机械专业切管机设计毕业论文

1、机械专业切管机设计毕业论文第一章绪论在机械制造、工程施工和建筑安装工作中, 钢管的传统切割方法主要是依靠手工锯割、锯床锯割、滚轮挤压、砂轮切割和气焊切割等。这些钢管切割方法在不同程度上都存在着切割效率低、工人劳动强度大、工作环境差的缺点。而且, 有的方法还存在着锥形切口（ 如滚轮挤压） 、切口粗糙、凹凸不平（ 如气焊切割） 、切削噪声大（ 如砂轮切割） 、不易在现场施工作业等缺陷。针对上述问题, 近年工厂来广泛采用高效自动切割机，她效率高、操作简便, 有的还能实现自动化，能够对不同管径、壁厚和材质的钢管进行切割的钢管切割机。包钢的高效自动切管机是由重型机床厂生产的一种专用钢管切断机床，广泛的应

2、用于工业领域。它是一种专用的切断机床，适用于大批量、自动或半自动的切断无缝钢管的头部和尾部，紧接着对切断后的两端进行倒角，机床的刚度大，功率大，自动化程度高，生产效率也高，是无缝钢管厂的必要设备，在生产无缝钢管的工艺中起着精整地作用。其年钢管切头量为40 万吨，切断后管子断面可自动倒角外角或切大坡口。装上镗孔辅件后也可以镗0、 3、 5、 7、 11、 14、五种角度及各种规格管径的锥空口。机床有切头自动定长检测装置，可以完成经冷锯切断后的管端平端面。倒角的工作分为手动、半自动、全自动。该切管机通过机电液一体化的设计与综合，能够实现自动化控制，而且在其生产过程中效率高，操作方便、快捷，该设备广

3、泛应用于无缝钢管的生产领域，因此对该设备的性能和生产工艺过程的掌握显得无比重要。该设备是在原有的半自动切管机的基础上改造而成。经改造后的切管机的执行元件由液压站提供动力源。在工作现场除了清理切削铁屑的工人，整个过程可在电气，液压的控制下实现自动切割钢管的动作。操作方便，快捷，大大提高了生产效率。如加工直径为102mm勺钢管，每小时可达130根;加工直径245mm勺钢管，每小时为68根。该切割机的特点是：该机床的执行元件全部采用液压传动。由油缸顺序动作来完成切割过程。分别为翻板油缸、托辊油缸、夹紧油缸、水平刀架油缸和倒角油缸。各个油缸依次动作，完成相应的控制动作。两台液压泵循环工作为切管机提供压

4、力，液压泵的压力油分两路分别进入两组控制油缸（每组控制油缸由以上介绍的五个油缸组成） 。这两组控制油缸分别控制两个切管机进行钢管的切头和切尾动作。每台切管机的一个工作循环如下：1. 钢管通过输送轨道输送到停料台；2. 通过翻板将停料台上的钢管翻倒另一输送轨道上去；3. 钢管经轨道输送到切割机的调配位置，伸出的多余费钢将被切掉；4. 用滚子托架把钢管支起，使钢管能在托架上转动，并避免钢管和轨道的摩擦；5. 夹紧装置把钢管夹紧；6. 主轴旋转；7. 刀台快进工进，使刀头接触到钢管处，然后进行切断动作；8. 切断后刀台快速退回，同时另一自动刀架对钢管进行倒角（倒角）；9. 主轴减速并停止转动；10.

5、 夹紧装置放松；11. 托架放下；12. 钢管由输送轨道退出切割机；13. 翻板把头部切制好的钢管对齐，然后再进行切尾工作（同切头）；14. 切尾动作循环同切头相同；15. 此时，即可放下另一根钢管，从而实现一个工作循环。切割机的各个动作都是由液压控制的，本次设计的就是切割机系统的液压控制部.专业 .专注 .第二章总体方案的设计2.1 毕设计任务及设计参数2.1.1 设计参数：翻板拉杆：速度V升= V降=13m/min行程450mm.专业 .专注 .水平刀架：管径180管长25m壁厚818mm主轴转速150r/min主电机转速825r/min进给量0.4mm/r快进速度V进= 90mm/s快退

6、速度V退= 90mm/s工进行程50mm快进行程160mm快退行程210mm刀具材料YT15刀具主偏角90°刀具副偏角10°刀具耐磨时间90min钢种45#托 架：速度V升=V降 = 3.6m/min35mmV 夹=V 松= 3.6m/min170mm行程夹紧拉杆：速度行程2.1.2 设计任务：1、完成毕业实习并上交实习报告，实习报告要求全部计算机打印；2、完成专题外文资料翻译5000以上印刷符号，要求计算机打印；3、完成与设计题目相关的专题小论文的撰写工作，题目自定，不小于3000汉字，要求全部计算机打印；4、完成设计计算说明书，在2 万字左右。要求文字通顺、书写工整、条

7、理清晰， 说明透彻，计算准确、资料齐全、按统一规定格式、封面、装订成册，要求全部计算 机打印。5、制图：要求装配图和零部件图符合工程制图规，要求至少11#图纸手工绘制，其它图纸CA或CAX修制，本设计要求完成如下图纸设计。 切管机总图，0#； 液压泵站，0#； 液压原理图，0#； 集成块，5+1#；2.1.3 专题部分要求1、总体方案的设计总体方案的确定及有关说明。包括停料台的位置，翻板的位置，托架的位置, 夹紧装置的位置, 各种油缸的数量、位置，水平刀架的位置，液压装置的位置以及有关附属设备的用途、安装位置等。2、液压系统的设计；3、液压集成块的设计；4、液压泵站的设计；5、操作和设备维护；

8、6、结束语。2.1.4 本题目的重点和难点以及与同组其它学生所做题目的关系本题目的重点：液压系统的设计；本题目的难点：液压集成块的设计。自己设计一个题目，与同组其他学生无关。2.1.5 可行方案的筛选方法提要各种设计方案比较、选择、计算绘图，要求学生自己确定可行方案并筛选。2.1.6 与本设计题目相关的理论知识提要与本设计题目相关的理论知识包括流体力学；金属材料及热处理；公差与配合；机械设计；液压传动；电液比例技术；液压控制系统；机电控制等2.2 总体方案的确定及有关说明2.2.1 组成部分1. 钢管输送轨道2. 翻板机构3. 停料台4. 托架5. 刀台6. 夹紧装置7. 机械传动部分8. 液

9、压控制回路9. 液压泵10. 油箱11. 液压缸12. 机架13. 其他辅助设备2.2.2 设备的安装位置及有关说明整个系统的执行元件由液压站提供动力，液压站的压力油分两路分别到两台切管机，两台切管机分别完成切头、切尾和倒角的动作。两台切管机之间布置的是停料台和翻板装置，以及将管道送入切管机预定位置的输送轨道。钢管在完成了切头的工序后被输送到另一切管机完成切尾的动作。整个工作的过程是由控制部分发出控制信号来驱动执行元件动作实现自动化的生产。本设备的布置如图2.1 所示控制 部分液压站水平刀架托架液压管道切管机停料台输送轨道及翻板装置停料台 及翻板 装置输送轨道液压管道切管机水平刀架托架图2.1

10、设备的安装位置2.2.3 各种油缸数量的初步确定水平刀架（倒角）油缸1个托架油缸4个翻板油缸1 个夹紧油缸1个2.3 确定液压系统方案根据以上切割机的工作要求，设计相应的液压系统，来控制切割机的动作循环， 现有以下两个方案。2.3.1 方案一：此方案是在液压回路中的液压阀全部采用插装阀。插装阀在高压大流量的液压系统 中应用很广，由于插装元件以标准化、模块化，将几个插装式元件组合一下便可以组成 复合阀。和普通液压阀相比，它有如下优点：1 .采用锥阀结构，阻小，响应快，密封好，泄露少。2 .机能多，集成度高，配置不同的先导控制级就能实现方向、压力、流量的多 种控制。3 .通流能力大，特别适用于大流

11、量的场合，它的最大通径可达200250mm通过的流量可达1000L/min。4 .结构简单，易于实现标准化，系列化。当然插装阀也有一些缺点:1 .现在插装阀大多采用盖板式的，盖板有油路，容易堵塞，出现故障。2 .插装阀多用二通插装阀，多个二通插装阀和各种先导阀组合，才能构成方向 控制阀、压力控制阀和流量控制阀。这就会使油路复杂，元件增多，也易出 现故障。3 .插装阀的路路通问题：由于插装阀回路都是有一个个独立的控制液阻组合起 来的，因此它们动作的一致性不可能像传统滑阀系统那样可靠，如果先导油 路设计不当，有可能产生所谓的瞬间路路通现象，这不但对于一些要求保压 的系统或蓄能器系统是不允许的，有时

12、甚至使整个系统瘫痪。以翻板油缸的液压原理图为例图2.2插装阀控制的翻板油缸液压原理图2.3.2 方案二：此方案是在液压回路中的液压阀全部采用普通的液压阀，此方案的优点是:1 .普通液压阀容易买到，不用组合使用，连接简单2 .系统油路简单、明了，出现故障时容易排查。3 .系统便于实现自动控制。此方案的缺点：1 .通流能力受到一些影响。2 .密封性不太好，有泄露。3 .集成度不高。以翻板油缸的液压原理图为例图2.3普通阀控制的翻板油缸液压原理图2.3.3液压系统方案的确定参照以上两个液压系统方案的优缺点，本次设计的液压系统应简单、明了，不易出 现故障，稳定性好。系统的流量要求不太大，系统元件也不多

13、不必高度集成，用方案二 就能很好的完成设计要求，普通液压阀便于购买，维护、更换方便，组成的液压回路简 单，不易出现故障。所以选用方案二。2.3.3.1 执行元件的确定.专业.专注.翻板油缸：执行的动作通过绕一轴的旋转完成将钢管从停料台翻到输送轨道上，此动作可由摆动油缸来完成。托辊油缸：托辊油缸完成的是直线运动，因而可选用单杆活塞双作用液压缸。它的特点是：有效的工作面积大，双向不对称。夹紧油缸：完成的是直线运动，选用单杆活塞双作用液压缸。水平刀架（ 倒角 ） 油缸：完成的是直线运动，选用的是单杆活塞双作用液压缸。2.3.3.2 方向控制回路的确定液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是

14、拟订液压回路的核心问题。方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现的。本设计采用换向阀来实现。翻板油缸在360 度旋转，完成180 度的旋转后必须停住，等待下一动作的命令，因此选用三位四通换向法来完成动作。托辊油缸只有上升和下降两个动作，因此可选用二位四通换向阀来完成换向动作。夹紧油缸只有快进，夹紧， 放松三个动作，可采用二位四通换向阀来完成控制动作。水平刀架（ 倒角 ） 油缸由快进、工进、快退和停止四个动作采用三位四通换向阀。2.3.3.3 制定调速方案速度控制通过改变液压执行元件的输入或输出的流量或者利用密封空间的溶剂变化来实现。相应的调速方式有节流调速、容积调速以及二者的结合容积节流调速。节流

15、调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀来改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。这种调速方式结构简单，由于这种系统必须用节流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。此设计中考虑的效率和节能等方面的因素不选用节流调速方案。容积调速是靠改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的，其特点是没有溢流损失和节流损失，效率高。但为了散热和补充泄漏，需要有辅助泵，此种调速方案适用于功率大、运动速度也高的液压系统。但是对有活塞的运动速度不易控制，初步采用容积调速。容积节流调速一般用变两泵供油，用流量控制阀调节输入或输出液压执行元件的流量并使供油量和需油量相适应。故此系统采用容积节流调速。2.3.3.4

16、 制定顺序动作方案主机执行机构的顺序动作，根据设备的类型的不同，有的按固定的程序运行，有的则是随机或人为的。工程机械的操纵机构多为手动，一般用手动多路换向阀来实现，加.专业 .专注 .工机械的各执行元件的顺序动作多采用行程开关当工作部件移动到一定位置时，气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制接续的动作。通过电本系统的执行元件采用执行元件来控制。另外还采用压力控制，液压泵无载启动，经过一段时间，当泵正常运转后，延时继电器发出电信号使卸荷阀关闭，建立起正常的工作压力。2.3.3.5 系统的安全措施为了使系统不因压力过大而破坏，在液压泵的压油管路上安装溢流阀，当系统的压力超过调

17、定值的时候，溢流阀打开，液压油通过溢流阀回油箱。2.3.3.6 系统的卸荷当系统短时间停止工作，为了不频繁地开关电机和液压泵，在回路中设置卸荷回路，使系统的油液直接流回油箱。2.3.3.7 系统的过滤冷却回路为了防止油液中的杂质对液压系统产生危害，在液压系统中设置过滤系统；液压系统的泵及油液在流过控制阀、弯管时有功率损失，损失的功率转化为油液的热能，使油液的温度升高，当油温过高时，就会使油液变质，从而使液压系统发生故障，所以液压系统要设置冷却系统。2.3.3.8 系统能源装置的选择系统在整个工作过程中的流量变化很大，为了降低功率损耗，因此该系统采用变量泵向系统供油。同时系统中加蓄能器，作为系统

18、动力源的补充。在蓄能器的出口处接一控制装置，当系统需要较大的流量时，控制装置打开，蓄能器和泵同时向系统供油，满足系统所需的流量。2.4 液压工作原理草图液压工作原理草图初步拟定如图2.2 所示：倒角油缸水平刀架油缸翻板油缸托架油缸夹紧油缸图2.4液压原理草图.专业.专注.第三章液压部分的设计计算3.1 油缸的设计计算油缸的材料：选用45号钢 b 600Mpa, s 340Mpa, s 14%3.1.1 翻板油缸3.1.1.1 翻板油缸的负载的确定翻板油缸选用摆动式液压缸，可将液压能转换为机械能，实现往复摆动，回转角度 为360° ,它是带齿轮齿条机构的液压缸，齿条带动齿轮正反向回转并

19、输出转矩。本系 统采用轴输出转矩，液压缸的轴与翻板油缸相连，翻板油缸可在3600转动，每旋转180°完成一个钢管的举升动作，在 3600可以完成两个举升动作。然后空载的情况下反转 3600后继续以上的循环动作。取钢管的长度为25ml取最大壁厚18mm用计算钢管的重量查得钢的密度为7.85t/m7.850.182 0.166225 八 0.95t4(3.6)考虑到一定的安全储备取M管=2,取翻板白自重为1tM=M+M 托=2+1=3tG Mg 3 9.8 1 03 29400 N图3.1翻板如图所示的翻板取Li=L2=0.45m在如图3.1所示的实线位置油缸的受力最大，则按实线位置进行

20、计算:设翻板油缸的扭矩为M缸M产G管 X （0.45-0.09 ） +M翻式（3.1 ）M2=M/M缸式（3.2）由力矩平衡即mi=m2IG管 X 0.36+M 翻=M 翻+M缸式（3.3）M缸=乂管>< gx 0.36 X 103=2X 9.8 X 0.36 乂 103=7056 N - m3.1.1.2翻板油缸的确定由转矩计算公式经计算选用法兰UBFZS140罢动式液压缸，轴输出、双齿条结构、摆动角度360°。（根据4表 17-6-109）当在额定工作压力P=6.3Mpa下工作时，转矩验算如下：M转=2770（P-1.2）,（根据4表17-6-109 ）将额定工作压力

21、 P=6.3Mpa代入上式得M转=2770(P-1.2)=2770 (6.3-1.2 )=14127>7056,符合实际要求由 V#=V»=13m/min（3.4 ）得：该油缸的流量为：n D u 10001000u1000 13n 9.2r/ minD 3.14 450Q翻=0.04836 X 360X 9.2=160 L/min式(3.5 )0.04836为每度转角用油量3 .1.2托架油缸3.1.2.1托架油缸负载的确定M管=2t,托辗的自重取为2 t(根据4表 17-6-109)贝U M=M 管+M军®=4 tG=Mg=4X 9.8 X 103=39200N1

22、1.每个油缸的负载为 ： F钢 1G 39200 9800N443.1.2.2托架油缸缸筒径的确定对于无杆腔的径式（3.7 ）4RP cm（根据5 P166 ）F1 液压缸的理论推力N供油压力 Mpa 此处取为工程压力6.3Mpa （根据12表12.3-13 ）cm 液压缸的机械效率，一般取为 0.954FiP cm4 9800, 3.14 6.3 0.95 10646mm式（3.8 ）（根据5 P166 ）考虑到液压缸阻力和机械部分的摩擦力取公称直径D=50m mi机械零件设计手册第二版下册表31-5查得钢筒的外径为60mm对于有杆腔D4F21, P cmF 2为液压缸的理论拉力F2 三 F

23、1二 D '三 D水平刀架油缸的径取为 D1=50mm径为D1=50mm由4 表17-6-37 ,初步选择UY WF 5035-10型的液压缸，活塞杆直径为36mm3.1.2.3 缸筒壁厚的验算 由上述选择的液压缸知壁厚为10mm由D/6 =50/10=510属于厚壁，按下式进行校核式（3.9 ）,D防 0.仍12；防1.3PyD为钢筒径;Py为钢筒试验压力，当钢筒的额定压力PnW 16M时取Py=1.5Pn, Pn=6.3Mpa；b为钢筒材料的许用应力（t=（Tb/n=600/5=120Mpa（n为安全系数，通常取n=5）;（根据7 P81）,八 0.05120 0.4 1.5 6.

24、31010.0018m 1.8mm2. 120 1.3 1.5 6.3（验算通过）3.1.2.4 活塞杆的校核活塞杆的材料选45号钢。3.1.2.4.1 活塞杆直径d的校核由上述选择的液压缸知活塞杆的直径为36mm式（3.10 ）（根据7 P81）d 36mm4 9800 R 10.2 103m 10.2mm,3.14 120 106（验算通过）3.1.2.4.2 活塞杆弯曲的稳定性的验算图3.2活塞杆弯曲示意图LB（1015）d,因受力完全在轴线上，主要按下式验算EiFi v Fk/n kFk2E1I *10622K Lb式（3.11 ）（根据5 P169 ）E5 1.8*10 Mpa（1

25、a）（1 b）式（3.12 ）d464_4-80.049d8.2 10式（3.13 ）K 液压缸安装及导向系数 K=1 （后端法兰） nk安全系数，通常取nk=3.56,此处取为6Fk2EJ *1062 18 105 8.2 10 8 106K2Lb20.12 0.5258211074N式（3.14 ）式（3.15）Fk/n k =58211074/6=9701846 NF1<Fk/nk（验算通过）3.1.2.5 托架油缸的确定由以上的校核可知UY WF 50 35-10型液压缸符合设计要求，此液压缸为冶金设备 用的，尾部法兰连接，行程为35mm工作压力在10Mpa时的推力为19.63K

26、N,壁厚10mm 活塞杆直径为36mm活塞面积为19.63cm2,活塞选用组合式活塞，车氏C形滑环密封。 该型液压缸为冶金及重型机械专门设计，属于重负载液压缸，它工作可靠，耐冲击，耐 污染，适用于高温高压、环境恶劣的场合。3.1.2.6 流量的计算托架油缸速度 V升=Vp=3.6m/minQ=uA=3.6X 3.14 X 0.052X 103/4=7.065L/min式（3.16）四个油缸的总的流量为 Q总=4X Q=4X 7.065=28.26L/min3.1.3水平刀架（倒角）油缸的设计计算3.1.3.1 切削力的计算切削及切槽过程中主切削力：Fz=GzapxFzfyFz&z式（3

27、.17）背吃刀力：Fy=GuapxFufyFuKFu式（3.18）（根据13 P16 ）其中Kfz ,Kfu为分力计算试中当时及加工条件和求经验公式的条件不符时各种因素对修正系数的积。Oz ,C Fu决定于被加工材料和切削条件的系数XFz,XFu, yFz, yFu, nFz, nFu分别为分力公式中切削深度Hp,进2&量f和切削速度UC的指数九Dn u10003.14 108 150100084.78m/s式（3.19 ）查手册机械加工工艺手册p885表27-24确定以下参数切槽及切段时:Gz=3600, Xfz=0.72 , Z=0.8Gu=1390, Xfu=0.73, yFu=

28、0.67KF=KK oF&yfKx sfKy efKtf式（3.20 ）K MFnb650刀具的主偏角 K =90o,Kk fz=0.89 , Kk fu=0.50取刃倾角s0o ,K sfz 1.0 , K sfu 1.0前角o 10o, K OFZ 1.0 , K oFu 1.0刀具耐用度T=90min切断刀Ktfz 0.92 ,Ktfu0.92由手册b 600MpaKfz（600严 1.0 6501 F缸G0.89 1.0 0.87 0.920.671-41160 10290N4ap在切断和车槽时为切削刃的长度B=3.5-16.5mm,取 B=4mm（根据12）主切削力：F z=

29、GzapxFzfyFzG3600 100.72 0.40.8 0.67 6082 N背吃刀力：Fy=GuapxFufyFuG1390 100.73 0.40.67 0.27 1091 N水平刀架油缸的负载为:缸=2X Fy=2X 1091=2181 (NJ)3.1.3.2 水平刀架油缸径的确定D4片P cm0.021m4 2182 3.14 6.3 0.95 106考虑到系统的阻力及惯性力等因素的影响，取标准直径为40mm由机械零件设计手册第二版下册 表31-5查得钢筒的外径为50mmUY WF 40X径为D=40mm由机械设计手册第四版第四卷表17-6-37 ,初步选择210-10型的液压缸

30、，活塞杆直径为 28mm3.1.3.3 钢筒壁厚的验算由上述选择的液压缸知壁厚为10mm 由D/6 =40/10=410属于厚壁，按下式进行校核D_5 0.4Py12； 1.3Py c 0.04102120 0.4 1.5 6.3,120 1.3 1.56.310.0014m1.4mm（验算通过）3.1.3.4活塞杆的校核活塞杆的材料选45号钢。3.1.3.4.1 活塞杆直径d的校核由上述选择的液压缸知活塞杆的直径为 28mmd 28mm4 2182. 3.14 120 1064.8 10 3m 4.8mm（验算通过）3.1.3.4.2活塞杆弯曲的稳定性的验算LB（1015）d,因受力完全在轴

31、线上，主要按下式验算Fi< Fk/n kFk2E1I *10622K LbEi (1 a)(1 b)1.8*10 5 MpaI-d- 0.049d4643 10 8Fk2E1I *106k2Lb2K液压缸安装及导向系数 K=1 （后端法兰） nk安全系数，通常取 叫=3.56,此处取为62 18 105 3 10 8 10622 2129670N10.5Fk/nk =2129670/6=354950 N F1<F/nk（验算通过）1.1.1.5 水平刀架油缸的确定由以上的校核可知UY WF 40X210-10型液压缸符合设计要求，此液压缸为冶金设 备用的，尾部法兰连接，行程为 21

32、0mm工作压力在10Mpa时的推力为12.57KN,壁厚 10mm活塞杆直径为28mm活塞面积为12.57cm2,活塞选用组合式活塞，车氏 C形滑 环密封。1.1.1.6 流量的计算水平刀架油缸快进（退）时的流量最大快进（退）速度 V=0.54m/min 3 Q=uA=0.54X 3.14 X 0. X 103/4=6.78L/min3.1.4 夹紧油缸3.1.4.1 夹紧油缸负载的确定：工件受主切削力Fz=6082N的力的作用，要保证被夹紧不动，夹紧力所产生的摩擦 力必须大于等于6082N,考虑到安全性取Fz=6090N工件和夹紧力之间的摩擦系数为：光滑表面=0.15 （根据14表6-2）所

33、需的最小夹紧力3 0.156090 13533NN1=N2=N3=13533N(根据14 P275 )图3.3夹紧装置工作示意图按照夹紧力的计算公式Fk=FX KFk实际所需夹紧力，F按静力平衡原理计算出的理论夹紧力K安全系数，通常取1.52.5,精加工和连续切削时取小值，粗工和断续切削时取大值，此处取 K=2.5（根据14 P276 ）FK1=FK2=FK3=KN=2.5 X 13533=20299.5N夹=20299.5 X3=60898.5N4 60898.53.14 6.3 0.95 1063.1.4.2 夹紧油缸的径113.9mm( 根据5P166)考虑到液压缸阻力和机械部分的摩擦力

34、取公称直径D=125mm由机械零件设计手册第二版下册 表31-5查得钢筒的外径为146mmUY WF 125径为D1=125mm由机械设计手册第四版第四卷表17-6-37,初步选择X 170-10型的液压缸，活塞杆直径为 90mm3.1.4.3 钢筒壁厚的验算由上述选择的液压缸知壁厚为 21mm由D/6 =125/21=5.9510属于厚壁，按下式进行校核D b0.4Py012； b1.3Py210.0045m 4.5mm0.125120 0.4 1.5 6.32 120 1.3 1.5 6.3（验算通过）3.1.4.4 活塞杆的校核活塞杆的材料选45号钢。3.1.4.4.1 活塞杆直径d的校

35、核由上述选择的液压缸知活塞杆的直径为90mm4F“”4 60898.53d 28mm . 625.4 10 m 25.4mm1-3.14 120 10（验算通过）3.1.4.4.2 活塞杆弯曲的稳定性的验算LB>（1015）d,因受力完全在轴线上，主要按下式验算F1< Fk/n kFk2E1I *106K2Lb2（根据5P169 )_E5 一E1 1.8*10 5 Mpa(1 a)(1 b)d 446I0.049d4 3.2 10 664K 液压缸安装及导向系数 K=1 （后端法兰）nk安全系数，通常取nk=3.56,此处取为6262566Fk_102.52 10 NE1I *10

36、18 103.2 10102 22 Z2K2LB20.52 0.302Fk/n k =2.52 X 106/6=4.2 X 109 N1<Fk/n k(验算通过)3.1.4.5 夹紧油缸的确定由以上的校核可知UY WF 125 170-10型液压缸符合设计要求，此液压缸为冶金设 备用的，尾部法兰连接，行程为170mm工作压力在10Mpa寸的推力为127.72KN,壁厚 21mm活塞杆直径为90mm活塞面积为127.72cm：活塞选用组合式活塞，车氏 C形滑 环密封。3.1.4.6 流量的计算夹紧拉杆速度V夹=7才&=3.6m/min3Q=uA=3.6X 3.14 X 0.125

37、X 103/4=44.2L/min3.1.5 油缸参数的总结表表3.1油缸相关的参数工况习行兀件名称L /外径(mm)F/(N)时问(s)无杆腔 面 积D2A= ' (m2)有杆腔面积A=(D d)2 4(m2)工作 压力 (Mpa)活塞 杆直 径 d(m)速度 u (m/ min)Q=uA(L/m in)升降翻板油缸-6.5-0.02513160升托辗油缸50/609800/0.95=103160.581.96 X10-31.54 义10-45.30.0363.67.07夹紧夹紧油缸125/14660898.5/0.95=641042.831.2310-2X1.1 X10-25.21

38、0.093.644.2快进水平力架40/5010000.31.2610-3X1.06 X10-30.790.0.546.78工进油缸倒角2182/0.95+1000=3297502.620.076快退油缸10000.390.795.7松开夹紧油缸125/14602.831.2310-2X1.1 X10-200.093.639.6下 降托辗油缸50/60103160.581.9610-3X1.54 义10-45.30.0363.65.53.2液压泵的确定：3.2.1 供油液压泵的确定3.2.1.1 液压泵的压力的确定液压泵的最大工作压力PpPp P p式（3.21 ）式中Pt 液压缸或液压马达最

39、大工作压力p进油路上的总压力损失。p的准确计算要在待选元件选定并绘出管路图时才能确定，在管路简单，流速不大时， p取（0.20.5） Mpa在管路复杂进口有高速阀的p取（0.51.5）。此处 p取为0.7Mpa。（根据7 表9.3）Pp>6.3+0.7=7Mpa3.2.1.2 液压泵流量的计算多液压缸或液压马达同时工作时液压泵的流量为：Qp K（ Qmax）式中K 泄漏系数一般取K=1.11.3,回路中的泄露量可按总流量最大值的10%-30%古算。（根据7 P184 ）Qmax 同时工作的液压泵或液压马达的总流量。该系统中液压缸依次动作，没有同时工作的液压缸，所以Qmax = Q 翻 =

40、160 L/minQP>160X 1.3=208 L/min3.2.1.3 选择液压泵的规格液压泵的选择依据Qp和Pt的值选择，为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的工作压力一般要比最大工作压力大 25%-60%即（25%- 60% X 7=1.754.2 Mpa（ 根 据 7 P184）该系统选用2 台同规格的液压泵，一台工作，另一台备用。由机械设计手册第四版第四卷表17-8-170查得在工作压力为10Mpa时选用变量叶片泵，额定工作压力16Mpa。型号： 1pv2v410/50RA1MCO16N。 1电动机型号：Y160L-4,功率15Kw,转速1460 r/min ,公称排量50ml

41、/r。一台液压泵工作时的流量为：Q泵=qn=1460X 0.05=73 L/min73L/min<160L/min ，不足的流量由蓄能器来补足3.2.2 自循环过滤系统液压泵的确定自循环系统的系统压力初步定为 0.5Mpa,选用外啮合的齿轮泵，型号：CB-B,排量 2.5125 ml/r ,额定压力2.5Mpa,额定*$速为1450r/min ,容积效率（7090） % 取 排量 q=50ml/r ,则液压泵的流量为： Q=qX n=0.05 x 1450=72.5L/min。( 根 据 4 表17-5-6）3.3 液压阀的选择3.3.1 水平刀架（倒角）油缸液压系统的阀的选择三位四通电

42、磁换向阀由水平刀架系统回路的压力0 6.3Mpa及流量选用4WE56.0/G24型电磁换向阀，通 径：6mm额定压力：25Mpa通过的流量为14L/min。二位三通电磁换向阀选用3WE56.0/G24型电磁换向阀，通径：5mm额定压力：25Mpa,通过的流量为14L/min 。（根据 6 表 4.164）两个单向节流阀选用LDF-B10C型单向节流阀，通径10mm流量调节围1.215 L/min ,最大压力31.5Mpa 。（液压元件产品样表P562）3.3.2 托架油缸液压系统阀的选择二位四通电磁换向阀由托架油缸系统回路的压力0 6.3Mpa及流量28.28 L/min ,选用4WE650/

43、G24®二 位四通电磁换向阀，通径为 6mm通过的额定流量为80L/min ,额定压力压力为16Mpa 双单向节流阀（根据 6 表 4.164）选用Z2FS6型叠加式双单向式节流阀，通径为 6mm流量为80L/min ,工作压力 31.5Mpa。（ 根 据 6 表4.107 ）3.3.3 夹紧油缸液压系统阀的选择二位四通电磁换向阀选用4WE650/G2强电磁换向|彳通径为6mm通过的额定流量为80L/min ,额定压力压力为16Mpa。（根据 6 表 4.164）双向节流阀选用Z2FS6型叠加式双单向式节流阀，同上选用。减压阀选用RG-06-C-22型的减压阀，管式连接，最高使用压力

44、21.0MPq设定压力1.520.5MPq 最大流量 125L/min,泄油量 0.8 1.1L/min。（ 根据 4 表 17-7-44）3.3.4 翻板液压系统的阀的选择 三位四通电液换向阀选用（S）DSHG-04-3C-50型电液换向阀，最大流量300L/min ,最大工作压力31.5Mpa, 最高先导压力25Mpa,最低先导压力0.8Mpa。（根据6 表4.181 ）双单向节流阀选用Z2FS10型叠加式双单向式节流阀，流量为 160L/min,工作压力31.5Mpa。（ 根 据 6 表 4.107） 3.3.5 泵站回路上液压阀的选择溢流阀选用BG-10-32型电磁溢流阀，板式，通径1

45、0mm最大流量200L/min ,压力10Mpa（ 根 据 6 表4.5）与蓄能器相连的溢流阀选YF-L10B， 通径10 mm， 额定流量为40 L/min ， 压力7 Mpa。单向阀选用S-20A型单向阀，管式连接，通经10mm最大流量为200L/min,重量2.5kg。（根据6 ） 二位三通电磁换向阀选用3WE卵电磁换向|彳?|,通径：10mm额定压力：10Mpa通过的流量为80L/min。（根据6 ）3.4 蓄能器蓄能器是将压力液体的液压能转换为势能贮存起来，当系统需要时再将势能转换为液压能做功的容器。蓄能器在液压系统中的应用按用途可以分为：作为辅助动力源、维.专业.专注.持系统压力、

46、减小液压冲击或压力脉动在此系统中一个工作循环中速度差别很大，要求瞬间补充大量的液压油，故蓄能器 用作辅助动力源。3.4.1 蓄能器的初选择该系统选用囊式蓄能器，优点：空气与油隔离，油不易氧化，尺寸小重量轻，反应 灵敏，充气方便，最高工作压力 200Mpa，充氮气。3.4.2 充气压力从保护气囊的延长使用寿命的角度出发，对于波纹形气囊5=(0.8 0.85)P2P0蓄能器的充气压力PaP2 为液压系统的最高工作压力此处P2=7.0X106 Papo=(0.8 0.85)P2=(0.8 0.85) X7X 106 =(5.6 5.95) X 106pa 取 R=5.6X106 pa作为辅助动力源，

47、为使其在输出有效工作容积过程中液压机构的压力下相对稳定些，蓄能器的最低推荐工作压力为：pi=(0.6 0.85)p 2=(0.6 0.85) 乂 7.0 X 106=(4.2 5.95) X 106 pa取 pi=5 Mpa(根据4 表 17-8-94)3.4.3 蓄能器容积的计算3.4.3.1 绘制工况循环图根据各执行元件的载荷变化情况，作出耗油量与时间的工况循环图。”日！1图3.4耗油量与时间的循环图根据工况循环图，求出一个工作循环系统所需的平均流量Qcp （L/min）八 Qiti式（3.22 ）Qcp 一60 Kp TEQiti一个工作周期中各液压机构耗油量总和.专业.专注.机组工作周

48、期Qti=160 X 6.5+28.28 X 0.58+44.2 X 2.83+2 X （6.78 X 0.3+0.076 X 50+5.7 X0.39）+39.6 X 2.83+22 乂 0.58/60=22 LT=6.5+（0.3+50+0.39+2.83+0.58） 义 2=114.7 sQp=22/114.7 x 60=11.5 L/min所以液压泵的平均流量为Qcp =11.5L/min在一个工作循环，各瞬间所需的瞬时流量Qi中，超出平均流量Qcp的部分，就是蓄能器提供的流量，小于或等于Qcp的部分是油泵供给的流量。3.4.3.2 蓄能器的有效工作容积的计算蓄能的有效工作容积为式（3

49、.23 ）VViQtVi 液压系统最大耗油量时，各工作点的总耗油量。i表示液压系统最大耗油量时的工作点数；此系统翻板油缸工作时耗油量最大，M =160X 3.25/60=8.6 L考虑整个液压系统泄漏的泄漏系数，可取 =1.2Q液压泵的总耗油量（L/min ）此处为73L/mint 最大耗油量时的泵的工作时间（s）（根据4表 17-8-94）8.6 1.273 3.25606.3L系统中设置两个蓄能器，则每个蓄能器的有效容积为6.3/2=3.15L3.4.3.3 蓄能器总容积的计算由波义耳定律:PoV0n = PlVin=P2V2n = C式（3.24 ）当系统的气体压缩或膨胀的时间在 imi

50、n以的，由于来不及和外界进行热交换，故 可以近似认为是绝热过程，绝热指数 n=1.4 （对氮气或空气）。绝热过程蓄能器的总容积为V0V0.7151 0.71510.715P0（）（一）P1P2式（3.25 ）（根据4 表17-8-94）A V=3.15L, p 0=5.6Mpa, p 1=5Mpa, p 2=7Mpa3.150.7150.71515.6p10.7151p214L3.4. 4 蓄能器的选择系统选用两个囊式NXQ-L25/蓄能器，公称容积16L,公称通经40mm A=900mm B=740mm,C=90mm,D=219mm量 63kg,公称压力 10Mpa（根据4 表 17-8-9

51、9）3.5过滤器的选择过滤器是液压系统的重要元件，它可以消除液压系统的污染物，保持液压油的清洁 度，确保液压元件工作的可靠性。它的工作能力取决于滤芯的有效过滤面积、滤芯本身 的性能、油的粘度和油温、过滤前后油的压力差、以及油中固体颗粒的含量。选系统液 压泵入口处和自循环过滤系统的过滤器进行计算和选择。3.5.1 泵的入口处的过滤器的计算和选择3.5.1.1 过滤器的选择系统的流量为 73L/min ,压力为7Mpa,据此由机械设计手册第四版第四卷表17-8-131选用吸油口用线隙式过滤器，型号XU-100X 80J,通径32mm流量为100L/min, 过滤精度80 m ,原始压力损失为0 0.02Mpa。额定压力为6.18 Mpa。3.5.1.2 滤芯有效工作面积 A （m 2）式（3.26 ）10 4 （m2）式中Q 过滤器的额定流量，L/min油的动力粘度Pa s滤芯材料的单位过滤能力,L/cm2,由试验测定;在20c时，线隙式滤芯=10（根据4 表 P17-717）Q