2000×8000大型胶带制品平板硫化机液压系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本次设计题目为 2000 8000 大型胶带制品 平板硫化机液压系统设计。平板硫化机的工作压力是由液压系统提供的。 液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。 当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化控制等开发性工作方面，更日益显示出显著的成绩。 本次设计中包含液压系统的概述，液压 系统方案设计及工作原理图的拟订，液压系统的设计及计算，标准液压元件的计算及其选择，油箱的设计过程以及阀板的设计等几大部分。其中液压系统方案设计及工作原理图的拟订过程是非常重要的，液压系统的拟订是整个系统中的最重要环节。它对系统的性能，设计的合理性、先进性都有重要的作用。 在液压系统的设计及计算中包含液压系统的主要技术参数的确定 ，液压元件的设计选取及主要参数的确定，实际工作中的各个阶段的压力值，各个工作循环过程中所需的流量的确定，油泵的计算及选取，各个工作阶段所消耗的最大功率等内容。其中液压元件的设计选取及 主要参数的确定中包括了柱塞的设计，工作缸的设计 。 在标准液压元件的计算及选取中包括电机的选取，油管内径的确定，液压元件的选取和技术参数的校正等内容。 设计说明书的最后是油箱和阀板的设计过程。 关键词：平板硫化机；液压系统；工作原理；液压元件；阀板 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of 80010000 of of is by is of to on of At in as as in of so In of of by of of of of of so of of a of of of is of of of of of of of of in of of of of of of of of of of is of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章 引言 . 1 第二章 液压系统的概述 . 3 液压系统装置主要由以下五部分组成 . 3 压传动具有以下一些优点 . 3 压传动的缺点 . 4 第三章 液压系统方案设计及工作原理图的拟订 . 5 压系统的主机及工艺循环 . 5 压系统的设计方案 . 5 订液压系统的工作原理图 . 5 第四章 液压系统的设计及计算 . 7 压系统的主要技术参数的确定 . 7 压元件的设计选取及主要参数的确定 . 7 塞的设计 . 7 作缸的设计 . 8 泵的计算以及选取 . 12 第五章 标准液压元件的计算和选取 . 14 机的选择 . 14 管内径的确定 . 14 压元件的选取 . 15 第六章 油箱的设计过程 . 17 油箱的设计要点 . 17 箱的尺寸计算 . 18 第七章 安装板的设计 . 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第八章 结论 . 20 致谢 . 2 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 引言 橡胶工业 在国民经济中占有及其重要的地位，肩负着自己艰巨而光荣的任务。 橡胶既是一类重要的结构材料，又具有一定的功能。 由于橡胶具有独特的高弹性能，优异的疲劳强度，极好的电力绝缘性和耐磨性等，被广泛用于制造轮胎，减震制品，密封制品，化工防腐材料和绝缘材料。此外，它又可制 成声学橡胶，磁性运输带，特种电热片等。因此，无论是在国防工业，交通运输，机械制造方面，还是在农业，医学卫生，日常生活方面，橡胶都有着极其广泛的用途。从现代化的尖端科学到日常生活用品，从宇航飞船到雨鞋，奶嘴，无处不留下橡胶的踪迹。 橡胶制品的主要原料是生胶，同时还要添加各种配合剂。采用纤维织物和金属材料做骨架。生胶通过塑炼，混炼，压出，压延和成型等基本工艺过程之后，成为半成品，但其物理机械性能较差，不能满足要求。因此，半成品需要硫化来改善其自身的物理机械性能和其他性能，使橡胶制品能更好的适应和满足使用的要求。 橡胶硫化的 虽多 ， 但 按其使用的硫化条件不同 ，可分为冷硫化、 室温硫化和 热硫化三种。按使用的硫化设备可分为硫化罐硫化，平板硫化机硫化，个体硫化机硫化，注压硫化等。 就用途而言，平板硫化机的用途较多，所以 平板硫化机硫化应用较广。一般的 平板硫化机 都 是由液压系统来为其提供工作压力。 本次设计是一项平板硫化机的液压系统设计。本液压系统的主机是 20008000平板硫化机。该平板硫化机为下缸式， 采用高低压油配合， 硫化过程中的平台的升降，系统的锁紧与保压 等动作均 由 液压元件在液压系统的控制下自动完成。 我国的液压工业开始于本世 纪 50 年代，其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。自 1964 年从国外引进一些液压元件生产技术，同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 80 年代起更加速了对西方先进技术的有计划引进，消化，吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量，经济效益，人才培养，研究开发等各个方面全方位的赶上世界水平。 本 设计 以液压系统设计为主， 主要介绍了液压系统的设计和计算过程：包括对于工作缸 和柱塞 的设计，计算和选取；油泵，电机的计算和选 取；液压元件 和辅助元件的选取；油箱和 安装 阀板的设计过程。通过本次设计，我对液压系统的设计方法有了买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一个 形象 的了解，也掌握了液压系统设计的一些基本思想和方法。 由于 在 实践经验和理 论知识 方面存在 不足，设计中会有错误和不当之处，请各位老师和同学 指正 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 二 章 液压系统的概述 液压系统 是以液体为工作介质来传递动力， 是平板硫化机用以提供工作压力的动力部分，并 被 用来控制全套设备的动作次序。 液压系统装置主要由以下五部分组成 （ 1） 能源装置 把机械能转换成油液液压 能的装置。最常见的形式是液压泵，它给液压系统提供液压油。 （ 2） 执行装置 把油液的液压能转换成机械能的装置。它可以是作直线运动的液压缸，也可以是作回转运动的液压马达。 （ 3） 控制装置 对系统中油液压力，流量或运动方向进行控制或调节的装置。 （ 4） 辅助装置 上述三部分以外的其他装置。它们对保证系统正常工作也有重要的作用。 （ 5） 传动介质 液压油。在液压系统中，液压油是传递动力和信号的工作介质。同时，它还起到润滑，冷却和防锈的作用。 压传动具有以下一些优点 （ 1） 在同等的体积下，液压装置能比电 气装置生产出更多的动力，因为液压系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出 30。在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。 液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的 12%左右。 （ 2） 液压装置工作比较平稳。由于重量轻，惯性小，反应快，液压装置易于实现快速启动，制动和频繁的换向。 （ 3） 液压装置能在大范围内实现无极调速 （调速范围可达 2000） ，它可以在运动的过程中进行调速。 （ 4） 液压传动易于实现自动化，这是因为它对液体压力，流量或流动方向易于进行调节或控制的缘故。当将液压控制和电气控制结合起来使 用时，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作，接受远程控制。 （ 5）液压装置易于实现过载保护。液压元件能自行润滑，使用寿命较长。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 6）由于液压元件已实现了标准化，系列化和通用化，液压系统的设计，制造和使用都比较方便。液压元件的排列位置也具有较大的机动性。 （ 7）用液压传动来实现直线运动比用机械传动简单。 压传动 的 缺点 （ 1）液压传动不能保证严格的传动化，这是由液压油液的可压缩性和泄露造成的。 （ 2）液压传动在工作过程中常有较多的能量损失，如摩擦损失，泄露等。 （ 3）液压传动对油温变化比较敏感。 （ 4）液压元件在制造精度上要求很高，因此它的造价较贵。 （ 5）要求有单独的能源。 （ 6）出现故障时不易找出原因。 总的来说， 液压传动的优点是 突出 的， 它的一些缺点有的现已大为改善，有的随着科学技术的发展而进一步得到克服。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 三 章 液压系统方案设计及工作原理图的拟订 压系统的主机及工艺循环 本液压系统的主机为 20008000 快速升降的平板硫化机， 该平板硫化机为下缸式结构，硫化过程中平台的升降，模具的推拉及开模等动作均由液压元件（液压缸）在液压系统的控制下自动完成。 本液压系统 需要完成如下工艺循环： 第一次排气，热板上升 排气保压 排气完，热板下降 第二次排气，热板上升 排气保压 排气完，热板下降 硫化，热板上升 硫化保压 补压 继续硫化保压 开模 硫化结束 。 压系统的设计方案 液压系统的拟订是整个系统的最重要环节，它对系统的性能，设计的合理性，先进性都有着重要的作用，参照同类型机器的液压系统，结合具体情况，确定具体设计方案如下： （ 1） 为实现速度调节和合理使用油泵，节省功率，采用高性能、低噪声的 柱塞 泵。 （ 2） 为防止系统中液压冲击影响油泵的工作，在 泵的出口处设置单向阀。 （ 3） 为了确保系统的保压能力，在与工作缸相连的部位设置液控单向阀，同时设置电接点压力表，在压力降低时随时补压。 （ 4） 为保证人身和设备安全，防止由于意外原因造成过载损坏油泵，在 油泵处设置电磁换向阀，既可保证系统的安全，又可以实现调速。 订液压系统的工作原理图 确定液压系统设计方案是拟订系统工作原理图的基础。而拟订系统工作 原理是实现系统方案的一个重要步骤，在拟订原理图时要注意： （ 1） 防止回路间的相互干扰。 （ 2） 尽量选用标准元件，减少非标准元件的使用。 （ 3） 避免系统中存在 多余的回路。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 鉴于以上 注意事项 ， 现 将液压系统的原理图绘制如下： 图 液压系统原理图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 四 章 液压系统的设计及计算 压系统的主要技术参数的确定 根据 89 和课题要求 ， 确定平板硫化机的主要性能参数如下： 表 平板硫化机性能参数 分类 项目 单位 参数值 基本参数 热板规格 000 8000 热板间距 50 热板层数 层 1 公称合模力 6 工作液压力 8 柱塞最大行程 50 运动速度 热板上升 mm/s 6 热板下降 mm/s 靠自重 压元件的设计选取及主要参数的确定 塞的设计 柱塞是平板硫化机的主要零件之一，它与工作缸、密封装置、压紧法兰等组成了传递的液压能的部件。将液压能转变成带动可动平台或可动横梁运动的动能。 柱塞的结构形式是根据平板硫化机的吨位大小，工作缸内液压的变动情况，平台的运动速度及其行程等进行设计。 在选材上，考虑到柱塞在使用上要求有足够的耐弯曲及抗压缩强度，工作表面要有足够的硬度，因此选用 （ 1） 柱塞外径的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 标准值 630中的 柱塞的外径， 平板硫化机的公称吨位， Kg p 工作液的最高压力， 180Kg/当柱塞的直径大于 150，为了节省材料，减轻重量，应制 成空心的，所以综合以上因素应该采用中空结构。 （ 2） 柱塞壁厚的确定 =1- )= 2630 (1- 1400 18021400 )=中 y 柱塞的许用抗压应力， Kg/对于铸铁 y =120 150N/这里取 y =1400Kg/K 常数，对于铸铁件 K=2 P 工作液压力， 180Kg/考虑铸铁的原因，按照规定 30以取 =82以柱塞的内径 ： 2 =6302=466：采用刚性连接的方式，为了安装简便，在柱塞的空腔的上部铸出筋板，柱塞与平台的连接采用的是两个半环行卡环，然后再用螺栓拧在平台上。 作缸的设计 本液压缸的设计采用的是目前使用较为广泛的，带有外部密封装置的工作缸，密封零件（密封圈拖架，密封圈）填于工作缸上部的凹沟内，并用法兰紧填料，法兰用螺栓固定在工作缸的凸缘上。 根据常用金属材料的用途，结合本液压缸的特点，选用 570。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 1） 工作缸内径的确定 工作缸的内径是根据柱塞的直径（ D=630定的，液压缸的内径 D+ ，总间隙 的大小与缸体的制造工艺和工艺水平有关，一般的铸造缸体取1530里取 25 所以 内径确定为： D+ =630+25=655取标准值） （ 2） 工作缸外径的确定 已知材料的抗拉强度 b=580Kg/5800Kg/取安全系数 n=7,则 = =5800/7=829Kg/所以 =655180829180829 = 3） 工作缸壁厚的确定 =（ /2=(2=虑铸造 会产生偏心，气孔等缺陷以及保证零件有足够的强度和致密度。取壁厚为 85以工作缸外径为 2 =655+2 85=825 4） 工作缸的其他尺寸的确定 工作缸底半径的确定 采用球形底可以避免应力集中，球底半径可以根据工作缸的内径 确定。 设球底半径 r，根据 r= 2)先取系数为 则 r=655/2= r=500文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 过渡圆弧的确定： 过渡圆弧的半径取 r=有 r=655/2=131里取 r=140工作缸凸肩高度的确定： 按照经验公式，工作缸凸肩的高度 h 可以根据工作缸的壁厚确定 ， h=85=里取 h=130为有加强筋） 工作缸凸肩处圆角半径的确定： 为避免曲线 过度区产生应力集中，取凸肩的圆角半径为 ( =85=17导向长度的确定： 导向长度约为柱塞直径的 ，大直径的取小值，反之取大值，但是一般不宜低于 90里取中间值，即： L=630=252整为 L=260工作缸总深度的确定（此数据从零件图中可以看到），根据上述计算。 结合本液压系统的特点，初步确定液压缸主体尺寸如下图所示： 图 液压缸主体尺寸图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 如图所示： 工作缸的总深度为： L=S+I=350+50+50+260=710中 S 柱塞最大行程为 350 密封装置长度为 50 其他长度为 50 I 导向部分长度为 260 此深度待密封件确定后调整，根据工作缸深度可估算 柱塞长度，其中考虑法兰厚度，柱塞伸处的长度以及伸入平台的长度，可取 10+80=790长度可以适当调整） 柱塞细长比为 790/630 10， 为短柱塞。因此不用验算稳定性，其应力应按纯压缩来考虑。柱塞结构及尺寸如下图所示： 图 柱塞主体尺寸图 （ 5）工作缸的强度校核 工作缸工作的时候受压力作用，从而产生周向应力，径向应力，和轴向应力，按要求这三种应力均应该小于许用应力，此时外压 0,内压 180Kg/计算三种应力如下： 径向应力： r =180Kg/周向应力 ： t =P( + )/( )=180 (8252 +6552 )/(8252 =794Kg/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴向应力： = /( )=180 6552 /(8252 =307 工作缸的安全系数为 5 7，本设计取 n=7，已知 570 的抗拉强度极限为 b =5800Kg/所以许用的抗拉应力为： = b /n=5800/7=829Kg/综合上述计算所得结果可知：三种应力均小于许用应力，故本设计安全可靠。 泵的计算以及选取 (1) 泵工作阶段的压力计算 高压状态工作的时候 P 高 出 =高+ P)=(18+20 低压状态工作的时候 取压力损失为 P=有 P 低 出 = P） = =3 2） 低压大流量泵的流量计算 低压泵 的送液量，或称泵的排出流量，升 /分； F 柱塞的截面积，米 2； 塞上升速度，米 /分；v 泵的容积效率，取 1000=6 1060 10 （ 630 102/4 247L/ 3） 高压小流量泵的流量计算 高 压泵 的送液量； 作液升压前的体积，升； ； 为工作液的压缩率，一般 =（ 5 6） 10公斤 /厘米 2； t 为升压时间，秒；工作液升压后的体积为： V=升 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 为升压前工作液的 低压单位压力， 公斤 /厘米 2； P 为升压 前工作液的低压单位压力， 公斤 /厘米 2； QK= )(60 0 =85L/据计算，低压供油系统选用两台 斜轴式柱塞 泵 号为压油由一台型号为 6313 泵提供。 表 泵性能参数 型号 排量 /（ mL/r） 额定压力 /（ 转速 /（ r/ 输出流量 /（ L/ 理论 功率 /（ 00 35 1500 675 437 631B 63 32 1500 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 五 章 标准液压元件的计算和选取 机的选择 根据油泵工作阶段的压力和流量，结合油泵的总效率，可计算出油泵所需要的电机的功率，在这里选择上述计算的功率的最大值，结合油泵以及系统的总效率，即可得到所需要的电机功率。 （ 1）低压油泵驱动电机所需功率为： P 低 =P 低 出 Q 低 / =3 (1247/2 60 10 (10 2）高压油泵驱 动电机所需功率为： P 高 出 =Q 高 / =20 (85/60 10 (10 油泵以及系统的总功率 ，取 根据以上计算结果和该系统的具体特点， 低压油泵 和高压油泵 选取 6 异步电动机。 表 电机性能参数 型号 额定功率 满载转速 满载电流 效率 6 3780r/2A 管内径的确定 (1)泵吸油管内径 计算油管 内径 d=4.6q 通过管道的流量 ,L/v 管内允许流速， s s 由于快速前进时，部分油管中的流量最大，可达 1247L/以要按买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 q=1247L/ 取 v=s， 则 d=247 =手册选油管内径 d=1332) 泵压油管直径 d= v 管内允许流速， 3m/s 5m/s 取 v=5m/s, d=1247 =手册选油管内径 d=90压元件的选取 根据液压系统的工作压力和通过阀的最大流量 以 及阀的机能，选取标准液压元件。各液压元件型号及性能参数如下表： 表 液压元件性能参数 序号 液压元件 型号 额定流量/(L/压力范围 / 二位二通换向阀 22 溢流阀 250 0 8 3 单向阀 250 32 4 三位四通换向阀 340 液控单向阀 250 32 6 单向阀 00 32 7 溢流阀 00 8 20 8 三位四通换向阀 34250 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 溢流阀 0 8 20 10 电接点压力表 0 25 11 压力表开关 12 异步交流电动机 13 滤油器 180300 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 六 章 油箱的设计过程 油箱的 功用主要是储存油液，此外还起着散发油液中热量（在周围环境温度较低的情况下则是保持油液中的热量）；释出混在油液中的污染物等作用。设计油箱时。应根据系统的具体条件，合理选用油箱的容积，形式，附件以使油箱充分发挥作用。为了安装电机。油泵和阀的方便，油箱一般选用矩形。 油箱的设计要点 （ 1） 油 箱必须有足够大的容量，以保持系统在工作时能保证一定的液位高度。 （ 2）设置过滤器，在吸油路上放置过滤器，以保持油液具有允许的污染等级。 （ 3）设置油箱主要油口，油箱的排油口与吸油口之间的距离应尽可能远，管口都应插入最低油面以下，以免发生吸空和回流中冲溅产生气泡，管口制成 45 斜角，以增大吸油以及出油的截面，使油液流动时速变化不致过大，管口应面向箱壁，吸油管离箱底距离 H 2D（ 距箱边不小于 3D。回油管离箱底距离 H 3D。 （ 4）设置隔板，将吸回油管隔开，使液流中的气泡与杂质分离和沉淀，在隔热板上设置 滤网。隔板高度不低于油面到油箱的高度的四分之三。 （ 5）油箱采用焊接结构，周边厚度为 10液压阀和电机等安装在油箱盖板上，所以设置 20的安装板。 （ 6）为了便于搬移，放热和散热，油箱的底部应距地面 90 （ 7）为防止油液可能落在地面上，在油箱上部附近四周设置油盘，设计过程中油箱四壁高与于上盖 10 （ 8）为了方便放油，油箱底部设置人字型斜度。 （ 9）为了便于观察油液高度，设置视窗和标油尺。 （ 10）随时注意油液的温度变化，设置温度计插孔。 （ 11）液压泵和电动机安装在油箱盖板上时，必 须设置安装板，安装板在油箱板上通过螺栓加以固定。 （ 12）计算油箱容积时，应将工作缸的体积记入油箱的有效容积内。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 箱的尺寸计算 油箱的有效容积是指液面高度为油箱容积总高度的 80%时油箱所具有的容积，可取泵流量的 5 7倍。由于结构不经常移动， 故本设计取 5。 其流量为： 750 2+有效= 5 总=%80有效V =虑油箱的散热，阀板的安装因素，根据经验取油箱的容积为 10000L。油箱的三边比例为 1： 1； 1到 1： 2： 3之间，故初定油箱的容积为： 500 2500 1140 106 =10000L 故油箱的内部长、宽、高分别为 350025001140 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 七 章 安装 板的设计 液压 元件的连接方式主要有管式连接，板式连接和法兰连接三种。管式连接占有空间大，配管复杂，装拆不方便，目前很少使用。目前较多应用板式连接，液压 安装阀板是板式连接元件安装在阀板上，各液压元件之间的连接管道全部由阀板中所钻的孔道构成。采用板式连接的最大优点是结构紧凑，有利于集中控制，装拆方便，外型整齐美观。由于阀间管路长度缩短，故还能提高动作速度。缺点是阀板钻孔困难，泄露不易检查。法兰连接液压元件主要用于高压大流量的液压系统，其特点与管式连接相同。 由于自 身的特殊性， 本设计采用 板式 连接 与法兰式连接相结合。其中 安装板 设计特点如下： （ 1） 在设计阀板元件较多的液压系统时，为了避免钻过深的孔，可将整个液压系统按系统的分支回路分成几部分，根据经验，每一部分所包含的液压元件不可多于12 个。 （ 2） 制作液压元件样板，合理布置元件在阀板上所占的位置，布置元件位置时应注意以下几点： 液压元件的非加工面可以伸出阀板之外。 液压元件之间的距离不应过大，一般取 40也不能过小 （不能小于5，否则由于安装螺孔的加工误差，可能使两元件相碰。 为了方便控制调节，应 将压力阀和流量阀布置在正面。 为使电磁换向阀的阀芯沿水平方向布置，以避免阀芯震动使电磁铁失灵。 （ 3）决定阀板钻孔的深度： 阀板正面孔数应等于各液压元件的孔数之和，孔径应等于液压元件油口的孔径。阀板正面还有液压元件安装螺孔，其规格可以从样本中找到。 阀板反面和侧面孔需要安装管接头，因此每个孔径应根据所选用的管接头螺纹尺寸来决定。 阀板的工艺孔是阀板内的中间管道，它不直接与液压元件的油口或是管接头连接，因此油口需用油塞堵住。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 八 章 结论 我的 毕业设计课题是 200080000 大型 胶带 制品 平板硫化机液压系统的设计。 通过 此次 设计， 我 对整个 平板硫化机的结构和功能 有了一个基本的了解 。通过 自己 的努力 ，并在董老师的细心指导下 ，我在本次设计中受益非浅。 由于 自己掌握知识的有限和实际经验的不足，所以