五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[機(jī)械畢業(yè)論文-答辯通過]

優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，咨詢 QQ：414951605 或 1304139763西安科技大學(xué)高新學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）系 別 ： 機(jī)電信息學(xué)院專 業(yè) ： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號(hào)：設(shè) 計(jì) (論 文 )題 目 ： 五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)起 迄 日 期 : 設(shè) 計(jì) (論 文 )地 點(diǎn) : 西安科技大學(xué)高新學(xué)院指 導(dǎo) 教 師 :專 業(yè) 教 研 室 負(fù) 責(zé) 人 :2012 年 月 日I摘 要本設(shè)計(jì)是通過對(duì)五金制釘機(jī)工作原理、工作的環(huán)境和工作的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際，在進(jìn)行細(xì)致觀察后，對(duì)五金制釘機(jī)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)組成的各元件進(jìn)行了選型、計(jì)算和校核。本文設(shè)計(jì)的五金制釘機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：液壓系統(tǒng)工作壓力 8-16MPa； 切斷剪力165.64kN； 鐓粗力 166.84kN; 每根金屬線的直徑為 1.6mm, 每分鐘循環(huán)次數(shù) 86 次。經(jīng)過設(shè)計(jì)完全滿足任務(wù)書的課題要求。關(guān)鍵詞：五金制釘機(jī)，液壓設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）AbstractThe design is based on metal nail-making machine working principle, the working environment and the working characteristics of the analysis, and combined with the practice, the careful observation, the metal nail-making machine structure of the overall design, the various parts of the selection, calculation and checking.In this paper the design of hardware nail-making machine main technical parameters: hydraulic system working pressure 8-16MPa; cutting shear upsetting force of 165.64kN; 166.84kN; each wire diameter 1.6mm, 86 times the number of cycles per minute. After the design fully meets the demands of the subject.Key Words: metal nail-making machine, hydraulic design, structural design五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III目 錄摘 要 .IAbstract .II目 錄 .III第 1 章 概述.61.1 液壓傳動(dòng)發(fā)展概況 .61.2 液壓傳動(dòng)的工作原理及組成部分 .61.2.1 液壓傳動(dòng)的工作原理 .61.2.2 液壓傳動(dòng)的組成部分 .71.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) .81.4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求 .91.4.1 設(shè)計(jì)步驟 .91.4.2 明確設(shè)計(jì)要求 .9第 2 章 制釘機(jī)總體結(jié)構(gòu)與液壓原理設(shè)計(jì).102.1 主機(jī)的功能結(jié)構(gòu) .102.2 工作原理 .112.3 課題設(shè)計(jì)要求 .13第 3 章 制釘機(jī)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).133.1 切斷液壓缸的主要參數(shù) .133.2 鐓粗液壓缸的主要結(jié)參數(shù) .133.3 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算 .143.4 液壓缸活塞的推力及拉力計(jì)算 .153.4.1 切斷液壓缸 .153.4.2 鐓粗液壓缸 .163.4 活塞桿最大容許行程 .163.5 液壓缸內(nèi)徑及壁厚的確定 .173.5.1 液壓缸內(nèi)徑計(jì)算 .173.5.2 液壓缸壁厚計(jì)算 .17五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3.6 液壓缸筒與缸底的連接計(jì)算 .183.7 缸體結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì) .193.7.1 缸體端部連接結(jié)構(gòu) .193.7.2 缸體材料 .193.7.3 缸體技術(shù)條件 .203.8 活塞結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì) .203.8.1 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 .203.8.2 活塞的密封 .203.8.3 活塞的材料 .213.8.4 活塞的技術(shù)要求 .213.9 活塞桿結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì) .213.9.1 端部結(jié)構(gòu) .213.9.2 端部尺寸 .213.9.3 活塞桿結(jié)構(gòu) .223.9.4 活塞桿的技術(shù)要求 .223.10 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 .223.10.1 導(dǎo)向套 .223.10.2 活塞桿的密封與防塵 .233.11 缸蓋的材料 .23第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).244.1 系統(tǒng)液壓可以完成的工作循環(huán) .244.2 液壓執(zhí)行元件的配置 .244.3 負(fù)載分析計(jì)算 .244.4 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇 .254.4.1 液壓泵的最大工作壓力 .264.4.2 計(jì)算液壓泵的最大流量 .264.4.3 選擇液壓泵的規(guī)格 .274.4.4 計(jì)算液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率并選擇原動(dòng)機(jī) .284.5 其他液壓元件的選擇 .28五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）V4.5.1 液壓閥及過濾器的選擇 .284.5.2 油管的選擇 .294.5.3 油箱及其輔件的確定 .304.6 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 .31第 5 章 切斷夾緊裝置、機(jī)架的設(shè)計(jì).325.1 機(jī)架的基本尺寸的確定 .325.2 架子材料的選擇確定 .335.3 主要梁的強(qiáng)度校核 .33參考文獻(xiàn).36總 結(jié).37致 謝.38五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27第 1 章 概述1.1 液壓傳動(dòng)發(fā)展概況液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說是一門新技術(shù)，但如從 17 世紀(jì)中葉巴斯卡提出靜壓傳遞原理、18 世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，也已有二三百年歷史了。近代液壓傳動(dòng)在工業(yè)上的真正推廣使用只是本世紀(jì)中葉以后的事，至于它和微電子技術(shù)密切結(jié)合，得以在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以精確控制，更是近 10 年內(nèi)出現(xiàn)的新事物。本世紀(jì)的 60 年代后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)（微電子技術(shù)）等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的一門完整的自動(dòng)化技術(shù)，使它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各方面都得到了應(yīng)用。液壓傳動(dòng)在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性的優(yōu)勢(shì)，例如，國(guó)外今日生產(chǎn)的 95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動(dòng)線都采用了液壓傳動(dòng)。因此采用液壓傳動(dòng)的程度現(xiàn)在已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完善比例控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化以及微機(jī)控制等開發(fā)性工作方面，更日益顯示出顯著的成績(jī)。我國(guó)的液壓工業(yè)開始于本世紀(jì) 50 年代，其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上。自 1964 年從國(guó)外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)、同時(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來，我國(guó)的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。80 年代起更加速了對(duì)西方先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計(jì)劃引進(jìn)、消化、吸收和國(guó)產(chǎn)化工作，以確保我國(guó)的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、人才培訓(xùn)、研究開發(fā)等各個(gè)方面全方位地趕上世界水平。1.2 液壓傳動(dòng)的工作原理及組成部分1.2.1 液壓傳動(dòng)的工作原理 驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)，它由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管組成。它的工作原理：液壓泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器進(jìn)入液壓泵，當(dāng)它從泵中輸出進(jìn)入壓力管后，將換向閥手柄、開停手柄方向往內(nèi)的狀態(tài)下，通過開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸左腔，推動(dòng)活塞和工作臺(tái)向右移動(dòng)。這時(shí)，液壓缸右腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油箱。如果將換向閥手柄方向轉(zhuǎn)換成往外的狀態(tài)下，則壓力管中的油將經(jīng)過開停閥、節(jié)流閥和換向閥進(jìn)入液壓缸右腔，推動(dòng)活塞和工作臺(tái)向左移動(dòng)，并使液壓缸左腔的油經(jīng)換向閥和回油管排回油管。工作臺(tái)的移動(dòng)速度是由節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油液增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減小。為了克服移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個(gè)足夠大的推力，這個(gè)推力是由液壓缸中的油液壓力產(chǎn)生的。要克服的阻力越大，缸中的油液壓力越高；反之壓力就越低。輸入液壓缸的油液是通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)的，液壓泵輸出的多余的油液須經(jīng)溢流閥和回油管排回油箱，這只有在壓力支管中的油液壓力對(duì)溢流閥鋼球的作用力等于或略大于溢流閥中彈簧的預(yù)緊力時(shí)，油液才能頂開溢流閥中的鋼球流回油箱。所以，在系統(tǒng)中液壓泵出口處的油液壓力是由溢流閥決定的，它和缸中的油液壓力不一樣大。如果將開停手柄方向轉(zhuǎn)換成往外的狀態(tài)下，壓力管中的油液將經(jīng)開停閥和回油管排回油箱，不輸?shù)揭簤焊字腥?，這時(shí)工作臺(tái)就停止運(yùn)動(dòng)。從上面的例子中可以得到：1）動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來傳遞動(dòng)力的。2）液壓傳動(dòng)用液體的壓力能來傳遞動(dòng)力，它與利用液體動(dòng)能的液力傳動(dòng)是不相同的。3）壓傳動(dòng)中的工作介質(zhì)是在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行工作的，因此液壓傳動(dòng)和液壓控制常常難以截然分開。1.2.2 液壓傳動(dòng)的組成部分液壓傳動(dòng)裝置主要由以下四部分組成：1）能源裝置把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置。最常見的形式就是液壓泵，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。2）執(zhí)行裝置把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。它可以是作直線運(yùn)五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）動(dòng)的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)。3)制調(diào)節(jié)裝置對(duì)系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置。例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、開停閥等。這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統(tǒng)。4)輔助裝置上述三部分以外的其它裝置，例如油箱、濾油器、油管等。它們對(duì)保證系統(tǒng)正常工作也有重要作用。1.3 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)有以下一些優(yōu)點(diǎn)：1）在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)中的壓力可以比電樞磁場(chǎng)中的磁力大出 3040 倍。在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓馬達(dá)的體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的 12%左右。2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)。由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。液壓裝置的換向頻率，在實(shí)現(xiàn)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá) 500 次/min，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可達(dá) 1000 次/min。3）液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速（調(diào)速范圍可達(dá) 2000） ，它還可以在運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。4）液壓傳動(dòng)易于自動(dòng)化，這是因?yàn)樗鼘?duì)液體壓力、流量或流動(dòng)方向易于進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制的緣故。當(dāng)將液壓控制和電氣控制、電子控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來使用時(shí)，整個(gè)傳動(dòng)裝置能實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的順序動(dòng)作，接受遠(yuǎn)程控制。5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。液壓缸和液壓馬達(dá)都能長(zhǎng)期在失速狀態(tài)下工作而不會(huì)過熱，這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無法辦到的。液壓件能自行潤(rùn)滑，使用壽命較長(zhǎng)。6）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也具有較大的機(jī)動(dòng)性。7）用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比用機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：1）液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)化，這是由液壓油液的可壓縮性和泄漏等原因造成的。2）液壓傳動(dòng)在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失等） ，長(zhǎng)距離傳動(dòng)時(shí)更是如此。五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）93）液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性很易受到溫度的影響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。4）為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它的造價(jià)較貴，而且對(duì)油液的污染比較敏感。5）液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源。6）液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因?？偟恼f來，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是突出的，它的一些缺點(diǎn)有的現(xiàn)已大為改善，有的將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)一步得到克服。1.4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。1.4.1 設(shè)計(jì)步驟液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來說，在明確設(shè)計(jì)要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。1）確定液壓執(zhí)行元件的形式；2）進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；3）制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；4）選擇液壓元件；5）液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算；1.4.2 明確設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。1）主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；2）液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何；3）液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度；4）各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5）對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；6）自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求；7）對(duì)防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；8）對(duì)效率、成本等方面的要求。第 2 章 制釘機(jī)總體結(jié)構(gòu)與液壓原理設(shè)計(jì)2.1 主機(jī)的功能結(jié)構(gòu)隨著射釘槍在包裝、廣告裝飾及家具制造、制鞋行業(yè)的廣泛運(yùn)用，作為其“子彈”的排釘?shù)男枨蟠罅吭黾印Ｅ裴數(shù)闹圃爝^程：a. 壓線將一定直徑、一定強(qiáng)度的鐵絲在壓輥機(jī)上壓扁； b. 排線將若干條（一般為 80150 條）壓扁的鐵線拉直并排在一起； c. 并線將排好的線用粘合劑粘合在一起并烘干，成為板料； d. 制釘將板料送到制釘機(jī)上成型。液壓傳動(dòng)的制釘機(jī)主要由垂直切斷夾緊和水平鐓粗兩個(gè)液壓缸和送料機(jī)構(gòu)、氣缸驅(qū)動(dòng)的推料機(jī)構(gòu)組成。制釘機(jī)共有 6 道工序：第一工序：送料。送料機(jī)構(gòu)將板料送到切斷液壓缸下方； 第二工序：切料夾緊。切斷液壓缸帶動(dòng)切斷模及夾緊裝置下降，將板料切斷并夾緊，為下一工序作準(zhǔn)備； 第三工序：鐓粗。鐓粗液壓缸帶動(dòng)鐓頭前進(jìn)，將板料頭部鐓粗成為釘頭； 第四工序：鐓粗退回。鐓粗液壓缸帶動(dòng)鐓頭退后，離開釘頭。 第五工序：切斷退回。切斷液壓缸上升，離開板料； 第六工序：推料。推料氣缸動(dòng)作，將成品推出模具。五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）111-垂直切斷液壓缸； 2-水平鐓粗液壓缸； 3-鐓頭；4-推料結(jié)構(gòu)； 5-板料； 6-切斷夾緊裝置圖 2.1 制釘機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖2.2 工作原理制釘機(jī)的液壓系統(tǒng)的油源為定量液壓泵（葉片泵），其最高工作壓力由溢流閥設(shè)定，二位二通電磁換向閥用于控制液壓泵的卸荷和供油。系統(tǒng)的執(zhí)行器為切斷液壓缸和鐓粗液壓缸，其中切斷液壓缸和鐓粗液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向均采用電磁換向閥作為導(dǎo)閥的液控順序閥控制。切斷液壓缸進(jìn)回油路中并聯(lián)的順序閥和單向閥用于該缸差動(dòng)反饋連接，液控順序閥在缸差動(dòng)時(shí)關(guān)閉回油路，在非差動(dòng)時(shí)，提供回油路。鐓粗液壓缸的回油路上串聯(lián)的溢流閥起背壓作用。系統(tǒng)中壓力繼電器作為電磁鐵通斷電的發(fā)信裝置，控制電磁換向閥的換向動(dòng)作。壓力表及其開關(guān)分別用于調(diào)整系統(tǒng)最高壓力和壓力繼電器的動(dòng)作壓力時(shí)的顯示和觀測(cè)。制釘機(jī)的液壓系統(tǒng)原理如圖 2.2，系統(tǒng)的油源為定量液壓泵（葉片泵），其最高工作壓力由溢流閥 2 設(shè)定，二位二通電磁換向閥用于控制液壓泵的卸荷和供油。系統(tǒng)的執(zhí)行器為切斷液壓缸和鐓粗液壓缸，其中切斷液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向采用電磁換向閥 14 作為導(dǎo)閥的液控順序閥 5、6、7 控制；而鐓粗液壓缸的運(yùn)動(dòng)五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）方向采用電磁換向閥 15 作為導(dǎo)閥的液控順序閥 9、10、11 控制。切斷液壓缸進(jìn)回油路中并聯(lián)的順序閥 12 和單向閥 13 用于該缸差動(dòng)反饋連接，液控順序閥 4在缸差動(dòng)時(shí)關(guān)閉回油路，在非差動(dòng)時(shí)，提供回油路，所以閥 4 的調(diào)壓值應(yīng)高于閥 12 的調(diào)壓值。鐓粗液壓缸的回油路上串聯(lián)的溢流閥 8 起背壓作用。系統(tǒng)中壓力繼電器 17 和 19 作為電磁鐵通斷電的發(fā)信裝置，控制電磁換向閥的換向動(dòng)作。壓力表及其開關(guān) 3、16、18 分別用于調(diào)整系統(tǒng)最高壓力和壓力繼電器 17、19 的動(dòng)作壓力時(shí)的顯示和觀測(cè)。圖 2.2 制釘機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)液壓可以完成的工作循環(huán)及原理如下：a. 切斷液壓缸下降。此時(shí)換向閥 14 工作在左位。壓力油經(jīng) 6 流入上腔，推動(dòng)活塞下降，使順序閥 12 打開，構(gòu)成差動(dòng)回路。下降到行程終點(diǎn)時(shí)，由于切斷模接觸到釘板使活塞負(fù)載增大，閥 4 打開，下腔壓力油經(jīng) 4 流回油箱。 b. 鐓粗液壓缸前進(jìn)。切斷時(shí)油壓繼續(xù)上升，繼電器 17 動(dòng)作，使換向閥 15右位得電，壓力油經(jīng)順序閥 10 進(jìn)入鐓粗液壓缸右腔，推動(dòng)活塞前進(jìn)，左腔油經(jīng)閥 8 回油箱。 五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13c. 鐓粗和切斷液壓缸上升、鐓粗液壓缸后退。鐓粗釘頭時(shí)油路中壓力上升，使繼電器 19 動(dòng)作，換向閥 14 轉(zhuǎn)向右位，換向閥 15 轉(zhuǎn)為左位，使切斷缸上升、鐓粗缸后退。 d. 停止。上升行程開關(guān)和后退行程開關(guān)分別使換向閥 14、15 回到中位，切斷液壓缸、鐓粗液壓缸停止動(dòng)作。2.3 課題設(shè)計(jì)要求主要技術(shù)參數(shù)：液壓系統(tǒng)工作壓力 8-16MPa； 切斷剪力 165.64kN； 鐓粗力 166.84kN; 每根金屬線的直徑為 1.6mm, 每分鐘循環(huán)次數(shù) 86 次。第 3 章 制釘機(jī)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 制釘機(jī)的工作機(jī)構(gòu)主要是通過液壓缸來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。3.1 切斷液壓缸的主要參數(shù)預(yù)選切斷液壓缸的設(shè)計(jì)壓力 =16Mpa。將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，1p考慮到切斷液壓缸下行時(shí)，滑塊自重采用液壓方式平衡，則可計(jì)算出切斷液壓缸無桿腔的有效面積(3.1)222631max1 14.019.045cmmpFAc 切斷液壓缸內(nèi)徑（活塞直徑）(3.2)D2.1按 GB/T2348-1993，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 D=125mm=12.5cm。根據(jù)快速下行和快速上升的速度比確定活塞桿直徑 d：由于d=0.732D=0.732 =91.5mm125取標(biāo)準(zhǔn)值 d=90mm=9cm。從而可算得切斷液壓缸無桿腔和有桿腔的實(shí)際有效面積為(3.3)22221 071.59).1(4)(46.5cmdDAc五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3.2 鐓粗液壓缸的主要結(jié)參數(shù)要求動(dòng)力滑臺(tái)的快進(jìn)、快退速度相等，現(xiàn)采用活塞桿固定的單桿式液壓缸?？爝M(jìn)時(shí)采用差動(dòng)聯(lián)接，并取無桿腔有效面積 等于有桿腔有效面積 的兩倍，1A2A即 。為了防止在墩粗時(shí)滑臺(tái)突然前沖，在回油路中裝有背壓閥，初選21A背壓 。Papb508初選最大負(fù)載工進(jìn)階段的負(fù)載 F=22000N，按此計(jì)算 則1(3.4)2232551 .60.6108422 cmmpFb 鐓粗液壓缸直徑 cAD82.41由 可知活塞桿直徑21Amcd.682.70.0按 GB/T2348-1993 將所計(jì)算的 D 與 d 值分別圓整到最相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置。圓整后得cm9c3.6按標(biāo)準(zhǔn)直徑算出22221 .43).69(4)(4.3cmdDA3.3 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算活塞桿在穩(wěn)定工作下，如果僅受軸向拉力或壓力載荷時(shí)，便可以近似的采用直桿承受拉、壓載荷的簡(jiǎn)單強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，活塞桿應(yīng)力 (3.5)24dP或 (3.6)式中 P活塞桿所受的軸向載荷d活塞桿直徑活塞桿制造材料的許用應(yīng)力根據(jù)以上公式可知五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15切斷液壓缸326210.594.130dP鐓粗液壓缸3262 10.5.3410d可見，活塞桿的強(qiáng)度均滿足要求。3.4 液壓缸活塞的推力及拉力計(jì)算液壓油作用在液壓缸活塞上的作用力 P，對(duì)于一般單邊活塞桿液壓缸來說，當(dāng)活塞桿前進(jìn)時(shí)的推力：(3.7)1214pDAP當(dāng)活塞桿后退時(shí)的拉力：(3.8)122-d）（當(dāng)活塞桿差動(dòng)前進(jìn)時(shí)（即活塞的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)壓力相同的壓力油）的推力：(3.9)122134-pAP）（式中 D活塞直徑（即液壓缸內(nèi)徑） cmd活塞桿直徑 cm-液壓缸的工作壓力1p3.4.1 切斷液壓缸當(dāng)活塞桿前進(jìn)時(shí)的推力：NpDAP 962121 10214.5.34當(dāng)活塞桿后退時(shí)的拉力：d 962122 -.- ）（）（當(dāng)活塞桿差動(dòng)前進(jìn)時(shí)（即活塞的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)壓力相同的壓力油）的推力：NpAP 96212213 10149.3- ）（液壓缸活塞的推力及拉力可以直接從附錄中的有關(guān)計(jì)算中查出；大部分也可以從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 11-133 中直接讀出。五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表 11-133 為活塞桿直徑 d 采用速度比計(jì)算得出，不同液壓缸直徑 D 和壓力下液壓缸活塞上的推力 及拉力 數(shù)值。 1p1P23.4.2 鐓粗液壓缸當(dāng)活塞桿前進(jìn)時(shí)的推力：NpDAP 862121 104.549.3當(dāng)活塞桿后退時(shí)的拉力：d 862122 10.3.3-.-4 ）（）（當(dāng)活塞桿差動(dòng)前進(jìn)時(shí)（即活塞的兩側(cè)同時(shí)進(jìn)壓力相同的壓力油）的推力：NpAP 86212213 5.2104.3- ）（液壓缸活塞的推力及拉力可以直接從附錄中的有關(guān)計(jì)算中查出；大部分也可以從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 11-133 中直接讀出。表 11-133 為活塞桿直徑 d 采用速度比計(jì)算得出，不同液壓缸直徑 D 和壓力下液壓缸活塞上的推力 及拉力 數(shù)值。1p1P2圖 3.1 液壓缸活塞的受力3.4 活塞桿最大容許行程根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 11-141 和表 11-142 即可以概略的求出液壓缸的最大容許行程。兩個(gè)液壓缸均采用如圖固定自由模式進(jìn)行安裝。五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17圖 3.2 安裝型式簡(jiǎn)圖根據(jù)長(zhǎng)度公式 (3.12)Pdl205(3.13)CS-可知切斷液壓缸活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度 l 和實(shí)際行程 S 分別為= =52.54cmPdl20582109=52.54-6=46.5cmS-鐓粗液壓缸活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度 l 和實(shí)際行程 S 分別為=Pdl205cm8.721063=72.78-5.5=67.28cm ClS-3.5 液壓缸內(nèi)徑及壁厚的確定3.5.1 液壓缸內(nèi)徑計(jì)算當(dāng) P 和 p 已知，則液壓缸內(nèi)徑 D 可按公式得：(3.14)pP4式中 P活塞桿上的總作用力，Np液壓油的工作壓力，KN可知 切斷液壓缸的內(nèi)徑為 125mm,鐓粗液壓缸的內(nèi)徑為 90mm。3.5.2 液壓缸壁厚計(jì)算一般，低壓系統(tǒng)用的液壓缸都是薄壁缸，薄壁可用下式計(jì)算：(3.15)cmpD2五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）式中， 缸壁厚度，mp液壓缸內(nèi)工作壓力，Pa剛體材料的許用應(yīng)力D液壓缸內(nèi)徑，cm當(dāng)額定壓力 Pn16MPA 時(shí)， Pp=Pn×150/100當(dāng)額定壓力 Pn16MPA 時(shí)，Pp=Pn×125/100(3.16)nb缸體材料的抗拉強(qiáng)度，Pabn安全系數(shù)，一般可取 n=5應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)計(jì)算出的液壓缸壁較薄時(shí)，要按結(jié)構(gòu)需要適當(dāng)加厚。因此，根據(jù)上述公式可得，切斷液壓缸.854nbmpD1.2016鐓粗液壓缸 .854nbp15.29016故切斷液壓缸的壁厚為 18mm，鐓粗液壓缸的壁厚為 15mm。關(guān)于液壓缸的安全系數(shù)，在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)通常取 n=5。但是這在比較平穩(wěn)的工作條件下，強(qiáng)度有些余量；相反，假如工作條件為動(dòng)載荷或沖擊壓力超過超耐壓力時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)狀態(tài)。因此合理的安全系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用條件選取。3.6 液壓缸筒與缸底的連接計(jì)算缸體法蘭連接螺栓計(jì)算缸體與端部用法蘭連接或拉桿連接時(shí)，螺栓或拉桿的強(qiáng)度計(jì)算如下：五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19圖 3.3 缸體聯(lián)接螺紋處的拉應(yīng)力(3.17)ZdKP214螺紋處的剪應(yīng)力(3.18)7.02.31k合成應(yīng)力(3.19).2n式中 Z螺栓或拉桿的數(shù)量材料為 45 鋼時(shí)， =30s s3.7 缸體結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)3.7.1 缸體端部連接結(jié)構(gòu)采用簡(jiǎn)單的焊接形式，其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，使用廣泛。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。所以在加工時(shí)應(yīng)小心注意。主要用于活塞式液壓缸。3.7.2 缸體材料液壓缸缸體的常用材料為 20、35、45 號(hào)無縫鋼管。因 20 號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能比較號(hào)的 35 號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用 45 號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到 241285HB。缸體毛坯可采用鍛鋼，鑄鐵或鑄鐵件。鑄剛可采用 ZG35B 等材料，鑄鐵可采用 HT200HT350 之間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。特殊情況可采用鋁合金等材五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）料。3.7.3 缸體技術(shù)條件a. 缸體內(nèi)徑采用 H8、H9 配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)，Ra 為 0.10.4 ，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)， Ra 為 0.20.4 。且均需衍磨。m mb. 熱處理：調(diào)質(zhì)，硬度 HB241285。c. 缸體內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 9、10 或 11 級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按 8 級(jí)精度選取。d. 缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級(jí)精度選取。e. 當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為 6 級(jí)精度的公制螺紋。f. 當(dāng)缸體帶有耳環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按 9 級(jí)精度選取。g. 為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為 3040 的鉻層，m鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。3.8 活塞結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)3.8.1 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式表 3.1 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式聯(lián)接方式 備注說明整體聯(lián)接 用于工作壓力較大而活塞直徑又較小的情況螺紋聯(lián)接 常用的聯(lián)接方式半環(huán)聯(lián)接 用于工作壓力、機(jī)械振動(dòng)較大的情況下這里采用螺紋聯(lián)接。3.8.2 活塞的密封活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。常用的密封結(jié)構(gòu)見下表表 3.2 常用的密封結(jié)構(gòu)密封形式 備注說明間隙密封 用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21活塞環(huán)密封 適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長(zhǎng)的活塞密封O 型密封圈密封 密封性能好，摩擦系數(shù)??；安裝空間小，廣泛用于固定密封和運(yùn)動(dòng)密封Y 型密封圈密封 用在 20MPa 下、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度較高的液壓缸密封結(jié)合本設(shè)計(jì)所需要求，采用 O 型密封圈密封比較合適。3.8.3 活塞的材料液壓缸常用的活塞材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350） 、鋼及鋁合金等，這里采用 45 號(hào)鋼。3.8.4 活塞的技術(shù)要求a. 活塞外徑 D 對(duì)內(nèi)孔 的徑向跳動(dòng)公差值，按 7、8 級(jí)精度選取。1db. 端面 T 對(duì)內(nèi)孔 軸線的垂直度公差值，應(yīng)按 7 級(jí)精度選取。c. 外徑 D 的圓柱度公差值，按 9、10 或 11 級(jí)精度選取。圖 3.3 活塞3.9 活塞桿結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)3.9.1 端部結(jié)構(gòu)活塞桿的端部結(jié)構(gòu)分為外螺紋、內(nèi)螺紋、單耳環(huán)、雙耳環(huán)、球頭、柱銷等多種形式。根據(jù)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，為了便于拆卸維護(hù)，可選用內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。3.9.2 端部尺寸如圖，為內(nèi)螺紋聯(lián)接簡(jiǎn)圖。查表 11-148，按照本設(shè)計(jì)要求，選用直徑 螺距-螺紋長(zhǎng) = 。3245KtA五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 3.2 螺紋聯(lián)接簡(jiǎn)圖3.9.3 活塞桿結(jié)構(gòu)活塞桿有實(shí)心和空心兩種，如下圖。實(shí)心活塞桿的材料為 35、45 號(hào)鋼；空心活塞桿材料為 35、45 號(hào)無縫鋼管。本設(shè)計(jì)采用實(shí)心活塞桿，選用 45 號(hào)鋼。圖 3.3 空心活塞桿 圖 3.4 實(shí)心活塞桿3.9.4 活塞桿的技術(shù)要求a. 活塞桿的熱處理：粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 HB229285，必要時(shí)，再經(jīng)過高頻淬火，硬度達(dá) HRC4555。在這里只需調(diào)質(zhì)到 HB230 即可。b. 活塞桿的圓度公差值，按 911 級(jí)精度選取。這里取 10 級(jí)精度。c. 活塞桿的圓柱度公差值，應(yīng)按 8 級(jí)精度選取。d. 活塞桿的徑向跳動(dòng)公差值，應(yīng)為 0.01mm。e. 端面 T 的垂直度公差值，則應(yīng)按 7 級(jí)精度選取。f. 活塞桿上的螺紋，一般應(yīng)按 6 級(jí)精度加工（如載荷較小，機(jī)械振動(dòng)也較小時(shí)，允許按 7 級(jí)或 8 級(jí)精度制造） 。g. 活塞桿上工作表面的粗糙度為 Ra0.63 , 為了防止腐蝕和提高壽命，m表面應(yīng)鍍以厚度約為 40 的鉻層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。m3.10 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵3.10.1 導(dǎo)向套a. 導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式、結(jié)構(gòu)表 3.3 導(dǎo)向套的導(dǎo)向方式導(dǎo)向方式 備注說明五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23缸蓋導(dǎo)向減少零件數(shù)量，裝配簡(jiǎn)單，磨損相對(duì)較快管通導(dǎo)套 可利用壓力油潤(rùn)滑導(dǎo)向套，并使其處于密封狀態(tài)可拆導(dǎo)向套容易拆卸，便于維修。適用于工作條件惡劣、經(jīng)常更換導(dǎo)向套的場(chǎng)合球面導(dǎo)向套導(dǎo)向套自動(dòng)調(diào)整位置，磨損比較均勻本設(shè)計(jì)采用缸蓋導(dǎo)向。b. 導(dǎo)向套材料導(dǎo)向套的常用材料為鑄造青銅或耐磨鑄鐵。由于選用的是和缸蓋一體的導(dǎo)向套，所以材料和缸蓋也是相同的，都選用耐磨鑄鐵。c. 導(dǎo)向套的技術(shù)要求導(dǎo)向套的內(nèi)徑配合一般取為 H8/f9，其表面粗糙度則為 Ra0.631.25 。m3.10.2 活塞桿的密封與防塵這里仍采用 O 型密封圈，材料選擇薄鋼片組合防塵圈，防塵圈與活塞桿的配合可按 H9/f9 選取。薄鋼片厚度為 0.5mm。3.11 缸蓋的材料液壓缸的缸蓋可選用 35、45 號(hào)鍛鋼或 ZG35、ZG45 鑄鋼或HT200、HT300、HT350 鑄鐵等材料。在這里選擇 ZG45 鑄鋼。缸蓋按 9、10 或 11級(jí)精度選取。6.6 液壓缸的排氣裝置五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24第 4 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)制釘機(jī)的制作過程包括：切斷釘子的切斷液壓缸，鐓粗釘子的鐓粗液壓缸，將釘子鐓粗與夾緊的切斷夾緊裝置。針對(duì)切斷液壓缸與鐓粗液壓缸的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)制釘機(jī)工作的基礎(chǔ)，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了切斷液壓缸與夾緊液壓缸的結(jié)構(gòu)、切斷夾緊裝置、機(jī)架。并根據(jù)系統(tǒng)壓力、流量選擇了液壓閥、電機(jī)、泵。本文的設(shè)計(jì)能夠滿足制釘機(jī)要求(系統(tǒng)壓力 16MPa,切斷力與夾緊力都滿足題目所要求的165.64KN 和 166.84KN,每分鐘循環(huán) 86 次)具有方便快捷制釘?shù)奶攸c(diǎn)。4.1 系統(tǒng)液壓可以完成的工作循環(huán)a. 切斷液壓缸下降；b. 鐓粗液壓缸前進(jìn)；c. 切斷液壓缸上升和鐓粗液壓缸后退；d. 停止。4.2 液壓執(zhí)行元件的配置由于制釘機(jī)要求立式布置，行程較小，故選用缸筒固定的立式單桿活塞桿（取缸的機(jī)械效率 ） 。作為執(zhí)行元件，驅(qū)動(dòng)滑塊及剪切、墩粗機(jī)構(gòu)對(duì)1.90cm板料進(jìn)行剪切、墩粗。4.3 負(fù)載分析計(jì)算a. 初選液壓缸的工作壓力為 ，移動(dòng)部件總重力 ，Pap5104NG80快進(jìn)快退的速度為 1.7 m/s，加速、減速時(shí)間 ，靜摩擦因數(shù) ，st.22.sf動(dòng)摩擦因數(shù) 。1.0dfb. 負(fù)載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝備產(chǎn)生的摩擦阻力在機(jī)械效率中加以考慮。這樣需要考慮的力有：墩粗力、導(dǎo)軌摩擦力和慣性力。導(dǎo)軌的正壓力等于動(dòng)力部件的重力，設(shè)導(dǎo)軌的靜摩擦力為 ，動(dòng)摩擦力fsF為 ，則fdF(3.1)NFfNdfs 801.062慣性負(fù)載是運(yùn)動(dòng)部件在啟動(dòng)和制動(dòng)過程中的慣性力，其平均值可按下式計(jì)算五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25(3.2)tvgGFi式中 g重力加速度，