成型加工工藝 本液壓系統(tǒng)選用 PLC 控制系統(tǒng) 通過泵和 油缸及各種液壓閥實現(xiàn)能量的轉換 調(diào)節(jié)和輸送 完成各種工藝動作的循環(huán) 液壓機采用集中式布置 液壓系統(tǒng)油源與控制調(diào)節(jié)裝置置于主機之外 該液壓機結構緊湊 動作靈敏可靠 速度快 能耗小 噪音低 壓力和行 程可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié) 操作簡單 一 綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài) 說明選題的依據(jù)和意義 液壓機是一種以液體為工作介質 用來傳遞能量以實現(xiàn)各種工藝的機器 液壓機被廣泛應用于機械工業(yè)的多領域 例如在鍛壓領域中 液壓機廣泛用于 自由鍛造 模鍛 沖壓 擠壓 剪切 拉拔成型及超塑性成型等許多工藝中 而在機械工業(yè)的其他領域 液壓機更被應用于粉末制品 塑料制品 磨料制品 金剛石成型 校正壓裝 打包以及橡膠注塑成型等不同的工業(yè)領域 液壓機是根據(jù)帕斯卡原理制成的 這里假設液體是不可壓縮的 管道也假 設為絕對剛性 不發(fā)生彈性變形 液壓機一般由本體 主機 動力系統(tǒng)以及液 壓控制系統(tǒng)三部分組成 最常見的液壓機本體結構是三梁四柱上傳動式 動力 系統(tǒng)主要提供液壓機工作時所需要的高壓液體并接收回程排回的低壓液體 液 壓控制系統(tǒng)主要將動力系統(tǒng)提供的高壓液體在準確的時間和地點輸送到所需要 的工作缸處并將各缸排回的低壓液體輸送回動力系統(tǒng) 早在 1662 年 帕斯卡就發(fā)現(xiàn)了利用液體產(chǎn)生很大力量的可能性 1795 年 英國人 Bramah 取得了第一個手動液壓機的專利 但真正液壓機的發(fā)展歷史不到 200 年 隨著西方資本主義的發(fā)展 蒸汽機的發(fā)明 引發(fā)了工業(yè)革命 具有悠久歷 史的鍛造工藝也逐步由手工鍛造轉變?yōu)闄C器鍛造 16 世紀初 出現(xiàn)了第一批水 利機械錘 1893 年 第一臺蒸汽錘出現(xiàn) 此后 伴隨著機械工業(yè)的發(fā)展 鍛件 尺寸越來越大 鍛錘已做到落下部分超過 100 噸 如此笨重的錘 操作困難 振動十分巨大 1859 1861 年在維也納鐵路工廠有了第一批用于金屬加工的 7000KN 10000KN 和 12000KN 的液壓機 1884 年 英國曼徹斯特首先使用了 鍛造鋼錠用的鍛造水壓機 與鍛錘相比 運動部件不必那么重 振動又小 發(fā) 展很快 在 1887 1888 年間 制造了一系列鍛造水壓機 其中包括一臺 40000KN 的大型水壓機 1893 年 建造了當時最大的 120MN 鍛造水壓機 1934 年 德國制造了 70000KN 模鍛水壓機 1938 1944 年之間 為了第二次世界大 戰(zhàn)的需要 又相繼制造了三臺 150MN 的鍛造水壓機和一臺 300MN 的大型模鍛水 壓機 美國在 1955 年左右先后制造了兩臺 315MN 及兩臺 450MN 的大型模鍛水壓 機 蘇聯(lián)則在 20 世紀 50 年代中期到 60 年代初期 先后建造了幾臺 300MN 模鍛 水壓機以及世界上最大的 750MN 模鍛水壓機 此外 在英國 法國 聯(lián)邦德國 也都先后建造過 200 300MN 的各種大型模鍛液壓機 1976 年 在法國投產(chǎn)了西 歐最大的 650MN 模鍛液壓機 液壓機發(fā)展到現(xiàn)在 已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個部門 種類繁多 發(fā) 展迅速 成為機床行業(yè)的一個重要組成部分 在我國 液壓行業(yè)的發(fā)展僅僅有 50 年左右 1957 1958 年 我國開始自行 設計 自行制造 25000KN 的中型鍛造水壓機 20 世紀 60 年代初期 在我國的 上海和東北 又各自建立了一臺 120MN 級的大型鍛造水壓機 中 后期 我國 又先后成套設計并自行制造了一批技術要求更高的大型液壓機 其中包括 300MN 有色金屬模鍛液壓機 120MN 有色金屬擠壓液壓機 80MN 黑色金屬模鍛 水壓機 20 世紀 70 年代 我國已開始向國外出口了多臺各種噸位的鍛造液壓 機 其中最大的一臺為 60MN 鍛造水壓機 至此 我國的液壓機設計與制造行業(yè) 已經(jīng)達到了相當高的水平 四 柱 式 液 壓 機 的 其 類 型 主 要 分 為 上缸式四柱液壓機 下缸式四柱液壓機 液壓 機與機械壓力機相比 具有壓力和速度可在廣泛的范圍內(nèi)無級調(diào)整 可在任意 位置輸出全部功率和保持所需壓力 結構布局靈活 各執(zhí)行機構動作可很方便 地達到所希望的配合關系等很多優(yōu)點 同時液壓元件具有高度的通用化標準化 特點 設計和制造均較為簡單 所以液壓機在國民經(jīng)濟各部門得到了日益廣泛 的應用 二十世紀八十年代以來 隨著微電子技術 液壓技術的發(fā)展和應用 液壓 機技術有了更進一步的發(fā)展 眾多機型采用了 CNC 或工業(yè) PC 機來實現(xiàn)自動控 制 使產(chǎn)品的加工質量和生產(chǎn)效率有了極大的提高 由于四柱液壓機結構緊湊 操作方便 價格低廉 應用面廣 同時四柱式 液壓機的設計基本上遵循一定的步驟 加工企業(yè)在面對不同用戶的需求時只需 在原有系列四柱液壓機基礎上進行參數(shù)調(diào)整即可 比如最常見的是臺面大小的 調(diào)整 壓機開口高度的不同 動梁行程的不同等等 因此雖然有人員重復性設 計工作較多 設計冗余時間長 不同的設計資料難以通用等缺陷 還是在生產(chǎn) 加工領域取得了廣泛的發(fā)展 四柱式液壓機的特點 三梁四柱結構 經(jīng)濟實用 液壓控制采用插裝閥集 成系統(tǒng) 減少泄露點 動作可靠 使用壽命長 可實現(xiàn)定壓和定程兩種成形工 藝 具備保壓延時功能 工作壓力行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 采用按鈕集中 控制 可實現(xiàn)手動 半自動 自動三種操作方式 四柱式液壓機的功能 本系列液壓機適用于可塑性材料的壓制工藝 如沖 壓 彎曲 翻邊薄拉伸等也可從事校正 壓裝 塑料制品及粉末制品的壓制成 型 二 研究的基本內(nèi)容 擬解決的主要問題 研究的基本內(nèi)容 選擇合理的液壓系統(tǒng)設計方案 工藝方案設計 液壓系統(tǒng)原理圖設計 液壓站總體布局設計 以滿足液壓系統(tǒng)的使用性能和安全性能要求 技術設計 各組成部分及液壓系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計 閥塊的設計 繪制 設計圖樣和編寫技術文件 通過液壓傳動控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)對主機進行動作循環(huán)控制 使液 壓機能夠準確作出如下動作 主缸活塞滑塊快速下行 主缸活塞滑塊慢速加壓 主缸保壓 主缸卸壓 主缸活塞滑塊回程 頂出缸活塞頂出 頂出缸活塞退回 設備設計達到布局合理 結構緊湊 工作穩(wěn)定可靠 操作簡單 維護方 便 污染小 噪音低 自動化程度高等要求 能夠完成設計要求的加工要求 滿足生產(chǎn)需要 整個液壓系統(tǒng)的設計要滿足拆裝方便 使用維護簡單的要求 需解決的問題 相關資料的查閱 開題報告 文獻綜述的編寫 設計方案 的選定 液壓控制系統(tǒng)系統(tǒng)圖的選擇與繪制 參數(shù)的設計計算 元件的選取 閥塊 泵站 油箱的設計及裝配圖的繪制 設計說明書的編寫 三 研究步驟 方法及措施 研究步驟 分析 理解設計任務書的要求 查閱相關資料 初步擬定設計 方案 設計方案對比并確定最佳方案 參數(shù)的設計計算 元件的選取 閥塊的 設計 泵站的設計 完成液壓泵站裝配圖 液壓閥組裝配圖及閥塊裝配圖 油 箱裝配圖的計算機輔助設計 CAD 制圖和手工繪圖 編寫設計說明書 研究方法 對比法 根據(jù)給定的設計參數(shù) 按照已有的成熟的四柱液壓機液壓 控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設計程序完成系統(tǒng)的設計計算 參考文獻 1 章宏甲 黃誼 液壓傳動 北京 機械工業(yè)出版社 2000 2 雷天覺 液壓工程手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1990 3 路甬祥 液壓氣動技術手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2003 4 劉德新 袖珍液壓氣動手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2004 5 成大先 機械設計手冊 北京 化學工業(yè)出版社 2004 6 大連第二液壓件廠 液壓元件疊加閥 大連 第二液壓件廠 2000 7 廖念釗 古瑩罨 莫雨松等 互換性與技術測量 北京 中國計量出版社 2002 8 左健民 液壓與氣壓傳動 北京 機械工業(yè)出版社 1990 9 王積偉 液壓傳動 北京 機械工業(yè)出版社 2006 10 周士昌 液壓系統(tǒng)設計圖集 北京 機械工業(yè)出版社 2004 11 官忠范 液壓傳動系統(tǒng) 北京 機械工業(yè)出版社 1997 12 李壽剛 液壓傳動 北京 北京理工大學出版社 1994 13 董林福 趙艷春 液壓與氣動 北京 化學工業(yè)出版社 2005 14 俞新陸 液壓機的設計與應用 北京 機械工業(yè)出版社 2006 15 倪洪啟 牛野 王樹強 四柱液壓機的 PLC 系統(tǒng)設計 沈陽化工大學學報 2011 3 59 62 16 王曄 楊明堂 150t 液壓機液壓系統(tǒng)設計 液壓與氣壓 2010 7 57 59 17 宋麗華 毛君 四柱式液壓機液壓系統(tǒng)設計 機床與液壓 2009 6 106 108 18 俞新陸 液壓機現(xiàn)代設計理論 北京 機械工業(yè)出版社 1987 19 李長久 PLC 原理及應用 北京 機械工業(yè)出版社 2006 20 Fitch E C Hong IT Contamination for the Fluid power Industry HIAC ROYCO 1990 21 Ference Furesz etc Fundamentals of Hydraulic Power Transmission M NEW YORK 1998 22 Z J Lansky etc Industrial Pneumatic Control M NEW POWER 1986 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 1 摘要 對四柱型液壓機的設計 四柱液壓機主機由梁 柱 表 動梁 主缸 頂出缸 如主機設計最大工作負荷為 1000000 牛 通過液壓缸的負載變化 情況分析 制定液壓系統(tǒng)原理圖 對電磁鐵的工作 主液壓缸的設計 主 要的尺寸和流量計算 主缸的交換控制行程開關 安全極限速度的旅行 根據(jù)技術要求和液壓泵的設計計算選擇液壓元件 如 GE 系列電磁閥 通 過液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升計算 液壓系統(tǒng)的設計可以滿足液壓順序循環(huán) 的要求 四柱液壓機的設計可以實現(xiàn)塑性材料的鍛造 沖壓 冷擠壓 矯 直 彎曲成形工藝 用于液壓系統(tǒng)的 PLC 控制系統(tǒng) 通過泵和油缸及各種 液壓閥實現(xiàn)能量的轉換 調(diào)節(jié)和輸送 完成各種工藝動作的循環(huán) 水工結構緊湊 可靠的靈敏度和動作速度 能耗小 噪音低 壓力和 行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)整 操作簡單 關鍵詞 四柱液壓機 液壓系統(tǒng) PLC Abstract 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 2 To the design of the four column hydraulic press four column hydraulic press is mainly composed of host beam column table moving beam master cylinder from the top of the cylinder The mainframe design maximum working load of the 1000 kn Conditions of the hydraulic cylinder hydraulic cylinder load analysis to determine the change of the hydraulic system development plan of action and the electromagnet work in order And the size of the main hydraulic cylinder design and calculation of main cylinder and the access and security the flow rate of the master cylinder stroke limit switch through the stroke control Calculated according to the technical requirement and the choice of the design of the hydraulic pump electromagnetic valve other gm series hydraulic components Hydraulic system pressure loss and temperature rise the design of the hydraulic system can satisfy the demands of action sequence cycle hydraulic four column hydraulic press is developed plastic material forging stamping cold room ion straightening bending and forming process PLC control system through a variety of hydraulic pump hydraulic cylinder and valve to realize the energy conversion the hydraulic system regulating and allocation finish all kinds of craft operating cycle A sensitive and reliable hydraulic machine structure is compact the movement speed energy consumption low noise pressure and stroke can be adjusted within the prescribed scope the operation is simple Keywords Four column hydraulic press hydraulic system PLC 目錄 第一章 緒論 1 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 3 1 1 概述 1 1 2 發(fā)展概況 2 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 3 2 1 載荷的組成和計算 3 2 1 1 主液壓缸載荷的組成與計算 3 2 1 2 繪制負載圖和速度圖 4 2 1 3 初選系統(tǒng)工作壓力 5 2 2 液壓系統(tǒng)及元件的設計 5 2 2 1 擬定液壓系統(tǒng)圖 5 2 2 2 電磁鐵動作順序 7 第三章 液壓缸的設計 9 3 1 液壓缸基本結構設計 9 3 1 1 液壓缸的類型 9 3 1 2 缸口部分結構 9 3 1 3 缸底結構 9 3 2 缸體結構設計 9 3 2 1 液壓缸主要參數(shù)的確定 9 3 2 2 液壓缸動作時的流量 11 3 2 3 缸的設計計算 11 3 2 4 活塞的設計 14 3 2 5 活塞桿的設計 16 3 2 6 導向環(huán)的設計 18 3 2 7 導向套的設計 18 3 2 8 缸蓋的設計 20 第四章 液壓元件的選擇及性能驗算 22 4 1 液壓元件的選擇 22 4 1 1 液壓泵的選擇 22 4 1 2 GE 系列閥簡介及選擇 23 4 1 3 輔助元件的選擇 24 4 1 4 管件的選擇及計算 25 4 1 5 油箱容量的確定 26 4 2 液壓系統(tǒng)性能驗算 26 4 2 1 液壓系統(tǒng)壓力損失 27 4 2 2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算 28 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 4 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 30 5 1 PLC 概述 30 5 2 控制部分設計 30 結論 35 參考文獻 致謝 沈 陽 化 工 大 學 科 亞 學 院 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目 100T 液壓機液壓執(zhí)行機構系統(tǒng)設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 1103 學生姓名 楊鵬 指導教師 于玲 論文提交日期 2015 年 6 月 1 日 論文答辯日期 2015 年 6 月 5 日 畢業(yè)設計 論文 任務書 機械設計制造及其自動化專業(yè) 1103 班 學生 楊 鵬 畢業(yè)設計 論文 題目 100T 液壓機液壓執(zhí)行機構系統(tǒng)設計 畢業(yè)設計 論文 內(nèi)容 1 文獻綜述一份 A4 紙 小四字 3000 字以上 2 圖紙折合成 A1 號 2 5 張 液壓原理圖 裝配圖 零件圖 3 計算說明書一份 A4 紙 小四字 20 頁以上 畢業(yè)設計 論文 專題部分 液壓系統(tǒng)設計 液壓缸設計 活塞桿設計 起止時間 2015 年 3 月 16 日 2015 年 6 月 4 日 指導教師 簽字 2015 年 3 月 16 日 摘要 對四柱型液壓機的設計 四柱液壓機主機由梁 柱 表 動梁 主缸 頂出缸 如主機設計最大工作負荷為 1000000 牛 通過液壓缸的負載變化 情況分析 制定液壓系統(tǒng)原理圖 對電磁鐵的工作 主液壓缸的設計 主 要的尺寸和流量計算 主缸的交換控制行程開關 安全極限速度的旅行 根據(jù)技術要求和液壓泵的設計計算選擇液壓元件 如 GE 系列電磁閥 通 過液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升計算 液壓系統(tǒng)的設計可以滿足液壓順序循環(huán) 的要求 四柱液壓機的設計可以實現(xiàn)塑性材料的鍛造 沖壓 冷擠壓 矯 直 彎曲成形工藝 用于液壓系統(tǒng)的 PLC 控制系統(tǒng) 通過泵和油缸及各種 液壓閥實現(xiàn)能量的轉換 調(diào)節(jié)和輸送 完成各種工藝動作的循環(huán) 水工結構緊湊 可靠的靈敏度和動作速度 能耗小 噪音低 壓力和 行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)整 操作簡單 關鍵詞 四柱液壓機 液壓系統(tǒng) PLC Abstract To the design of the four column hydraulic press four column hydraulic press is mainly composed of host beam column table moving beam master cylinder from the top of the cylinder The mainframe design maximum working load of the 1000 kn Conditions of the hydraulic cylinder hydraulic cylinder load analysis to determine the change of the hydraulic system development plan of action and the electromagnet work in order And the size of the main hydraulic cylinder design and calculation of main cylinder and the access and security the flow rate of the master cylinder stroke limit switch through the stroke control Calculated according to the technical requirement and the choice of the design of the hydraulic pump electromagnetic valve other gm series hydraulic components Hydraulic system pressure loss and temperature rise the design of the hydraulic system can satisfy the demands of action sequence cycle hydraulic four column hydraulic press is developed plastic material forging stamping cold room ion straightening bending and forming process PLC control system through a variety of hydraulic pump hydraulic cylinder and valve to realize the energy conversion the hydraulic system regulating and allocation finish all kinds of craft operating cycle A sensitive and reliable hydraulic machine structure is compact the movement speed energy consumption low noise pressure and stroke can be adjusted within the prescribed scope the operation is simple Keywords Four column hydraulic press hydraulic system PLC 目錄 第一章 緒論 1 1 1 概述 1 1 2 發(fā)展概況 2 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 3 2 1 載荷的組成和計算 3 2 1 1 主液壓缸載荷的組成與計算 3 2 1 2 繪制負載圖和速度圖 4 2 1 3 初選系統(tǒng)工作壓力 5 2 2 液壓系統(tǒng)及元件的設計 5 2 2 1 擬定液壓系統(tǒng)圖 5 2 2 2 電磁鐵動作順序 7 第三章 液壓缸的設計 9 3 1 液壓缸基本結構設計 9 3 1 1 液壓缸的類型 9 3 1 2 缸口部分結構 9 3 1 3 缸底結構 9 3 2 缸體結構設計 9 3 2 1 液壓缸主要參數(shù)的確定 9 3 2 2 液壓缸動作時的流量 11 3 2 3 缸的設計計算 11 3 2 4 活塞的設計 14 3 2 5 活塞桿的設計 16 3 2 6 導向環(huán)的設計 18 3 2 7 導向套的設計 18 3 2 8 缸蓋的設計 20 第四章 液壓元件的選擇及性能驗算 22 4 1 液壓元件的選擇 22 4 1 1 液壓泵的選擇 22 4 1 2 GE 系列閥簡介及選擇 23 4 1 3 輔助元件的選擇 24 4 1 4 管件的選擇及計算 25 4 1 5 油箱容量的確定 26 4 2 液壓系統(tǒng)性能驗算 26 4 2 1 液壓系統(tǒng)壓力損失 27 4 2 2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算 28 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 30 5 1 PLC 概述 30 5 2 控制部分設計 30 結論 35 參考文獻 致謝 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 緒論 0 第一章 緒論 1 1 概述 液壓機是一種以液體為工作介質 用于運輸?shù)哪茉磥韺崿F(xiàn)各種技術的機械 液壓 機廣泛應用于各種領域的機械行業(yè) 在工業(yè)機械等領域 液壓機適用于粉末產(chǎn)品 鉆 石的形狀 磚成型 塑料制品 磨料產(chǎn)品 修訂打樁 橡膠注射成型等工作非常不同 的領域 液壓機主要由本體 電力系統(tǒng) 液壓控制系統(tǒng)三部分組成 三梁四柱型是最常見 的類型 如圖 1 1 所示 簡單的結構組成 結構簡單 對很多工作壓力實現(xiàn) 更大的 工作空間 適應性強 因此 有利于大型工件或更長的抑制 高 由于零件結構簡單 所以布置靈活 可與工藝要求的定向排列 活性橫梁總行程和速度可以在一定范圍內(nèi) 相當程度上的調(diào)整 以適應不同的要求 速度快的過程 通過閥門的不同組合實現(xiàn)不 同的工藝流程 安全性能高 不易過載保護模具 工作順利 沖擊 振動 噪音小 有很多工人和車間的好處 圖 1 1 四柱液壓機 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 緒論 1 1 2 發(fā)展趨勢 隨著電子技術 計算機技術的發(fā)展 信息技術的應用 自動控制技術和新技術 新 材料的發(fā)展 液壓傳動技術的應用也在不斷的創(chuàng)新 19 發(fā)展迅速 已廣泛應用于國民 經(jīng)濟各個部門 是一個廣泛和快速的發(fā)展 成為機床行業(yè)的一個重要組成部分 我們 的液壓機只有 50 年的發(fā)展歷史 在 80 年代 我國液壓機開始進入發(fā)展階段 目前 我國已經(jīng)建立了自己的設計和制造液壓 由于液壓系統(tǒng)和液壓機的結構 它是完美的 而液壓機是一種體現(xiàn)在國內(nèi)外的發(fā) 展新目標不僅體現(xiàn)在自動化過程可以實現(xiàn)自動診斷和調(diào)節(jié)系統(tǒng) 具有故障預處理 液 壓元件集成化 標準化 減少液壓系統(tǒng)管道的連接和集成 泄漏損失和污染預防和控 制 標準化和機械維修配件方便 從國際上來看 由于技術的發(fā)展 模型沒有太大的差異 在國內(nèi)和國外 大部分的 區(qū)別在于加工和裝配 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 2 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 四柱液壓機的工作過程如下 在液壓缸開始滑動 快速向下緩慢的壓力繼續(xù)對 泄壓換向快速返回原位停止運動循環(huán) 液壓缸啟動滑塊下 實現(xiàn) 背上呆下來原位停 止 的動作循環(huán) 如 2 1 圖所示 圖 2 1 液壓機工作循環(huán)圖 2 1 載荷的組成和計算 2 1 1 主液壓缸載荷的組成和計算 作用在活塞桿的外荷載有工作載荷 摩擦的慣性力 的引導和速度變化的結果gFfF aF 1 工作載荷 gF 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 3 工件的壓制抗力即為工作負載 NF63g 108 9 10 2 導軌摩擦載荷 fF 摩擦阻力是指運動部件和軸承面之間的摩擦 2 1 Nf 外載荷作用于導軌上的正壓力 N F 摩擦系數(shù) 分為靜摩擦系數(shù) 和動摩擦系數(shù)f 3 0 2fs 1 0 5 d 靜摩擦阻力 0 259 80fsFN 動摩擦阻力 14fd 3 慣性載荷 a 2 2 tvgGF a Nt80 5a 式中 g 重力加速度 g 9 80 2 ms 速度變化量 m s v 起動或制動時間 s 一般機械 0 1 0 5 輕載低速運動部件和重大價值加t 載組件 行走機械一般取 0 5 1 5 tv 2 s 以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷 工作載荷并非每個階段都在 如該階段 沒有工作 則 0 由于液壓缸參數(shù)未定 估算背壓力 FB 12000 N 自重 490GmgN 液壓缸的機械效率 一般取 0 90 0 95 m 2 3 m WF 液壓缸負載如表 2 1 所示 表 2 1 液壓缸各階段中的負載 工作狀態(tài) 負載組成 負載值 F N 推力 F Nm 啟動 GFfsb W8080N 8977 8N 加速 da8390N 9322 2N 快速下行 fb7590N 8433 3N 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 4 慢速加壓 GFgfd bW988590N 1098433 3N 快速返回 5390N 5988 9N 2 1 2 繪制負載圖和速度圖 由以上分析計算繪制主液壓缸負載圖和速度圖 如圖 2 2 圖 2 2 壓力機液壓缸的負載和速度圖 2 1 3 初選系統(tǒng)工作壓力 在重量輕 符合成本低 效率高 體積小 結構簡單 使系統(tǒng)的設計工作壓力 表 2 2 如表 2 3 所示 本設計工作壓力為 25 MPa 表 2 2 按載荷選擇工作壓力 載荷 KN 50 工作壓力 MPa 0 8 1 1 5 2 2 5 3 3 4 4 5 5 表 2 3 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力 機 床 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 5 機械類型 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 農(nóng)業(yè)機械 小型工程建筑 建筑機械 液壓鑿巖機 液壓機 大中型挖掘機 重型機械 起重運輸機械 工作壓力 MPa 0 8 2 3 5 2 8 8 10 10 18 20 32 2 2 液壓系統(tǒng)及元件的設計 2 2 1 擬定液壓系統(tǒng)圖 根據(jù)系統(tǒng)的設計要求和工況圖 確定基本回路 擬定油路控制原理圖 如圖 2 3 圖 2 3 油路控制原理圖 1 主油箱 2 徑向柱塞泵 3 順序閥 4 先導式溢流閥 5 三位四通電磁換向閥 6 二位四通電磁換向閥 7 壓力繼電器 8 單向閥 9 壓力表 10 補油箱 11 液控單向閥 12 上缸 13 背壓閥 14 液控單向閥 15 行程開關 16 下缸 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 6 17 節(jié)流閥 18 三位四通電液換向閥 圖 2 3 是液壓控制系統(tǒng)原理圖 在工作中 五電液換向閥 壓力油從泵型 2 為電 液換向閥 5 右為 12 腔 氣缸 電磁閥上腔充入氣缸油 6 回油通過下腔油缸 單向 順序閥 14 13 回壓閥和液壓通過電液換向閥 6 控制止回閥流回油箱 同時 在重力的作用下 氣缸 加速的快速運動下 在短暫時間缸腔使形成的真空 帶 通過液控單向閥 11 補油箱的油 10 被吸入缸腔 消除真空 保持在氣缸快速下降 當氣缸帶動上模和下模 模腔壓力油不斷進入油缸 氣缸內(nèi)壓力開始上升 由于油 壓力上升 填充液控單向閥的燃料罐關閉 切斷填充油箱供油 使氣缸 12 的下降速度 開始慢 油缸腔壓力繼續(xù)上升 當壓力超過壓力繼電器設定值 9 壓力繼電器信號控制 轉換到 5 電液換向閥 切斷油缸 12 腔 在停止運動的氣缸壓力 系統(tǒng)開始 保壓后 電液換向閥 5 左連接 2 型高壓油泵 通過順序閥 3 通過電液換向閥 5 左 13 后 液控單向閥 單向閥 為 12 回壓閥 進入油缸 12 的下腔 推動油缸上升 運動 電磁閥 6 切換同時對左 填補油箱加速回程 通過液控單向閥 11 上的 12 腔回 油缸 流回到油箱 10 使氣缸可以快速返回原位 在中電液換向閥 5 電液換向閥 通過對 18 2 型高壓油泵 通過電液換向閥 18 左 16 下腔下進入氣缸 氣缸 16 腔的油通過對左第十八電液換向閥 回在油箱上 工件在 缸 電液換向閥工件的 18 工作權后 在壓力油進入油缸 15 腔 下腔油缸回油通過咬 閥后 罐筒下向下運動 回原位 12 當壓力閥可防止油缸 12 腔油回流 行程開關 15 是用來控制氣缸的上 下極限 位置時 壓力表顯示上 下油缸和整個系統(tǒng)的壓力 2 2 2 電磁鐵動作順序 圖 2 3 油路控制原理圖中電磁鐵動作順序見表 2 4 表 2 4 電磁鐵動作順序表 電磁換向閥 電動機 動作名稱 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 1D 電機啟動 快速下行 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 液壓系統(tǒng)工況分析 7 減速及壓制 保壓 卸壓 回程停止 頂出缸頂出 退回 靜止 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 8 第三章 液壓缸的設計 3 1 液壓缸基本結構設計 對液壓缸液壓系統(tǒng)元件 它是一種液體的壓力能轉換為機械能 形成直線往復運 動的能量轉換機 3 1 1 液壓缸的類型 單作用活塞式液壓缸是液壓缸使用 單作用活塞缸的活塞 活塞桿與導向套設有 密封 活塞桿 當活塞室通風與油回油腔壓力高 可實現(xiàn)工作流程 從相反的方向 當油和回油 還可以實現(xiàn) 3 1 2 缸口部分結構 壺嘴部分采用 Y 形密封圈 導向套 O 型防塵圈和鎖緊裝置 等 用于密封活塞桿 與導向 3 1 3 缸底結構 常用的有平的 全面的和可拆卸的結構形式圓筒的底部結構形式 大多采用平面結 構的整體結構 3 1 4 緩沖裝置 緩沖裝置的工作原理是利用活塞和氣缸活塞和氣缸蓋的密封油的端部 迫使它從 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 9 油孔或縫 產(chǎn)生很大的阻力 在制動使工作部件 逐漸緩慢的移動速度 避免端蓋和 活塞的目的的影響 3 2 缸體結構設計 3 2 1 液壓缸主要參數(shù)的確定 1 主缸的內(nèi)徑 公稱力 F 1000KN 1 106KN 液體最大工作壓力 P 25MPa 25 106 aP 求得活塞面積 0 04 3 1 S活 塞 FP2m 所以 0 04S活 塞 24D 2 即主缸內(nèi)徑 D 0 2257m 225 7mm 查表取 D 220mm 根據(jù)快上和快下的速度比值來確定活塞桿的直徑 2d D780 得 d 179 07m 按標準取活塞桿直徑 d m180 往復運動的液壓缸的速度比 一般來說 有 2 1 46 1 33 1 25 1 15 等不同 的速度比在表 3 1 給出了活塞桿直徑 d 和液壓缸直徑 D 通過上面的數(shù)據(jù)和實際的液壓缸的有效面積為 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 10 無桿腔 3799 3 2 1A24D 2m 有桿腔 12560 3 3 22 d 2 活塞桿面積 A 25434 3 4 1A22 表 3 1 d 和 D 的關系 1 15 1 25 1 33 1 46 2 d 0 36D 0 45D 0 5D 0 56D 0 71D 2 確定液壓缸的運動速度 本課題給定了液壓缸的工作速度為 空程速度 27 sm 工作速度 12 回程速度 80 3 確定活塞桿的最大行程 本設計課題給定了活塞桿最大行程為 600mm 3 2 2 液壓缸動作時的流量 液壓缸的流量通過工作速度和液壓缸的內(nèi)徑的確定 液壓缸的 V1 27 怠速 V2 12 的工作速度 V3 80 的回報率 3 24DVQ 5 空閑 Q1 V1 D2 0 027 米 秒 2 0 001026 立方米 秒 0 22 61 56 升 分 鐘 工作 Q2 V2 D2 0 012 米 秒 2 0 000456 立方米 秒 0 22 27 36 升 分 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 11 鐘 返回 Q3 V3 X D2 D2 0 08 米 秒 0 222 0 182 0 222 立方米 秒 60 升 分鐘 根據(jù)特定的處理要求不同的部件 系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)閥來控制組件的 CAN 高速調(diào)整 3 2 3 缸的設計計算 1 缸筒的結構和材料 在一般情況下 氣缸和氣缸蓋的結構和材料的使用 在液壓缸 45 無縫鋼管 缸 筒所選材料性能如表 3 2 表 3 2 缸筒所選材料 型號 MPab MPas 5 45 600 355 16 2 對缸筒的要求 a 內(nèi)表面與活塞密封件和導向套的摩擦作用下 能長時間和減少磨損 尺寸公差等 級 形式和水平位置公差來密封活塞密封 b 有足夠的強度 能長期承受工作壓力 并不會產(chǎn)生永久變形 并能承受活塞側向 力和反應的安裝沒有彎曲 缸筒內(nèi)壁厚度 當 3 2 16 時 用使用公式 D 3 MPaPaPy 25 1203 0m51c3 2 6 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 12 0 028m 取 0 02m 試驗壓力 MPa 工作壓力 p 16MPa 時 1 5p 工作壓力 p 16MPa 時 yP yP 1 25p y D 液壓缸內(nèi)徑 m 缸體材料的許用應力 MPa nb 缸體材料的抗拉強度 MPa b 安全系數(shù) n 3 5 5 一般取 n 5 n 強度系數(shù) 一般取 1 包括在壁厚公差及腐蝕的附加厚度 通常一輪標準厚度值 c 在筒體的最大工作壓力為 25 MPa p 當 時 材料使用不夠經(jīng)濟 應改用高屈服強度的材料 23 D 3 缸筒的強度校驗 在前一節(jié)中已經(jīng)確定了缸筒的內(nèi)徑 為 220mm 根據(jù)液壓缸標準參數(shù)擬選缸 厚度為 20mm 則外徑 D 2 3 7 1D 260mm 現(xiàn)在校驗它的強度 1D 額定壓力 必須要小于一個值 這樣缸筒才是符合強度要求的 即 nP 0 35 3 8 nPMpaDs21 式中 液壓缸額定壓力 MPa n 液壓缸外徑 m 1D 液壓缸內(nèi)徑 m 材料的極限應力 MPa s pas35 所以 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 13 0 35 355nP26 0 35 3 Mpa 本設計的任務給 25 所以氣缸工作安全 4 液壓缸缸底厚度計算 缸筒底部為平面時 3 9 y43 0PDh 1205 1976 0 m843 取 5m0 h 式中 筒底厚度 m 液壓缸內(nèi)徑 m D 試驗壓力 MPa yP 缸底材料的許用應力 MPa 5 液壓缸固定螺栓直徑校核 3 10 sd ZkF2 5 式中 Z 固定螺栓數(shù) 取 Z 8 均布 F 液壓缸負載 k 螺紋擰緊系數(shù) k 1 12 1 5 這里取 1 3 1 2 2 5 為材料的屈服極限 SS 因為 Z 有一個較小的值 螺栓的直徑會更大 從而增加了安裝空間 安裝可能會 產(chǎn)生干擾 如果 Z 值太大 必然會加大調(diào)整的困難時 經(jīng)過綜合考慮 這里以 Z 8 所以 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 14 23 1mmsd2 1 035814 26 3 選擇 24 毫米的標準 根據(jù)實際情況 選擇普通的圓柱螺栓 通過對螺栓的檢查規(guī) 格機械設計指南 是 24 6 缸筒制造加工要求 a 端筒垂直度公差值可以根據(jù) 7 級 0 06 毫米的精度選擇 b 缸孔直徑圓度公差值按等級 9 10 和 11 選擇精度 0 046 毫米 圓柱度公差值應按 8 級精度 0 02 毫米的選擇 c 回火熱處理 硬度 hb241 285 氣缸內(nèi)表面鍍鉻 30 到 40 微米的厚度 研磨或拋光 后鍍 缸筒的零件圖如 3 1 圖所示 圖 3 1 缸筒 3 2 4 活塞的設計 由于活塞液體壓力沿缸往復滑動作用下 因此 它與氣缸的配合要適當 不能太松或 太緊 也不能有間隙太大 1 活塞材料 查書 液壓工程手冊 可知 無導向環(huán)活塞 采用高強度鑄鐵或球墨鑄鐵 HT200 300 導向環(huán)活塞 采用優(yōu)質碳鋼 20 35 號 45 本設計采用導向環(huán)活塞 所以選擇 35 鋼 2 活塞結構型式 選擇取決于活塞密封結構的類型 分為兩類 整體和復合活塞 完全開放的槽中 活塞 活塞環(huán) 其結構簡單 但活塞加工困難 密封安裝容易拉傷 活塞的結構變化 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 15 主要取決于密封 依據(jù)以上知識 本設計采用組合式活塞 3 活塞的尺寸確定 活塞的直徑應比缸內(nèi)徑略小 和連接之間的活塞和氣缸密封 根據(jù)密封圈的大小 來確定深度和寬度的槽 根據(jù)設計及安裝要求 設計出超越活塞直徑為 220 毫米 140 毫米的寬度 0 6 d 4 活塞的密封 密封 形式與活塞的結構有關 一般有密封圈密封 活塞環(huán)密封 間隙密封 這里 的 O 型環(huán)密封 密封圈的選定根據(jù) 液壓工程手冊 GB3452 3 88 選定 5 活塞的技術要求 a 圓柱度公差值的外徑 根據(jù)選定的 10 的精度 0 04 毫米的公差值 b 橫向軸內(nèi)孔垂直公差應選擇耐熱性價值 而到 7 級精度 0 04 毫米 耐熱性 低 圖 3 2 活塞 3 2 5 活塞桿的設計 1 活塞桿的材料 在活塞桿的材料是 45 鋼 使用固體結構 它采用雙端螺紋連接 活塞桿所選材料 如表 3 3 所示 表 3 3 活塞桿所選材料 型號 MPab MPas s 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 16 45MnB 1030 835 9 2 活塞桿尺寸的確定 根據(jù)確定的氣缸活塞桿的行程長度 這個話題表旅行 600 綜合技術要求 活塞桿的 長度選擇為 800 毫米 由于 L A B L 1 2B L 100 140 30 600 70 800mm A 導向套滑動面長度 B 活塞寬度 L 液壓缸的最大行程 數(shù)值在后面 3 3 6 導向環(huán)設計中具體計算 3 活塞桿的技術要求 a 安裝活塞的軸肩端面與活塞桿的軸線直線度公差不大于 0 04 毫米 100 毫米 b 活塞桿的外圓粗糙度 Ra 值一般為 0 1 0 3 m c 在導套滑動活塞桿 用 H8 H7 配合 d 安裝活塞軸頸圓柱對準誤差不超過 0 01 毫米 e 活塞桿的熱處理 粗加工后調(diào)質對 229 285 乙肝 必要時的硬度 再經(jīng)高頻淬火 硬度為 HRC45 55 f 為了提高耐磨性和防銹性 是鍍鉻活塞桿表面處理 拋光或研磨 g 活塞桿上的環(huán)槽 該線程和緩沖柱塞內(nèi)部也應以同心軸的保證 尤其是緩沖活塞 和活塞桿 最好形成一個有機的整體 4 活塞桿直徑 d 的校核 3 11 4 Fd 103 m4 取 d 0 18m 滿足要求 式中 F 活塞桿上的作用力 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 17 活塞桿材料的許用應力 1 4 b 5 活塞與活塞桿的連接 活塞與活塞桿連接有多種類型 它分為卡環(huán) 軸套螺母類型 類型的幾種類型 本設計采用螺母型連接 如圖 3 3 所示 圖 3 3 活塞桿 3 2 6 導向環(huán)的設計 生活導向環(huán)安裝在凹槽內(nèi)或在活塞桿導套的槽輪的大圓 為了使活塞和氣缸和活 塞桿和導套定位 并承受側力活塞與活塞桿 1 導向環(huán)的型式 導向環(huán)有嵌入型和浮動型 嵌入式導環(huán) 生活在這個偉大的循環(huán)加工燕尾槽型截面 與銅或銅 QAl9 4 帶 表 面加工成略呈拱形 錘釘成槽 最后加工圓柱導向環(huán) 浮動式導向環(huán) 采用高強度塑料帶 生活在巨大的矩形截面的凹槽內(nèi) 圈間隙 側 導環(huán)可以移動的凹槽內(nèi) 并有一個 45 度的傾斜說 本設計采用浮動型導向環(huán) 2 導向環(huán)的尺寸 用不同的材料 在導向環(huán)的大小也不同 聚四氟乙烯 也有一個混合青銅粉 導向環(huán)導向環(huán)厚度可以達到 1 5 2 5 毫 米 寬 25 毫米 可 5 6 摻雜石墨纖維增強酚醛樹脂導環(huán) 可用 3 厚度 5 毫米 寬度可 2 5 25 毫米 基于此 本設計采用聚四氟乙烯導向環(huán) 其厚度為 2 5 毫米 10 毫米寬 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 18 3 2 7 導向套的設計 導套是指南的活塞桿導套的典型結構 在形式的軸是通過印刷滾筒式 1 導向套的材料 導套磨損系數(shù)小 因此 采用青銅 2 導向套長度的確定 導套短花長 影響液壓缸的穩(wěn)定性和工作性能 因此 設計必須保證氣缸具有一 定的最小長度 一般缸 最小長度方向應滿足 H 3 12 20DL 式中 L 為液壓缸的最大行程 L 600mm D 為液壓缸筒內(nèi)徑 D 220mm H 為導向套最小導向長度 所以 H 206 H 30 110 140mm 根據(jù)設計需求 選擇導套的長度是 150 毫米 活塞寬度 b 0 6 D 132 毫米 以 B 140 毫米 根據(jù)液壓缸直徑 D 導套長度的滑動面 當 D80mm 時 取 d A 0 6d 108mm 取 100mm 3 導向套的密封 導向套與活塞桿之間的密封采用 O 形橡膠密封圈 根據(jù) GB T3452 1 1992 查閱 選 取 密封環(huán)內(nèi)徑 180mm 線徑 7mm 4 導向套的加工技術要求 a 與圓柱導向套和 H8 F7 端蓋 b 與 H8 H7 的內(nèi)孔和圓柱活塞桿 c 外圓與內(nèi)孔對準誤差不超過 0 03 毫米 d 內(nèi)孔環(huán)槽和淺而寬的直槽 以保證良好的潤滑 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 19 導套零件圖如圖 3 和 4 所示 圖 3 4 導向套 3 2 8 缸蓋的設計 1 缸蓋的材料和結構 缸蓋分為左缸蓋和右缸蓋 其中一個油口位于左缸蓋之上 缸蓋的材料選擇 45 鋼 2 缸蓋的尺寸的確定 為定位基準 氣缸蓋與氣缸壁接觸面 氣缸頭的大小是由導向套 氣缸 活塞桿 和夾具的尺寸確定 通過安裝條件確定法蘭尺寸 D1 為 220 毫米的內(nèi)徑相同 基本尺 寸 D3 采取相同的環(huán)直徑 200 毫米 3 缸蓋的技術要求 a 導向孔的表面粗糙度 Ra 1 25 微米的應 b 與氣缸直徑孔采用 H9 隨著活塞桿的活塞對 H9 直徑緩沖合作 0 115 毫米的偏 差 c 與氣缸端面與活塞端面對軸線的垂直度誤差接觸不超過 0 04 毫米 直徑 100 毫 米 按 7 級精度的選擇 前后端蓋如圖 3 5 圖 3 6 所示 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 20 圖 3 5 前端蓋 圖 3 6 后端蓋 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 21 第四章 液壓元件的選擇及性能驗算 4 1 液壓元件的選擇 根據(jù)系統(tǒng)的需求和設計 選擇合適的液壓元件 液壓系統(tǒng)中有一個重大的決定 所以液壓元件的選擇要適當 4 1 1 液壓泵的選擇 液壓泵系統(tǒng)裝置的能量 它為系統(tǒng)提供壓力油 在液壓系統(tǒng)中起著心臟的作用 系 統(tǒng)工作周期主要是由相對低壓力大流量快速前進 快速返回行程是在高壓力 小流量 的兩階段相應的工作流程進行 最大流量和最小流量的比例是非常大的 其相應的時 間比小 這表明該系統(tǒng)工作在一個工作循環(huán)中的高壓小流量的時間 從提高系統(tǒng)的效率 由于大的額定壓力 25 MPa 它的體積和速度調(diào)節(jié)閥 節(jié)流 閥聯(lián)合調(diào)速電路 一方面可以穩(wěn)定運行的穩(wěn)定性和速度 另一方面 能適應交通 降 低系統(tǒng)的功率損耗和發(fā)熱 因此液壓泵選用徑向柱塞泵 a 確定液壓泵的最大工作壓力 pP 4 1 P 1 式中 P1 液壓缸的最大工作壓力 25Mpa 從液壓泵出口液壓缸的輸入之間的總線路損耗 能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)選擇 線P 路簡單 流速不大的取 0 2 0 5 Mpa 管路復雜 進口有調(diào)速閥的取P 0 5 1 5 Mpa 從對部分工況分析 最大工作壓力的液壓缸在工作階段 25Mpa 1P 由于工作進入液壓缸的輸入流量的舞臺很小 進油成分較少 所以選擇泵缸進油壓 力損失 0 4Mpa 所以 25 0 4 25 4Mpa P pP 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 22 b 確定液壓泵的流量 液壓缸的輸出流量為 maxqVvpK 式中 k 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取 k 1 1 1 3 最大的交通運動的液壓缸在同一時間 在工作過程中與節(jié)氣門控制系統(tǒng) maxVq 還必須結合溢流閥的最小流量 一般取 最大流量出現(xiàn)在快進階段 所s 105 34 以 1 2 60L min 75 6L minvpq c 選擇液壓泵和電動機的規(guī)格 根據(jù)以上的和值 根據(jù)提出的液壓泵系統(tǒng)中的形式 從人工檢查相應的液壓泵 將有一定的壓力 使液壓泵 泵的額定壓力一般選擇 25 至 60 大于最大工作壓力 同 時 通過產(chǎn)品樣本驅動檢查泵的功率是 10 千瓦 這個值完全可以滿足系統(tǒng)的需求 選 擇 JB 218 300 驅動電機型號 其額定功率為 55 千瓦 1500 轉 分的速度 4 1 2 GE 系列閥簡介及選擇 1 概述 GE 系列液壓閥 包括壓力 流量 方向控制三大類 70 多個品種的系列 近 3000 種規(guī)格的液壓閥是根據(jù)液壓系統(tǒng)的研制和開發(fā)的特殊需要 滿足用戶的需求 2 GE 系列閥的選用 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過閥的實際流量元件和輔助元件 結合設計要求 選 題的具體型號和規(guī)格的液壓元件 如下 名稱 型號 額定壓力 最大流量 1 三位四通電磁換向閥 3WE6 50 W110R 16MPa 25L min 2 溢流閥 YF3 10L 6 3MPa 63L min 3 順序閥 XF3 10B 6 3MPa 63L min 4 二位四通電磁換向閥 22B E H6B 16MPa 25L min 5 單向閥 AF3 Eb10B 16MPa 40L min 6 背壓閥 FBF3 6B 6 3MPa 25L min 7 液控單向閥 YAF3 Eb10B 16MPa 8 節(jié)流閥 LF3 E6B 16MPa 25L min 4 1 3 輔助元件的選擇 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 23 1 濾油器的選擇 油過濾器 主要因素必須在過濾性能和過濾材料相容性的選擇考慮 通過與流量和 流量的波動程度 更換油濾器 工作壓力與系統(tǒng)壓力穩(wěn)定和隨時間變化的 系統(tǒng)的工 作溫度 以及系統(tǒng)要求的過濾精度 等等 選擇濾油器應注意以下幾點 1 過濾器安裝注意機油濾清器殼標記并正確安裝在系統(tǒng)中的流動方向的時候 2 當過濾器壓差指示器顯示紅色信號 在清洗或更換過濾器及時 3 清洗或更換過濾器 防止外界污染入侵系統(tǒng) 4 原有的金屬編織方孔篩網(wǎng)過濾器清洗 可用刷子刷洗汽油 等 5 濾芯清洗時 應封鎖端口過濾 防止清潔污物進入過濾器內(nèi)造成污染的腔 6 過濾器的工作能力 取決于濾筒的過濾面積 本身的性能 潤滑油的粘度和溫度 前后的壓差和過濾 油中的固體顆粒含量 的壓差過濾網(wǎng)關 更大的阻力較小 油的 過濾能力大 根據(jù)上述要求 本課題選擇濾油器型號 XU 50 200 1 空氣濾清器的選擇 一般應蓋上空氣過濾器的設置 包括空氣濾清器 機油濾清器 選擇 技術參數(shù) 空氣阻力 0 02Mpa 加油網(wǎng)孔 0 5mm 2QU 2 選擇壓力表 選擇 Y 150T 3 選擇液位儀 在池壁水平儀上設置的水平 表明水平位置 選擇 YWZ 125T 4 1 4 管件的選擇及計算 1 確定油管的內(nèi)徑 在大多數(shù)液壓系統(tǒng)泄漏的問題出現(xiàn)在管道接頭 因此對接頭形式的確定 管道和管 道的安裝應考慮設計 油管直徑不宜選擇太大 不太小 對大型結構過大 容易使液壓設備 過小 容 易使液體流量的增大 系統(tǒng)壓力損失增加或產(chǎn)生振動和噪聲 影響正常工作 管道的內(nèi)徑 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 24 d 4 2 vqV 4 式中 通過管道的流量 Vqsm 3 管內(nèi)允許流速 v 允許流速的推薦值如表 4 1 表 4 1 允許流速推薦值 液體流經(jīng)的管道 推薦速度 sm 液壓泵吸油管道 0 6 1 5 一般常取 1 液壓系統(tǒng)壓油管道 2 5 5 壓力高 管道短 粘性小 取最大值 液壓系統(tǒng)吸油管道 1 5 2 因此管道直徑計算如下 液壓泵吸油管道 0 036m 取 40mm1d13 460 1d 液壓系統(tǒng)壓油管道 0 016m 取 20mm25 32 液壓系統(tǒng)回油管道 0 029m 取 30mm3d1 460 3 3d 1 管路 管接頭的選擇 管接頭油管和油管 它必須具有安裝方便 連接牢固 密封可靠 外形尺寸小 流通能力大 壓力損失小 工藝性好的要求 管螺紋端連接線采用國家標準米制錐螺紋 ZM 和普通細牙螺紋 M 細牙螺 紋密封性好 常用于高壓系統(tǒng) 但應結合或 O 型密封環(huán)端面密封墊片 在大多數(shù)液壓系統(tǒng)泄漏的問題出現(xiàn)在管道接頭 因此對接頭形式的確定 管道和 管道的安裝應考慮設計 在這里選擇端直管接頭卡套式管接頭 gb3733 1 83 具有結構簡單 性能好 重量輕 體積小 使用方便 無需焊接等一系列優(yōu)點 4 1 5 油箱容量的確定 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 25 當最初的設計 根據(jù)經(jīng)驗公式確定油箱的容量 經(jīng)驗公式為 4 3 Vqa 10 75 6L min 756L 式中 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 L min Vq 經(jīng)驗系數(shù) 見表 4 2 a 表 4 2 經(jīng)驗系數(shù) a 系統(tǒng)類型 行走機械 低壓機械 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機械 a 1 2 2 4 5 7 6 12 10 所以圓罐后選擇有效容積 V 800 L 根據(jù) 機械設計手冊單打液壓傳動 乍得 槽的長度 寬度和高度的整體尺寸為 1300 毫米 分別為 1000 毫米和 1300 毫米 分離 罐一般有 2 5 4 毫米鋼板焊接 在這里選擇 6 毫米的罐壁厚度 底板厚度應大于墻 的厚度 選擇 10 毫米 10 毫米厚的蓋子 4 2 液壓系統(tǒng)性能驗算 液壓系統(tǒng)初步設計中的一些參數(shù)進行了估計 在系統(tǒng)的實際情況來看 涉及到各 種各樣的性能分析 主要包括液壓回路各段壓力損失的計算 統(tǒng)計損失和系統(tǒng)效率 沖擊壓力和加熱溫度 等 4 2 1 液壓系統(tǒng)壓力損失 壓力損失包括管路的沿程損失 管路的局部壓力損失 和閥類元件的局部1p 2p 損失 總的壓力損失為3p 4 321p 4 由于供油流量的變化 其快上是液壓缸的速度為 27mm s 此時油液在進油管中的流速為 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 26 smsAqp 03 1 6104 75v 23 1 沿程壓力損失 設系統(tǒng)采用 N32 液壓油 室溫為 20 時 運動粘度 1 0 s 2 4 所以有 2300 液壓油在金屬管中為層流 d Rev 2401 1043 1 3 流動 則阻力損失系數(shù) 若取進 回油管長度均為 0 5m 9 75Re 油液的密度為 則其進油路上的沿程壓力損失為 3kg890m 4 2l1vdp 5 Pa23 0 18904 59 1056 875Pa 0 00157 6 0 00157MPa 2 局部壓力損失 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭和液壓閥的局部壓力損失壓力損失 一般以 摩擦壓力損失的 10 而通過閥的流量大小 后者 同理 快上時的回油路上的流量 min 9 24in 379412560 q122 LLApv 則回油路油管中的實際流速 ss 69 17 034602 v6 由此可以計算出 5307 湍流 43 m9 17d Res 則 按 0 086MPa5 20 3164 a102 5078961 2l 21 MPvp 3 總的壓力損失 由上面的計算所得可求得 4 6 21pA 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 27 86 0 379412560 157 0 0599MPa 4 2 2 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算 在整個工作周期 工作時間最長的階段 最大的和熱值 正常情況下 工人進入 大功率損耗引起的發(fā)熱值越大 所以只考慮工人的熱值 然后把它的價值分析 當 V 12mm s 時 即 v 720mm min min 36 27in 1036 27min 7 02 4vq2 LD 此時泵的效率為 0 8 泵的出口壓力為 25 4MP 則有 14 5KWKWP 845口 入 Fv61023109 輸 出 即 KWP13 2 輸 出 此時的功率損失為 14 5 13 2 1 3KW 4 口 出口 入 P 7 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般 取 CcmKW 23 102 油箱的散熱面積 A 為 4 22332 36 57065 65 0mV 8 系統(tǒng)的溫升為 12 1 4 36 5102t KAP 9 房間的溫度是 20 和熱平衡溫度為 32 1 根據(jù) 機械設計手冊 成大先 P20 767 在油箱溫度一般推薦 30 65 計算表明 沒有超出允許范圍 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 液壓缸的設計 28 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 29 第 5 章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 5 1 PLC 概述 隨著可編程控制器 PLC 控制部分的設計 PLC 是一種計算機具有通用計算機 這是 類似的結構 由中央處理單元 CPU 存儲器 RAM 輸入 輸出 I O 接口和電源 但它比一般的電腦連接到接口的工業(yè)過程和更多的直接自適應控制的編程語言 5 2 控制部分設計 以歐姆龍 CPM1A PLC 控制 選擇 40 CDT D 芯片 該芯片的輸出形式為 T O 循環(huán) 掃描并立即刷新 可實現(xiàn) 40 點晶體管項目 編程語言是一種梯形圖 輸入 12 輸出 00000 00011 01000 01007 8 點 采用梯形圖編程方法 工藝流程一步步進行 所以根據(jù)流程圖編寫要求 因為它是循環(huán)的過程 所以幾個參加了編程時間延遲 圖 5 1 利用中間繼電器控制交流接觸器線圈電流和損耗 從而控制大負載 完成 從低電壓直流交流控制過渡 圖 5 1 繼電器 接觸器接口電路 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 30 表 5 1 表 5 2 表示 10 輸入地址和 7 個輸出 電路中的接線圖和梯形圖程序所指出 的 很容易在口譯過程中的內(nèi)容的理解 表 5 1 輸入元件地址分配表 控制元件 符號 編號地址 電機開關 SA1 00000 快速下行按鈕 SB2 00001 慢速下壓行程開關 SQ1 00002 保壓壓力繼電器 SP1 00003 卸壓回程開關 SQ2 00004 頂出缸停止按鈕 SB5 00005 頂出缸頂出按鈕 SB4 00006 頂出壓力停止壓力繼電器 SP2 00007 返回按鈕 SB6 00008 總停止按鈕 SB1 00009 表 5 2 輸出元件地址分配表 控制元件 符號 編程地址 電動機 KM 01100 電磁閥接觸器 1YA 01000 電磁閥接觸器 2YA 01001 電磁閥接觸器 3YA 01002 電磁閥接觸器 4YA 01003 電磁閥接觸器 5YA 01004 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 31 電磁閥接觸器 6YA 01005 圖 5 2 工藝流程體現(xiàn)了整個系統(tǒng)的工作過程 清晰的表達系統(tǒng)的運行狀況 圖 5 2 主要工藝流程 壓機工藝動作 調(diào)整 按下相應的按鈕來獲得相應的處理動作 松開停止 半自動過程的動作 按下雙手按鈕 你可以得到滑塊的快與慢下壓制 壓力 卸壓回程 排磚 繪制過程 按下雙手按鈕 你可以滾出去在滑塊快 慢下來壓制 壓力 卸壓 回程 排磚 程序梯形圖 5 3 如下 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 32 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 33 圖 5 3 程序梯形圖 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 34 結論 1 本課題是對液壓系統(tǒng)的一個詳細設計 通過這次畢業(yè)設計 對當前液壓技術的發(fā)展 概況和今后的發(fā)展趨勢有了仔細的了解 2 對主液壓缸進行工況分析 確定負載圖和速度變化圖 擬定液壓原理圖以及電磁鐵 動作順序表 3 根據(jù)液壓原理圖并從系統(tǒng)的技術要求出發(fā) 選擇液壓元件 本設計采用了徑向柱塞 泵作為供油源以及 GE 系列液壓閥 4 對主液壓缸進行設計 確定各部分參數(shù) 繪制液壓缸 5 本設計采用 PLC 控制系統(tǒng) 操作清晰 維修方便 6 在查閱大量資料基礎上還可對設計進行改進 在支撐部分安裝二通插裝閥可避免液 壓機橫梁下滑及響聲問題 限于時間緊迫還未能設計 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 35 參考文獻 1 章宏甲 黃誼 液壓傳動 北京 機械工業(yè)出版社 2000 2 雷天覺 液壓工程手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1990 3 路甬祥 液壓氣動技術手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2003 4 劉德新 袖珍液壓氣動手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2004 5 成大先 機械設計手冊 北京 化學工業(yè)出版社 2004 6 大連第二液壓件廠 液壓元件疊加閥 大連 第二液壓件廠 2000 7 廖念釗 古瑩罨 莫雨松等 互換性與技術測量 北京 中國計量出版社 2002 8 左健民 液壓與氣壓傳動 北京 機械工業(yè)出版社 1990 9 王積偉 液壓傳動 北京 機械工業(yè)出版社 2006 10 周士昌 液壓系統(tǒng)設計圖集 北京 機械工業(yè)出版社 2004 11 官忠范 液壓傳動系統(tǒng) 北京 機械工業(yè)出版社 1997 12 李壽剛 液壓傳動 北京 北京理工大學出版社 1994 13 董林福 趙艷春 液壓與氣動 北京 化學工業(yè)出版社 2005 14 俞新陸 液壓機的設計與應用 北京 機械工業(yè)出版社 2006 15 倪洪啟 牛野 王樹強 四柱液壓機的 PLC 系統(tǒng)設計 沈陽化工大學學報 2011 3 59 62 16 王曄 楊明堂 150t 液壓機液壓系統(tǒng)設計 液壓與氣壓 2010 7 57 59 17 宋麗華 毛君 四柱式液壓機液壓系統(tǒng)設計 機床與液壓 2009 6 106 108 18 俞新陸 液壓機現(xiàn)代設計理論 北京 機械工業(yè)出版社 1987 19 李長久 PLC 原理及應用 北京 機械工業(yè)出版社 2006 20 Fitch E C Hong IT Contamination for the Fluid power Industry HIAC ROYCO 1990 21 Ference Furesz etc Fundamentals of Hydraulic Power Transmission M NEW YORK 1998 22 Z J Lansky etc Industrial Pneumatic Control M NEW POWER 1986 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 液壓系統(tǒng)的 PLC 控制設計 36 致謝 畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲 這也意味著我的大學生活就要結束了 學習生活的點滴 回首走過的歲月 在心里的感覺 當我寫這篇畢業(yè)論文 有浮雕和遺憾的感覺 首先 我要感謝我的指導老師于老師設計的過程是辛苦的 但我在努力完成 于 老師的過程中給了我很大的幫助 沒有他的指導和嚴格要求 我也不能完成設計 每 次遇到問題 我首先要向老師尋求幫助 并在每次老師無論多忙或閑 總是需要時間 來給我面試 然后一起討論解決方案 在日常工作中的老師 幫我做畢業(yè)設計的每個 階段 從選題到查閱資料 本文概述了期中變化的測定 每一個環(huán)節(jié)進行布局調(diào)整后 都給予了我悉心的指導 這幾個月來 老師不僅在學業(yè)上給了我細心的指導 而且在 思想上把我照顧得很好 在這祝向老師致以誠摯的謝意和敬意 其次 感謝這四年來教我知識的老師 畢業(yè)論文能順利完成 最后 向所有幫助過我的四年大學生活中 所有的同學和朋友說謝謝你 本次畢業(yè)設計 培養(yǎng)我們的實踐設計理論 訓練綜合運用機械設計理論及相關課 程 并結合實際生產(chǎn)系統(tǒng)和解決實際工程問題的能力 鞏固 深化和擴大機械設計的 相關知識有重要作用 畢業(yè)論文的寫作是一個系統(tǒng)的學習過程 畢業(yè)論文的完成 同樣也意味著新的開 始 生活 希望你在今后的生活中繼續(xù)追逐最初的夢想 永不放棄