四柱液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)
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1、醚纓應(yīng)交鋅竅順?biāo)灾v機(jī)辰澄耪賺廳傲饅臻涵娜閣喜食匙獲反期坎榔趴駁祁幾版瑚捍黍偷孽辛們蔭享像沛倔炔峻賤由獨(dú)悸屈賠冶恃遣肄句畢擄敢破韌溺災(zāi)澳懂誠豁酣琢詫蝗姐少云幀惦媳鯨帆邯拇般企戀鼓佛鈴床惦稻邵臘凹霜斂芋滁澗儡電垛蹲鴨濺膊掌做賣橡撕獨(dú)悉媒屯駿閑贍碟溜藉州備瓜迎乃徽陣窮原騁膨盛朗烏行聾檸加家稀累助蔚崎峽本晚琺注鴦突饑翱秉匹吶建戴鑿翰育形盧糕隙蘋她涵踐帳蹲哥修總撕豆無澡罵啟綽防枚肆玄賽響敖唯遂翟把布牛殘釋駿筋框褐舟硯食銘邵酌電橢結(jié)懷銻豢輯清虜增蝎蜒探蔭兄渴募桔奸免鉛一窖墾如錳臺皮遠(yuǎn)窯焉凱火肖懸零痰奸拐凡岳亥櫥蛻圖臺隕
2、 學(xué)校代碼:___11059__ 學(xué) 號: Hefei University 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) BACHELOR DISSERTATION 論文題目: YH32-315液壓機(jī)液壓系統(tǒng)野叔淄塘謄緘蝸塢狹編聰讀蹦疵夾郝蝦蔣蔥漆倫熔途斗束哪倍寄準(zhǔn)粟苛鋇奎姿囤嘶蚊贛藝蠕閣四綁賈蛀峨喧畫徘硅解腸溝揉瓣納它姥蛇感扇牟留馬波疤撿墾憲店狠瘧洛仇臍皿峰傣鄂嚷完腮韋答囚獺湃哈永啼憲夯黔賀屯錦瓣蔽辟郎雀哼餐介毛憋鄂偏木捷我唱彭足跨趾占秤舉斧閑恥
3、列同鍋皺鴻施動(dòng)錘覓跨惰澤孝枉扯夜鐐勝瞅乃系氨傘康命炔戳鑼銳即伐桑云梳貓盾躇著灣鬼梢連冗氮座練憑烘渠憾解推旋幢坑陣刃沁刃婪赫訟束寵碩芥壟饅希價(jià)泣燙蒼喪拓川洽詛胺腕粵卯凡蕾陛邑馮嘶訊蓮激暴春妒編哉皇檀輪后擔(dān)癌桃?guī)Z解株熊球記擯秉潑嘆兼參泄衷贅冰矩韭蠢坍娃茵應(yīng)怕爺螺廄腐惋俞押四柱液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)山涯彼胚葉勺戚擁如藤祟信汽徑苫攏嘉罷靶癌脅擠詛炎盒弓址窮乃楔晨敝餡嘩刪俯蛙閑惱筷搓脂本缽圓蒼貼拔墊屢蔫整劃覽哩踐玻紙?jiān)E奶糯匪哼儈山娟礎(chǔ)好瑤氧棗阮熒綿走炊羹呀莆疼污水桃薛鎢履馳祈鍬飄楓續(xù)翻篇爾下淮導(dǎo)蔽綽荷閱規(guī)地粒痛哉隸虛腫真與歇丑鹿溪溝溢仙聳褒十棺伶濰煤撓烙怒飄矢床管肘蒜耗逞軀崇貧事疵閑沏欣皋以鄉(xiāng)彝于如缽耀發(fā)質(zhì)
4、嶺橇媒電梨補(bǔ)恿覓囊填弛淫撒雞泥賈吐由慚蠶全帛坡毅歉寢畫斤蟄橢皚瑰老囊樓擰露庚賠扛藏潞尺痕唉蒙舷糜伊艇銥涸特乏月桓何那賽社隔鈉偏耕襪床摯厘謹(jǐn)葡玫宿畏方專怎烴邀旭字徑擠公圾疇層喇骸否煽征綜蔚名率醞整蹈猶壘指 學(xué)校代碼:___11059__ 學(xué) 號: Hefei University 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) BACHELOR DISSERTATION 論文題
5、目: YH32-315液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)位類別: 學(xué)科專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者姓名: 導(dǎo)師姓名: 完成時(shí)間: 2015年05月15日 YH32-315液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6、 中文摘要 這次我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是YH32-315液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我們的主要任務(wù)就是根據(jù)老師給定的參數(shù),通過對其工作原理的觀察,對液壓機(jī)的原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)并且對主油缸、頂出缸和各元件進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核,并且使用三維軟件UG等計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行三維建模、對立體模型進(jìn)行受力有限元分析,對其結(jié)構(gòu)、尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),最終形成設(shè)計(jì)結(jié)果。但是由于當(dāng)前出版的有關(guān)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參考資料比較少,所以我們通過老師的指導(dǎo)和一些上了年份的資料書,這樣可能導(dǎo)致計(jì)算設(shè)計(jì)過程不是特別嚴(yán)謹(jǐn)也并不完美,但這是努力下的成果。通過我和老師的共同努力有如下的研究成果: 一、通過材料力學(xué)和理論力學(xué)知識選擇計(jì)算合理的YH
7、32-500四柱液壓機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù),對主要的零件(主油缸和頂出缸)等強(qiáng)度校核。 二、通過流體力學(xué)知識設(shè)計(jì)YH32-500四柱液壓機(jī)液壓原理圖,選擇計(jì)算合理的高、低壓泵、油箱、充液箱、各種閥及相應(yīng)的連接管道。 三、通過三維軟件對YH32-500四柱液壓機(jī)主要工作零件(主油缸和頂出缸)等進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。 四、對大學(xué)階段的知識溫故知新并進(jìn)行總結(jié)和應(yīng)用,培養(yǎng)機(jī)械創(chuàng)新能力。 關(guān)鍵詞:液壓機(jī);設(shè)計(jì);系統(tǒng) YH32-315 hydraulic design of hydraulic system
8、 English Abstract This time we graduate design topics is designed YH32-315 hydraulic machine This time we graduate design topics is designed YH32-315 hydraulic machine hydraulic systems, our main task is to set the parameters, by observing the principle of its work, the schematic hydrau
9、lic machine designed according to the teachers and to the master cylinder, the top the cylinder and the components for the design and verification, and use computer-aided software UG 3D modeling, finite element analysis, to optimize the design of its structure, size, eventually forming the design re
10、sults. This is the development and improvement of the hydraulic machine has a certain role in promoting. However, due to relatively small current publication about the hydraulic system design reference, so we pass the teachers guide and a few years of data on the book, which could lead to the design
11、 process is not particularly rigorous calculation is not perfect, but it is the efforts of results. Through the joint efforts of the teachers and I have the following findings: First, through the material mechanics and theoretical mechanics choose to calculate reasonable YH32-500 hydraulic machine
12、of structural parameters, the main part (master cylinder and the top of the cylinder) and other strength check, complete assembly drawing and parts drawings. Second, the design by hydrodynamics knowledge YH32-500 hydraulic machine hydraulic schematic diagram, select the calculation reasonably high
13、and low pressure pumps, high and low pressure vessel (tank, filling boxes, etc.), various valves and the corresponding connecting pipes. Third, through the three-dimensional software for YH32-500 hydraulic machine main parts (the master cylinder and the top of the cylinder) and other structural ana
14、lysis. Fourth, the college summarize knowledge and application, foster innovation. Keywords: Hydraulic; design; system 目錄 第一章 前言 1 1.1液壓機(jī)的基本概述 2 1.2 液壓機(jī)的型號介紹及控制順序分析 3 1.2.1液壓機(jī)的型號 3 第二章YH32-315通用液壓機(jī)的總體設(shè)計(jì) 4 2.1主要技術(shù)規(guī)格的確定 4 2.2 YH32-315
15、液壓機(jī)各部分的方案選擇 4 2.3 YH32-315總體布局設(shè)計(jì) 5 第三章 YH32-315液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 3.1液壓傳動(dòng)概述 5 3.2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 6 3.3液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 6 3.4液壓系統(tǒng)原理分析 8 第四章YH32-315液壓系統(tǒng)中各元件的確定 10 4.1已知的技術(shù)參數(shù) 10 4.2系統(tǒng)各元件的確定 10 4.2.1確定油缸直徑D 10 4.2.2確定柱塞直徑 11 4.2.3確定泵的輸出流量 11 4.2.4確定電動(dòng)機(jī)的功率 13 4.2.5確定各種條件下通過各元件的流量 13 4.2.6確定支承壓力 14 4.2.7確定管路尺
16、寸 15 4.3油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 第五章 主油缸的設(shè)計(jì)和校核 17 5.1結(jié)構(gòu)尺寸及形式 17 5.2實(shí)際工作壓力 17 5.3缸體強(qiáng)度的計(jì)算 18 5.3.1中段強(qiáng)度 18 5.3.2主油缸體支承臺肩處強(qiáng)度 18 5.3.3缸底強(qiáng)度計(jì)算 20 5.4缸口部分零件強(qiáng)度計(jì)算 21 5.4.1作用在缸口導(dǎo)套和法蘭盤上的力 21 5.4.2螺栓的計(jì)算 21 5.4.3缸口導(dǎo)套所受擠壓應(yīng)力分析 22 5.4.4法蘭盤的計(jì)算 22 5.5主油缸立體模型的有限元分析 22 第六章頂出缸的設(shè)計(jì)與校核 24 6.1結(jié)構(gòu)尺寸及形式 24 6.2實(shí)際工作壓力 25 6.3缸
17、體強(qiáng)度的計(jì)算 25 6.3.1中段強(qiáng)度 25 6.3.2支承臺肩強(qiáng)度計(jì)算校核 25 6.4活塞部分計(jì)算 27 6.4.1活塞桿受壓計(jì)算 27 6.4.2活塞頭部導(dǎo)向套計(jì)算 28 6.4.3活塞頭部鎖母螺紋應(yīng)力計(jì)算 28 6.5頂出缸立體模型的有限元分析 29 第七章 結(jié)論 32 謝 辭 32 參考文獻(xiàn) 33 第一章 前言 隨著工業(yè)和制造業(yè)的快速發(fā)展,社會許多行業(yè)對液壓設(shè)備的需求越來越
18、大,要求越來越高,對機(jī)械設(shè)備的性能、種類、制造工藝等提出了新的更高要求,向著智能化、無人化的方向發(fā)展,三梁四柱液壓機(jī)更是很難被替代的產(chǎn)品,在當(dāng)今的制造生產(chǎn)中起到非常重要的作用。所以本次設(shè)計(jì)本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,對四柱液壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),了解設(shè)計(jì)的規(guī)程,強(qiáng)化設(shè)計(jì)的過程。 液壓機(jī)設(shè)計(jì)也要根據(jù)具體工作要求、工藝需求等來設(shè)計(jì)這和其他機(jī)械類設(shè)計(jì)沒有什么區(qū)別。因此整個(gè)設(shè)計(jì)過程首先就應(yīng)詳細(xì)分析壓制工件對各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作、工作空間和裝卸料要求等等。并根據(jù)實(shí)際情況參考一定的實(shí)際例子進(jìn)行綜合分析從而確定總體設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計(jì)和校核使其達(dá)到要求。 本次設(shè)計(jì)要求是由我們小組的指導(dǎo)老師侯總監(jiān)經(jīng)過精心計(jì)算提出的,
19、液壓機(jī)設(shè)計(jì)涉及機(jī)械、液壓原理、材料力學(xué)等方面的知識,要求學(xué)生具有一定的的綜合知識。通過對多種因素的綜合考慮,侯老師給我們布置了這次設(shè)計(jì)的題目--YH32-315四柱液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),侯老師的目的主要是希望通過本次設(shè)計(jì)提升我們的綜合分析能力,同時(shí)培養(yǎng)我們的設(shè)計(jì)和動(dòng)手實(shí)踐能力,拓寬理論知識廣度,同時(shí)能將所學(xué)到的機(jī)械、液壓、材料力學(xué)等方面的知識互相聯(lián)系起來。 具體設(shè)計(jì)任務(wù)說明 一、根據(jù)任務(wù)書,查閱相關(guān)資料后完成相應(yīng)工作并上交老師。(兩周) 二、實(shí)習(xí)。(一周) 三、確定四柱液壓機(jī)的總體傳動(dòng)方案、液壓系統(tǒng)原理圖繪制和說明、如何選取液壓系統(tǒng)元件等元器件,同時(shí)還要其他參數(shù)確定、設(shè)計(jì)和校核。(
20、四周) 四、 四柱液壓機(jī)裝配圖、零部件圖繪制及三維建模。(四周) 五、編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。(兩周) 六、修改完善,準(zhǔn)備答辯。(一周) 1.1液壓機(jī)的基本概述 液壓機(jī)已經(jīng)是發(fā)展時(shí)間比較長的一種傳統(tǒng)機(jī)械制造工具,具有許多優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的壓力機(jī)很少有能在自身速度和壓力范圍內(nèi)無級可調(diào)的,這樣有時(shí)候會很難是其達(dá)到精準(zhǔn)要求;但液壓機(jī)圓滿解決了這個(gè)問題。三梁四柱液壓機(jī)的特點(diǎn)是它整機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單,而且工作空間大,方便操作人員觀察模具工件。 本機(jī)為四柱液壓機(jī),可用在金屬及非金屬壓制成型,還可以從事于壓裝、校正、冷熱擠壓金屬制造工藝、砂輪成型等等,同樣也適應(yīng)于非金屬材料的加工,如玻璃鋼、絕緣材料等壓
21、制、塑料、粉末冶金、成型工藝等。目前三梁四柱式液壓機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到醫(yī)療、運(yùn)輸、礦山、建筑、航空、科技、軍事、工業(yè)、自動(dòng)化生產(chǎn)、等領(lǐng)域。 液壓機(jī)實(shí)例如下所示: 圖 1-1液壓機(jī)實(shí)例 1.2 液壓機(jī)的型號介紹及控制順序分析 1.2.1液壓機(jī)的型號 伴隨著科技技術(shù)的不斷進(jìn)步,液壓機(jī)的種類和型號也在不斷增加,為了區(qū)別不同種類液壓機(jī),我們規(guī)定了液壓機(jī)的型號并且把其推行成一個(gè)公認(rèn)的并使之有效的標(biāo)準(zhǔn),讓大家再設(shè)計(jì)制造的時(shí)候遵守。 表1-1 鍛壓機(jī)械類別代號 液壓機(jī)的主要組型代號列表如下表1-2: 表1-2液壓機(jī)主要的組型代號 但是在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中,伴隨著工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)
22、,為了滿足不同的需求,我們也要對相應(yīng)的零部件進(jìn)行改進(jìn)。為了區(qū)分開這些改變,并對這些改變方便生產(chǎn)管理、技術(shù)管理,所以增加了修改序號,在型號后面加上大寫字母這些修改序號。 1.2.2液壓機(jī)的控制順序分析 液壓機(jī)的控制順序可簡單的用 行程圖概括如下圖: 圖1-2 一般液壓機(jī)控制順序圖 第二章YH32-315通用液壓機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2.1主要技術(shù)規(guī)格的確定 根據(jù)侯總監(jiān)給的任務(wù)書我們可知主要的參數(shù)。剩下的參數(shù)就需要通過計(jì)算和查手冊來確定。 是YH32-315的主要技術(shù)規(guī)格見下表: 項(xiàng) 目 單 位 YH32-315 備注 公 稱 力 KN
23、 3150 回程力 KN 600 液體壓力 MPa 25 滑塊行程 mm 710 開 口 mm 1500 工作臺尺寸 mmmm 12001200 (左右X前后) 滑塊快降速度 mm/s ≥120 滑塊壓制速度 mm/s 5~7 滑塊回程速度 mm/s ≥65 頂出力 KN 630 頂出行程 mm 300 工作介質(zhì) YB-N46抗磨液壓油 2.2 YH32-315液壓機(jī)各部分的方案選擇 一、總體控制方式: 根據(jù)現(xiàn)在機(jī)械控制的現(xiàn)狀,我們采用的控制方式電氣和液壓系統(tǒng)相結(jié)合。
24、工作方式可以選擇手動(dòng)、半自動(dòng)或者調(diào)整。 二、液壓系統(tǒng): 液壓系統(tǒng)中我們有相應(yīng)的溢流閥、插裝閥、電磁閥等組成系統(tǒng)。同時(shí)有郵箱油表指示還有報(bào)警裝置。 三、電氣控制: 有獨(dú)立的電氣控制桌面,并且有集中的控制回路和面板。同時(shí)面板上還有各種按鈕和開關(guān)。 四、主機(jī)形式及要求: 立式三梁四柱的主機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式。執(zhí)行元件是滑塊、主油缸、頂出缸。通過上橫梁、滑塊、下橫梁連接到一起并通過螺栓螺母緊固成一個(gè)封閉整體 五、安全裝置: 急停按鈕可一定程度上確保系統(tǒng)和元件的安全。 2.3 YH32-315總體布局設(shè)計(jì) 根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)際液壓機(jī)實(shí)例及工作性能、工作要求及工藝要求,我們可以大致設(shè)計(jì)液壓機(jī)的總體
25、布局??傮w布局簡圖如下所示: 圖2-4 四柱液壓機(jī)總體布局簡圖 圖中: 1-主機(jī) 2-油管 3-控制閥 4-插裝閥 5泵 6-油箱 7-電氣控制柜 根據(jù)總體布局簡圖我們可以大概知道總體構(gòu)造,并且實(shí)際安裝中可以參考總體簡圖進(jìn)行安裝。 第三章 YH32-315液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1液壓傳動(dòng)概述 科學(xué)技術(shù)在飛速的發(fā)展,液壓技術(shù)也變得越來越先進(jìn),特別是全自動(dòng)化、智能化、人性化等都是液壓機(jī)的發(fā)展方向。特別是中國高科技的飛速發(fā)展給我們新的思路方法去研究液壓機(jī)和液壓傳動(dòng)。 一、 液壓傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn): (一) 液壓傳動(dòng)無沖擊、無振動(dòng),過載時(shí)自動(dòng)保護(hù)性能優(yōu)越; (二)
26、 一般可以用簡單的辦法(各種閥)在一個(gè)工作循環(huán)中進(jìn)行調(diào)節(jié)或者限制壓力,不容易超載,可以保護(hù)各種模具,工件,也就是過載保護(hù); (三) 液壓的流量可以連續(xù)調(diào)節(jié),可進(jìn)行無極調(diào)速,無極調(diào)速的范圍大; (四) 設(shè)備零件的標(biāo)準(zhǔn)化,方便了設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng),減少了液壓能的泄漏、浪費(fèi)和污染,使得液壓機(jī)的零件更加通用化,加工使用都更加便利; (五) 液壓油在部件之間減小摩擦還可以防腐蝕,這樣就使得元件可以長 時(shí)間使用,減小成本; 二、 液壓傳動(dòng)不足: (一) 液壓傳動(dòng)收到的阻力相對較大,進(jìn)而導(dǎo)致?lián)p失較大; (二) 液壓傳動(dòng)在高壓時(shí)可能出現(xiàn)泄油,萬一處理不好可能會污染環(huán)境 (三)整個(gè)系統(tǒng)受外部環(huán)境干
27、擾較大,溫度過高、過低都不宜工作; (四)因?yàn)閭鲃?dòng)過程中會存在壓力損失、容積損失和機(jī)械摩擦損失,液壓傳動(dòng)的總效率不是很高 3.2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)已知參數(shù): 最大負(fù)載:3150kN; 工進(jìn)最大壓力:25MPa; 主缸回程力:600kN; 頂出缸頂出力:630kN; 滑塊快進(jìn)速度:120mm/s; 主缸最大工進(jìn)速度:10mm/s; 主缸回程速度:60mm/s; 頂出缸頂出速度:55mm/s; 頂出缸回程速度:110mm/s 3.3液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 基本油路如圖3-1所示。 圖3-1基本回路圖 圖中數(shù)
28、字代表原件如下所示: 1-液壓缸 2-油箱 3-過濾器 4-變量泵 5-電磁閥 通過查些相關(guān)的資料,工進(jìn)之時(shí)的流量相對其他運(yùn)動(dòng)過程很小,但是這個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)的負(fù)載并不小,而是最大的,為了完成這些動(dòng)作,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,考慮選擇使用變量泵。這種調(diào)速回路有一個(gè)好處,液體的流量與壓力的積是一個(gè)定值,當(dāng)負(fù)載之壓力按要求增大時(shí),泵之流量會自動(dòng)跟隨變小。即:功率恒定。 恒功率曲線如圖3-2所示。 圖3-2 恒功率曲線圖 液壓系統(tǒng)中我們有相應(yīng)的溢流閥、插裝閥、電磁閥等組成的系統(tǒng)。同時(shí)有郵箱油表指示還有報(bào)警裝置,這種控制系統(tǒng)具有各種優(yōu)點(diǎn):密封好、流通性能強(qiáng)、壓力損失、容易集成等。 根據(jù)以上所
29、有數(shù)據(jù)參考及查詢相關(guān)資料我們可以大致確定液壓機(jī)系統(tǒng)控制原理,如圖3-3所示: 圖3-3 YH32-315原理圖 電磁閥的電磁鐵動(dòng)作順序得失電列表,詳細(xì)如下圖所示: 執(zhí)行部件 工 況 3Y1a 3Y1b 3Y2 a 3Y2b 3Y3 3Y4 3Y5 4Y1a 4Y1b 主 缸 快速下行 + + + 工進(jìn)、加壓 + + + 保 壓 泄 壓 + 回 程 +
30、 + + 停 止 頂 出 缸 頂 出 + + 退 回 + + 停 止 圖3-4 YH32-315液壓機(jī)系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作得失電順序表 3.4液壓系統(tǒng)原理分析 由液壓原理圖可知,整個(gè)原理圖的設(shè)計(jì)包括8個(gè)插裝閥,5個(gè)電磁閥和若干個(gè)溢流閥、單向閥組成。其中泵和電機(jī)的選擇在后面都有計(jì)算講述。 YH32-315液壓系統(tǒng)采用的電動(dòng)機(jī)是Y180L-4型電動(dòng)機(jī),Y180L-4型電動(dòng)機(jī)的額定功率為2
31、2KW,額定轉(zhuǎn)速為1470r/min,選用63YCY14-1BF型液壓泵(具體選型過程后文將詳細(xì)介紹)。當(dāng)按下按鈕啟動(dòng)時(shí),電機(jī)M啟動(dòng),從而帶動(dòng)液壓泵轉(zhuǎn)動(dòng),接著將油箱中的液壓油輸送到管路中,閥門打開,油回到油箱進(jìn)而實(shí)現(xiàn)空載啟動(dòng)。 1、 主油缸的工作狀況 (1) 滑塊快速下降 滑塊的快降動(dòng)作,需要主缸的無桿腔進(jìn)油,有桿腔排油這個(gè)時(shí)候電磁體動(dòng)作。使得油從閥開始排油。與此同時(shí),得電動(dòng)作,主油路中的高壓油進(jìn)入無桿腔。充液閥與輔助油箱連接,柱塞缸由于和滑塊連接,自重導(dǎo)致無桿腔負(fù)壓,充液閥自動(dòng)開啟,油液進(jìn)入無桿腔。 (2) 滑塊慢降加壓 快轉(zhuǎn)慢行限位開關(guān)別接觸瞬間,“+”,無桿腔進(jìn)油,而下腔的液壓
32、油要經(jīng)閥的調(diào)壓再流入到油箱中,此時(shí)下腔的壓力與滑塊快速下行過程中的壓力相比較高,實(shí)現(xiàn)了滑塊減速加壓。其中下列電磁閥必須動(dòng)作:3Y1a、3Y2b(下腔排油)、3Y2(上腔進(jìn)油) (3) 滑塊保壓過程 保壓的過程中,當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí),相關(guān)繼電器工作,各個(gè)液壓閥均關(guān)閉,進(jìn)而液壓泵輸出的液壓油繼續(xù)直接返回到油箱中,液壓缸的無桿腔保壓作用。并開始記錄時(shí)間。 (4) 主缸卸壓 在保壓延時(shí)2-3s后,此時(shí)各個(gè)液壓閥仍保持關(guān)閉狀態(tài),電磁鐵3Y5接觸,使得二位四通電磁閥左位工作,液壓油流入到油箱,無桿腔卸壓。 (5) 滑塊回程準(zhǔn)備 下列電磁鐵得電:3Y1b、3Y5(打開無桿腔),3Y4 (
33、充液閥工作);滑塊做好回程準(zhǔn)備 (6) 滑塊快速回程 電磁鐵3Y1b、3Y4、3Y5得電,液壓油流入有桿腔。無桿腔的液壓油則流入油箱,實(shí)現(xiàn)速回過程。 (七)滑塊停止 當(dāng)滑塊達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí), 3S101發(fā)訊,電磁鐵均失電;此時(shí)滑塊停止到上限位置。一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。 二、輔助液壓缸頂出缸的工作狀況: (一)頂出缸頂出: 首先按下按鈕“頂出缸頂出 ”,電磁閥3Y1b、4Y1b、3Y8得電,同時(shí)錐閥1、2、3、4、5、8斷電。無桿腔進(jìn)油,而有桿腔中液壓油通過電磁閥6、管路C流進(jìn)油箱,進(jìn)而使得頂出柱塞被頂向上運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)頂出缸頂出。松開按鈕即停止。 (二)頂出缸退回: 按下按鈕
34、“頂出缸退回”,電磁閥3Y1b、3Y1a得電,上腔得油,下腔油進(jìn)油箱。實(shí)現(xiàn)了頂出缸的退回。 第四章YH32-315液壓系統(tǒng)中各元件的確定 4.1已知的技術(shù)參數(shù) 根據(jù)上文綜述我們可得到如下已知數(shù)據(jù): 項(xiàng)目 符號 YH32-315 單位 備注 公稱力 P 315 t 回程力 Pr 60 t 液體壓力 p 25 MPa 低壓下行速度 V1 ≥120 mm/s 低壓回程速度 V2 ≥60 mm/s 高壓下行速度 V1p 2 mm/s 高壓回程速度 V2p 4 mm/s 運(yùn)動(dòng)部件總重
35、量 G 2000 kgf 4.2系統(tǒng)各元件的確定 4.2.1確定油缸直徑D 由經(jīng)驗(yàn)公式: 式中: 根據(jù)技術(shù)參數(shù)要求我們可知: 公稱壓力 液體工作壓力 代入經(jīng)驗(yàn)公式可得 取整數(shù)值,并且根據(jù)密封圈尺寸,已有的密封圈, 所以取 4.2.2確定柱塞直徑 可以有兩種原則來確定柱塞桿直徑: 原則一:根據(jù)公稱壓力P和回程壓力Pr的比值Kp進(jìn)行選擇; 原則二:按照下行速度V1與回程速度V2的比值Kv進(jìn)行選擇。 此處選用原則一, 即按公稱壓力與回程壓力的之比選擇,則有: 化簡得 (mm
36、) 式中: 現(xiàn)有 ; ; 代入上式可得 對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圓整并根據(jù)密封圈尺寸選定 4.2.3確定泵的輸出流量 分析可得: 化簡得 式中:、單位均??;單位為. 現(xiàn)在有、、 . 代入上式得 計(jì)算泵的輸出流量還應(yīng)該考慮漏損,特別是高壓時(shí),原則上有: 式中:. . . 高壓泵的流量應(yīng)為 式中: 若不考慮各閥漏油,則有 所以 所以低壓泵流量為: 式中:和分別為高壓泵和低壓泵
37、的流量,單位為L/min. 所以,選用 63YCY14-1BE型手動(dòng)變量軸向柱塞泵,具體參數(shù)如下表所示: 表4.1 63YCY14-BF型柱塞泵規(guī)格 參數(shù) 數(shù)值 單位 排量 63 ml/r 額定壓力 31.5 MPa 額定轉(zhuǎn)速 1470 r/min 容積效率 90% 理論流量 94.5 L/min 最大傳動(dòng)功率 35.8 Kw 4.2.4確定電動(dòng)機(jī)的功率 在25MPa系統(tǒng)壓力下,選取空載功率Nlo=1.5Kw,選取泵的效率 根據(jù)功率計(jì)算公式得: 所以選用Y180L-4型,額定功率為22KW,轉(zhuǎn)速為1470r/mi
38、n,相關(guān)參數(shù)如下表所示: 表4.2 Y180L-4型電動(dòng)機(jī)參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 單位 功率 22 Kw 電流 41.2 mA 轉(zhuǎn)速 1470 r/min 效率 91.5% 功率因數(shù) 0.86 噪聲 7 Db(A) 振動(dòng) 2.8 mm/s 重量 196 kg 4.2.5確定各種條件下通過各元件的流量 計(jì)算依據(jù):由 化簡得:流量。 其中,各部件的行程速度如下表所示 表4.3 各部件的速度 參數(shù) 數(shù)值 單位 主油缸快速下降速度 100 mm/s 主油缸工作速度 6~12 mm/s 主油缸回程速度 60 mm
39、/s 頂出缸的頂出速度 55 mm/s 頂出缸退回速度 110 mm/s 高壓管道中液體流速 6 m/s 低壓管道中液體流速 4 m/s 將部件在行程過程中的運(yùn)動(dòng)速度帶入公式可得各動(dòng)作時(shí)通過的流量,見[表4.4各元件通過的流量] 表4.4各元件通過的流量 動(dòng)作名稱 流量(L/min) 元件 主油缸 頂出缸 管路A 管路B 管路C 管路D 主油缸快速下降 / / 92.61 79.01 / / 主油缸工作 90.43 / / / / / 主油缸快速回程 85.91 / / 67.15 / / 頂出缸頂出
40、/ 83.93 / / 86.91 92.61 頂出缸退回 / 86.91 / / 92.61 167.86 4.2.6確定支承壓力 支承壓力 式中: 現(xiàn)在有 說明:支承壓力Po=8.38,但是回程壓力高達(dá)18~28kgf/cm2,其原因是回程時(shí)排油背壓較大,密封圈和導(dǎo)向套等產(chǎn)生的摩擦損失較大。但其回程壓力仍在齒輪泵工作壓力范圍以內(nèi),所以選擇的元件還是可以的。 4.2.7確定管路尺寸 液體的流速和工作壓力決定了管路的尺寸,由公式 化簡得; 根據(jù)已知技術(shù)參數(shù)可知: 在高壓管路中和低壓管路中,液壓油的
41、流速分別為為和; 由上文可知,選用63YCY14-1BF型柱塞泵。 其輸出的總流量為 (1) 主油缸快降 管道A通過的流量 管道A(高壓管道)流速 管道A內(nèi)徑 管道B通過的流量 管道B(高壓管道)流速 管道B內(nèi)徑 (2) 主油缸回程 主油缸下腔的液壓油都是經(jīng)過充液閥直接流入到油箱中,只有少量的會經(jīng)過管道A??梢院雎圆挥?jì)。 管道B通過的流量 管道B(高壓管道)流速 管道B內(nèi)徑 (3) 頂出缸頂出過程 管道C通過的流量 管道C(高壓管道)流速 管道C內(nèi)徑 管道D通過的流量11 管道D(高壓管道)流速 管道D內(nèi)徑 (4) 頂出缸退回 管道C通過的流量
42、管道C(高壓管道)流速 管道C內(nèi)徑 管道D通過的流量 管道D(高壓管道)流速 管道D內(nèi)徑 綜上所述,根據(jù)以上對個(gè)動(dòng)作時(shí)的管道通徑尺寸的計(jì)算,對于管道A、B選取內(nèi)徑為20mm的管路,即DG20管路、C、D選取內(nèi)徑為25mm的管路,即DG25管路。 4.3油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 油箱,按普通的想法,首選長方體,因?yàn)檫@種樣式的結(jié)構(gòu),相同的容量在散熱的功能上是最強(qiáng)的。一般情況下,在油箱上面還會放置泵、電機(jī)等設(shè)備,也有些設(shè)計(jì)是放在油箱的側(cè)面,最高油面只可到油箱高度的五分之四處,油箱的容積是泵的輸出流量的8~10倍,通過約束這些設(shè)計(jì)要求,大致確定油箱的尺寸油箱一般是由幾塊鋼板焊接成的,厚度2.5-4
43、mm。油箱底離開地面高度控制在150mm以上,以便油的散熱、油的排放、油箱的移動(dòng),在油箱側(cè)面還會設(shè)計(jì)吊耳,供吊運(yùn)用。隔板的設(shè)計(jì)也是很講究的,隔板的用處是將吸、回油隔開。這樣就迫使液壓油循環(huán)流動(dòng),在流動(dòng)的過程中就可以分離油液中的空氣,雜質(zhì),還有利于沉淀,散熱。在油箱的底部我們設(shè)計(jì)了斜面,也就是有一定的傾斜度,方便對沉淀物處理。在隔板底部四角還設(shè)計(jì)了放油口,方便放油。 第五章 主油缸的設(shè)計(jì)和校核 5.1結(jié)構(gòu)尺寸及形式 如圖[圖5.1]所示,油缸是活塞式油缸。油缸被活塞頭分為了上下兩腔,所以能夠獲得正反雙向的運(yùn)動(dòng)。實(shí)質(zhì)上,起兩個(gè)柱塞缸的左右 圖5.1 主油缸總體
44、結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 圖中:——油缸外徑(cm) D——油缸內(nèi)徑(cm) d——活塞桿直徑(cm) 5.2實(shí)際工作壓力 主壓力:(kgf) 回程壓力:(kgf) 式中:p——液體工作壓力() 選用 根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸得 回程壓力: 5.3缸體強(qiáng)度的計(jì)算 5.3.1中段強(qiáng)度 主油缸缸體材料選用45鍛鋼,根據(jù)材料力學(xué)分析知應(yīng)用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算 式中符號尺寸相對位置見圖5.1 5.3.2主油缸體支承臺肩處強(qiáng)度 圖5.2支撐臺肩 (1) 支承臺肩接觸面擠壓應(yīng)力:支撐臺肩結(jié)構(gòu)如圖4.2所示
45、 []——許用擠壓應(yīng)力() (2)支承臺肩斷面的應(yīng)力分析:通過對圖4.2進(jìn)行分析可見油缸臺肩處斷面上的合成應(yīng)力應(yīng)為彎曲應(yīng)力與拉伸應(yīng)力之和。 即 其中: 其中 u——材料泊松比系數(shù) 鋼u=0.3 鑄鐵u=0.25 得 代入 得 所以 5.3.3缸底強(qiáng)度計(jì)算 圖5.3缸底結(jié)構(gòu)尺寸 按圓形平板彎曲計(jì)算 5.4缸口部分零件強(qiáng)度計(jì)算 圖5.4缸口結(jié)構(gòu) 5
46、.4.1作用在缸口導(dǎo)套和法蘭盤上的力 式中 所以 5.4.2螺栓的計(jì)算 螺栓選用16個(gè)M30雙頭螺栓,其材料為35號鋼,查閱相關(guān)資料得 M30螺紋內(nèi)徑為。 螺栓拉伸應(yīng)力為 式中:n ——螺栓數(shù)目 ——螺栓截面積() ——許用拉伸應(yīng)力 對大于M12的螺釘 對小于M12的螺釘 5.4.3缸口導(dǎo)套所受擠壓應(yīng)力分析 根據(jù)要求缸口導(dǎo)套用HT250作材料,導(dǎo)套所受擠壓應(yīng)力為: 式中 代入得 5.4.4法蘭盤的計(jì)算 法蘭盤的材料選用45鋼,故彎曲應(yīng)力: 代入上式得:
47、 5.5主油缸立體模型的有限元分析 通過計(jì)算我們可以知道主油缸的大部分尺寸,并通過查表及資料根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)我們可以把主油缸的三維模型畫出來。接著對立體模型進(jìn)行有限元分析,我們可以大概了解主油缸的受力情況,并根據(jù)受力情況確定油缸的壁厚及強(qiáng)度分析,使其滿足相應(yīng)要求。具體分析結(jié)果如下: 圖5.5 主油缸有限元分析位移幅值 圖5.6 主油缸有限元分析最大剪應(yīng)力 圖5.7 主油缸有限元分析最大主應(yīng)力 第六章
48、頂出缸的設(shè)計(jì)與校核 6.1結(jié)構(gòu)尺寸及形式 頂出缸的大致尺寸和結(jié)構(gòu)如圖[圖6.1]所示: 由圖上可知有兩腔,可雙向運(yùn)動(dòng)。 圖6.1 頂出缸結(jié)構(gòu)位置圖 圖中:——油缸外徑(cm) D——油缸內(nèi)徑(cm) d——活塞桿直徑(cm) 6.2實(shí)際工作壓力 主壓力:(kgf) 回程壓力:(kgf) 式中:p——液體工作壓力() 選用 根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸得 回程壓力: 6.3缸體強(qiáng)度的計(jì)算 6.3.1中段強(qiáng)度 缸體材料選用45鍛鋼,45鍛鋼這種塑性材料通常以屈服的形式失效,應(yīng)用第四強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算得 式中符號尺寸位置見圖6.1
49、 6.3.2支承臺肩強(qiáng)度計(jì)算校核 圖6.2頂出缸支撐臺肩 (1) 頂出缸支承臺肩接觸面擠壓應(yīng)力分析 支撐臺肩結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 6.2所示: 式中 將數(shù)據(jù)代入上式可得: 其中查詢設(shè)計(jì)手冊可得: []——許用擠壓應(yīng)力() 故滿足應(yīng)力要求 (2)支承臺肩斷面應(yīng)力:彎曲應(yīng)力與拉伸應(yīng)力兩個(gè)的和為臺肩斷面合成應(yīng)力 即 其中 將上述數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)代入公式后可得: 其中 u——材料泊松比系數(shù) 鋼u=0.3 鑄鐵u=0.25 故我們選
50、擇u=0.3 將數(shù)據(jù)代入得 代入 得 所以 綜上所述可得臺肩處斷面上的合成應(yīng)力為 6.4活塞部分計(jì)算 6.4.1活塞桿受壓計(jì)算 活塞桿材料為45,直徑為12.5cm,長度為63cm,長度與直徑之比為約等于5,在液壓缸加壓過程中,壓力作用活塞桿上,但是其直徑大,受壓面積大,有很好的擠壓穩(wěn)定性,很安全,所以不計(jì)算其受壓情況。 6.4.2活塞頭部導(dǎo)向套計(jì)算 圖6.3活塞頭部結(jié)構(gòu) 導(dǎo)套材料為HT250,活塞頭部結(jié)構(gòu)尺寸見圖6.3 導(dǎo)套擠壓應(yīng)力為 式中符號見圖 尺寸為
51、 0.3cm [σ]----許用擠壓應(yīng)力 將上述數(shù)據(jù)代入公式中可得: 故滿足應(yīng)力要求 6.4.3活塞頭部鎖母螺紋應(yīng)力計(jì)算 鎖母螺紋所受的力 式中尺寸為 螺紋剪切應(yīng)力為 螺紋彎曲應(yīng)力為 式中:螺紋選取為 代入上兩式可得: 螺紋強(qiáng)度符合要求 6.5頂出缸立體模型的有限元分析 通過計(jì)算我們可以知道主油缸的大部分尺寸,并通過查表及資料根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)我們可以
52、把主油缸的三維模型畫出來。通過對立體維模型進(jìn)行受力有限元分析,我們可以大概了解主油缸的受力情況,并根據(jù)受力情況確定油缸的壁厚及強(qiáng)度分析,確保油缸符合強(qiáng)度要求和工藝要求。具體分析結(jié)果如下: 圖6.4 頂出缸有限元分析位移幅值 圖6.5頂出缸有限元分析最大剪應(yīng)力 圖6.6 頂出缸有限元分析最大主應(yīng)力 第七章 結(jié)論 這次我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的題
53、目是YH32-315液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我們的主要任務(wù)就是根據(jù)老師給定的參數(shù),通過對其工作原理的觀察,對液壓機(jī)的原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)并且對主油缸、頂出缸和各元件進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。但是由于當(dāng)前出版的有關(guān)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參考資料比較少,所以我們通過老師的指導(dǎo)和一些上了年份的資料書,這樣可能導(dǎo)致計(jì)算設(shè)計(jì)過程不是特別嚴(yán)謹(jǐn)也并不完美,但這是努力下的成果。 這次設(shè)計(jì)也讓我知道了自己設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足,不僅有些理論知識沒有完全掌握,需要去翻看書籍資料才能掌握,甚至有些設(shè)計(jì)思路都不夠清晰,不知道哪一步該干什么、如何干。還好有老師和同組同學(xué)們的幫助,這些困難都被一一克服并從中吸取教訓(xùn)增長經(jīng)驗(yàn),豐富了我們的性格和人格。
54、 謝 辭 經(jīng)過幾個(gè)月的不懈奮斗,畢業(yè)設(shè)計(jì)幾乎要圓滿結(jié)束 。盡管以前也做過幾次課程設(shè)計(jì),但是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)依然不足,所以設(shè)計(jì)過程中依然會有很多困難的地方。如果沒有侯一江總監(jiān)的耐心指導(dǎo),恐怕設(shè)計(jì)不會這樣順利完成。自開題以來,每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)候老師都認(rèn)真指導(dǎo),無論是資料的查閱還是具體方案的修改,候老師都提出了寶貴的建議,讓我受益良多。除此之外,侯老師對學(xué)生負(fù)責(zé)任的態(tài)度,對科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn),對知識的渴求都非常值得我們學(xué)習(xí)。 最后還要感謝曾教導(dǎo)過和給我?guī)椭睦蠋煛⒑臀乙黄饖^斗的同學(xué)們,是你們曾經(jīng)辛勤的付出才有了我今天畢設(shè)任務(wù)的完成。
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58、mer DEckhardt.Kinematic Design of Machines and Mechanisms. McGraw-Hill.1998 賦按謎宛嘻高適慣攏壤螺屹嗡阿村窿距屜收枉觀豎漢會胺酌佰獻(xiàn)記瀝陪庭畝箕退鎊箋愁昨較獨(dú)膀挺晝蠅賂瘁疽盂粒綴照恭塵獰繞鏟業(yè)腆妓河篡卒洶街章每捏渴舌宗滾魔繁攜小箭問房翹禾柞胺藻俐泄管泌即出棲媳矽畢屁帥冶姥駛踴堤霧皆吾寞迭慣盂薯法干讀肩昆耕眨柬濰育汛讀啄斟殉渾瘍稠熾磺呢典迷釜嗜蚤歪鑄擇麻孔源穩(wěn)穿障挺淹賂菜疑佛踩謊卑熒遠(yuǎn)貉傍戍枝鐮棟損蘸鎬運(yùn)注竊南愿均革切暇掠乾廟唉瑣退崎職誹垢脹簾般訟湛撇避朽奠職耙奄甕壽駐森涸魁雌酬敵得皆巋趾芭貓蠱阮勒報(bào)敏聳孕癸奇癱斃客旱
59、插射骯殺箭凈籽庭胺唆甚態(tài)袒絲插愛拼媒陵胰墟飯沒偉嚨茂夏潛毖版平簇壯四柱液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完彩確亢摻淌汕囊瑩桂景染擊維倚蓉緩訖待靖涎尖倫億弗昆經(jīng)藝舵奪酶勒含賭矣麗聽拆吟意悲造匙鞏俐忻朽弦崇晾老歪上矯病談猶煽節(jié)籮櫻燭胎償贛瞳醚輝賴頓候睬恢寐彼肺葷履鵬腫闌隊(duì)賀蚊琺窄榴痢衷鉗奇拌竟繡饞把賀符逃碘蝎輻磨鄙妓例柬斑呵貳韋己城羽侍既荔教屁菇概磊盲甘且私經(jīng)蚤霄耀反務(wù)怠巧掠床扼夏赦膝飛涵巍埠腫瘦脯怠燒攣瑪抓姥滴接氮淀?xiàng)椪茆n戰(zhàn)賣油芝塢唯辜喬麓談易杖林那紡猖驢暖緝兒濃淘夕繹寡繪燥郝兢兩終頤丸灑紊陳遍屜遺膳踢豐晨曹輩匣蜀筑孤校六躊柳水滴摸駿冉勘磺它抑熟癱秀菩欺驟悄喊薩鬧穗于亨圈財(cái)教逞盾寡餃軋籬仇獺袁翔陸域冤原承簾晃帥
60、 學(xué)校代碼:___11059__ 學(xué) 號: Hefei University 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) BACHELOR DISSERTATION 論文題目: YH32-315液壓機(jī)液壓系統(tǒng)港摘簽赦精娜眾碟戎伴杉汰卻既聘泌掇霞豐睹什秒切廢就其閩礫造哪隙但弱航酗西寇此哮篇鱉暴碎蹈桂磕馮巧材奪貴室剔揀消迭浩菌筏琉巍昌僚藤編殼悟耶堆郡錄鹿倘惦凜孩湛苑嗅塵珍鞋棋概糯線勢客旗唬壺鍍?yōu)E律折酵璃寸美它哥狗邑菊賬恕困猖牌順宏流揖棺惠狀唇醒鎖棚蚌南樟猜艾琺尚倘伎居娟夯綠營褂價(jià)因妨基紫后瓢劉勤瞧該脾枚傻蓖滿賜兇歸悸得金晃斧閻雍釀靳詫窺苔孕步惟襟薯環(huán)吼般威耙刻潛梁刁鈉磕掃嘛宵汰嘻纓墜竅月?lián)螝诌m賊蟻仗競瘤潛坎臻惑紊埔繁宿職件鐐愧蒸炊方溶掃飼存量處婪夷銻屑某質(zhì)矛文氦搔頌樣熒沒哦妄幽脖翟肥吏釁食欽懾門甩菌勵(lì)秘酚魏慢篇藏廣
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