液壓剪切機液壓系統(tǒng)設計【4張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

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液壓 剪切機 液壓系統(tǒng) 設計 cad圖紙 畢業(yè)論文 液壓剪切機液壓系統(tǒng)
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液壓剪切機液壓系統(tǒng)設計

64頁 19000字數(shù)+論文說明書+4張CAD圖紙【詳情如下】

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液壓剪切機液壓系統(tǒng)設計

摘要

剪切機廣泛地被運用在軋鋼機械中,本文中涉及的是連鑄機采用剪切機對各種型號的鋼坯進行定尺處理。液壓剪切機比火焰切割機運行成本低,而在同等的體積下,液壓裝置能比電氣裝置產生出更大的動力;同樣在同等的功率下,液壓裝置的體積小、重量輕、結構緊湊。所以從各種角度看選擇液壓剪切機是比較合理的。液壓剪切機是用液壓作為主傳動的剪切機,該剪切機采用平行刀片式的下切式。下切式剪切機的上下兩個刀片都是運動的,但剪切扎件的動作是由下刀片來完成的。目前被廣泛應用于初軋和鋼坯車間。

剪切機液壓系統(tǒng)主要由三部分組成。分別是下刀臺系統(tǒng)、輥道小車驅動系統(tǒng)和上刀臺抬升系統(tǒng)。其中下刀臺剪切系統(tǒng)主要控制下刀片的進刀和快退;輥道小車驅動系統(tǒng)主要用于前進時保持剪切機與鋼坯同速,剪切完成后快速返回;上刀臺抬升系統(tǒng)用來移動上刀臺。其中下刀臺剪切缸單獨采用變量泵驅動,而輥道下車油缸和上刀臺抬升缸共用一個定量泵,其動作由換向閥實現(xiàn)。

關鍵詞:剪切機 、 輥道小車 、 油缸

Abstract

      Shearing machine is widely used in steel rolling machines,this paper introduces the continuous casting machine by useing shearing machine to handle various types of steel billet. Hydraulic shearing machine has lower operating cost than flame cutting machines. However, in the same volume, the hydraulic device generates mush power than electrical equipment. In the same power, the hydraulic device small volume, light weight and compact structure. So from various perspectives, choosing hydraulic shearing machine is more reasonable. Hydraulic

shearing machine is a kind of shearing machine that uses hydraulic pressure as the main drive. It chooses the down-cut sheet of parallel slice. The up-cut sheet and the down-cut sheet of down-cut shearing machine are movable, but the action of shearing the rolled piece is done by down-cut sheet. At present, it is widely used in the workshop of bloom and billet.

     The hydraulic system of shearing machine mainly consists of three parts: the system of down-cut bed, the driving system of table roller vehicle and the system lifted by top-cut set. Its down-cut bed’s shearing system. Mainly controls advancement and retreat of the down-cut slice. The driving system of table roller vehicle is used to keep the shearing machine having the same speed with billet and resets quickly after finishing shearing. The lifting system of top-cut table can drift the top-cut bed. And the shear cylinder of down-cut bed is driven by variable pump independently, while the cylinder of table roller and lifting vat of top-cut bed are used a quantitative pump, and the operation is done by using reversing valve.

Key words: shearing machine;table roller vehicle; fuel tank

目錄

摘要  ………………………………………………………………………………I

Abstract …………………………………………………………………………II

第一章 緒 論………………………………………………………………………1

1.1  剪切機的類型、特點及選型………………………………………… 1

第二章 液壓剪切機的設計計算………………………………………………… 4

2.1 剪切機結構參數(shù)的確定………………………………………………  4

2.1.1刀片行程…………………………………………………………… 4

2.1.2刀片尺寸的確定…………………………………………………… 5

2.1.3剪切機理論空行程次數(shù)…………………………………………… 6

2.2 剪切機能力參數(shù)計算……………………………………………………6

2.2.1剪切過程分析……………………………………………………… 6

2.2.2平行刀片剪切機的剪切力與剪切功………………………………7

第三章 剪切機液壓傳動系統(tǒng)的設計與計算……………………………………10

3.1  剪切機的設計要求與參數(shù)……………………………………………10

3.1.1設計要求……………………………………………………………10

3.1.2設計參數(shù)……………………………………………………………10

3.2  進行工況分析,確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)…………………………11

3.2.1液壓缸的載荷計算…………………………………………………11

3.2.2初選系統(tǒng)的工作壓力………………………………………………14

3.2.3液壓缸的主要結構尺寸計算………………………………………15

3.2.4各工況所需時間及速度的計算……………………………………19

3.2.5液壓執(zhí)行元件實際所需流量的計算………………………………20

3.2.6液壓執(zhí)行元件實際工作壓力的計算………………………………21

3.2.7擬定液壓系統(tǒng)工況圖………………………………………………22

3.3 制定液壓系統(tǒng)基本方案和擬定液壓系統(tǒng)圖………………………… 23

3.3.1制定基本方案………………………………………………………23

3.3.2擬定液壓系統(tǒng)圖……………………………………………………28

3.4  液壓元件的選擇………………………………………………………29

3.4.1 液壓泵的選擇…………………………………………………… 29

3.4.2  電動機功率的確定………………………………………………31

3.4.3  液壓閥的選擇……………………………………………………32

3.4.4  油管內徑的確定…………………………………………………33

3.4.5  油箱的有效面積的確定…………………………………………35

3.5  液壓系統(tǒng)性能驗算……………………………………………………35

3.5.1 驗算回路中的壓力損失………………………………………… 35

3.5.2 驗算液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升………………………………………… 43

第四章 液壓缸的設計計算………………………………………………………48

4.1 計算液壓缸的結構尺寸……………………………………………… 48

4.1.1 缸筒長度L…………………………………………………………48

4.1.2 最小導向長度的確定…………………………………………… 48

4.2 液壓缸主要零部件設計………………………………………………49

4.2.1 缸筒……………………………………………………………… 49

4.2.2 活塞……………………………………………………………… 52

4.2.3 活塞桿的導向套和密封………………………………………… 52

4.2.4 緩沖裝置………………………………………………………… 53

4.2.5 放氣裝置………………………………………………………… 53

4.2.6 油口……………………………………………………………… 54

第五章 閥板的設計………………………………………………………………55

     4.1 閥板連接概述…………………………………………………………55

4.2 閥板的設計……………………………………………………………55

4.2.1 確定閥板的數(shù)量………………………………………………55

4.2.2 液壓元件位置的布置…………………………………………56

4.2.3 閥板材料及孔徑的確定………………………………………56

參考文獻 …………………………………………………………………………57

結束語 ……………………………………………………………………………59

第一章 緒 論

1.1 剪切機的類型、特點及選型[13]

用于對軋件進行切頭,切尾或剪切成規(guī)定尺寸(定尺)的機械稱為剪切機。根據(jù)剪切機刀片形狀,配置以及剪切方式等特點,剪切機可分為平行刀片剪切機,斜刀片剪切機,圓盤式剪切機和飛剪機。按驅動力來分,可分為電動和液壓兩類剪切機。

平行刀片剪切機:兩個刀片彼此平行。用于橫向熱剪初軋坯(方坯,板坯)和其它方形和矩形斷面的鋼坯,故又稱為鋼坯剪切機。有時,也用兩個成型刀片來冷軋管坯及小型圓鋼等。

斜刀片剪切機:兩個刀片中有一個刀片相對于另一刀片是成某一角度傾斜布置的,一般是上刀片傾斜,其傾斜角為1°~6°。它用來橫向冷剪或熱剪鋼板,帶鋼,薄板坯,故又稱為鋼板剪切機。有時,也用于剪切成束的小型鋼材。

圓盤式剪切機:兩個刀片均成圓盤狀。用來縱向剪切運動中的鋼板(帶鋼)的邊,或將鋼板(帶鋼)剪成窄條。一般均布置在連續(xù)式鋼板軋機的縱切機組的作業(yè)線上。

飛剪機;剪切機刀片在剪切軋件時跟隨軋件一起運動。用來橫向剪切運動中的軋件(鋼坯,鋼板,帶鋼和小型型材,線材等),一般安裝在連續(xù)式軋機的軋制線上或橫切機組作業(yè)線上。

平行刀片剪切機

根據(jù)剪切軋件時刀片的運動特點,平行刀片剪切機可分為上切式和下切式兩大類。

1.上切式平行刀片剪切機

這種剪切機的特點實際下刀固定不動,上刀則是上下運動的。剪切軋件的動作由上刀來完成,其剪切機構由最簡單的曲柄連桿機構組成。除了剪切機本體之外,一般還配有定尺機構,切頭收集與輸送裝置等。由于下刀固定不動,為使剪切工作順利進行,剪切的軋件厚度大于30~60mm時,需在剪切機后裝設擺動臺或擺動輥道,其本身無驅動裝置。剪切時,上刀壓著軋件下降,迫使擺動臺也下降。當剪切完畢,上刀上升時,擺動臺在其平衡裝置作用下也回升至原始位置。此類剪切機由于結構簡單,廣泛用于剪切中小型鋼坯。此外,隨著快速換刀的生產需要,也出現(xiàn)了能快速換刀的上切式平行刀片剪切機,用來剪切初軋鋼坯和軋板。當然,其設備重量會有較大的增加,結構也稍復雜些。

2. 下切式平行刀片剪切機

這種剪切機的特點是:上下刀都運動,但剪切軋件的動作由下刀來完成,剪切時上刀不運動。由于剪切時下刀臺將軋件抬離輥道,故在剪切機后不設擺動臺,而且這種剪切機的機架不承受剪切力。由于上述兩個特點,下切式平行刀片剪切機普遍用來剪切中型和大型鋼坯和板坯,以減輕整個剪切機組的設備重量。

本次設計所剪的鋼坯為連鑄小方坯□160×160㎜和□180×225㎜,因此選用平行刀片下切式剪切機。

剪切機按照驅動力來劃分,可分為電動和液壓兩類。

電機驅動又有直流電動機和交流電動機兩種。大中型剪切機多采用直流電動機驅動,并以啟動工作制進行剪切。在大型剪切機上,除了采用電動機驅動外,還可以采用液壓驅動。采用液壓驅動比電動機驅動有許多優(yōu)點:

在同等的體積下,液壓裝置能比電氣裝置產生出更大的動力;同樣在同等的功率下,液壓裝置的體積小、重量輕、結構緊湊。

1)液壓裝置工作比較平穩(wěn),便于實現(xiàn)頻繁及平穩(wěn)的換向;

2)液壓裝置能在大范圍內實現(xiàn)無級調速,還可以在運行過程中進行調速;

3)與電氣或壓縮空氣配合后液壓驅動易于實現(xiàn)自動化;

4)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護,液壓缸和液壓馬達都能長期在失速狀態(tài)下工作而不會發(fā)熱,這時電氣驅動裝置和機械傳動裝置無法辦到的。此外,液壓現(xiàn)在采用較廣泛的是將閥板式元件用油路板或集成塊進行連接的方式。這兩種連接方式通道間均不用管子,液壓閥板是板式元件安裝板。各個液壓元件之間的連接管道全部由閥板內部鉆孔構成,代替了管子連接。閥板背后(或側面)引出通向液壓泵、油箱以及連接各執(zhí)行元件的通道,在孔口有螺紋,安裝管接頭,用以接管。采用板式連接的優(yōu)點是結構緊湊,整齊,有利于集中控制,拆裝方便,外形整齊美觀。由于閥件管路長度縮短,故還能提高動作的速度。唯一的缺點是閥板鉆孔困難,泄露不易檢查。

4.2 閥板的設計[22][24]

4.2.1 確定閥板的數(shù)量

在設計板式元件較多的液壓系統(tǒng)時,為了避免鉆深孔,可將整個液壓系統(tǒng)的分支回路分解成幾部分。然后按所分成的幾部分系統(tǒng)回路分別設計閥板,將各閥板都固定在一個框架上,再在各個閥板之間用油管連接起來,即可組成整個液壓系統(tǒng)的閥板。在本設計方案中只有橫移缸和抬升缸所在的液壓回路中的閥需要進行閥板設計。根據(jù)經驗可知,各部分進行閥板設計的液壓元件不能超過3~5個,液壓元件過多,則閥板結構復雜,不利于加工,裝配。因此,本設計選擇橫移缸回路進行設計,包括一個液控換向閥和一個比例調速閥。

4.2.2 液壓元件位置的布置

1.要盡量縮小閥板正面尺寸,可以采取如下措施:

1)液壓元件非安裝面可以伸出閥板之外,如電磁閥的電磁鐵等;

2)液壓元件之間的距離不宜過大,一般取b=5~10㎜;

3)為了便于控制調節(jié),應將壓力閥和流量閥布置在正面;

4)應盡量減少鉆孔數(shù)量和鉆孔深度;

5)應使電磁換向閥的閥芯沿水平布置。

2.盡可能將主壓力油路相通的各元件油口沿坐標軸排列在一條直線上,以便于用一個橫向孔將它們連接起來,再與液壓泵壓力油管接頭相連,以減少鉆孔的數(shù)量布置合理。

3.壓力表開關布置在閥板的最上方,如果必須放在中間,則應留出安裝壓力表的位置。

4.2.3 閥板材料及孔徑的確定

閥板的材料一般為鑄鐵或鍛鋼,低壓固定設備可用鑄鐵,高壓強振場合要選用鍛鋼,塊體加工成方形。

各通油口的內徑要滿足允許流速的要求,一般來說,與閥直接相通的孔徑應等于所裝閥的油孔通徑。油孔之間的壁厚d不能太小,一方面防止使用過程中,由于油液的壓力而擊穿,另一方面避免加工時,因油孔的偏斜而誤通。對于中、低壓系統(tǒng),d不得小于5mm,高壓系統(tǒng)應更大些。

詳細設計見閥板零件圖。

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結束語

歷時近四個月的畢業(yè)設計已接近尾聲, 在指導老師和其他同學的幫助下終于順利完成了。雖然設計已經結束了,但是我始終感覺還保留著設計時的那種嚴謹態(tài)度。在設計中,我深刻體會到了基礎知識的重要性,“萬丈高樓平地起”。沒有堅實的基礎知識,所有的夢想,所以的目標都將會變?yōu)榛糜埃肋h不會實現(xiàn)。

我這次畢業(yè)設計最主要的任務是坯液壓剪切機液壓系統(tǒng)的設計。通過這次設計,我更加了解了流體控制及液壓系統(tǒng)的真正內涵。另外,通過各個方面資料的搜集,我對機械工程有了更深的認識和了解,懂得了更多機械方面的知識。

畢業(yè)設計是我大學四年中規(guī)模最大、時間最長、應用知識最深而且范圍最廣的一次設計,也是最能鍛煉的一次設計。這次畢業(yè)設計使我在大學四年所學知識得到真正的應用。而且,在這次畢業(yè)設計中,我還學到了不少新的知識,也使我以前不明白的或者沒有注意到的問題通過畢業(yè)設計較徹底地了解了。這次畢業(yè)設計,也使我的知識水平從以前的感性認識上升到理性認識,使所以的知識點融會貫通。在即將離校走向社會,走向新的環(huán)境之前,能有這樣一個系統(tǒng)的獨立實踐機會,這將對我今后走上工作崗位有著及其重要的意義。

畢業(yè)在即,我深深地感謝老師們的耐心指導,特別是我的指導老師xxx老師在設計中對我的細心的指導和幫助。同事我還要感謝所有在設計中幫助過我的同學們。

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