液壓螺母收口機的設(shè)計
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說明書 設(shè)計題目: 液壓螺母收口機的設(shè)計 專業(yè)年級:機械設(shè)計制造及其自動化2011級 學 號: 姓名: 指導教師、稱: 2015 年 5 月 27 日目錄【摘要】I1螺母收口機的設(shè)計- 1 -1.1選題意義及背景介紹- 1 -1.2螺母收口機類型- 2 -2螺母收口機的工作原理- 4 -2.1收口原理- 4 -2.2收口過程分析- 5 -3螺母收口機總體方案確定- 6 -3.1夾具選擇- 7 -3.2收口模具- 8 -4 明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求- 9 -4.1 負載與運動分析- 9 -5 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)- 11 -5.1確定液壓缸工作壓力- 11 -5.2計算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)- 11 -6 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計- 14 -6.1選用執(zhí)行元件- 14 -6.2設(shè)計自動補油的保壓回路回路- 14 -6.3設(shè)計釋壓回路- 15 -6.4 螺母收口機液壓系統(tǒng)原理圖擬定- 17 -7 液壓元件的參數(shù)確定和選擇- 19 -7.1確定液壓泵- 19 -7.2確定其它元件及輔件- 20 -7.2.1油管的選擇- 21 -7.2.2液壓系統(tǒng)的驗算- 22 -7.3液壓缸主要尺寸- 22 -7.3.1液壓缸的壁厚和外徑的計算- 22 -7.3.2最小導向長度以及活塞尺寸- 23 -7.3.3液壓缸蓋的確定- 24 -7.4液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計- 24 -7.4.1缸體與缸蓋的連接形式- 24 -7.4.2活塞與活塞桿的連接- 25 -結(jié)束語- 26 -參考文獻- 27 -致謝- 28 -螺母收口機的設(shè)計機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)【摘要】螺母是機械生產(chǎn)制造中的一種常用零件,其應(yīng)用范圍廣,種類多,可以配合螺栓螺柱共同使用形成螺紋緊固件.在生產(chǎn)加工中起到連接,緊固作用,自鎖收口螺母因其具有良好的防松、抗振效果,并且結(jié)構(gòu)簡單,附加重量輕、強度高等特點在生產(chǎn)加工中更受大家歡迎.但是在目前國內(nèi)的生產(chǎn)中,螺母收口技術(shù)還不成熟,設(shè)備還不夠先進,同時更缺乏可以實現(xiàn)大批量、現(xiàn)代化的生產(chǎn)加工的設(shè)備。螺母收口機就是一種針對自鎖螺母收口加工的設(shè)備,本文將在目前已有的螺母收口加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,對螺母收口機進行改進設(shè)計。主要從其加工的穩(wěn)定性和精度尺寸定位方面著手改進。并分析研究其在加工過程中因加載而影響的運行平穩(wěn).以及在沖壓塑性變形過程中影響的精度定位。本結(jié)構(gòu)設(shè)計才用液壓系統(tǒng)設(shè)計主要解決其加載過程中的運行平穩(wěn)問題、并且設(shè)計循環(huán)加工過程使操作維護簡單易上手,噪音低環(huán)境污染少。還適用于各種規(guī)格的自鎖螺母收口加工及批量生產(chǎn)?!娟P(guān)鍵詞】:自鎖螺母 收口 設(shè)備Design of nuts reducing machineMechanical design manufacture and automation【Abstract】The nut is a common part of mechanical manufacturing, wide application range, variety, can fit bolt stud the common use of formation of threaded fasteners. In the production and processing to connect, fasten nut, Iself-locking closing because of its loose, anti-vibration effect is good, and the structure is simple, the additional weight lightweight, high strength characteristics are more popular in the production process. But in the current domestic production, nut shell nosing technology is still not mature, equipment is not very advanced, equipment and lack of can realize batch, the modernization of production and processing.This machine is a kind of nut for self-locking nuts shell nosing processing equipment, this paper will be in the current structure of nuts reducing machining equipment based on existing, improved the design of the nut sealing machine. Mainly from the processing stability and precision positioning to improve. And the research of the machining process and the effect of loading due to the stable operation of the precision positioning effect. And in the stamping process of plastic deformation. The structure design is designed mainly to solve the problem, the smooth operation of the loading process and design cycle process to make the operation and maintenance easy for hydraulic system, low noise, less environmental pollution. Self-locking nut shell nosing process and batch production can be applied to all kinds of specifications.【Keywords】: self-locking nut nut heal machine1螺母收口機的設(shè)計1.1選題意義及背景介紹螺母作為機械生產(chǎn)制造中的一種常用零件,其應(yīng)用范圍廣,種類多,可以配合螺栓或螺柱共同使用形成螺紋緊固件.在生產(chǎn)加工中起到連接緊固作用,自鎖收口螺母因其具有良好的防松、抗振效果,并且結(jié)構(gòu)簡單,附加重量輕、強度高等特點在生產(chǎn)加工中更受大家歡迎。故設(shè)計一種液壓螺母收口機,在現(xiàn)有的加工設(shè)備基礎(chǔ)上加以改進, 使其在加工中操作更簡單、成本更節(jié)約、生產(chǎn)效率更高、精度更準確。 近幾十年,伴隨著我機械產(chǎn)業(yè)的飛躍發(fā)展,自鎖收口螺母的需求量也越來越大,但在相關(guān)制造企業(yè),生產(chǎn)收口螺母的技術(shù)和設(shè)備跟不上日益需求的質(zhì)量和數(shù)量,隨著科技的發(fā)展及工業(yè)研究領(lǐng)域的突破,自鎖螺母被廣泛使用,此次研究的課題,螺母收口機的設(shè)計就是一種適合自鎖螺母加工生產(chǎn)的設(shè)備,設(shè)計出發(fā)點就是設(shè)計一種生產(chǎn)加工自鎖螺母的裝置并且在現(xiàn)有的加工設(shè)備基礎(chǔ)上加以改進,完善其組織結(jié)構(gòu),使其在加工中操作更簡單、維護更方便、成本更節(jié)約、生產(chǎn)效率更高、精度更準確。然后了解目前國內(nèi)外的加工制造水平,以及行業(yè)內(nèi)的發(fā)展重心,對機械制造行業(yè)其無論從零件生產(chǎn),到設(shè)備組裝過程進行詳細了解。此次課題設(shè)計研究設(shè)計意義:(1)通過此課題的設(shè)計檢驗和鞏固我們所學的理論知識和鍛煉我們實際處理問題能力,也讓我們深入了解了各種結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實生產(chǎn)加工步驟以及設(shè)計思路的實際化。(2)通過此次課題螺母收口機的設(shè)計也是加強我們對液壓系統(tǒng)的理解和對機械設(shè)計中各種零件的使用設(shè)計進一步強化。(3)通過此次設(shè)計可以擴充我們的知識面以及加強我們對機械行業(yè)的認識和對目前國內(nèi)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進一步了解(4)通過此次課題設(shè)計可以在設(shè)計時學習到相關(guān)專業(yè)知識和相關(guān)資料的查閱,提高了自己查閱文獻和相關(guān)資料的能力(5)通過此次課題設(shè)計也是在完善我們的大學生涯,是我們走出社會的第一步設(shè)計。意義也在于鍛煉我們的創(chuàng)新、動手能力,將理論和實際結(jié)合在一起,才能成為一個真正的大學畢業(yè)生。1.2螺母收口機類型目前國內(nèi)市場上有各種螺母收口裝置,現(xiàn)有的主要有兩類:一種是沖壓式的收口設(shè)備,另一種是液壓式收口設(shè)備。采用沖床結(jié)合收口模具進行螺母收口:該方法具有加工效率高的特點,但是機械曲柄壓力機構(gòu)無法實現(xiàn)螺母收口所需的大速度比運動轉(zhuǎn)換,收口時無法避免沖擊載荷,變形太快,變形過程不穩(wěn)定,很難實現(xiàn)精確定位,也無法實現(xiàn)保壓過程,造成螺母收口的尺寸精度難以保障,螺母收口的殘次品率較高,嚴重時,殘次品率超過50%。此外,沖壓式的收口設(shè)備存在著沖擊載荷、變形不均勻、無保壓等缺點。液壓收口機。 采用液壓式收口能夠?qū)崿F(xiàn)螺母收口時加載平穩(wěn)及保壓作用,體積小重量輕,操作方便壽命長。但是液壓式的收口設(shè)備又不適應(yīng)高低速的快速轉(zhuǎn)換,使其生產(chǎn)效率較低不能滿足大規(guī)?;纳a(chǎn)加工。同時,液壓收口機的噪音、污染等環(huán)境也較差。所以現(xiàn)在的設(shè)備很多采用交流伺服電機驅(qū)動,卡盤式收口夾具,沖壓加工。目前國內(nèi)已經(jīng)有部分機械制造廠商已經(jīng)研制出相對精度較高、并且操作簡單的螺母收口設(shè)備。通過對自鎖收口螺母工作原理及加工工藝過程的分析研究,明確了影響螺母收口質(zhì)量的技術(shù)關(guān)鍵?,F(xiàn)有的沖壓式收口存在著沖擊載荷、變形部均勻、無保壓等缺陷,無法保證螺母收口質(zhì)量,而液壓式收口機存在加工效率低等缺點,不能滿足高效生產(chǎn)要求,但是液壓式收口能夠?qū)崿F(xiàn)螺母收口時加載平穩(wěn)及保壓作用,各種元件可以靈活布置,;實現(xiàn)自動自我過載保護;使用礦物性油作工作介質(zhì),使用壽命長。2螺母收口機的工作原理2.1收口原理工作時,液壓系統(tǒng)通過傳動系統(tǒng)驅(qū)動收口夾具對自鎖螺母進行收口,壓頭擠壓螺母使其擠壓變形,當螺母變形量達到尺寸要求時,液壓電動機停止轉(zhuǎn)動,經(jīng)一段時間保壓過程后,電機反轉(zhuǎn),收口模具回到初始位置,完成一個螺母收口工作循環(huán)。2.2收口過程分析通過對螺母收口變形過程和特點的研究以及尺寸精度控制要求和大量生產(chǎn)、試驗結(jié)果分析,結(jié)合生產(chǎn)要求,螺母收口機應(yīng)具有加載平穩(wěn)、重復定位精度高、相應(yīng)速度快、生產(chǎn)效率高等特點,收口工作循環(huán)主要為快進、工進、保壓及快退等。收口模具執(zhí)行件位移線圖如圖2所示。工作循環(huán)中:1)裝卸過程:0t1:設(shè)備進給系統(tǒng)處于停止狀態(tài),進行工件的裝卸;2)快進過程t1t2,裝卸位置的存在使收口模具執(zhí)行件有了較大的空行程,這一過程中收口壓頭應(yīng)盡可能快速接近工件,提高加工效率。3)共進過程:t2t3,收口行程一般嬌小,工進速度應(yīng)該較低,使運動平穩(wěn),使材料變形過程穩(wěn)定,避免沖擊、產(chǎn)生裂紋等缺陷,同時要求設(shè)備實現(xiàn)重復、精度定位;4)保壓過程:t3t4,在收口終止位置短暫保持,使材料充分變形,有效控制回彈量,保證收口尺寸精度;5)快退過程:t4t5,為提高加工效率,裝卸位置能夠在該過程中快速回位;上述工作過程中,平穩(wěn)加載、精度重復定位,以及專門設(shè)置的保壓過程,是保證收口尺寸精度及大批量生產(chǎn)產(chǎn)品收口尺寸一致性的關(guān)鍵。而快進、快退與共進、保壓之間進行大速度比的運動轉(zhuǎn)換是實現(xiàn)大批量高效生產(chǎn)的關(guān)鍵。3螺母收口機總體方案確定 圖3-1液壓缸是最主要的執(zhí)行元件,通過推動活塞實現(xiàn)沖壓收口;機架:是負責固定液壓缸和將各部分元件組裝在一起的連接裝置,并起到穩(wěn)定作用;收口模具:根據(jù)螺母的標準有不同的收口模具,主要負責約束螺母變形,控制螺母收口尺寸;夾具:負責固定螺母。此外還有驅(qū)動裝置,主要由驅(qū)動電機和液壓泵組成,負責驅(qū)動 圖3-2 電機與液壓汞3.1夾具選擇 螺母收口夾具裝置是螺母自動收口機的一部分,現(xiàn)有技術(shù)中主要采用螺旋夾緊機構(gòu),勞動強度大,對中性較差,調(diào)整困難,影響螺母的收口質(zhì)量,因而生產(chǎn)成本高。本夾具操作簡易,節(jié)約成本,降低勞動力,提高穩(wěn)定性和工作效率,適用大規(guī)模生產(chǎn)的收口夾具。該種螺母收口夾具裝置,包括錐套1,面板2面板固定滑槽盤3,滑槽盤上固定有壓板4,壓板固定壓頭,壓頭內(nèi)部安裝彈簧壓釘6和彈簧7,錐套的錐面緊貼著壓頭后端面。本夾具實用性強,操作簡易方便,工作穩(wěn)定。 圖3-3夾具此夾具與現(xiàn)有技術(shù)相比,此夾具裝置結(jié)構(gòu)簡單,結(jié)構(gòu)剛度好,其中錐套的設(shè)計使用旋轉(zhuǎn)體,使其加工工藝得 到了簡化,加工精度較容易得到保證,這對保證加工零件的尺寸而獲得可靠的產(chǎn)品質(zhì)量極 為有利。 該裝置只需更換錐套、滑槽盤、面板便可實現(xiàn)兩點、三點、四點以及橢圓式收口等多 種螺母收口方式的要求,更換方便。 而且對于同類型的自鎖螺母只要其收口方式 ( 即兩點、 三點、四點以及橢圓式 ) 不變,無論其結(jié)構(gòu)尺寸、收口量是多少,就不需更換收口夾具,減少 了更換夾具的次數(shù)和時間,提高了生產(chǎn)效率。 本裝置是螺母自動收口機的一部分,安裝方 3.2收口模具模具是制造生產(chǎn)業(yè)中的基本工藝設(shè)備,涉及于各種制造生產(chǎn)業(yè)的核心領(lǐng)域,一個國家模具技術(shù)的水平就可以體現(xiàn)其強弱。隨著工業(yè)技術(shù)的日益發(fā)展,對模具技術(shù)的要求也原來越高,在各行各業(yè)中盡有體現(xiàn)。本設(shè)計使用的收口模具設(shè)計是根據(jù)收口螺母產(chǎn)品需求的變形形狀來設(shè)計的,以及需要承受多大的負載來選擇它的材料,需要多大的變形程度來設(shè)計它的尺寸。 圖3-4收口模具液壓傳動是通過密閉容積中液體的相對運動,將壓力能轉(zhuǎn)化為機械能,液壓傳動有以下優(yōu)點:傳動平穩(wěn),體積小,構(gòu)造簡單,承載力大調(diào)速范圍大。液壓傳動通過控制能量在液壓介質(zhì)中傳動來傳遞能量,這些傳動的方式在液壓系統(tǒng)中可用流量、壓力來體現(xiàn)。液壓系統(tǒng)的基本回路分為3個方面,壓力控制、流量控制、方向控制。4 明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求本設(shè)計要求設(shè)計的液壓螺母收口機具有快進、工進、保壓、快退功能 液壓系統(tǒng)提供的最大沖壓力F=98000N并可以實現(xiàn)098000N無級調(diào)壓 ,沖壓最大行程L=200mm。4.1 負載與運動分析 (1)工作負載Ft 對液壓螺母收口機來說,工作負載即是液壓缸運動的軸線向。Ft=98000N (2)摩擦阻力Ff摩擦負載是機器固定運動時產(chǎn)生不可避免的負載,按運動來分,為動、靜阻力。 靜摩擦阻力 ( 41 ) 動摩擦阻力 ( 42 )(3)慣性負載慣性負載由質(zhì)量和加速度決定,收口塊模具總重G=1kN,已知換向時間為0.1S,移動的最大速度為快進和快退的速度0.05m/s,故慣性負載為 ( 43 ) (4)重力負載 重力負載 G=0 若液壓缸W=0.9,由上述工作負載、慣性負載等負載力結(jié)果可得,液壓缸總運動階段負載和推力狀態(tài)如下表表4-1 液壓缸總運動階段負載表(單位:N)工況負載組成負載值F/N推力F/W/N啟動加速F=Ffs200210.5N快進F=Ffd+Fm115121N工進F=Ffd100105.3N 保壓F=FR+Ffd0N98000103263.1N快退F=Ff100105.3N5 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 5.1確定液壓缸工作壓力根據(jù)設(shè)計要求油缸產(chǎn)生的推力在098000N之前進行壓力調(diào)節(jié),系統(tǒng)壓強選擇14MP,加工沖壓時的速度在0.002m/s表5-1按負載選擇工作壓力負載/ KN50工作壓力/MPa 0.811.522.53344555.2計算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 根據(jù)加工過程中有快進、快退等工序,選擇單柱活塞液壓缸,快進的時候采用差動連接,將有桿腔的部分液壓油進入無桿腔,并且采用副油箱補液壓油的方式充分實現(xiàn)快進,所以液壓缸其無桿腔工作面積A1應(yīng)該為有桿工作腔面積A2的2倍,參考設(shè)計手冊取d=0.7D。在快進時候,由于液壓系統(tǒng)設(shè)計時設(shè)計了背壓閥,所以油路上具有背壓p2,根據(jù)機械設(shè)計手冊第4卷中關(guān)于液壓系統(tǒng)設(shè)計計算時,可取p2=2MP, 圖5-1液壓缸的面積計算:即有: ( 51 ) ( 52 ) ( 53 ) 按標準取 D=320mm d=225mm無桿腔和有桿腔面積A1、A2為: ( 54 ) ( 55 )液壓缸實際所需流量:(1) 快速進給時液壓缸的輸入流量: ( 56 )(2)工進時液壓缸所需流量: ( 57 )(3)快退時液壓缸所需流量: ( 58 ) 6 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計液壓系統(tǒng)的設(shè)計需要根據(jù)螺母收口機對收口螺母的工作需求設(shè)計,故設(shè)計的液壓系統(tǒng)具備有一定的調(diào)速范圍,無級調(diào)壓能力,以及反復沖壓時的穩(wěn)定性要求。因此該液壓系統(tǒng)的方案應(yīng)該以速度的控制、壓力的調(diào)節(jié)、穩(wěn)定的控制為核心,除此之外,還應(yīng)盡量提高收口工作時的平穩(wěn)性,節(jié)省能耗。6.1選用執(zhí)行元件根據(jù)螺母收口機的收口需求,為達到快進、工進、保壓、快退的工作循環(huán),活塞桿我選用單活塞桿,且。快進時,不增加額外流量作差動連接, (A1 為無桿腔的面積,A2為有桿腔面積)根據(jù)螺母機或需求,為了快進,和快速恢復的工作周期,我選擇單活塞桿??爝M,沒有額外的流差動連接,(無桿腔的面積A1,A2是桿腔大小) 6.2設(shè)計自動補油的保壓回路回路考慮到螺母收口在加工過程中有一定的回彈因素可能影響到收口尺寸的精度,所以提出此系統(tǒng)方案設(shè)計,設(shè)計自動補油的保壓回路設(shè)計,可以讓保壓時間更充分,壓力穩(wěn)定性更好,并且在設(shè)計中利用換向閥中位機能保壓,設(shè)計了自動補油回路,且保壓時間由電氣元件時間繼電器控制,此回路適合要求保壓的系統(tǒng)設(shè)計。原理圖如下: 圖6-2保壓回路原理圖在工作開始的時候,按下開始按鈕使1YA電磁鐵通電,換向閥4的右位接入到回路中,此時液壓缸的上腔成為壓力腔,并且副油箱9的液壓油通過液控單向閥7向液壓缸上腔供油,使活塞快速下行,當?shù)竭_一定的行程后液控單向閥7關(guān)閉,實現(xiàn)共進階段。在壓力到達預(yù)定上限值時壓力繼電器6發(fā)出信號,使換向閥切換成中位;這時液壓泵卸荷,液壓缸由換向閥M型中位機能保壓。當液壓缸8上腔中的壓力值達到預(yù)定值時,壓力繼電器將會發(fā)出一個信號,讓換向閥4的右位接入回路,這時液壓泵給液壓缸上腔補油,使其壓力回升??焖倩赝说臅r候電磁閥2YA通電,使換向閥4左位回路,此時油路給液壓缸的下腔補油從而使活塞快速回退6。6.3設(shè)計釋壓回路釋壓回路的設(shè)計主要目的在使高壓大容量液壓缸中儲存的能量緩緩的釋放,以免其釋放時產(chǎn)生很多的沖擊,常用的液壓缸直徑大于25mm、壓力高于7Mpa時,其油腔在排油前就先須釋壓7根據(jù)設(shè)計很實際的生產(chǎn)需要,選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。其工作原理:當按下開始鍵收,電磁鐵1YA通電使換向閥6的右位接入到回路中,此時液壓油流過換向閥6的右位進入到液壓缸的上腔。同時液壓油的壓力將反饋到壓力繼電器中。同樣當液壓缸15的上腔的壓力值到達一定值時,壓力繼電器將會發(fā)出一個信號,使電磁鐵3YA通電,從而使換向閥5換向,同時電磁鐵4YA也通電使電磁換向閥10接通。此時液壓缸15上腔中的液壓油將在換向閥5接通時經(jīng)過節(jié)流閥9、換向閥10流回油箱,釋放壓力速度由節(jié)流閥控制。當液壓缸15上腔中的壓力降到設(shè)定壓力時,繼電器通電使換向閥6的左位接入油路中,使液控單向閥7打開,使液壓缸15上腔的油通過該液控單向閥14排到副油箱13中去。當設(shè)備在工作的時候,如果出現(xiàn)意外或者故障,使設(shè)備被其他的雜物或加工工件卡死的時候,也就是泵工作的時候,輸出的液壓油壓力會隨著工作的時間而增大,從而無法使液壓油到達液壓缸中,為了保護液壓泵及液壓元件的安全,在泵出油處加一個直動式溢流閥1,起安全閥的作用,當泵的壓力達到溢流閥的導通壓力時,溢流閥打開,液壓油流回油箱。起到保護作用。在液壓系統(tǒng)中,通常情況下都將溢流閥設(shè)置在液壓泵附近,調(diào)壓的同時也能增加液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使零件的加工精度更高。6.4 螺母收口機液壓系統(tǒng)原理圖擬定 圖6-3螺母收口機液壓系統(tǒng)原理圖液壓缸的工作循環(huán) (1)快速下降和工進:按下開始開關(guān)按鈕后,使電磁鐵1YA通電,上腔液壓汞供油,其上腔油路為: 液壓泵1換向閥6節(jié)流閥8壓力繼電器11液壓缸15液壓缸的下腔油路為: 液壓缸15液控單向閥7換向閥6右位電磁閥5背壓閥4油箱油路分析:當按下開始按鈕后,液壓泵1提供的液壓油流過換向閥6的右位,此時油路分為兩條油路,一條路直接通過節(jié)流閥8直接流到液壓缸15的上腔和壓力表,使液壓缸的上腔加壓。另一條油路是通過節(jié)流閥流經(jīng)繼電器11。當液壓缸15下腔的液壓油通過液控單向閥7時由于差動連接設(shè)計,下腔中的液壓油將有一部分經(jīng)過換向閥6的右位流過背壓閥4流到油箱。一部分通過液控單向閥7繼續(xù)流到液壓缸15的上腔中,這是由于產(chǎn)生的背壓使液控單向閥7打開,使副油箱13中的液壓油也經(jīng)過液控單向閥14流入液壓缸15上腔補油。使液壓缸快速下行,當背壓閥的油壓到達一定數(shù)值時液控單向閥7關(guān)閉,副油箱停止向液壓缸15上腔補油,此時進入工進階段7。(2)保壓時的油路分析: 當活塞下降到一定位置時,壓力繼電器將會發(fā)出信號使換電磁鐵1YA斷電,讓換向閥6回到中位,此時液壓泵供油將直接通過背壓閥4進入油箱,從而讓油泵卸荷,油路上既沒有供給液壓油,也沒有排除液壓油,從而達到一個液壓系統(tǒng)保壓階段,使螺母收口充分變形,也防止了反彈變形。(3)歸零回城時的油路分析 當系統(tǒng)保壓時間達到設(shè)計要求時,時間繼電器發(fā)出信號使電磁鐵2YA通電,換向閥6接到左位8。開始回城快速回退此時液壓缸下腔的油路:液壓泵1換向閥6左位液控單向閥7液壓缸15的下腔液壓缸上腔油路:油路1:液壓缸15上腔液控單向閥14副油箱13油路2:液壓缸15上腔節(jié)流閥8換向閥6左位電磁閥5背壓閥4油箱 油路分析:當保壓達到要求后,時間繼電器發(fā)出信號,使電磁鐵2YA通電,換向閥6的左位接入,液壓泵1的液壓油將通過換向閥6的左位經(jīng)過液控單向閥7流到液壓缸15的下腔,而同時液壓缸上腔中的液壓油將通過節(jié)流閥9(與電磁鐵4YA接通),使換向閥10打開,液壓油一部分流經(jīng)換向閥10流到油箱,另外一部分液壓油通過節(jié)流閥9流到換向閥6,再流經(jīng)電磁閥5到背壓閥4進入油箱,并且還有一部分油通過液控單向閥14流到副油箱13.從而使活塞的快速上行,實現(xiàn)快退。7 液壓元件的參數(shù)確定和選擇7.1確定液壓泵本設(shè)計使用的液壓元件只需確定各參數(shù)和規(guī)格,可以直接從各標準液壓元件中選擇。從系統(tǒng)設(shè)計中考慮進油路上的壓力損失P1=1MPa,因此液壓泵的最高工作壓力為: ( 71 )這是液壓泵在工作中需要的最大壓力,考慮到在工作過程中有可能超過此壓力,因此考慮儲備以保證泵的使用壽命的壓力,尤其以Pd約80%的額定壓力泵的壓力,所以選擇泵的額定壓力 ( 72 )液壓泵的最大流量: ( 73 )K系統(tǒng)漏油系數(shù) 取K=1.1由4.1中計算得系統(tǒng)最大流量發(fā)生在快退歸零工況,所以:液壓泵的最大流量: ( 74 )根據(jù)計算的Pn、qp通過查閱文獻15選擇 65YCY14-1B型號柱塞泵,它的容量是65毫升/ r,額定轉(zhuǎn)速1500 r / min選擇驅(qū)動電機: 從前面的負載分析中已經(jīng)得知,最大壓力在工進階段產(chǎn)生,15 mpa液壓泵供油壓力,流量所選泵的流量值,流量為選定的泵的流量值。取液壓泵的效率。則驅(qū)動電機的功率為: ( 75 )選擇:電機型號 Y132S-6 同步轉(zhuǎn)速 1000r/min 7.2確定其它元件及輔件(1) 確定閥類元件及輔件根據(jù)通過各閥類元件及輔件的實際流量,以及系統(tǒng)的最高工作壓力,查閱機械設(shè)計手冊,選擇閥類元件和輔件規(guī)格。(2) 確定油管選擇了液壓泵后,事實上,快進,和控股的速度快速階段,時間,和在液壓缸的流量和原始值,重新計算,結(jié)果如表7。計算抽油桿和油管無桿腔之間,當油壓控制V = 3 m / s。取標準值20mm;取標準值15mm。兩連接管無縫連接在缸筒上,若為固定式的液壓缸。表5 液壓元件規(guī)格及型號序號元件名稱通過的最大流量q/L/min規(guī)格型號額定流量qn/L/min額定壓力Pn/MPa額定壓降Pn/MPa1柱塞式變量泵63YCY14-1B(5.1+22)322二位二通電磁閥8022EF3-E10B3三位四通電磁閥10034DO-B10G-T31.5Mpa4濾油器160AXQFE10BWU-160*1805直動式溢流閥120DBT1/315G246背壓閥80YF3-10B32Mpa7液控單向閥80YAF3-E610B32Mpa8節(jié)流閥80QFF3-E10B9二位二通電磁閥3022EF3B-E10B10壓力繼電器DP1-63B11壓力表KFL8-30E32Mpa 6測點12油箱13液控單向閥YAF3-E610B32通徑。32Mpa14液壓缸 7.2.1油管的選擇 油管是液壓系統(tǒng)中的重要部分,是負責連接各元器件和整個液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵。各元器件間使用的油管的規(guī)格也要按元件的接口尺寸決定,管道長度也由裝配圖確定。而且油管系統(tǒng)中油管的種類很多,有無縫鋼管、銅管、尼龍管、橡膠管等根據(jù)本可以設(shè)計中要求系統(tǒng)壓力在14Mpa左右,因此選擇鋼管做為液壓系統(tǒng)中的油管。7.2.2液壓系統(tǒng)的驗算系統(tǒng)溫升的驗算: 由于在整個工作循環(huán)過程中工進收口過程用的時間最長,發(fā)熱和油溫上升,因此,系統(tǒng)將計算在工作情況,并且近似認為損失的功率都轉(zhuǎn)變成熱量。在工進時,V=0.002m/s=120mm/min ( 76)此時泵的效率為0.92 泵的出口壓力為15Mpa ( 77 ) 所以液壓泵的發(fā)熱量為 H=2.62-1.96=0.66KW 油液溫升近值 17.1 C ( 78 )滿足要求,在系統(tǒng)允許范圍之內(nèi)7.3液壓缸主要尺寸7.3.1液壓缸的壁厚和外徑的計算 液壓缸壁厚是確定氣缸的強度條件。從材料力學,汽缸內(nèi)部壓力下,壁厚的內(nèi)部應(yīng)力分布的變化,一般計算薄壁圓筒和厚壁圓筒9。課題屬于工程機械、液壓缸采用薄壁圓筒結(jié)構(gòu)、薄壁圓筒的公式其中 -液壓缸壁厚(m) -試驗壓力,一般取最大工作壓力的1.251.5倍由于液壓缸的額定壓力p16Mpa,取 -缸筒材料的是許用應(yīng)力。無縫鋼管為100110Mpa,鍛鋼為100120Mpa D-液壓缸內(nèi)徑(m) 所以: ( 79 )由于在中低壓液壓系統(tǒng)中,缸筒的壁厚往往由按結(jié)構(gòu)工藝上的要求決定,所以根據(jù)以往經(jīng)驗 取 =35mm因此液壓缸缸體的外徑D1: 7.3.2最小導向長度以及活塞尺寸 最小導向長度是在活塞全部伸出時,中間點的滑動面活塞導向套的支持9中點的距離。鉛長度大小影響初始擾動程度,缸筒和活塞桿的穩(wěn)定性力量,因此必須使它不少于規(guī)定的最小值。H可以根據(jù)以往經(jīng)驗公式計算: ( 710 ) 其中: L-液壓缸的最大行程 D-液壓缸的內(nèi)徑所以:取 H=200mm活塞的寬度: 液壓缸中活塞的寬度B一般取B=(0.610)D取 B=0.6D=0.6320=192mm7.3.3液壓缸蓋的確定 常用液壓缸一般采用平底缸蓋,計算其厚度h可以按以下公式進行計算無孔時: ( 711 )有孔時: ( 712 ) 其中:h-缸蓋的有效厚度(m) D-缸筒內(nèi)徑(m) -缸蓋孔的直徑(m)所以液壓缸缸蓋厚度 ( 713 )取 h=60mm7.4液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計本文前面是將決定主要液壓缸的尺寸,現(xiàn)在各地的機制設(shè)計。主要包括缸體和缸蓋、活塞和活塞桿連接,活塞桿導向結(jié)構(gòu)等。7.4.1缸體與缸蓋的連接形式 系統(tǒng)的工作壓力和缸體材料與缸體蓋連接方式有聯(lián)系。 此次設(shè)計采用法蘭連接 如圖7-2所示: 圖4-2 缸蓋與缸體法蘭連接法蘭連接主要優(yōu)缺點:優(yōu)點:(1)機構(gòu)簡單 缺點:(1)外形較大 (2)易加工 (2)比螺紋連接重 (3)易裝卸7.4.2活塞與活塞桿的連接 由于本液壓系統(tǒng)工作壓力屬于中低壓設(shè)計,所以在考慮設(shè)計成本及加工容易等問題,本設(shè)計將活塞與活塞桿用螺紋連接。如圖4-3所示: 圖4-3 活塞與活塞桿螺紋連接其特點在于結(jié)構(gòu)簡單,在很多工程機械中應(yīng)用較多,并且能滿足設(shè)計要求活塞桿導向結(jié)構(gòu)及密封裝置結(jié)構(gòu) 活塞桿導向部分的機構(gòu),主要包括活塞桿和端蓋、導向套以及密封圈等裝置結(jié)構(gòu)。此機構(gòu)參照以往液壓缸的經(jīng)典密封裝置設(shè)計。結(jié)束語追趕不上時間,逝去的來不及感嘆,大學生活即將告別,四年多的苦與甜,隨著本次設(shè)計的完成,意味著離開、結(jié)束以及一個新開始。通過這次設(shè)計,我查閱了夾具、模具的設(shè)計工藝,以及用途及工作原理,了解了夾具、模具的設(shè)計步驟,認識了沖壓工藝的過程、原理以及要求,四年的學習中接觸了不少這類知識,如今在畢業(yè)設(shè)計中得以應(yīng)用以及加深認識,受益頗深。參考文獻1 王積偉,章宏甲,黃誼.液壓傳動.第二版.北京:機械工業(yè)出版社,2006.2 馬振福.液壓與氣動傳動.第二版.北京:機械工業(yè)出版社,2004.3 成大先.機械設(shè)計手冊. 北京:化學工業(yè)出版社,2004.4 陳啟松.液壓傳動與控制手冊M. 上海:上海科學技術(shù)出版社,2006.5姜奎華主編.沖壓工藝與模具設(shè)計M.北京:機械工業(yè)出版社,1998.56 高澤遠,王 金主編. 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計.沈陽:東北工學院出版社 19877 鄧星鐘,機電傳動控制(第三版),華中科技大學出版社,2001.8 朱冬梅,胥北瀾.畫法幾何及機械制圖M,高等教育出版社,2000年9 孫 桓,陳作模主編. 機械原理. 北京:高等教育出版社 2000 10 王國平. 自鎖螺母收口夾具的設(shè)計J. 新技術(shù)新工藝 2012.05.0711 王自勤. 螺母收口技術(shù)及數(shù)控螺母收口機研制J. 機械科學與技術(shù) 2011.1012 王曄,楊明堂. 150t液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計J. 液壓與氣動 2010年第8期13 宋麗華,毛君. 四柱式液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計J.機床與液壓.00914 周憶、于今.流體傳動與控制M. 科學出版社,2008 98-9915 GB/T 934-88 自鎖螺母技術(shù)條件S.16 邱宣懷等. 機械設(shè)計M. 第四版 北京高等教育出版社 1997.717 王慧. 液壓傳動M 沈陽 東北大學出版社,200118 陳家兌等. 螺母收口技術(shù)及數(shù)控螺母收口機研制J. 機械科學與技術(shù) 2011.10 第十期 第33卷19 成大先等. 機械設(shè)計手冊M. 單行本-液壓傳動M 北京 200420 彭關(guān)澤. 一種螺母的收口裝置P. 中國實用新型專利 201020638106.1 2010.12.02 致謝 本論文設(shè)計在老師的認真指導和嚴格要求下,一步步慢慢完善,從課題選擇到結(jié)構(gòu)的設(shè)計、夾具模具設(shè)計,這之間查閱資料,詢問交流,學習了不少以前未接觸的新知識。張翔老師對事事毫不馬虎,一點輕微的錯誤都不放過,嚴格要求每個設(shè)計都致達理想,讓我深受感觸,做人做事都不可以隨隨便便蒙混,不認真對待自己,對待你在崗的事業(yè),勢必會是個平凡者。還要感謝陪伴我們四年的輔導員,她還比較年輕,并沒有像其他一些老師跟自己無關(guān)的事就不予管理,我們的輔導員管的事實話說是比較多,但是埋怨過后,想想她也是很辛苦,她大可以也事不關(guān)己高高掛,感謝輔導員四年來的勞苦負責。一直在機械制造自動化專業(yè)待了四年,感覺也很快,現(xiàn)在有些舍不得,工作了之后會覺得學校好,就像以往放假了會想著上學一樣,失去的才會覺得珍貴。還有四年來教導過我們的各位老師,您是我們?nèi)松倪^客,我們也是您人生的過客,但是師生輕易卻不會如過客一般隨時間消逝,感謝你們的辛勤教導。這次設(shè)計是對自己大學四年所學知識的一次知識閱兵,意識到自己知識的薄弱,專業(yè)性的知識不夠充實。即使畢業(yè)離校后不再讀書上課,但活到老學到老,今后自己的求學之路還很漫長,不斷努力使自己愈發(fā)強大。- 26 -液壓系統(tǒng)一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成,即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、無件和液壓油。動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,指液壓系統(tǒng)中的油泵,它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能,驅(qū)動負載作直線往復運動或回轉(zhuǎn)運動。 控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同,液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等;流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等;方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同,液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計等。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì),有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。 液壓的原理 它是由兩個大小不同的液缸組成的,在液缸里充滿水或油。充水的叫“水壓機”;充油的稱“油壓機”。兩個液缸里各有一個可以滑動的活塞,如果在小活塞上加一定值的壓力,根據(jù)帕斯卡定律,小活塞將這一壓力通過液體的壓強傳遞給大活塞,將大活塞頂上去。設(shè)小活塞的橫截面積是S1,加在小活塞上的向下的壓力是F1。于是,小活塞對液體的壓強為P=F1/SI, 能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞”。大活塞所受到的壓強必然也等于P。若大活塞的橫截面積是S2,壓強P在大活塞上所產(chǎn)生的向上的壓力F2=PxS2 ,截面積是小活塞橫截面積的倍數(shù)。從上式知,在小活塞上加一較小的力,則在大活塞上會得到很大的力,為此用液壓機來壓制膠合板、榨油、提取重物、鍛壓鋼材等。 液壓傳動的發(fā)展史 液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動,是根據(jù)17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù),1795年英國約瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814),在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺水壓機。1905年將工作介質(zhì)水改為油,又進一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀末 20 世紀初的20年間,才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20 世紀初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)對能量波動傳遞所進行的理論及實際研究;1910年對液力傳動(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻,使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間,在美國機床中有30%應(yīng)用了液壓傳動。應(yīng)該指出,日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速發(fā)展液壓傳動,1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。近2030 年間,日本液壓傳動發(fā)展之快,居世界領(lǐng)先地位。 液壓傳動有許多突出的優(yōu)點,因此它的應(yīng)用非常廣泛,如一般工。業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等;行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等;鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等;土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)等;發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等;船舶用的甲板起重機械(絞車)、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等;特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等;軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。 液壓油作為動力介質(zhì)廣泛應(yīng)用于油壓機械。油液類型包括合成化合物,礦物油,水和水基混合物。油液分布在機械設(shè)備的制動系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中。液壓系統(tǒng)是非常普遍的飛機飛行控制系統(tǒng)。液壓系統(tǒng),如上面提到的那些, 如果使用低壓縮,將最有效地利用工作液壓油。由于工業(yè)液壓系統(tǒng)快速循環(huán)運行數(shù)百至數(shù)千次,導致氣溫達數(shù)百攝氏度,可能造成元件失靈,對系統(tǒng)造成嚴重傷害,因此液壓系統(tǒng)需要經(jīng)常維護。為了財產(chǎn)安全要使用專門的耐火液體。飛機中使用的液壓系統(tǒng)中一般是始于制動系統(tǒng)。引文需要飛機的性能提高于20世紀中葉,軍事所需的機械飛行控制成為難題,并介紹了液壓系統(tǒng),以減少試點工作。液壓執(zhí)行器控制閥生產(chǎn)屬直接經(jīng)營投入,由空勤人員(液壓機械)或由計算機管制(飛線),見飛行控制。液壓動力可以用于其他目的。它可以儲存在蓄電池啟動輔助動力單元( APU )中來自動啟動飛機的主引擎。許多飛機配備M61液壓動力來驅(qū)動火炮系統(tǒng),提高了可靠行,不易引起火災(zāi)。液壓系統(tǒng)自身的動力來源于泵驅(qū)動,泵與發(fā)動機相連直接供電。當液壓系統(tǒng)操作存在問題時可以直接關(guān)閉發(fā)動機,對系統(tǒng)維護非常有用。 飛機液壓油有各種規(guī)格: 液壓油經(jīng)常暴露于工作場所。某些動物吞咽或吸入酷似飲用水的液壓油可造成神經(jīng)損傷,甚至導致死亡。有些類型的液壓油會刺激你的皮膚或眼睛。在這些油液中發(fā)現(xiàn)了國家環(huán)境保護署( EPA )確定的1428中有害物質(zhì)中的至少10種 。 什么是液壓油?液壓油是多種化學物質(zhì)組成的液體。它們被用于汽車的自動變速箱,或叉車、拖拉機、推土機、工業(yè)機械和飛機的制動系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。三種最常見類型的液壓油是礦物油型,合成油型以及水液型 。一些液壓油的商品說明中說自己的產(chǎn)品已經(jīng)通過了國際上的許多檢驗,但并不意味著此種液壓油不含有毒物質(zhì)。 液壓油是由原油和某些材料生產(chǎn),因此有些液壓油是溫和的,有的有油膩味有的沒有任何氣味,有些易燃有些不會燃燒。液壓油進入環(huán)境時會發(fā)生什么變化?當液壓油從機械或從儲存區(qū)和廢物場地中泄露出去后,如果蔓延到土壤,液壓油中的某些化學物質(zhì)可能分解在空氣、土壤或水中,但分解了多少目前尚不清楚;某些成分將繼續(xù)滲透到地下水,沉淀在底部,足以呆在那里一年之久。 魚類如果生活在受污染的水中,那么他們體內(nèi)可能含有一些液壓油成分。 人是怎么接觸到液壓油的呢?當你生活在被污染的水或土壤以及危險廢物場地或工業(yè)設(shè)施附近時,空氣中存在大量的揮發(fā)性的液壓油分子,當吸入這些揮發(fā)性的液壓油分子后,類似于間接的觸摸或吞咽液壓油。由于液壓油實際上是化學品的混合物,人很難在空氣中發(fā)覺出來。吸入大量的某些類型的液壓油可引起肺炎,腸出血,甚至死亡。如果對此知之甚少很可能會影響您的健康。吞食或吸入液壓油能影響動物的神經(jīng)系統(tǒng)。家兔吸入某種非常高成分的液壓油造成肺部擁擠,出現(xiàn)呼吸困難,并表現(xiàn)為昏昏欲睡。如果有動物吞食了液壓油,會立即全身震顫,腹瀉,出汗,呼吸困難,一段時間內(nèi)四肢無力,甚至幾個星期后癱瘓。這都是液壓油的直接影響造成的,因為液壓油能破壞體內(nèi)行動的某些酶。沒有報告說人吞咽或呼吸此種類型的液壓油,會造成這些影響。當某些類型的液壓油不慎進入眼中或接觸到皮膚,在很短的時間內(nèi),會有發(fā)紅和腫脹的現(xiàn)象發(fā)生。目前還不清楚液壓油是否會導致出生缺陷或?qū)ι秤杏绊憽?是否有醫(yī)療測試,以查看我們有沒有接觸到液壓油?血液,尿液或糞便中不能測試液壓油含量,但液壓油中的某些化學成分是可測量的。一些液壓油阻止某些酶的活性,通過測試血液中這些酶的含量可以間接衡量。然而,許多其他化學物質(zhì)也可能造成這種效果。這個測試在醫(yī)院的普通化驗室很難測量,只有在特殊實驗室的專用設(shè)備下才可以辦到。 聯(lián)邦政府是否已經(jīng)提出了一些措施,以保護人類健康?對于可能造成不良影響的主要液壓油,聯(lián)邦政府已經(jīng)有明確的規(guī)定和限制場合,以保證人類健康。例如,礦物油,一種類型的液壓油的主要化學成分,分屬于石油餾分類化學品,有規(guī)章嚴格限制這些化學品。 職業(yè)安全及健康管理( OSHA )建立了一個接觸限值為2000毫克每立方米(毫克/立方米)石油蒸餾的8小時工作日, 40小時工作制。國立職業(yè)安全及健康( NIOSH )建議的石油蒸餾工作日限制為350毫克/立方米10小時, 40小時工作制。 液壓技術(shù)被引入工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有一百多年的歷史了,隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展,液壓技術(shù)更日新月異。伴隨著數(shù)學、控制理論、計算機、電子器件和流體力學的發(fā)展,出現(xiàn)了液壓伺服系統(tǒng),并作為一門應(yīng)用科學已經(jīng)發(fā)展成熟,形成自己的體系和一套行之有效的分析和設(shè)計方法。下面是液壓系統(tǒng)設(shè)計的方法和注意問題:液壓機的總體布局和工藝要求,包括采用液壓傳動所完成的機床運動種類、機械設(shè)計時提出可能用的液壓執(zhí)行元件的種類和型號、執(zhí)行元件的位置及其空間的尺寸范圍、要求的自動化程度等;液壓機的工作循環(huán)、執(zhí)行機構(gòu)的運動方式,以及完成的工作范圍。液壓執(zhí)行元件的運動速度、調(diào)速范圍、工作行程、載荷性質(zhì)和變化范圍;各部件的動作順序和互鎖要求,以及各部件的工作環(huán)境與占地面積等;液壓系統(tǒng)的工作性能,如工作平穩(wěn)性、可靠性、換向精度、停留時間和沖出量等方面的要求;其它要求,如液壓裝置的質(zhì)量、外形尺寸和經(jīng)濟性等。 設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)的步驟:明確對液壓傳動系統(tǒng)的工作要求,是設(shè)計液壓傳動系統(tǒng)的依據(jù),由使用部門以技術(shù)任務(wù)書的形式提出;擬定液壓傳動系統(tǒng)圖,根據(jù)工作部件的運動形式,合理地選擇液壓執(zhí)行元件;根據(jù)工作部件的性能要求和動作順序,列出可能實現(xiàn)的各種基本回路。此時應(yīng)注意選擇合適的調(diào)速方案、速度換接方案,確定安全措施和卸荷措施,保證自動工作循環(huán)的完成和順序動作和可靠。液壓傳動方案擬定后,應(yīng)按國家標準規(guī)定的圖形符號繪制正式原理圖。圖中應(yīng)標注出各液壓元件的型號規(guī)格,還應(yīng)有執(zhí)行元件的動作循環(huán)圖和電氣元件的動作循環(huán)表,同時要列出標準元件及輔助元件一覽表。計算液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)和選擇液壓元件;計算液壓缸的主要參數(shù);計算液壓缸所需的流量并選用液壓泵;選用油管;選取元件規(guī)格;計算系統(tǒng)實際工作壓力;計算功率,選用電動機;發(fā)熱和油箱容積計算;液壓系統(tǒng)油溫升高的原因、后果及解決措施液壓系統(tǒng)在工作中有能量損失,包括壓力損失、容積損失和機械損失三方面,這些損失轉(zhuǎn)化為熱能,使液壓系統(tǒng)的油溫升高。一般液壓系統(tǒng)的油溫應(yīng)控制在(30-60)范圍內(nèi),最高不超過(60-70)。油溫升高會引起一系列不良后果:(1)使油液粘度下降,泄漏增加,降低了容積效率,甚至影響工作機構(gòu)的正常運動;(2)使油液變質(zhì),產(chǎn)生氧化物雜質(zhì),堵塞液壓元件中的小孔或縫隙,使之不能正常工作;(3)引起熱膨脹系數(shù)不同的相對運動零件之間的間隙變小,甚至卡死,無法運動;(4)引起機床或機械的熱變形,破壞原有的精度。保證液壓系統(tǒng)正常工作溫度的措施:當壓力控制閥的調(diào)定值偏高時,應(yīng)降低工作壓力,以減少能量損耗;由于液壓泵及其連接處的泄漏造成容積損失而發(fā)熱時,應(yīng)緊固各連接處,加強密封;當油箱容積小、散熱條件差時,應(yīng)適當加大油箱容積,必要時設(shè)置冷卻器;由于油液粘度太高,使內(nèi)磨擦增大而發(fā)熱時,應(yīng)選用粘度低的液壓油;當油管過于細長并彎曲,使油液的沿程阻力損失增大、油溫升高時,應(yīng)加大管徑,縮短管路,使油液通暢;由于周圍環(huán)境溫度過高使油溫升高時,要利用隔熱材料和反射板等,使系統(tǒng)和外界隔絕;高壓油長時間不必要地從溢流閥回油箱,使油溫升高時,應(yīng)改進回路設(shè)計,采用變量泵或卸荷措施空氣侵入到液壓系統(tǒng)的不良后果主要有:使油液具有一定的壓縮性,致使系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲、振動和引起運動部件的爬行,破壞了工作的平穩(wěn)性;易使油液氧化變質(zhì),降低油液的使用壽命。解決措施:1、空氣由油箱進入系統(tǒng)的機會較多,如油箱的油量不足;液壓泵吸油管侵入油中太短;吸油管和回油管在油箱中距離太近或沒有用隔板隔開;回油飛濺,攪成泡沫;液壓泵吸入空氣;回油管沒有插入油箱,使回油沖出油面和箱壁,在油面上會產(chǎn)生大量氣泡,使空氣與油一起吸入系統(tǒng)。因此,油箱的油面要經(jīng)常保持足夠的高度;吸油管和回油管應(yīng)保證在最低油面以下,兩者要用隔板隔開;2、由于密封不嚴或管接頭處和液壓元件接合面處的螺釘擰得不緊,外界空氣就會從這些地方侵入;系統(tǒng)中低于大氣壓部分,如液壓泵的吸油腔、吸油管和壓油管中油流速度較高(壓力低)的局部區(qū)域;在系統(tǒng)停止工作,系統(tǒng)中回油腔的油液經(jīng)回油管返回油箱時,也會形成局部真空的區(qū)域,在這些區(qū)域空氣最容易侵入。因此,要盡量防止各處的壓力低于大氣壓力;各個密封部件均應(yīng)使用良好的密封裝置,管接頭和各接合面處的螺釘應(yīng)擰緊;經(jīng)常清洗液壓泵吸油口處的過濾器,以防止吸油阻力增大而把溶解在油中的空氣游離出來進入系統(tǒng);3、液壓設(shè)備的液壓缸上最好設(shè)有排氣裝置,以排除系統(tǒng)中的空氣由于液壓泵流量不足,致使系統(tǒng)中流量不足時,應(yīng)檢查液壓泵零件是否有損壞情況,及時地更換或修復損壞超差件;如果因泵內(nèi)吸入空氣影響了液壓泵的流量,則要采取措施,防止空氣吸入,變量泵由于變量機構(gòu)工作不良影響泵的流量,應(yīng)對變量機構(gòu)拆卸、清洗或修理、更換;壓力分配閥工作不良引起流量不足時,應(yīng)修理或更換;因油液粘度不合適而影響流量時,要更換粘度適當?shù)挠鸵海⒆⒁庥蜏貙φ扯鹊挠绊?;溢流閥工作不良影響流量時,應(yīng)采取措施,使其工作正常;由于液壓缸、閥等元件泄漏嚴重,造成流量不足時,應(yīng)針對不同情況采取相應(yīng)的措施;流量控制閥的調(diào)節(jié)機構(gòu)工作不正常時,應(yīng)根據(jù)零件損壞情況予以修復或更新、或拆開清洗,使調(diào)節(jié)機構(gòu)動作靈活,工作正常。 液壓系統(tǒng)中噪聲產(chǎn)生原因及解決措施空氣侵入液壓系統(tǒng)是產(chǎn)生噪聲的主要原因。因為液壓系統(tǒng)侵入空氣時,在低壓區(qū)其體積較大,當流到高壓區(qū)時受壓縮,體積突然縮小,而當它流入低壓區(qū)時,體積突然增大,這種氣泡體積的突然改變,產(chǎn)生“爆炸”現(xiàn)象,因而產(chǎn)生噪聲,此現(xiàn)象通常稱為“空穴”。針對這個原因,常常在液壓缸上設(shè)置排氣裝置,以便排氣。另外在開車后,使執(zhí)行件以快速全行程往復幾次排氣,也是常用的方法; 液壓泵或液壓馬達質(zhì)量不好,通常是液壓傳動中產(chǎn)生噪聲的主要部分。液壓泵的制造質(zhì)量不好,精度不符合技術(shù)要求,壓力與流量波動大,困油現(xiàn)象未能很好消除,密封不好,以及軸承質(zhì)量差等都是造成噪聲的主要原因。在使用中,由于液壓泵零件磨損,間隙過大,流量不足,壓力易波動,同樣也會引起噪聲。面對上述原因,一是選擇質(zhì)量好的液壓泵或液壓馬達,二是加強維修和保養(yǎng),例如若齒輪的齒形精度低,則應(yīng)對研齒輪,滿足接觸面要求;若葉片泵有困油現(xiàn)象,則應(yīng)修正配油盤的三角槽,消除困油;若液壓泵軸向間隙過大而輸油量不足,則應(yīng)修理,使軸向間隙在允許范圍內(nèi);若液壓泵選用不對,則應(yīng)更換;溢流閥不穩(wěn)定,如由于滑閥與閥孔配合不當或錐閥與閥座接觸處被污物卡住、阻尼孔堵塞、彈簧歪斜或失效等使閥芯卡住或在閥孔內(nèi)移動不靈,引起系統(tǒng)壓力波動和噪聲。對此,應(yīng)注意清洗、疏通陰尼孔;對溢流閥進行檢查,如發(fā)現(xiàn)有損壞,或因磨損超過規(guī)定,則應(yīng)及時修理或更換;換向閥調(diào)整不當,使換向閥閥芯移動太快,造成換向沖擊,因而產(chǎn)生噪聲與振動。在這種情況下,若換向閥是液壓換向閥,則應(yīng)調(diào)整控制油路中的節(jié)流元件,使換向平穩(wěn)無沖擊。在工作時,液壓閥的閥芯支持在彈簧上,當其頻率與液壓泵輸油率的脈動頻率或與其它振源頻率相近時,會引起振動,產(chǎn)生噪聲。這時,通過改變管路系統(tǒng)的固有頻率,變動控制閥的位置或適當?shù)丶有钅芷?,則能防振降噪。機械振動,如油管細長,彎頭多而未加固定,在油流通過時,特別是當流速較高時,容易引起管子抖動;電動機和液壓泵的旋轉(zhuǎn)部分不平衡,或在安裝時對中不好,或聯(lián)軸節(jié)松動等,均能產(chǎn)生振動和噪聲。對此應(yīng)采取的措施有:較長油管應(yīng)彼此分開,并與機床壁隔開,適當加設(shè)支承管夾;調(diào)整電動機和液壓泵的安裝精度;重新安裝聯(lián)軸節(jié),保證同軸度小于0.1MM等。液壓系統(tǒng)在制造、試驗、使用和儲存中都會受到污染,而清洗是清除污染,使液壓油、液壓元件和管道等保持清潔的重要手段。生產(chǎn)中,液壓系統(tǒng)的清洗通常有主系統(tǒng)清洗和全系統(tǒng)清洗。全系統(tǒng)清洗是指對液壓裝置的整個回路進行清洗,在清洗前應(yīng)將系統(tǒng)恢復到實際運轉(zhuǎn)狀態(tài)。清洗介質(zhì)可用液壓油,清洗時間一般為2-4小時,特殊情況下也不超過10小時,清洗效果以回路濾網(wǎng)上無雜質(zhì)為標準。一般液壓系統(tǒng)清洗時,多采用工作用的液壓油或試車油。不能用煤油、汽油、酒精、蒸氣或其它液體,防止液壓元件、管路、油箱和密封件等受腐蝕。為了防止外界濕氣引起銹蝕,清洗結(jié)束時,液壓泵還要連續(xù)運轉(zhuǎn),直到溫度恢復正常為止,清洗后要將回路內(nèi)的清洗油排除干凈。詞匯 添加劑:物質(zhì)添加到另一個少量以提高其性能。 中科院:化學文摘社。 致癌性:能夠?qū)е掳┌Y。 石油餾分:化學部分石油。Hydraulic SystemA complete hydraulic system consists of five parts, namely, power components, the implementation of components, control components, no parts and hydraulic oil. The role of dynamic components of the original motive fluid into mechanical energy to the pressure that the hydraulic system of pumps, it is to power the entire hydraulic system. The structure of the form of hydraulic pump gears are generally pump, vane pump and piston pump. Implementation of components (such as hydraulic cylinders and hydraulic motors) which is the pressure of the liquid can be converted to mechanical energy to drive the load for a straight line reciprocating movement or rotational movement. Control components (that is, the various hydraulic valves) in the hydraulic system to control and regulate the pressure of liquid, flow rate and direction. According to the different control functions, hydraulic valves can be divided into the village of force control valve, flow control valves and directional control valve. Pressure control valves are divided into benefits flow valve (safety valve), pressure relief valve, sequence valve, pressure relays, etc.; flow control valves including throttle, adjusting the valves, flow diversion valve sets, etc.; directional control valve includes a one-way valve , one-way fluid control valve, shuttle valve, valve and so on. Under the control of different ways, can be divided into the hydraulic valve control switch valve, control valve and set the value of the ratio control valve. Auxiliary components, including fuel tanks, oil filters, tubing and pipe joints, seals, pressure gauge, oil level, such as oil dollars. Hydraulic oil in the hydraulic system is the work of the energy transfer medium, there are a variety of mineral oil, emulsion oil hydraulic molding Hop categories. Hydraulic principle It consists of two cylinders of different sizes and composition of fluid in the fluid full of water or oil. Water is called hydraulic press; the said oil-filled hydraulic machine. Each of the two liquid a sliding piston, if the increase in the small piston on the pressure of a certain value, according to Pascals law, small piston to the pressure of the pressure through the liquid passed to the large piston, piston top will go a long way to go. Based cross-sectional area of the small piston is S1, plus a small piston in the downward pressure on the F1. Thus, a small piston on the liquid pressure to P = F1/SI, Can be the same size in all directions to the transmission of liquid. By the large piston is also equivalent to the inevitable pressure P. If the large piston is the cross-sectional area S2, the pressure P on the piston in the upward pressure generated F2 = PxS2 ,Cross-sectional area is a small multiple of the piston cross-sectional area. From the type known to add in a small piston of a smaller force, the piston will be in great force, for which the hydraulic machine used to suppress plywood, oil, extract heavy objects, such as forging steel. History of the development of hydraulic And air pressure drive hydraulic fluid as the transmission is made according to the 17th century, Pascals principle of hydrostatic pressure to drive the development of an emerging technology, the United Kingdom in 1795 Joseph (Joseph Braman ,1749-1814), in London water as a medium to form hydraulic press used in industry, the birth of the worlds first hydraulic press. Media work in 1905 will be replaced by oil-water and further improved. World War I (1914-1918) after the extensive application of hydraulic transmission, especially after 1920, more rapid development. Hydraulic components in the late 19th century about the early 20th century, 20 years, only started to enter the formal phase of industrial production. 1925 Vickers (F. Vikers) the invention of the pressure balanced vane pump, hydraulic components for the modern industrial or hydraulic transmission of the gradual establishment of the foundation. The early 20th century Constantine (G Constantimsco) fluctuations of the energy carried out by passing theoretical and practical research; in 1910 on the hydraulic transmission (hydraulic coupling, hydraulic torque converter, etc.) contributions, so that these two areas of development. The Second World War (1941-1945) period, in the United States 30% of machine tool applications in the hydraulic transmission. It should be noted that the development of hydraulic transmission in Japan than Europe and the United States and other countries for nearly 20 years later. Before and after in 1955, the rapid development of Japans hydraulic drive, set up in 1956, Hydraulic Industry. Nearly 20 to 30 years, the development of Japans fast hydraulic transmission, a world leader. Hydraulic transmission There are many outstanding advantages, it is widely used, such as general workers. Plastic processing industry, machinery, pressure machinery, machine tools, etc.; operating machinery engineering machinery, construction machinery, agricultural machinery, automobiles, etc.; iron and steel industry metallurgical machinery, lifting equipment, such as roller adjustment device; civil water projects with flood control the dam gates and devices, bed lifts installations, bridges and other manipulation of institutions; speed turbine power plant installations, nuclear power plants, etc.; ship deck crane (winch), the bow doors, bulkhead valves, such as the stern thruster ; special antenna technology giant with control devices, measurement buoys, movements such as rotating stage; military-industrial control devices used in artillery, ship anti-rolling devices, aircraft simulation, aircraft retractable landing gear and rudder control devices and other devices. Hydraulic fluids are a large group of fluids used as the motive medium in hydraulic machinery. Fluid types include synthetic compounds, mineral oil, water, and water-based mixtures. The fluids are found in machinery and equipment ranging from brakes, power steering systems. Hydraulic systems are very common in aircraft flight control systems.Hydraulic systems like the ones mentioned above will work most efficiently if the hydraulic fluid used has low compressibility.Because industrial hydraulic systems operate at hundreds to thousands of PSI and temperatures reaching hundreds of degrees Celsius, severe injuries and death can result from component failures and care must always be taken when performing maintenance on hydraulic systems.Fire resistance is a property available with specialized fluids.The use of hydraulic systems in aircraft almost certainly began with braking systems.citation needed As aircraft performance increased in mid-20th century, the amount of force required to operate mechanical flight controls became excessive, and hydraulic systems were introduced to reduce pilot effort. The hydraulic actuators are controlled by valves; these in turn are operated directly by input from the aircrew (hydro-mechanical) or by computers obeying control laws (fly by wire). See flight controls.Hydraulic power is used for other purposes. It can be stored in accumulators to start an auxiliary power unit (APU) for self-starting the aircrafts main engines. Many aircraft equipped with the M61 family of cannon use hydraulic power to drive the gun system, permitting reliable high rates of fire.The hydraulic power itself comes from pumps driven by the engines directly, or by electrically driven pumps. Electric pumps can provide both redundancy and the means of operating hydraulic systems without starting the engines, which can be very useful during maintenance.Aircraft hydraulic fluids fall under various specifications:Exposure to hydraulic fluids occurs mainly in the workplace. Drinking certain types of hydraulic fluids can cause death in humans, and swallowing or inhaling certain types of hydraulic fluids has caused nerve damage in animals. Contact with some types of hydraulic fluids can irritate your skin or eyes. These substances have been found in at least 10 of the 1,428 National Priorities List sites identified by the Environmental Protection Agency (EPA).What is hydraulic fluids? Hydraulic fluids are a large group of liquids made of many kinds of chemicals. They are used in automobile automatic transmissions, brakes, and power steering; fork lift trucks; tractors; bulldozers; industrial machinery; and airplanes. The three most common types of hydraulic fluids are mineral oil, organophosphate ester, and polyalphaolefin. Some of the trade names for hydraulic fluids include Durad®, Fyrquel®, Skydrol®, Houghton-Safe®, Pydraul®, Reofos®, Reolube®, and Quintolubric®. (Use of trade names is for identification only and does not imply endorsement by the Agency for Toxic Substances and Disease Registry, the Public Health Service, or the U.S. Department of Health and Human Services.)Some hydraulic fluids have a bland, oily smell and others have no smell; some will burn and some will not burn. Certain hydraulic fluids are produced from crude oil and others are manufactured.What happens to hydraulic fluids when it enters the environment? Hydraulic fluids can enter the environment from spills, leaks in machines that use them, or from storage areas and waste sites. If spilled on soil, some of the ingredients in hydraulic fluids will stay on top and others will sink into the groundwater. In water, some hydraulic fluids ingredients will transfer to the bottom and can stay there for more than a year. Certain chemicals in hydraulic fluids may break down in air, soil, or water, but how much breaks down isnt known. Fish may contain some hydraulic fluids if they live in contaminated water. How might I be exposed to hydraulic fluids? Touching or swallowing hydraulic fluids. Breathing hydraulic fluids in the air near machines where hydraulic fluids are used. Touching contaminated water or soil near hazardous waste sites or industrial manufacturing facilities that use or make hydraulic fluids. How can hydraulic fluids affect my health? Little is known about how hydraulic fluids can affect your health. Since hydraulic fluids are actually mixtures of chemicals, some of the effects seen may be caused by additives in the hydraulic fluids.In people, the effects of breathing air with high levels of hydraulic fluids are not known. Drinking large amounts of some types of hydraulic fluids can cause pneumonia, intestinal bleeding, or death in humans. Weakness of the hands was seen in a worker who touched a lot of hydraulic fluids.Rabbits that inhaled very high levels of one type of hydraulic fluid had trouble breathing, congested lungs, and became drowsy. The nervous systems of animals that swallowed or inhaled other hydraulic fluids were affected immediately with tremors, diarrhea, sweating, breathing difficulty, and sometimes several weeks later with weakness of the limbs, or paralysis. The immediate effects are caused because hydraulic fluids stop the action of certain enzymes, called cholinesterases, in the body. There are no reports of people swallowing or breathing the types of hydraulic fluids that cause these effects. When certain types of hydraulic fluids were put into the eyes of animals or allowed to touch the skin of people or animals for short periods of time, redness and swelling occurred. It is not known whether hydraulic fluids can cause birth defects or reproductive effects.Is there a medical test to show whether Ive been exposed to hydraulic fluids? Hydraulic fluids cant be measured in blood, urine, or feces, but certain chemicals in the hydraulic fluids can be measured. Some of the hydraulic fluids stop the activity of certain enzymes, called cholinesterases, in blood and this activity can be measured. However, many other chemicals also cause this effect. This test isnt available at most doctors offices, but can be done at special laboratories that have the right equipment.Has the federal government made recommendations to protect human health? There are no federal government recommendations to protect humans from the health effects of the major hydraulic fluids. However, mineral oil, the major chemical ingredient of one type of hydraulic fluid, is part of the petroleum distillate class of chemicals and there are regulations for these chemicals.The Occupational Safety and Health Administration (OSHA) has set an exposure limit of 2,000 milligram per cubic meter (mg/m³) petroleum distillates for an 8-hour workday, 40-hour workweek. The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) recommends an exposure limit of 350 mg/m³ petroleum distillates for a 10-hour workday, 40-hour workweek.Hydraulic technology has been the introduction of industry have a history of more than one hundred years. With the rapid development of industrial, hydraulic technology with each passing day. Along with mathematics, control theory, computers, electronic devices and the development of fluid mechanics, a hydraulic servo system. And as an applied science that has come of a
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