【正文】 油時(shí)，油液不能從油箱溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時(shí)，油箱的液外不低于最低限度。 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 36 頁 共 50 頁 圖 43擴(kuò)口式管接頭 擴(kuò)口式管接頭：特點(diǎn)：利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需要其他密封件。經(jīng)綜合考慮，本設(shè)計(jì)中的油管選用鋼管。 紫銅管能承受的壓力較低（ 10p Mpa? ），經(jīng)過加熱冷卻處理后，紫銅管軟化，裝配時(shí)可按需要進(jìn)行彎曲；但價(jià)貴且抗振能力較弱。把做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進(jìn)行布局，有的液壓元件需要連接 板，則樣板應(yīng)以連接板為準(zhǔn)。 集成塊設(shè)計(jì)步驟為 : ① 制作液壓元件樣板。 （ 2）頂蓋及測(cè)壓塊設(shè)計(jì) 頂蓋的主要用途是封閉油路，安裝壓力表開關(guān)及壓力表來觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力的。其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積更小，重量更輕，無管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄露、振動(dòng)和噪聲。管式元件通過油管來實(shí)現(xiàn)相互之間的連 接液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。此處采用軸套式 圖 34 導(dǎo)向套結(jié)構(gòu) 其優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)向套一般安裝在密封圈缸筒油腔之間，以利用缸內(nèi)的壓力油對(duì)導(dǎo)向套進(jìn)行潤(rùn)滑。設(shè)計(jì)液壓缸缸筒時(shí)，應(yīng)該正確確定各部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運(yùn)動(dòng)速度和有效行程，同時(shí)還必須具有一定的強(qiáng)度，能足以承受液壓力、負(fù)載力和意外的沖擊力；缸筒的內(nèi)表面應(yīng)具有合適的尺寸公差等級(jí)、表面粗糙度和形位公差等級(jí)，以保證液壓缸的密封性，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和耐用性。安裝時(shí) 應(yīng)防止密封圈扭轉(zhuǎn)。 液壓缸是液壓傳動(dòng)的執(zhí)行元件，它和主機(jī)工作機(jī)構(gòu)有直接的聯(lián)系，對(duì)于不同的機(jī)種和機(jī)構(gòu)，液壓缸具有不同的用途和工作要求。 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 24 頁 共 50 頁 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 驗(yàn)算回路中壓力 損失 切斷缸回路的壓力損失 管路系統(tǒng)上的壓力損失由管路的沿途損失 △ P管件局部損失△ P2和控制閥的壓力損失△ P3三部分組成： △ P=∑ △ P1+∑ △ P2+∑ △ P3 1）沿程壓力損失 由于液體在同一管路中，液體的平均流速越大，他的沿程壓力損失就越大，因此，所需考慮的是切斷缸流量最大時(shí)即快進(jìn)時(shí)的進(jìn)油路壓力損失 。 2）液壓泵流量的確定 Qp≥ K∑ Qmax 式中： K—— 系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取 K=~，這里取 K=； ∑ Qmax—— 高壓系統(tǒng)液壓 缸最大總流量，∑ Qmax= L/min； 則： Qp= 5=6 L/min 故選用 A7V20 型斜軸式軸向柱塞泵，其額定壓力為 35MPa,額定流量為 L/min，額定轉(zhuǎn)速為 4100r/min。但由于液控單向閥有一定泄露，因此，鎖緊時(shí)間不能太長(zhǎng)。 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 14 頁 共 50 頁 擬定液壓執(zhí)行組件運(yùn)動(dòng)控制回路 切斷缸 基本回路的確定 1） .容積節(jié)流調(diào)速回路 容積節(jié)流調(diào)速回路一般用變量泵供油，用流量控制閥 調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與所需油量相適應(yīng)。壓力控制閥又可分為溢流閥、減 壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流閥、集流閥等；方向控制閥包括單向閥、換向閥等。 表 24 切斷缸所需的 實(shí)際壓力和功率 工作循環(huán) 計(jì)算公式 負(fù)載 F 進(jìn)油壓力jp 回油腔背壓bp 輸入功率 P N ap Pa kW 快進(jìn) jp=12A ApF b? P=jpq 2 106 4 105 1 工進(jìn) jp=12A ApF b? P=jpq 13333.33 3 106 4 105 3 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 12 頁 共 50 頁 返回 jp=21A ApF b? P=jpq 3 106 4 105 7 表 25 撥盤缸所需的實(shí)際壓力和功率 工作循環(huán) 計(jì)算公式 負(fù) 載 F 進(jìn)油壓力jp 背壓bp 輸入功率 P N ap Pa kW 快進(jìn) jp=12A ApF b? P=jpq 2 106 4 105 1 返回 jp=21A ApF b? P=jpq 3 106 4 105 1 表 26 夾緊缸所需的實(shí)際壓力和功率 工作循環(huán) 計(jì)算公式 負(fù)載 F 進(jìn)油壓力jp 背壓bp 輸入功率 P N ap Pa kW 夾緊 P=jpq 2 106 4 105 放松 0 4 105 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 13 頁 共 50 頁 P=jpq 3 制定液壓系統(tǒng)基本方案和擬定液壓系統(tǒng)圖 制定基本方案 確定切斷機(jī)液壓系統(tǒng)的總主組成及作用 用于將工件剪切成規(guī)定尺寸的機(jī)械稱為切斷機(jī)。 設(shè)計(jì)參數(shù) 快進(jìn)負(fù)載 G1=200N 切斷負(fù)載 G2=12020N 返回負(fù)載 G3=300N 快進(jìn)返回速度 V1=1m/min 工進(jìn)速度 V2=切斷缸活塞直徑 D1=80mm 切斷缸活塞桿直徑 d1=40mm 撥盤缸活塞直徑 D2=40mm 撥盤缸活塞桿直徑 d2=28mm 液壓缸機(jī)械效率 η = 回油腔背壓 pb= 夾緊缸夾緊時(shí)工作壓力 5 MPa， 夾緊缸與撥盤缸型號(hào)相同 切斷機(jī)工作環(huán)境溫度 10℃ ~35℃ 進(jìn)行工況分析，確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 液壓缸的載荷計(jì)算 活塞上載荷力 ： F=G/η η 液壓缸的機(jī)械效率，一般取 ~，這里 η = 求得相應(yīng)的作用與活塞上的載荷力 ，并列于表 21 表 21 各液壓缸載荷力 液壓缸名稱 工況 液壓缸外負(fù)載 G/N 活塞上載荷 F/N 切斷缸 快進(jìn) 200 200/= 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 8 頁 共 50 頁 工進(jìn) 12020 12020/=13333.33 返回 300 300/= 撥盤缸 快進(jìn) 200 200/= 返回 300 300/= 初選系統(tǒng)的工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設(shè)備的類型來定，還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件的供應(yīng)情況等的限制。 1)國(guó)外切斷機(jī)偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機(jī)偏心距 24mm，而國(guó)內(nèi)一般為 17mm．看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來麻煩，不易管理．因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r(shí) ，不是換刀墊就是換刀片，有時(shí)還需要轉(zhuǎn)換角度。因此液壓基本回路的作用就有三個(gè)方面：控制壓力、流量的大小，控制流動(dòng)的方向。其中，刀架系統(tǒng)單獨(dú)采用變量泵驅(qū)動(dòng)，而載物臺(tái)抬升系統(tǒng)和工件夾緊系統(tǒng)共用一個(gè)定量泵，其動(dòng)作由換向閥實(shí)現(xiàn) 。液壓切斷機(jī)比火焰切割機(jī)運(yùn)行成本低，而在同等體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動(dòng)力；同樣在同等的功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。 切斷機(jī)液壓系統(tǒng)主要由三部分組成。液壓傳動(dòng)有以下優(yōu)點(diǎn)：易于獲得較大的力或力矩，功率重量比大，易于實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)較大范圍的無級(jí)變速，傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)快速而且無沖擊，與機(jī)械傳動(dòng)相比易于布局和操縱，易于防止過載事故，自動(dòng)潤(rùn)滑、元件壽命較長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。而目前比較多的是應(yīng)該屬于液壓鋼筋切斷機(jī) 液壓鋼筋切斷機(jī)又分為充電式和便攜式兩大類。尤其對(duì)外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角，整機(jī)光潔美觀。 撥盤缸與夾緊缸 已知：快進(jìn)負(fù)載 G1=200N 返回負(fù)載 G3=300N 快進(jìn)返回速度 V1=1m/min 活塞直徑 D=40mm 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 10 頁 共 50 頁 活塞桿直徑 d=28mm 液壓缸機(jī)械效率 η = 背壓 pb= 按標(biāo)準(zhǔn)直徑算出液壓缸有效面積 A1=4π D2=4π (40 103)2m2= 104 m2 A2=4π （ D2 d2） = 4π (40 10328 103)2m2= 104 m2 活塞桿強(qiáng)度校核 σ =24maxdπF≤【 σ 】 式中： Fmax—— 活塞桿所受的最大載荷， Fmax=300N D—— 活塞桿直徑， d=28 103m 所以有： σ = 45 6)1028( 300 ??? ?Pa 活塞桿材料為碳鋼 ??? ??? =100~120M Pa ∵ σ ≤ ??? ∴強(qiáng)度符合，校核完畢。本方案主要采用三個(gè)執(zhí)行組件：切斷缸、撥盤缸和夾緊缸，對(duì)于簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用液壓缸直接驅(qū)動(dòng)，有切斷機(jī)的特點(diǎn)決定，可采用單活塞桿液壓缸，其有效工作面積大，雙向不對(duì)稱，往返不對(duì)稱的直線運(yùn)動(dòng)。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)。 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 15 頁 共 50 頁 圖 21 切斷缸基本回路 撥盤缸基本回路的確定 雙液控單向閥鎖緊回路 由于載物臺(tái)在剪切時(shí)承受極大的載荷，為了在極大沖擊下仍具有較好的剪切效果，載物臺(tái)必須具有較高的精度，采用雙液控單向閥鎖緊回路。而柱塞泵的柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，易得到高精度的配合，可在高壓下工作，故選用柱塞泵。 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 21 頁 共 50 頁 液壓閥的選擇 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號(hào)和規(guī)格，見下表 表 28 液壓切斷機(jī)液壓閥及附件明細(xì)表 序 號(hào) 名稱 通 徑 型號(hào) 規(guī)格 數(shù) 量 壓力 MPa 流 量 L/min 1 過濾器 12 WU16 180 16 1 2 安全閥 10 J36B 1 3 單向閥 10 RFBG04132 ~7 1 4 壓力表 5 YN60 1 5 電磁換向閥 6 34E0H6BT 6 1 6 單向調(diào)速閥 10 RFBG04132 1 7 蓄能器 20 17 1 8 冷卻器 1 9 過濾器 12 WU16 180 16 1 10 單向閥 10 RFBG04132 ~7 1 11 電磁換向閥 6 34E0H6BT 6 1 12 雙液控單向閥 10 RFBG04132 1 13 溢流閥 10 YFB10B ~7 40 1 14 過濾器 12 WU16 180 16 1 15 單向閥 10 RFBG04132 ~7 1 16 壓力表 5 YN60 1 17 電磁換向閥 241D63BH 32 1 18 壓力繼電器 HED2O 1 切斷機(jī)液壓系統(tǒng) 第 22 頁 共 50 頁 管路的選擇 由于本液壓系統(tǒng)管路較為復(fù)雜， 根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定管道尺寸。 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱升溫 在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占用的時(shí)間最長(zhǎng)，所以系統(tǒng)的發(fā)熱主要是工進(jìn)階段造成的，故按工進(jìn)工況驗(yàn)算系統(tǒng)溫升。取 A=1 80=80mm； M—— 活塞桿密封長(zhǎng)度，有密封方式?jīng)Q定； C—— 其他長(zhǎng)度， C=30mm； 故缸筒長(zhǎng)度為： L=640+80+80+15+30=845mm 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面到中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H。 ③ 內(nèi)表面在活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長(zhǎng)期工作而磨損少，尺寸公差等級(jí)和形位公差等級(jí)足以保證活塞密封件的密封性。 桿外端，由于工作時(shí)軸線固定不動(dòng)，故采用小螺柱頭。油缸的進(jìn)、出油口均可布置在端蓋或缸筒上，此處布置在缸筒上。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度高差，互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困 難，使用受到限制。液壓集 成回路設(shè)計(jì)完成后，要和液壓回路進(jìn)行比較，分析工作原理是否相同，否則說明液壓集成回路出了差錯(cuò)。過渡板厚度為 35 40mm，在不影響其它部件工作的條件下，其長(zhǎng)度可稍在于集成塊尺寸?？着c孔之間的連接孔 (即工藝孔 )用螺塞在集成塊表面堵死。 管路的選擇 管路材料的選擇 在液壓傳動(dòng)裝置中， 常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。低壓膠管是麻線或棉線編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。 圖 41焊接式管接頭 焊接式管接頭：特點(diǎn)：利用接管與管子焊接，并用 O形密封圈端面密封。 經(jīng)綜合考慮本設(shè)計(jì)選用卡套式端直通管接頭。為防止油液被空氣污染，在 油箱頂部設(shè)置空氣濾清器，并兼作注油口用。過濾網(wǎng)通常 使用 50 100 目左右的金屬網(wǎng)。 ④ 吸油管 吸油管前一般應(yīng)設(shè)置濾油器，其精度為 100 200 目的網(wǎng)式或間隙式濾油器。 ② 在接合面上需襯入密封填料、密封膠和液態(tài)密封