全自动金属带锯床液压系统设计说明书 --大学毕业(论文)设计
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液压课程设计说明书1. 设计任务和要求1.1 设计任务本课程设计旨在通过液压系统的设计与实现,让学生掌握液压元件的工作原理、选型依据及系统设计方法。
设计内容包括:•确定液压系统的类型和应用场合;•选择合适的液压元件;•设计液压系统的工作原理和流程;•计算液压系统的主要参数;•绘制液压系统原理图;•设计液压系统的电气控制系统;•分析液压系统的性能和优缺点;•编写设计说明书。
1.2 设计要求•系统应具备的基本功能和性能要求;•系统应具备的可扩展性和可靠性;•系统应具备的节能和环保特性;•系统应具备的安装、调试和维护方便性。
2. 液压系统的设计步骤2.1 分析系统需求了解液压系统的应用场合、功能要求和工作原理,明确设计的目标和内容。
2.2 选择液压元件根据系统需求,选择合适的液压泵、液压缸、控制阀等元件,并确定其规格和性能参数。
2.3 设计液压系统原理图根据元件选型,绘制液压系统的原理图,包括系统的布局、连接方式、控制逻辑等。
2.4 计算液压系统主要参数依据系统需求和元件性能,计算液压系统的主要参数,如流量、压力、功率等。
2.5 设计液压系统的电气控制系统根据液压系统的工作原理和流程,设计相应的电气控制系统,包括控制电路、传感器、执行器等。
2.6 分析液压系统的性能和优缺点对设计的液压系统进行性能分析,评价其优点和不足之处,并提出改进措施。
2.7 编写设计说明书整理设计过程的相关资料,编写液压课程设计说明书,包括设计任务、设计要求、设计步骤、系统原理、元件选型、参数计算、电气控制、性能分析等内容。
3. 液压系统设计注意事项•确保系统安全可靠,避免因设计不合理导致的故障和事故;•考虑系统的可维护性和易损件的更换方便性;•合理利用现有资源,尽量减少成本;•注重系统性能的优化,提高能源利用效率。
4. 设计成果评价•完成设计说明书的要求,内容完整、条理清晰;•液压系统原理图设计正确,符号规范;•计算数据准确,公式引用正确;•性能分析合理,能够反映系统的优缺点;•设计过程中能够遵循相关规范和标准。
目录1绪论 (1)1.1全自动专用钻床介绍 (1)1.2 全自动专用钻床的特点 (1)2液压系统的设计目的、要求 (2)2.1 液压系统的设计的目的 (2)2.2 液压系统的设计要求 (2)3液压系统的设计计算 (3)3.1 负载分析 (4)3.2 液压缸选择 (6)3.3 液压泵的选择 (6)3.4 选择电动机参数 (7)3.5 选择油箱 (7)3.6 选择阀 (7)3.7 液压回路的设计 (9)4液压传动系统的电气控制设计 (10)4.1 电气控制回路设计 (10)5液压系统的运动 (13)5.1 送料缸的伸出 (13)5.2 夹紧缸运动 (14)5.3 钻削缸的运动 (15)5.4 钻削缸运动到c1时的运动状态 (16)5.5 钻削缸到c2时的运动状态 (17)5.6 液压系统的卸荷 (18)6液压系统的维护 (19)6.1 正确选择使用液压油、确保液压油和液压系统的清洁 (19)6.2 防止油温过高 (19)6.3 防止液压系统进入空气 (19)6.4 加强液压系统的日常维护和保养 (20)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 绪论1.1全自动专用钻床介绍一个完整的全自动专用钻床由底座、工作台、主轴箱、变速箱、冷却泵、摇臂、钻头、料斗等构成。
全自动专用钻床可以一次性完成从送料、夹紧到钻削的全过程,而且可以进行批量生产。
本机由一个工人站立操作,整个操作过程是:将工件放置于料斗内,按启动开关钻床自动运行,整个钻削完成后再将工件搬下。
这样既可以提高工作效率,也可以大大的提高钻削的质量,同时也不致使工人搬运零件次数过多而产生疲劳感。
与普通钻床相比,全自动专用钻床可以实现加工自动化,因为液压具有夹紧力大的特点,所以整个加工过程稳定、安全、高效。
1.2 全自动专用钻床的特点全自动专用钻床的加工特点:加工过程中工件不动,让刀具移动,将刀具中心对正孔中心,并使刀具转动(主运动)。
全自动专用钻床的特点是工件固定不动,刀具做旋转运动,并沿主轴方向进给,操作可以是手动,也可以是机动。
本科毕业论文(2012届)题目卧式带锯床液压系统的改进和升级学院机械工程学院专业机械设计制造及其制动化班级08010111学号********学生姓名傅林杰指导教师陈慧鹏完成日期2012年5月摘要随着现代制造业不断的朝着高效、高精度和经济性的方向发展,锯切作为金属加工的起点,已成为零件加工过程中重要的组成环节。
因为带锯床锯切材料的多样性和特殊性,它的锯切力随机变化幅度大,普遍存在锯切效率低、送料速度慢、送料精度不高的问题。
究其原因是液压系统设计不够完善引起的。
为了解决上述问题,本文提出了相应的解决方案。
通过流量反馈系统来调定进给力,使进给速度能够随着工件界面的大小和形状的改变随之改变,提高切削速度,解决切削效率低的问题;送料系统由原来的单缓冲改为双缓冲液压系统,既提高了送料速度又避免了前后夹钳的碰撞;在原来的定夹钳上增加微动油缸,使定夹钳变为微动夹钳,避免了材料与夹钳挤压导致送料精度降低的问题。
对改进后的液压系统进行计算分析后,证明改进后的锯切效率提高了经过对原有带锯床液压系统的改进和升级后,带锯床切削效率有了明显提升。
送料速度显著加快,送料精度也有了明显提升。
关键词:带锯床;流量反馈;切削效率ABSTRACTWith the continuous development of modem manufacturing industry to high efficiency, high accuracy and economical efficiency ,as a start point of metal-cutting ,saw cutting has become one of the important composition links in the process of parts-processing.cutting ,its cutting force varies within wide limits at random, so that some general problems, such as low cutting velocity, low feeding speed, low feed accuracy are often in existence in the band sawing machine used at present. The problem is result of the hydraulic system.To resolve the problem put forward above, the scheme is come out. It is flow feedback system, by the flow feedback to set feeding cutting. When the section’s size or shape of workpiece being cut varies, the feed speed can adjust itself according. With regard to feed system, use double buffering instead of single buffering. Not only increase the feed speed, but also avoid the strike between the clamps. Increase budge oil cylinder to resolve the problem of extrusioning between materials and clamps.Through to the proportion of flow valves dynamic analysis, prove the theoretically cutting efficiency is improved .And the feeding speed increased obviously, the feeding precision is also improved greatly.Keywords: Band sawing machine;flow feedback;cutting efficiency目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景和现状 (1)1.2 金属锯切带锯床的应用研究和开发现状 (1)1.2.1 金属带锯床逐步占据主导地位 (1)1.2.2 金属带锯床在国外的发展现状 (2)1.2.3 金属带锯床在国内的发展现状 (3)1.3 金属锯切锯床的发展趋势 (4)1.3.1 未来锯床市场的需求量和拥有量及构成比 (4)1.3.2 加工精度加工范围进一步提高 (4)1.3.3 锯床加工高效化、范围扩大化 (5)1.3.4 锯床全数控化、网络化 (6)1.4 课题主要研究内容及意义 (6)本章小结 (6)第二章金属带锯床基本结构 (8)2.1 金属带锯床的型号 (8)2.2 卧式带锯床的结构和组成 (8)2.3 金属带锯条、锯切用量及进给力的选择 (10)2.3.1 金属带锯条的选择 (10)2.3.2 锯切用量的选择 (10)2.3.3 进给力的选择 (11)本章小结 (11)第三章液压系统的分析及设计 (12)3.1 GZ4032A 型全自动卧式带锯床液压系统分析 (12)3.1.1 进给系统的优点 (13)3.1.2进给系统的缺点 (13)3.2 液压系统的设计 (13)3.2.1 设计思路和要求 (13)3.2.2 系统的组成及其设计 (14)3.3 带锯床新型液压系统设计 (14)3.3.1 流量反馈进给系统 (14)3.3.2 回路分析 (15)3.4 液压夹紧系统 (16)3.5 液压送料系统 (17)3.6 液压张紧装置 (18)本章小结 (19)第四章液压系统的计算 (20)4.1 执行元件的运动与负载分析 (20)4.1.1 液压系统负载分析 (20)4.1.2执行元件主要参数的确定 (21)4.2 比例流量阀工进时的动态分析 (23)4.3 液压系统的拟定 (27)4.4 液压系统的特点 (28)本章小结 (28)第五章全文总结与展望 (29)5.1总结 (29)5.2 展望 (29)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (34)第一章绪论1.1 课题研究背景和现状一般传统意义上的金属锯切常被认为是简单的切断下料工序,随着现在制造业朝着高效、高精度和经济性的方向发展,锯切作为锯切加工的起点,已经成为零件加工中的重要组成环节。
摘要压力机是锻压、冲压、冷挤压、校直、弯曲、粉末冶金、成型、打包等加工工艺中应用广泛的压力加工机械设备。
液压压力机通过液压系统产生很大的静压力实现对工件进行挤压、校直、冷弯等加工。
而本次实习主要是设计汽车板簧分选实验压力机(立式),先进行查阅文献,了解并熟悉设计工况,确定执行元件主要参数,拟定系统原理草图,计算选择液压元件,验算系统性能,绘制零件图和装配图,编制技术文件,最后撰写课程设计说明书。
关键:压力机工况分析系统原理液压元件系统性能工作图AbstractPress forging, stamping, cold extrusion, straightening, bending, powder metallurgy, molding, packaging and processing technology is widely applied in the field of pressure processing machinery and equipment. Hydraulic press hydraulic system greatly by static pressure on a workpiece squeeze, straightening, bending and other processing. While this practice is mainly the design of automotive leaf spring sorting test press ( vertical), the first literature, understand and are familiar with the design conditions, determine the implementation of components of main parameters, formulation system principle sketch, selection of calculation of hydraulic components, checking the performance of the system, draw the part drawing and assembly drawing, prepare the technical document and finally written curriculum design manual.Key words: Press 、condition analysis、system hydraulic 、components of the system、performance char目录摘要 (1)第一章课程设计的目的和基本要求 (3)1.1、课程设计的目的 (3)1.2、课程设计的基本要求 (3)1.3、课程设计的主要内容 (3)、第二章液压系统设计方法 (5)2.1、设计要求及工况分析 (5)2.2、确定液压系统的主要参数 (6)2.3、拟定液压系统原理图 (10)2.4、选择液压元件 (11)第三章验算液压系统的性能 (15)3.1、液压系统压力损失的验算和泵压力调整 (15)3.2液压系统发热温升的验算 (16)第四章主要零件强度校核 (18)4.1、缸筒壁厚校核 (18)4.2、活塞杆直径校核 (18)4.3、螺栓校核 (19)第五章设计总结 (20)参考文献 (21)第一章课程设计的目的和基本要求1.1、课程设计的目的:《液压传动与控制》课程设计是机械设计制造及其自动化专业学生在学完《流体力学与液压传动》课程之后进行的一个重要的实践性教学环节。
金属锯屑挤压机液压控制系统的设计毕业论文金属锯屑挤压机液压控制系统的设计摘要随着现在社会的发展,机械、液压、电气等科学技术的进步,挤压机的应用越来越广泛,渐渐成为机械行业不可或缺的加工机械。
本文根据金属锯屑挤压机(又名金属锯屑压块机)的具体结构,进行液压系统的设计。
首先,根据金属挤压机的具体工作原理,深入研究液压传动技术,分析其在实际应用中的功能。
然后利用不同液压元件的作用,进行合理的连接来实现其所能完成的任务。
同时,对PLC技术进行研究,了解各元件的作用。
根据设计好的液压传动原理图,画出控制流程图;并根据设计确定I/O点数,选用了合适的可编程控制器,并给出了I/O分配表和I/O接线图,以及编写了PLC控制系统的程序。
最后利用FESTO仿真软件对所设计的金属锯屑挤压机液压系统进行了控制系统的仿真,进一步证明了本次设计的控制系统能按挤压机的工作过程进行工作。
关键词:PLC;液压传动;挤压机;FESTO仿真IMETAL SAWDUST EXTRUSIONMACHINE HYDRAULIC SYSTEMDESIGNAbstractWith the development of modern society and science technology, eg. mechanical technique hydraulic electric technique, Extrusion machines used more widely, Gradually become an indispensable processing machineryof mechanical industry. According to the metal sawdust extrusion machine (also named metal sawdust press), the specific structure of hydraulic system design.First, according to the concrete work of metal extruding machine, thorough research the principle of hydraulic drive technology, analyzes its in practical application function. Then use different hydraulic components role, reasonable connection to achieve what they can do.At the same time, to study, understand PLC technology to the role of a component. According to design good hydraulic transmission chart, draw a control flow; And according to the design sure I/O points, choose the suitable programmable controller, and gives the I/O allocation schedule and I/O, and compiled the hookup PLC system program.Finally, using the FESTO simulation software for the design of metal sawdust extrusion machine hydraulic system simulation of control system, further proved the design of control system according to the working process of the extruder.Keywords: PLC; hydraulic transmission;extrusion machine;FESTO simulationII目录摘要 ..................................................................... ........................................................................ .. (I)Abstract ............................................................... ........................................................................ ... II 1 绪论 ..................................................................... ........................................................................1 1.1 课题研究的背景 ..................................................................... ................................................ 1 1.2 研究课题所做的工作 ..................................................................... ........................................ 2 1.3 课题的意义 ..................................................................... ........................................................ 2 2 金属锯屑挤压机液压系统设计 ..................................................................... ............................ 3 2.1 液压技术的简介 ..................................................................... ................................................ 3 2.2 挤压机的机械结构 ..................................................................... ............................................ 3 2.3 压块机工况分析 ..................................................................... ................................................ 4 2.4 液压系统图及其工作原理 ..................................................................... ................................ 5 3 PLC的选用和设计 ..................................................................... ............................................... 7 3.1 可编程控制器 ..................................................................... .................................................... 7 3.1.1 采用PLC控制的优点 ..................................................................... .................................... 7 3.1.2 PLC应用的领域...................................................................... ........................................... 8 3.2 PLC的选型...................................................................... ....................................................... 9 3.2.1 输入输出I/O点数的估算...................................................................... .......................... 9 3.2.2 用户存储容量的估算...................................................................... .................................. 9 3.2.3 控制功能的选择...................................................................... .......................................... 9 3.3 PLC的控制设计...................................................................... ............................................. 10 3.3.1 PLC控制工作原理...................................................................... ..................................... 10 3.3.2 PLC硬件的设计...................................................................... ......................................... 11 3.3.3 PLC软件设计...................................................................... ............................................. 12 4 金属锯屑挤压机控制系统的仿真 ..................................................................... ...................... 15 4.1 仿真的概况 ..................................................................... ...................................................... 15 4.1.1 仿真的分类...................................................................... ................................................ 15 4.1.2 仿真的工具...................................................................... ................................................ 15 4.2 仿真软件介绍...................................................................... ................................................ 16 4.3 金属锯屑挤压机控制系统仿真...................................................................... .................... 17 总结 ..................................................................... ........................................................................ .. 24 参考文献 ..................................................................... .................................................................. 25 附录 ..................................................................... ........................................................................ .. 26 致谢 ..................................................................... .......................................... 错误~未定义书签。
液压传动课程设计计算说明书设计题目:专用铣床液压系统设计学院: 机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级: 11机三姓名:张敏指导老师:徐建方2013年12月28日目录摘要————-———————-———-—-—————-———3一.设计目的、要求及题目-—-——-—————-—————--—5(一)设计的目的-——-————---———-————--—5(二)设计的要求--——-——————————————--—5(三)设计题目—---———-——————-—--—————6二.负载—-工况分析——————-——————————-———-71、工作负载———-——-———---——-———————-—72、摩擦阻力——--——-—————————-——--——-—73、惯性负荷——————-----——-——-—-——-——-7三.绘制负载图和速度图—————-—-—-————-—-—-——8四.初步确定液压缸的参数-—-———----——————————101、初选液压缸的工作压力—--——-——————————-—112、计算液压缸尺寸-—————————-———-—————-123、液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表-134、绘制液压缸的工况图(图3)—-—--————-———-——145、液压缸工况分析-—-————-—————-——-—-—-15五.拟定液压系统图———-————-——————————-———161、选择液压基本回路——————-—-——-———-————162、组成系统图-———-———-——-———————————错误!未定义书签。
六.选择液压元件———---————————--———--———221、确定液压泵的容量及电动机功率———--——————-——222、控制阀的选择-—---—-——-———-—---————233、确定油管直径--——-———-——--————-———-244、确定油箱容积————--————————————————25七.液压系统的性能验算-——-————————————————261、液压系统的效率——-——-——-———-————-—-—28小结-—————-———--———-———--——-—-——-29参考文献—————-—-—-———-—————————————错误!未定义书签。
液压钢管割断机设计摘要本设计是以双金属锯条锯切金属材料的设备,具有结构紧凑、精度高、锯缝窄、噪声小、操作方便等优点,是替代圆盘锯、弓锯床的节能新产品。
本次设计在参照“四川川南减震集团”的卧式带锯床(晟龙G4028)的基础上进行了改进。
用液压马达取代齿轮变速箱,由液压马达驱动机床主轴,使锯带实现无级变速,以切断各种材质型材。
我设计了锯条张紧及导向机构,工件夹紧机构,送料机构,自动卸料机构;卸料机构的创新使成品件自动排出而不损伤工件表面;并让夹紧、卸料和进给都采用同一动力源——液压能,使各个机构的运动协调统一,确保各个功能的实现。
在总体布置上采用了人机工程原理,设计的床身高度使操作维修方便,且不致引起工人操作疲劳。
关键词:液压传动带锯式切割人机工程原理The design of Hydraulic steel pipecutting machineAbstractThe design is based on dual metal saw blade metal sawing equipment, has a compact, high precision, saw narrow slit, little noise, the advantages of easy operation, is a replacement disk sawing, bow sawing machine of new energy-saving products. The design to be according to ―Sichuan Chuanna n Absorber Group Limited‖ of the foundation of the lie type band saw bed (the Chenglong G4028) up carried on an improvement. Hydraulic motors to replace the gearbox, the motor-driven hydraulic machine spindle, Saw Band CVT, to cut off all material profile. We design and the influence of tension-oriented institutions, workpiece clamping, feed, automatic discharge; Discharge of innovative products enable automatic discharge without injury workpiece surface; and for clamping, Discharging and feed have the same power source -- Hydraulic can make all the campaign harmonization, ensure all functions. In general layout adopted the principle of human engineering, design height of the bed so that the operation and maintenance convenience and workers to operate without causing fatigue.Keywords:Hydraulic drive, E-store, Bandsaw-cutting, The man-machine engineering principle目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 目录.............................................................. I II 第1章前言. (1)第2章方案设计 (1)2.1 初步方案选择 (2)2.1.1 问题的提出 (2)2.1.2 方案比较 (2)2.1.3 方案拟定 (3)2.2 切削力、切削功率的计算 (4)2.2.1初定锯带和锯带轮外形尺寸 (4)2.2.2 计算切削力、切削功率 (5)2.3 马达的选择 (6)第3章总体布局设计 (8)3.1 锯床设计方案简介 (8)3.2机床机构简图 (9)第4章锯梁的结构设计 (10)4.1 轴的设计 (10)4.1.1 强度设计 (10)4.1.2 结构设计 (12)4.1.3 轴承校核 (14)4.2 锯带轮的设计 (16)4.2.1 主动轮的结构设计 (17)4.2.2 从动轮的结构设计 (17)4.3 张紧装置的结构设计 (17)4.3.1 张紧原理 (17)4.3.2 张紧装置的结构设计 (18)4.4 导向装置的结构设计 (19)4.4.1 导向原理 (19)4.4.2 轴承选用 (19)第5章工件夹紧机构的设计 (20)5.1 夹紧原理 (20)5.2 结构设计 (20)5.3 液压缸的选择 (21)第6章送料装置的结构设计 (23)6.1 轨道的设计 (23)6.2 送料四轮小车的结构设计 (23)6.3 托料装置的设计 (24)6.4 其它附件设计 (24)第7章定尺装置和卸料装置的设计 (25)7.1 定尺装置的设计 (25)7.2 卸料装置的设计 (25)第8章进刀机构原理 (27)8.1 进刀原理示意图 (27)8.2 连接支座的设计 (27)8.3 液压缸的选择 (28)第9章床身和工作台的设计 (29)第10章液压控制系统的设计 (30)10.1 液压控制系统的要求及特点 (30)10.2 液压系统设计技术参数 (30)10.3 制定系统控制方案 (31)10.3.1 进刀机构快速回路方案 (31)10.3.2 顺序动作回路方案 (32)10.3.3 夹紧油缸的同步回路 (34)10.4液压系统的综合设计原理图 (36)10.5液压元件的选择 (38)10.5.1液压泵的选择 (38)10.5.2液压阀件的选择 (39)10.5.3 辅助元件微型液压站的选择 (40)第11章冷却系统的设计 (42)第12章附件设计 (44)12.1马达安装架的设计 (44)12.2 锯轮盖、箱门的设计 (44)12.3油盘和定尺挡块的设计 (44)结论 (45)致谢 (45)参考文献 (46)第1章前言在现代机器设备的结构中,为降低成本,大量采用型材,如圆钢、型钢、角钢、槽钢等。
引言液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一。
液压传动的各种元件由于重量轻、体积小,可以根据需要方便、灵活地来布置;结合最新技术自动化程度高且操纵控制方便,容易实现直线运动;可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1);自动实现过载保护;采用矿物油作为工作介质,相对运动面可自行润滑,使用寿命长。
因此,液压技术广泛用于国民经济各部门,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。
据统计,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~3。
5%,而我国只占1%左右,这充分说明我国液压技术使用率较低,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。
液压气动技术具有独特的优点,如:液压技术具有功率重量比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等优点;气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点,并易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。
因此,液压气动技术广泛用于国民经济各部门。
但是近年来,液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争,如:数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。
其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。
为此,必须努力发挥液压气动技术的优点,克服缺点,注意和电子技术相结合,不断扩大应用领域,同时降低能耗,提高效率,适应环保需求,提高可靠性,这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。
现如今我国的液压行业现已形成一个门类比较齐全、有相当竞争实力、初具生产规模的工业体系。
改革开放以来,液压行业迅速发展,先后引进了40余项国外先进技术,经消化吸收和技术改造,现均已批量生产,并成为行业的主导产品。
近年来,行业加大了技术改造力度,1991~1998年,国家、地方和企业自筹资金总投入共约16多亿元。
经过技术改造和技术攻关,一批主要企业技术水平进一步提高,工艺装备得到很大改善,为形成高起点、专业化、批量生产打下良好基础.近几年,在国家多种所有制共同发展的方针指引下,不同所有制的中小企业迅猛崛起,呈现着勃勃生机。
目录1 前言 (1)2 锯床的基本组成 (2)3 设计要求及给定参数 (2)4 负载分析 (3)3.1锯架举升液压缸 (3)3.1.1 负载分析 (3)3.1.2 速度分析 (4)3.2送料液压缸 (4)3.2.1 负载分析 (4)3.2.2 速度分析 (4)3.3夹紧液压缸 (5)3.3.1 负载分析 (5)4 确定各液压缸的主要参数 (5)4.1计算各液压缸的结构参数 (5)4.1.1 锯架液压缸 (5)4.1.2 前夹紧缸 (5)4.1.3 后夹紧缸 (6)4.1.4 送料缸 ........................................... 错误!未定义书签。
4.2.1 计算锯架液压缸在工作循环各阶段的压力、流量和功率值 (6)4.2.2 计算夹紧液压缸在工作循环各阶段的压力、流量和功率值 (7)4.2.3 计算送料液压缸在工作循环个阶段的压力、流量和功率值 (7)5 液压系统及其工作原理 (7)5.1主机功能结构 (7)5.2拟采用液压系统及其工作原理 (8)5.2.1 确定供油方式 (8)5.2.2 调速方式的选择 (9)5.2.3 速度换接方式的选择 (9)5.2.4 夹紧回路的选择 (9)6 液压元件的选择 (11)6.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (11)6.1.1 液压泵的工作压力 (11)6.1.2 液压泵流量计算 (11)6.1.3 确定液压泵规格 (11)6.1.4 确定液压泵驱动功率 (12)6.2液压控制阀和液压辅件的选择 (12)6.2.1 压力控制阀 (12)6.2.2 流量控制阀 (12)6.3油箱的有效容积 (13)6.4油管内径计算 (14)7 液压系统性能验算 (14)7.1验算回路中的压力损失 (14)7.1.1 验算回路中的压力损失 (14)7.1.2 局部压力损失 (15)7.2液压系统发热温升计算 (16)7.2.1 计算发热功率 (16)7.2.2 计算散热功率 (17)7.2.3 冷却器所需冷却面积的计算 (17)8 总结 (18)参考文献 (19)致谢 (19)自动锯床液压系统设计摘要:首先明确全自动金属锯床对液压系统的要求,然后通过给定的技术参数表里的液压系统设计参数,确定液压执行元件的载荷力、系统工作压力以及液压缸的主要结构尺寸,制定系统方案,拟定液压系统图,然后进行液压元件的选择,最后对系统性能进行验算。
在具体的结构设计中,主要是针对系统中涉及到的阀类元件的设计,油路板的设计等。
关键词:全自动金属锯床;液压系统;液压元件;液压系统图The Design of Hydraulic Pressure System For The Automatic SawingMachineAbstract: First, clear about the request of the Automatic metal band sawing machinefor hydraulic system, and then through the given technical parameters and design parameters of the hydraulic system, to determine the hydraulic actuator loading system working pressure of hydraulic cylinder, and the main structure dimensions, make systematic plan, develop hydraulic system diagram, and then the choice of hydraulic components, final,conduct system performance calculation. In the specific design of the structure, is mainly directed against the system relates to the valve element design, circuit board design and so on.Key words:Automatic metal band sawing machine; Hydraulic system; Hydraulic components; Hydraulic system diagram1 前言传统意义上的金属锯切常被认为是简单的切断下料工序。
金属带锯床作为机械加工制造的第一道工序所需设备,其加工精度和自动化程度直接关系到后续工序的效率和质量[1]。
随着现代制造工业朝着高效、高精度和经济性的方向发展,锯切作为金切加工的起点,已成为零件加工过程中重要的组成环节[2]。
锯切可以节约材料、减少二次加工量和提高生产效率。
全自动金属锯床是专为高产量连续切割而设计的结构新颖、功能完备的中型锯切加工设备,具有结构紧凑、造型美观、加工精度高、工作可靠、噪声低、操作简便、节材和节能效果显著等特点,主要适用于切割普通碳钢、高速工具钢、轴承钢、低合金钢、不锈钢、铝材、铜材等各种棒材和管材。
可满足任何大量生产切断加工的需要,因此锯床特别是自动化锯床已广泛地应用于钢铁、机械、汽车、造船、石油、矿山和航天航空等国民经济各个领域[1,2.3]。
2 锯床的基本组成全自动金属带锯床由九个部分组成,其结构特点分述如下[2]:1 全自动金属带锯床的床身、立柱:床身为箱形焊接结构为整个机床的基座,并用作液压油箱及冷却液池。
立柱由一圆一方双立柱组成,圆立柱座位锯架运动导轨用以支撑锯架,并保证精确的导向,用以实现进给运动,方立柱起辅助作用从而保证进行正常的切削。
2 锯架及据带传动部分:它由锯架及主传动、据带张紧机构组成,锯架为焊接结构,主传动采用减速机减速,由电机驱动,通过皮带轮变速,实现五种切削速度;据带张紧采用丝带及滑座使锯轮移动来实现锯带张紧。
3 全自动金属带锯床工件夹紧装置:工件采用液压夹紧,由电磁阀操纵通过夹紧采用丝杆及滑座使锯座,使切削正常进行。
4 导向部分:用以保证锯带运行的稳定与准确,从而提高切削精度它由导向壁导向头,导向滚子及导向块组成。
锯带采用双重滚子导向,即固定在锯架上的与装在导向头上的两组导向滚子组成,以减小导向臂的负荷,确保导向精度。
5 机床液压系统:有装于床身一侧的液压站组成,通过电磁阀控制,用以实现机床的工作进给、工作夹紧。
6 机床电气系统:有安装在机床前方一侧的操纵台组成,用以按一定的工作程序控制各部件的运动,实现正常的切削工作循环,并保证各运动部件之间的动作连锁协调地,实现安全生产。
3 设计要求及给定参数现欲设计制造一台全自动金属锯床用于高速工具钢、轴承钢、低合金钢、不锈钢、铝材、铜材等各种棒料和管材的锯切加工。
该机床的主机由床身、锯架、锯刀、夹紧虎钳等组成。
工作时,要加工的工件由送料缸和夹紧虎钳的相互配合运送到待加工位置并由相应的夹具夹紧在夹紧虎钳上,锯架带动锯头6下降至工件待加工部位,锯头与样件紧密接触,通过与带传动同步转动的锯带形成的锯切的直线主运动(切削)加工工件。
夹紧虎钳、锯架、送料均由液压驱动。
根据表1的设计要求和给定参数设计其电液位置伺服系统。
工作时,前虎钳由两对液压缸驱动,用于夹紧锯切材料,后虎钳由一对液压缸驱动,用于夹紧锯切材料,并在送料液压缸的作用下完成送料工作,一只液压缸用于驱动锯头的上升和下降,一只液压缸用于驱动送料装置完成锯切材料的输送工作,供下一次锯切。
锯头的主运动为直线运动,则由2.2kw的电机驱动主动轮转动,用锯带带动从动轮同步转动,形成锯切的直线运动,相互配合完成锯头的上升、下降、快进、工进以及锯切材料的送料等工作。
表1 设计要求和给定参数Table 1 Design requirements and certain parameters项目符号参数单位锯架质量Mt 1000 Kg 最大摩擦力Ff 200 N 最大行程S max0.8 m 工进行程快进行程工进速度S工S快v0.50.20.002mmm/s 最大速度V max8x10-2m/s 最大加速度a max 1 m /s2供油压力Ps 4 MPa送料切削负载力F L3850 N 送料运动速度v 0.02 m /s 送料等效质量m 20 Kg 最大行程y max0.11 m 起动换向时间夹紧力TF0.28000SN 能源压力P 2 MPa4 负载分析此全自动金属锯床液压系统包括4个液压缸,四个液压缸分别为架举升液压缸、送料液压缸、锯前夹紧缸和后夹紧缸。
现分别逐个对四个液压缸进行分析与计算。
3.1 锯架举升液压缸3.1.1 负载分析工作负载Fw =13850N,重力负载FG=9800,按起动换向时间和运动部件重量计算得到惯性负载Fa = 1000N,摩擦力负载Ff=200N。
取液压缸机械效率为nm=0.9,则液压缸工作阶段的负载值见表2。
表2 液压缸工作阶段的负载Tab. 2 The work stage load of hydraulic cylinder 工作循环计算公式负载f/N启动加速F=(Ff +Fa)/nm1333快进F=Ff /nm222工进F=(Ff +Fw)/nm15611快退F=Ff /nm2223.1.2 速度分析根据已知速度和上述分析可绘制出速度循环图和负载循环图[4-9]。
图1速度和压力循环图Fig.The circulant graph of velocity and pressure3.2 送料液压缸3.2.1 负载分析工作负载Fw =13850N,重力负载FG=0N,按起动换向时间和运动部件重量计算得到惯性负载Fa = 10N,摩擦力负载Ff=40N。
取液压缸机械效率为nm=0.9,则液压缸工作阶段的负载值见表3。
3.2.2 速度分析根据已知速度和上述分析课绘制出负载循环图和速度循环图(略)表3 送料液压缸的负载Tab. 3 The hydraulic cylinder load of material supply工作循环计算公式负载f/N工进F=(Ff +Fw)/nm154333.3 夹紧液压缸3.3.1 负载分析由全自动金属锯床的设计要求可知,夹紧缸的夹紧力为8000N。
4 确定各液压缸的主要参数4.1 计算各液压缸的结构参数4.1.1 锯架液压缸根据锯架液压缸的工作要求选择双作用活塞缸[4-10],设液压缸两有效面积为A1和A 2,且A1=2A2,即d=0.707D。
为防止液压缸发生前冲现象,液压缸回油腔背压P2取0.6MPa,而液压缸快退时背压取0.5MPa。