18x2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)含9張CAD圖

18x2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)含9張CAD圖,18,x2000,對(duì)稱,式三輥卷,板機(jī),設(shè)計(jì),CAD 18x2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì) 摘 要 利用機(jī)械進(jìn)行傳動(dòng)的卷板機(jī)，其發(fā)展經(jīng)歷了幾十年，這種類型在構(gòu)造方面較為簡單，性能穩(wěn)定，制作費(fèi)用不高，在結(jié)構(gòu)較小或者是中型的卷板機(jī)中，使用較多。三輥卷板機(jī)是其中的一種類型，它呈現(xiàn)對(duì)稱式，其結(jié)構(gòu)無空隙，重量銷，制造方便，維修簡單，成本低，位于兩側(cè)的輥，可設(shè)置間距。 本次論文要設(shè)計(jì)的是對(duì)稱類型的三輥卷板機(jī)，機(jī)器通過液壓驅(qū)動(dòng)，規(guī)格為18×2000。卷板機(jī)中，設(shè)置有對(duì)稱的主輥三個(gè)，支承輥鏈兩個(gè)，在進(jìn)行卷板的過程中，通過液壓馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，讓下輥實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過液壓缸將上輥驅(qū)動(dòng)，來改變上下輥之間的間隔距離，完成壓緊，兩個(gè)液壓缸通過液壓同步回路進(jìn)行連接，包裝左、右缸能同時(shí)工作。呈現(xiàn)對(duì)稱設(shè)計(jì)的下輥，利用開式齒輪進(jìn)行動(dòng)力傳輸，完成同步運(yùn)轉(zhuǎn)。 在論文中，第一部分分析了卷板機(jī)的發(fā)展情況，構(gòu)造以及制作的原理，接著制定了總設(shè)計(jì)方案，然后通過計(jì)算，得到卷板機(jī)重要的參數(shù)，設(shè)計(jì)出重要的零部件，在最后部分，設(shè)計(jì)了液壓系統(tǒng)，利用CAD軟件將裝配圖與重要的零件圖進(jìn)行了繪制。 關(guān)鍵詞：對(duì)稱式；三輥卷板機(jī)；液壓系統(tǒng)；液壓驅(qū)動(dòng)；設(shè)計(jì)方案 Abstract The development of the coiler driven by machine has gone through several decades. This type is simple in structure, stable in performance and low in production cost. It is widely used in small or medium-sized coilers.One of them is the three-roll sheet-rolling machine, which is symmetrical. Its structure is free of gaps, weight pin, easy to manufacture, simple maintenance and low cost. The rolls on both sides can be set spacing. This paper is to design a symmetrical three-roll coiler, which is hydraulically driven and has a size of 18 x 2000.In the winder, there are three symmetrical main rolls and two supporting roll chains. During the winding process, the lower rolls are driven by hydraulic motor to turn. The upper rolls are driven by hydraulic cylinder to change the distance between the upper and lower rolls and complete the pressing. The two hydraulic cylinders are connected by hydraulic synchronous circuit. The left and right cylinders of the package can work simultaneously.The lower roll is symmetrically designed and power transmission is carried out with open gears to achieve synchronous operation. In the paper, the first part analyses the development, construction and principle of making the winder, then formulates the general design scheme, obtains the important parameters of the winder and designs the important parts through calculation, in the last part, designs the hydraulic system, and draws the assembly drawing and the important parts drawing by CAD software. Key words: symmetrical type; three-roll coiler; hydraulic system; hydraulic drive; design scheme 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒 論 1 1.1研究背景及意義 1 1.2卷板機(jī)的分類 1 1.3卷板機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 1 第2章 總體方案設(shè)計(jì) 3 2.1設(shè)計(jì)要求 3 2.2卷板機(jī)結(jié)構(gòu)及原理分析 3 2.2.1卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式 3 2.2.2彎曲成型的加工方式 4 2.3方案的論證 5 2.4方案的確定 6 第3章 機(jī)械構(gòu)件的設(shè)計(jì)與校核 7 3.1整體參數(shù)的計(jì)算 7 3.1.1上下輥的參數(shù)選擇計(jì)算 7 3.1.2所需的功率確定 8 3.2上輥的設(shè)計(jì)計(jì)算校核 10 3.2.1上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力圖 10 3.2.2 剛度校核 11 3.2.3 上輥強(qiáng)度校核 11 3.2.4 疲勞強(qiáng)度安全強(qiáng)度校核 12 3.2.5 上輥在卸料時(shí)的校核 13 3.3下輥設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 13 3.3.1下輥結(jié)構(gòu)及受力圖 13 3.3.2下輥剛度校核 14 3.3.3 下輥彎曲強(qiáng)度校核 15 3.3.4 下輥疲勞強(qiáng)度校核 15 3.4開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 17 3.4.1選精度等級(jí)、材料和齒數(shù) 17 3.4.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 18 3.4.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 19 3.4.4幾何尺寸計(jì)算 21 3.4.5驗(yàn)算 21 第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校核 23 4.1液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 23 4.1.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 23 4.1.2液壓系統(tǒng)回路設(shè)計(jì) 23 4.2液壓缸的設(shè)計(jì) 25 4.2.1液壓缸的類型選擇 25 4.2.2在液壓缸中，載荷最大為計(jì)算 26 4.2.3 確定系統(tǒng)工作壓力 26 4.2.4 液壓缸的內(nèi)徑計(jì)算 26 4.2.5 液壓缸缸筒壁厚和外徑計(jì)算 26 4.2.6 液壓缸活塞桿直徑的計(jì)算 27 4.2.7 液壓缸活塞桿強(qiáng)度校核 28 4.2.8 液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核 28 4.2.9 液壓缸的工作壓力 29 4.2.10 液壓缸的流量 30 4.3液壓泵站的設(shè)計(jì) 30 4.3.1液壓泵的選擇 30 4.3.2油箱的設(shè)計(jì) 31 4.3.3液壓集成塊的設(shè)計(jì) 32 4.3.4液壓泵站的安裝設(shè)計(jì) 33 4.3.5電動(dòng)機(jī)與液壓泵的裝配設(shè)計(jì) 34 4.4液壓元件的選型 35 4.4.1液壓閥及輔助元件的選擇 35 4.4.2蓄能器的選擇 37 4.4.3管道尺寸的確定 37 4.5液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 38 4.5.1壓力損失的驗(yàn)算及泵壓力的調(diào)整 38 4.5.2液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗(yàn)算 40 總 結(jié) 42 參考文獻(xiàn) 42 致 謝 43 44 第1章 緒 論 1.1研究背景及意義 這些年來，機(jī)械制造行業(yè)在持續(xù)發(fā)展，制造行業(yè)已經(jīng)成為支撐國家經(jīng)濟(jì)的主要行業(yè)之一。制造行業(yè)是工業(yè)的基礎(chǔ)，也是工業(yè)不可缺少的一部分。國家的工業(yè)，可以給每一個(gè)行業(yè)供應(yīng)技術(shù)先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備和零件。機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展水平與規(guī)模大小，可以體現(xiàn)出整個(gè)國家在經(jīng)濟(jì)方面的發(fā)展實(shí)力，以及國家的技術(shù)發(fā)展水平，所以機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展，必須加以重視。 金屬板材通過卷板機(jī)加工，制作成筒、弧形或別的需要的形狀，卷板機(jī)是一種通用機(jī)器。卷板機(jī)使用的工作原理是三點(diǎn)成圓，通過零件所在位置的改變與旋轉(zhuǎn)將板材出現(xiàn)持續(xù)的塑性變形，來滿足生產(chǎn)要求。此機(jī)器運(yùn)用于鍋爐、造船等制造行業(yè)中。 卷板機(jī)是一種金屬加工機(jī)器，在工業(yè)的基礎(chǔ)生產(chǎn)中，是不可缺少的。只要是鋼材想要達(dá)到圓柱型，大部分都需要通過卷板機(jī)加工。卷板機(jī)廣泛用于汽車制造以及軍工等行業(yè)中。通過生產(chǎn)要求的不同，能制作出不同的鋼柱，是一種基礎(chǔ)的工業(yè)加工機(jī)器。 利用機(jī)械進(jìn)行傳動(dòng)的卷板機(jī)，其發(fā)展經(jīng)歷了幾十年，這種類型在構(gòu)造方面較為簡單，性能穩(wěn)定，制作費(fèi)用不高，在結(jié)構(gòu)較小或者是中型的卷板機(jī)中，使用較多。卷板機(jī)的速度不快，其扭矩較大，其動(dòng)力傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較大，需要的電動(dòng)機(jī)功率也較大，在開始啟動(dòng)時(shí)，電流會(huì)有一定的波動(dòng)，因此現(xiàn)在使用液壓傳動(dòng)較多。最近，有些卷板機(jī)選擇用液壓馬達(dá)作為動(dòng)力來源，讓輥進(jìn)行工作，不過還是通過機(jī)械進(jìn)行動(dòng)力傳輸，讓機(jī)器與液壓一起進(jìn)行動(dòng)力傳輸；也有一些卷板機(jī)，是通過液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，讓輥旋實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。 1.2卷板機(jī)的分類 在發(fā)達(dá)國家里，通常使用工作輥的配置進(jìn)行區(qū)分。不過在中國，會(huì)使用輥的個(gè)數(shù)或者是調(diào)節(jié)形式等來對(duì)卷板機(jī)進(jìn)行劃分，大多分成這幾類： （1）三輥卷板機(jī)主要有這幾種類型：對(duì)稱式、非對(duì)稱式、水平下調(diào)式、傾斜下調(diào)式等等。 （2）四輥卷板機(jī)主要有這兩種類型：側(cè)輥傾斜調(diào)整式與側(cè)輥圓弧調(diào)整式。 （3）其他的卷板機(jī)有這幾種：立式、船用、雙輥等等。 1.3卷板機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 2001年之后，國內(nèi)在卷板機(jī)方面的發(fā)展腳步在加快，卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展給國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著推動(dòng)作用，同時(shí)在很大程度上提高了民眾的生活水平。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)研究，在“十五”之后，卷板機(jī)的時(shí)長需求量達(dá)到600萬輛，與之關(guān)聯(lián)的設(shè)備，需求量估計(jì)要大于1000億元。在十年前，國內(nèi)在卷板機(jī)的制造與銷售方面，排在全球的第二位，僅在美國之后。中國在生產(chǎn)設(shè)備方面的投入的資金在增加，整個(gè)卷板機(jī)的銷售市場(chǎng)的競(jìng)爭也更加的激烈，新型產(chǎn)品對(duì)于卷板機(jī)在技術(shù)方面的要求，也越來越高，國家出臺(tái)了相應(yīng)的政策，來推動(dòng)卷板機(jī)的發(fā)展。通過相關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)查研究，超過1000萬的投資項(xiàng)目中，卷板機(jī)占百余項(xiàng)；在卷板機(jī)工業(yè)方面，其再改造將會(huì)帶來更多的消費(fèi)客戶；卷板機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益很高，這吸引了很多外商以及國家的投資。另外，很多的外資企業(yè)將新型的車型放入到國內(nèi)市場(chǎng)中，同時(shí)加大在國內(nèi)的投資，將整體產(chǎn)量增大，想在國內(nèi)市場(chǎng)的占有率增加。很多民營工廠在不斷發(fā)展，卷揚(yáng)機(jī)成為其發(fā)展的重點(diǎn)，國內(nèi)這些企業(yè)也加快了對(duì)卷板機(jī)技術(shù)方面的研究。 機(jī)床模具行業(yè)是卷板機(jī)最大的使用者，在大量進(jìn)口的機(jī)器中，七成都使用在卷板機(jī)上。卷板機(jī)的發(fā)展，如推動(dòng)了焊接與檢測(cè)等行業(yè)的發(fā)展。卷板機(jī)在技術(shù)方面的提升，對(duì)于機(jī)器時(shí)長的構(gòu)造也發(fā)生了相應(yīng)的變化；最近這些年，隨著數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用，卷板機(jī)的生產(chǎn)廠家也進(jìn)行了一些列的改革，數(shù)控運(yùn)用機(jī)床中，不僅精度滿足要求，生產(chǎn)效率得到提升，同時(shí)整個(gè)生產(chǎn)更穩(wěn)定。將數(shù)控技術(shù)加入到實(shí)際生產(chǎn)中，讓生產(chǎn)廠家的通用性更好，同時(shí)產(chǎn)品的品質(zhì)也更有保障，對(duì)國內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，也起著推動(dòng)的作用。 將來在制造行業(yè)中，卷板機(jī)的使用范圍將會(huì)也來越廣。通過卷板機(jī)來講鋼板彎曲，可以大大減少操作者的工作量，在現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)備行業(yè)中，是必不可少的裝備。隨著社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)與技術(shù)在不斷發(fā)展，高速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)對(duì)卷揚(yáng)機(jī)也提出了更高的需求，這將給卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展起著推動(dòng)的作用。 第2章 總體方案設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)要求 本次是要對(duì)三輥卷板機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過調(diào)查資料，得到機(jī)器的相關(guān)參數(shù)，這里對(duì)卷板機(jī)的構(gòu)造規(guī)格與液壓部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，比方說上、下輥的直徑、齒輪的減速器規(guī)格、等。以下是各個(gè)部件的設(shè)計(jì)規(guī)格： （1）卷板部分的厚寬：182000mm （2）尺寸最大的情況下，卷曲的半徑最下是： （3）位于上部的輥，其直徑： （4）位于下部的輥，其直徑： （5）位于下部的輥，其橫向的中心間距： （6）上、下兩輥，垂直方向的中心間距最大是： （7）上輥軸部分的直徑： （8）下輥軸部分的直徑： （9）下輥與較上支承輥水平中心距： （10）下輥與較下支承輥水平中心距：55mm （11）卷板運(yùn)轉(zhuǎn)的快慢程度：5m/min （12）上輥朝下壓的速度： （13）上輥部分下降的速度： （14）液壓部件正轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力： 2.2卷板機(jī)結(jié)構(gòu)及原理分析 2.2.1卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式 卷板機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)有主與輔兩種類型。卷板機(jī)中，上、下輥對(duì)生產(chǎn)的板材進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使其彎曲，就是主運(yùn)動(dòng)，通過主運(yùn)動(dòng)將機(jī)器的生產(chǎn)工作完成；機(jī)器在進(jìn)行卷板的途中，會(huì)有安裝板料，卸載原料，還有上輥部分的上升與下降都是輔運(yùn)動(dòng)。 本次設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)，是三輥對(duì)稱類型,位于上部的輥，設(shè)置在下面兩輥的中間部位，進(jìn)行垂直的上升與下降運(yùn)轉(zhuǎn)。利用絲桿絲母蝸桿進(jìn)行動(dòng)力的傳輸，位于下部的兩個(gè)輥?zhàn)?，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，利用減速機(jī)將動(dòng)力輸出，齒輪和下部輥齒輪進(jìn)行嚙合,給機(jī)器供應(yīng)足夠的扭矩。 圖2.1 三輥卷板機(jī)工作原理圖 通過上面圖可知：上部輥繞O1，下部輥依次繞O2、O3進(jìn)行正方形與反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是主運(yùn)動(dòng)。上部輥朝上或者朝下的運(yùn)動(dòng)，或者位于上部的輥在O1縱向平面部分的上翹或者翻邊等，就是輔運(yùn)動(dòng)。 2.2.2彎曲成型的加工方式 進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的加工，其成型有滾圓、彎曲、折邊以及模具壓制等。通過彎制加工成型，其生產(chǎn)工序，是通過冷制作與熱制作實(shí)現(xiàn)。 通過外力的作用，讓鋼板的外部纖維層變長，讓其層的纖維變短，出現(xiàn)形狀的改變，讓其彎曲，這就是滾圓。若圓筒部分的半徑大，需要在正常的溫度下進(jìn)行卷圓。若圓筒的半徑不大或者是板材很厚的情況下，需要對(duì)板材進(jìn)行加熱，在進(jìn)行卷圓操作。在正常的溫度下，將板料滾圓有這些方法：機(jī)械生產(chǎn)、胎模壓加工以及人工生產(chǎn)。其中機(jī)械加工，是利用卷板機(jī)完成。 通過卷板機(jī)，對(duì)鋼材進(jìn)行彎曲，利用上滾軸朝著下方進(jìn)行移動(dòng)，讓其產(chǎn)生的壓力來實(shí)現(xiàn)彎曲。卷板機(jī)的運(yùn)行原理，查看下面圖可知。 a） b） c） a）對(duì)稱類型 b）不對(duì)稱類型 c）四輥類型 圖2.2原理圖 通過三輥彎板機(jī)將板材彎曲，在操作之前，板材的兩邊部分，要預(yù)彎，進(jìn)行預(yù)彎的長0.5L＋（30~50）mm(L是下部輥中間的間距此次）。預(yù)彎可通過壓力設(shè)備進(jìn)行模壓預(yù)彎，同時(shí)也可使用托板在滾圓設(shè)備中進(jìn)行操作，查看下圖可知。 a） b） a）壓力機(jī)預(yù)彎 b）托板預(yù)彎 圖2.3 預(yù)彎圖 2.3方案的論證 本次是要對(duì)三輥卷板機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，卷板機(jī)是對(duì)稱設(shè)計(jì)，這是現(xiàn)在使用最多的一類卷板機(jī)。通過三輥進(jìn)行滾動(dòng)，讓鋼板彎曲，達(dá)到圓，圓錐或者是弧形。這次設(shè)計(jì)確定的驅(qū)動(dòng)類型為液壓。 （1）對(duì)稱類型的三輥卷板機(jī) 構(gòu)造不復(fù)雜，設(shè)備無間隙，重量銷，方便生產(chǎn)與維修，制造成本不大，兩側(cè)的輥可設(shè)置成間距很小。制作成型穩(wěn)定，不足之處是直邊不小。按照慣例，這種類型的卷板機(jī)，很難減少剩余直邊。 （2） 不對(duì)稱類型的三輥卷板機(jī) 這類型的機(jī)器，其剩余直邊的不大，構(gòu)造也不復(fù)雜，不過其原料需要進(jìn)行需調(diào)頭才可彎邊，生產(chǎn)起來比較麻煩，其輥筒部分，要承受的力不小，彎卷的程度不大。這里說的剩余直邊，是板料在進(jìn)行彎曲過程中，產(chǎn)生的最小力臂。它的大小和機(jī)器以及彎曲的類型相關(guān)。 不對(duì)稱彎曲時(shí) t2 對(duì)稱彎曲時(shí) t1 圖2.4 三輥卷板機(jī)運(yùn)行原理圖 2.4方案的確定 前面對(duì)方案進(jìn)行了分析，按照每一種卷板機(jī)的特性，接著分析了兩種三輥卷板機(jī)的構(gòu)造特征，到最終確定設(shè)計(jì)的方案，對(duì)稱類型的三輥卷板機(jī)，通過液壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其規(guī)格是18×2000。詳細(xì)的構(gòu)造，查看下圖可知。 整個(gè)設(shè)備中，有三個(gè)輥，呈現(xiàn)對(duì)稱設(shè)置，主輥一個(gè)，另外兩個(gè)為支承輥，在卷板運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，利用液壓讓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，使下輥運(yùn)轉(zhuǎn)，利用液壓缸產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)，讓上輥對(duì)上、下輥制件的間隔尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)，來讓板料進(jìn)行壓緊。液壓缸分布在兩邊部分，利用同步回路相連，保證左、右兩個(gè)缸的動(dòng)作能同步進(jìn)行。對(duì)稱設(shè)置的兩下輥，利用開式齒輪進(jìn)行動(dòng)力的傳輸，完成同步運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖2.5 18×2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)方案簡圖 第3章 機(jī)械構(gòu)件的設(shè)計(jì)與校核 3.1整體參數(shù)的計(jì)算 3.1.1上下輥的參數(shù)選擇計(jì)算 前面確定了各部分參數(shù)： （1）卷板部分的厚寬：182000mm （2）尺寸最大的情況下，卷曲的半徑最下是： （3）位于上部的輥，其直徑： （4）位于下部的輥，其直徑： （5）位于下部的輥，其橫向的中心間距： （6）上、下兩輥，垂直方向的中心間距最大是： （7）上輥軸部分的直徑： （8）下輥軸部分的直徑： （9）下輥與較上支承輥水平中心距： （10）下輥與較下支承輥水平中心距：55mm （11）卷板運(yùn)轉(zhuǎn)的快慢程度：5m/min （12）上輥朝下壓的速度： （13）上輥部分下降的速度： （14）液壓部件正轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力： 將卷板機(jī)中別的參數(shù)予以確定 生產(chǎn)的鋼板類型：Q235-A[1] 板料的屈服強(qiáng)： 板料的抗拉強(qiáng)： 制作輥的原料：Mn 輥的屈服強(qiáng)： 輥抵抗拉力強(qiáng)： 輥的硬度：HBSHB 滾筒同鋼板間，滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦系數(shù)： 滾筒同鋼板間，滾動(dòng)產(chǎn)生的摩擦系數(shù)： 不添加潤滑油的軸承，其滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦系數(shù)： 鋼板的截面構(gòu)造系數(shù)： 鋼板的相對(duì)強(qiáng)化系數(shù)： 鋼板具有的彈性模量： 3.1.2所需的功率確定 在對(duì)鋼板進(jìn)行加工的過程中，因鋼板的成形數(shù)量的不同，需要消耗的功率也不一樣，因此要將馬達(dá)的功率予以確定，鋼板成型，要經(jīng)過四次加工，按照慣例，在第一次加工中，需要的功率是最大的，那么此功率板根據(jù)成型的4成來算。 （1）鋼板在形變40%時(shí)候，相關(guān)參數(shù)： mm mm （2）從平板進(jìn)行彎曲過程中，鋼板的初始彎矩M1 kgf·mm W鋼板的抗彎截面模量。 （3）鋼板發(fā)生形變40%，其最大的彎矩M0.4 kgf·mm （4）在 kgf·mm 上輥部分的受力情形： kgf 下輥部分受力情況： kgf （5）在摩擦方面消耗的摩擦阻力矩 = kgf·mm （6）鋼板在輸送進(jìn)入的過程中，產(chǎn)生的摩擦阻力矩 kgf·mm （7）在軸承部分，拉力產(chǎn)生的摩擦阻力矩大小 kgf·mm （8）在鋼板被輸送進(jìn)入的過程中，其總力矩 kgf·mm （9）機(jī)器空載情況下，其扭矩: ：鋼板的重G1: kg ：聯(lián)軸部件的重[8] : 選ZL10，=180.9kg ：下部輥的重: kg kgf·mm （10）在進(jìn)行卷板過程中，若想實(shí)現(xiàn)鋼板不打滑，要滿足以下不等式： kgf·mm kgf·mm 通過分析，因此符合要求。 （11）驅(qū)動(dòng)部分，消耗的功率： kgf·mm kw 3.2上輥的設(shè)計(jì)計(jì)算校核 3.2.1上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力圖 通過以上的計(jì)算，得到輥筒在板料制作成型過程中，承受的最大作用力： kgf kgf 利用進(jìn)行計(jì)算，它的受力狀況，查看下圖可知： 圖3.1輥筒受力圖 3.2.2 對(duì)剛度進(jìn)行驗(yàn)證 撓度[1]： 將等式內(nèi)的各個(gè)參數(shù)予以確定： mm4 （Ia是軸部分，其截面的慣性矩） kgf kgf/m mm mm 可有： 通過分析可知，因此上部輥的剛度，符合生產(chǎn)要求。 3.2.3 上輥強(qiáng)度校核 危險(xiǎn)截面是，由于是一致的，同時(shí)>，因此對(duì)位置進(jìn)行驗(yàn)證即可： Ⅰ： kgf·mm kgf/mm2 W是抗彎截面系數(shù)。mm3 kgf/mm2 Ⅱ： kgf·mm kgf/mm2 通過分析，強(qiáng)度符合生產(chǎn)要求。 3.2.4 疲勞強(qiáng)度安全強(qiáng)度校核 [1]： kgf/mm2 kgf/mm2 對(duì)于位置 <，接著對(duì)位置進(jìn)行驗(yàn)證： Ⅱ部分： 通過[1]可有 上輥部分的轉(zhuǎn)矩T=0，可有： 應(yīng)力集中，表面質(zhì)量，尺寸影響三方面的系數(shù)依次是] ，， 在進(jìn)行彎曲時(shí)，應(yīng)力的均值 MPa Ⅲ位置： kgf· mm MPa 通過分析，其疲勞強(qiáng)度符合生產(chǎn)要求。 3.2.5 上輥在卸料時(shí)的校核 以上對(duì)上部輥的受力狀況進(jìn)行了分析，這里對(duì)彎曲強(qiáng)度進(jìn)行分析即可，在板料卸下的過程中，受力情況查看下圖可知。 鋼板中： kg 上部輥的重： kg 整體的種量： kg 圖3.2 上輥卸料受力圖 通過圖3.2得到： MPa 分析得到，在進(jìn)行卸料的過程中，其彎曲強(qiáng)度符合要求。 3.3下輥設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 3.3.1下輥結(jié)構(gòu)及受力圖 下部輥受力情況，查看下圖可知。 圖3.3 下輥受力圖 下部受力的情況：kgf 馬達(dá)kw 齒輪在進(jìn)行嚙合時(shí)候的效率： 聯(lián)軸器的效率： 軸承的效率： 傳輸動(dòng)力的整體效率： m/min r/min 轉(zhuǎn)矩： N·mkgf·mm kgf·mm kgf·mm 3.3.2下輥剛度校核 撓度[5]： I是軸的截面，出現(xiàn)的慣性矩： mm4 kgf mm kgf/m mm mm mm 符合生產(chǎn)要求。 3.3.3 下輥彎曲強(qiáng)度校核 通過對(duì)受力圖的分析，Ⅱ、Ⅲ位置是彎曲時(shí)候的危險(xiǎn)截面[5]： Ⅱ位置： kgf·mm kgf·mm kgf·mm （） kgf·mm kgf·mm 安全的系數(shù)： Ⅲ位置： kgf·mm kgf·mm 安全的系數(shù) 分析可知，彎曲強(qiáng)度符合要求。 3.3.4 下輥疲勞強(qiáng)度校核 暫定截面： 同類；同類；位置 ：；位置： 可知 ， 只需對(duì)進(jìn)行驗(yàn)證。 對(duì)疲勞強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證：[1] kgf·mm Ⅱ截面： kgf·mm N·m 應(yīng)力集中，表面質(zhì)量，尺寸影響三方面的系數(shù)依次是] ，， 彎曲應(yīng)力均值 MPa 應(yīng)力集中，表面質(zhì)量，尺寸影響三方面的系數(shù)依次是 ， 彎曲應(yīng)力均值與應(yīng)力副 通過計(jì)算可知，截面Ⅱ位置，符合疲勞強(qiáng)度的需要。 Ⅲ截面： kgf·mm kgf·mm 應(yīng)力集中，表面質(zhì)量，尺寸影響三方面的系數(shù)依次是] ，， 彎曲應(yīng)力均值 MPa 應(yīng)力集中，表面質(zhì)量，尺寸影響三方面的系數(shù)依次是 ， ， 彎曲應(yīng)力均值與應(yīng)力副 疲勞強(qiáng)度符合生產(chǎn)需要。 Ⅳ截面： 疲勞強(qiáng)度， 應(yīng)力集中，表面質(zhì)量，尺寸影響三方面的系數(shù)依次是 彎曲應(yīng)力均值 MPa 應(yīng)力集中，表面質(zhì)量，尺寸影響三方面的系數(shù)依次是[1] ， ， 彎曲應(yīng)力均值和應(yīng)力副 〉 下輥疲勞強(qiáng)度符合生產(chǎn)需要。 kgf kgf·mm kgf·mm kgf·mm 剛度符合生產(chǎn)需要。 彎曲強(qiáng)度符合生產(chǎn)需要。kgf·mm 3.4開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3.4.1選精度等級(jí)、材料和齒數(shù) 齒輪部分，確定使用精度為7級(jí)，其小齒輪用40Cr制作，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，硬度要滿足280HBS，其大齒輪用45鋼制作，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，使其硬度滿足240HBS。 小齒輪部分，齒的個(gè)數(shù) 大齒輪部分，齒的個(gè)數(shù)，這里 3.4.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 通過以下等式算： 1） 將等等式內(nèi)的各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定 （1）暫定載荷系數(shù) （2）算出小齒輪部分，傳送的轉(zhuǎn)矩大小 （3）小齒輪與兩個(gè)支撐之間，呈現(xiàn)對(duì)稱擺放，確定齒寬的系數(shù) （4）翻看表格6.3可有，原料的彈性影響系數(shù) （5）翻看表格6.14，通過齒輪面的硬度可有 小齒輪部分，能承受的接觸疲勞輕強(qiáng)度 大齒輪部分，能承受的疲勞強(qiáng)度 （6）通過6.11，將應(yīng)力循環(huán)的次數(shù)算出 （7）從6.16圖，可有接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) （8）算出接觸疲勞強(qiáng)度其應(yīng)力的許用值 這里失效的百分比用1％，安全的系數(shù)S=1，通過等式10-12可有 （9）相關(guān)計(jì)算 將小齒輪部分的分度圓直徑算出，放進(jìn)內(nèi)，取小值 將圓周的速度算出來v 算出齒寬b 算出齒輪，寬與高的比值b/h 模數(shù) 算出載荷系數(shù)K 按照，精度7級(jí)，可有動(dòng)載荷系數(shù) 若，從表格中得到 翻看表格6.2，可有使用系數(shù).1 翻看表格可有 故那么載荷系數(shù) （10）利用真正的載荷系數(shù)，對(duì)分度圓直徑進(jìn)行驗(yàn)證，通過以下等式進(jìn)行 （11）算出模數(shù)ｍ 3.4.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 通過以下不等式，算彎曲強(qiáng)度 （1）將不等等式內(nèi)的各個(gè)數(shù)據(jù)算出 通過6.15圖，可有 小齒輪部分，能承受的彎曲疲勞強(qiáng)度 大齒輪部分，，能承受的彎曲疲勞強(qiáng)度 通過6.16，可有彎曲疲勞壽命系數(shù) 　 算出彎曲疲勞應(yīng)力的許用值 這里失效的百分比用1％，安全的系數(shù)，通過等式可算出 算出載荷系數(shù) （2）將齒形系數(shù)找到 翻看表格6.4可有　 （3）找到應(yīng)力驗(yàn)證的系數(shù) 翻看表格6.4可有 　 （4）將大小齒輪的算出，進(jìn)行比對(duì) 大齒輪部分，數(shù)據(jù)更大。 （5）設(shè)計(jì) 將算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，通過齒面接觸疲勞強(qiáng)度算出的模數(shù)m，要比齒根彎曲疲勞強(qiáng)度算出的模數(shù)大，使用彎曲強(qiáng)度得到的模數(shù)8.87，用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)m＝10mm 通過接觸輕度，計(jì)算的分度圓直徑 將小齒輪部分，齒輪個(gè)數(shù)算出來　用　 大齒輪部分，齒輪的個(gè)數(shù)　用 3.4.4幾何尺寸計(jì)算 （1）將分度圓直徑算出來 （2）中心間距尺寸 （3）齒輪的寬 3.4.5驗(yàn)算 符合要求 選取的圓柱齒輪，其相關(guān)數(shù)據(jù)查看下表可知： 序號(hào) 名稱 符號(hào) 參數(shù) 1 齒個(gè)數(shù) Z 2 模數(shù) m 10mm 3 分度圓的直徑 4 齒頂?shù)母? 5 齒根的高 6 全齒的高 7 頂間隙 8 齒頂圓的直徑 9 齒根圓的直徑 10 中心間距 第4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校核 4.1液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 4.1.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 前面已經(jīng)介紹了本次設(shè)計(jì)的卷揚(yáng)機(jī)，是三輥對(duì)稱類型,位于上部的輥，設(shè)置在下面兩輥的中間部位，進(jìn)行垂直的上升與下降運(yùn)轉(zhuǎn)。利用絲桿絲母蝸桿進(jìn)行動(dòng)力的傳輸，位于下部的兩個(gè)輥?zhàn)鳎M(jìn)行旋轉(zhuǎn)，利用減速機(jī)將動(dòng)力輸出，齒輪和下部輥齒輪進(jìn)行嚙合,給機(jī)器供應(yīng)足夠的扭矩。 4.1.2液壓系統(tǒng)回路設(shè)計(jì) （1）將調(diào)速的方案予以確定 利用液壓執(zhí)行元件傳輸進(jìn)出的流量，或者封閉區(qū)間的容積的改變，來對(duì)速度進(jìn)行控制。與之對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)方式有節(jié)流、容積或者兩者組合起來的容積節(jié)流三種類型。 大多數(shù)的節(jié)流調(diào)速都是通過定量泵來提供油，通過流量控制閥，對(duì)輸入，、出的流量進(jìn)行控制，以此來實(shí)現(xiàn)速度的變化。這類型的速度控制方式，在構(gòu)造上不復(fù)雜，這類系統(tǒng)需要運(yùn)用閃流閥，因此效率不高，產(chǎn)生的熱量很大，大部分在功率較小的區(qū)間使用。 通過液壓泵或者是液壓馬達(dá)的排放量來對(duì)速度進(jìn)行控制，這就是容積調(diào)速。這類型的調(diào)速，不存在溢流以及節(jié)流的損耗，其效率很高。不過為了讓散熱方便，同時(shí)將泄漏進(jìn)行補(bǔ)充，需使用輔助泵。這類型的速度調(diào)節(jié)方式，大部分適用于功率大，運(yùn)轉(zhuǎn)速度快的液壓設(shè)備中。 通常利用變量泵提供，通過節(jié)流閥來對(duì)輸進(jìn)、出的液壓執(zhí)行元件的流量進(jìn)行控制，來控制速度的變化，這類型就是容積節(jié)流。讓供油的量與需求量一致。這種類型的回來，其效率很高，運(yùn)行情況穩(wěn)定，不過在構(gòu)造方面是復(fù)雜的。 （2）將壓力控制的方案設(shè)計(jì)出來 在液壓執(zhí)行元件進(jìn)行元轉(zhuǎn)的過程中，需要系統(tǒng)具備固定的壓力，或者在固定的壓力區(qū)間內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，有一些要進(jìn)行多個(gè)級(jí)別或者是無限持續(xù)地對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)整，大部分的節(jié)流調(diào)控部件內(nèi)，大多會(huì)利用定量泵來供油，通過溢流閥對(duì)需要的壓力進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)要讓其固定不變。調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。通過變量泵來供油的容積調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)，其安全方面通過設(shè)置安全閥實(shí)現(xiàn)。 在某些液壓系統(tǒng)內(nèi)，偶爾會(huì)要用到流量較小的高壓油，此時(shí)通過增壓回路達(dá)到高壓，無需另外設(shè)置高壓泵。執(zhí)行元件在持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)，有一段時(shí)間無需供油，同時(shí)泵不停的狀況，要確定用卸荷回路。 整個(gè)液壓系統(tǒng)中的某個(gè)部位，在運(yùn)行壓力要比主油源的壓力低的情況下，需要設(shè)計(jì)減壓的回路，讓其得到需要的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力。 （3）設(shè)計(jì)出液壓缸同步的回路 要求在液壓系統(tǒng)的兩個(gè)或者幾個(gè)執(zhí)行元件以位移相同或是速度相同地進(jìn)行同步運(yùn)轉(zhuǎn)，需要用到同步回路。在對(duì)同步回路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)執(zhí)行元件上承受的載荷卜云成現(xiàn)象進(jìn)行分析，其摩擦產(chǎn)生的阻力也不一樣，泄漏的量也不同，在加工中的差異，也會(huì)對(duì)同步的精度有一定的影響。要避免上面的影響，需要進(jìn)行一些設(shè)置。 在同步閥中，分成兩類，即分流與分流集，使用較多的是分流集流閥。通過分流集流閥，能讓液壓缸進(jìn)行兩個(gè)方向的同步。這類型的閥，其內(nèi)部的流孔可互相連接，避免在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，出現(xiàn)中間停止，讓液壓缸由于負(fù)載的變化，工作不穩(wěn)定，需要在此閥和液壓缸間，安裝一個(gè)單向閥進(jìn)行液控。如果液壓缸每一次都可以實(shí)現(xiàn)行程終點(diǎn)，那么在閥里面連接的油孔，能讓兩缸可以實(shí)現(xiàn)行程終點(diǎn)，這樣避免了累計(jì)產(chǎn)出的誤差。若兩個(gè)液壓缸的負(fù)載差距很大的同步回路，就需要用到分流類型的集流閥，這類型的閥，在偏載很大額情況下，也可實(shí)現(xiàn)速度的同步，其精度可達(dá)1%～3%?。? 分流集流閥對(duì)使用的范圍有一定的要求。若比公稱流量低很多的情況下，就可發(fā)現(xiàn)分流的精度，下降很多。這類型的閥，壓力部銷，大概在1MPa，在對(duì)系統(tǒng)壓力確定之時(shí)，要對(duì)這個(gè)因素進(jìn)行分析。在對(duì)分流集流閥進(jìn)行安裝的過程中，要對(duì)對(duì)稱配管進(jìn)行分析，要使其與執(zhí)行機(jī)構(gòu)盡可能的接近。? 此類型的同步回路在構(gòu)造方面不復(fù)雜，制造成本不高，在同步精度要求較低的機(jī)器中使用。 （4）將液壓動(dòng)力源予以確定 ?在液壓系統(tǒng)內(nèi)部，利用液壓源提供運(yùn)行的介質(zhì)，其中液壓泵是液壓源中的的核心。大部分情況下，節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)都是通過定量泵對(duì)其供油，若不存在別的油源，那么液壓泵部分的供油量要超過系統(tǒng)所需的油量，多下來的油，通過溢流閥流入到油箱中，油源的控制與其要的控制，都是通過溢流閥完成。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，大部分都是通過變量泵進(jìn)行供油，系統(tǒng)的壓力，通過安全閥進(jìn)行控制。 若想讓能源的使用效率提高，油壓泵供應(yīng)的油量，盡量設(shè)置的與系統(tǒng)所需油量接近。在系統(tǒng)工作的規(guī)格階段中，所需要的的油量是有所不同的，大部分都使用多泵進(jìn)行供油，也有的通過變量泵進(jìn)行供油。若在較長的時(shí)間內(nèi)，需要的流量不大，要設(shè)置蓄能器，作為輔助油源。 在液壓源中，需要設(shè)置凈化部件對(duì)油液的進(jìn)行凈化。大部分會(huì)在泵的輸入位置，安裝粗過來設(shè)備，為保護(hù)元件，在油源到達(dá)系統(tǒng)之前，需要經(jīng)過對(duì)應(yīng)的精過濾設(shè)備完成過濾。避免系統(tǒng)內(nèi)存的雜質(zhì)流到油箱中，在回油的部分，要裝上磁性過濾設(shè)備。分析液壓機(jī)器運(yùn)行的條件和對(duì)溫度的需求，合理設(shè)置溫度控制系統(tǒng)。 （5）將液壓系統(tǒng)圖進(jìn)行繪制 以上分析了設(shè)計(jì)的要求，這對(duì)此次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)的工作原理，在下圖中進(jìn)行了繪制。液壓系統(tǒng)由這些部分構(gòu)成：動(dòng)力源、傳動(dòng)的回路以及執(zhí)行部件。 圖4.1對(duì)稱式三輥卷板機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 4.2液壓缸的設(shè)計(jì) 4.2.1液壓缸的類型選擇 在液壓系統(tǒng)中，執(zhí)行的元件就是液壓缸，液壓缸的類型較多，利用構(gòu)造的特征來劃分，有活塞、柱塞以及擺動(dòng)類型三種。利用作用進(jìn)行劃分，有單、雙作用兩類。大部分的液壓源缸，都是雙作用活塞類型?；钊愋头忠簤焊?，其質(zhì)量不大，構(gòu)造不復(fù)雜，運(yùn)行起來穩(wěn)定，拆卸與安裝都簡便，維修部比較容易，被使用在汽車、機(jī)械、起重運(yùn)輸?shù)纫簤簜鬏攧?dòng)力的系統(tǒng)內(nèi)。柱塞類型的液壓缸，大多使用在行程比較長的系統(tǒng)中。擺動(dòng)類型的，其制作工藝并不簡單，大多會(huì)使用在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。此次設(shè)計(jì)的液壓缸，選取是是雙作用的單桿活塞類型。 4.2.2在液壓缸中，載荷最大為計(jì)算 通過之前的計(jì)算，最大負(fù)載是： kgf 4.2.3 確定系統(tǒng)工作壓力 在液壓系統(tǒng)內(nèi)，其運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力：，也就是= 4.2.4 液壓缸的內(nèi)徑計(jì)算 等式內(nèi) ——系統(tǒng)內(nèi)的壓力之差，這里是出現(xiàn)回油的背壓力，按照慣例，確定MPa。那么MPa。 ——液壓缸的工作效率，若選橡膠進(jìn)行密封。 上輥部分，液壓缸的內(nèi)部直徑 mm 通過,確定mm。 4.2.5 液壓缸缸筒壁厚和外徑計(jì)算 （1）在液壓缸內(nèi)，密封壓強(qiáng)最大最大是 等式內(nèi) ——液壓缸的載荷最大數(shù)據(jù)，N。 ——缸筒部分的內(nèi)部直徑 通過壁厚 等式內(nèi) ——液壓缸部分，測(cè)試的壓力，，這里 ——液壓缸的內(nèi)部直徑， ——強(qiáng)度數(shù)據(jù)，若為沒有縫的鋼管，可用1。 ——分析壁厚的公差與浸蝕產(chǎn)生的厚度，按照慣例，這里。 ——缸筒應(yīng)力的許用制，，這里， 安全的系數(shù)，這里 （2）將上輥部分，缸筒壁厚以及外部的直徑算出來 mm mm 那么真正的壁厚： 上輥液壓缸： mm 折疊： mm 支腿： mm 4.2.6 液壓缸活塞桿直徑的計(jì)算 （1）將活塞桿來回往返的速度比值算出來： 利用起、收臂時(shí)長 可有 （2）將上輥液壓缸缸桿直徑予以確定 mm 通過，確定 mm 4.2.7 液壓缸活塞桿強(qiáng)度校核 等式內(nèi) ——在液壓缸中，載荷最大為，可有，N ——原料承受的的屈服極限， ——安全的系數(shù)，用 MPa 通過分析，可知上輥液壓缸活塞桿強(qiáng)度符合生產(chǎn)的要求。 4.2.8 液壓缸活塞桿穩(wěn)定性校核 若液壓缸支承長度的情況下，要對(duì)活塞桿部分的彎曲性能進(jìn)行驗(yàn)證，液壓缸的彎曲情況，查看4.6 可知。 等式內(nèi) ——活塞桿彎曲穩(wěn)定性消失的壓索力極限，N E——真正的彈性模數(shù)，MPa ——橫截面產(chǎn)生的慣性矩，若為圓形 ——安裝與導(dǎo)向的系數(shù)，通過表格可知。 ——伸長的情況下，整體長，m 圖 4.6 液壓缸彎曲圖 （1）若壓縮力達(dá)到最大： 故， （2）若液壓缸實(shí)現(xiàn)長度最大： 可有， 通過分析，上輥液壓缸符合設(shè)計(jì)條件。 4.2.9 液壓缸的工作壓力 等式內(nèi) ——液壓缸工作的效率， ——回油產(chǎn)生的背壓，用 MPa 上輥液壓缸 MPa 4.2.10 液壓缸的流量 通過伸長與縮短的比例，對(duì)液壓缸的流量進(jìn)行計(jì)算，若為隨車起重的運(yùn)輸車，只需通過伸長的速度來對(duì)流量進(jìn)行計(jì)算，由于是單泵進(jìn)行供油，對(duì)縮回去的速度，沒有過高要求。 ) 等式內(nèi) ——液壓缸的內(nèi)部直徑 ——伸出的速度， ——容積的效率大小，取 4.3液壓泵站的設(shè)計(jì) 4.3.1液壓泵的選擇 通過運(yùn)行情況得到，在持續(xù)的運(yùn)行狀況下，液壓缸運(yùn)轉(zhuǎn)的最大壓力是20.3MPa。將油路部分的總壓力耗損算出來0.7MPa。那么泵在工作時(shí)的最大壓力是： 接著要將液壓泵供油量最大予以確定，在液壓缸中，需要的流量最大是，如果泄露的數(shù)據(jù)用，那么泵部分，其流量是： 通過上面算出來的壓力與流量，查閱資料，確定使用雙聯(lián)齒輪泵，其型號(hào)為。此泵在正常工作下的壓力，它的容積效率是，整體效率在，要驅(qū)動(dòng)這個(gè)雙聯(lián)齒輪泵，電動(dòng)機(jī)的功率可通過泵運(yùn)行時(shí)候的壓力與傳出的流量算出。 在快退的過程中，液壓缸需要的輸入功率是最大的，若泵效率用，那么將液壓泵驅(qū)動(dòng)，要消耗的電動(dòng)機(jī)功率： 通過計(jì)算得出的數(shù)據(jù)，翻查資料，確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為，它在正常工作時(shí)的功率，正常工作時(shí)的轉(zhuǎn)速。 4.3.2油箱的設(shè)計(jì) （1）確定液壓油箱的有效容積 在最初設(shè)計(jì)的過程中，通過相關(guān)公式，把油箱的容積確定下來，等到系統(tǒng)設(shè)計(jì)好之后，利用散熱的需要，在對(duì)其機(jī)械驗(yàn)證。通過等式，將油箱容量進(jìn)行確定。 等式內(nèi) QV—在一分鐘內(nèi)液壓泵輸出的壓力油容積（m3）； α—系數(shù)，詳見3-1。 表3-1 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)α 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓機(jī)械 冶金機(jī)械 α 1～2 2～4 6～12 10 將油箱的規(guī)格確定好之后，除了要符合系統(tǒng)供油的規(guī)定，同時(shí)要確保執(zhí)行元件在排油的過程中，不出現(xiàn)溢油現(xiàn)象，在系統(tǒng)內(nèi)油量充滿到最大的情況下，油箱內(nèi)的油位不可少于最低要求。 （2）液壓油箱構(gòu)造規(guī)格 將油箱部分，其長、寬與高進(jìn)行確定，油箱中，三邊的長要滿足—區(qū)間，同時(shí)已知油箱的容積大小，那么油箱中，其長L、寬D以及H一次設(shè)置成，，。 （3）對(duì)油箱的構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì) 油箱通常都是功能性的組合件，存在于液壓系統(tǒng)之中，主要用途是存儲(chǔ)它液壓油、將油液的熱量散發(fā)、將空氣溢出同時(shí)對(duì)泡沫進(jìn)行消除等。 通常都是通過焊接與鑄造對(duì)油箱進(jìn)行加工，其中大部分的油箱，通過焊接制成。沒有特殊要求的情況下，油箱都是通過鋼板焊接制作成，是分離類型的液壓油箱，一般情況下，都不使用機(jī)床床身的底座，做液壓油箱。通過分析可知，本文設(shè)計(jì)的油箱是通過焊接得到。 圖3-1 液壓油箱 4.3.3液壓集成塊的設(shè)計(jì) 液壓元件進(jìn)行配置的形式有，板類與集成塊兩種類型。就現(xiàn)在而言，使用較多的匹配類型是多為集成塊式，每一種類型，都存在各自的優(yōu)勢(shì)與缺陷。在板式匹配中，在板前與閥連接，在板后部與管連接，這樣設(shè)計(jì)，不管是安裝還是維修，都比較簡便，很多高校中，液壓實(shí)驗(yàn)都是利用的板式，每一個(gè)元件之間的連接，都很直觀的看到，不過在管路比較復(fù)雜的情況下，接管就不是很方便。箱體類型的匹配，在在箱體中進(jìn)行鉆孔，讓其組成需要的右路，此類設(shè)計(jì)在構(gòu)造方面沒有空隙，不過后期的維修比較麻煩，系統(tǒng)也不可變化。集成塊類型的匹配，是通過基本回路制成的通用類型的集成塊進(jìn)行疊加，構(gòu)成的液壓系統(tǒng)，這類型在構(gòu)造上也沒有空隙，后期更改簡便，能將設(shè)計(jì)的工作量減少，是現(xiàn)在使用比較廣泛的配置類型。 （1）塊體的構(gòu)造 沒有特殊要去的情況下，確定鑄鐵或鍛鋼作為集成塊的原料，若為低壓的固定機(jī)器，即可使用鑄鐵，若是高壓且振動(dòng)大的環(huán)境中，需要用到鍛鋼。將塊體制作成正方體或是長方體。 若液壓系統(tǒng)的構(gòu)造不復(fù)雜，在系統(tǒng)內(nèi)液壓元件不多，可將其裝于相同的集成塊中。若液壓系統(tǒng)的構(gòu)造不簡單，需要對(duì)比較多的液壓閥體進(jìn)行控制，那么需要使用多個(gè)集成塊疊積的類型，在此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)內(nèi)，液壓元件不少，因此要使用集成塊疊積類型。此次設(shè)計(jì)，參考了JK類型的集成塊。 互相疊積的集成塊，它的上、下面，大多都是疊積的接合面，其中鉆加工出了壓力油孔P，以及回油孔T，與通過疊積進(jìn)行固定的螺栓孔四個(gè)。在液壓泵傳輸出來的壓力油，通過壓力的調(diào)節(jié)之后，到達(dá)油孔P中，P油孔就是給每個(gè)單位的回路壓力油供給的油源。在T孔中，每一個(gè)單位的回路的回油，都會(huì)回流到孔T中，最后流入到油箱內(nèi)。在集成塊內(nèi)，其它的四個(gè)表面，沒有特殊要求的話，都會(huì)在后面連接液壓執(zhí)行元件油管，其它的三個(gè)表面，可將液壓閥裝于上面。通過設(shè)計(jì)要求，要鉆加工出各個(gè)閥內(nèi)的孔道。 （2）將集成塊構(gòu)造的規(guī)格予以確定 其外觀的構(gòu)造的規(guī)格，要能符合液壓元件的安裝，孔道的設(shè)置，以及其他的工藝方面規(guī)定。要對(duì)液壓閥安裝的區(qū)域進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，盡量讓孔最少，讓孔道的長最短，讓聯(lián)通的油孔，盡可能設(shè)置在相同的水平或者垂直的面部分。若液壓系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，要對(duì)其設(shè)置多個(gè)集成塊進(jìn)行疊積的話，首先要確保三個(gè)主要的通道。每一個(gè)油孔部分的內(nèi)部直徑，要符合流速的規(guī)定，沒有特殊要求的話，和液壓閥相連的孔，其直徑與安裝的液壓閥油孔的通徑相同。油孔間的壁厚，不可過小，避免油產(chǎn)生的壓力，使其擊穿，同時(shí)防止在生產(chǎn)過程中，油孔出現(xiàn)偏離。 （3）制作集成塊 在集成塊中，其安裝面要同液壓元件相連，同時(shí)要確保不會(huì)漏油，因此對(duì)于安裝面，有公差的規(guī)定：它的平面度要滿足級(jí)；它的臺(tái)肩與軸度，其精度要滿足級(jí)。 集成塊屬于多孔制作，它的內(nèi)部通孔呈現(xiàn)交錯(cuò)狀，在對(duì)圖紙進(jìn)行繪制的時(shí)候，大多會(huì)使用1：1來完成，如此繪制，可以看得更直接。 沒有特殊要求的話，集成塊會(huì)使用鑄鐵或者是中低碳優(yōu)質(zhì)缸進(jìn)行制作，要保證集成塊的強(qiáng)度，同時(shí)要方便生產(chǎn)。原料鑄鐵，需要進(jìn)行退火加工。一些流道通過鑄造完成，需要對(duì)其進(jìn)行清砂加工，鍛件需要通過退火加工，去除應(yīng)力。其內(nèi)部要通過探傷驗(yàn)證，避免出現(xiàn)裂紋。 4.3.4液壓泵站的安裝設(shè)計(jì) 在使用的較多的液壓站中，通過電動(dòng)機(jī)與液壓泵組和油箱之間的所處位置不一樣，劃分成上、下置以及旁置這些類型。 把液壓泵與電機(jī)等部件，裝于油箱上部的蓋板位置，這就是上置類型油箱液壓。此類設(shè)計(jì)，構(gòu)造沒有間隙，使用的較多。把液壓泵和電機(jī)等部件裝于油箱的旁邊位置，這就是旁置類型。這類型的油箱液壓泵讓油箱中，液面要超過泵的吸油口，泵能更好的吸油。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，在泵的吸油口同油箱間，要制作截止閥，避免液壓泵在修理或者是拆除的過程中，油出現(xiàn)外流現(xiàn)象。把液壓泵與電機(jī)等部件，裝于油箱下部，這就是下置類型。如此設(shè)置，可讓整個(gè)機(jī)器的所需的面積變小，同時(shí)能改善泵的吸入效率。下置類型，大多會(huì)油箱抬高，可有讓人在油箱地下穿過，讓后期的維護(hù)與修理方便簡單。 4.3.5電動(dòng)機(jī)與液壓泵的裝配設(shè)計(jì) 對(duì)于電動(dòng)機(jī)的安裝，大致分成三類：機(jī)座帶底腳、端蓋部分沒有凸緣部件；機(jī)座不設(shè)置低腳、端蓋部分設(shè)置比機(jī)座大的凸緣部件；機(jī)座帶底腳、端蓋部分設(shè)置比機(jī)座大的凸緣部件。機(jī)座帶底腳、端蓋部分不設(shè)置凸緣部件的這種類型，在下圖中繪制出，查看可知，正常需要都水平放置。 功率不大的電動(dòng)機(jī)和液壓泵組可將其安裝于油箱部分的蓋上，也就是上置類型，若功率很大的情況下，要將其裝于專用的平臺(tái)上。其中電動(dòng)機(jī)和液壓泵組部分的底座，需要具備合理的強(qiáng)、剛度，這樣更有利于安裝與修理。在電動(dòng)機(jī)和液壓泵組還有底座間。要設(shè)置具有彈性的防振墊在其中。合理的設(shè)置泄油盤，避免油漏，污染環(huán)境。 4.4液壓元件的選型 4.4.1液壓閥及輔助元件的選擇 （1）如何確定閥 通過系統(tǒng)的運(yùn)行壓力，與真正經(jīng)過閥的流量情況進(jìn)行分析，確定可有定型的閥件。通過泵的流量最大情況，來對(duì)溢流閥進(jìn)行確定；分析流量最小的情況下，要符合執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低的穩(wěn)定速度的需要，來確定節(jié)流閥與調(diào)速。 通常選用的控制閥，其流量要超過真正通過流量。 （2）閥的類型，通過按照與控制方式進(jìn)行確定。 表3-2 液壓元件型號(hào)及規(guī)格（GE系列） 序號(hào) 名 稱 型 號(hào) 數(shù)量 備 注 1 油 箱 1200升 1 2 精密調(diào)壓閥 6 意大利ATOS 3 電接點(diǎn)溫控表 WSSD-411/0-100℃/400mm/M27*2 1 天津歐迪 4 空氣濾清器 QUQ2.5 1 　 5 銅球閥 QF-25/G1″ 3 　 6 操作臺(tái) 　 1 　 7 電 機(jī) 4P-B35/750W 2 皖南 8 變量柱塞泵 A10VSO18DR 2 德國REXROTH 9 板式單向閥 S20P2 1 　 10 高壓過濾器 ZU-H160*10FC 1 　 11 先導(dǎo)式溢流閥 Y-03-21-50 1 12 電磁換向閥 FW-02-3C2/B220Z5L 3 13 壓力表 YN100-25MPa 6 北京布萊迪 14 單向節(jié)流閥 DRVP-L8 12 15 蓄能器 NXQ1-L6.3/20MPa 1 16 冷卻器 DP-1 1 17 液位計(jì) YWZ-200-T 2 　 18 電控箱低壓電器 1 19 電機(jī)泵架法蘭 2 20 壓力表 YN60-40MPa 2 北京布萊迪 21 壓力表開關(guān) 　KF-L8/14E 4 　 22 高壓球閥 QJH-15NL 1 23 回油過濾器 RF-160*20LC 1 　 24 吸油過濾器 WU-160*100-J 2 　 25 油路塊 11 26 油缸 6 27 油缸安裝座支架 6 28 高壓膠管 65根 29 不銹鋼無縫管 180米 30 管接頭 按需 1批 31 管夾 按需 1批 32 液位報(bào)警器 1 　 4.4.2蓄能器的選擇 利用蓄能器在液壓系統(tǒng)內(nèi)的用途，將蓄能器的種類與詳細(xì)的參數(shù)予以確定。 （1）執(zhí)行元件在較短的時(shí)間里，進(jìn)行快速的工作，是通過蓄能器進(jìn)行補(bǔ)充供油，它在工作中的有效的容積： ????等式內(nèi) A—液壓缸內(nèi)有效的面積； ???? ????l—液壓缸的行程尺寸（m）； ??? ?????K—油液消耗的系數(shù)，大多使用； ??? ????QP—液壓泵部分的流量； ??? ?? ???t—運(yùn)行時(shí)長（s） （2）它在工作中的有效的容積： ????等式內(nèi) ——進(jìn)行應(yīng)急運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸整體的工作容積。 將工作中的有效的容積算出，在通過相關(guān)公式，算出蓄能器部分的容積，接著分析它的性能，將生產(chǎn)所用的蓄能器予以確定。 4.4.3管道尺寸的確定 通過以等式，算出油管的內(nèi)徑d： 等式內(nèi)，-油管中，流動(dòng)的最大值；閱覽書籍可知，。 -油管中的流速，慣用取值區(qū)間，若為壓力油管，取值區(qū)間，若為回油管，取值區(qū)間。 表3-3 各管路流速選值 管道 流速（m/s） 回油管路 2 吸油管路 1.3 壓力油管路 4 將內(nèi)徑d算出之后，通過標(biāo)準(zhǔn)，確定油管。 通過下面不等式，算出油管的壁厚δ： 等式內(nèi)，-管道理的運(yùn)行壓力最大值，閱覽與設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)的手冊(cè)