【導(dǎo)讀】解決工程實(shí)際問題的能力以及獨(dú)立工作的能力具有積極的促進(jìn)作用。的設(shè)計(jì)，以及工作原理的分析說明。選擇AutoCAD為設(shè)計(jì)開發(fā)工具，完成五金制釘。完成五金制釘機(jī)液壓系統(tǒng)的夾緊液壓缸、鐓粗液壓缸、切斷。夾緊裝置、機(jī)架等關(guān)鍵功能裝置的設(shè)計(jì)。根金屬線的直徑為,每分鐘循環(huán)次數(shù)86次。資料、撰寫畢業(yè)論文、準(zhǔn)備答辯：2周。說明：1本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入冊(cè)，一份教師自留。2帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。包裝、廣告裝飾及家具制造、制鞋業(yè)等方面。而作為其“子彈”的排釘，也就有。定有著好的市場(chǎng)前景。制釘機(jī)的制作過程包括：切斷釘子的切斷液壓缸，鐓粗釘。針對(duì)切斷液壓缸與鐓粗液。并根據(jù)系統(tǒng)壓力、流量選擇了液壓閥、電機(jī)、泵。要求的16564N和16684N,每分鐘循環(huán)86次)具有方便快捷制釘?shù)奶攸c(diǎn)。

　　

【正文】 pp? p1+ p?? () 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 式中 p1——液壓缸或液壓馬達(dá)的最大工作壓力， 16MPa； p?? ——系統(tǒng)進(jìn)油路上的總壓力損失 [系統(tǒng)管路未曾確定 前，可按經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估取，簡單系統(tǒng)取 p?? =（ ~） ? 106Pa，復(fù)雜系統(tǒng)取 p?? =（ ~） ? 106Pa，該系統(tǒng)中取 p?? 為 ? 106Pa]。 故可知 pp ? 16? 106+ ? 106= ? 106Pa，即液壓泵的最大工作壓力為17Mpa。 計(jì)算液壓泵的最大流量 主液壓缸的最大流量 qP（ m3/s）取決于系統(tǒng)所需流量 qv 對(duì)于采用差動(dòng)缸回路的系統(tǒng)，液壓泵的最大流量為 qP? qv=K(A1A2)vmax () 式中 A A2——液壓缸無桿腔與有桿腔的有效面積， m3； vmax——液壓缸的最大移動(dòng)速度， m/s； K——系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般取 ~（大流量取小值，小流量取大值）。 由于制釘機(jī)每分鐘循環(huán)次數(shù)為 86 次，故可知兩個(gè)液壓缸循環(huán)一次約為 ，初選垂直液壓缸和水平液壓缸前進(jìn)和后退的時(shí)間相同，故每次前進(jìn)或者后退的時(shí)間約為 。故由公式 mFa i? 可知 () mFa i? = 2/1 sm? atv? () 可知 smatv /1 7 ??? =可知液壓缸的最大移動(dòng)速度 maxv 為 。 液壓缸的工作行程根據(jù)公式 S= 221at = ?? = () 故液壓泵的最大流量 垂直液壓缸 1pq ?qv=K(A1A2) maxV = ??? ）（ m3/s 水平液壓缸 smVAAKqq vp /)()( 3m a x212 ???????? 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 取液壓泵的最大流量為 120 sm/3 選擇液壓泵的規(guī)格 按照液壓系統(tǒng)圖中擬訂的液壓泵的型式及上述計(jì)算得到的 pp 和 qP值，由產(chǎn)品樣本或手冊(cè)選取相應(yīng)的液壓泵規(guī)格。為了保證系統(tǒng)不致因過渡過程中過高的動(dòng)態(tài)壓力作用被破壞，液壓泵應(yīng)有一定的壓力儲(chǔ)備量，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大 25%~60%（高壓系統(tǒng)取小值，中低壓系統(tǒng)取大值）。 關(guān)于泵的流量，在實(shí)際選擇中，由于產(chǎn)品樣本上通常給出泵的排量、轉(zhuǎn)速范圍及典型轉(zhuǎn)速下不同壓力下的輸出流量， 故在系統(tǒng)所需流量 qv 已知的情況下，泵的流量 Pq （ L/min）、轉(zhuǎn)速 n(r/min)與排量 V（ mL/r）應(yīng)綜合考慮。事實(shí)上，由于泵的輸出流量 qP為 Pq =Vn ? 103 ? v () 式中 ?v——泵的容積效率， %； 所以，一般首先根據(jù)系統(tǒng)所需流量 qv（ L/min）和初選的液壓泵轉(zhuǎn)速 n1(r/min)及泵的容積效率 ? v（可從產(chǎn)品樣本查得或估取為 ? v=）計(jì)算泵排量參考值，即 Vg=Vvn q?11000 () 然后再倒算（復(fù)算 ）出泵的實(shí)際流量 0qp 即可，對(duì)于定量泵，最終選擇的泵流量盡可能與系統(tǒng)所需流量相符合。 根據(jù)上述計(jì)算公式，可知 Vg=Vvn q?11000 = ?? vq ???? mL/r 泵的輸出流量 m i n/9 5 1 0 0 04 2 33 LVnq vp ??????? ?? ? =20 410? m s/3 根據(jù)以上壓力和流量 的數(shù)值查閱產(chǎn)品目錄，最后確定選取 YB25 型單級(jí)葉片 泵。 計(jì)算液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率并選擇原動(dòng)機(jī) a. 驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算 若工作循環(huán)中，泵的壓力和流量比較恒定（即工況圖上 pt 曲線和 qt 曲線變化較為平穩(wěn)），則液壓泵驅(qū)動(dòng)功率 pP 應(yīng)按下式計(jì)算 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 p?ppp qpP? （ W） () 式中 PP qp、 為液壓泵的最大 工作壓力（ Pa）和最大流量（ m3 /s）； p ? 為液壓泵的總效率，取 80%。 p?ppp qpP? = 10202117 46 ???? b. 電動(dòng)機(jī)的選擇 固定設(shè)備的液壓系統(tǒng)，其液壓泵通常用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 根據(jù)上述計(jì)算出的功率和液壓泵的轉(zhuǎn)速及其使用環(huán)境，從產(chǎn)品樣本或手冊(cè)中選定其型號(hào)規(guī)格 [額定功率、轉(zhuǎn)速、電源、結(jié)構(gòu)型式（立式、臥式，開式、封閉式等） ]，并對(duì)其進(jìn) 行超載能力核算，以保證每個(gè)工作階段電動(dòng)機(jī)的峰值超載量都低于 25%~50%。 根據(jù)《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用》 31P 的參數(shù)信息，選擇同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min的 Y225M2 三相異步電動(dòng)機(jī)。滿載轉(zhuǎn)速為 2970r/min，額定功率為 45kW，額定轉(zhuǎn)矩為 ? m。 其他液壓元件的選擇 液壓閥及過濾器的選擇 根據(jù)液壓閥在系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過該閥的最大流量，可選出這些元件的型號(hào)及規(guī)格。制釘機(jī)系統(tǒng)中，所有液壓閥 的額定壓力都為 MPa16 ，額定流量根據(jù) 各閥通過的流量， 所有元件的規(guī)格型號(hào)列于下表中。過濾器按液壓泵額定流量的兩倍選取吸油用線隙式過濾器。表中序號(hào)與系統(tǒng)原理圖中的序號(hào)一致。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 表 液壓元件明細(xì)表 序 號(hào) 元件名稱 最大通過流量/L 1min? 型 號(hào) 1 雙葉片葉片泵 120 YB25 2 溢流閥 4 Y10B 1 18 壓力表 K6B 4 溢流閥 4 Y10B 7 液控順序 閥 XY25B 8 溢流閥 4 Y10B 11 液控順序閥 XY25B 12 順序閥 XY25B 13 單向閥 20 I25B 1 15 三位四通換向閥 32 35 1D 63BY 1 19 壓力繼電器 BDP 631 ? 20 二位二通換向閥 32 BHD 6322 1 ? 油管的選擇 方案一： 在液壓、氣壓傳動(dòng)及潤滑的管道中常用的管子有鋼管、 銅管、膠管等，鋼管能承受較高的壓力，價(jià)廉，但安裝時(shí)的彎曲半徑不能太小，多用在裝配位置比較方便的地方。這里 作者 們采用鋼管連接。 管道內(nèi)徑計(jì)算 vQd ?4? () 式中 Q—— 通過管道內(nèi)的流量 3m/s v—— 管道內(nèi)允許流速 m/s 允許流速推薦值 表 允許流速推薦值 油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s 液壓泵吸油管道 ~，一般取 1 以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3~6，壓力高，管道粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 ~ 取 v吸 =， v壓 =4m/s, v回 =2m/西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 d吸 =,d壓 =,d回 =。根據(jù)內(nèi)徑按標(biāo)準(zhǔn)系列選取相應(yīng)的管子。按表 3791 經(jīng)過圓整后分別選取 d吸 =20mm， d壓 =, d回 =15mm。對(duì)應(yīng)管子壁厚 16. mm?? 。 方案二： 根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定管道尺寸。液壓缸的進(jìn)、出油管按輸入、排出的最大流量來計(jì)算。由于本系 統(tǒng)液壓缸差動(dòng)連接快進(jìn)快退時(shí)，油管內(nèi)通油量最大，其實(shí)際流量為泵的額定流量的兩倍達(dá) 240L/min。 綜上所述， 液壓缸進(jìn)、出油管直徑 d 按產(chǎn)品樣本，選用內(nèi)徑為 15mm，外徑為 19mm的 10 號(hào)冷拔鋼管（ YB 23170）。 油箱容積的確定 在確定油箱尺寸時(shí)，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，還要保證執(zhí)行元件全部排油時(shí)，油箱不能溢出，以及系統(tǒng)最大可能充滿油時(shí)，油箱的油位不低于最低限度。初設(shè)計(jì)時(shí)，按經(jīng)驗(yàn)公式 vaQV? 3m () 式中 VQ —— 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 a —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) ,按下表取 a =5： 表 各系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機(jī)械 a 1～ 2 2～ 4 5～ 7 6～ 12 10 中壓系 統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵額定流量的 5~7 倍，故油箱容積為 vaQV? =5? 120=600L 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算 驗(yàn)算的目的在于了解執(zhí)行元件能否得到所需工作壓力。系統(tǒng)進(jìn)油路上的壓力損失 p?? 由管道的沿程壓力損失 ?p?? 、局部壓力損失 ?p?? 兩 部分組成，即 p?? = ?p?? + ?p?? （ Pa） () a. 沿程壓力損失 ?p?? ?p?? = 22vdl ?? ? （ Pa） ()式中 ? —沿程阻力系 數(shù)，可按《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用》表 234 相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算，也可以由圖 214 查得； l—管道長度， m； ?—液體密度， 3/mKg ； v—液流平均速度， sm/ 。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 因此由公式可得沿程壓力損失 ?p?? = ??????2 22vdl ??（ Pa） b. 局部壓力損失 ?p?? 22vp ??? ???（ Pa） () 式中 ? —局部阻力系數(shù)，其具體數(shù)值與局部阻力裝置的類型和雷諾數(shù)有關(guān)，通常，當(dāng) Re＞ 510 時(shí)， 無關(guān)與 Re? ； ?—液體密度， 3/mKg ； v —液流平均速度， sm/ 。 因此由公式可得局部壓力損失 .612 22 ?????? vp ??? （ Pa） 6 液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)、材料及制造技術(shù)條件 26 6 液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)、材料及制造技術(shù)條件 缸體 缸體端部連接結(jié)構(gòu) 采用簡單的焊接形式，其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕，使用廣泛。缸體焊接后可能變形，且內(nèi)徑不易加 工。所以在加工時(shí)應(yīng)小心注意。主要用于活塞式液壓缸。 缸體材料 液壓缸缸體的常用材料為 3 45 號(hào)無縫鋼管。因 20 號(hào)鋼的機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能比較號(hào)的 35 號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用45 號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到 241~285HB。 缸體毛坯可采用鍛剛，鑄鐵或鑄鐵件。鑄剛可采用 ZG35B 等材料，鑄鐵可采用 HT200~HT350 之間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。特殊情況可采用鋁合金等材料。 缸體技術(shù)條件 a. 缸體內(nèi) 徑采用 H 9 配合。表面粗糙度：當(dāng)活塞采用橡膠密封圈時(shí)， Ra為 ~ m? ，當(dāng)活塞用活塞環(huán)密封時(shí)， Ra 為 ~ m? 。且均需衍磨。 b. 熱處理：調(diào)質(zhì)，硬度 HB241~285。 c. 缸體內(nèi)徑 D 的圓度公差值可按 10 或 11 級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按 8 級(jí)精度選取。 d. 缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級(jí)精度選取。 e. 當(dāng)缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接時(shí)，螺紋應(yīng)取為 6 級(jí)精度的公制螺紋。 f. 當(dāng)缸體帶有耳 環(huán)或銷軸時(shí)，孔徑或軸徑的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直公差值應(yīng)按 9 級(jí)精度選取。 g. 為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為 30~40 m? 的鉻層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 活塞 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 表 活塞與活塞桿的聯(lián)接型式 聯(lián)接方式 備注說明 整體聯(lián)接 用于工作壓力較大而活塞直徑又較小的情況 螺紋聯(lián)接 常用的聯(lián)接方式 半環(huán)聯(lián)接 用于工作壓力、機(jī)械振動(dòng)較大的情況下 這里采用螺紋聯(lián)接。 活塞的密封 活塞與缸體的密 封結(jié)構(gòu)，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質(zhì)等條件的不同而不同。常用的密封結(jié)構(gòu)見下表 表 常用的密封結(jié)構(gòu) 密封形式 備注說明 間隙密封 用于低壓系統(tǒng)中的液壓缸活塞的密封 活塞環(huán)密封 適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長的活塞密封 O 型密封圈密封 密封性能好，摩擦系數(shù)?。话惭b