切断机液压系统毕业设计论文

切断机液压系统毕业设计论文内容摘要：

∴强度符合，校核完毕。 计算液压执行元件 实际所需流量 根据已经确定的液压缸的尺寸结构，可以计算出各个执行元件在各个工作阶段的实际所需流量。 表 23 各工况所需流量 工况 执行元名 运动速度 结构参数 流量 q/L/m计算公式 切断机液压系统 第 11 页 共 50 页 称 V/m/min A/mm2 in 拨盘缸下降 拨盘缸 1 m/min 1256 Q=V1A1 拨盘缸上升 拨盘缸 1 m/min 641 Q=V1A2 切断缸快进 切断缸 1 m/min 5024 Q=V1A1 切断缸工进 切断缸 m/min 5024 Q=V1A2 切断缸返回 切断缸 1 m/min 3768 Q=V2A1 计算液压执行元件的实际工作压力 如下表所示各个缸的实际工作压力。 表 24 切断缸所需的 实际压力和功率 工作循环 计算公式 负载 F 进油压力jp 回油腔背压bp 输入功率 P N ap Pa kW 快进 jp=12A ApF b P=jpq 2 106 4 105 1 工进 jp=12A ApF b P=jpq 13333.33 3 106 4 105 3 切断机液压系统 第 12 页 共 50 页 返回 jp=21A ApF b P=jpq 3 106 4 105 7 表 25 拨盘缸所需的实际压力和功率 工作循环 计算公式 负 载 F 进油压力jp 背压bp 输入功率 P N ap Pa kW 快进 jp=12A ApF b P=jpq 2 106 4 105 1 返回 jp=21A ApF b P=jpq 3 106 4 105 1 表 26 夹紧缸所需的实际压力和功率 工作循环 计算公式 负载 F 进油压力jp 背压bp 输入功率 P N ap Pa kW 夹紧 P=jpq 2 106 4 105 放松 0 4 105 切断机液压系统 第 13 页 共 50 页 P=jpq 3 制定液压系统基本方案和拟定液压系统图 制定基本方案 确定切断机液压系统的总主组成及作用 用于将工件剪切成规定尺寸的机械称为切断机。 由液压作为主传动的切断机叫做液压切断机。 一个完整的液压系统由五部分组成 ，即动力组件、执行组件、控制组件、辅助组件和液压油。 切断机动力组件的作用是将原动机的机械能转化为液压能， 指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力，在本套系统中采用一个定量泵和一个变量泵供油。 执行组件的作用是将液体的压力能转化为机械能，驱动负载作直线往复运动。 本方案主要采用三个执行组件：切断缸、拨盘缸和夹紧缸，对于简单的直线运动机构可以采用液压缸直接驱动，有切断机的特点决定，可采用单活塞杆液压缸，其有效工作面积大，双向不对称，往返不对称的直线运动。 切断机控制组件在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。 根据控制功能的不同，其液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。 压力控制阀又可分为溢流阀、减 压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流阀、集流阀等；方向控制阀包括单向阀、换向阀等。 根据控制方式不同， 液压阀可分为开关式控制阀、定制控制阀和比例控制阀。 系统中将用到大部分常见控制组件，实现系统的最优化。 系统的辅助组件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位温度计等。 起连接、输油、贮油、过滤、贮存压力和测量等作用。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质。 有各种矿物油、乳化油和合成型液压油几大类。 本系统选用 20 号机械油。 切断机液压系统 第 14 页 共 50 页 拟定液压执行组件运动控制回路 切断缸 基本回路的确定 1） .容积节流调速回路 容积节流调速回路一般用变量泵供油，用流量控制阀 调节输入或输出液压执行元件的流量，并使其供油量与所需油量相适应。 液压缸慢进速度由变量泵调节，以减少功率损耗和系统发热；快退时由调速阀调节。 此种调速回路 效率也较高，速度稳定性好，但结构较复杂。 2） .压力控制方案 切断缸在切断材料时剪切力突然消失，使活塞由于惯性突然前冲，引起液压冲击，故在液压缸端部安装蓄能器，吸收多余能量，减少液压冲击，实现缓冲。 词汇录用变量泵供油，故在回路中设置安全阀起保护作用。 切断机液压系统 第 15 页 共 50 页 图 21 切断缸基本回路 拨盘缸基本回路的确定 双液控单向阀锁紧回路 由于载物台在剪切时承受极大的载荷，为了在极大冲击下仍具有较好的剪切效果，载物台必须具有较高的精度，采用双液控单向阀锁紧回路。 它能在液压缸不工作时使活塞迅速平稳、可靠且长时间的被锁紧，不为向上的剪切力所移动。 当液压缸上腔不进油时液控单向阀关闭，液压缸下腔不能回油，活塞被锁进不能下落。 但由于液控单向阀有一定泄露，因此，锁紧时间不能太长。 但剪切过程较短，拨盘缸需要锁紧时间不长，故满足要求。 图 22 拨盘缸基本回 路 夹紧缸基本回路的确定 切断机液压系统 第 16 页 共 50 页 压力继电器起安全保护作用，实现压力互锁，即只有在元件被夹紧后，才能正常工作。 图 23 夹紧缸基本回路 制定顺序动作方案 拨盘快进拨动工件下降→夹紧缸夹紧工件→刀架快进接近工件→刀架工进慢速切断工件→拨盘及刀架同时退回→夹紧缸松开工件，一个工序结束。 液压元的选择 切断缸承受负载压力大，属于中（高）压系统。 而柱塞泵的柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，易得到高精度的配合，可在高压下工作，故选用柱塞泵。 拨盘缸与夹紧缸所承受负载不 是很大，属于低压系统，可使用定量叶片泵为动力源。 拟定液压系统原理图 切断机液压系统 第 17 页 共 50 页 图 24 液压原理图 表 27 切断机电磁铁工作循环表 工 况 电磁体 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 夹紧缸 夹紧 + 切断机液压系统 第 18 页 共 50 页 拨盘缸下降 + 刀架快进 + 切断 + 刀架返回 + 夹紧缸 放松 拨盘缸上升 + 液压元件的选择 液压泵的选择 高压液压泵的选择 1)确定液压泵的最大工作压力 Pp Pp≥ Pj+∑△ P 由表 24 可知工进阶段液压缸压力最大，若取进油路总压力损失 55 10p Pa   ，则液压泵最高工作压力可按式算出 Pp≥ Pj+∑△ P=（ 3 106+5 105） Pa= 105 Pa 因此泵的额定压力可取 rp    510 Pa= 510 Pa。 2）液压泵流量的确定 Qp≥ K∑ Qmax 式中： K—— 系统泄露系数，一般取 K=~，这里取 K=； ∑ Qmax—— 高压系统液压 缸最大总流量，∑ Qmax= L/min； 则： Qp= 5=6 L/min 故选用 A7V20 型斜轴式轴向柱塞泵，其额定压力为 35MPa,额定流量为 L/min，额定转速为 4100r/min。 (参考文献《机械设计手册（第四版）》 P22144 表 ) 切断机液压系统 第 19 页 共 50 页 低压系统液压泵的选择 1)确定液压泵的最大工作压力 Pp Pp≥ Pj+∑△ P 由表 24 可知 夹紧阶段 液压缸压力最大，若取进油路总压力损失 55 10p Pa   ，压力继电器可靠动作需 要压力差为 55 10Pa ，则液压泵 最高工作压力可按式算出 Pp≥ Pj+∑△ P+ 55 10Pa =（ 5 106+5 105+5 105） Pa=51 105 Pa 因此泵的额定压力可取 rp    510 Pa= 510 Pa。 2）液压泵流量的确定 Qp≥ K∑ Qmax 式中： K—— 系统泄露系数，一般取 K=~，这里取 K=； ∑ Qmax—— 高压系统 液压缸最大总流量，∑ Qmax= L/min； 则： Qp= = L/min 故选用 型 叶片 泵，其额定压力为 ,额定流量为 ，额定转速为 1450r/min。 (参考文献《机械设计手册（第 五 版）》 P22104 表 ) 电动机功率的确定 高压系统电动机的确定 驱动液压泵的功率为： P=310NNQP 式中 ： PN—— 液压泵最大工作压力， PN=3 106Pa 切断机液压系统 第 20 页 共 50 页 QN—— 液压泵 额定流量， QN= L/min η—— 液压泵总效率， η= 则： P= 36   = 考虑到剪切时间很短，而电动机一般允许在短时间内超载25%，因此， P= % 故根据《机械设计手册（第五版）》第五卷，选定 Y290S2型三相异步电机，其额定电流为 ，转速为 2840r/min，效率为 79%。 低压系统电动机的确定 驱动液压泵的功率为： P=310NNQP 式中 : PN—— 液压泵最大工作压力， PN= 106Pa QN—— 液压泵额定流量， QN= L/min η—— 液压泵总效率， η= 则： P= 36   = 考虑到剪切时间很短，而电动机一般允许在短时间内超载25%，因此， P= % 故根据《机械设计手册（第五版）》第五卷，选定 Y26322型三相异步电机，其额定电流为 ，转速为 2820r/min，效率为 68%。 切断机液压系统 第 21 页 共 50 页 液压阀的选择 根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件的实际流量，可选出这些元件的型号和规格，见下表 表 28 液压切断机液压阀及附件明细表 序 号 名称 通 径 型号 规格 数 量 压力 MPa 流 量 L/min 1 过滤器 12 WU16 180 16 1 2 安全阀 10 J36B 1 3 单向阀 10 RFBG04132 ~7 1 4 压力表 5 YN60 1 5 电磁换向阀 6 34E0H6BT 6 1 6 单向调速阀 10 RFBG04132 1 7 蓄能器 20 17 1 8 冷却器 1 9 过滤器 12 WU16 180 16 1 10 单向阀 10 RFBG04132 ~7 1 11 电磁换向阀 6 34E0H6BT 6 1 12 双液控单向阀 10 RFBG04132 1 13 溢流阀 10 YFB10B ~7 40 1 14 过滤器 12 WU16 180 16 1 15 单向阀 10 RFBG04132 ~7 1 16 压力表 5 YN60 1 17 电磁换向阀 241D63BH 32 1 18 压力继电器 HED2O 1 切断机液压系统 第 22 页 共 50 页 管路的选择 由于本液压系统管路较为复杂， 根据选定的液压阀的连接油口尺寸确定管道尺寸。 液压缸的进、出油管按输入、排出的最大流量来计算。 取主要几条管路，根据以下公式确定 他们 的内径和壁厚，其数值见表 ： （ 1）管道内径计算 d=2vq （ 2）管道壁厚计算  =bnP2d 式中： d—— 油管内经 q—— 管内流量（ m3/s） v—— 管中油液的流速  —— 油管壁厚 P—— 管 内工作压力（ MPa） n—— 安全系数 （ P＜ 7 MPa时，取 n=8； P≥ ，取 n=4）  b—— 管道材料的抗拉强度，取  b=45 MPa 管道内的流速可参考表 28 表 29 允许流速推荐值 管道 推荐流速（ m/s） 液压泵吸油管道 ~ 一般取 1 以下 液压系统压 油管道 3~6 压力高、油管短、粘。