龍門式鋅錠液壓堆碼機液壓系統(tǒng)設(shè)計【4張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

龍門式鋅錠液壓堆碼機液壓系統(tǒng)設(shè)計43頁 16000字?jǐn)?shù)+論文說明書+4張CAD圖紙【詳情如下】三位四通電磁閥裝配圖.dwg圖紙.dwg油路塊.dwg液壓原理圖.dwg液壓站裝配圖.dwg龍門式鋅錠液壓堆碼機液壓系統(tǒng)設(shè)計論文.doc龍門式鋅錠液壓堆碼機液壓系統(tǒng)設(shè)計摘  要：在實現(xiàn)包裝工藝過程中，往往需要將物品整齊、規(guī)則地擺放成貨垛，此作業(yè)我們稱為堆碼。由于堆碼勞動強度大，它就可能使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，而且工人經(jīng)常要舉起成品，所以它也是最易受傷的工作之一。即使勞動力便宜、不計工人受傷或停工的花費，自動堆碼還是有它的優(yōu)勢，它能改善產(chǎn)品質(zhì)量，因為它可以減少破包和加快袋裝包的分發(fā)。龍門式自動堆碼機作為一種物料運輸設(shè)備，通過更換其液壓抓盤可以實現(xiàn)對不同貨物的碼垛和拆跺。針對物流自動化行業(yè)中對箱包高速碼垛的需求 ,并依據(jù)龍門式堆碼機的性能要求 ,設(shè)計了一種龍門式鋅錠液壓堆碼機。重點分析了堆碼機的液壓系統(tǒng)的研究, 結(jié)構(gòu)的設(shè)計，規(guī)劃了運動路徑 。關(guān)鍵詞: 堆碼機；液壓系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；AbstractAbstract：In the process of packaging technology, it often need to require stack items neatly, place into the cargo stack. We call this operation stacking. As the stacking labor is intensive, the products may stack unstable, and it is also one of the most easily injured job while workers often have to lift product for a long time. Even if the labor is cheap, excluding the cost of worker injury or suspension, automatic packing and stacking has its advantages. It can improve products quality .Because it can reduce the number of breaking packages and accelerate the distribution of bags of packages. Stacking robot as a material handling device can be achieved on different goods stacking and dismantling Duo by replacing the arm grasps.Automation industry for logistics in the demand for bags high-speed palletizing gantry, and on the basis stacker performance requirements, design a kind of gantry zinc ingots hydraulic stacker. stacker mainly analyzed the hydraulic system research, structure design, planning the movement path. Keywords:; stacker; Hydraulic system ; structural design; 1、緒論511 引言51.2 液壓系統(tǒng)的基本要求51.3 本液壓系統(tǒng)的特點62、液壓系統(tǒng)的設(shè)計72.1 設(shè)計初始資料72.1.1 鋅錠的基本參數(shù)72.1.2 鋅錠堆垛形式72.2 方案確定82.2.1液壓提升回路設(shè)計82.2.2抓盤旋轉(zhuǎn)回路設(shè)計92.2.3鋅錠夾緊回路設(shè)計102.2.4鋅錠展開回路設(shè)計112.2.5抓盤行走回路回路設(shè)計122.2.6總液壓回路設(shè)計14第三章  基本液壓元件的選擇與計算163.1油泵和電機選擇163.1.1泵的額定流量和額定壓力163.1.2   電機功率的確定173.1.3  連軸器的選用193.2 控制閥的選用203.2.1 壓力控制閥203.2.2 流量控制閥213.2.3  方向控制閥213.3  管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算223.3.1 管路223.3.2  過濾器的選擇233.3.3 輔件的選擇243.4 液壓元件的連接243.4.1 液壓裝置的總體布置243.4.2液壓元件的連接253.5液壓系統(tǒng)的性能驗算25第四章 液壓缸的計算284.1液壓缸主要的結(jié)構(gòu)284.2負(fù)載分析314.3 提升液壓缸主要參數(shù)的確定31第五章  液壓泵站的設(shè)計335.1液壓油箱的設(shè)計335.2液壓油的選擇385.3泵站裝配圖40小結(jié)41致謝42參考文獻431、緒論11 引言龍門式鋅錠液壓堆碼機是根據(jù)適用于制磚企業(yè)一次碼燒制磚工藝中鋅錠的堆碼機設(shè)計改造而成。隨著國內(nèi)制造企業(yè)的快速發(fā)展, 堆碼機在制磚企業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用, 以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。本文主要介紹龍門式液壓鋅錠堆碼機的液壓控制系統(tǒng), 本液壓系統(tǒng)針對堆碼機的功能要求,采用編程控 制、液壓傳動, 具有高效節(jié)能、維護簡單、成本低廉、運行平穩(wěn)可靠等特點。1.2 液壓系統(tǒng)的基本要求龍門式液壓鋅錠堆碼機主要由行走小車、夾盤、分坯臺、升降導(dǎo)桿、鋼軌、液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)等部分組成。本液壓堆碼機除了行走小車外, 所有動作都依靠所屬的液壓系統(tǒng)驅(qū)動各液壓缸來完成。在液壓工作的工作過程中, 需要水平運動、垂直運動以及旋轉(zhuǎn)運動, 除了行走小車水平往復(fù)運動外, 其余動作都依靠液壓系統(tǒng)提供的動力驅(qū)動完成。水平運動包括堆碼機行走小車的水平往復(fù)運動、夾盤夾具的張合和分坯臺分坯板的張合。堆碼機行走小車在分坯臺至堆垛區(qū)之間往復(fù)水平運行, 完成鋅錠在分坯臺和堆垛區(qū)之間的碼放, 此動作采用交流變頻調(diào)速裝置, 使行走小車左右行走速度可以被調(diào)節(jié); 夾盤夾具的張合完成鋅錠的夾放和鋅錠間風(fēng)道的張開, 此動作分別由夾坯缸和分排缸來完成; 分坯臺分坯板的張合由分坯缸完成, 此動作實現(xiàn)鋅錠的分條; 垂直運動完成夾盤的升降, 此動作由升降缸來完成; 旋轉(zhuǎn)運動使夾盤旋轉(zhuǎn)90,自動完成鋅錠的轉(zhuǎn)向碼放, 此動作由旋轉(zhuǎn)缸來執(zhí)行。液壓堆碼機的工作流程是: 當(dāng)切坯機把切好的鋅錠推到分坯板上后, 分坯缸伸出, 帶動分坯板張開對鋅錠進行分條動作, 要求分條間隙要符合堆碼機夾盤夾具的要求; 鋅錠分條完成后, 升降缸下降, 當(dāng)夾盤到達預(yù)定夾坯位置后, 夾盤夾具工作, 夾起鋅錠; 接著由升降缸提升夾盤至預(yù)定高度, 分坯缸伸出張開鋅錠間風(fēng)道, 行走電機工作驅(qū)動堆碼機行走小車行走至堆垛區(qū)正上方( 此時如需旋轉(zhuǎn), 旋轉(zhuǎn)缸動作完成夾盤轉(zhuǎn)向90) , 然后升降缸下降至預(yù)定放坯高度, 夾盤夾具張開把鋅錠碼放在堆垛區(qū)上, 堆碼機完成一次自動碼放鋅錠的過程。經(jīng)過上述工作循環(huán), 即可完成一輛堆垛區(qū)的全部堆碼工作。堆碼機的這些功能均通過PLC 人機界面集中控制, 操作者只需啟動自動運行程序, 就可實現(xiàn)全自動運行。1.3 本液壓系統(tǒng)的特點本堆碼機液壓系統(tǒng)具有下述特點: 速度控制采用雙單向節(jié)流閥, 使各液壓缸運動速度可調(diào); 速度換接方式采用電磁閥換接回路, 其結(jié)構(gòu)簡單, 閥安裝容易, 自動程度高; 升降缸使用液控單向閥構(gòu)成的鎖緊回路,使升降缸能迅速、平穩(wěn)、可靠且長時間停留在任意位置且不因外力的作用而移動位置, 避免了升降缸因堆碼機夾盤自重而縮回, 以保證堆碼機工作安全可靠; 升降缸所用電磁換向閥選用Y 型中位機能, 在鎖緊過程中2 個工作油口直接通到油箱, 降低了液控單向閥的后腔壓力, 提高了其鎖緊精度; 夾坯缸采用減壓回路, 使夾盤夾具間的壓力可調(diào)整; 本液壓系統(tǒng)采用PLC 人機界面控制, 簡單易懂, 降低了誤操作率;堆碼機行走小車左右行走采用直流變頻調(diào)速裝置,使行走小車左右行走速度可以被調(diào)節(jié)  時間過得真快，轉(zhuǎn)眼間兩個月的畢業(yè)論文設(shè)計就要結(jié)束了。由于基礎(chǔ)薄弱，設(shè)計起來很困難，剛拿到課題時找資料是第一大難關(guān)，那時腦子里一片紊亂，無從下手，記得當(dāng)時在圖書館呆了幾個下午，挑了好多的書，但總是無法把那些片段串聯(lián)成一個方案，后來通過x老師和同學(xué)們的幫忙，漸漸有了頭緒，確定了方案，正式著手設(shè)計。設(shè)計時只有拿著書本慢慢學(xué)，參考書本，經(jīng)過兩個月的摸索和學(xué)習(xí)，把原本不清楚的東西都學(xué)會了，在這期間走過彎路，不知所措，經(jīng)過指導(dǎo)老師X老師細(xì)心的講解加上自己的努力，同學(xué)的幫助，終于完成了設(shè)計。    這次畢業(yè)設(shè)計對我以前學(xué)過的理論知識起到了很好的回顧作用，以前在校學(xué)習(xí)時不夠清楚如何應(yīng)用所學(xué)知識，對所學(xué)的課程不能很好的融會貫通。以前我們每學(xué)期都會有一些各個科目的課程設(shè)計，但那樣的設(shè)計都會在老師的不斷提醒下完成，這次的畢業(yè)設(shè)計就有所不同，它需要自己去查找資料，自己拿出方案，找出設(shè)計的突破口，經(jīng)過一個月左右的努力，這次設(shè)計才有了一個明確的思路。在設(shè)計中遇到很多困難卻令我難忘，特別在用AUTO CAD制圖在繪制圖紙時，由于對AUTO CAD軟件應(yīng)用不熟練，還得邊翻書自學(xué)邊畫圖，畫一張簡單的圖往往要花上幾天的時間，還要將畫好的原理圖復(fù)制到WORD中，進行排版。雖然麻煩，但這次畢業(yè)設(shè)計使我對AUTO CAD軟件有了進一步的了解，并能較為熟練的應(yīng)用它。通過本次設(shè)計，我對液壓方面的知識有了更深一步的了解，也進一步掌握了各類液壓元件的功能以及經(jīng)常會出現(xiàn)的故障。為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。我們即將步入社會，我們面臨的將會是更多的困難和挑戰(zhàn)，只要我們努力學(xué)習(xí)，勇于實踐，勤學(xué)好問，就會懂得以前不明白或不十分明白的道理，就會很快地成長和成熟起來，我也相信，憑著我自強不息，勇于拼搏的精神，定能很快 適應(yīng)這個多變的社會，充分發(fā)揮長處，朝我的方向不斷前進，前進，再前進！ 總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我的創(chuàng)新思維的能力，自學(xué)的能力，學(xué)以致用的能力都得到提高為，這為我以后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)致謝將近兩個月的畢業(yè)論文階段結(jié)束了，這次畢業(yè)課程設(shè)計使我受益匪淺，為以后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。在此，感謝學(xué)院為我們精心安排的畢業(yè)課程設(shè)計和良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使我們能更快更好地完成畢業(yè)設(shè)計。在這段時間里，我得到了許多老師和朋友的關(guān)心和幫助。首先，我要對我的指導(dǎo)老師XXX表示最誠摯的謝意，在整個做畢業(yè)論文期間，X老師無微不至的關(guān)心我的學(xué)習(xí)和生活，課題遇到困難時更是關(guān)注著課題的進程。俞老師高深的學(xué)術(shù)造詣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和勤勉的工作精神以及他平易近人的態(tài)度使我受益終身。在我做畢業(yè)論文期間我的同學(xué)給予了我很大的幫助，在我遇到困難的時候，總是不斷給我提出許多有價值的意見，并且經(jīng)常鼓勵我。最后感謝在我的課題進行中給予我?guī)椭乃械呐笥褌?！參考文獻1胡邦喜主編，設(shè)備潤滑基礎(chǔ)，北京：冶金工業(yè)出版社,2002；2章宏甲，液壓與氣壓傳動，北京：機械工業(yè)出版社，2006；3周涌明等，液壓傳動設(shè)計指導(dǎo)書，武漢：華中工學(xué)院出版社，1987；4朱龍根主編，簡單機械零件設(shè)計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，2003；5隗金文 王慧主編，液壓傳動，東北大學(xué)出版社，2001；6李壯云主編.液壓元件與系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，2005；7那成烈著.軸向柱塞泵可壓縮流體配流原理.兵器工業(yè)出版社，2003；8路甬祥主編.液壓氣動技術(shù)手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002；9陳嘉上主編.2006版實用液壓氣動技術(shù)手冊.北京：中國知識出版社 2006；10成大先主編.機械設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002；11周世昌主編，液壓系統(tǒng)設(shè)計圖集，北京：機械工業(yè)出版社,2004；12張偉主編，液壓設(shè)備設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)改進與故障診斷監(jiān)測及國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實用手冊，北京：北方工業(yè)出版社，2006；13吳根茂，邱敏秀，王慶豐等編著.實用電液比例技術(shù).杭州：浙江大學(xué)出版社，1993；14上海立新液壓有限公司樣本；15登勝液壓樣本；16 Pattom W.J.Mechanical Power Transmission.New Jersey:Prinrice-Hall,1980；17 Mechanical Drive(Reference Issue).Machine Design,1980；18 Kuehnel M R.Toroidal Drive Cinmines Concepts.Product Engineering.Aug.1979； 1 龍門式鋅錠液壓堆碼機 液壓系統(tǒng)設(shè)計 摘 要： 在實現(xiàn)包裝工藝過程中，往往需要將物品整齊、規(guī)則地擺放成貨垛，此作業(yè)我們稱為堆碼。由于堆碼勞動強度大，它就可能使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，而且工人經(jīng)常要舉起成品，所以它也是最易受傷的工作之一。即使勞動力便宜、不計工人受傷或停工的花費，自動堆碼還是有它的優(yōu)勢，它能改善產(chǎn)品質(zhì)量，因為它可以減少破包和加快袋裝包的分發(fā)。 龍門式自動堆碼機 作為一種物料運輸設(shè)備，通過更換其 液壓抓盤 可以實現(xiàn)對不同貨物的碼垛和拆跺。 針對物流自動化行業(yè)中對箱包高速碼垛的需求 ,并依據(jù)龍門式堆碼機的性能要求 ,設(shè)計了一種龍門式鋅錠液壓堆碼機。重點分析了堆碼機的液壓系統(tǒng)的研究 , 結(jié)構(gòu)的設(shè)計，規(guī)劃了運動路徑 。 關(guān)鍵詞 : 堆碼機 ； 液壓系統(tǒng) ；結(jié)構(gòu)設(shè)計； 2 In of it to We As is it is of to a if is of or It it of of as a be on uo by in on a of 3 1、緒論 . 5 1 1 引言 . 5 壓系統(tǒng)的基本要求 . 5 液壓系統(tǒng)的特點 . 6 2、液壓系統(tǒng)的設(shè)計 . 7 計初始資料 . 7 錠的基本參數(shù) . 7 錠堆垛形式 . 7 案確定 . 8 壓提升回路設(shè)計 . 8 盤旋轉(zhuǎn)回路設(shè)計 . 9 錠夾緊回路設(shè)計 . 10 錠展開回路設(shè)計 . 11 盤行走回路回 路設(shè)計 . 12 液壓回路設(shè)計 . 13 第三章 基本液壓元件的選擇與計算 . 16 泵和電機選擇 . 16 的額定流量和額定壓力 . 16 電機功率的確定 . 17 連軸器的選用 . 19 制閥的選用 . 20 力控制閥 . 20 量控制閥 . 21 方向控制閥 . 21 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 . 22 路 . 22 過濾器的選擇 . 23 件的選擇 . 24 壓元件的連接 . 24 4 壓裝置的總體布置 . 24 壓元件的連接 . 25 壓系統(tǒng)的性能驗算 . 25 第四章 液壓缸的計 算 . 28 壓缸主要的結(jié)構(gòu) . 28 載分析 . 31 升液壓缸主要參數(shù)的確定 . 31 第五章 液壓泵站的設(shè)計 . 33 壓油箱的設(shè)計 . 33 壓油的選擇 . 38 站裝配圖 . 40 小結(jié) . 41 致謝 . 42 參考文獻 . 43 5 1、緒論 1 1 引言 龍門式鋅錠液壓堆碼機是根據(jù) 適用于制磚企業(yè)一次碼燒制磚工藝中 鋅錠的 堆碼 機設(shè)計改造而成 。隨著國內(nèi) 制造企業(yè)的 快速發(fā)展 , 堆碼 機在制磚企業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用 , 以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。本文 主要介紹龍門式液壓鋅錠堆碼機 的液壓控制系統(tǒng) , 本液壓系統(tǒng)針對 堆碼機 的功能要求 ,采用編程控 制、液壓傳動 , 具有高效節(jié)能、維護簡單、成本低廉、運行平穩(wěn)可靠等特點。 壓系統(tǒng) 的基本要求 龍門式液壓鋅錠堆碼機 主要 由行走小車、夾盤、分坯臺、升降導(dǎo)桿、鋼軌、液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)等部分組成。本液壓 堆碼 機除了行走小車外 , 所有動作都依靠所屬的液壓系統(tǒng)驅(qū)動各液壓缸來完成。 在液壓 工作 的工作過程中 , 需要水平運動、垂直運動以及旋轉(zhuǎn)運動 , 除了行走小車水平往復(fù)運動外 , 其余動作都依靠液壓系統(tǒng)提供的動力驅(qū)動完成。水平運動包括 堆碼 機行走小車的水平往復(fù)運動、夾盤夾具的張合和分坯臺分坯板的張合。 堆碼 機行走小車在分坯臺至 堆垛區(qū) 之間往復(fù)水平運行 , 完成 鋅錠 在分坯臺和 堆垛區(qū) 之間的碼放 , 此動作采用交流變頻調(diào)速裝置 , 使行走小車左右行走速度可以被 調(diào)節(jié) ; 夾盤夾具的張合完成 鋅錠 的夾放和 鋅錠 間風(fēng)道的張開 , 此動作分別由夾坯缸和分排缸來完成 ; 分坯臺分坯板的張合由分坯缸完成 , 此動作實現(xiàn) 鋅錠 的分條 ; 垂直運動完成夾盤的升降 , 此動作由升降缸來完成 ; 旋轉(zhuǎn)運動使夾盤旋轉(zhuǎn) 90 ,自動完成 鋅錠 的轉(zhuǎn)向碼放 , 此動作由旋轉(zhuǎn)缸來執(zhí)行。液壓 堆碼 機的工作流程是 : 當(dāng)切坯機把切好的 鋅錠 推到分坯板上后 , 分坯缸伸出 , 帶動分坯板張開對 鋅錠 進行分條動作 , 要求分條間隙要符合 堆碼 機夾盤夾具的要求 ; 鋅錠 分條完成后 , 升降缸下降 , 當(dāng)夾盤到達預(yù)定夾坯位置后 , 夾盤夾具工作 , 夾起 鋅錠 ; 接著由升降缸提升夾盤至預(yù)定高度 , 分坯缸伸出張開 鋅錠 間風(fēng)道 , 行走電機工作驅(qū)動 堆碼 機行走小車行走至 堆垛區(qū) 正上方 ( 此時如需旋轉(zhuǎn) , 旋轉(zhuǎn)缸動作完成夾盤轉(zhuǎn)向 90 ) , 然后升降缸下降至預(yù)定 6 放坯高度 , 夾盤夾具張開把 鋅錠 碼放在 堆垛區(qū) 上 , 堆碼 機完成一次自動碼放鋅錠 的過程。經(jīng)過上述工作循環(huán) , 即可完成一輛 堆垛區(qū) 的全部 堆碼 工作。 堆碼機的這些功能均通過 機界面集中控制 , 操作者只需啟動自動運行程序 , 就可實現(xiàn)全自動運行。 液壓系統(tǒng)的特點 本 堆碼 機液壓系統(tǒng)具有下述特點 : 速度控制采用雙單向節(jié) 流閥 , 使各液壓缸運動速度可調(diào) ; 速度換接方式采用電磁閥換接回路 , 其結(jié)構(gòu)簡單 , 閥安裝容易 , 自動程度高 ; 升降缸使用液控單向閥構(gòu)成的鎖緊回路 ,使升降缸能迅速、平穩(wěn)、可靠且長時間停留在任意位置且不因外力的作用而移動位置 , 避免了升降缸因 堆碼 機夾盤自重而縮回 , 以保證 堆碼 機工作安全可靠 ; 升降缸所用電磁換向閥選用 Y 型中位機能 , 在鎖緊過程中 2 個工作油口直接通到油箱 , 降低了液控單向閥的后腔壓力 , 提高了其鎖緊精度 ; 夾坯缸采用減壓回路 , 使夾盤夾具間的壓力可調(diào)整 ; 本液壓系統(tǒng)采用 機界 面控制 , 簡單易懂 , 降低了誤操作率 ; 堆碼 機行走小車左右行走采用直流變頻調(diào)速裝置 ,使行走小車左右行走速度可以被調(diào)節(jié) 圖 1 液壓 堆碼 機結(jié)構(gòu)示意圖 1- 行走小車 ; 2- 夾盤 ; 3- 工作 臺 ; 4- 升降導(dǎo)桿 ;5- 鋼軌 ; 6- 液壓系統(tǒng) ; 7- 電氣系統(tǒng) 7 2、 液壓系統(tǒng)的設(shè)計 計初始資料 錠的基本參數(shù) 根據(jù)某壓鑄生產(chǎn)廠家出生產(chǎn)的某鋅錠如圖 2 2長 X 高 X 寬為 481368量為 25 公斤 /塊。 錠堆垛形式 鋅錠的堆垛形式如圖 28 圖 2中每層碼放 4 塊鋅錠，沒兩塊之間的間距為 49與層之間成 90交叉 堆放，一共堆放 15 層，總高度為 345和寬均別為 481 案確定 壓提升回路 設(shè)計 (1) 動作分析 通過液壓缸的伸縮實現(xiàn)，抓盤的上身和下降，能夠靈活的執(zhí)行下一步動作 (2) 液壓回路設(shè)計 如圖 示 壓提升回路 9 圖中由：油缸；換向閥； 單向節(jié)流閥； 液壓鎖 ； 構(gòu)成 換向閥：利用閥心在閥體中的相對運動，使流液的通路接通、關(guān)斷，或改變流動方向，從而使執(zhí)行元件啟動、停止或改變運動方向。 單向節(jié)流閥：正向流動時起單向閥作用，反向流動時起節(jié)流閥作用。 液壓鎖 ： 為了使 液壓缸動作到某位置時能停留在某位置，使其不會因為自重而下滑。 以下開始分析動作控制過程： 如圖 示，換向閥置于右位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 升降缸右腔 ， 液壓缸前伸，方便進行下一步操作 。 換向閥置于左位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 升降缸左腔 ， 液壓缸后退。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷， 液壓缸在液壓鎖的 作用下迅速剎住液壓 缸 。這樣，實現(xiàn)空中可靠懸?；蚓臀?。 盤旋轉(zhuǎn)回路設(shè)計 (1) 動作分析 旋轉(zhuǎn)回路能夠使抓盤旋轉(zhuǎn) 90，這個可以是鋅錠按照圖示形式堆放。 (2) 液壓回路設(shè)計 如圖 示 圖 盤旋轉(zhuǎn)回路 10 圖中由： 擺動 缸；換向閥；單向節(jié)流閥構(gòu)成 以下開始分析動作控制過程： 如圖 示，換向閥置于右位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，擺動缸右腔 ， 擺動缸旋轉(zhuǎn) 90，方便進行下一步操作 。 換向閥置于左位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 擺動 缸左腔 ， 擺動缸回到初始位置 。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷， 擺動缸停止動作 就位。 錠夾緊回路設(shè)計 (1) 動作分析 鋅錠夾緊 回路能夠使抓盤 夾緊鋅錠 ， 一次抓起四塊。 (2) 液壓回路設(shè)計 如圖 示 圖 鋅錠抓取回路 圖中由： 液壓 缸；換向閥；單向節(jié)流閥構(gòu)成 11 以下開始分析動作控制過程： 如圖 示，換向閥置于右位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ， 液壓 缸右腔 ， 液壓缸縮回 ，方便進行下一步操作 。 換向閥置于左位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 液壓 缸左腔 ， 液壓缸活塞桿伸出，夾緊鋅錠 。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷， 液壓缸 停止動作 。 錠展開回路設(shè)計 (1) 動作分析 鋅錠展開 回路能夠使 被 抓 緊的鋅錠 ， 安設(shè)計要求所示各自分開。 (2) 液壓回路設(shè)計 如圖 示 圖 鋅錠 展開 回路 圖中由： 液壓 缸；換向閥；單向節(jié)流閥構(gòu)成 以下開始分析動作控制過程： 12 如圖 示，換向閥置于右位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓缸右腔 ， 液壓缸縮回，方便進行下一步操作 。 換向閥置于左位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 液壓缸左腔 ， 液壓缸活塞桿伸出，鋅錠展開。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷， 液壓缸停止動作 。 盤行走回路回路設(shè)計 (1) 動作分析 抓盤行走回路能使抓盤抓取鋅錠后 ， 由液壓馬達驅(qū)動行走小車行走到碼垛區(qū) (2) 液壓回路設(shè) 計 如圖 示 圖 盤行走回路 13 圖中由： 液壓泵；油缸；換向閥；梭閥；單向節(jié)流閥；制動器液壓缸；平衡閥； 轉(zhuǎn)向 構(gòu)液壓馬達。 構(gòu)成 換向閥：利用閥心在閥體中的相對運動，使流液的通路接通、關(guān)斷，或改變流動方向，從而使執(zhí)行元件啟動、停止或改變運動方向。 梭閥：梭閥相當(dāng)于有兩個單向閥組合而成，有兩個輸入口和一個輸出口，在液壓回路中起邏輯“或”的作用。 單向節(jié)流閥：正向流動時起單向閥作用，反向流動時起節(jié)流閥作用。 平衡閥：可使運動速度不受載荷變化的影響，保持穩(wěn)定，附加的單向閥功能，密封性好，在管路損壞或制動 失靈時，可防止重物自由下落造成事故。 制動器：制動器一般都采用常閉式，即向制動器供壓力油時，制動器打開，反之，則在彈簧力作用下使馬達制動。 以下開始分析動作控制過程： 如圖 (示，換向閥置于右位時，壓力油經(jīng)梭閥、單向節(jié)流閥進入制動器液壓 11，制動器松開。液壓油同時經(jīng)平衡閥中的單向閥進入起升機構(gòu)液壓馬達，驅(qū)動 行走小車行走 ，?？繂蜗蚬?jié)流閥的節(jié)流作用，制動器松開較起升機構(gòu)液壓馬達旋轉(zhuǎn)滯后，。 換向閥置于左位時，液壓油直接進入起升機構(gòu)液壓馬達的另一腔，同時經(jīng)梭閥、單向節(jié)流閥進入制動器液壓缸， 松開制動器，液壓馬達反轉(zhuǎn)，吊重放下。此時，平衡閥的遠控口受到壓力油的作用，推動平衡閥的 閥芯，調(diào)節(jié)其開度， 使得小車回到初始位置 。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷，制動器液壓缸在自身彈簧和單向節(jié)流閥的作用下迅速剎住液壓馬達。這樣，即使液壓馬達有內(nèi)泄露也能保證 小車 被迅速制動住 。 (3) 優(yōu)缺點分析 這種液壓回路只能靠調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和換向閥開度的節(jié)流作用來 調(diào)速，調(diào)速范圍小，能耗大，但它簡單，容易配置 ，適用于小型回路。 液壓回路設(shè)計 結(jié)合上述基本回路 ，設(shè)計出總的液壓回路如圖 14 圖 壓系統(tǒng)圖 總圖分析： 單向節(jié)流閥， 正向流動時起單向閥作用，反向流動時起節(jié)流閥作用。 流液正向通過時可以順利通過該閥，反向通過時，則可根據(jù)調(diào)節(jié)節(jié)流閥節(jié)流口面積的方法來控制通過閥的流量，從而達到控制液壓缸和液壓馬達運動速度的目的。在系統(tǒng)圖中，所有回路均安裝單向 節(jié)流閥，主要是基于安全方面的考慮控制速度。 中心回轉(zhuǎn)接頭。 中心回轉(zhuǎn)接頭由導(dǎo)電滑環(huán)、液壓滑環(huán)兩部分組成，它的作用是當(dāng) 液壓馬達 進行 回轉(zhuǎn)動作時，作業(yè)車轉(zhuǎn)動部分與固定部分的電路及液壓油路始終暢通。 15 壓力表。 電磁換向閥 。 通電 時油路導(dǎo)通，不通電時，油路不導(dǎo)通。是高空作業(yè)機構(gòu)的總開關(guān)。只有它通了電，高空作業(yè)機構(gòu)才可能動作。 安全 閥 ,保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定 油液會溢流。 16 第 三 章 基本 液壓元件的選擇與計算 泵和電機選擇 的額定流量和額定壓力 的額定流量 泵的流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高速度要求，所以泵的輸出流量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需要的最大流量和泄漏量來確定： Q n式中： /K 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取 K= /n 執(zhí)行元件個數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 1 . 1 5 . 1 6 4 2 2 . 7 / m i 對于工作過程中始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)，在確定泵的流量時，應(yīng)再加上溢流閥的最小溢流量，一般取 3 / 2 2 . 7 3 2 5 . 7 / m i 泵的最高工作壓力 泵的工作壓力應(yīng)該根據(jù) 液壓缸的工作壓力來確定，即 m a P 式中： Pa 進油路和回油路總的壓力損失。 17 初算時，節(jié)流調(diào)速和比較簡單的油路可以取 ,對于進油路 有調(diào)速閥和管路比較復(fù)雜的系統(tǒng)可以取 。 代入數(shù)據(jù)： 2 0 . 5 2 . 5 P a 考慮到液壓系統(tǒng)的動態(tài)壓力及油泵的使用壽命，通常在選擇油泵時，其額定壓力比工作壓力5%，即泵的額定壓力為 取其額定壓力為4 電機功率的確定 （ 1） 液壓系統(tǒng)實際需要的輸入功率是選擇電機的主要依據(jù)，由于液壓泵存在容積損失和機械損失，為滿足液壓泵向系統(tǒng)輸出所需要的的壓力和流量，液壓泵的輸入功率必須大于它的輸出功率，液壓泵實際需要的輸入功率為： 776 1 0 6 1 0 ti 式中： P 液壓泵的實際最高工作壓力 Pa q 液壓泵的實際流量 / / 液壓泵的總效率 見下表 m液壓泵的機械效率 76 10 換算系數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 672 . 5 1 0 2 5 . 7 1 . 6 46 1 0 0 . 6 5 W 表 18 液壓泵類型總效率齒 輪 泵 葉 片 泵 柱 塞 泵 螺 桿 5 液壓泵的總效率（ 2）電機的功率也可以根據(jù)技術(shù)手冊找，根據(jù)機械設(shè)計手冊第三版，第五卷，可以查得電機的驅(qū)動功率為 4本設(shè)計以技術(shù)手冊的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn) ，取電機的功率為4 根據(jù)上述計算過程，現(xiàn)在可以進行 電機的選取，本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)，通常選取三相異步電動機就能夠滿足要求，初步確定電機的功率和相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 112 2 額定功率： 4滿載時轉(zhuǎn)速： 2890 / 電流： 效率： 凈重： 45額定轉(zhuǎn)矩： 電機的安裝形式為 5( 1)，其參數(shù)為： 基座號： 112M 極數(shù)： 4 國際標(biāo)準(zhǔn)基座號： 28 215F 液壓泵為三螺桿泵，其參數(shù)如下： 規(guī)格： 2/ h256 標(biāo)定粘度： 50速： / 2900 壓力： 4 流量： / 率： 4 19 吸入口直徑： 25 排出口直徑： 20 重量： 11 允許吸上真空高度： m(2 5 制造廠： 北京第二機床廠 說明： 三螺桿泵的使用、安裝、維護要求。 使用要求：一般用于液壓傳動系統(tǒng)中的三螺桿泵多采用 20 號液壓油或 40 號液壓油，其粘度范圍為 21 7 2 3 / ( 5 0 )om m s之間。 安裝要求：電機與泵的連接應(yīng)用彈性連軸器，以保證兩者之間的同軸度要求，（用千分表檢查連軸器的一個端面，其跳動量不得大于 向跳動不得大于 ,當(dāng)每隔 90o 轉(zhuǎn)動連軸器時，將一個聯(lián)軸節(jié)作徑向移動時應(yīng)感覺輕快。泵的進 油管道不得過長，彎頭不宜過多，進油口管道應(yīng)接有過濾器，其濾孔一般可用 40 目到 60 目過濾網(wǎng)，過濾器不允許露出油面，當(dāng)泵正常運轉(zhuǎn)后，其油面離過濾器頂面至少有 100免吸入空氣，甭的吸油高度應(yīng)小于 500維護要求：為保護泵的安全，必須在泵的壓油管道上裝安全閥（溢流閥）和壓力表。 連軸器的選用 連軸器的選擇應(yīng)根據(jù)負(fù)載情況，計算轉(zhuǎn)矩，軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速來選擇。 計算轉(zhuǎn)矩由下式求出： 9550 ()式中： 各連軸器標(biāo)準(zhǔn) n 工作轉(zhuǎn)速 /K 工況系數(shù) 取為 代入數(shù)據(jù)： 41 . 5 9 5 5 0 1 9 . 8 32890 m 據(jù)此可以選擇連軸器的型號如下： 20 名稱： 撓性連軸器 ( 4 3 2 3 8 4 )彈性套柱銷連軸器 許用轉(zhuǎn)矩： m許用轉(zhuǎn)速： 4700r/孔直徑： 1 2 3, , 1 6 , 1 8 , 1 9d d d c m軸孔長度： Y 型： L=42 D=95 量： 制閥的選用 液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過該閥的最大實際流量，下面根據(jù)該原則依次進行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。 力控制閥 壓力控制閥的選用原則 壓力：壓力控制閥的額定壓力應(yīng)大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高 壓力，以保證壓力控制閥正常工作。 壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在法的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。 流量：通過壓力控制閥的實際流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量。 結(jié)構(gòu)類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)類性及工作原理，壓力控制閥可以分為直動型和先導(dǎo)型兩種，直動型壓力控制閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調(diào)壓偏差大，不適用在高壓大流量下工作。但在緩沖制動裝置中要求壓力控制閥的靈敏度高，應(yīng)采用直動型溢流閥，先導(dǎo)型壓力控制閥的靈敏度和響應(yīng)速度比直動閥低一些，調(diào)壓精度比直動閥高，廣泛應(yīng)用于高壓，大流量和調(diào)壓精度要求較高的場合。 此外，還 應(yīng)考慮閥的安裝及連接形式，尺寸重量，價格，使用壽命，維護方便性，貨源情況等。 根據(jù)上述選用原則，可以選擇直動型壓力閥，再根據(jù)發(fā)的調(diào)定壓力及流量和相關(guān)參數(shù)，可以選擇 直動式溢流閥，相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 最低調(diào)節(jié)壓力： 5 21 流量： 40L/ 介質(zhì)溫度： 2 0 7 0 量控制閥 流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。 流量： 通過流量控制閥的流量應(yīng)小于該閥的額定流量。 測量范圍：流量控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，所選閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。 該升降機液壓系統(tǒng)中所使用的流量控制閥有分流閥和單向分流閥，單向分流閥的規(guī)格和型號如下： 型號： 公稱通徑： 10稱流量 : P,O 口 40L/ A， B 口 20L/接方式：管式連接 重量： 4分流 閥的型號為： 其余參數(shù)與單向分流閥相同。 方向控制閥 方向控制閥的選用原則如下： 壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應(yīng)低于閥的額定壓力 流量：流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量。 滑閥機能：滑閥機能之換向閥處于中位時的通路形式。 操縱方式：選擇合適的操縱方式，如手動，電動，液動等。 方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實現(xiàn)油路的通斷。所選擇的換向閥型號及規(guī)格如下： 型號： 4 額定流量： 15L/消耗功率： 26 電源電壓： 5 0 , 1 1 0 , 2 2 0H z V V 工作壓力： 25 T 腔： 6 重量： 22 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 路 管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為： 主管路：包括吸油管路，壓油管路和回油管路，用來實現(xiàn)壓力能的傳遞。 泄油管路：將液壓元件泄露的油液導(dǎo)入回油管或 郵箱 . 控制管路：用來實現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表相連接的管路。 本設(shè)計中只計算主管路中油管的尺寸。 （ 1）吸油管尺寸 油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)液體的流速，油管直徑 d 由下式確定： 04式中： d 油管直徑 油管內(nèi)液體的流量 3/ /吸油管，取 0 ( 0 . 5 1 . 5 ) /v m s，本設(shè)計中?。? v m s代入數(shù)據(jù)： 3 34 2 6 . 6 6 0 1 0 1 0 2 8 . 43 . 1 4 0 . 7d m m 取圓整值為： 30d （ 2）回油管尺寸 回油管尺寸與上述計算過程相同：0 1 v m s，取為0 2/v m s代入數(shù)據(jù)： 3 34 2 6 . 6 6 0 1 0 1 0 1 6 . 83 . 1 4 2d m m 取圓整值為： 18d （ 3）壓力油管 壓力油管： 0 3 4 /v m s，本設(shè)計中取為：0 3/v m s 23 代入數(shù)據(jù)： 3 34 2 6 . 6 6 0 2 1 0 1 0 9 . 73 . 1 4 3d m m 取圓整值為： 10d （ 4）油管壁厚： 升降機系統(tǒng)中的油管可用橡 膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊和振動，尼龍管是一種很有發(fā)展前途的非金屬油管，用于低壓系統(tǒng)，壓力油管采用的橡膠軟管其參數(shù)如下： 內(nèi)徑： 10徑： 型 作壓力： 型 16最小彎曲半徑： 130 過濾器的選擇 過濾器的選擇應(yīng)考慮以下幾點： (1)具有足夠大的通油 能力，壓力損失小，一般過濾器的通油能力大于實際流量的二倍，或大于管路的最大流量。 (2)過濾精度應(yīng)滿足設(shè)計要求，一般液壓系統(tǒng)的壓力不同，對過濾精度的要求也不同，系統(tǒng)壓力越高，要求液壓元件的間隙越小，所以過濾精度要求越高，過濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系如下所示： 表 過濾精度與液壓系統(tǒng)的壓力關(guān)系 系統(tǒng)類型壓力 M P 般 液 壓 系 統(tǒng) 伺服系統(tǒng)7 7 355 1 0 2 5 2 5 - 5 0（ 3）濾芯應(yīng)有足夠的強度，過濾器的實際壓力應(yīng)小于樣本給出的工作壓力。 24 （ 4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下長期工作。 根據(jù)上述原則，考慮到螺桿泵的流量，選定過濾器為燒結(jié)式過濾器，其型號及具體參數(shù)如下所示： 型號： 2 7 0 1 6 F 流量： 70 / 過濾精度： 16m 接口尺寸： 27 2M 工作壓力： 0 壓力損失 : 生產(chǎn)廠 :北京粉末冶金二廠 件的選擇 溫度計的選擇 液壓系統(tǒng)常用接觸式溫度計來顯示油箱內(nèi)工作介質(zhì)的溫度，接觸式溫度計有膨脹式和壓力式。本系統(tǒng)中選用膨脹式，其相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 11 測量范圍： 003 0 5 0 ， 000 50 ， 000 5 0 0 名稱：內(nèi)表式工業(yè)玻璃溫度計 力表選擇 壓力表安裝于便于觀察的地方。其選擇如下： 型號： 量范圍： 0 4 名稱：一般彈簧管壓力表 生產(chǎn)廠：上海宜川儀表廠 壓元件的連接 壓裝置的總體布置 液壓裝置的總體布置可以分為幾種式和分散式兩種。 25 集中式布置是將液壓系統(tǒng)的油源、控制及調(diào)節(jié)裝置至于主機之外，構(gòu)成 獨立的液壓站，這種布置方式主要用于固定式液壓設(shè)備。其優(yōu)點是裝配、維修方便，從根本上消除了動力源的振動和油溫對主機的影響。本液壓系統(tǒng)采用集中式布置。 壓元件的連接 液壓元件的連接可以分為管式連接、板式連接，集中式連接三種。這里介紹整體式連接中的整體式閥板。它是本液壓系統(tǒng)中將要采用的連接方式。 整體式閥板的油路是在整塊板上鉆出或用精密鑄造鑄出的，這種結(jié)構(gòu)的閥板比粘合式閥板可靠性好，應(yīng)用較多，但工藝較差，特別是深孔的加工較難。當(dāng)連接元件較多時，各孔的位置不易確定。它屬于無管連接，多用于不太復(fù)雜的固定式 機械中。 采用整體式閥板時，需要自行設(shè)計閥板，閥板的設(shè)計可參考相關(guān)資料。 壓系統(tǒng)的性能驗算 壓力損失及調(diào)定壓力的確定 根據(jù)計算慢上時管道內(nèi)的油液流動速度約為 s，通過的流量為 值較小，主要壓力損失為調(diào)速閥兩端的壓降；此時功率損失最大；而在快下時滑臺及活塞組件的重量由背壓閥所平衡，系統(tǒng)工作壓力很低，所以不必驗算，因而必須以快進為依據(jù)來計算卸荷閥和溢流閥的調(diào)定壓力，由于供油流量的變化，其快上時液壓缸的速度為 v1=1=s=52mm/s 此時油液在進油管中 的流速為 v=s。 局部壓力損失 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，前者視管道具體安裝結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的 10%；而后者則與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為 則當(dāng)通過閥的流量為 q 時的閥的壓力損失為 q/ 26 因為 列 10徑的閥的額定流量為 63L/加閥 10徑系列的額定流量為 40L/在本例中通過每一個閥的最大流量僅為 以通過整個閥的壓力損失很小，可以忽略不計。 同理，快上時回油路上的流量 q =（ q *A ） /A =回油路油管中的流速 v=s。由此可計算出 Re=vd/v= =75/以回油路上的沿程壓力損失為 總的壓力損失 由上面的結(jié)果可求出 p= 1） * 設(shè) p=與計算結(jié)果略有差異，應(yīng)用計算出的結(jié)果來確定系統(tǒng)中壓力閥的調(diào)定值。 壓力閥的調(diào)定值 雙聯(lián)泵系統(tǒng)中卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)該滿足快 進的要求，保證雙泵同時向系統(tǒng)供油，因而卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)略大于快進時泵的供油壓力 + p=（ 以卸荷閥的調(diào)定壓力應(yīng)取 宜。 溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)大于卸荷閥調(diào)定壓力 以取溢流閥調(diào)定壓力為 3 背壓閥的調(diào)定壓力以平衡滑臺自重為依據(jù)，即 P 背 = p 背 = 系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升 根據(jù)以上的計算可知，在快上時電動機的輸入功率為 / =上時的 電動機的輸入功率為 / =325W；而快上時其有用功率為上時的有效功率為 以慢上時的功率損失為 大于快上時的功率損失 以較大的值來校核其熱平衡，求出發(fā)熱溫升。 設(shè)油箱的三個邊長在 1： 1： 11： 2： 3范圍內(nèi)，則散熱面積為 A= = 27 假設(shè)通風(fēng)良好，取 h=15/1000 m * C），所以油液的溫升為 t=H/ 室溫為 20 C，熱平衡溫度為 10，需要進行穩(wěn)定性校核，由材料力學(xué)中的有關(guān)公式，根據(jù)該液壓缸一端支承一打鉸接取末端系數(shù) 2=2，活塞桿材料用普通碳鋼則：材料強度試驗值 f=0 數(shù) =1/5000，柔性系數(shù) 1=85， J/A=d/4=為 l/22225N 所以，滿足穩(wěn)定性條件。 以分別計算出 夾緊 油缸， 分坯 油缸、 擺動油缸。 33 第五章 液壓泵站的設(shè)計 壓油箱的設(shè)計 液壓油箱的種類的選擇 通常油箱可分為整體式油箱、兩用油箱和獨立油箱 3 類。 1） 整體式油箱 是指在液壓系統(tǒng)或機器的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱。 這樣不需要額外的附加空間。整體式油箱以最小的空間提供最大的性能，并且通常提供特別整潔的外觀。但是必須細(xì)心設(shè)計以克服可能存在的局部發(fā)熱和操作者難以接近工作等問題。 2） 兩用油箱 兩用油箱是指液壓油與機器中的其他目的用油的公用油箱。最大優(yōu)點是節(jié)省空間。但有幾個局限性與此優(yōu)點相抵觸。油液必須既滿足液壓系統(tǒng)對傳動介質(zhì)的要求，又滿足傳 動系齒輪的潤滑或工件淬火等其他工藝目的的要求。在某些高性能液壓系統(tǒng)中 ， 這些要求可能是幾乎互不相容的。此外，油液溫度控制可能很困難，因為對于總量減少了的油液來說存在著兩個熱源。如果必須另設(shè)冷卻器來控制油溫，用冷卻器所需的空間可能抵消所節(jié)省的空間。 3） 獨立油箱 獨立油箱是應(yīng)用最為廣泛的一類油箱，最常用于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，它通常做成矩形的，也有圓柱形的或油噶形的。獨立油箱的熱量主要通過油箱壁靠輻射和對流作用散發(fā)，因此油箱應(yīng)該是盡可能窄而高的形狀。 本設(shè)計中選用獨立油箱，開式油箱，就完全能滿足需要。 油箱的設(shè)計 1)箱頂、通氣器（空氣過濾器）、注油口 油箱的箱頂結(jié)構(gòu)取決于它上面安裝的元件。本設(shè)計中箱頂上要設(shè)置通氣器、注油口，通氣器國附帶注口的結(jié)構(gòu)。取下通氣帽可以注油，放回通氣帽即成通氣過濾器。注油過濾器的網(wǎng)眼小于 250 m ，過流量大于 20 / 油箱頂上的螺紋用盲孔（不通孔），以防污染物落入油箱中。箱頂上類元件的設(shè)置見下圖。 34 圖 式液壓泵組及油管及接頭圖 箱頂與箱壁的連接細(xì) 節(jié)如下所示。 圖 頂與箱壁的連接細(xì)節(jié) 2）箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計 對于鋼板焊接的油箱，用來構(gòu)成油箱體的中碳鋼板的最小厚度見下表。 表 準(zhǔn)油箱的外形尺寸 35 本設(shè)計中油箱的公稱油箱容量為 40。 因箱頂與箱之間為不可連接，應(yīng)在箱壁上上設(shè)置一個清洗孔。清洗孔的數(shù)量和位置應(yīng)便于用手清理油箱所有內(nèi)表面。清洗口的法蘭蓋板應(yīng)配有可以重復(fù)使用的彈性密封件。清洗孔尺寸、法蘭蓋板及密封件的細(xì)節(jié)見圖所示。 圖 洗孔圖 上面以 40L 的來選擇各 個尺寸 ，作為本設(shè)計的尺寸。 為便于油箱的搬運，應(yīng)在油箱四角的箱壁壘森嚴(yán)上訪焊接吊耳。吊耳有圓柱形和鉤形兩種。在此，選用鉤形焊接吊耳外形及尺寸如下圖。 36 圖 形焊接吊耳外形及尺寸圖 液位計設(shè)在油箱的外壁上，并近靠注油口，以便注油時觀測注面。液壓位計的下刻線至少應(yīng)比吸油過濾器或吸油管口上緣高出 75防吸入空氣。液位計的上刻線對應(yīng)著油液的容量。液位計與油箱的連接處有密封措施。 3）箱底、放油塞、支腳 應(yīng)在油箱最低點設(shè)置放油塞（ 大于等于 ,以便油箱箱和油液的更 換。為此，箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜，通常為 1/251/20；這樣可以促使沉積物聚集到油箱中的最低點來。 為了便于放油和搬運應(yīng)該把油箱架起來，油箱底到少離開地面 150箱應(yīng)設(shè)有支腳。在此，支腳單獨制作后焊接在箱底邊緣上。支腳上有地腳螺釘用的固定孔，其尺寸與位置前面已經(jīng)說明。支腳應(yīng)該有足夠大的面積，以便可以用招牌或楔鐵來調(diào)平。 4）隔板、除氣網(wǎng) 為了延長油液在油箱中逗留的時間，促進油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油液參與在系統(tǒng)中的循環(huán)，從而更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉淀等功能，油箱中，尤其在油 液容量超過 100L 的油箱中應(yīng)設(shè)置內(nèi)部隔板。隔板要把系統(tǒng)回油區(qū) 37 與吸油區(qū)隔開，并盡可能使油液在油箱內(nèi)沿著油箱壁環(huán)流。隔板缺口處要有足夠大的過流面積，使環(huán)流流速為 s。隔板結(jié)構(gòu)有溢流式標(biāo)準(zhǔn)型、溢流式和回流式等多種型式。 在此采用形式如下所示。其中，隔板 1 的高度要高于液壓面的高度，作用是把回油側(cè)與吸油側(cè)分開。隔板 2 的作用就相當(dāng)于除氣網(wǎng)的作用，是隔離氣泡用的，防止回油側(cè)產(chǎn)生的氣泡（在液壓上）跑到吸油側(cè)中。這樣布置的可以方便清洗吸油側(cè)與回油側(cè)。 5）管路的配置 液壓系統(tǒng)的管路要進入油箱并在油箱內(nèi)部終 結(jié)。 (1)吸油管和回油管 液壓系的吸油管和系統(tǒng)的回油管要分別進入由隔板隔開的吸油區(qū)和回油區(qū)，管端應(yīng)加工成朝向箱壁的 45 度的斜口，這樣既可增加開口面積，又有利于 沿箱壁環(huán)流。為防止空氣吸入空氣 ( 1 龍門式鋅錠液壓堆碼機 液壓系統(tǒng)設(shè)計 摘 要： 在實現(xiàn)包裝工藝過程中，往往需要將物品整齊、規(guī)則地擺放成貨垛，此作業(yè)我們稱為堆碼。由于堆碼勞動強度大，它就可能使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，而且工人經(jīng)常要舉起成品，所以它也是最易受傷的工作之一。即使勞動力便宜、不計工人受傷或停工的花費，自動堆碼還是有它的優(yōu)勢，它能改善產(chǎn)品質(zhì)量，因為它可以減少破包和加快袋裝包的分發(fā)。 龍門式自動堆碼機 作為一種物料運輸設(shè)備，通過更換其 液壓抓盤 可以實現(xiàn)對不同貨物的碼垛和拆跺。 針對物流自動化行業(yè)中對箱包高速碼垛的需求 ,并依據(jù)龍門式堆碼機的性能要求 ,設(shè)計了一種龍門式鋅錠液壓堆碼機。重點分析了堆碼機的液壓系統(tǒng)的研究 , 結(jié)構(gòu)的設(shè)計，規(guī)劃了運動路徑 。 關(guān)鍵詞 : 堆碼機 ； 液壓系統(tǒng) ；結(jié)構(gòu)設(shè)計； 2 In of it to We As is it is of to a if is of or It it of of as a be on uo by in on a of 3 1、緒論 . 5 1 1 引言 . 5 壓系統(tǒng)的基本要求 . 5 液壓系統(tǒng)的特點 . 6 2、液壓系統(tǒng)的設(shè)計 . 7 計初始資料 . 7 錠的基本參數(shù) . 7 錠堆垛形式 . 7 案確定 . 8 壓提升回路設(shè)計 . 8 盤旋轉(zhuǎn)回路設(shè)計 . 9 錠夾緊回路設(shè)計 . 10 錠展開回路設(shè)計 . 11 盤行走回路回 路設(shè)計 . 12 液壓回路設(shè)計 . 13 第三章 基本液壓元件的選擇與計算 . 16 泵和電機選擇 . 16 的額定流量和額定壓力 . 16 電機功率的確定 . 17 連軸器的選用 . 19 制閥的選用 . 20 力控制閥 . 20 量控制閥 . 21 方向控制閥 . 21 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 . 22 路 . 22 過濾器的選擇 . 23 件的選擇 . 24 壓元件的連接 . 24 4 壓裝置的總體布置 . 24 壓元件的連接 . 25 壓系統(tǒng)的性能驗算 . 25 第四章 液壓缸的計 算 . 28 壓缸主要的結(jié)構(gòu) . 28 載分析 . 31 升液壓缸主要參數(shù)的確定 . 31 第五章 液壓泵站的設(shè)計 . 33 壓油箱的設(shè)計 . 33 壓油的選擇 . 38 站裝配圖 . 40 小結(jié) . 41 致謝 . 42 參考文獻 . 43 5 1、緒論 1 1 引言 龍門式鋅錠液壓堆碼機是根據(jù) 適用于制磚企業(yè)一次碼燒制磚工藝中 鋅錠的 堆碼 機設(shè)計改造而成 。隨著國內(nèi) 制造企業(yè)的 快速發(fā)展 , 堆碼 機在制磚企業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用 , 以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。本文 主要介紹龍門式液壓鋅錠堆碼機 的液壓控制系統(tǒng) , 本液壓系統(tǒng)針對 堆碼機 的功能要求 ,采用編程控 制、液壓傳動 , 具有高效節(jié)能、維護簡單、成本低廉、運行平穩(wěn)可靠等特點。 壓系統(tǒng) 的基本要求 龍門式液壓鋅錠堆碼機 主要 由行走小車、夾盤、分坯臺、升降導(dǎo)桿、鋼軌、液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)等部分組成。本液壓 堆碼 機除了行走小車外 , 所有動作都依靠所屬的液壓系統(tǒng)驅(qū)動各液壓缸來完成。 在液壓 工作 的工作過程中 , 需要水平運動、垂直運動以及旋轉(zhuǎn)運動 , 除了行走小車水平往復(fù)運動外 , 其余動作都依靠液壓系統(tǒng)提供的動力驅(qū)動完成。水平運動包括 堆碼 機行走小車的水平往復(fù)運動、夾盤夾具的張合和分坯臺分坯板的張合。 堆碼 機行走小車在分坯臺至 堆垛區(qū) 之間往復(fù)水平運行 , 完成 鋅錠 在分坯臺和 堆垛區(qū) 之間的碼放 , 此動作采用交流變頻調(diào)速裝置 , 使行走小車左右行走速度可以被 調(diào)節(jié) ; 夾盤夾具的張合完成 鋅錠 的夾放和 鋅錠 間風(fēng)道的張開 , 此動作分別由夾坯缸和分排缸來完成 ; 分坯臺分坯板的張合由分坯缸完成 , 此動作實現(xiàn) 鋅錠 的分條 ; 垂直運動完成夾盤的升降 , 此動作由升降缸來完成 ; 旋轉(zhuǎn)運動使夾盤旋轉(zhuǎn) 90 ,自動完成 鋅錠 的轉(zhuǎn)向碼放 , 此動作由旋轉(zhuǎn)缸來執(zhí)行。液壓 堆碼 機的工作流程是 : 當(dāng)切坯機把切好的 鋅錠 推到分坯板上后 , 分坯缸伸出 , 帶動分坯板張開對 鋅錠 進行分條動作 , 要求分條間隙要符合 堆碼 機夾盤夾具的要求 ; 鋅錠 分條完成后 , 升降缸下降 , 當(dāng)夾盤到達預(yù)定夾坯位置后 , 夾盤夾具工作 , 夾起 鋅錠 ; 接著由升降缸提升夾盤至預(yù)定高度 , 分坯缸伸出張開 鋅錠 間風(fēng)道 , 行走電機工作驅(qū)動 堆碼 機行走小車行走至 堆垛區(qū) 正上方 ( 此時如需旋轉(zhuǎn) , 旋轉(zhuǎn)缸動作完成夾盤轉(zhuǎn)向 90 ) , 然后升降缸下降至預(yù)定 6 放坯高度 , 夾盤夾具張開把 鋅錠 碼放在 堆垛區(qū) 上 , 堆碼 機完成一次自動碼放鋅錠 的過程。經(jīng)過上述工作循環(huán) , 即可完成一輛 堆垛區(qū) 的全部 堆碼 工作。 堆碼機的這些功能均通過 機界面集中控制 , 操作者只需啟動自動運行程序 , 就可實現(xiàn)全自動運行。 液壓系統(tǒng)的特點 本 堆碼 機液壓系統(tǒng)具有下述特點 : 速度控制采用雙單向節(jié) 流閥 , 使各液壓缸運動速度可調(diào) ; 速度換接方式采用電磁閥換接回路 , 其結(jié)構(gòu)簡單 , 閥安裝容易 , 自動程度高 ; 升降缸使用液控單向閥構(gòu)成的鎖緊回路 ,使升降缸能迅速、平穩(wěn)、可靠且長時間停留在任意位置且不因外力的作用而移動位置 , 避免了升降缸因 堆碼 機夾盤自重而縮回 , 以保證 堆碼 機工作安全可靠 ; 升降缸所用電磁換向閥選用 Y 型中位機能 , 在鎖緊過程中 2 個工作油口直接通到油箱 , 降低了液控單向閥的后腔壓力 , 提高了其鎖緊精度 ; 夾坯缸采用減壓回路 , 使夾盤夾具間的壓力可調(diào)整 ; 本液壓系統(tǒng)采用 機界 面控制 , 簡單易懂 , 降低了誤操作率 ; 堆碼 機行走小車左右行走采用直流變頻調(diào)速裝置 ,使行走小車左右行走速度可以被調(diào)節(jié) 圖 1 液壓 堆碼 機結(jié)構(gòu)示意圖 1- 行走小車 ; 2- 夾盤 ; 3- 工作 臺 ; 4- 升降導(dǎo)桿 ;5- 鋼軌 ; 6- 液壓系統(tǒng) ; 7- 電氣系統(tǒng) 7 2、 液壓系統(tǒng)的設(shè)計 計初始資料 錠的基本參數(shù) 根據(jù)某壓鑄生產(chǎn)廠家出生產(chǎn)的某鋅錠如圖 2 2長 X 高 X 寬為 481368量為 25 公斤 /塊。 錠堆垛形式 鋅錠的堆垛形式如圖 28 圖 2中每層碼放 4 塊鋅錠，沒兩塊之間的間距為 49與層之間成 90交叉 堆放，一共堆放 15 層，總高度為 345和寬均別為 481 案確定 壓提升回路 設(shè)計 (1) 動作分析 通過液壓缸的伸縮實現(xiàn)，抓盤的上身和下降，能夠靈活的執(zhí)行下一步動作 (2) 液壓回路設(shè)計 如圖 示 壓提升回路 9 圖中由：油缸；換向閥； 單向節(jié)流閥； 液壓鎖 ； 構(gòu)成 換向閥：利用閥心在閥體中的相對運動，使流液的通路接通、關(guān)斷，或改變流動方向，從而使執(zhí)行元件啟動、停止或改變運動方向。 單向節(jié)流閥：正向流動時起單向閥作用，反向流動時起節(jié)流閥作用。 液壓鎖 ： 為了使 液壓缸動作到某位置時能停留在某位置，使其不會因為自重而下滑。 以下開始分析動作控制過程： 如圖 示，換向閥置于右位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 升降缸右腔 ， 液壓缸前伸，方便進行下一步操作 。 換向閥置于左位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 升降缸左腔 ， 液壓缸后退。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷， 液壓缸在液壓鎖的 作用下迅速剎住液壓 缸 。這樣，實現(xiàn)空中可靠懸?；蚓臀?。 盤旋轉(zhuǎn)回路設(shè)計 (1) 動作分析 旋轉(zhuǎn)回路能夠使抓盤旋轉(zhuǎn) 90，這個可以是鋅錠按照圖示形式堆放。 (2) 液壓回路設(shè)計 如圖 示 圖 盤旋轉(zhuǎn)回路 10 圖中由： 擺動 缸；換向閥；單向節(jié)流閥構(gòu)成 以下開始分析動作控制過程： 如圖 示，換向閥置于右位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，擺動缸右腔 ， 擺動缸旋轉(zhuǎn) 90，方便進行下一步操作 。 換向閥置于左位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 擺動 缸左腔 ， 擺動缸回到初始位置 。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷， 擺動缸停止動作 就位。 錠夾緊回路設(shè)計 (1) 動作分析 鋅錠夾緊 回路能夠使抓盤 夾緊鋅錠 ， 一次抓起四塊。 (2) 液壓回路設(shè)計 如圖 示 圖 鋅錠抓取回路 圖中由： 液壓 缸；換向閥；單向節(jié)流閥構(gòu)成 11 以下開始分析動作控制過程： 如圖 示，換向閥置于右位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ， 液壓 缸右腔 ， 液壓缸縮回 ，方便進行下一步操作 。 換向閥置于左位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 液壓 缸左腔 ， 液壓缸活塞桿伸出，夾緊鋅錠 。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷， 液壓缸 停止動作 。 錠展開回路設(shè)計 (1) 動作分析 鋅錠展開 回路能夠使 被 抓 緊的鋅錠 ， 安設(shè)計要求所示各自分開。 (2) 液壓回路設(shè)計 如圖 示 圖 鋅錠 展開 回路 圖中由： 液壓 缸；換向閥；單向節(jié)流閥構(gòu)成 以下開始分析動作控制過程： 12 如圖 示，換向閥置于右位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓缸右腔 ， 液壓缸縮回，方便進行下一步操作 。 換向閥置于左位時， 液壓油由 單向節(jié)流閥 ，液壓鎖 進入 液壓缸左腔 ， 液壓缸活塞桿伸出，鋅錠展開。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷， 液壓缸停止動作 。 盤行走回路回路設(shè)計 (1) 動作分析 抓盤行走回路能使抓盤抓取鋅錠后 ， 由液壓馬達驅(qū)動行走小車行走到碼垛區(qū) (2) 液壓回路設(shè) 計 如圖 示 圖 盤行走回路 13 圖中由： 液壓泵；油缸；換向閥；梭閥；單向節(jié)流閥；制動器液壓缸；平衡閥； 轉(zhuǎn)向 構(gòu)液壓馬達。 構(gòu)成 換向閥：利用閥心在閥體中的相對運動，使流液的通路接通、關(guān)斷，或改變流動方向，從而使執(zhí)行元件啟動、停止或改變運動方向。 梭閥：梭閥相當(dāng)于有兩個單向閥組合而成，有兩個輸入口和一個輸出口，在液壓回路中起邏輯“或”的作用。 單向節(jié)流閥：正向流動時起單向閥作用，反向流動時起節(jié)流閥作用。 平衡閥：可使運動速度不受載荷變化的影響，保持穩(wěn)定，附加的單向閥功能，密封性好，在管路損壞或制動 失靈時，可防止重物自由下落造成事故。 制動器：制動器一般都采用常閉式，即向制動器供壓力油時，制動器打開，反之，則在彈簧力作用下使馬達制動。 以下開始分析動作控制過程： 如圖 (示，換向閥置于右位時，壓力油經(jīng)梭閥、單向節(jié)流閥進入制動器液壓 11，制動器松開。液壓油同時經(jīng)平衡閥中的單向閥進入起升機構(gòu)液壓馬達，驅(qū)動 行走小車行走 ，。靠單向節(jié)流閥的節(jié)流作用，制動器松開較起升機構(gòu)液壓馬達旋轉(zhuǎn)滯后，。 換向閥置于左位時，液壓油直接進入起升機構(gòu)液壓馬達的另一腔，同時經(jīng)梭閥、單向節(jié)流閥進入制動器液壓缸， 松開制動器，液壓馬達反轉(zhuǎn)，吊重放下。此時，平衡閥的遠控口受到壓力油的作用，推動平衡閥的 閥芯，調(diào)節(jié)其開度， 使得小車回到初始位置 。 換向閥處在中位時，整個回路卸荷，制動器液壓缸在自身彈簧和單向節(jié)流閥的作用下迅速剎住液壓馬達。這樣，即使液壓馬達有內(nèi)泄露也能保證 小車 被迅速制動住 。 (3) 優(yōu)缺點分析 這種液壓回路只能靠調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和換向閥開度的節(jié)流作用來 調(diào)速，調(diào)速范圍小，能耗大，但它簡單，容易配置 ，適用于小型回路。 液壓回路設(shè)計 結(jié)合上述基本回路 ，設(shè)計出總的液壓回路如圖 14 圖 壓系統(tǒng)圖 總圖分析： 單向節(jié)流閥， 正向流動時起單向閥作用，反向流動時起節(jié)流閥作用。 流液正向通過時可以順利通過該閥，反向通過時，則可根據(jù)調(diào)節(jié)節(jié)流閥節(jié)流口面積的方法來控制通過閥的流量，從而達到控制液壓缸和液壓馬達運動速度的目的。在系統(tǒng)圖中，所有回路均安裝單向 節(jié)流閥，主要是基于安全方面的考慮控制速度。 中心回轉(zhuǎn)接頭。 中心回轉(zhuǎn)接頭由導(dǎo)電滑環(huán)、液壓滑環(huán)兩部分組成，它的作用是當(dāng) 液壓馬達 進行 回轉(zhuǎn)動作時，作業(yè)車轉(zhuǎn)動部分與固定部分的電路及液壓油路始終暢通。 15 壓力表。 電磁換向閥 。 通電 時油路導(dǎo)通，不通電時，油路不導(dǎo)通。是高空作業(yè)機構(gòu)的總開關(guān)。只有它通了電，高空作業(yè)機構(gòu)才可能動作。 安全 閥 ,保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定 油液會溢流。 16 第 三 章 基本 液壓元件的選擇與計算 泵和電機選擇 的額定流量和額定壓力 的額定流量 泵的流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高速度要求，所以泵的輸出流量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需要的最大流量和泄漏量來確定： Q n式中： /K 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取 K= /n 執(zhí)行元件個數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 1 . 1 5 . 1 6 4 2 2 . 7 / m i 對于工作過程中始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)，在確定泵的流量時，應(yīng)再加上溢流閥的最小溢流量，一般取 3 / 2 2 . 7 3 2 5 . 7 / m i 泵的最高工作壓力 泵的工作壓力應(yīng)該根據(jù) 液壓缸的工作壓力來確定，即 m a P 式中： Pa 進油路和回油路總的壓力損失。 17 初算時，節(jié)流調(diào)速和比較簡單的油路可以取 ,對于進油路 有調(diào)速閥和管路比較復(fù)雜的系統(tǒng)可以取 。 代入數(shù)據(jù)： 2 0 . 5 2 . 5 P a 考慮到液壓系統(tǒng)的動態(tài)壓力及油泵的使用壽命，通常在選擇油泵時，其額定壓力比工作壓力5%，即泵的額定壓力為 取其額定壓力為4 電機功率的確定 （ 1） 液壓系統(tǒng)實際需要的輸入功率是選擇電機的主要依據(jù)，由于液壓泵存在容積損失和機械損失，為滿足液壓泵向系統(tǒng)輸出所需要的的壓力和流量，液壓泵的輸入功率必須大于它的輸出功率，液壓泵實際需要的輸入功率為： 776 1 0 6 1 0 ti 式中： P 液壓泵的實際最高工作壓力 Pa q 液壓泵的實際流量 / / 液壓泵的總效率 見下表 m液壓泵的機械效率 76 10 換算系數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 672 . 5 1 0 2 5 . 7 1 . 6 46 1 0 0 . 6 5 W 表 18 液壓泵類型總效率齒 輪 泵 葉 片 泵 柱 塞 泵 螺 桿 5 液壓泵的總效率（ 2）電機的功率也可以根據(jù)技術(shù)手冊找，根據(jù)機械設(shè)計手冊第三版，第五卷，可以查得電機的驅(qū)動功率為 4本設(shè)計以技術(shù)手冊的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn) ，取電機的功率為4 根據(jù)上述計算過程，現(xiàn)在可以進行 電機的選取，本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)，通常選取三相異步電動機就能夠滿足要求，初步確定電機的功率和相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 112 2 額定功率： 4滿載時轉(zhuǎn)速： 2890 / 電流： 效率： 凈重： 45額定轉(zhuǎn)矩： 電機的安裝形式為 5( 1)，其參數(shù)為： 基座號： 112M 極數(shù)： 4 國際標(biāo)準(zhǔn)基座號： 28 215F 液壓泵為三螺桿泵，其參數(shù)如下： 規(guī)格： 2/ h256 標(biāo)定粘度： 50速： / 2900 壓力： 4 流量： / 率： 4 19 吸入口直徑： 25 排出口直徑： 20 重量： 11 允許吸上真空高度： m(2 5 制造廠： 北京第二機床廠 說明： 三螺桿泵的使用、安裝、維護要求。 使用要求：一般用于液壓傳動系統(tǒng)中的三螺桿泵多采用 20 號液壓油或 40 號液壓油，其粘度范圍為 21 7 2 3 / ( 5 0 )om m s之間。 安裝要求：電機與泵的連接應(yīng)用彈性連軸器，以保證兩者之間的同軸度要求，（用千分表檢查連軸器的一個端面，其跳動量不得大于 向跳動不得大于 ,當(dāng)每隔 90o 轉(zhuǎn)動連軸器時，將一個聯(lián)軸節(jié)作徑向移動時應(yīng)感覺輕快。泵的進 油管道不得過長，彎頭不宜過多，進油口管道應(yīng)接有過濾器，其濾孔一般可用 40 目到 60 目過濾網(wǎng)，過濾器不允許露出油面，當(dāng)泵正常運轉(zhuǎn)后，其油面離過濾器頂面至少有 100免吸入空氣，甭的吸油高度應(yīng)小于 500維護要求：為保護泵的安全，必須在泵的壓油管道上裝安全閥（溢流閥）和壓力表。 連軸器的選用 連軸器的選擇應(yīng)根據(jù)負(fù)載情況，計算轉(zhuǎn)矩，軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速來選擇。 計算轉(zhuǎn)矩由下式求出： 9550 ()式中： 各連軸器標(biāo)準(zhǔn) n 工作轉(zhuǎn)速 /K 工況系數(shù) 取為 代入數(shù)據(jù)： 41 . 5 9 5 5 0 1 9 . 8 32890 m 據(jù)此可以選擇連軸器的型號如下： 20 名稱： 撓性連軸器 ( 4 3 2 3 8 4 )彈性套柱銷連軸器 許用轉(zhuǎn)矩： m許用轉(zhuǎn)速： 4700r/孔直徑： 1 2 3, , 1 6 , 1 8 , 1 9d d d c m軸孔長度： Y 型： L=42 D=95 量： 制閥的選用 液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的由標(biāo)準(zhǔn)液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過該閥的最大實際流量，下面根據(jù)該原則依次進行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。 力控制閥 壓力控制閥的選用原則 壓力：壓力控制閥的額定壓力應(yīng)大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高 壓力，以保證壓力控制閥正常工作。 壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在法的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。 流量：通過壓力控制閥的實際流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量。 結(jié)構(gòu)類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)類性及工作原理，壓力控制閥可以分為直動型和先導(dǎo)型兩種，直動型壓力控制閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調(diào)壓偏差大，不適用在高壓大流量下工作。但在緩沖制動裝置中要求壓力控制閥的靈敏度高，應(yīng)采用直動型溢流閥，先導(dǎo)型壓力控制閥的靈敏度和響應(yīng)速度比直動閥低一些，調(diào)壓精度比直動閥高，廣泛應(yīng)用于高壓，大流量和調(diào)壓精度要求較高的場合。 此外，還 應(yīng)考慮閥的安裝及連接形式，尺寸重量，價格，使用壽命，維護方便性，貨源情況等。 根據(jù)上述選用原則，可以選擇直動型壓力閥，再根據(jù)發(fā)的調(diào)定壓力及流量和相關(guān)參數(shù)，可以選擇 直動式溢流閥，相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 最低調(diào)節(jié)壓力： 5 21 流量： 40L/ 介質(zhì)溫度： 2 0 7 0 量控制閥 流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。 流量： 通過流量控制閥的流量應(yīng)小于該閥的額定流量。 測量范圍：流量控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，所選閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。 該升降機液壓系統(tǒng)中所使用的流量控制閥有分流閥和單向分流閥，單向分流閥的規(guī)格和型號如下： 型號： 公稱通徑： 10稱流量 : P,O 口 40L/ A， B 口 20L/接方式：管式連接 重量： 4分流 閥的型號為： 其余參數(shù)與單向分流閥相同。 方向控制閥 方向控制閥的選用原則如下： 壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應(yīng)低于閥的額定壓力 流量：流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量。 滑閥機能：滑閥機能之換向閥處于中位時的通路形式。 操縱方式：選擇合適的操縱方式，如手動，電動，液動等。 方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實現(xiàn)油路的通斷。所選擇的換向閥型號及規(guī)格如下： 型號： 4 額定流量： 15L/消耗功率： 26 電源電壓： 5 0 , 1 1 0 , 2 2 0H z V V 工作壓力： 25 T 腔： 6 重量： 22 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 路 管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為： 主管路：包括吸油管路，壓油管路和回油管路，用來實現(xiàn)壓力能的傳遞。 泄油管路：將液壓元件泄露的油液導(dǎo)入回油管或 郵箱 . 控制管路：用來實現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表相連接的管路。 本設(shè)計中只計算主管路中油管的尺寸。 （ 1）吸油管尺寸 油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)液體的流速，油管直徑 d 由下式確定： 04式中： d 油管直徑 油管內(nèi)液體的流量 3/ /吸油管，取 0 ( 0 . 5 1 . 5 ) /v m s，本設(shè)計中?。? v m s代入數(shù)據(jù)： 3 34 2 6 . 6 6 0 1 0 1 0 2 8 . 43 . 1 4 0 . 7d m m 取圓整值為： 30d （ 2）回油管尺寸 回油管尺寸與上述計算過程相同：0 1 v m s，取為0 2/v m s代入數(shù)據(jù)： 3 34 2 6 . 6 6 0 1 0 1 0 1 6 . 83 . 1 4 2d m m 取圓整值為： 18d （ 3）壓力油管 壓力油管： 0 3 4 /v m s，本設(shè)計中取為：0 3/v m s 23 代入數(shù)據(jù)： 3 34 2 6 . 6 6 0 2 1 0 1 0 9 . 73 . 1 4 3d m m 取圓整值為： 10d （ 4）油管壁厚： 升降機系統(tǒng)中的油管可用橡 膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊和振動，尼龍管是一種很有發(fā)展前途的非金屬油管，用于低壓系統(tǒng)，壓力油管采用的橡膠軟管其參數(shù)如下： 內(nèi)徑： 10徑： 型 作壓力： 型 16最小彎曲半徑： 130 過濾器的選擇 過濾器的選擇應(yīng)考慮以下幾點： (1)具有足夠大的通油 能力，壓力損失小，一般過濾器的通油能力大于實際流量的二倍，或大于管路的最大流量。 (2)過濾精度應(yīng)滿足設(shè)計要求，一般液壓系統(tǒng)的壓力不同，對過濾精度的要求也不同，系統(tǒng)壓力越高，要求液壓元件的間隙越小，所以過濾精度要求越高，過濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系如下所示： 表 過濾精度與液壓系統(tǒng)的壓力關(guān)系 系統(tǒng)類型壓力 M P 般 液 壓 系 統(tǒng) 伺服系統(tǒng)7 7 355 1 0 2 5 2 5 - 5 0（ 3）濾芯應(yīng)有足夠的強度，過濾器的實際壓力應(yīng)小于樣本給出的工作壓力。 24 （ 4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下長期工作。 根據(jù)上述原則，考慮到螺桿泵的流量，選定過濾器為燒結(jié)式過濾器，其型號及具體參數(shù)如下所示： 型號： 2 7 0 1 6 F 流量： 70 / 過濾精度： 16m 接口尺寸： 27 2M 工作壓力： 0 壓力損失 : 生產(chǎn)廠 :北京粉末冶金二廠 件的選擇 溫度計的選擇 液壓系統(tǒng)常用接觸式溫度計來顯示油箱內(nèi)工作介質(zhì)的溫度，接觸式溫度計有膨脹式和壓力式。本系統(tǒng)中選用膨脹式，其相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 11 測量范圍： 003 0 5 0 ， 000 50 ， 000 5 0 0 名稱：內(nèi)表式工業(yè)玻璃溫度計 力表選擇 壓力表安裝于便于觀察的地方。其選擇如下： 型號： 量范圍： 0 4 名稱：一般彈簧管壓力表 生產(chǎn)廠：上海宜川儀表廠 壓元件的連接 壓裝置的總體布置 液壓裝置的總體布置可以分為幾種式和分散式兩種。 25 集中式布置是將液壓系統(tǒng)的油源、控制及調(diào)節(jié)裝置至于主機之外，構(gòu)成 獨立的液壓站，這種布置方式主要用于固定式液壓設(shè)備。其優(yōu)點是裝配、維修方便，從根本上消除了動力源的振動和油溫對主機的影響。本液壓系統(tǒng)采用集中式布置。 壓元件的連接 液壓元件的連接可以分為管式連接、板式連接，集中式連接三種。這里介紹整體式連接中的整體式閥板。它是本液壓系統(tǒng)中將要采用的連接方式。 整體式閥板的油路是在整塊板上鉆出或用精密鑄造鑄出的，這種結(jié)構(gòu)的閥板比粘合式閥板可靠性好，應(yīng)用較多，但工藝較差，特別是深孔的加工較難。當(dāng)連接元件較多時，各孔的位置不易確定。它屬于無管連接，多用于不太復(fù)雜的固定式 機械中。 采用整體式閥板時，需要自行設(shè)計閥板，閥板的設(shè)計可參考相關(guān)資料。 壓系統(tǒng)的性能驗算 壓力損失及調(diào)定壓力的確定 根據(jù)計算慢上時管道內(nèi)的油液流動速度約為 s，通過的流量為 值較小，主要壓力損失為調(diào)速閥兩端的壓降；此時功率損失最大；而在快下時滑臺及活塞組件的重量由背壓閥所平衡，系統(tǒng)工作壓力很低，所以不必驗算，因而必須以快進為依據(jù)來計算卸荷閥和溢流閥的調(diào)定壓力，由于供油流量的變化，其快上時液壓缸的速度為 v1=1=s=52mm/s 此時油液在進油管中 的流速為 v=s。 局部壓力損失 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，前者視管道具體安裝結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的 10%；而后者則與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為 則當(dāng)通過閥的流量為 q 時的閥的壓力損失為 q/ 26 因為 列 10徑的閥的額定流量為 63L/加閥 10徑系列的額定流量為 40L/在本例中通過每一個閥的最大流量僅為 以通過整個閥的壓力損失很小，可以忽略不計。 同理，快上時回油路上的流量 q =（ q *A ） /A =回油路油管中的流速 v=s。由此可計算出 Re=vd/v= =75/以回油路上的沿程壓力損失為 總的壓力損失 由上面的結(jié)果可求出 p= 1） * 設(shè) p=與計算結(jié)果略有差異，應(yīng)用計算出的結(jié)果來確定系統(tǒng)中壓力閥的調(diào)定值。 壓力閥的調(diào)定值 雙聯(lián)泵系統(tǒng)中卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)該滿足快 進的要求，保證雙泵同時向系統(tǒng)供油，因而卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)略大于快進時泵的供油壓力 + p=（ 以卸荷閥的調(diào)定壓力應(yīng)取 宜。 溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)大于卸荷閥調(diào)定壓力 以取溢流閥調(diào)定壓力為 3 背壓閥的調(diào)定壓力以平衡滑臺自重為依據(jù)，即 P 背 = p 背 = 系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升 根據(jù)以上的計算可知，在快上時電動機的輸入功率為 / =上時的 電動機的輸入功率為 / =325W；而快上時其有用功率為上時的有效功率為 以慢上時的功率損失為 大于快上時的功率損失 以較大的值來校核其熱平衡，求出發(fā)熱溫升。 設(shè)油箱的三個邊長在 1： 1： 11： 2： 3范圍內(nèi)，則散熱面積為 A= = 27 假設(shè)通風(fēng)良好，取 h=15/1000 m * C），所以油液的溫升為 t=H/ 室溫為 20 C，熱平衡溫度為 10，需要進行穩(wěn)定性校核，由材料力學(xué)中的有關(guān)公式，根據(jù)該液壓缸一端支承一打鉸接取末端系數(shù) 2=2，活塞桿材料用普通碳鋼則：材料強度試驗值 f=0 數(shù) =1/5000，柔性系數(shù) 1=85， J/A=d/4=為 l/22225N 所以，滿足穩(wěn)定性條件。 以分別計算出 夾緊 油缸， 分坯 油缸、 擺動油缸。 33 第五章 液壓泵站的設(shè)計 壓油箱的設(shè)計 液壓油箱的種類的選擇 通常油箱可分為整體式油箱、兩用油箱和獨立油箱 3 類。 1） 整體式油箱 是指在液壓系統(tǒng)或機器的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱。 這樣不需要額外的附加空間。整體式油箱以最小的空間提供最大的性能，并且通常提供特別整潔的外觀。但是必須細(xì)心設(shè)計以克服可能存在的局部發(fā)熱和操作者難以接近工作等問題。 2） 兩用油箱 兩用油箱是指液壓油與機器中的其他目的用油的公用油箱。最大優(yōu)點是節(jié)省空間。但有幾個局限性與此優(yōu)點相抵觸。油液必須既滿足液壓系統(tǒng)對傳動介質(zhì)的要求，又滿足傳 動系齒輪的潤滑或工件淬火等其他工藝目的的要求。在某些高性能液壓系統(tǒng)中 ， 這些要求可能是幾乎互不相容的。此外，油液溫度控制可能很困難，因為對于總量減少了的油液來說存在著兩個熱源。如果必須另設(shè)冷卻器來控制油溫，用冷卻器所需的空間可能抵消所節(jié)省的空間。 3） 獨立油箱 獨立油箱是應(yīng)用最為廣泛的一類油箱，最常用于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，它通常做成矩形的，也有圓柱形的或油噶形的。獨立油箱的熱量主要通過油箱壁靠輻射和對流作用散發(fā)，因此油箱應(yīng)該是盡可能窄而高的形狀。 本設(shè)計中選用獨立油箱，開式油箱，就完全能滿足需要。 油箱的設(shè)計 1)箱頂、通氣器（空氣過濾器）、注油口 油箱的箱頂結(jié)構(gòu)取決于它上面安裝的元件。本設(shè)計中箱頂上要設(shè)置通氣器、注油口，通氣器國附帶注口的結(jié)構(gòu)。取下通氣帽可以注油，放回通氣帽即成通氣過濾器。注油過濾器的網(wǎng)眼小于 250 m ，過流量大于 20 / 油箱頂上的螺紋用盲孔（不通孔），以防污染物落入油箱中。箱頂上類元件的設(shè)置見下圖。 34 圖 式液壓泵組及油管及接頭圖 箱頂與箱壁的連接細(xì) 節(jié)如下所示。 圖 頂與箱壁的連接細(xì)節(jié) 2）箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計 對于鋼板焊接的油箱，用來構(gòu)成油箱體的中碳鋼板的最小厚度見下表。 表 準(zhǔn)油箱的外形尺寸 35 本設(shè)計中油箱的公稱油箱容量為 40。 因箱頂與箱之間為不可連接，應(yīng)在箱壁上上設(shè)置一個清洗孔。清洗孔的數(shù)量和位置應(yīng)便于用手清理油箱所有內(nèi)表面。清洗口的法蘭蓋板應(yīng)配有可以重復(fù)使用的彈性密封件。清洗孔尺寸、法蘭蓋板及密封件的細(xì)節(jié)見圖所示。 圖 洗孔圖 上面以 40L 的來選擇各 個尺寸 ，作為本設(shè)計的尺寸。 為便于油箱的搬運，應(yīng)在油箱四角的箱壁壘森嚴(yán)上訪焊接吊耳。吊耳有圓柱形和鉤形兩種。在此，選用鉤形焊接吊耳外形及尺寸如下圖。 36 圖 形焊接吊耳外形及尺寸圖 液位計設(shè)在油箱的外壁上，并近靠注油口，以便注油時觀測注面。液壓位計的下刻線至少應(yīng)比吸油過濾器或吸油管口上緣高出 75防吸入空氣。液位計的上刻線對應(yīng)著油液的容量。液位計與油箱的連接處有密封措施。 3）箱底、放油塞、支腳 應(yīng)在油箱最低點設(shè)置放油塞（ 大于等于 ,以便油箱箱和油液的更 換。為此，箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜，通常為 1/251/20；這樣可以促使沉積物聚集到油箱中的最低點來。 為了便于放油和搬運應(yīng)該把油箱架起來，油箱底到少離開地面 150箱應(yīng)設(shè)有支腳。在此，支腳單獨制作后焊接在箱底邊緣上。支腳上有地腳螺釘用的固定孔，其尺寸與位置前面已經(jīng)說明。支腳應(yīng)該有足夠大的面積，以便可以用招牌或楔鐵來調(diào)平。 4）隔板、除氣網(wǎng) 為了延長油液在油箱中逗留的時間，促進油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油液參與在系統(tǒng)中的循環(huán)，從而更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉淀等功能，油箱中，尤其在油 液容量超過 100L 的油箱中應(yīng)設(shè)置內(nèi)部隔板。隔板要把系統(tǒng)回油區(qū) 37 與吸油區(qū)隔開，并盡可能使油液在油箱內(nèi)沿著油箱壁環(huán)流。隔板缺口處要有足夠大的過流面積，使環(huán)流流速為 s。隔板結(jié)構(gòu)有溢流式標(biāo)準(zhǔn)型、溢流式和回流式等多種型式。 在此采用形式如下所示。其中，隔板 1 的高度要高于液壓面的高度，作用是把回油側(cè)與吸油側(cè)分開。隔板 2 的作用就相當(dāng)于除氣網(wǎng)的作用，是隔離氣泡用的，防止回油側(cè)產(chǎn)生的氣泡（在液壓上）跑到吸油側(cè)中。這樣布置的可以方便清洗吸油側(cè)與回油側(cè)。 5）管路的配置 液壓系統(tǒng)的管路要進入油箱并在油箱內(nèi)部終 結(jié)。 (1)吸油管和回油管 液壓系的吸油管和系統(tǒng)的回油管要分別進入由隔板隔開的吸油區(qū)和回油區(qū)，管端應(yīng)加工成朝向箱壁的 45 度的斜口，這樣既可增加開口面積，又有利于 沿箱壁環(huán)流。為防止空氣吸入空氣 (