【正文】 44 。正是由于劉老師在學(xué)術(shù)思想和求知精神上給予我很多啟發(fā)和引導(dǎo)，才使我順利完成本次設(shè)計(jì)。劉老師學(xué)識淵博、待人和善、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。 在翻轉(zhuǎn)提升變截面 H 鋼時(shí)應(yīng)注意 H 鋼的對角線長度不應(yīng)大于 米。鏈條使用了 08A 型板式起重鏈條 ，控制部分用電氣控制使得 H 鋼兩個(gè)方向翻轉(zhuǎn)，通過電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)這個(gè)動作 。 41 結(jié) 論 經(jīng)過上述對大型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 在提升部分采用了液壓提升方式，在輸出同樣的功率下，此部分結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)。 對于整個(gè)液壓系統(tǒng)給出了整體的布置，各個(gè)液壓器件都有了明確的給定。電 磁鐵的得電情況可見 表 。按下按鈕SB1，停機(jī)。當(dāng)翻轉(zhuǎn)到合適位置后按下 SB5，電機(jī)被切斷了電源，電磁換向閥 6YA得電，開始制動。按下按鈕 SB6，接觸器 KM1得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí) 6YA失電，制動器松開， H鋼開始翻轉(zhuǎn)。按住提升按鈕 SB3， 4YA得電，對應(yīng)的電液換向閥移至左位，液壓缸開始提升動作。將旋轉(zhuǎn)開關(guān) S旋至位 40 置 1，即選擇 ⅠⅡ 號翻轉(zhuǎn)提升架。 39 表 大型 H鋼翻轉(zhuǎn)提升機(jī)電氣元件表 符號 名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量 M M M3 異步電動機(jī) TZ160L8 380V 705r/min 3 M4 液壓泵電動機(jī) Y8014 380V 1390r/min 1 Q 組合開關(guān) HZ560/10 L02 三極 380V 60A 1 KM KM KMKM KM6 交流接觸器 CJ020A 額定電流 20A 線圈電壓 220V 5 KM3 交流接觸器 CJ010A 額定電流 10A 線圈電壓 220V 1 KR 熱繼電器 JR1510/2 熱元件 6號 整定電流 1 FU1 熔斷器 RL115 380V 熔斷體 2A 1 FU FU FU4 熔斷器 RL160 380V 熔斷體40A 3 FU5 熔斷器 RL115 380V 熔斷體 5A 1 TC 控制變壓器 BK200 200VA 380V/220V 1 S 旋轉(zhuǎn)開關(guān) LS23 10A 1 ST ST2 限位開關(guān) LX4A 2 SB SB 控制按鈕 LA10 紅色 2 SB SB SBSB SB7 控制按鈕 LA10 黑色 5 注： 表中所列元件均查自《常用供配電設(shè)備選型手冊》第 1卷 系統(tǒng)工作過程 現(xiàn)在以 ⅠⅡ 號架組合工作為例說明控制系統(tǒng)的工作過程。 ∑PST—控制線路最大負(fù)載時(shí)工作的電器所需的總功率 . 選擇 BK200型控制變壓器，容量為 200VA，電壓等級 380V/220V。 （ 5）控制變壓器 TC 變壓器最大負(fù)載時(shí)是 KM KM 1YA、 4YA、 6YA同時(shí)工作，根據(jù) VAPKP STTT 170)352461227( ???????? ? 式中 TP —所需變壓器容量 。 （ 4）接觸器 KM KM KM KM KM5和 KM6 根據(jù)電機(jī) M M M3的額定電流 18A，控制回路電源 220V， KM KM2需主觸點(diǎn) 3對，動合輔助觸點(diǎn) 1對，動斷輔助觸點(diǎn) 2對， KM KM5和 KM6需主觸點(diǎn) 3對，根據(jù)上述情況，選用 CJ020A型交流接觸器，控制電壓為 220V。 FU FU FU4是對翻轉(zhuǎn)電機(jī) M M M3進(jìn)行保護(hù)的熔斷器，熔體電流為 AI R ??? 可選用 RL160型熔斷器，配用熔斷體 40A。 （ 2）熱繼電器 KR 電機(jī) M4額定電流為 ，所以 KR應(yīng)選用 JR1510/2型熱繼電器，選用 6號元件，熱元件電流為 ，刻度電流調(diào)節(jié)范圍是 ～ ～ ，工作時(shí)將額定電流調(diào)整為 。 選擇電氣元件 38 （ 1）電源引入開關(guān) Q Q主要作為電源隔離開關(guān)用，并不用它來直接起停電動機(jī)，可按電動機(jī)額定電流來選。 在電動機(jī)停機(jī)時(shí)，系統(tǒng)中有專門的 器件進(jìn)行制動，所以不對電動機(jī)設(shè)計(jì)制動回路。當(dāng)采用專用電源時(shí)，需要供電變壓器的容量不少于 100KVA。如果沒 有獨(dú)立變壓器的情況下，電動機(jī)啟動頻繁，則滿足下列關(guān)系可直接啟動 ?？紤]到選用的翻轉(zhuǎn)電機(jī) YZ160L8是起重行業(yè)專用電機(jī)，具有啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流小的特點(diǎn)，因此采用直接啟動的方法。延邊三角形啟動又對電機(jī)出線有特殊的要求。但電阻或電抗器降壓啟動、 Y△ 降壓啟動時(shí)，要求電機(jī)輕載或空載。 （ 3）電機(jī)啟動、制動回路設(shè)計(jì) 電機(jī)的啟動一般有直接啟動和降壓啟動兩種方法。 開關(guān) SB SB4負(fù)責(zé)翻轉(zhuǎn)架的提升和下降，同時(shí)設(shè)置限位開關(guān) ST ST2用于限制提升、下降的位置。 （ 2）控制電路設(shè)計(jì) 開關(guān) SB1負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)閉，開關(guān) SB2用于啟動液壓泵電機(jī)。電機(jī) Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 由于是短時(shí)工作，不設(shè)過載保護(hù)。 電氣控制線路設(shè)計(jì) （ 1）主回路設(shè)計(jì) 根據(jù)電氣傳動要求，由接觸器 KM KM2實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，由接觸器 KM3控制液壓泵的電機(jī)。 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制要求 （ 1） 翻轉(zhuǎn)電機(jī)要求能夠正反轉(zhuǎn) ； （ 2） 系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動 ； （ 3） 液壓泵由電機(jī) M4拖動 ； （ 4） 翻轉(zhuǎn)過程由三臺翻轉(zhuǎn)電機(jī)中的任兩臺完成，通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)選擇電動機(jī)型號 。 油箱容積按下式估算 pqV ?? （ ） 式中 V—油箱的有效容積； ? —與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn) 系數(shù)， 低壓系統(tǒng) 2~4?? ； pq —液壓泵的額定流量 。 表 翻轉(zhuǎn)提升機(jī)液壓系統(tǒng)元件型號規(guī)格 序號 元件名稱 額定 壓力 MPa 額定流量 L/min 型號規(guī)格 說明 1 過濾器 （損失 ) 160 XUA160X30FS 通徑為 40mm 2 齒輪泵 125 BBB125 額定轉(zhuǎn)速 1500r/min 電機(jī)功率 3 溢流閥 25 200 BG06 通徑為 16mm 4 2位 4通電液換向閥 16 180 24DF3BE16B 通徑為 16mm 5 減壓閥 60 DR6DP350 通徑為 15mm 9 單向閥 175 S20P 通徑為 20mm 7 2位 4通電磁換向閥 16 80 24DF3E10B 通徑為 10mm 8 3位 4通電液換向閥 28 160 4WEH16G 通徑為 16mm 36 10 單向調(diào)速閥 32 100 QAH20 通徑為 20mm 11 液壓缸 自行設(shè)計(jì) 12 液壓缸 外購 注： 所列元件均查自《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第 4卷 油管及油箱 各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進(jìn)、出油管按輸入、排出的最大流量計(jì)算。 按所選電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，液壓 泵的最大理論流量為 tq =nv =1390125=173750ml/min=大于計(jì)算所需流量 144L/min，滿足使用要求。由工況圖可知，最大功率出現(xiàn)在帶負(fù)載提升階段，由此時(shí)的液壓缸工作壓力和流量可算出此時(shí)液壓泵的最大理論功率。估取進(jìn)油路壓力損失為 ?? 。液壓系統(tǒng)原理見圖 。液壓缸的通斷依靠一個(gè) 3位 4通閥控制，機(jī)架下降時(shí)，液壓缸靠負(fù)載和架體的重量返回。min1 未帶負(fù)載 1111vAqAFp?? ? 20210 7872 131 帶負(fù)載 120210 7872→0 131→0 各個(gè)階段的功率計(jì)算如下： 未帶負(fù)載工作時(shí) 7 3 2107 8 7 66111 ?????? ?qpP 帶負(fù)載工作時(shí) 0 2 3 3107 8 7 66222 ?????? ?qpP 根據(jù)以上分析與計(jì)算結(jié)果，可繪出液壓缸的工況圖 34 圖 液壓缸工況圖 擬定液壓 系統(tǒng) 圖 系統(tǒng)中有三個(gè)翻轉(zhuǎn)提升架，每次工作任選其中的兩個(gè)架。 表 液壓缸提升時(shí)各階段的壓力和流量 工作階段 計(jì)算公式 受力F /N 工作腔壓力P /MPa 輸入流量 q /cm3 編制工況圖 系統(tǒng)提升時(shí)，依靠液壓泵提供動力，下降時(shí)依靠負(fù)載的重力，故下降階段不需要系統(tǒng)提供動力。 系統(tǒng)中共有 15個(gè)液壓缸，其中 3個(gè)制動液壓缸由于額定壓力和流量都較小，不予單獨(dú)計(jì)算，將其壓力和流量計(jì)入到損失中去。 33 第 5章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 技術(shù)要求 根據(jù)前幾章設(shè)計(jì)可知，液壓系統(tǒng)的工作情況為：慢速提升 → 維持提升位置不動 →慢速下降。 本章小結(jié) 本章對于提升和翻轉(zhuǎn)部分 的具體零件 給出了選擇和設(shè)計(jì)， 在提升部分對于鏈條給給出了選擇對于鏈輪給出了設(shè)計(jì)方案，對于傳動軸給出了設(shè)計(jì)。選用 J 形防塵圈 d =65mm， 3d =59mm。 活塞與缸體之間選用 U 形夾織物密封圈 D =125mm， ZD =100mm。 根據(jù)形狀，密封防塵件 一般分為 O 形、 Y 形、 U 形、 L 形、 J 形及三角形等。 排氣閥用來排除油缸內(nèi)的空氣，使油缸穩(wěn)定工作。 液壓缸緩沖 和 排氣 及 密封防塵裝置設(shè)計(jì)及選擇 當(dāng)活塞運(yùn)動速度在 ，不必采用緩沖裝置。 F ≤KKnF （ ） 式中 KF —活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮力 ； Kn —安全系數(shù)，通常取 ～ 6。 活塞桿穩(wěn)定性計(jì)算 液壓缸采用腳架方式兩端固定，則 900mmBL ? 。 許用應(yīng)力 ??? =0ns? （ ） 式中 s? —缸筒材料的屈服極限 ， 35 鋼 為 320MPa； 0n —安全系數(shù) ， 取 0n =～ 。 圖 缸蓋連接方式 螺紋處拉應(yīng)力 ? =? ?2214 KFdD? ? （ ） 螺紋處剪應(yīng)力 ? ?10K KFddD? ? ? （ ） 式中 F —缸筒端部受最大推力 ； D —缸筒內(nèi)徑 ； 0d —螺紋外徑 ； 1d —螺紋底徑 ， 螺紋使用 M1404普通螺紋，查得 1 ? K —擰緊螺紋的系數(shù)，不變載荷取 K =～ ； 1K —螺紋連接的摩擦因數(shù)， 1 ~ ? 取 1 ? 。 則缸底厚度 1? ≥105 = 焊縫應(yīng)力計(jì)算公式為 ? =? ? ? ?62211 104 FDd ?? ? ??? （ ） 式中 F —缸內(nèi)最大推力 ； 1D —缸筒外徑 ； 30 1d —焊縫直徑 ； ? —焊接效率 ， 取 η=。 缸底、缸蓋設(shè)計(jì)及計(jì)算 （ 1） 缸底采用焊接方式，如圖 。 活 塞寬度 B =（ ～ ） D ，取 B =125=100mm 導(dǎo)向套滑動面長度 A 當(dāng) D? 80mm 時(shí) ， A =（ ～ ） d ， 取 A == 隔套 C =H － （ A +B ） =（ 100+） = mm 取 C =35mm 缸筒壁厚及其驗(yàn)算 （ 1） 選取缸筒外徑為 146mm，則壁厚 ? =21 （ 146125） = 取 10mm?? （ 2）壁厚校核 D? = 10125 = 29 當(dāng)D?=～ 時(shí)， 可用下列公式校核 m axm [ ]3PDP? ?? （ ） 式中 maxP —缸筒內(nèi)最高工作壓力 ， maxP ==； ??? —缸筒材料的許用應(yīng)力， ? ? 135MPa? ? 。 （ 3）活塞桿直徑 在受壓時(shí) 5MPaP? 情況下 ， d ?。?～ ） D d =125= 選取 d =63mm 缸筒長度 L 以及其它部位尺寸 液壓缸結(jié)構(gòu)如圖 所示。 初步設(shè)計(jì)液壓缸為雙作用單活塞桿液壓缸 圖 液壓缸結(jié)構(gòu)形式 27 活塞及活塞桿計(jì)算 選擇液壓缸的工作壓力為 。單個(gè)液壓缸承受負(fù)載 =（ 10/2+2） /4= t=17500N。 鍵的剪切強(qiáng)度校核 pdblT ?? ?? 2