龍門(mén)式剪切機(jī)設(shè)計(jì)[三維PROE零件]

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Artificial feeding to reduce costs. In recent years, with the development of technology and die stamping technology, the scope of application of the shearing machine continues to expand, the number of constantly increasing. Expected in the near future, the proportion of shears punching shear machine will be getting bigger and bigger.Key words: Rack; turret; hydraulic system; cutting precisionIII目 錄摘 要 .IABSTRACT .II目 錄.III第 1 章 緒論 .11.1 剪切機(jī)分類(lèi)及應(yīng)用.11.2 設(shè)計(jì)的意義和設(shè)計(jì)步驟.11.2.1 剪切機(jī)設(shè)計(jì)步驟.21.2.2 剪切機(jī)設(shè)計(jì)要求.3第 2 章 方案論證 .42.1 液壓傳動(dòng)方案.42.2 機(jī)械傳動(dòng)方案.52.2.1 凸輪機(jī)構(gòu)方案.52.2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案.5第 3 章 剪切機(jī)基本性能參數(shù).73.1 剪切機(jī)規(guī)格與技術(shù)特征.73.2 剪切機(jī)基本性能參數(shù).73.2.1 剪切力確定.73.2.2 剪切角的確定.83.2.3 上刀片的行程量.8第 4 章 剪切機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì) .104.1 整體設(shè)計(jì) .104.1.1 方案選擇.104.1.2 刀架分類(lèi).114.1.3 刀架計(jì)算與校核.114.2 托料裝置 .134.3 刀具 .13第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).15IV5.1 液壓執(zhí)行元件的配置.155.2 液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù).155.2.1 液壓缸的結(jié)構(gòu).155.2.2 活塞桿直徑的設(shè)計(jì).185.3 油缸主要部位的計(jì)算校核.195.3.1 活塞桿強(qiáng)度和液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算.195.3.2 缸筒壁厚的驗(yàn)算.215.3.3 缸筒的加工要求.235.3.4 法蘭設(shè)計(jì).235.3.5 (缸筒端部）法蘭連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算.245.4 活塞的設(shè)計(jì) .255.5 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇.265.5.1 液壓泵的最大工作壓力.275.5.2 計(jì)算液壓泵的最大流量.275.5.3 選擇液壓泵的規(guī)格.285.5.4 計(jì)算液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率并選擇原動(dòng)機(jī).295.6 其他液壓元件的選擇.305.6.1 液壓閥及過(guò)濾器的選擇.305.6.2 油管的選擇.305.6.3 油箱及其輔件的確定.315.7 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算.335.8 油箱的設(shè)計(jì) .345.8.1 油箱有效容積的確定.345.8.2 液壓油箱的外形尺寸.345.8.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).35總 結(jié) .39參考文獻(xiàn) .40致 謝 .41第 1 章 緒論1第 1 章 緒論 1.1 剪切機(jī)分類(lèi)及應(yīng)用剪切屬于直線(xiàn)類(lèi)機(jī)剪切機(jī)，主要用于直切不同尺寸的板材的邊緣。目前被廣泛應(yīng)用于軋鋼，汽車(chē)，飛機(jī)，輪船，拖拉機(jī)，橋梁，電器，儀表，鍋爐，壓力容器等各個(gè)工業(yè)部門(mén)。剪切機(jī)更多類(lèi)別取決于目的和結(jié)構(gòu)類(lèi)型可以分為：1.平剪切機(jī)切割質(zhì)量好，變形小，但剪，高能耗。更多的機(jī)械傳動(dòng)。彼此平行的上部和下部剪刀片，一般在熱軋機(jī)和板剪切盛開(kāi)開(kāi)花，切割方式可以劃分成上部和下部切割切式。2.斜剪在一個(gè)角落上，下剪切刀片，在一般情況下，葉片是傾斜的，其傾斜角通常為 16。傾斜刀片剪切機(jī)剪切力比扁平刀片剪切機(jī)是小的，所以功率和重量的機(jī)器，因此大大降低，最先進(jìn)的機(jī)器制造商的實(shí)際應(yīng)用，以產(chǎn)生更多的這些主機(jī)。類(lèi)剪毛機(jī)按炮塔的形式開(kāi)啟運(yùn)動(dòng)和擺式剪板機(jī)剪板機(jī)，根據(jù)主傳動(dòng)系統(tǒng)分為不同類(lèi)型的液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)。3.多用剪：（1）彎曲金屬片剪：可以在同一機(jī)剪切來(lái)完成，并彎曲兩個(gè)過(guò)程。（2）鐵工：到片材，而且該輪廓截面的，材料被用于完成下一步。4.特殊的切割機(jī)：（1）板材開(kāi)平剪切線(xiàn)：為開(kāi)卷板的練級(jí)路線(xiàn)，符合生產(chǎn)線(xiàn)的速度要求而設(shè)計(jì)的剪切高剪切機(jī)，粗線(xiàn)多速液壓剪切機(jī)，板材更符合氣動(dòng)剪;用飛剪，連續(xù)化生產(chǎn)，高效率的高速線(xiàn)路。（2）鋼剪生產(chǎn)線(xiàn)：用于角鋼，H 型鋼自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，完成切口。（3）滾壓成形線(xiàn)剪：如汽車(chē)?yán)鋸澘v梁線(xiàn)，貨車(chē)側(cè)圍欄線(xiàn)，彩鋼板成型線(xiàn)，專(zhuān)用切割機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)配置。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21.2 設(shè)計(jì)的意義和設(shè)計(jì)步驟本科生和研究生設(shè)計(jì)論文是訓(xùn)練的重要組成部分。論文學(xué)生通過(guò)廣泛使用來(lái)分析知識(shí)在幾年之內(nèi)，解決一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)檎撐倪^(guò)程中，獲得重組的知識(shí)和使用。這不叫審查，而且還鍛煉。通過(guò)本次測(cè)試的手段，而不是只能在學(xué)生提高有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，能夠廣泛的培訓(xùn)，研究能力（包括實(shí)際能力，能夠文獻(xiàn)，文具能力）的提高，還是非常難得的機(jī)會(huì)并接收從該視點(diǎn)訓(xùn)練：1.學(xué)會(huì)比較和演示程序的可行性;2.理解設(shè)計(jì)的一般步驟;3.正確使用各種書(shū)籍和獲取不同的信息;4.發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)各方面的機(jī)械知識(shí)研究，我選擇了這個(gè)話(huà)題我的論文，一個(gè)大膽的嘗試。設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在幾本教科書(shū)和參考材料為基地，從簡(jiǎn)單的，分步實(shí)施，逐步一般的設(shè)計(jì)方法教大師的知識(shí)，形成一個(gè)整體，未來(lái)的作戰(zhàn)需求。當(dāng)然，第一稿，知識(shí)有限，經(jīng)驗(yàn)不足，一些不良的問(wèn)題，可能會(huì)有一定的錯(cuò)誤和遺漏，乞求老師的批評(píng)。剪板機(jī)是各種機(jī)器，工作原理的產(chǎn)物，并計(jì)算控制的主要組件的設(shè)計(jì)，了解作為設(shè)計(jì)的炮塔，底盤(pán)等部件，液壓件簡(jiǎn)單的單缸液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)剪刀的運(yùn)行狀態(tài)，為了保證液壓平衡性能的主要考慮。1.2.1 剪切機(jī)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)通常使用三階段方案,整體設(shè)計(jì),部件設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì),技術(shù)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD),同時(shí)使用的演出和平衡并聯(lián)的設(shè)計(jì),以協(xié)調(diào)彼此。該方案的整體設(shè)計(jì):1.明確的設(shè)計(jì)思路2的詳細(xì)要求分析3.收集剃機(jī)器學(xué)習(xí)研究信息4.剪的總體方案設(shè)計(jì)5.使用剪刀裝配圖6.剪板機(jī)主要設(shè)計(jì)備用第 1 章 緒論37.液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)9.寫(xiě)設(shè)計(jì)規(guī)范1.2.2 剪切機(jī)設(shè)計(jì)要求它是根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。之前制定基本計(jì)劃，并繼續(xù)剪切機(jī)設(shè)計(jì)的各個(gè)部分，設(shè)計(jì)必須要求而設(shè)計(jì)的其他方面和內(nèi)容相關(guān)的了解。一般 1.主機(jī)：使用，性能，工藝，操作環(huán)境，整體布局;2.剪切機(jī)及其零件的工作的表;3.穩(wěn)定控制液壓系統(tǒng);4.負(fù)載大小和致動(dòng)機(jī)構(gòu)的性質(zhì);5.調(diào)速范圍大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度轉(zhuǎn)換性能的要求;6.呼吁自動(dòng)化過(guò)程，操作控制方式;7.防塵，耐寒，隔音，安全性和可靠性的要求;8.效率，成本等方面的要求。第 2 章 方案論證4第 2 章 方案論證剪切機(jī)主要是通過(guò)滑塊上刀片的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切斷功能，能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的主要由液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)兩種。2.1 液壓傳動(dòng)方案剪切機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖如圖 2-1 所示，其原理：手動(dòng)換向閥 6 推向左位（即左位接入系統(tǒng)） ，此時(shí)活塞在壓力油的作用下向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)板料進(jìn)行剪切加工，當(dāng)加工完成后，將閥 6 手柄推向右位（即右位接入系統(tǒng)） ，活塞向上運(yùn)動(dòng)，即刀片上抬，到了一定位置，將閥 6 手柄推入中位，這樣活塞就停留在此位置不動(dòng)。然后剪切第二次時(shí)，重復(fù)上述操作。手動(dòng)換向閥 6 也可改為電氣控制的換向閥，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)剪切，提高效率。.油箱 .粗過(guò)濾器 .液壓泵 4.溢流閥 5.調(diào)速閥 6.手動(dòng)三位四通換向閥 7.液壓缸 8.滑塊圖圖 2-1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖與液壓驅(qū)動(dòng)液壓剪使得機(jī)器工作穩(wěn)定，噪音低，安全可靠，它可以是一個(gè)單一的連續(xù)的切削，剃須厚度厚機(jī)械傳動(dòng)，但液壓系統(tǒng)是利用一個(gè)液體介質(zhì)作為動(dòng)力轉(zhuǎn)移到剪切力的中間產(chǎn)物油壓相應(yīng)的高精確度的液壓元件，強(qiáng)度要求高，生產(chǎn)成本相應(yīng)的高和泄漏的必然存在的液壓系統(tǒng)，能污染，油造成的溫度變化可引起粘度變化的影響的液壓驅(qū)動(dòng)器的正常運(yùn)作的能力，以適應(yīng)小環(huán)境2。此外，液壓剪切機(jī)維修是不容易的，我們必須有一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，所以這樣的設(shè)計(jì)不會(huì)選擇這個(gè)方案。第 2 章 方案論證52.2 機(jī)械傳動(dòng)方案2.2.1 凸輪機(jī)構(gòu)方案圖圖 2-2 凸輪機(jī)構(gòu)原理圖凸輪機(jī)構(gòu)原理圖它的工作原理如圖 2-2 所示凸輪機(jī)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)主軸驅(qū)動(dòng)凸輪齒輪，推動(dòng)滑塊（即插入）的剪式升降凸輪動(dòng)作。行程中，彈簧以準(zhǔn)備下一次操作循環(huán)的開(kāi)始位置的影響下的滑動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)基于所述從動(dòng)構(gòu)件的移動(dòng)，以選擇大小和的凸輪輪廓設(shè)置的確定。其缺點(diǎn)是通常用于運(yùn)行機(jī)制，而不是檢查，因?yàn)楣ぷ髁坎皇翘笸馆啓C(jī)構(gòu)，否則嚴(yán)重磨損凸輪輪廓和推桿，該機(jī)構(gòu)將無(wú)法達(dá)到運(yùn)營(yíng)要求所期望的結(jié)果我們不能保證機(jī)器的穩(wěn)定性，而不是通過(guò)該程序。2.2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的工作原理如圖 2-3 所示：通過(guò)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄通過(guò)連桿使滑塊作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)剪切動(dòng)作。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6圖圖 2-3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)原理圖曲柄滑塊機(jī)構(gòu)原理圖考慮到本課題的設(shè)計(jì)要求是龍門(mén)式剪切機(jī)，這里選擇方案一液壓傳動(dòng)作為本課題的研究方案。第 3 章 剪切機(jī)基本性能參數(shù)7第 3 章 剪切機(jī)基本性能參數(shù)3.1 剪切機(jī)規(guī)格與技術(shù)特征主要技術(shù)要求：1. 剪切力 100 噸至 250 噸；剪切次數(shù)每分鐘剪切 20 次；2. 被剪切材料尺寸 20mm1200mm；3. 設(shè)計(jì)壽命 10 年。3.2 剪切機(jī)基本性能參數(shù)決定剪切機(jī)性能的主要有：剪切機(jī)的剪切力，剪切角和上刀片的行程量。3.2.1 剪切力確定總剪切傾斜剪板機(jī)刀片是小型一字剃須機(jī)，這三種組分存在：所述薄片材料的基本剪切部分被剪切和彎曲變形剪切帶電阻彎曲薄層電阻。總剪切和剪切角之間關(guān)系的剪切角的增加密切成反比減小。 N)10116 . 01 (6 . 025525XytgZtghkPbbzh式子里， k-刀片的磨鈍系數(shù)，100時(shí)，k=1.15-1.2b -被剪金屬的抗拉強(qiáng)度b -被剪金屬的伸長(zhǎng)率5 h-被剪板厚（毫米） -剪切角（度） -刀片間隙（毫米） y-刀片間隙的相對(duì)值，y=/h C-壓料腳軸線(xiàn)到下刀刃的距離（毫米） ，從表2-1中查得 X-壓料腳距離的相對(duì)值，X=C/h Z-彎曲系數(shù)，取0.95表表 3-1 壓料腳軸線(xiàn)到下刀刃的距離壓料腳軸線(xiàn)到下刀刃的距離寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8h（毫米）2.56.31012.51632C（毫米）657090 板材為20mm 厚板材，這種板材的一般材料為 Q235，屈服點(diǎn)為235MPa，抗拉強(qiáng)度為375-460MPa，因此，確定各函數(shù)值如下。k-1.15-1.2，取1.2-375-460MPa，取400MPab-26%5h-10（毫米）-3（度）-0.6-0.7（毫米）,500MPa 時(shí)，=（6-7%）h=0.60.7，取0.6by-0.06，y=/hC-70X-7，X=C/hZ-彎曲系數(shù)，取0.95因此100T=N250TzhP4101643.2.2 剪切角的確定我們清楚地從式剪切角的剪切應(yīng)力增大的剪切力減小，從而降低了裝置的重量看到。但剪切角增大帶來(lái)的最嚴(yán)重的不良影響，變形帶材，隨后通過(guò)提高轉(zhuǎn)輪行程量（即，增加以降低機(jī)器的高度和中風(fēng)的每分鐘數(shù)） 。通過(guò)比較國(guó)內(nèi)和剪切機(jī)主要參數(shù)，確定剪切角為3。3.2.3 上刀片的行程量上刀片的行程量主要與剪切角和被剪板寬及板厚有關(guān)。剪切板料所必需的最小行程量由下式?jīng)Q定： mmbaSbtghS/式子里，h-最小開(kāi)口距，即上刀片在上死點(diǎn)位置時(shí)工作臺(tái)面到上刀刃之間的距離（毫米）第 3 章 剪切機(jī)基本性能參數(shù)9 b-被剪板寬（毫米） -刀片超越量（毫米） ，查閱表2-3bS表表 3-2 刀片超越量刀片超越量h （毫米）6.3 1016 2032 4060當(dāng) h不可調(diào)時(shí) 38101520（毫米）bS當(dāng) h可調(diào)時(shí)10（-6）10（-16）15（-32）20（-60）h通過(guò)查閱資料得到值為2025mm，取值為20mm，因此得到值為100mm。aS第 4 章 剪切機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)10第 4 章 剪切機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)4.1 整體設(shè)計(jì)4.1.1 方案選擇目前，液壓剪的比例越來(lái)越大，剪切機(jī)逐步國(guó)產(chǎn)液壓傳動(dòng)。液壓具有更多的優(yōu)點(diǎn)：（1）工作保障，可以防止意外事故造成的超載機(jī)器（2）手操作，我們可以停止一個(gè)沖程，連續(xù)中風(fēng)，實(shí)現(xiàn)微動(dòng)，并返回中途這樣的動(dòng)作，這是容易實(shí)現(xiàn)的單個(gè)自動(dòng)裝配線(xiàn)和用于（3）體積的機(jī)器是小型化，輕量化，制造容易（4）機(jī)械振動(dòng)小，平穩(wěn)，延長(zhǎng)刀具壽命但是它也帶來(lái)了一些缺點(diǎn)：（1）沖程的下數(shù)（2）發(fā)動(dòng)機(jī)功率的增加（3）容易出現(xiàn)故障，并難以得到立即更換液壓元件綜上所述，設(shè)計(jì)要求相結(jié)合，學(xué)習(xí)其他剪切機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，液壓直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)決心刀柄 - 用單氣缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)，定位在剪切機(jī)的頂部，推動(dòng)柱塞支架，刀架沿導(dǎo)柱平行移動(dòng)松片，以確保剪切速率，同時(shí)剪切應(yīng)力，使得整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的制造。第 4 章 剪切機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)11圖圖 4-1 液壓傳動(dòng)剪切機(jī)液壓傳動(dòng)剪切機(jī)4.1.2 刀架分類(lèi)工具保持架是剪切機(jī)的一個(gè)重要組成部分，切割精度和質(zhì)量是在該工具頭的一大部分剪刀端口材料和機(jī)架導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)，并且，因此，應(yīng)注意的工具保持器的強(qiáng)度和剛度。目前，有三種常見(jiàn)的轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)焊接炮塔直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合 - 焊接和焊接擺動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)臺(tái)線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)。焊接炮塔轉(zhuǎn)臺(tái)沿垂直運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，一般只有兩片材的邊緣，如在前線(xiàn)運(yùn)動(dòng)工具架被提出四葉片邊緣。這種結(jié)構(gòu)可用于軸和車(chē)軸側(cè)的剪切。組合 - 焊接炮塔直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，水平板和第一焊接筋，然后用螺栓連接到豎直板。調(diào)整螺栓導(dǎo)致在水平面內(nèi)的切刀架凸弧，以及在水平剪切力如由彎曲刀架凹弧上的壓力的結(jié)果，如果適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，將彼此使得兩個(gè)彎曲切削改善準(zhǔn)確性取消。轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)通過(guò)偏心軸和連桿得到，通常沿向前運(yùn)動(dòng)。 3前傾切割厚度為10mm 時(shí)服用。在上塔垂直板小偏心軸連桿（以上）的下端。搖擺炮塔焊接結(jié)構(gòu)多為液壓 - 剪刀機(jī)械傳動(dòng)。有取決于活塞和頭部基本操作山上有三種形式：1.活塞缸左輪手槍的一面;2.活塞和汽缸端鉸接轉(zhuǎn)臺(tái);3.與柱塞保持器。這三種組分都必須考慮到轉(zhuǎn)臺(tái)彎曲和扭轉(zhuǎn)。4.1.3 刀架計(jì)算與校核可以引起忽略功率電平的計(jì)算過(guò)程中的片材剪切角的方向上，因?yàn)榧羟薪鞘窍鄬?duì)較?。ㄗ疃?0.06 的最大水平力） 。部壓力進(jìn)行對(duì)軌道塔以上點(diǎn)而變化，該單元中的最大的壓力，應(yīng)切斷起始位置被確定，因?yàn)榧羟辛ψ饔迷谥挥幸粋€(gè)鏈接。通過(guò)彎曲并形成最大張力在工具夾具的中間部分被確定，在這個(gè)時(shí)候，因?yàn)樽畲蟮募羟辛Ξa(chǎn)生的刀夾。下刀微調(diào)是一條水平線(xiàn)，以便從左至右在塔架上均勻連續(xù)松散連接的擺動(dòng)刀片，所有點(diǎn)上沿著旋轉(zhuǎn)中心 O 為中心，半徑為 R 的工具載體上的切削刃被剪切的半徑 SS 球拱（圖 4） 。倒角，從左至右片材，傾斜的水平角度，即，刀刃之間的角度，并以到達(dá)寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12下刀刃，通常被稱(chēng)為剪切角。其中最危險(xiǎn)的載荷（剪切力被施加在中間部分）被計(jì)算刀架應(yīng)力和硬度。計(jì)算焊接第一下面炮塔確定縱軸和重力和慣性力矩的中心的水平軸位置的橫截面，然后計(jì)算的主軸角度分布的慣性慣量和產(chǎn)品。按下式確定該斷面對(duì)主軸和的慣性矩0 x0y2sinsincos220ccccyxyxxJJJJ2coscossin220ccccyxyxyJJJJ當(dāng)確定彎矩時(shí)作用在刀架上的力引向斷面的重心，當(dāng)確定扭矩時(shí)該軸引向扭矩軸。繞扭矩軸的扭矩由下式求得 NMxdyCPLCTMzh)2(210式子里，-刀架寬度dL因此=32458N0P =11260N0T圖圖 4-2 上刀架上刀架下面確定作用在圖 5 剖面 c-c 上的彎矩。由產(chǎn)生的彎矩0P NM4)(100APMPW由力產(chǎn)生的彎矩0T NM4)(100ATMTW式子里，-刀架寬度1A因此=16229NM0)(PMW =5630NM0)(TMW第 4 章 剪切機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)13由已經(jīng)得到的彎矩，求得作用在刀架上的彎曲應(yīng)力 MPa00)(1xxpwwJlM MPa00)(2yyTwwJlM求得=16MPa1w =5.6MPa2w查資料得 Q235 刀架的許用應(yīng)力值為 60MPa,液壓剪切機(jī)則為 80MPa。 刀架在水平面內(nèi)的允許撓度 f50h式子里，h-被剪板厚因此=0.02mm f4.2 托料裝置當(dāng)片材中，如果切割部分懸垂表很長(zhǎng)，很容易金屬板向下彎曲，因此考慮護(hù)理饋送裝置，關(guān)心供給裝置有兩種：一種是材料的底面的被拖動(dòng)向上剪刀壽命，另一個(gè)被吸引剪材料上。與該裝置的底表面的載體材料，電磁體的通勤該材料在水平位置保持所述板工作。電磁鐵的開(kāi)始斷開(kāi)之前，護(hù)理靠自身重量向下饋送搖桿切斷。從電磁輥裝置的薄片上述吸入。電磁輥裝置由電磁線(xiàn)圈的幾組，螺線(xiàn)管安裝在支架孔和各外殼在兩個(gè)水平梁懸掛在工具保持架板的。當(dāng)不需要，如果滾輪杠桿螺線(xiàn)管和解除閂鎖可以旋轉(zhuǎn)180，片材可以自由通過(guò)。略微大于孔電磁輥軸的直徑，當(dāng)局部隆起板所對(duì)應(yīng)解除磁輥更大。電磁吸力輥可以被設(shè)置為使得它稍微大于該部分的重量被切斷時(shí)，如果吸入小于金屬薄板的重量的切斷部向下彎曲容易。吸力值可根據(jù)與葉片接觸輥的數(shù)量來(lái)確定，當(dāng)吸力太大，則可以指定一些組輥或者抬起支架的一端，以使本地部分與金屬板接觸。選擇給定的成本和前者的簡(jiǎn)單的問(wèn)題。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）144.3 刀具下刀羊有四手聯(lián)彈。上沿前剪切刀片轉(zhuǎn)臺(tái)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以具有兩個(gè)邊緣或四個(gè)邊緣。沿圓弧剪切刀片僅具有兩個(gè)邊緣和具有以適合片用螺釘，或墊片上，以一彎曲空間，從而使刀片盡可能大的長(zhǎng)度，以減少接縫數(shù)量轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。如果接縫將領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)正確設(shè)置了一個(gè)加劇刀具磨損和剪切邊的異常增加。刀片的上表面應(yīng)略低于-0.20毫米的表面上，偏離。國(guó)內(nèi)剃須刀片材料中通常6CrW2Si（熱處理硬度 RC58-60之后） 。 T7A，9CrSi，Cr12P1，Cr12Mo 和 Cr6VP 刀片材料也可使用。硬質(zhì)合金外國(guó)實(shí)驗(yàn)刀片BK15和 BK20在9700剪刀刀片刃磨兩次間隔。刀片的尺寸參閱下表4-1表表 4-1 刀片尺寸刀片尺寸被剪板厚 h（毫米）刀片尺寸 T*H（毫米）螺孔直徑 d（毫米）12.520*601341625*8017202532*12022324045*15033刀片刃部應(yīng)經(jīng)常保持清潔，并應(yīng)涂上含有二硫化鉬或石墨的潤(rùn)滑脂。第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)15第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)剪切機(jī)的制作過(guò)程包括：液壓缸的結(jié)構(gòu)、裝置、機(jī)架。并根據(jù)系統(tǒng)壓力、流量選擇了液壓閥、電機(jī)、泵。本文的設(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足剪切機(jī)要求。5.1 液壓執(zhí)行元件的配置由于剪切機(jī)要求布置，行程較小，故選用缸筒固定的單桿活塞桿（取缸的機(jī)械效率） 。1.90cm5.2 液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)5.2.1 液壓缸的結(jié)構(gòu)液壓缸一般，從后罩，氣缸，活塞桿，活塞，前蓋等的主要部分，以防止油泄漏到缸體的外側(cè)通過(guò)高壓室或泄漏到氣缸中的低壓室和端蓋，所述活塞和活塞桿，活塞和氣缸，活塞和設(shè)置有密封裝置的前蓋之間，所述第一外覆蓋件還配備有防塵，防止碰撞氣缸頭活塞行程迅速去到終端，所述液壓缸端部還包括：設(shè)置緩沖手段，有時(shí)排氣必須做好資金。1-缸底，缸底，2-卡鍵，卡鍵，3、5、9、11-密封圈，密封圈，4-活塞，活塞，6-缸筒，缸筒，7-活塞桿，活塞桿，8-導(dǎo)向套，導(dǎo)向套，10-缸蓋，缸蓋，12-防塵圈防塵圈圖圖 5-1 雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖雙作用單活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu)圖上圖給出了雙作用單活塞桿液壓缸的結(jié)構(gòu)圖，該液壓缸主要由缸底 1、缸筒 6、缸蓋 10、活塞 4、活塞桿 7 和導(dǎo)向套 8 等組成；缸筒一端與缸底焊接，另一端與缸蓋采用螺紋連接?；钊c活塞桿采用卡鍵連接，為了保證液壓缸的可靠密封，在相應(yīng)位置設(shè)置了密封圈 3、5、9、11 和防塵圈 12。根據(jù)負(fù)載狀況，可以初步選擇查得油缸的液壓缸的內(nèi)徑為 125mm,活塞桿直徑為70mm,有效行程為 200 mm寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16 表表 5-15-1 液壓缸內(nèi)徑系列液壓缸內(nèi)徑系列 mmmm8101216202532405063801001251602002503204005001.液壓缸缸體厚度計(jì)算缸體是液壓缸中最重要的零件，當(dāng)液壓缸的工作壓力較高和缸體內(nèi)經(jīng)較大時(shí)，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。缸體的常用材料為 20、25、35、45 號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管。在這幾種材料中 45 號(hào)鋼的性能最為優(yōu)良，所以這里選用 45 號(hào)鋼作為缸體的材料。 2DPy式子里， ，-實(shí)驗(yàn)壓力，MPa。當(dāng)液壓缸額定壓力 Pn5.1MPa 時(shí)，Py=1.5Pn，當(dāng)PyPn 16MPa 時(shí)，Py=1.25Pn。-缸筒材料許用應(yīng)力，N/mm 。=，為材料的抗拉強(qiáng)度。2nbb注：1.額定壓力 Pn額定壓力又稱(chēng)公稱(chēng)壓力即系統(tǒng)壓力，Pn=25MPa2.最高允許壓力 PmaxPmax1.5Pn=1.25 25=31.25MPa液壓缸缸筒材料采用 45 鋼，則抗拉強(qiáng)度： b=600MPa安全系數(shù) n 按液壓傳動(dòng)與控制手冊(cè)P243 表 210，取 n=5。第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)17則許用應(yīng)力=120MPanb 2DPy =31.25 1252 120 =16.25mm滿(mǎn)足。取液壓缸厚度 17.5mm。 10D取液壓缸缸體外徑為 160mm。4.液壓缸長(zhǎng)度的確定 液壓缸工作行程長(zhǎng)度可以根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程確定，并參照表 5-2選取標(biāo)準(zhǔn)值。液壓缸活塞行程參數(shù)優(yōu)先次序按表 5-2 中的 a、b、c 選用。表表 5-25-2（a a）液壓缸行程系列（）液壓缸行程系列（GBGB 2349-802349-80）62550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000表表 5-25-2（b b） 液壓缸行程系列（液壓缸行程系列（GBGB 2349-802349-80）6 40 6390110140180220280360450550700900110014001800220028003600表表 5-25-2（c c） 液壓缸形成系列（液壓缸形成系列（GBGB 2349-802349-80）6240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300034003800液壓缸長(zhǎng)度 L 根據(jù)工作部件的行程長(zhǎng)度確定。 L=200mm 查油缸參數(shù)得到的5.2.2 活塞桿直徑的設(shè)計(jì)查液壓傳動(dòng)與控制手冊(cè)根據(jù)桿徑比 d/D，一般的選取原則是：當(dāng)活塞桿受拉時(shí)，一般選取 d/D=0.3-0.5，當(dāng)活塞桿受壓時(shí)，一般選取 d/D=0.5-0.7。本設(shè)計(jì)我選擇d/D=0.55，即 d=0.7D=0.55125=68.75mm。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18表表 5-35-3 活塞桿直徑系列活塞桿直徑系列456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400故取 d=70mm。2.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算：式子里， -許用應(yīng)力；（Q235 鋼的抗拉強(qiáng)度為 375-MPa805004nb500MPa，取 400MPa，為位安全系數(shù)取 5，即活塞桿的強(qiáng)度適中）3.活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)桿驅(qū)動(dòng)連接到所述活塞桿，以生產(chǎn)工作力的偏心載荷的負(fù)載的馬達(dá)機(jī)構(gòu)的外端部，以滿(mǎn)足對(duì)液壓缸的安裝要求，并防止它的輥的效率的提高，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況，選擇正確的桿的端部結(jié)構(gòu)。4.活塞桿密封和防塵活塞密封在 Y 型圈，U 形夾防塵密封圈，O 型圈，V 型圈等形式6。當(dāng)使用薄鋼板防塵圈，防塵圈與活塞桿可以 H9/ F9 選擇的組合。薄鋼板厚度為 0.5mm。對(duì)于設(shè)計(jì)和維護(hù)，以方便選擇 O 型圈計(jì)劃。5.3 油缸主要部位的計(jì)算校核5.3.1 活塞桿強(qiáng)度和液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算A.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算活塞桿的直徑按下式進(jìn)行校核d4Fd 式子里， ，為活塞桿上的作用力；F為活塞桿材料的許用應(yīng)力，=,n 一般取 1.40。/bn364 15 1070283.14 598 10 /1.4dmmmm滿(mǎn)足要求第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)19B.液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，它所承受的力F不能超過(guò)使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載kF，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。kF的值與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長(zhǎng)度以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)。若活塞桿的長(zhǎng)徑比且桿件承受壓負(fù)載時(shí)，則必須進(jìn)行液壓缸穩(wěn)定性校核?；钊麠U穩(wěn)定性的校核依/10l d 下式進(jìn)行kknFF 式子里， ，kn為安全系數(shù)，一般取kn=24。 a.當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比時(shí)/kl rm i22kiEJFl b.當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比時(shí)/kl rm i21()kkfAFali r式子里， ，l為安裝長(zhǎng)度，其值與安裝方式有關(guān)，見(jiàn)表 1；kr為活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑，AJrk/；為柔性系數(shù)，其值見(jiàn)表 3-2； 為由液壓缸支撐方式?jīng)Q定的末mi端系數(shù)，其值見(jiàn)表 1；E為活塞桿材料的彈性模量，對(duì)鋼取211/1006. 2mNE；為活塞桿橫截面慣性矩；A為活塞桿橫截面積；f為由材料強(qiáng)度決定的實(shí)驗(yàn)值，為系數(shù)，具體數(shù)值見(jiàn)表 3-3。表表 5-4 液壓缸支承方式和末端系數(shù)液壓缸支承方式和末端系數(shù) 的值的值i支承方式支承說(shuō)明末端系數(shù)i一端自由一端固定1/4兩端鉸接1寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20一端鉸接一端固定2兩端固定4表表 5-5 f、的值的值m材料28/10mNf m鑄鐵5.61/160080鍛鐵2.51/9000110鋼4.91/500085c.當(dāng)時(shí),缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進(jìn)行校核。20lk此設(shè)計(jì)安裝方式子里，間固定的方式，此缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。5.3.2 缸筒壁厚的驗(yàn)算下面從以下三個(gè)方面進(jìn)行缸筒壁厚的驗(yàn)算： A 液壓缸的額定壓力值應(yīng)低于一定的極限值，保證工作安全：np 式（3-4）22121()0.35snDDpD()MPa根據(jù)式（3-4）得到：222353 (0.050.045 )0.3528.12()0.05npMpaB 為了避免缸筒在工作時(shí)發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定壓力值應(yīng)與塑性變形壓np力有一定的比例范圍： 式（3-5）(0.35 0.42)nplpp 式（3-6）12.3logplsDpD先根據(jù)式（3-6）得到：=41.2112.3logplsDpD()MPa第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)21C 耐壓試驗(yàn)壓力，是液壓缸在檢查質(zhì)量時(shí)需承受的試驗(yàn)壓力。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，TP液壓缸在此壓力 下，全部零件不得有破壞或永久變形等異?，F(xiàn)象。TP各國(guó)規(guī)范多數(shù)規(guī)定: 當(dāng)額定壓力時(shí)16npMPa（MPa）1.5TnppD 為了確保液壓缸安全的使用，缸筒的爆裂壓力應(yīng)大于耐壓試驗(yàn)壓力：EpTp (MPa） 12.3logEbDpD式（3-7）因?yàn)椴楸硪阎?596MPa，根據(jù)式（3-7）得到：b89.72EPMPa至于耐壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為：1.537.5TPPMPa因?yàn)楸褖毫h(yuǎn)大于耐壓試驗(yàn)壓力，所以完全滿(mǎn)足條件。以上所用公式子里，各量的意義解釋如下：式子里，: 缸筒內(nèi)徑（） ；Dm 缸筒外徑（） ；1Dm 液壓缸的額定壓力（）npMPa 液壓缸發(fā)生完全塑形變形的壓力（） ；plpMPa 液壓缸耐壓試驗(yàn)壓力（） ；TpMPa 缸筒發(fā)生爆破時(shí)壓力（） ；EpMPa 缸筒材料抗拉強(qiáng)度（） ；bMPa 缸筒材料的屈服強(qiáng)度（；sMPa 缸筒材料的彈性模量（） ；EMPa 缸筒材料的泊桑系數(shù) 鋼材：=0.3寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）225.3.3 缸筒的加工要求缸筒內(nèi)徑采用 H7 級(jí)配合，表面粗糙度為 0.16，需要進(jìn)行研磨；DaR熱處理：調(diào)制，HB240；缸筒內(nèi)徑的圓度、錐度、圓柱度不大于內(nèi)徑公差之半；D剛通直線(xiàn)度不大于 0.03mm；油口的孔口及排氣口必須有倒角，不能有飛邊、毛刺；在缸內(nèi)表面鍍鉻，外表面刷防腐油漆。5.3.4 法蘭設(shè)計(jì)液壓缸的端蓋形式有很多，較為常見(jiàn)的是法蘭式端蓋。本次設(shè)計(jì)選擇法蘭式端蓋（缸筒端部）法蘭厚度根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算： 式（3-8） 04 (-) cpcpF D dhd式子里， ， -法蘭厚度（m） ；h系統(tǒng)工作壓力（pa） ；=25MPapp附加密封力（Pa） ；值取其材料屈服點(diǎn) 353MPa；qq螺釘孔分布圓直徑（m） ；=55mm0D 0D密封環(huán)平均直徑（m） ；=45mmcpdcpd法蘭材料的許用應(yīng)力（Pa） ；=/n=353/5=70.6MPa s法蘭受力總合力（m）F 222()98.5644HFd pddqKN所以=13.2mm 04 (-) cpcpF D dhd364 89.56 10(0.3-0.27)3.14 0.045 70.6 10為了安全取=14mmh5.3.5 (缸筒端部）法蘭連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算連接圖如下：第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)23圖圖 5-1 缸體端部法蘭用螺栓連接缸體端部法蘭用螺栓連接1-前端蓋；前端蓋；2-缸筒缸筒螺栓強(qiáng)度根據(jù)下式計(jì)算：螺紋處的拉應(yīng)力:(MPa) 式（3-9）6max21104kFd Z螺紋處的剪應(yīng)力(MPa) 式（3-10）61max031100.2k kFdd Z合成應(yīng)力 (MPa) 式（3-11） 223n式子里，, 液壓缸的最大負(fù)載，=A，單桿時(shí)，雙桿是maxFmaxFmaxp2/ 4AD22()/ 4ADd螺紋預(yù)緊系數(shù)，不變載荷=1.251.5，變載荷=2.54；kkk液壓缸內(nèi)徑；D缸體螺紋外徑；0d螺紋內(nèi)經(jīng)；1d螺紋內(nèi)摩擦因數(shù)，一般取=0.12;變載荷取=2.54；1k1k1k材料許用應(yīng)力，,為材料的屈服極限，n 為安全系數(shù)，一般取 /snsn=1.21.5；Z螺栓個(gè)數(shù)。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24最大推力為：41.5 10FApXN使用 4 個(gè)螺栓緊固缸蓋，即：=4Z螺紋外徑和底徑的選擇：=10mm =8mm0d1d系數(shù)選擇：選取=1.3=0.12K1K根據(jù)式（3-9）得到螺紋處的拉應(yīng)力為：=6max21104kFd Z4621.3 1.5 10410209.33.14 0.00815MPa根據(jù)式（3-10）得到螺紋處的剪應(yīng)力為：4630.12 1.3 1.5 100.021098.40.2 0.00815MPa根據(jù)式（3-11）得到合成應(yīng)力為：=367.6MPan223由以上運(yùn)算結(jié)果知，應(yīng)選擇螺栓等級(jí)為 12.9 級(jí)；查表的得：抗拉強(qiáng)度極限=1220MP;屈服極限強(qiáng)度=1100MP；bs不妨取安全系數(shù) n=2可以得到許用應(yīng)力值：=/n=1100/2=550MPs證明選用螺栓等級(jí)合適。5.4 活塞的設(shè)計(jì)活塞的寬度一般取=（0.6-1.0）BBD即=（0.6-1.0）125=（75-125）mmB取=80mmB如沿液壓活塞滑塊的影響下，氣缸的活塞，因此，不應(yīng)該太緊或太多的空間，以適應(yīng)缸體。緊，不僅最小起動(dòng)壓力，在機(jī)械效率和容易損壞缸和活塞的配合表面的降低，它太大，液壓缸將內(nèi)部泄漏，減少液壓缸的容積效率不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)性能。第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)255.5 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇確定液壓執(zhí)行元件的形式液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵。前者實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，二者的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合見(jiàn)下表 4.1表表 5-6 各執(zhí)行元件的特點(diǎn)各執(zhí)行元件的特點(diǎn)名 稱(chēng)特 點(diǎn)適 用 場(chǎng) 合雙活塞桿液壓缸雙向?qū)ΨQ(chēng)雙作用往復(fù)運(yùn)動(dòng)柱塞缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單向工作，靠重力或其他外力返回齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)葉片泵體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小高轉(zhuǎn)速低扭矩動(dòng)作靈敏的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擺線(xiàn)齒輪泵體積小，輸出扭矩大低速，小功率，大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)徑向柱塞泵轉(zhuǎn)速低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出大扭矩低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)注：A1-無(wú)桿腔的活塞面積 A2-有桿腔的活塞面積常常出現(xiàn)在液壓齒輪泵，葉片泵和活塞泵，以及各種泵的其他特征使用下非常不同。選擇液壓泵主要是基于最大工作壓力和最大流量。還應(yīng)確定是否定量變量，最重要的一種動(dòng)機(jī)，速度，體積效率，總效率，自吸性能，噪聲等因素。通常情況下，這些因素都在目錄中找到。葉片離心泵人們常說(shuō)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，流量調(diào)節(jié)也很方便。葉片泵被選為一個(gè)油井系統(tǒng)。通過(guò)監(jiān)測(cè)信息，該葉片泵的標(biāo)稱(chēng)壓力為 16Mpa，平均壓力，位移 1350 毫升/ R，5004000R /分鐘的最大速度，320KW 的最大功率的 80-94的體積效率，75至90的粘度，總收率 20200 平方毫米/ s 時(shí)，自吸能力，功率質(zhì)量比，輸出壓力脈動(dòng)，靈敏度污染大，葉片效率降低磨損粘度效率介質(zhì)噪聲價(jià)格小，效果不大，小機(jī)床，油寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26壓機(jī)，注塑機(jī)，低建筑機(jī)械之際的飛機(jī)和噪聲要求。5.5.1 液壓泵的最大工作壓力液壓泵的最大工作壓力 pp取決于執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達(dá)）的最大工作壓力，即 ppp1+(4.1)p式子里， p1-液壓缸或液壓馬達(dá)的最大工作壓力，16MPa；-系統(tǒng)進(jìn)油路上的總壓力損失系統(tǒng)管路未曾確定前，可按經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估取，簡(jiǎn)單p系統(tǒng)取=（0.20.5） 106Pa，復(fù)雜系統(tǒng)取=（0.51.5） 106Pa，該系統(tǒng)中取pp為 0.5 106Pa。p故可知 pp16 106+0.5 106=16.5 106Pa，即液壓泵的最大工作壓力為 17Mpa。5.5.2 計(jì)算液壓泵的最大流量主液壓缸的最大流量 qP（m3/s）取決于系統(tǒng)所需流量 qv對(duì)于采用差動(dòng)缸回路的系統(tǒng)，液壓泵的最大流量為 qPqv=K(A1-A2)vmax (4.2)式子里， A1、A2-液壓缸無(wú)桿腔與有桿腔的有效面積，m3；vmax-液壓缸的最大移動(dòng)速度，m/s；K-系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般取 1.11.3（大流量取小值，小流量取大值） 。由于剪切機(jī)每分鐘循環(huán)次數(shù)為 86 次，故可知兩個(gè)液壓缸循環(huán)一次約為 0.7s，初選豎直液壓缸和液壓缸前進(jìn)和后退的時(shí)間相同，故每次前進(jìn)或者后退的時(shí)間約為0.175s。故由公式可知 (4.3)mFai=mFai2/181. 980005 .815sm(4.4)atv 可知=0.175m/s smatv/175. 01可知液壓缸的最大移動(dòng)速度為 0.175m/s。maxv液壓缸的工作行程根據(jù)公式第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)27S=0.15m (4.5)221at2175. 0121故液壓泵的最大流量 豎直液壓缸qv=K(A1-A2)=1.1 m3/s1pqmaxV53.911975.1071.059-56.6122）（ 液壓缸 smVAAKqqvp/344.5875.10)4 .326 .63(1 . 1)(3max212取液壓泵的最大流量為 120sm /35.5.3 選擇液壓泵的規(guī)格 按照液壓系統(tǒng)圖中擬訂的液壓泵的型式及上述計(jì)算得到的 pp和 qP值，由產(chǎn)品樣本或手冊(cè)選取相應(yīng)的液壓泵規(guī)格。為了保證系統(tǒng)不致因過(guò)渡過(guò)程中過(guò)高的動(dòng)態(tài)壓力作用被破壞，液壓泵應(yīng)有一定的壓力儲(chǔ)備量，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%60%（高壓系統(tǒng)取小值，中低壓系統(tǒng)取大值） 。關(guān)于泵的流量，在實(shí)際選擇中，由于產(chǎn)品樣本上通常給出泵的排量、轉(zhuǎn)速范圍及典型轉(zhuǎn)速下不同壓力下的輸出流量，故在系統(tǒng)所需流量 qv已知的情況下，泵的流量（L/min） 、轉(zhuǎn)速 n(r/min)與排量 V（mL/r）應(yīng)綜合考慮。事實(shí)上，由于泵的輸出流量PqqP為 = 10-3 v(4.6)PqVn式子里， v-泵的容積效率，%； 所以，一般首先根據(jù)系統(tǒng)所需流量 qv（L/min）和初選的液壓泵轉(zhuǎn)速 n1(r/min)及泵的容積效率v（可從產(chǎn)品樣本查得或估取為v=0.9）計(jì)算泵排量參考值，即Vg= (4.7)Vvnq11000然后再倒算（復(fù)算）出泵的實(shí)際流量即可，對(duì)于定量泵，最終選擇的泵流量盡0qp可能與系統(tǒng)所需流量相符合。根據(jù)上述計(jì)算公式，可知 Vg=mL/rVvnq110009 . 030001000vq27.444.90300053.91191000泵的輸出流量寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28min/953.1199 . 0103000427.441033LVnqvp =20m4-10s/3根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品目錄，最后確定選取 YB-25 型單級(jí)葉片泵。5.5.4 計(jì)算液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率并選擇原動(dòng)機(jī)a. 驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算若工作循環(huán)中，泵的壓力和流量比較恒定（即工況圖上 p-t 曲線(xiàn)和 q-t 曲線(xiàn)變化較為平穩(wěn)） ，則液壓泵驅(qū)動(dòng)功率應(yīng)按下式計(jì)算pP （W） (4.8)ppppqpP 式子里， 為液壓泵的最大工作壓力（Pa）和最大流量（m /s） ；為液壓PPqp 、3p泵的總效率，取 80%。 =ppppqpP KW.5428 . 0102010174-6b. 電動(dòng)機(jī)的選擇 固定設(shè)備的液壓系統(tǒng)，其液壓泵通常用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)上述計(jì)算出的功率和液壓泵的轉(zhuǎn)速及其使用環(huán)境，從產(chǎn)品樣本或手冊(cè)中選定其型號(hào)規(guī)格額定功率、轉(zhuǎn)速、電源、結(jié)構(gòu)型式（立式、臥式，開(kāi)式、封閉式等），并對(duì)其進(jìn)行超載能力核算，以保證每個(gè)工作階段電動(dòng)機(jī)的峰值超載量都低于 25%50%。根據(jù)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用的參數(shù)信息，選擇同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min 的31PY225M-2 三相異步電動(dòng)機(jī)。滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為 2970r/min，額定功率為 45kW，額定轉(zhuǎn)矩為2.2N m。5.6 其他液壓元件的選擇5.6.1 液壓閥及過(guò)濾器的選擇液壓夾緊系統(tǒng)的最大工作壓力，并通過(guò)閥的最大流量，可以選擇的模型和這些元素的規(guī)范。剪切機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)通過(guò)閥門(mén)的流量測(cè)量的所有液壓閥的額定壓力，標(biāo)準(zhǔn)模型的所有部件在下面的表中列出。過(guò)濾壓力的兩倍液壓泵油吸入線(xiàn)間隙選擇濾波器的標(biāo)稱(chēng)流速。表與系統(tǒng)一致時(shí)間表的序列號(hào)。 第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)29表表 5-7 液壓元件明細(xì)表液壓元件明細(xì)表序 號(hào)元件名稱(chēng)最大通過(guò)流量/L1min型 號(hào)1雙葉片葉片泵120YB252溢流閥4Y-10B3、16、18壓力表K-6B4溢流閥4Y-10B5、6、7液控順序閥1.6XY-25B8溢流閥4Y-10B9、10、11液控順序閥1.6XY-25B12順序閥1.6XY-25B13單向閥20I-25B14、15三位四通換向閥3235-63BY1D17、19壓力繼電器BDP63120二位二通換向閥32BHD632215.6.2 油管的選擇方案一：在液壓、氣壓傳動(dòng)及潤(rùn)滑的管道中常用的管子有鋼管、銅管、膠管等，鋼管能承受較高的壓力，價(jià)廉，但安裝時(shí)的彎曲半徑不能太小，多用在裝配位置比較方便的地方。這里作者們采用鋼管連接。管道內(nèi)徑計(jì)算 (5.9)vQd4式子里， Q-通過(guò)管道內(nèi)的流量3m / sv-管道內(nèi)允許流速 m / s允許流速推薦值表表 5-8 允許流速推薦值允許流速推薦值油液流經(jīng)的管道推薦流速 m/s液壓泵吸油管道0.51.5，一般取 1 以下液壓系統(tǒng)壓油管道36，壓力高，管道粘度小取大值寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30液壓系統(tǒng)回油管道1.52.6取=0.8m/s，=4m/s, =2m/s.分別應(yīng)用上述公式得v吸v壓v回=20.2mm,=10.7mm,=15.2mm。根據(jù)內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。按表d吸d壓d回37-9-1 經(jīng)過(guò)圓整后分別選取=20mm，=10.7mm, =15mm。對(duì)應(yīng)管子壁厚d吸d壓d回。1 6 . mm方案二：根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定管道尺寸。液壓缸的進(jìn)、出油管按輸入、排出的最大流量來(lái)計(jì)算。由于本系統(tǒng)液壓缸差動(dòng)連接快進(jìn)快退時(shí)，油管內(nèi)通油量最大，其實(shí)際流量為泵的額定流量的兩倍達(dá) 240L/min。綜上所述，液壓缸進(jìn)、出油管直徑 d 按產(chǎn)品樣本，選用內(nèi)徑為 15mm，外徑為19mm 的 10 號(hào)冷拔鋼管（YB 231-70） 。5.6.3 油箱及其輔件的確定罐中除的油存儲(chǔ)器中的液壓系統(tǒng)，而且對(duì)熱散發(fā)的油（在環(huán)境溫度下是為了保持油中的熱量低） ，油的氣泡的分離，固體雜質(zhì)打下來(lái)的效果。坦克在很多配件，如空氣過(guò)濾器和電平表等安裝。油箱設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1.必須有足夠大的油箱容積。到布置在冷卻要求，當(dāng)在液壓系統(tǒng)中的所有油停車(chē);工作和保持適當(dāng)?shù)挠臀灰蟆?.吸入和返回管被插入下列最低油位。為了防止吸入空氣的吸入管;返回飛濺的泡沫。一般，罐壁的容器底部的噴嘴是直徑的至少 3 倍。吸入管應(yīng)安裝在 80 或 100 微米篩目或?qū)Ь€(xiàn)隙濾波器中，為了便于裝卸或清洗過(guò)濾器的安裝位置。返回管 45嘴斜切角度和盒的壁面向回油箱的底部，以防止沉積物的油的沖擊。3.吸入管和回流管，進(jìn)一步可能的中間設(shè)置隔板，使低速油 01:00，再流入油箱，從而使熱，空氣分離和沉淀雜質(zhì)的增加。4.蓋伊，油和曝氣。要清洗油箱必須密封，屋頂上的油脂過(guò)濾器必須不包括燃料入口和空氣過(guò)濾器蓋完成一般的空氣過(guò)濾器。為了便于放油應(yīng)該罐底有一定坡度，具有最低點(diǎn)排水閥。5 應(yīng)該考慮安裝壁掛箱冷卻器指標(biāo)。加熱和溫度計(jì)，等位置。第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)316.罐可被設(shè)計(jì)成完全密封壓力罐型，液壓吸力的狀態(tài)。通常填充壓力 0.070.1 兆帕。根據(jù)以上六點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及對(duì)照本設(shè)計(jì)的需要，繪制油箱簡(jiǎn)圖如下：2987654311 、 、 、 、 2 、 、 、 、 、 、 3 、 、 、 、 、 、4 、 、 、 、5 、 、 、 、6 、 、 、 、 、 、7、 9 、 、 、8 、 、 、圖圖 5-35-3 油箱簡(jiǎn)圖油箱簡(jiǎn)圖初始設(shè)計(jì)時(shí)，先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進(jìn)行校核。在確定油箱尺寸時(shí)，一方面要滿(mǎn)足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿(mǎn)油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。初設(shè)計(jì)時(shí)，按經(jīng)驗(yàn)公式(5.10)vaQV 3m式子里，-液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 VQ -經(jīng)驗(yàn)系數(shù),按下表取 =5：aa表表 5-9 各系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)各系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)系統(tǒng)類(lèi)型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機(jī)械a12245761210中壓系統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵額定流量的 57 倍，故油箱容積為=5 120=600LvaQV 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）325.7 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算驗(yàn)算的目的在于了解執(zhí)行元件能否得到所需工作壓力。系統(tǒng)進(jìn)油路上的壓力損失由管道的沿程壓力損失、局部壓力損失兩部分組成，即ppp =+（Pa） (5.11)pppa. 沿程壓力損失沿程壓力損失p=（Pa） (5.12)式子里， 沿程阻力系數(shù)，可按液壓傳動(dòng)系p22vdl統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用表 2-34 相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算，也可以由圖 2-14 查得； 管道長(zhǎng)度，m；l 液體密度，；3/mKg 液流平均速度，。vsm/因此由公式可得沿程壓力損失 =0.1（Pa）p22.80903002.00222vdl b. 局部壓力損失局部壓力損失p （Pa）(5.13)22vp式子里， 局部阻力系數(shù)，其具體數(shù)值與局部阻力裝置的類(lèi)型和雷諾數(shù)有關(guān)，通常，當(dāng) Re時(shí)，；510無(wú)關(guān)與Re 液體密度，；3/mKg液流平均速度，。vsm/因此由公式可得局部壓力損失（Pa）.6122.80222vp5.8 油箱的設(shè)計(jì)液壓油箱的作用是貯存液壓油、分離液壓油中雜質(zhì)和空氣，同時(shí)還起到散熱的作用。第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)335.8.1 油箱有效容積的確定液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來(lái)考慮。液壓油箱的有效容量 V 可概略地確定為：在低壓系統(tǒng)中 p2.5MPa 可?。?(4.1)pqV)42(在中壓系統(tǒng)中 p6.3MPa 可?。?(4.3)pqV)126(式子里，V-液壓油箱有效容量； -液壓泵額定流量。pq在本課題中，56.3 / minpqL56.3 5281.5VL應(yīng)當(dāng)注意：設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分油液會(huì)因策略作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)超過(guò)液壓油箱高度的 80%。根據(jù)設(shè)計(jì)條件，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)屬于中壓系統(tǒng)，油箱有效容積取 200L。5.8.2 液壓油箱的外形尺寸表表 5-105-10 BEXBEX 系列液壓油箱外形尺寸系列液壓油箱外形尺寸 尺寸（mm）型號(hào)AbcBEX63A550450600BEX100700500600BEX160800600660BEX2501000650680BEX-100018001100800液壓油箱的有效容積確定后，需設(shè)計(jì)液壓油箱的外形尺寸，一般尺寸比（長(zhǎng)：寬：高）為 1：1：11：2：3。為提高冷卻效率，在安裝位置不受時(shí)，可將液壓油箱的容量予以增大。如果所設(shè)計(jì)的液壓油箱能滿(mǎn)足下列尺寸的要求，則可以從中選擇一種。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）34由于我國(guó)液壓油箱還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，本文只介紹其中的一種。此次選用的油箱型號(hào)為 BEX-63A，可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)所需要求。設(shè)計(jì)圖如 4.1 所示。圖圖 5-45-4 油箱主視圖油箱主視圖5.8.3 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在一般設(shè)備中，液壓油箱多采用鋼板焊接的分離式液壓油箱。（1）吸入管和回水管1）出口管道返回出口管道在直口，有角度的，右手肘的形狀，出口擴(kuò)散器，如不同類(lèi)型，傾斜的應(yīng)用程序越多，通常 45斜。為了防止在水平的波動(dòng)，則可以導(dǎo)出安裝在回流管線(xiàn)的擴(kuò)散器。必須在液面以下返回線(xiàn)路，通常比液壓油箱 300 毫米的底表面更大的距離旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)然不排氣在液面上方的回線(xiàn)。2）回油歧管單獨(dú)提供的回油管路當(dāng)然是可取的，但應(yīng)強(qiáng)制使用回油歧管。減壓閥，順序閥等，要注意回油歧管的設(shè)計(jì)合理，不人為地施加壓力。3）配置漏管管的直徑和長(zhǎng)度都是有效的，必須在模具表面上方以防止背壓。在單獨(dú)的情況下排水管為好，降級(jí)的回油管，以避免收集管的方法。第 5 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)354）吸液管通常，抽吸導(dǎo)管必須濾油器 100 至 200 目網(wǎng)或行間濾波器的精度之前設(shè)置。過(guò)濾足夠的容量，以避免過(guò)大的阻力。在過(guò)濾器和底部之間的距離至少為 20 毫米。液壓油吸入管是為了要插入的表面之下，以防止吸入空氣時(shí)或液壓箱的由于液壓油攪拌油，使油與氣泡混合的流入的夾帶。5）吸入和返回管線(xiàn)的方向?yàn)榱俗層土魇怯蟹较蛐缘模⑶覐V泛關(guān)注分離器，吸線(xiàn)和返回線(xiàn)配置，盡量吸氣，回到線(xiàn)分隔開(kāi)。為了不影響返回管路壓力波動(dòng)吸入管，吸入管和返回管傾斜方向并不一致，并且必須是對(duì)。（2）為了防止污染物的進(jìn)入防止液壓油的污染，液壓油箱必須進(jìn)行完全密閉型的。結(jié)構(gòu)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）不要將管液壓油箱，使空氣，水和其它雜質(zhì)會(huì)侵入周?chē)目臻g。同時(shí)應(yīng)盡量液壓泵和直接防止電機(jī)到液壓油箱蓋。2）必須收拾上的接頭，密封劑和液體密封襯里，以便確?？煽康拿芊庑?。例如，液壓油箱蓋可以直接焊接，而且還增加一個(gè)墊圈（1.5 毫米厚或更耐油墊圈）密封。3）為了確保通過(guò)大氣液壓箱，凈化被吸入的空氣，設(shè)置有空氣過(guò)濾器。常兼有空氣過(guò)濾器可過(guò)濾空氣中的燃料結(jié)構(gòu)。（3）蓋和清潔孔1）封面當(dāng)泵蓋，發(fā)動(dòng)機(jī)歧管，液壓油箱空氣過(guò)濾器的安裝，一定要非常強(qiáng)。液壓油箱與它們對(duì)墊圈，油