【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 所以強(qiáng)度符合要求，校核完畢。剪切鋼坯工作循環(huán)周期T==式中： —鋼坯定尺長(zhǎng)度 2m/min—拉坯速度.。由鋼坯接觸定尺裝置觸球?yàn)榧羟兄芷陂_(kāi)始，橫移缸，抬升缸開(kāi)始動(dòng)作，抬升缸抵達(dá)指定位置后剪切缸動(dòng)作，剪斷鋼坯即剪切缸觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)上觸點(diǎn)，為剪切缸，抬升缸，橫移缸反向行程開(kāi)始時(shí)間。待各缸全部退回，剪切一周期結(jié)束，等待下一周期開(kāi)始，依次循環(huán)。由小車(chē)行程約800mm，得t===24s即在t=24s時(shí)剪斷鋼坯。抬升缸：抬升缸抬升即上刀臺(tái)下降時(shí)間約取t1=5sv1===抬升缸下降即上刀臺(tái)上升時(shí)間約取t2=3sv2===9m/min式中： L=450m=㎜，液壓缸行程。剪切缸：抬升缸自鎖后，剪切缸即開(kāi)始動(dòng)作。工進(jìn)時(shí)間 t3=tt1=19s工進(jìn)速度 v3===快退時(shí)間 t4=6s快退速度 v4===橫移缸：右移時(shí)間 t5=24s右移速度 v5=2m/min左移時(shí)間 t6=6s左移速度 v6===8m/min 式中： L—小車(chē)行程。根據(jù)已經(jīng)確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸，可以計(jì)算出各個(gè)執(zhí)行元件在各個(gè)工作階段的實(shí)際所需流量。表37 各工況所需流量工況執(zhí)行元件名稱(chēng)運(yùn)動(dòng)速度v/m/min結(jié)構(gòu)參數(shù)A/mm2流量Q/L/min計(jì)算公式上刀下降抬升缸804Q=A1v小車(chē)啟動(dòng)橫移缸0105980Q=A2v小車(chē)右移橫移缸210598Q=A2v下刀上升剪切缸282600Q=A1v下刀下降剪切缸86350Q=A2v上刀上升抬升缸9490Q=A2v小車(chē)左移橫移缸820096Q=A1v由于液壓系統(tǒng)工作時(shí)回油路安裝有背壓閥，所以系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力需要將其考慮進(jìn)去，如下表所示為各個(gè)缸的實(shí)際工作壓力。表38各工況工作壓力工況執(zhí)行元件名稱(chēng)負(fù)載F/N背壓力P2MPa結(jié)構(gòu)參數(shù)mm2工作壓力P1/MPa計(jì)算公式A1A2上刀下降抬升缸3437804490小車(chē)啟動(dòng)橫移缸3556402009610598小車(chē)右移橫移缸653472009610598下刀上升剪切缸106028260086350下刀下降剪切缸431628260086350上刀上升抬升缸36281804490小車(chē)左移橫移缸25522009610598圖31各缸位移時(shí)間圖圖32 各缸速度時(shí)間圖圖33各液壓缸的壓力循環(huán)圖 確定剪切機(jī)液壓系統(tǒng)的總組成及作用 用于將軋件剪切成規(guī)定尺寸的機(jī)械稱(chēng)為剪切機(jī)。由液壓作為主傳動(dòng)的剪切機(jī)叫做液壓剪切機(jī)。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五部分組成，即動(dòng)力組件、執(zhí)行組件、控制組件、輔助組件和液壓油。在小方坯液壓剪切機(jī)系統(tǒng)中都將被設(shè)計(jì)到。剪切機(jī)動(dòng)力組件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。在本套系統(tǒng)中采用一個(gè)定量泵和一個(gè)變量泵供油。執(zhí)行組件（如液壓缸和液壓馬達(dá)）的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。小方坯液壓剪切機(jī)主要采用三個(gè)執(zhí)行組件，剪切缸、上刀臺(tái)抬升缸和輥道小車(chē)橫移缸，對(duì)于單純且簡(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)，由剪切機(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(chēng)，往返不對(duì)稱(chēng)的直線運(yùn)動(dòng)。剪切機(jī)控制組件（即各種液壓閥）在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量、和方向。根據(jù)控制功能的不同，其液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又可分為溢流閥（安全閥）、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、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同液壓閥可分為開(kāi)關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。系統(tǒng)中將用到大部分常見(jiàn)的控制組件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化。系統(tǒng)的輔助組件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位溫度計(jì)等，起連接、輸油、貯油、過(guò)濾、貯存壓力和測(cè)量等的作用。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)。有各種礦物油、乳化油和合成型液壓油幾大類(lèi)。系統(tǒng)選用20號(hào)機(jī)械油。 剪切缸基本回路的確定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)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)。液壓缸慢進(jìn)速度由變量泵調(diào)節(jié)，以減少功率損耗和系統(tǒng)發(fā)熱；快退時(shí)由調(diào)速閥調(diào)節(jié)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。因剪切缸回程時(shí)，所受負(fù)載為負(fù)，故調(diào)速閥裝在回程回油路上。2）壓力控制方案剪切缸在剪斷鋼坯時(shí)剪切力突然消失，使活塞由于慣性突然前沖，引起液壓沖擊，故在液壓缸端部安裝蓄能器，吸收多余能量，減少液壓沖擊，實(shí)現(xiàn)緩沖。此回路用變量泵供油，故在回路中設(shè)置安全閥起安全保護(hù)作用。為減小回路中液壓沖擊，采用電液換向閥。圖34剪切缸基本回路抬升缸基本回路確定雙液控單向閥鎖緊回路：由于上刀臺(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，上刀臺(tái)必須具有高的位置精度，采用雙液控單向閥鎖緊回路。它能在液壓缸不工作時(shí)使活塞迅速平穩(wěn)、可靠且長(zhǎng)時(shí)間地被鎖緊，不為向上的剪切力所移動(dòng)。當(dāng)液壓缸上腔不進(jìn)油時(shí)液控單向閥關(guān)閉，液壓缸下腔不能回油，活塞被鎖緊不能下落。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)。但因抬升缸所需鎖緊時(shí)間僅為19s。故滿(mǎn)足要求。圖35抬升缸基本回路 橫移缸基本回路的確定為實(shí)現(xiàn)同步剪切運(yùn)動(dòng)，必須使小車(chē)移動(dòng)速度與鋼坯運(yùn)動(dòng)速度相等，這就需要用速度傳感器將鋼坯的運(yùn)動(dòng)速度與橫移缸的運(yùn)動(dòng)速度測(cè)出，然后進(jìn)行比較，將差值快速的轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳給橫移缸的主控閥，使液壓小車(chē)的橫移速度迅速達(dá)到鋼坯的運(yùn)動(dòng)速度，并且與它同步運(yùn)動(dòng)；而當(dāng)剪切機(jī)將鋼坯剪斷后，小車(chē)有需要快速的退回，因此，有必要選用高控制精度的比例閥。由于橫移缸和抬升缸共用定量泵，且橫移缸負(fù)載遠(yuǎn)大于抬升缸，要求兩缸互不干擾動(dòng)作，故在橫移缸回路加減壓閥，以控制抬升缸回路壓力，達(dá)到兩缸同時(shí)動(dòng)作。圖36 比例閥調(diào)速回路 制定順序動(dòng)作方案鋼坯斷面接觸定尺裝置觸球時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，啟動(dòng)抬升缸和橫移缸電磁鐵開(kāi)始動(dòng)作→ 抬升缸完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)，關(guān)閉抬升缸電磁鐵，使抬升缸自鎖，并啟動(dòng)剪切缸電磁鐵使其動(dòng)作→ 當(dāng)剪切缸剪切鋼坯完畢，刀片移動(dòng)到上行程時(shí)，通過(guò)上行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)，使剪切缸，抬升缸和橫移缸均反向動(dòng)作→ 剪切缸觸發(fā)下行程開(kāi)關(guān)時(shí)，停止動(dòng)作→ 橫移缸觸發(fā)左側(cè)行程開(kāi)關(guān)時(shí)，停止動(dòng)作→ 抬升缸觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)時(shí)，停止動(dòng)作→ 等待下一周期運(yùn)行。剪切缸承受負(fù)載壓力大，屬于高壓系統(tǒng)。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。橫移缸和抬升缸所承受負(fù)載不是很大，屬于中壓系統(tǒng)，可使用定量葉片泵為動(dòng)力源。圖37 液壓原理圖表39 剪切機(jī)電磁鐵工作循環(huán)表動(dòng)作名稱(chēng)發(fā)訊元件電磁鐵DT1DT2DT3DT4DT5DT6DT上刀下降XK3+小車(chē)右移XK3+鎖緊上刀XK5下刀上升XK5+上刀快退XK1+小車(chē)左移XK1+下刀快退XK1+上刀復(fù)位XK6小車(chē)復(fù)位XK4下刀復(fù)位XK21）.確定液壓泵的最大工作壓力Pp （312）式中：—液壓缸最大工作壓力；=—進(jìn)油路上總壓力損失，=則：=+= MPa∵所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%～60%∴選取的液壓泵要求額定壓力為 2）.液壓泵流量的確定 （313）式中： K—系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取K=～，這里取K=； —高壓系統(tǒng)液壓缸最大總流量，=268L/min則： =268=322 L/min故選用A7V250型斜軸式軸向柱塞泵，其額定壓力為35MPa，額定流量為364 L/min，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min。（參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四卷）》P19175表19551） 低壓系統(tǒng)液壓泵的選擇1）.確定液壓泵的最大工作壓力Pp 式中：—液壓缸最大工作壓力；=—進(jìn)油路上的總壓力損失，=則：=+= MPa考慮儲(chǔ)備取7 MPa。2）.液壓泵流量的確定 式中： K—系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取K=～，這里取K=； —高壓系統(tǒng)液壓缸最大總流量，=則： ==169 L/min故選用YBC171B型葉片泵，其額定壓力為7MPa，額定流171 L/min，額定轉(zhuǎn)速為1000r/min。（參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷P19136表19516） 高壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率為： （314）式中：—液壓泵最大工作壓力，=—液壓泵額定流量，=364L/min—液壓泵總效率，=則：考慮到剪切時(shí)間很短，而電動(dòng)機(jī)一般允許在短時(shí)間內(nèi)超載25%，因此， 故根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五卷，選定Y315m—4w型三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為132KW，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 低壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的確定式中：—液壓泵最大工作壓力，=7MPa—液壓泵額定流量，=171L/min—液壓泵總效率，=則故根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五卷，選定Y225M6型三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為30KW，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min。 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類(lèi)元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號(hào)和規(guī)格，見(jiàn)下表表310液壓剪切機(jī)液壓閥及附件明細(xì)表序號(hào)名稱(chēng)通徑型號(hào)規(guī)格最大實(shí)際流量數(shù)量壓力MPa流量L/min1截止閥50CJZF50L2526812過(guò)濾器50QUIE400403240026813安全閥30BG03V32259614單向閥20RVP20B30026815截止閥50CJZF50L2516壓力表Y2000～253117電磁換向閥164WEG16G20B2830026818單向調(diào)速閥30MSA30EF2130026819蓄能器50NXQ2L100600535110單向閥40RVP40B600535111過(guò)濾器55QUIE7001032700535112冷卻器3210535113單向閥40RVP40B600535114電磁換向閥64WE6G50B3580115雙液控單向閥6Z2S660116截止閥50CJZF50L165217過(guò)濾器50QUIE4004032400165118溢流閥30BG0332～25300268119單向閥20RVP20B300120截止閥50CJZF50L121壓力表Y2000～2531122減壓閥32DRC321300123電磁換向閥164WEG16G20B28300124單向閥16RVP16B260125比例流量閥162FRE16