活塞桿液壓撥盤控制閥目錄

1、目錄 第一章 緒論第二章 切斷機的液壓傳動系統(tǒng)的設計與計算2.1 切斷機的設計要求與參數(shù)2.1.1 設計要求2.1.2 設計參數(shù)2.2 進行工況分析，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)2.2.1 液壓缸的載荷計算2.2.2 初選系統(tǒng)的工作壓力2.2.3 計算液壓缸的主要結構尺寸2.2.4計算液壓執(zhí)行元件實際所需流量2.2.5 計算液壓執(zhí)行元件的實際工作壓力2.3 指定液壓系統(tǒng)基本方案和擬定液壓系統(tǒng)原理圖2.3.1 制定基本方案2.3.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖2.4 液壓元件的選擇2.4.1 液壓泵的選擇2.4.2 電動機功率的確定2.4.3 液壓閥的選擇2.4.4 管路的選擇2.4.5 油箱的確定2.5 液

2、壓系統(tǒng)性能的驗算2.5.1 驗算回路中壓力損失2.5.2 驗算液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升第三章 液壓缸的設計計算3.1 計算液壓缸的結構尺寸3.2 液壓缸主要零部件的設計3.2.1缸筒3.2.2 活塞3.2.3活塞桿的導向套和密封3.2.4油口第四章 液壓泵站的設計第二章切斷機的液壓傳動系統(tǒng)的設計與計算2.1 切斷機的設計要求與參數(shù)2.1.1 設計要求工藝動作要求：撥盤快進撥動工件下降，夾緊缸夾緊工件，刀架快進接近工件，刀架工進慢速切斷工件，撥盤及刀架同時退回，夾緊缸松開工件，一個工序結束。2.1.2 設計參數(shù)快進負載G1=200N切斷負載G2=12000N返回負載G3=300N快進返回速度V1=1m/

3、min工進速度V2=0.3m/min切斷缸活塞直徑D1=80mm切斷缸活塞桿直徑d1=40mm撥盤缸活塞直徑D2=40mm撥盤缸活塞桿直徑d2=28mm液壓缸機械效率=0.9回油腔背壓pb=0.4MPa夾緊缸夾緊時工作壓力5 MPa，夾緊缸與撥盤缸型號相同切斷機工作環(huán)境溫度-10352.2 進行工況分析，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)2.2.1 液壓缸的載荷計算活塞上載荷力： F=G/-液壓缸的機械效率，一般取0.900.95，這里=0.90求得相應的作用與活塞上的載荷力，并列于表2-1表2-1 各液壓缸載荷力液壓缸名稱工況液壓缸外負載G/N活塞上載荷F/N切斷缸快進200200/0.9=222.22

4、工進1200012000/0.9=13333.33返回300300/0.9=333.33撥盤缸快進200200/0.9=222.22返回300300/0.9=333.332.2.2 初選系統(tǒng)的工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設備的類型來定，還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件的供應情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結構尺寸，對某些元件的結構尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度也不經(jīng)濟，反之，壓力選的太高，對泵、缸、閥等元件的材質、密封、制造精度要求很高，必須提高設備成本。一般來說，對固定的尺寸不太受限制的設備，壓力可以選的低一些。具體選

5、擇可參考下表2-2。表2-2 按載荷選工作壓力載荷(KN)551010202030305050工作壓力（MP）0.811.522.5334455參考參考同類型組合機床，初定液壓缸的工作壓力為=40×Pa2.2.3 計算液壓缸的主要結構尺寸2.2.3.1切斷缸已知：快進負載G1=200N切斷負載G2=12000N返回負載G3=300N快進返回速度V1=1m/min工進速度V2=0.3m/min活塞直徑D=80mm活塞桿直徑d=40mm液壓缸機械效率=0.9背壓pb=0.4MPa按標準直徑算出液壓缸有效面積A1=D2= (80×10-3)2m2=50.24×10-4

6、m2A2=（D2 -d2）= (80×10-3-40×10-3)2m2=37.68×10-4 m2活塞桿強度校核 =【】式中：Fmax-活塞桿所受的最大載荷，F(xiàn)max=12000Nd-活塞桿直徑，d=40×10-3m所以有：=Pa活塞桿材料為碳鋼【】=100120M Pa【】強度符合，校核完畢。2.2.3.2 撥盤缸與夾緊缸已知：快進負載G1=200N返回負載G3=300N快進返回速度V1=1m/min活塞直徑D=40mm活塞桿直徑d=28mm液壓缸機械效率=0.9背壓pb=0.4MPa按標準直徑算出液壓缸有效面積A1=D2= (40×10-3

7、)2m2=12.56×10-4 m2A2=（D2 -d2）= (40×10-3-28×10-3)2m2=6.41×10-4 m2活塞桿強度校核 =【】式中：Fmax活塞桿所受的最大載荷，F(xiàn)max=300ND活塞桿直徑，d=28×10-3m所以有：=Pa活塞桿材料為碳鋼【】=100120M Pa【】強度符合，校核完畢。2.2.4計算液壓執(zhí)行元件實際所需流量根據(jù)已經(jīng)確定的液壓缸的尺寸結構，可以計算出各個執(zhí)行元件在各個工作階段的實際所需流量。表2-3 各工況所需流量工況執(zhí)行元名 稱運動速度V/m/min結構參數(shù)A/mm2流量q/L/min計算公式撥盤

8、缸下降撥盤缸1 m/min12561.256Q=V1A1撥盤缸上升撥盤缸1 m/min6410.641Q=V1A2切斷缸快進切斷缸1 m/min50245.024Q=V1A1切斷缸工進切斷缸0.3 m/min50241.507Q=V1A2切斷缸返回切斷缸1 m/min37683.768Q=V2A12.2.5 計算液壓執(zhí)行元件的實際工作壓力如下表所示各個缸的實際工作壓力。表2-4 切斷缸所需的實際壓力和功率工作循環(huán)計算公式負載F進油壓力回油腔背壓輸入功率PNPakW快進=P=q222.220.344×1064×1050.0011工進=P=q13333.333×106

9、4×1050.0753返回=P=q333.330.612×1064×1050.0027表2-5撥盤缸所需的實際壓力和功率工作循環(huán)計算公式負載F進油壓力背壓輸入功率PNPakW快進=P=q222.220.381×1064×1050.0051返回=P=q333.331.31×1064×1050.0341表2-6 夾緊缸所需的實際壓力和功率工作循環(huán)計算公式負載F進油壓力背壓輸入功率PNPakW夾緊P=q222.225.0×1064×105放松P=q333.3304×1052.3 制定液壓系統(tǒng)基本方案和

10、擬定液壓系統(tǒng)圖2.3.1 制定基本方案2.3.1.1 確定切斷機液壓系統(tǒng)的總主組成及作用用于將工件剪切成規(guī)定尺寸的機械稱為切斷機。由液壓作為主傳動的切斷機叫做液壓切斷機。一個完整的液壓系統(tǒng)由五部分組成，即動力組件、執(zhí)行組件、控制組件、輔助組件和液壓油。切斷機動力組件的作用是將原動機的機械能轉化為液壓能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力，在本套系統(tǒng)中采用一個定量泵和一個變量泵供油。執(zhí)行組件的作用是將液體的壓力能轉化為機械能，驅動負載作直線往復運動。本方案主要采用三個執(zhí)行組件：切斷缸、撥盤缸和夾緊缸，對于簡單的直線運動機構可以采用液壓缸直接驅動，有切斷機的特點決定，可采用單活塞桿液壓缸

11、，其有效工作面積大，雙向不對稱，往返不對稱的直線運動。切斷機控制組件在液壓系統(tǒng)中控制和調節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，其液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又可分為溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調整閥、分流閥、集流閥等；方向控制閥包括單向閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關式控制閥、定制控制閥和比例控制閥。系統(tǒng)中將用到大部分常見控制組件，實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化。系統(tǒng)的輔助組件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位溫度計等。起連接、輸油、貯油、過濾、貯存壓力和測量等作用。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質。

12、有各種礦物油、乳化油和合成型液壓油幾大類。本系統(tǒng)選用20號機械油。2.3.1.2 擬定液壓執(zhí)行組件運動控制回路2.3.1.2.1 切斷缸基本回路的確定1）.容積節(jié)流調速回路容積節(jié)流調速回路一般用變量泵供油，用流量控制閥調節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與所需油量相適應。液壓缸慢進速度由變量泵調節(jié)，以減少功率損耗和系統(tǒng)發(fā)熱；快退時由調速閥調節(jié)。此種調速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性好，但結構較復雜。2）.壓力控制方案切斷缸在切斷材料時剪切力突然消失，使活塞由于慣性突然前沖，引起液壓沖擊，故在液壓缸端部安裝蓄能器，吸收多余能量，減少液壓沖擊，實現(xiàn)緩沖。詞匯錄用變量泵供油，故在回路中設置安全

13、閥起保護作用。圖2-1 切斷缸基本回路2.3.1.2.2 撥盤缸基本回路的確定雙液控單向閥鎖緊回路由于載物臺在剪切時承受極大的載荷，為了在極大沖擊下仍具有較好的剪切效果，載物臺必須具有較高的精度，采用雙液控單向閥鎖緊回路。它能在液壓缸不工作時使活塞迅速平穩(wěn)、可靠且長時間的被鎖緊，不為向上的剪切力所移動。當液壓缸上腔不進油時液控單向閥關閉，液壓缸下腔不能回油，活塞被鎖進不能下落。但由于液控單向閥有一定泄露，因此，鎖緊時間不能太長。但剪切過程較短，撥盤缸需要鎖緊時間不長，故滿足要求。圖2-2 撥盤缸基本回路2.3.1.2.3 夾緊缸基本回路的確定圖2-3 夾緊缸基本回路2.3.1.3 制定順序動作

14、方案撥盤快進撥動工件下降夾緊缸夾緊工件刀架快進接近工件刀架工進慢速切斷工件撥盤及刀架同時退回夾緊缸松開工件，一個工序結束。2.3.1.4 液壓元的選擇切斷缸承受負載壓力大，屬于中（高）壓系統(tǒng)。而柱塞泵的柱塞與缸體內孔均為圓柱表面，易得到高精度的配合，可在高壓下工作，故選用柱塞泵。撥盤缸與夾緊缸所承受負載不是很大，屬于低壓系統(tǒng)，可使用定量葉片泵為動力源。2.3.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖圖2-4 液壓原理圖表2-7 切斷機電磁鐵工作循環(huán)表工 況電磁體1YA2YA3YA4YA5YA夾緊缸夾緊+撥盤缸下降+刀架快進 +切斷+刀架返回+夾緊缸放松 -撥盤缸上升+2.4 液壓元件的選擇2.4.1 液壓泵的選

15、擇2.4.1.1 高壓液壓泵的選擇1)確定液壓泵的最大工作壓力PpPpPj+P由表2-4可知工進階段液壓缸壓力最大，若取進油路總壓力損失，則液壓泵最高工作壓力可按式算出 PpPj+P=（3106+5105）Pa=35.0105 Pa因此泵的額定壓力可取1.2535.0Pa=43.75Pa。2）液壓泵流量的確定QpKQmax式中：K系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取K=1.11.3，這里取K=1.2；Qmax高壓系統(tǒng)液壓缸最大總流量，Qmax=5.024 L/min；則：Qp=1.2×5=6 L/min故選用A7V20型斜軸式軸向柱塞泵，其額定壓力為35MPa,額定流量為28.8 L/min，額定轉

16、速為4100r/min。(參考文獻機械設計手冊（第四版）P22-144表22.5-44)2.4.1.2 低壓系統(tǒng)液壓泵的選擇1)確定液壓泵的最大工作壓力PpPpPj+P由表2-4可知夾緊階段液壓缸壓力最大，若取進油路總壓力損失，壓力繼電器可靠動作需要壓力差為，則液壓泵 最高工作壓力可按式算出PpPj+P+=（5106+5105+5105）Pa=51105 Pa因此泵的額定壓力可取1.2551.0Pa=63.75Pa。2）液壓泵流量的確定QpKQmax式中：K系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取K=1.11.3，這里取K=1.1；Qmax高壓系統(tǒng)液壓缸最大總流量，Qmax=1.256 L/min；則：Qp=1.

17、1×1.25=1.38 L/min故選用YB1-2.5型葉片泵，其額定壓力為6.3MPa,額定流量為3.625L/min，額定轉速為1450r/min。(參考文獻機械設計手冊（第五版）P22-104表22.5-21)2.4.2 電動機功率的確定2.4.2.1 高壓系統(tǒng)電動機的確定驅動液壓泵的功率為：P=式中：PN液壓泵最大工作壓力，PN=3×106PaQN液壓泵額定流量，QN=28.8 L/min液壓泵總效率，=0.9則：P=1.6KW考慮到剪切時間很短，而電動機一般允許在短時間內超載25%，因此，P=1.28KW故根據(jù)機械設計手冊（第五版）第五卷，選定2.4.2.2 低壓

18、系統(tǒng)電動機的確定驅動液壓泵的功率為：P=式中PN液壓泵最大工作壓力，PN=1.31×106PaQN液壓泵額定流量，QN=3.625 L/min液壓泵總效率，=0.9則：P=0.342KW考慮到剪切時間很短，而電動機一般允許在短時間內超載25%，因此，P=0.274KW故根據(jù)機械設計手冊（第五版）第五卷，選定2.4.3 液壓閥的選擇根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件的實際流量，可選出這些元件的型號和規(guī)格，見下表表2-7 液壓切斷機液壓閥及附件明細表序號名稱通徑型號規(guī)格數(shù)量壓力 MPa流量 L/min1過濾器12安全閥13單向閥14壓力表15電磁換向閥16單向調速閥17蓄能器18冷卻器19過濾器110單向閥111電磁換向閥112雙液控單向閥113溢流閥10YF-B10B0.5740114過濾器115單向閥116壓力表117減壓閥118電磁換向閥6119壓力繼電器HED2O2.512.4.4 管路的選擇由于本液壓系統(tǒng)管路較為復雜，取主要幾條管路，根據(jù)以下公式確定特悶的內徑和壁厚，其數(shù)值見表（1）管道內徑計算 d=2（2）管道壁厚計算 =式中：d油管內經(jīng)q管內流量（m3/s）v管中油液的流速油管壁厚P管內工作壓力（MPa）n安全系數(shù)（P7 MPa時，取n=8；P17.5MPa