機械畢業(yè)設(shè)計（論文）液壓式雙頭套皮輥機設(shè)計（全套圖紙）

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1、揚州職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 - 16 - 摘 要 液壓式雙頭套皮輥機主要是由許多通用部件和少量的專用部件組成的。本機適用于棉紡廠的精梳、并條機、粗紗機和細紗機等設(shè)備上用的各種規(guī)格丁氰皮輥的壓系統(tǒng)來實現(xiàn)，達到了自動化的生產(chǎn)要求，并且機器在整個運行過程中套入和壓出. 主要實物參照是由昆山協(xié)孚廠設(shè)制造的液壓皮輥機。液壓式雙頭套皮輥機設(shè)計，主要是完成紡織皮輥的套入和壓出，是棉紡織行業(yè)的必備配套設(shè)備。 在設(shè)計技術(shù)標準上主要按照各零部件的材料選擇、失效形式、設(shè)計準則、結(jié)構(gòu)要求等來設(shè)計機器。液壓式式雙頭套皮輥機主要是采用電動機帶動油缸傳動，同時采用絲桿帶動橫臂導(dǎo)桿在導(dǎo)軌上滑動，進而實現(xiàn)皮輥

2、的套入和壓出。本設(shè)計的主要創(chuàng)新點在于用液壓傳動系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的機械傳動，并且套皮輥機設(shè)計成雙頭，能同時完成兩個皮輥的壓入、套出。 關(guān)鍵詞： 液壓 導(dǎo)軌 油缸 全套圖紙，加153893706 目 錄 1 前言　?。? 1 整體方案論證 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.1 原始數(shù)據(jù) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

3、．．．．．．．．．．．．．．．．．5 1.2 機器的結(jié)構(gòu)和傳動原理 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2 液壓缸的設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 2.1活塞和活塞桿的選擇 　?。? 2.2 活塞桿導(dǎo)向套及防塵圈的選擇 　?。? 3 液壓泵的設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

4、 3.1 液壓泵的設(shè)計根據(jù)泵的工作壓力和泵的流量確定 ．．．．．．．．．．．．．．．9 4 電動機選擇 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 4.1 選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.2 確定電動機功率及其它參數(shù) 　　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 5 整機及其他附件的設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 5.1 機體設(shè)計　?。?/p>

5、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 5.2 導(dǎo)軌設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 5.3 其它 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 6 液壓閥及其管路的選擇 ?。?2 6.1 液壓閥概述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 6.2 溢流閥的選擇 ．．．．．．．．．

6、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 6.3 方向控制閥的選用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 6.4 其它附件 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 7 油箱的設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 7.1 液壓油箱的設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 8 集成塊設(shè)計 ．．．．．．．．．．

7、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 9 濾油器的選用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 10 設(shè)計說明 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 11 結(jié)論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 工作總結(jié) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 參考文獻 ．．．．．

8、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 附件清單?。?1 前 言 這次我畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容為液壓式雙頭套皮輥機，主要實物參照是由昆山協(xié)孚廠設(shè)計制造的液壓皮輥機。需要解決的問題就是完成整臺液壓式雙頭套皮輥機的工程設(shè)計。在原有機器的基礎(chǔ)上進行改造和調(diào)整。原有是采用螺桿壓下手動機構(gòu)，由于效率低，勞動強度大，所以我進行改造，用液壓控制，不僅能提高機械效率，還能減少勞動強度。 液壓式雙頭套皮輥機設(shè)計，主要是完成紡織皮輥的套入和壓出，是棉紡織

9、行業(yè)的必備配套設(shè)備。我設(shè)計的套皮輥機主要靠液壓方式傳動，為了提高生產(chǎn)效率，套皮輥機設(shè)計成雙頭，能同時完成兩個皮輥的壓入、套出。 液壓傳動有機械傳動和電力拖動系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點技術(shù)無法比擬的優(yōu)點。液壓元件的布置不受嚴格的空間位置限制，系統(tǒng)中個部分用管道連接，布局安裝有很大的靈活性，能構(gòu)成用其他方法難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。液壓傳動系統(tǒng)可以在運行過程中實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速。另外液壓傳動傳遞運動均勻平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。除此以外，液壓傳動系統(tǒng)操作控制方便、省力，易于實現(xiàn)自動控制、中遠程距離控制、過載保護。與電氣控制、電子控制相結(jié)合，易于實現(xiàn)自動工作循環(huán)和自動過載保護。 而且液壓元件屬

10、機械工業(yè)基礎(chǔ)件，標準化和通用化程度較高，有利于縮短機器的設(shè)計、制造周期和降低制造成本。 液壓傳動突出的優(yōu)點還有單位質(zhì)量輸出功率大，以空氣為工作介質(zhì)，處理方便，無介質(zhì)費用、泄露污染環(huán)境、介質(zhì)變質(zhì)及補充等問題。 由于液壓傳動是封閉的，多數(shù)情況下其元件均可由傳動液壓自行潤滑，因此磨損很小。液壓元件體積小、重量輕、標準化程度高，便于集中大批量生產(chǎn)，加上近年發(fā)展起來的疊裝、插裝技術(shù)，裝配也很容易，因此造價低，比起其他機械傳動，液壓傳動常為一種最為經(jīng)濟的選擇。 液壓傳動是由17世紀帕斯卡提出的靜壓傳遞原理、18世紀末英國制造出世界上第一臺水壓機開始發(fā)展起來的，但液壓傳動在工業(yè)上被廣泛采用和有較大幅度

11、的發(fā)展卻是本世紀中期以后的事情，特別是被20世紀第二次世界大戰(zhàn)期間戰(zhàn)爭的激勵，取得了很大進展，整體上經(jīng)歷了開關(guān)控制，伺服控制，比例控制3個階段。比例控制技術(shù)是20世紀60年代末人們開發(fā)的一種可靠，廉價，控制精度和響應(yīng)特性，均能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)實際需要的控制系統(tǒng)。當(dāng)時，點液伺服技術(shù)已日益完善，但電液伺服閥成本高，應(yīng)用和維護條件苛刻，難以被工業(yè)界接受。希望有一種廉價，控制精度能滿足需要的控制技術(shù)去替代，這種需求背景導(dǎo)致了比例技術(shù)的誕生和發(fā)展。隨著液壓機械自動化程度的不斷提高，液壓元件應(yīng)用數(shù)量急劇增加，元件小型化、系統(tǒng)集成化是必然的發(fā)展趨勢。 液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來控制液流的壓力、流

12、量和方向，保證執(zhí)行元件按照負載的需求進行工作。電液比例閥是比例控制系統(tǒng)中的主要功率放大元件，它可以根據(jù)輸入的電信號大小連續(xù)地成比例地對液壓系統(tǒng)的參量實現(xiàn)遠距離控制、計算機控制，與伺服控制系統(tǒng)中的伺服閥相比，在某些方面還有一定的性能差距，但它顯著的優(yōu)點是抗污染能力強，大大地減少可由污染而造成的工作故障，提高了液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性；另一方面比例閥的成本比伺服閥低，結(jié)構(gòu)也簡單，已或得了廣泛的運用。 比例閥按主要功能分類，分為壓力控制閥，流量控制閥和方向控制閥三大類，每一類又可以分為直接控制和先導(dǎo)控制兩種結(jié)構(gòu)形式，直接控制用的小流量小功率系統(tǒng)中，先導(dǎo)控制 用的大流量大功率系統(tǒng)中。 這些年來

13、國內(nèi)在液壓件清洗設(shè)備的研制和生產(chǎn)方面發(fā)展很快，但使用經(jīng)驗表明，還存在一些需要進一步改進和完善的問題。首先是通用清洗設(shè)備的適用性問題。對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜和具有內(nèi)部油路的零部件，采用通用清洗設(shè)備往往效果不理想，內(nèi)部殘留的污染物很難沖洗出來，因而應(yīng)考慮選用或設(shè)計專用的清洗設(shè)備。其次是關(guān)于清洗液的潔凈性問題。零件清洗過程中清洗液應(yīng)保持一定的清洗度，這對于零件裝配前的精密清洗尤為重要。目前國內(nèi)清洗設(shè)備較普遍地存在過濾裝置不夠完善的問題，過濾精度低，納垢容量小，不能有效的濾除從零件沖洗出來的顆粒污染物。有的清洗設(shè)備甚至沒有過濾設(shè)備，而是定期對清洗設(shè)備的清洗液進行過濾凈化。這樣，在清洗的初期清潔度可能符合要求

14、，但清洗到后期，由于污染物積累清洗液污染越來越嚴重，不僅達不到清洗的目的，反而污染了零件。因此，清洗設(shè)備必須裝社具有足夠高的過濾精度和納垢容量的過濾器。采用可清洗濾芯和增加外過濾系統(tǒng)，可提高過濾凈化能力并節(jié)約費用。 此次液壓皮輥機的技術(shù)要求是： 工作可靠、設(shè)計美觀、維護方便. 。 整臺機器的控制系統(tǒng)都由液壓系統(tǒng)控制。 設(shè)計的主要內(nèi)容包括：液壓皮輥機的總裝圖，非標準零件的設(shè)計，液壓缸的設(shè)計，電機及泵、閥、管件的選擇使用等等。為了使設(shè)計更趨于合理化、標注化、絕大多數(shù)零件都按照國家標注進行。 1 總體方案論證 方案論證 （1）在螺桿機構(gòu)加電機，但由于壓力較難控制。

15、 （2）用液壓代替可以很容易的控制。 1.1原始數(shù)據(jù)： 參照棉紡廠精梳機，粗紗和細紗機、并條機、條卷機等紡織設(shè)備中使用的各種規(guī)格丁氰皮輥的套入和壓出設(shè)備的參數(shù)。 套壓皮輥芯的直徑為Φ18～Φ35毫米。 套壓皮輥的長度為150毫米 摩擦力=959.825N 經(jīng)過查手冊得到 背壓p2=0.6Mpa 1.2機器的結(jié)構(gòu)和傳動原理 液壓式雙頭套皮輥機由機身、油路、傳動機構(gòu)及套壓機構(gòu)等主要部件所組成，各部分機構(gòu)和使用分述如下： (1)機身部分： 機身由油箱和工作臺面構(gòu)成一整體，油箱在機身的下部，中部裝的是油路傳動機構(gòu)，上部為上下油缸托腳，油缸下部為支架和導(dǎo)軌，下方為箱體。 (2)

16、液壓傳動機構(gòu) 液壓系統(tǒng)使用具有連續(xù)流動性的油液（即所謂的液壓油），通過液壓泵把驅(qū)動液壓泵的電動機的機械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，經(jīng)過各種各種控制閥送到作為執(zhí)行器的液壓缸中，再轉(zhuǎn)換成機械動力去驅(qū)動負載。 根據(jù)液壓系統(tǒng)原理設(shè)計液壓系統(tǒng)圖： 圖1-1 控制原理圖 1)油路傳動機構(gòu)如圖所示，有電動機傳動齒輪泵，出油口分兩路，一路進溢流閥和壓力表，另一路接分油器，在分油器上接有二位四通閥和單向閥，控制上下油缸動作，油箱采用20號機油。 2）套入機構(gòu) 形式有彈條筒套入，接桿壓入和接桿套壓入三種。 彈條筒套入 接桿壓入 接桿套壓入 2 液壓缸的設(shè)計 液壓缸在液壓系統(tǒng)中

17、的作用是將液壓能轉(zhuǎn)變成機械能，使機械實現(xiàn)直線運動，根據(jù)整個皮輥機的整體尺寸，初選定D=63.4mm，將液壓缸內(nèi)徑圓整為系列標準直徑D=63mm，活塞桿直徑d，按d/D=0.35mm及活塞桿直徑系列取d=22m。 液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算的。 壁厚按薄壁圓筒公式計算： δ≥PyD/2〔σ〕 [6] (4-2) 式中: δ—液壓缸壁厚（m） D—液壓缸內(nèi)徑（m） Py—實驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.25～1.5）倍（Mpa） 〔σ〕—液壓缸筒材料的許用應(yīng)力。取100Mpa δ ≥550101.256010-3/21003.1410-4 ≥

18、6.5（mm） 外徑D1=63+6.52=76（mm） 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外型長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。 綜合考慮取液壓缸缸體長度l=240(mm) 。 缸體主要技術(shù)要求為：有足夠的強度，等長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)實驗壓力而不致產(chǎn)生永久性變形；有足夠的剛度，等承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不致于產(chǎn)生彎曲；內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，等長期工作而磨損少，有高的幾何精度，足以保證活塞密封件的密封性。 缸筒毛坯：普通采用冷拔或熱扎無縫鋼管，國際市場上已有內(nèi)圓精研磨，外圓精加工，只需按所要求的長度

19、切割的無縫鋼管供應(yīng)。此外，較厚壁毛坯用鑄件和鍛件，或用厚鋼板卷成筒形，焊接后退火，焊縫須用X光或磁力探傷。 2.1 活塞和活塞桿的選擇 活塞是根據(jù)密封裝置型式來選用其結(jié)構(gòu)型式的。通常分為整體活塞和組合活塞兩大類。這次選用的是無導(dǎo)向環(huán)活塞，其材料是用高強度鑄鐵HT200～300制造的。采用“O”型密封圈，這樣的選擇使其結(jié)構(gòu)簡單，減少加工工作量，同時又能滿足使用要求。 根據(jù)實際需要，參考昆山協(xié)孚廠液壓皮輥機，選用實心活塞桿。實心桿制造工藝教簡單，故被采用。 活塞桿強度計算，主要驗算活塞桿壓縮或拉伸強度d2≥ 4FNs/3.14σ106 式中 F—液壓缸的最大推

20、力 σ—材料的屈服強度 Ns—屈服安全系數(shù) ， 一般Ns=2-4 由上式求出 d≥19.5（mm） 液壓缸用的活塞缸材料通常要求淬火深度一般為0.5～1mm，或活塞桿直徑每1mm淬深0.03mm。表面處理一般為：活塞桿表面須鍍硬烙，厚15-25μm，也有的要求鍍烙層30-50μm。防腐要求特別高的則要求先鍍一層軟烙，后鍍硬烙，鍍后拋光。 活塞桿外徑公差f7-f9 直線度≤0.02mm/100mm。 表面粗糙度：一般為Ra≤0.3-0.4μm，精度要求高時Ra≤0.1-0.2μm. 2.2活塞桿防塵圈及導(dǎo)向套的選擇 防塵圈設(shè)置在活塞桿或柱塞密封圈有三種

21、基本形式，防止外界灰塵、沙礫等異物進入液壓缸內(nèi)，以避免影響液壓系統(tǒng)的工作和液壓系統(tǒng)元件的使用壽命。 國家標準GB10708.3-89規(guī)定的橡膠防塵圈有三種基本形式：第一種形式是一種純橡膠圈，它適用于安裝在A型密封腔體內(nèi)起防塵作用。第二種形式是一種有金屬骨架的橡膠圈，它適用于安裝在B型密封腔體內(nèi)起防塵作用，第三種形式是一種有雙向唇的橡膠圈，它適用于安裝C型密封腔體內(nèi)起防塵和輔助密封的作用。 根據(jù)液壓手冊摘子GB6578-86 選用A.A型液壓缸活塞桿防塵圈， 參數(shù)： d—活塞桿直徑 s—密封溝槽經(jīng)向深度 L1—密封溝槽長度 L2—防塵圈極限長度 D1—密封溝槽底經(jīng) D2

22、—密封溝槽端部孔徑 C—導(dǎo)入角長度 R1，R2—圓角半徑 其值分別為： d=25 s=4 L1=5 L2=8 D1=33 D2=30.5 R1=0.3 R2=0.5 C=2 活塞桿導(dǎo)向套在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對活塞桿進行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有缸腔的密封。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置相處，損壞密封裝置。導(dǎo)向套的典型結(jié)構(gòu)型式有軸套式和端蓋式兩種。 1 結(jié)構(gòu) 查[5]表17-6-18，根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)的整體性考

23、慮及機械性能要求，在設(shè)計時采用了軸套式的活塞桿導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。 2 導(dǎo)向套的材料 金屬導(dǎo)向套一般采用磨擦系數(shù)小、耐磨性好的青銅材料制作，非金屬導(dǎo)向套可以用塑料（PA）、聚四乙烯（PTEE+玻璃纖維）或聚三氟氯乙烯材料制作。在設(shè)計中采用了金屬制作的導(dǎo)向套。 3 導(dǎo)向套長度的計算 1) 導(dǎo)向套尺寸配置 查[5]表17-6-19，導(dǎo)向套的主要尺寸是支承長度，通常按活塞桿直徑、導(dǎo)向套的型式、導(dǎo)向套材料的承壓能力、可能遇到的最大側(cè)向負載等因素來考慮。 2) 最小導(dǎo)向長度 導(dǎo)向長度過短，將使缸因配合間隙引起的初始撓度增大，影響液壓缸的工作性能和穩(wěn)

24、定性，因此，在設(shè)計時必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長度，一般缸的最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足： H〉S/20+D/2 m 而 S=254-150=104mm H——最小導(dǎo)向長度，m S——最大工作行程，m D——缸筒內(nèi)徑，m 導(dǎo)向套滑動面的長度A，在缸徑小于80mm時，取 A=（0.6～1.0）D 當(dāng)缸徑大于80mm時，取A=（0.6～1.0）*d 在本設(shè)計中缸徑為76mm＜80mm應(yīng)用公式： A=（0.6～1.0）*D 即 A=（0.6～1.0）*

25、63=38～63mm,取A=55mm。 4 加工要求 導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合為H8/f7，內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合為H9/f9。外圓與內(nèi)孔的同軸度公差不大于0.03mm，圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半，內(nèi)孔中的環(huán)行油槽和直油槽要淺而寬，以保證良好的潤滑。 3. 液壓泵的設(shè)計 3.1 液壓泵的設(shè)計根據(jù)泵的工作壓力和泵的流量確定 壓力的確定 F=F摩μ=959.8250.8=767.86N p1D2-p2(D2-d2)=F p1632-0.6106(632-222)=767.86

26、 p1=4.3Mp 流量的確定 Q=VA =0.004D2 =0.004632 =13ml/r 選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上并得P和Q值查閱液壓工程手冊，現(xiàn)選用CB-B25型齒輪泵，該參數(shù)為：理論排量q=16ml/r，泵的額定壓力5Mp，最好轉(zhuǎn)速1450r/min，驅(qū)動功率1.3kw。 4. 電動機選擇 原動機是許多機器中運動和動力的來源，其種類很多，有電動機、內(nèi)燃機、蒸汽機、水輪機、液壓機等。電動機構(gòu)造簡單、工作可靠、控制簡便、維護容易，一般生產(chǎn)機械上大多數(shù)均采用電動機驅(qū)動。本設(shè)計也采用

27、電動機作為原動力。 4.1 選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式 生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，如無特殊要求，通常都采用三相交流異步電動機。我國已制定統(tǒng)一標準的Y系列是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械。所以本設(shè)計采用Y系列三相異步電動機 4.2 確定電動機功率及其它參數(shù) 電動機的容量（功率）選的合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常工作，或使電動機因為長期過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運行，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費。

28、電動機的容量主要由電動機運行時的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況有關(guān)。電動機的工作情況一般可分為兩類：（1）用于長期連續(xù)運轉(zhuǎn)、載荷不變或很少變化的、在常溫下工作的電動機；（2）用于變載荷下長期用行的電動機、短時運行的電動機和重復(fù)短時運行的電動機。根據(jù)本設(shè)計的實際工程條件來看，應(yīng)該根據(jù)第一種情況來確定電動機。選擇這類電動機的容量，只需要使電動機的負載不超過其額定值，電動機便不會過熱。電動機的額定功率Pm等于或稍大于電機輸出功率P,即 Pm≥P。從手冊中選擇相應(yīng)的電機型號，而不必再作發(fā)熱計算。通常按照 Pm=(1-1.3)Po 選擇，電機功率大小應(yīng)視工作裝置可能的過載情況而定。 根據(jù)傳動原理圖

29、可知電機的功率主要根據(jù)泵的功率來確定。由資料可知 在本設(shè)計中工作阻力主要來源于皮輥對鐵芯的摩擦阻力。根據(jù)皮輥主要材料橡膠的性能以及幾何尺寸可以初步估計橡膠皮輥對鐵芯的彈性應(yīng)力為F=959.825N，由此可以知道橡膠皮輥對鐵芯的等效摩擦力（公式）為： 其中：u為橡膠材料對鑄鐵芯的摩擦系數(shù)，由資料可知u=0.8(此處為無潤滑狀態(tài))。 因此： 液壓缸的工作壓力即等于皮輥對鐵芯的摩擦力，即有公式： 式中：分別為液壓缸所受壓力和受力橫截面面積，由缸體設(shè)計可以知道25600x10-6m2 因此： 2.99x

30、104N/m2 即為油路壓力。 由控制原理圖可知，液壓油經(jīng)過油管回油到集成塊，根據(jù)油路壓力可以選擇集成塊組成部分：WE型電磁換向閥，BT-06-32型先導(dǎo)式溢流閥。同樣根據(jù)油路壓力可選擇泵的型號為CB-B25型齒輪泵，該泵參數(shù)為：理論排量q=25ml/r,泵的額定壓力為2.5MP，最高轉(zhuǎn)數(shù)1400r/min,驅(qū)動功率1.3KW。 根據(jù)以上資料，參考實際生產(chǎn)的條件，可選擇型號為Y90L-4的電機，其基本參數(shù)如下： 額定功率 Pm=1.5 Kw 額定轉(zhuǎn)速 Nm=1400 r/min 額定電壓 V=380 V 額定電流 A=3.7 A 其次電動機的外形尺寸、電動機中心

31、高、軸伸尺寸、鍵聯(lián)接尺寸等也均可在手冊中查得。 在本設(shè)計中，油路壓力損失未計入計算，但考慮到壓力損失，所以閥和泵的選擇均在無壓力損失的情況下選擇，這樣可以保證有足夠功率在實際生產(chǎn)中運行。 5 整機及其他附件的設(shè)計 5.1 機體設(shè)計 機體的設(shè)計是參照JT-SA808G型雙頭套皮輥機的設(shè)計方案，采用立式布置，采用立式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在與：加工和裝配工藝性好；同時，安裝、調(diào)試與運輸也都比較方便。其缺點是削弱了機身的剛性，這一弊端通常是用加強部件之間連接部位的剛度來補償。減少機器的占地空間，機體是用與安裝液壓缸、電機、泵、各類閥等部件。根據(jù)實際工程需要，本設(shè)計的機體主要采用焊接式。材料為Q235，對

32、于機體，前后和底板采用整體焊接，兩側(cè)采用鐵皮聯(lián)接。 在設(shè)計機體時應(yīng)注意以下幾點： (1) 焊接部位應(yīng)保持清潔，無雜物； (2) 未加工外表面涂防銹耐油油漆； (3) 焊接部分應(yīng)除去內(nèi)應(yīng)力； (4) 焊接處不得有焊接缺陷。 5.2 導(dǎo)軌設(shè)計 導(dǎo)軌的功用是向?qū)Ш统休d。設(shè)計時主要按照保證導(dǎo)向精度、耐磨性、低速運動的平穩(wěn)性、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好等基本要求來設(shè)計。導(dǎo)軌的材料主要有灰鑄鐵（HT150）、鋼、有色金屬、塑料等 導(dǎo)軌的主要類型有： (1)矩形導(dǎo)軌，其承載能力大，導(dǎo)軌垂直和水平方向誤差相互沒有影響，制造與維修方便，但側(cè)面存在誤差，影響導(dǎo)向精度，適應(yīng)于載荷較大、導(dǎo)向精度要求不太

33、高的場合； (2)三角形導(dǎo)軌，支承件導(dǎo)軌為凸形時，稱為山形導(dǎo)軌，反之稱為V形導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌在磨損后 ，在正向載荷的作用下，能自行補償磨損量，不產(chǎn)生間隙，導(dǎo)向精度較好，但垂直與水平方向的誤差相互影響，制造與維修困難； (3)燕尾形導(dǎo)軌，其高度尺寸較小，結(jié)果緊湊，能承受顛覆力矩，便于調(diào)整間。目前國內(nèi)外套皮輥機上的導(dǎo)軌所用的形式主要就是以上幾種形式。 參考以上幾種導(dǎo)軌，根據(jù)實際要求，本設(shè)計主要采用熱扎等邊角鋼（GB9787-88）來作為導(dǎo)軌，其結(jié)構(gòu)簡單，并且能夠滿足傳動要求。 導(dǎo)軌結(jié)合面之間都存在間隙。在調(diào)整間隙的裝置上有： (3) 壓板，壓板用螺釘緊固在運動部件上，可用刮研、墊片或平鑲條

34、來調(diào)整間隙； (4) 鑲條，鑲條有平鑲、楔形鑲條和壓板鑲條等。 5.3 其它 短皮輥的壓入主要是由接桿壓入，接桿的外徑根據(jù)鐵芯的直徑選擇。而導(dǎo)向頭則需要根據(jù)皮輥各自不同尺寸自制。 皮輥壓入壓出接桿種類見表5-1。 表5-1 皮輥參數(shù)表 頂桿外徑 適用鐵芯直徑 ￠16 ￠18 ￠18 ￠20 機器的維護注意：上活塞桿移動，必須注意安全操作，避免撞擊致使彎碰毛。不要將任何污物掉進油箱，從而引起油路堵塞。定期清理油箱及及時檢查各類閥的工作情況。 6 液壓閥及其管路的選擇 6.1 液壓閥概述 液壓閥的作用是在液壓系統(tǒng)中，液壓控制閥來控制液壓系統(tǒng)中的壓力，流量及油液的流動方

35、向，從而控制液壓缸或液壓馬達的啟動，停止，速度，方向力以及動作順序等，以滿足各種類型的液壓設(shè)備對運動，速度，力或轉(zhuǎn)矩的要求。任何一臺液壓設(shè)備或裝置的液壓系統(tǒng)中，液壓閥無論在品種還是數(shù)量上都占有相當(dāng)大的比重。因此，液壓閥性能的好壞對液壓系統(tǒng)的靜特性，動特性，工作可靠性有直接的影響。 對于液壓閥，除了要求滿足噪聲低、壽命長、抗污染能力強、小型化、輕量化、密封性能好、安裝、調(diào)整、維護保養(yǎng)方便等項性能指標以外，各類液壓閥還有其他特殊的要求。 液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。現(xiàn)在多運用液壓伺服系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)可分為泵控系統(tǒng)和閥控系統(tǒng)兩種基本類型。 泵控系統(tǒng)是通過用伺服閥改變泵的排

36、量來控制油液油量，從而改變執(zhí)行機構(gòu)的輸出速度，系統(tǒng)中的壓力則與負載相適應(yīng)。閥控制系統(tǒng)是直接由伺服閥來控制流入執(zhí)行機構(gòu)的流量，液壓油源通常是定壓力的，閥控和泵控相比，閥控具有較多的優(yōu)點，如響應(yīng)速度快，控制精度高，結(jié)構(gòu)較簡單。雖然它的效率較低，但由于性能優(yōu)越而得到廣泛的應(yīng)用。尤其在小功率系統(tǒng)中，幾乎采用閥控制系統(tǒng)。 6.2 溢流閥的選擇 溢流閥是通過閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力保持恒定，實現(xiàn)調(diào)壓，穩(wěn)壓和限壓。 對溢流閥的主要性能要求是：調(diào)壓范圍大，調(diào)壓偏差小，壓力振擺小，動作靈敏，過流能力大，壓力損失小，噪聲小。 本次設(shè)計采用的是BG系列閥 型號YF-L10C 通經(jīng)10mm

37、額定流量40L/min 調(diào)壓范圍35～140（Kgf/cm2 ） 6.3 方向控制閥的選用 單向閥的功能是只允許油液向一個方向流動，而不允許反向流動 根據(jù)液壓傳動手冊查得 選取MAC-01-30型號的單向閥。 選取兩位三通閥。兩位三通閥采用液控式。選用規(guī)格34DF3OE10BD。 6.4 其它附件 在液壓傳動中常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管。 鋼管能承受較高的壓力，廉價；但彎制比較困難，彎曲半徑不能太小，多用于壓力較高、裝配位置比較方便的地方。一般采用無縫鋼管，當(dāng)工作壓力小于1.6MPa時，也可用焊接鋼管。 銅管等承受的壓力較低（p≤6.3～10MPa），經(jīng)過

38、加熱冷卻處理后，銅管軟化，裝配時可按需要進行彎曲；但價貴且抗振能力較弱。 尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般只作回油管用。 膠管用作用聯(lián)結(jié)兩個相對運動的部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻繩或棉繩編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難，成本高，因此非必要時盡量不用。 管接頭的類型及特點： 擴口式管接頭。 利用管子端部擴口進行密封，不需要其他密封件。結(jié)構(gòu)簡單，適用于薄壁管件連接，工作壓力〈8MPa。 管路應(yīng)有彎，兩個固定元件中間的一段管子是不取的，因為熱變形會引起漏油哦或損壞。如

39、果一個液壓系統(tǒng)由幾個獨立的部分（如泵站、閥架、蓄能器架之類）組成，則每部分內(nèi)部的管路引到該部分的一個側(cè)面隔板或塊上接受，對外連接的個油口或接頭應(yīng)有與路圖上一致的標記，各油口之間要留出足夠的間距以便能單獨裝拆每根外部接管。 管路布置要橫平豎直，整齊美觀。管路不能妨礙液壓元件和設(shè)備部件的調(diào)整和更換，不能妨礙設(shè)備的運行，不能妨礙人員通道、維修區(qū)、操作者活動區(qū)的暢通。管路要能單獨拆除其他管路或元件。管路的布置、支撐和防護要把管路被損壞的可能性減至最少。管路應(yīng)有充分的支撐。對于直管段，外徑小于20mm的管子的支撐間距應(yīng)不大于1m；外徑在20～40mm在、之間者不大于2m；外徑大于40mm者不大于3m。

40、彎管的兩端及軟管的硬管端也應(yīng)設(shè)支撐。 本次管道初選用銅管，管子外徑D0=8mm,壁厚1mm。 7 油箱的設(shè)計 7.1液壓油箱的設(shè)計 油箱在液壓系統(tǒng)中也相當(dāng)重要 油箱在液壓系統(tǒng)中的主要功能是：1）儲存系統(tǒng)所需的足夠油液；2）散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的一部分熱量；3）分離油液中的氣體及沉淀污物。 油箱的作用是儲油、散熱、分離油中空氣、沉淀油液的污物等；有時油箱蓋還可用作液壓泵裝置和其它液壓元件的安裝底板。 在一般設(shè)備中，大多采用鋼板焊接的分離式油箱；極少采用與機床床身焊接或鑄造在一起的總體式油箱。 一、油箱的容量 油箱要有足夠的容量，以保證必要的散熱能力，在工作時還應(yīng)保持一定的

41、油位高度。由于工作條件的差異很大，而且影響散熱的因素很多液壓泵的流量、工作壓力不同，若系統(tǒng)效率不同，所需要散發(fā)的熱量也不相同，故一般的油箱有效容量其數(shù)值變化范圍很大，大多數(shù)中、低壓系統(tǒng)可按液壓泵每分鐘流量的3-6倍來估計，流量大、壓力低的取小值，流量小、壓力高的取大值。要求能容納停車時因重力等作用而返回油箱的油，同時工作時油面應(yīng)保持一定的高度。為了防止停車時，由于回油而使油液從油箱中溢出，故油面不宜太高，油箱的有效容量，一般按底面積乘以油箱高度的0.8倍來計算。 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 （p≤

42、2.5MPa）可?。? V=（2-4）qp [7]55 (6-1) 在中壓系統(tǒng)中 （p≤6.3MPa）可?。? V=（5~7）qp 在中高壓或高壓大功率系統(tǒng)中 （p≥6.3MPa）可取： V=（6~12）qp 式中 V—液壓油箱有效容積 qp—液壓泵額定流量 油箱的容積通常為液壓泵流量的3~5倍。油箱中的油液溫度一般推薦在30~50

43、0C范圍內(nèi)工作比較合適。 應(yīng)當(dāng)注意的是，設(shè)備停止運轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分油液會因重力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)超過液壓油箱高度的80%。 二、箱結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計 1、為防止灰塵或其他污物落入油箱內(nèi)，油箱應(yīng)采用密封結(jié)構(gòu)（如在蓋板處加密封墊，管口處加密封圈等），但不允許完全密封，要保持油箱內(nèi)外的氣壓相等,并可讓油中析出的氣體排出。因此,必須在油箱蓋上設(shè)置能透氣的空氣過濾器?？諝膺^濾器常設(shè)計成既能過濾空氣又能加油的結(jié)構(gòu)。如圖所示： 空氣過濾器 2、液壓泵的吸油管上應(yīng)安裝過濾精度為80或100um的網(wǎng)式或線隙式濾油器。濾油器與箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。管接頭和液壓泵本身必須嚴密密封，防止空氣吸入泵內(nèi)。吸油管和回油管應(yīng)插入最低油面以下，防止吸油時卷戲吸空氣或因流 液壓式雙頭套皮輥機設(shè)計