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

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1、揚(yáng)州職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) - 16 - 摘 要 液壓式雙頭套皮輥機(jī)主要是由許多通用部件和少量的專(zhuān)用部件組成的。本機(jī)適用于棉紡廠的精梳、并條機(jī)、粗紗機(jī)和細(xì)紗機(jī)等設(shè)備上用的各種規(guī)格丁氰皮輥的壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了自動(dòng)化的生產(chǎn)要求，并且機(jī)器在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中套入和壓出. 主要實(shí)物參照是由昆山協(xié)孚廠設(shè)制造的液壓皮輥機(jī)。液壓式雙頭套皮輥機(jī)設(shè)計(jì)，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(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上主要按照各零部件的材料選擇、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、結(jié)構(gòu)要求等來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)器。液壓式式雙頭套皮輥機(jī)主要是采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油缸傳動(dòng)，同時(shí)采用絲桿帶動(dòng)橫臂導(dǎo)桿在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)皮輥

2、的套入和壓出。本設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)，并且套皮輥機(jī)設(shè)計(jì)成雙頭，能同時(shí)完成兩個(gè)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　　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1 整體方案論證 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.1 原始數(shù)據(jù) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

3、．．．．．．．．．．．．．．．．．5 1.2 機(jī)器的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)原理 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2 液壓缸的設(shè)計(jì) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．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(jì) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

4、 3.1 液壓泵的設(shè)計(jì)根據(jù)泵的工作壓力和泵的流量確定 ．．．．．．．．．．．．．．．9 4 電動(dòng)機(jī)選擇 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 4.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.2 確定電動(dòng)機(jī)功率及其它參數(shù) 　?。?0 5 整機(jī)及其他附件的設(shè)計(jì) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 5.1 機(jī)體設(shè)計(jì)　?。?/p>

5、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 5.2 導(dǎo)軌設(shè)計(jì) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．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(jì) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 7.1 液壓油箱的設(shè)計(jì) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 8 集成塊設(shè)計(jì) ．．．．．．．．．．

7、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 9 濾油器的選用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 10 設(shè)計(jì)說(shuō)明 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 11 結(jié)論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 工作總結(jié) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 參考文獻(xiàn) ．．．．．

8、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 附件清單?。?1 前 言 這次我畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容為液壓式雙頭套皮輥機(jī)，主要實(shí)物參照是由昆山協(xié)孚廠設(shè)計(jì)制造的液壓皮輥機(jī)。需要解決的問(wèn)題就是完成整臺(tái)液壓式雙頭套皮輥機(jī)的工程設(shè)計(jì)。在原有機(jī)器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和調(diào)整。原有是采用螺桿壓下手動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，所以我進(jìn)行改造，用液壓控制，不僅能提高機(jī)械效率，還能減少勞動(dòng)強(qiáng)度。 液壓式雙頭套皮輥機(jī)設(shè)計(jì)，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(jì)的套皮輥機(jī)主要靠液壓方式傳動(dòng)，為了提高生產(chǎn)效率，套皮輥機(jī)設(shè)計(jì)成雙頭，能同時(shí)完成兩個(gè)皮輥的壓入、套出。 液壓傳動(dòng)有機(jī)械傳動(dòng)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。液壓元件的布置不受?chē)?yán)格的空間位置限制，系統(tǒng)中個(gè)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(dòng)系統(tǒng)可以在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速。另外液壓傳動(dòng)傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。除此以外，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)操作控制方便、省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、中遠(yuǎn)程距離控制、過(guò)載保護(hù)。與電氣控制、電子控制相結(jié)合，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過(guò)載保護(hù)。 而且液壓元件屬

10、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)件，標(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度較高，有利于縮短機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造周期和降低制造成本。 液壓傳動(dòng)突出的優(yōu)點(diǎn)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(wú)介質(zhì)費(fèi)用、泄露污染環(huán)境、介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充等問(wèn)題。 由于液壓傳動(dòng)是封閉的，多數(shù)情況下其元件均可由傳動(dòng)液壓自行潤(rùn)滑，因此磨損很小。液壓元件體積小、重量輕、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，便于集中大批量生產(chǎn)，加上近年發(fā)展起來(lái)的疊裝、插裝技術(shù)，裝配也很容易，因此造價(jià)低，比起其他機(jī)械傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)常為一種最為經(jīng)濟(jì)的選擇。 液壓傳動(dòng)是由17世紀(jì)帕斯卡提出的靜壓傳遞原理、18世紀(jì)末英國(guó)制造出世界上第一臺(tái)水壓機(jī)開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的，但液壓傳動(dòng)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(jì)中期以后的事情，特別是被20世紀(jì)第二次世界大戰(zhàn)期間戰(zhàn)爭(zhēng)的激勵(lì)，取得了很大進(jìn)展，整體上經(jīng)歷了開(kāi)關(guān)控制，伺服控制，比例控制3個(gè)階段。比例控制技術(shù)是20世紀(jì)60年代末人們開(kāi)發(fā)的一種可靠，廉價(jià)，控制精度和響應(yīng)特性，均能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)實(shí)際需要的控制系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)，點(diǎn)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(hù)條件苛刻，難以被工業(yè)界接受。希望有一種廉價(jià)，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(jī)械自動(dòng)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(shì)。 液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來(lái)控制液流的壓力、流

12、量和方向，保證執(zhí)行元件按照負(fù)載的需求進(jìn)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(hào)大小連續(xù)地成比例地對(duì)液壓系統(tǒng)的參量實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、計(jì)算機(jī)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(diǎn)是抗污染能力強(qiáng)，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(jiǎn)單，已或得了廣泛的運(yùn)用。 比例閥按主要功能分類(lèi)，分為壓力控制閥，流量控制閥和方向控制閥三大類(lèi)，每一類(lèi)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(lái)

13、國(guó)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(yàn)表明，還存在一些需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善的問(wèn)題。首先是通用清洗設(shè)備的適用性問(wèn)題。對(duì)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(lái)，因而應(yīng)考慮選用或設(shè)計(jì)專(zhuān)用的清洗設(shè)備。其次是關(guān)于清洗液的潔凈性問(wèn)題。零件清洗過(guò)程中清洗液應(yīng)保持一定的清洗度，這對(duì)于零件裝配前的精密清洗尤為重要。目前國(guó)內(nèi)清洗設(shè)備較普遍地存在過(guò)濾裝置不夠完善的問(wèn)題，過(guò)濾精度低，納垢容量小，不能有效的濾除從零件沖洗出來(lái)的顆粒污染物。有的清洗設(shè)備甚至沒(méi)有過(guò)濾設(shè)備，而是定期對(duì)清洗設(shè)備的清洗液進(jìn)行過(guò)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(lái)越嚴(yán)重，不僅達(dá)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(guò)濾精度和納垢容量的過(guò)濾器。采用可清洗濾芯和增加外過(guò)濾系統(tǒng)，可提高過(guò)濾凈化能力并節(jié)約費(fèi)用。 此次液壓皮輥機(jī)的技術(shù)要求是： 工作可靠、設(shè)計(jì)美觀、維護(hù)方便. 。 整臺(tái)機(jī)器的控制系統(tǒng)都由液壓系統(tǒng)控制。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：液壓皮輥機(jī)的總裝圖，非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)，液壓缸的設(shè)計(jì)，電機(jī)及泵、閥、管件的選擇使用等等。為了使設(shè)計(jì)更趨于合理化、標(biāo)注化、絕大多數(shù)零件都按照國(guó)家標(biāo)注進(jìn)行。 1 總體方案論證 方案論證 （1）在螺桿機(jī)構(gòu)加電機(jī)，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(jī)，粗紗和細(xì)紗機(jī)、并條機(jī)、條卷機(jī)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(zhǎng)度為150毫米 摩擦力=959.825N 經(jīng)過(guò)查手冊(cè)得到 背壓p2=0.6Mpa 1.2機(jī)器的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)原理 液壓式雙頭套皮輥機(jī)由機(jī)身、油路、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及套壓機(jī)構(gòu)等主要部件所組成，各部分機(jī)構(gòu)和使用分述如下： (1)機(jī)身部分： 機(jī)身由油箱和工作臺(tái)面構(gòu)成一整體，油箱在機(jī)身的下部，中部裝的是油路傳動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu) 液壓系統(tǒng)使用具有連續(xù)流動(dòng)性的油液（即所謂的液壓油），通過(guò)液壓泵把驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，經(jīng)過(guò)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(jī)械動(dòng)力去驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 根據(jù)液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)圖： 圖1-1 控制原理圖 1)油路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖所示，有電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪泵，出油口分兩路，一路進(jìn)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(dòng)作，油箱采用20號(hào)機(jī)油。 2）套入機(jī)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(jì) 液壓缸在液壓系統(tǒng)中

17、的作用是將液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，使機(jī)械實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)整個(gè)皮輥機(jī)的整體尺寸，初選定D=63.4mm，將液壓缸內(nèi)徑圓整為系列標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算的。 壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)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(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外型長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。 綜合考慮取液壓缸缸體長(zhǎng)度l=240(mm) 。 缸體主要技術(shù)要求為：有足夠的強(qiáng)度，等長(zhǎng)期承受最高工作壓力及短期動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(wú)縫鋼管，國(guó)際市場(chǎng)上已有內(nèi)圓精研磨，外圓精加工，只需按所要求的長(zhǎng)度

19、切割的無(wú)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(lái)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(lèi)。這次選用的是無(wú)導(dǎo)向環(huán)活塞，其材料是用高強(qiáng)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(jiǎn)單，減少加工工作量，同時(shí)又能滿足使用要求。 根據(jù)實(shí)際需要，參考昆山協(xié)孚廠液壓皮輥機(jī)，選用實(shí)心活塞桿。實(shí)心桿制造工藝教簡(jiǎn)單，故被采用。 活塞桿強(qiáng)度計(jì)算，主要驗(yàn)算活塞桿壓縮或拉伸強(qiáng)度d2≥ 4FNs/3.14σ106 式中 F—液壓缸的最大推

20、力 σ—材料的屈服強(qiáng)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(shí)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(jìn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(zhǎng)度 L2—防塵圈極限長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)活塞桿進(jìn)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(shí)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(jì)結(jié)構(gòu)的整體性考

23、慮及機(jī)械性能要求，在設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)中采用了金屬制作的導(dǎo)向套。 3 導(dǎo)向套長(zhǎng)度的計(jì)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(zhǎng)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(fù)載等因素來(lái)考慮。 2) 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)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(jì)時(shí)必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿足： H〉S/20+D/2 m 而 S=254-150=104mm H——最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，m S——最大工作行程，m D——缸筒內(nèi)徑，m 導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A，在缸徑小于80mm時(shí)，取 A=（0.6～1.0）D 當(dāng)缸徑大于80mm時(shí)，取A=（0.6～1.0）*d 在本設(shè)計(jì)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(rùn)滑。 3. 液壓泵的設(shè)計(jì) 3.1 液壓泵的設(shè)計(jì)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(cè)，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(dòng)功率1.3kw。 4. 電動(dòng)機(jī)選擇 原動(dòng)機(jī)是許多機(jī)器中運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的來(lái)源，其種類(lèi)很多，有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、水輪機(jī)、液壓機(jī)等。電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠、控制簡(jiǎn)便、維護(hù)容易，一般生產(chǎn)機(jī)械上大多數(shù)均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)也采用

27、電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力。 4.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式 生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，如無(wú)特殊要求，通常都采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。我國(guó)已制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械。所以本設(shè)計(jì)采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 4.2 確定電動(dòng)機(jī)功率及其它參數(shù) 電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選的合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作裝置的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因?yàn)殚L(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞；容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。

28、電動(dòng)機(jī)的容量主要由電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況有關(guān)。電動(dòng)機(jī)的工作情況一般可分為兩類(lèi)：（1）用于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變或很少變化的、在常溫下工作的電動(dòng)機(jī)；（2）用于變載荷下長(zhǎng)期用行的電動(dòng)機(jī)、短時(shí)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)和重復(fù)短時(shí)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際工程條件來(lái)看，應(yīng)該根據(jù)第一種情況來(lái)確定電動(dòng)機(jī)。選擇這類(lèi)電動(dòng)機(jī)的容量，只需要使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過(guò)其額定值，電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過(guò)熱。電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm等于或稍大于電機(jī)輸出功率P,即 Pm≥P。從手冊(cè)中選擇相應(yīng)的電機(jī)型號(hào)，而不必再作發(fā)熱計(jì)算。通常按照 Pm=(1-1.3)Po 選擇，電機(jī)功率大小應(yīng)視工作裝置可能的過(guò)載情況而定。 根據(jù)傳動(dòng)原理圖

29、可知電機(jī)的功率主要根據(jù)泵的功率來(lái)確定。由資料可知 在本設(shè)計(jì)中工作阻力主要來(lái)源于皮輥對(duì)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(jì)橡膠皮輥對(duì)鐵芯的彈性應(yīng)力為F=959.825N，由此可以知道橡膠皮輥對(duì)鐵芯的等效摩擦力（公式）為： 其中：u為橡膠材料對(duì)鑄鐵芯的摩擦系數(shù)，由資料可知u=0.8(此處為無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài))。 因此： 液壓缸的工作壓力即等于皮輥對(duì)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(jì)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(guò)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(hào)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(dòng)功率1.3KW。 根據(jù)以上資料，參考實(shí)際生產(chǎn)的條件，可選擇型號(hào)為Y90L-4的電機(jī)，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(dòng)機(jī)的外形尺寸、電動(dòng)機(jī)中心

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

32、于機(jī)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(jì)機(jī)體時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 焊接部位應(yīng)保持清潔，無(wú)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(jì) 導(dǎo)軌的功用是向?qū)Ш统休d。設(shè)計(jì)時(shí)主要按照保證導(dǎo)向精度、耐磨性、低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好等基本要求來(lái)設(shè)計(jì)。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(lèi)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(méi)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(chǎng)合； (2)三角形導(dǎo)軌，支承件導(dǎo)軌為凸形時(shí)，稱(chēng)為山形導(dǎo)軌，反之稱(chēng)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(bǔ)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(guó)內(nèi)外套皮輥機(jī)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(shí)際要求，本設(shè)計(jì)主要采用熱扎等邊角鋼（GB9787-88）來(lái)作為導(dǎo)軌，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且能夠滿足傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)部件上，可用刮研、墊片或平鑲條

34、來(lái)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(lèi)見(jiàn)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(jī)器的維護(hù)注意：上活塞桿移動(dòng)，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(jìn)油箱，從而引起油路堵塞。定期清理油箱及及時(shí)檢查各類(lèi)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(lái)控制液壓系統(tǒng)中的壓力，流量及油液的流動(dòng)方

35、向，從而控制液壓缸或液壓馬達(dá)的啟動(dòng)，停止，速度，方向力以及動(dòng)作順序等，以滿足各種類(lèi)型的液壓設(shè)備對(duì)運(yùn)動(dòng)，速度，力或轉(zhuǎn)矩的要求。任何一臺(tái)液壓設(shè)備或裝置的液壓系統(tǒng)中，液壓閥無(wú)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(duì)液壓系統(tǒng)的靜特性，動(dòng)特性，工作可靠性有直接的影響。 對(duì)于液壓閥，除了要求滿足噪聲低、壽命長(zhǎng)、抗污染能力強(qiáng)、小型化、輕量化、密封性能好、安裝、調(diào)整、維護(hù)保養(yǎng)方便等項(xiàng)性能指標(biāo)以外，各類(lèi)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?，F(xiàn)在多運(yùn)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(lèi)型。 泵控系統(tǒng)是通過(guò)用伺服閥改變泵的排

36、量來(lái)控制油液油量，從而改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出速度，系統(tǒng)中的壓力則與負(fù)載相適應(yīng)。閥控制系統(tǒng)是直接由伺服閥來(lái)控制流入執(zhí)行機(jī)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(diǎn)，如響應(yīng)速度快，控制精度高，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)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(guò)閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力保持恒定，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，穩(wěn)壓和限壓。 對(duì)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(dòng)作靈敏，過(guò)流能力大，壓力損失小，噪聲小。 本次設(shè)計(jì)采用的是BG系列閥 型號(hào)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(gè)方向流動(dòng)，而不允許反向流動(dòng) 根據(jù)液壓傳動(dòng)手冊(cè)查得 選取MAC-01-30型號(hào)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(dòng)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(jià)；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(wú)縫鋼管，當(dāng)工作壓力小于1.6MPa時(shí)，也可用焊接鋼管。 銅管等承受的壓力較低（p≤6.3～10MPa），經(jīng)過(guò)

38、加熱冷卻處理后，銅管軟化，裝配時(shí)可按需要進(jìn)行彎曲；但價(jià)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(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shí)盡量不用。 管接頭的類(lèi)型及特點(diǎn)： 擴(kuò)口式管接頭。 利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需要其他密封件。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于薄壁管件連接，工作壓力〈8MPa。 管路應(yīng)有彎，兩個(gè)固定元件中間的一段管子是不取的，因?yàn)闊嶙冃螘?huì)引起漏油哦或損壞。如

39、果一個(gè)液壓系統(tǒng)由幾個(gè)獨(dú)立的部分（如泵站、閥架、蓄能器架之類(lèi)）組成，則每部分內(nèi)部的管路引到該部分的一個(gè)側(cè)面隔板或塊上接受，對(duì)外連接的個(gè)油口或接頭應(yīng)有與路圖上一致的標(biāo)記，各油口之間要留出足夠的間距以便能單獨(dú)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(yùn)行，不能妨礙人員通道、維修區(qū)、操作者活動(dòng)區(qū)的暢通。管路要能單獨(dú)拆除其他管路或元件。管路的布置、支撐和防護(hù)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(duì)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(jì) 7.1液壓油箱的設(shè)計(jì) 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(chǔ)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(chǔ)油、散熱、分離油中空氣、沉淀油液的污物等；有時(shí)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(jī)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(shí)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(lái)估計(jì)，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(chē)時(shí)因重力等作用而返回油箱的油，同時(shí)工作時(shí)油面應(yīng)保持一定的高度。為了防止停車(chē)時(shí)，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(lái)計(jì)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(lái)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）可取： V=（5~7）qp 在中高壓或高壓大功率系統(tǒng)中 （p≥6.3MPa）可?。? 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(yùn)轉(zhuǎn)后，設(shè)備中的那部分油液會(huì)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(guò)液壓油箱高度的80%。 二、箱結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì) 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(guò)濾器?？諝膺^(guò)濾器常設(shè)計(jì)成既能過(guò)濾空氣又能加油的結(jié)構(gòu)。如圖所示： 空氣過(guò)濾器 2、液壓泵的吸油管上應(yīng)安裝過(guò)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(yán)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(shí)卷戲吸空氣或因流 液壓式雙頭套皮輥機(jī)設(shè)計(jì)