【導(dǎo)讀】鋼坯在剪后由輥道1加速使剪后鋼坯與未剪鋼坯迅速分離，然后通過(guò)移鋼裝置將鋼坯移送到輥道2. 上，由輥道2將鋼坯運(yùn)送到均整機(jī)處。本次設(shè)計(jì)中對(duì)雙輥道和移鋼機(jī)構(gòu)進(jìn)行了主要設(shè)計(jì)。這樣設(shè)計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)就是利用液壓系統(tǒng)控制上的優(yōu)勢(shì)，可充分發(fā)揮設(shè)備性能，而且能滿足動(dòng)

　　

【正文】 。 如圖 可知： ?? ??? = ? 故 9 0 1 4 7 .3?? ? ? ? ? 因此 90 42 .7?? ? ? ?? ? 故 90 2 20??? ? ? ? ? ? ? 液壓缸推力的計(jì)算 當(dāng)升降阻力全部轉(zhuǎn)換扭矩時(shí)有： 21 MM ? () 1M — 液壓缸給 1R 桿的扭矩 2M — 升降阻力給 2R 桿的阻力矩 其中， 1M = 1cosFR??? () 內(nèi)蒙古科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 19 F— 液壓缸推力 2M = 2GR? （ ） G— 擺桿支撐的全部載荷 G= 1 2 22G G G?? () 1G — 導(dǎo)軌的重力 2G — 橫移小車的重力 3G — 鋼坯的重力 橫移小車有兩種，重量分別為 242kg 和 375kg；導(dǎo)軌的重量為 488kg?，F(xiàn)以升降機(jī)構(gòu)承受最大載荷，即輥道上承載 3 根 280 280，長(zhǎng) 的鋼坯來(lái)計(jì)算液壓缸的推力。故鋼坯的總重量為 3Q ， 3Q =3 v? v — 每根鋼坯的體積 ? — 鋼的密度， 10 kg? ?? / 3m v=280 280 610? 3m = 3m 將 ? 和 v 帶入 3Q 中的得 3Q = 310 kg 。 因此，鋼坯的總重量 33G Q g??= 310 g 。 因?yàn)檎麄€(gè)裝置中有兩套升降橫移裝置，所以： 1 2 ( 24 2 37 5 )Gg? ? ? ?= 2 488 2Gg? ? ? = 將 1G 、 2G 、 3G 帶入式（ ）中得 1 2 32G G GG ??? = 結(jié)合式 、 、和 得： 54030020 ?? ?COSGF () 將 G 帶入式 ()中得： KNF ? 內(nèi)蒙古科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 20 液壓缸相關(guān)主要技術(shù)性能參數(shù)計(jì)算 (1)壓力 P FPA? () F— 作用在活塞上的負(fù)載力， N A— 活塞的有效工作面積， 2m 其中： KN? ， cm? ，將數(shù)據(jù)帶入式 ()中得： 10 aPP?? 。 (2)流量 Q 單位時(shí)間內(nèi)油液通過(guò)缸筒有效截面積的體積， 稱 為流量。 VQ t? () 其中， 310V vAt L?? ，代入式 ()中得： 231 0 / m in4Q vA D v L?? ? ?。 對(duì)于單桿活塞桿液壓缸： 當(dāng)活塞桿伸出時(shí)， 23104 vQ D v???? () 當(dāng)活塞桿縮回時(shí)， 2 2 3( ) 1 04 vQ D d v??? ? ? () D— 液壓缸內(nèi)徑， m t — 液壓缸活塞一次行程所需時(shí)間， min d — 活塞桿直徑， m v — 活塞桿運(yùn)動(dòng)速度， min/m v? — 液壓缸容積效率，取 ? ? 液壓缸活塞一次行程需 要 6s，且行程 655L mm? ，所以活塞桿運(yùn)動(dòng)速度 6 .5 5 / m inLvmt?? 。 內(nèi)蒙古科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 21 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式 ()和式 ()中得： 當(dāng)活塞桿伸出時(shí)， ? 。 當(dāng)活塞桿縮回時(shí)， ? 。 液壓缸主要部件的設(shè)計(jì) (1)缸筒的結(jié)構(gòu)選擇 由于液壓缸與擺桿機(jī)構(gòu)連接，故選擇外半環(huán)連接。這種結(jié)構(gòu)有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是重量比較輕。其缺點(diǎn)是缸體外徑需加工，半環(huán)槽削弱了缸體，因此要 加厚缸體的壁厚。 (2)缸筒的材料選擇 對(duì)于液壓缸，一般都要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對(duì)于焊接的缸筒還要求有良好的焊接性能，根據(jù)液壓缸的相關(guān)參數(shù)、用途和毛坯來(lái)源，選取材料為 45 鋼 ，且調(diào)質(zhì)處理。 液壓缸缸筒的 計(jì)算 (1)缸筒的內(nèi)徑 D 當(dāng)液壓缸的理論作用力 P (包括推力 1P 和拉力 2P )及供油壓力 P 為已知時(shí)，則有活塞桿的側(cè)的缸筒內(nèi)徑 D 為： 2264 10PDdP???? m () 對(duì)于無(wú)活塞桿側(cè)的缸筒內(nèi)徑 D 為： 14PD P?? ? m310? () 其中， 2 KN? ， 1 KN? ， 56d mm? ， 10 aPP?? ，將數(shù)據(jù)代入式 ()和式 ()中得 有活塞桿側(cè)的缸筒內(nèi)徑 mm? 。 無(wú)活塞桿側(cè)的缸筒內(nèi)徑 mm? ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取 80D mm? 。 通過(guò)兩者的比較取 80D mm? 。 (2)缸筒壁厚 ? 根據(jù)《新編液壓工程手冊(cè)》下冊(cè)，查表 得 11mm?? 。 (3)缸筒壁厚驗(yàn)算 額定工作壓力 nP 應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全。 22121()0 .3 5 sn DDP D? ??， aMP () 內(nèi)蒙古科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 22 s? — 缸筒材料的屈服極限 1D — 缸筒的外徑 D — 缸筒的內(nèi)徑 根據(jù)《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五 版第 5 卷，查表 21652 得 340saMP? ? ， 80D mm? ， 1 102D mm? 。將數(shù)據(jù)代入式 ()中得： an MPP )80102( 222 ???? 此外，尚需驗(yàn)算缸筒徑向變形 D? 應(yīng)在允許的范圍內(nèi) 221221()rD P D DD E D D ???? ? ??， m () rP — 缸筒耐壓試驗(yàn)壓力， aMP E — 缸筒材料彈性模數(shù)， 210 aE GP? ? — 缸筒材料泊桑系數(shù)，對(duì)鋼材 ?? 其中， logrbDP D?? () b? — 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度， 2/N mm 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 第一卷 查表 19611 得 2600 /b N mm? ? ，因此 MP? 將 rP 、 E 、 ? 、 1D 、 D 代入式 ()中得： mm?? 綜上所敘，根據(jù)推力 KN? 和液壓缸的行程 655l mm? ，選取 C25WE 型高壓重型液壓缸。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五 版第 5 卷，查表 21665 和表 21666 得液壓缸的內(nèi)徑 80D mm? ，活塞桿的直徑 56d mm? ，活塞桿面積 cm? ，推力 1 KN? ，拉力 2 KN? ，裝配方式為尾部耳環(huán)式，型號(hào)為 C25WE80/56655MI。 活塞的設(shè)計(jì) (1)活塞的結(jié)構(gòu)型式的選擇 根據(jù)工作要求選擇整體活塞 (2)活塞與活塞桿的連接選擇。 選擇連接型式為卡環(huán)型連接。 (3)活塞的密封 內(nèi)蒙古科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 23 選擇為 O 型密封圈。 (4)活塞的材料選擇 由于活塞有導(dǎo)向環(huán)，故選擇 45 號(hào)鋼。 (5)活塞尺寸及加工公差 活塞的厚度一般為活塞桿外徑的 ～ 倍，但也要考慮密封件的型式、數(shù)量和安裝導(dǎo)向環(huán)的尺寸，有時(shí)可以結(jié)合中隔圈的布置確定活塞的厚度。 活塞外徑的配合采用 9f ，外徑對(duì)內(nèi)孔的同軸度公差不大于 ，端面與軸線的垂直度公差不大于 /100mm mm ，外表面的圓度和圓柱度不大于外徑公差之半。 桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)活塞桿的結(jié)構(gòu)選擇 由于液壓缸推力比較大，故選取桿體為實(shí)心桿，桿內(nèi)端為卡環(huán)型，桿外端為圓叉頭。 (2)活塞桿材料選擇和技術(shù)要求 材料選擇：選取 45 號(hào)鋼并且進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，對(duì)活塞桿進(jìn)行淬火，淬火深度為 ～ 1mm 。 技術(shù)要求：活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動(dòng)，采用 87Hh 配合，其圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半，安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差不大于 ，以避免活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。 活塞桿內(nèi)端的卡環(huán)槽，螺紋和緩沖柱塞也要保證與軸線同心。在活塞桿表面進(jìn)行鍍鉻處理，鍍層厚為～ ，可以提高桿的耐磨性和防銹性。 (3)活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 活塞桿在穩(wěn)定工況下，只受軸向推力或拉力。因此， 12 []4Pd????? () 1P — 活塞桿作推力， 1 KN? d — 活塞桿直徑， 56d mm? 將數(shù)據(jù)代入式 ()中得： /N mm? ? 。 由于 [ ] 100? ? ～ 110 2/N mm ，顯然 []??? ，故強(qiáng)度符合要求。 緩沖裝置 液壓缸的活塞桿具有一定的質(zhì)量，在液壓力的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)時(shí)具有很的動(dòng)量。在它們行程終端，當(dāng)桿頭進(jìn)入液壓缸的端蓋和底部時(shí)，會(huì)引起機(jī)械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊壓力和噪聲，故需采用緩沖裝置，這樣可以避免機(jī)械碰撞，可以減少液壓缸活塞及活塞桿等運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)缸底或端蓋的沖擊。 內(nèi)蒙古科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 24 (1)緩沖裝置的結(jié)構(gòu)選擇 從經(jīng)濟(jì)性和滿足工作要求，選擇為緩沖腔型式。 (2)一般 技術(shù)要求 ①緩沖裝置應(yīng)能以較短的緩沖行程吸收最大的動(dòng)能。 ②緩沖過(guò)程中盡量避免出現(xiàn)壓力脈沖及過(guò)高的緩沖腔壓力值，使壓力的變化為漸變過(guò)程。 ③緩沖腔被峰值壓力應(yīng)為 maxcP 。 ④動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁褂鸵簻囟壬邥r(shí)，油液的最高溫度不應(yīng)超過(guò)密封件允許的極限。 排氣閥的選擇 為了防止空氣進(jìn)入液壓缸系統(tǒng)，必須在液壓缸上設(shè)排氣閥。選定排氣閥的型式為整體排氣閥。 液壓系統(tǒng)閥的選擇 為了實(shí)現(xiàn)移鋼小車上升時(shí)的加速啟動(dòng) — 勻速上 升 — 減速停止和下降時(shí)的加速啟動(dòng) — 勻速下降 — 減速停止的工藝要求，采用了比例方向閥和平衡閥聯(lián)合控制。平衡閥可以實(shí)現(xiàn)移鋼小車升到高位時(shí)對(duì)設(shè)備的自鎖要求，同時(shí)可以消除由于設(shè)備自重引起的移鋼小車下降時(shí)的超越負(fù)載。 橫移機(jī)構(gòu)液壓缸的設(shè)計(jì) 橫移機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖 移送機(jī)構(gòu) 橫移小車橫向移動(dòng)時(shí)的受力分析 橫移小車橫移過(guò)程中，當(dāng)行程阻力全部轉(zhuǎn)換為阻力矩時(shí)，液壓缸的推力最大，此時(shí)受力分析如圖 內(nèi)蒙古科技 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院 25 F M2M1R2R1f 圖 橫移小車橫移時(shí)的受力圖 車輪與輥道的摩擦力 32()f G G ?? ? ? () ? — 車輪與軌道的摩擦系數(shù)， ?? 將 3G 、 2G 、 ? 代入式 ()中得： KN? 橫移液壓缸的推力 由 圖 4 可知： 211co s rfrF ???? ? () 故， 12 cos1rFfr??? () 其中， 1 1000r mm? ， 2 600r mm? 。 將 f 、 1r 和 2r 代入式 ()中得 KN? 。 液壓缸相關(guān)主要技術(shù)性能參數(shù)計(jì)算 (1)壓力 P F— 作用在活塞上的負(fù)載力， N A — 活塞的有效工作面積， 2m