液壓金屬壓塊機(jī)設(shè)計(jì),液壓金屬壓塊機(jī)設(shè)計(jì),液壓,金屬,壓塊機(jī),設(shè)計(jì) I 摘要 工業(yè)化初期由于盲目擴(kuò)大生產(chǎn)，金屬浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，而回收利用較少，廢 金屬對(duì)環(huán)境的污染與日劇增。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式由粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變 和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，市場(chǎng)對(duì)廢金屬處理的設(shè)備需求將越來(lái)越大。為了實(shí)現(xiàn) 對(duì)廢金屬的有效回收，以及再利用，對(duì)有效處理廢金屬的壓塊機(jī)研究已引起了 眾多人的興趣。 從第一臺(tái)壓塊機(jī)研制以來(lái)，已開(kāi)發(fā)了許多原型壓塊機(jī)和試驗(yàn)裝置，從而大 大推動(dòng)了新型液壓廢金屬壓塊機(jī)的發(fā)展。但是，應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到，研究開(kāi)發(fā) 液壓廢金屬壓塊機(jī)的最終目的是克服傳統(tǒng)壓塊機(jī)的某些不足之處，進(jìn)一步滿(mǎn)足 用戶(hù)對(duì)降低零件加工成本的需求，將來(lái)還需要滿(mǎn)足制造業(yè)信息化和新技術(shù)發(fā)展 的要求，如壓塊機(jī)的智能化和自動(dòng)化，壓塊機(jī)的自主管理等。 液壓廢金屬壓塊機(jī)是集液壓控制和電氣控制為一體，液壓缸在側(cè)壓板上的 按照均布對(duì)稱(chēng)布置，以此實(shí)現(xiàn)了液壓缸推動(dòng)壓板做圓弧形軌跡的運(yùn)動(dòng)。并且整 個(gè)壓塊機(jī)由液壓缸順序動(dòng)作推動(dòng)壓板、壓頭，提升門(mén)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)作的一貫連續(xù) 性。 該壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)：料箱尺寸：2000 1000 500mm 壓塊尺寸：500 500 300mm 該液壓廢金屬壓塊機(jī)體積小，操作方便，不但具備多種使用要求，而且大 大提高了廢金屬回收的效率。 關(guān)鍵詞：液壓，廢金屬，壓塊機(jī)，回收 II Abstract Since the early industrialization blind expansion of production, metal waste are serious and less recycling, scrap metal pollution to the environment become more and more serious. As Chinas economic growth mode from extensive to intensive changes and the enhancement of environmental awareness among the people, the market for scrap metal processing equipment demand will grow. In order to achieve the effective recovery of scrap metal and re-use, effective handling of scrap metal on the Press has aroused the interest of many people. The Hydraulic Press for scrap metal under the norm in the 3mm thickness of cold-pressing all kinds of the following bits and pieces of scrap metal, steel scrap, waste oil tanks and the disintegration of the shell and other metal scrap car. Cold into a massive, easy storage and transportation or to vote furnace. Local delivery devices with a fast, substantial increase in work efficiency. Hydraulic Press scrap metal made metal-hydraulic control and electrical control as one. The hydraulic cylinder in the side clips on the uniform in accordance with the symmetrical layout, to achieve a hydraulic cylinder clips to promote the arc-shaped path of movement. and the entire sequence by the hydraulic cylinder action to promote clips, the pressure head, doors make the movements continuity. The Press of the design parameters: feed box size: 2000*1000*500mm Press Size: 500*500*300Nominal pressure: 1000KN Hydraulic system pressure: 25MPa This hydraulic scrap metal Press has small size, it is easy to operate, not only meets the requirements of multiple use, but also greatly improves the efficiency of recycling scrap metal. Keywords：Hydraulic，Scrap metal，Press ，Recycling III 目錄 摘 要 I Abstract（英文摘要）. 目 錄 第一章 引 言. 1 第二章 液壓廢金屬壓塊機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 2.1 壓塊機(jī)的工作原理設(shè)計(jì) 3 2.2 確定壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)原則 3 2.3 壓塊機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 3 2.4 壓塊機(jī)的壓板設(shè)計(jì) 3 2.5 壓塊機(jī)的機(jī)身設(shè)計(jì) 4 2.6 壓塊機(jī)各零部件設(shè)計(jì) 4 2.6.1 門(mén)的設(shè)計(jì). 4 2.6.2 機(jī)架設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則. 4 第三章 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 3.1 根據(jù)壓塊機(jī)動(dòng)作原理設(shè)計(jì)液壓控制系統(tǒng)原理圖. 5 3.1.1 設(shè)計(jì)思路 5 3.1.2 液壓控制系統(tǒng)原理圖 6 3.1.3 液壓控制系統(tǒng)回路 . 7 3.2 根據(jù)給定的參數(shù)及使用要求選取液壓元件的型號(hào)，規(guī)格. 8 3.3 液壓泵的選擇. 9 3.3.1 確定液壓泵的最大工作壓力. 9 3.3.2 確定液壓泵的流量. 9 3.3.3 選擇液壓泵的規(guī)格 10 3.3.4 確定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 11 3.4 電動(dòng)機(jī)的選取 11 3.5 油箱的設(shè)計(jì) 12 IV 3.6 聯(lián)軸器的選取 13 3.7 液壓閥，壓力表的安裝. 13 3.8 管子內(nèi)徑的計(jì)算 13 3.9 液壓泵站的設(shè)計(jì). 15 第四章 液壓缸的安裝布局及設(shè)計(jì). 16 4.1 四個(gè)通過(guò)支架聯(lián)接在壓板上測(cè)液壓缸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 16 4.1.1 在壓板上液壓缸的布局設(shè)計(jì). 16 4.1.2 壓力 P 17 4.1.3 缸筒設(shè)計(jì)及計(jì)算. 17 4.1.4 缸筒壁厚 的計(jì)算. 18 4.1.5 缸筒外徑的計(jì)算 . 1D 18 4.1.6 缸筒壁厚的驗(yàn)算. 18 4.1.7 活塞桿的設(shè)計(jì)及其計(jì)算. 19 4.1.8 為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定. 20H 4.1.9 支承環(huán)的選用. 21 4.1.10 活塞設(shè)計(jì). 22 4.1.11 液壓缸進(jìn)出油口采用螺紋連接. 23 4.1.12 密封件的選用. 23 4.1.13 防 塵 圈 的 選 用 . 25 4.2 通過(guò)壓頭進(jìn)行推壓的主液壓缸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算. 26 4.2.1 主 液 壓 缸 的 設(shè) 計(jì) . 26 V 4.2.2 壓 力 P 26 4.2.3 缸 筒 設(shè) 計(jì) 及 其 計(jì) 算 . 26 4.2.4 缸 筒 壁 厚 的 計(jì) 算 . 27 4.2.5 缸筒外徑的計(jì)算 . 271D 4.2.6 缸筒壁厚的驗(yàn)算. 27 4.2.7 活塞桿的設(shè)計(jì)及其計(jì)算. 28 4.2.8 為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定. 29H 4.2.9 支承環(huán)的選用. 30 4.2.10 活塞設(shè)計(jì). 31 4.2.11 液壓缸進(jìn)出油口采用螺紋連接 31 4.2.12 密封件的選用. 31 4.2.13 防 塵 圈 的 選 用 . 34 4.3 提升門(mén)的兩個(gè)開(kāi)門(mén)液壓缸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 35 4.3.1 開(kāi) 門(mén) 液 壓 缸 的 設(shè) 計(jì) 35 4.3.2 壓 力 P 35 4.3.3 缸 筒 設(shè) 計(jì) 及 其 計(jì) 算 . 36 4.3.4 缸 筒 壁 厚 的 計(jì) 算 . 36 4.3.5 缸筒外徑的計(jì)算 . 371D 4.3.6 缸筒壁厚的驗(yàn)算. 37 4.3.7 活塞桿的設(shè)計(jì)及其計(jì)算. 37 4.3.8 為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定. 38H 4.3.9 支承環(huán)選用. 39 4.3.10 活塞設(shè)計(jì). 40 4.3.11 液壓缸進(jìn)出油口采用螺紋連接. 40 4.3.12 密封件的選用. 41 4.3.13 防 塵 圈 的 選 用 . 44 第五章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì). 45 5.1 選起動(dòng)電路 45 VI 5.2 壓塊機(jī)電氣控制系統(tǒng)圖 46 5.2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn). 46 5.2.2 電氣控制系統(tǒng)圖. 46 5.3 電磁鐵線圈的得電順序. 47 5.4 電磁鐵得失電，液壓缸動(dòng)作過(guò)程. 47 5.5 PLC 語(yǔ)句表 50 總結(jié). 51 參考文獻(xiàn) 53 致謝及聲明. 54 第一章 引言 工業(yè)化初期由于盲目擴(kuò)大生產(chǎn)，金屬浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，金屬回收利用較少， 廢金屬對(duì)環(huán)境的污染與日劇增。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式由粗放型向集約型的轉(zhuǎn) 變和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，市場(chǎng)對(duì)廢金屬處理的工藝及設(shè)備需求將越來(lái)越大。 因此，將廢金屬的有效回收和利用迫在眉睫。 從第一臺(tái)壓塊機(jī)出現(xiàn)以來(lái)，已引起眾多研究者的興趣，并研究開(kāi)發(fā)了許多 原型壓塊機(jī)和試驗(yàn)裝置，從而大大推動(dòng)了液壓廢金屬壓塊機(jī)的發(fā)展。但是，應(yīng) 該清楚地認(rèn)識(shí)到，研究開(kāi)發(fā)液壓廢金屬壓塊機(jī)的最終目的是克服傳統(tǒng)壓塊機(jī)的 某些不足之處，進(jìn)一步滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)提高機(jī)床動(dòng)態(tài)性能.降低零件加工成本的需 求。液壓廢金屬壓塊機(jī)設(shè)計(jì)的第一步就是認(rèn)真分析市場(chǎng)需求和明確應(yīng)用領(lǐng)域， 諸如待壓零件的形狀材料尺寸和精度，所采用的加工工藝以及批量和預(yù)期加工 成本等。 對(duì)壓塊機(jī)的研究現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到一個(gè)很高的水平，但開(kāi)始，人們還只是對(duì)這 種機(jī)構(gòu)停留在理論分析上。這是因?yàn)橐簤簤簤K機(jī)在理論和實(shí)踐上有一系列的難 題，難以在短期內(nèi)解決。 目前，國(guó)內(nèi)外有許多公司和研究單位在研究液壓廢金屬壓塊機(jī)。我國(guó)的液 壓壓塊機(jī)研究起步較晚，但成果顯著。 VII 由我國(guó)研制的 YJD1250 金屬壓塊機(jī)，吸收了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)機(jī)器的特點(diǎn)，大膽 采用了新結(jié)構(gòu)，不僅具有國(guó)內(nèi)外同類(lèi)機(jī)器的功能，而且結(jié)構(gòu)更加緊湊，運(yùn)行良 好，成本比進(jìn)口同類(lèi)機(jī)低得多。 由南京工業(yè)學(xué)校研制的 YJY2500 液壓金屬壓塊機(jī)將金屬?gòu)U料壓塊成形，為 冶金企業(yè)提供合格的回爐料，該機(jī)是目前壓塊機(jī)中性能先進(jìn)的一種。其中主要 參數(shù)公稱(chēng)壓力（KN）主缸 2500側(cè)缸 21250蓋缸 1250輔助缸 400壓 塊密度（kg/m3）2000(對(duì)黑色金屬)壓縮室尺寸（mm）25001800900 壓塊尺寸（mm）(460-500460600)機(jī)器外形尺寸（mm） 800060004000機(jī)動(dòng)循環(huán)時(shí)間（s）240 中南工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院機(jī)電所研制的銅鋁屑?jí)簤K機(jī)介紹了銅鋁屑?jí)簤K機(jī)液 壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì), 以 PLC 為核心的電氣系統(tǒng)和“柔性”的液壓設(shè)備相結(jié) 合,大大提高了工作效率。應(yīng)用 PLC 控制的壓塊機(jī) , 性能優(yōu)良、工作可靠,企業(yè) 只投入?yún)^(qū)區(qū)幾萬(wàn)元, 大大改善工作環(huán)境, 降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度, 而且便于貴金屬 鋸屑回收, 提高了生產(chǎn)效率, 降低產(chǎn)品成本。 但是，新設(shè)備除了要滿(mǎn)足市場(chǎng)需求外，還要滿(mǎn)足一般性的要求，例如： 1）低投資額和低運(yùn)行成本； 2）效率和生產(chǎn)率； 3）工作可靠性。 將來(lái)還需要滿(mǎn)足制造業(yè)信息化和新技術(shù)發(fā)展的要求。例如： 1）壓塊機(jī)的智能化和自?xún)?yōu)化。 2）壓塊機(jī)的自主管理。 VIII 第二章 液壓廢金屬壓塊機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 壓塊機(jī)的工作原理設(shè)計(jì) 綜合多方面的考慮，設(shè)計(jì)原理為兩塊側(cè)壓板先進(jìn)行圓弧軌跡的壓取方式， 首先將廢金屬擠壓到一定的體積，再有主壓頭將廢金屬擠壓到一定的寬度時(shí)， 在另一側(cè)面通過(guò)門(mén)的提升到一定高度，最后由壓頭將擠壓成塊的廢金屬推出。 2.2 確定壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)原則 壓塊機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下三個(gè)原則： 1） 盡可能地滿(mǎn)足工藝要求，便于操作； 2） 有合理的強(qiáng)度與剛度，使用可靠，不易損傷； 3） 有很好的經(jīng)濟(jì)性，重量輕，制造維修方便。 2.3 壓塊機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 壓塊機(jī)主要結(jié)構(gòu)可分為壓板的設(shè)計(jì)，機(jī)身的設(shè)計(jì)，液壓泵站的設(shè)計(jì)以及控 制柜的設(shè)計(jì)。 IX 2.4 壓塊機(jī)的壓板設(shè)計(jì) 1） 兩塊壓板之間的連接工藝 在兩塊壓板上分別焊接上套筒，將一軸穿入套筒，以此實(shí)現(xiàn)兩壓板在側(cè)液 壓缸的作用下實(shí)現(xiàn)相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到擠壓廢金屬的目的。 2） 此連接既要符合工藝性要求，也要滿(mǎn)足使用要求。 2.5 壓塊機(jī)的機(jī)身設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)：料箱尺寸：2000 1000 500mm 壓塊尺寸：500 500 300mm 由于機(jī)身尺寸較大，壓力較大，因此選擇焊接方式制造機(jī)身。 選擇焊接的優(yōu)點(diǎn)： 1） 采用焊接結(jié)構(gòu)可以減輕結(jié)構(gòu)的重量，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 2） 焊接結(jié)構(gòu)多采用軋制鋼板制造，它的過(guò)載能力，承受沖擊在和能力較強(qiáng)。 3） 焊接結(jié)構(gòu)可根據(jù)各部位在工作時(shí)的環(huán)境，所承受的載荷大小和特征，采用 不同的材料制造 4） 節(jié)省制造工時(shí)，同時(shí)也就節(jié)約了設(shè)備工作場(chǎng)地的占用時(shí)間，可獲得節(jié)約資 金的效果。 2.6 壓塊機(jī)各零部件設(shè)計(jì) 2.6.1 門(mén)的設(shè)計(jì) 在將廢金屬擠壓成塊之后，通過(guò)兩個(gè)液壓缸將門(mén)提升起來(lái)，門(mén)的設(shè)計(jì)要滿(mǎn) 足一定的厚度，使主液壓缸推動(dòng)壓頭進(jìn)行廢金屬擠壓時(shí)，不至于將其頂開(kāi)。 除此之外，要將門(mén)置于凹槽之中，使其能在液壓缸的帶動(dòng)下靈活的升降。 并且要滿(mǎn)足工藝性的要求。 X 2.6.2 機(jī)架設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 1） 工況要求 任何機(jī)架的設(shè)計(jì)首先必須保證機(jī)器的特定工作要求。 2） 剛度要求 在保證特定外形條件下，要保證機(jī)架具有足夠的剛度。 3） 強(qiáng)度要求 壓塊機(jī)屬于重載設(shè)備，其強(qiáng)度要求必須引起足夠的重視，準(zhǔn)則是在機(jī)器運(yùn) 轉(zhuǎn)中可能發(fā)生的最大載荷情況下，機(jī)架上任何點(diǎn)的應(yīng)力都不得大于允許應(yīng)力。 第三章 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 根據(jù)壓塊機(jī)動(dòng)作原理繪制液壓控制系統(tǒng)原理圖 3.1.1 設(shè)計(jì)思路 1） 根據(jù)壓塊機(jī)的整個(gè)動(dòng)作過(guò)程，選用單活塞雙作用液壓缸。當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)， 活塞桿推動(dòng)壓板和壓頭實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬的擠壓，以及門(mén)的提升，便于把廢金屬塊推 出料箱；當(dāng)有桿腔進(jìn)油時(shí)，壓塊機(jī)所有動(dòng)作部件回到原位。 2） 要控制單活塞雙作用液壓缸的往返行走，就要通過(guò)三位四通電磁換向閥來(lái) 實(shí)現(xiàn)； 3） 在壓塊機(jī)的動(dòng)作過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)液壓缸的同時(shí)動(dòng)作，需用到分流 集流閥，使得兩液壓缸得到相同的流量，達(dá)到同步動(dòng)作的目的； 4） 在控制主液壓缸動(dòng)作的支路上，需用一個(gè)節(jié)流閥來(lái)隨時(shí)控制液體流量的大 小； 5） 液壓控制系統(tǒng)要用到壓力表，便于掌握系統(tǒng)壓力情況； 6） 一個(gè)完整的液壓控制系統(tǒng)不能缺少溢流閥，它起到定壓溢流和安全保護(hù)作 XI 用； 7） 除上述元件外，還需要油箱，電動(dòng)機(jī)，以及液壓泵。 3.1.2 液壓控制系統(tǒng)原理圖 XII 圖 3-1 液壓控制系統(tǒng)原理圖 XIII 3.1.3 液壓控制系統(tǒng)回路 一二板液壓缸： （SB1）進(jìn)給： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥3 換向閥（左位）4 換向閥5 調(diào)速閥 38 分流集流閥液壓缸左腔 回油路：液壓缸右腔17 換向閥3 換向閥（左位）10 溢流閥油箱 (ST7)退回： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥3 換向閥（右位）7 換向閥16 調(diào)速閥 液壓缸右腔 回油路：液壓缸左腔38 分流集流閥6 單向閥3 換向閥（右位）10 溢流閥油箱 (SB2)快進(jìn)： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥3 換向閥（左位）13 換向閥38 分流集 流閥液壓缸左腔 回油路：液壓缸右腔17 換向閥3 換向閥（左位）12 單向閥13 換 向閥38 分流集流閥液壓缸左腔 (SB3)快退： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥3 換向閥（右位）17 換向閥液壓缸右 腔 回油路：液壓缸左腔38 分流集流閥13 換向閥3 換向閥（右位）14 單向閥17 換向閥液壓缸右腔 一板液壓缸： (ST1)進(jìn)給： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥3 換向閥（右位）8 調(diào)速閥9 換向閥 液壓缸左腔 回油路：液壓缸右腔39 分流集流閥20 換向閥3 換向閥（右位）10 溢流閥油箱 (SB4)退回： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥3 換向閥（左位）19 換向閥18 調(diào)速閥 39 分流集流閥液壓缸右腔 回油路：液壓缸左腔11 單向閥3 換向閥（左位）10 溢流閥油箱 (ST6)快進(jìn)： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥3 換向閥（右位）15 換向閥液壓缸左 腔 回油路：液壓缸右腔39 分流集流閥20 換向閥3 換向閥（右位）14 單向閥15 換向閥液壓缸左腔 (SB5)快退： XIV 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥3 換向閥（左位）20 換向閥39 分流集 流閥液壓缸右腔 回油路：液壓缸左腔15 換向閥3 換向閥（左位）12 單向閥20 換 向閥液壓缸右腔 主液壓缸： (ST2)第一次進(jìn)給： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥21 換向閥（左位）27 換向閥23 調(diào)速閥 液壓缸左腔 回油路：液壓缸右腔33 換向閥21 換向閥（左位）29 溢流閥油箱 (ST4)第二次進(jìn)給： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥21 換向閥（左位）27 換向閥22 調(diào)速閥 24 換向閥液壓缸左腔 回油路：液壓缸右腔33 換向閥21 換向閥（左位）29 溢流閥油箱 （SB6）退回： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥21 換向閥（右位）28 換向閥32 調(diào)速閥 液壓缸右腔 回油路：液壓缸左腔30 換向閥21 換向閥（右位）29 溢流閥油箱 （ST3）快退： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥21 換向閥（右位）33 換向閥液壓缸右 腔 回油路：液壓缸左腔30 換向閥21 換向閥（右位）34 換向閥33 換 向閥液壓缸右腔 門(mén)液壓缸： (ST5)進(jìn)給： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥21 換向閥（右位）25 調(diào)速閥26 換向閥 液壓缸左腔 回油路：液壓缸右腔40 分流集流閥35 單向閥21 換向閥（右位） 29 溢流閥油箱 (SB7)退回： 進(jìn)油路：1 液壓泵2 單向閥21 換向閥（左位）36 換向閥37 調(diào)速閥 40 分流集流閥液壓缸右腔 回油路：液壓缸左腔31 單向閥21 換向閥（左位）29 溢流閥油箱 3.2 根據(jù)給定的參數(shù)及使用要求選取液壓元件的型號(hào)，規(guī)格 溢流閥 DBDH25P10/25 型直動(dòng)式溢流閥 XV H-調(diào)節(jié)手柄 25-通徑 m P-板式 25-壓力級(jí) MPa 三位五通電磁換向閥 4WE10DOAW220-50NZ5LV 型 電磁鐵類(lèi)型-濕式 A 介質(zhì) 種類(lèi)-磷酸酯 V 黏度范圍 -sm/2380. 溫度范圍 - Co7 4-通路數(shù) 10-通徑 D-滑閥機(jī)能 O-無(wú)定位器 N-有按鈕 Z5L-有指示燈 工作壓力 P,A,B 口-31.5 T 口-15MPa 額定流量 -100 電源電壓 V-交流 110min/L 極限條件 環(huán)境溫度 -50Co 線圈溫度 -150 開(kāi)關(guān)頻率（次/h）-7200 節(jié)流閥 管式 MG30G10/V 型 30-通徑 G-管式 m V-密封件氟橡膠 平衡閥 PD12PA10/B30 型 12-通徑 P-板式 A -不帶二次溢流閥 分流-集流閥 可調(diào)同步閥型號(hào) 3FJLK-L10-50H（三通） XVI -流量 L/min 額定壓力-21501 MPa 同步精度%-1 主軸路連接螺紋-M33 2 分油路聯(lián)接螺紋-M18 1.5 壓力表 徑向無(wú)邊 Y-100 公稱(chēng)直徑 - 精度等級(jí)-1.5mD10 測(cè)量范圍- 6. 接頭螺紋-M20 1.5 過(guò)濾器 高壓板式過(guò)濾器 7PP 型號(hào) 額定壓力 25MPa 北京承天倍達(dá)過(guò)濾技術(shù)公司 管接頭 圖 3-2 卡套式焊接管接頭 GB-3747.1-1983 3.3 液壓泵的選擇 3.3.1 確定液壓泵的最大工作壓力 （3-ppP1 XVII 1） -液壓缸的最大工作壓力p -從液壓泵出口到液壓缸入口之間點(diǎn)的管路損失，管路簡(jiǎn)單，流速 不大，取 ；管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的MPap5.02.150 即 PapP3.2 取 M6 3.3.2 確定液壓泵的流量 （3-2）maxQKPs/3 -系統(tǒng)泄漏系數(shù)， 3.1 -同時(shí)動(dòng)作的液壓缸的最大總流量max 即 smQP /0672.6018.342.139 取 s/7.03 3.3.3 選擇液壓泵的規(guī)格 為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力 大 2560%。 3.3.4 確定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 （3- kwQpP310 3） XVIII -液壓泵的最大工作壓力PpPa -液壓泵的流量Qsm/3 -液壓泵的總效率，柱塞泵 0.800.85PMPa28.017263 選軸向柱塞泵，型號(hào) ，其參數(shù)為BCY14 額定轉(zhuǎn)速 1500r/min 驅(qū)動(dòng)功率 24.6Kw 排量 25mL/r 容積效率 額定壓力 32MPa 最大理論轉(zhuǎn)矩%92 mN13 3.4 電動(dòng)機(jī)的選取 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率 24.6 kw 選取 JO3-180L 型電動(dòng)機(jī)，三相籠型異步電動(dòng)機(jī) 技術(shù)數(shù)據(jù)： 功率為 30 同步轉(zhuǎn)速 1500k minr 起動(dòng)/額定電流 7.0 起動(dòng)/額定轉(zhuǎn)矩 2.0 功率因數(shù) 0.86 安裝尺寸 A B C D E F G H K 279 241-279 121 48 110 14 51.2 180 16m 外形尺寸 h L 極數(shù)b12b 341 270 170 430 690-730 2，4，6，8 3.5 油箱的設(shè)計(jì) 主液壓缸不帶活塞桿一端面積 （3-2 221 5.490651.3mdA XIX 4） 側(cè)液壓缸不帶活塞桿一端面積 （3-2 222 65.1514.3mdA 5） 開(kāi)門(mén)液壓缸不帶活塞桿一端面積 （3-2 223 785014.mdA 6） 主液壓缸排油體積 （3-mlAlV1750.4906211 7） 一個(gè)側(cè)液壓缸排油體積 （3-lAlV69.3725.163022 8） （3-.489.742 ml 9） 開(kāi)門(mén)液壓缸排油體積 （3-lAlV39250533 10） （3-ml78923 11） 即 （3-lVV 75.140385.147502431 總 12） XX （3-mlV75.0193.1438573總郵 箱 13） 油箱容量根據(jù)國(guó)標(biāo) GB2876-81,選取 1000L 的油箱 （3-331075.98.0 x 14） m 選用長(zhǎng)寬高為 1：1：1 的油箱。 3.6 聯(lián)軸器的選取 根據(jù)聯(lián)軸器所聯(lián)的液壓泵和電動(dòng)機(jī)軸，選用 ZL 型帶制動(dòng)輪彈性柱銷(xiāo)齒式 聯(lián)軸器。 ZL3 聯(lián)軸器 GB5015-85104823JDYB 3.7 液壓閥，壓力表的安裝 將液壓閥及壓力表通過(guò)鐵塊安裝在油箱上。 3.8 管子內(nèi)徑的計(jì)算 管子內(nèi)徑 d（單位： ） ，按流速選取m （3-vqV130 15） -液體流量Vqsm/3 -流速 ，對(duì)吸油管 （一般取 以下） ；對(duì)壓油管v smv/21s/1 ；對(duì)回油管/65. XXI 由于主液壓缸的行程是 2400 ，令主液壓缸完成擠壓動(dòng)作需 3.5 分鐘，m 則其每分鐘的行程為 （3-in/71.685.3240/l 16） 因主液壓缸不帶活塞桿一端面積 （3-2 221 5.490651.3mdA 17） 則 （3-sTlqV /05671.6015.4927.83 91/ 18） 吸油管： （3-mvqdV20.89.05671130 19） 取 md30 壓油管： （3-mvqV92.1820567.1 20）取 d2 回油管： （3-vqV85.21.0567130 21）取 md24 金屬管壁厚 的計(jì)算單 位 ： （3-2pd XXII 22） MPap工 作 壓 力MPa許 用 應(yīng) 力md管 子 內(nèi) 徑 對(duì)于鋼管 （3-Sb 23） MPab抗 拉 強(qiáng) 度 45.172, SMPap時(shí) ，安 全 系 數(shù) 吸油管： （3-mpd6.45032 24） 壓油管： （3-pd1.346502 25） 回油管： （3-mpd7.346502 26） 取吸油管、壓油管、回油管壁厚 6 3.9 液壓泵站的設(shè)計(jì) 選用 YZ 非上置臥式液壓站型式，采用旁置式油箱。 第四章 液壓缸的安裝布局及設(shè)計(jì) XXIII 根據(jù)壓塊機(jī)動(dòng)作順序，液壓缸選用單活塞雙作用液壓缸 圖 4-1 單活塞雙作用液壓缸示意圖 -缸筒內(nèi)徑D -活塞桿直徑 d -無(wú)活塞桿端活塞面積1A -有活塞桿端活塞面積2 -活塞的理論推力1F -活塞的理論拉力2 4.1 四個(gè)通過(guò)支架聯(lián)接在壓板上側(cè)液壓缸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 4.1.1 在壓板上液壓缸的布局設(shè)計(jì) 由于采用圓弧軌跡，液壓缸采取對(duì)稱(chēng)排列的方式，即活塞桿的一段為下上 下上的排列，兩個(gè)缸先動(dòng)作進(jìn)行壓，在壓板一二同時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)一直角后，另兩個(gè)缸 繼續(xù)壓，這樣就能保證兩塊壓板的連續(xù)動(dòng)作，支起液壓缸的支架設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足壓 板轉(zhuǎn)過(guò) 90角時(shí)的工藝性要求，在與液壓缸的聯(lián)接上采用圓柱銷(xiāo)連接。 活塞桿端部采用鉆孔設(shè)計(jì)，缸筒底部采用耳環(huán)設(shè)計(jì)，與其聯(lián)接的直接是焊 XXIV 在一體的耳環(huán)式，兩塊壓板之間的設(shè)計(jì)采用套筒分別均布焊在板端，然后用軸 連接起來(lái)的形式實(shí)現(xiàn)兩塊板之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，起到鉸鏈的作用。 在側(cè)面進(jìn)行推壓的主液壓缸起到的作用是將廢金屬擠壓成塊后，在門(mén)提升 后再將壓塊推出門(mén)外，因此缸的連接與固定很重要，此主液壓缸的設(shè)計(jì)是在缸 的頂端作一個(gè)套，鉆上螺紋孔（通孔） ，以使其連接在料箱的一側(cè)（用螺釘） 在活塞桿的頂端焊上一個(gè)套，以使其固定在壓板上。 4.1.2 壓力 P 1) 公稱(chēng)壓力 n 公稱(chēng)壓力 也稱(chēng)額定壓力即在正常工作條件下，液壓缸能用以長(zhǎng)期工作的 最高壓力 GB/ 79381987 25MPa 2) 最高允許壓力 液壓缸在超過(guò)額定壓力后允許短暫運(yùn)行的最高壓力maxP 1.5Pn=37.5MPamax 3) 耐壓試驗(yàn)壓力 是液壓缸在檢查質(zhì)量時(shí)須承受的試驗(yàn)壓力T 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，液壓缸在此壓力作用下，全部零件不得有破壞或永久變 形等異常現(xiàn)象出現(xiàn) =25MPa 16MPa 時(shí) =1.25Pn=1.25 25=31.25MPanPTP 4.1.3 缸筒設(shè)計(jì)及其計(jì)算 1） 單活塞桿液壓缸缸筒內(nèi)徑 D 的計(jì)算 （4-001 24pdpFDM 1） -單活塞桿液壓缸實(shí)際推力F -液壓缸工作壓力p -液壓缸回油被壓0 XXV -液壓缸機(jī)械效率m -液壓缸活塞桿徑d 即 mD159.02514.363 經(jīng)圓整后取 D 為 125 2） 缸筒的材料 45 抗拉強(qiáng)度 / 700 伸長(zhǎng)率/% 4pMPa 硬度 HV210220 屈服強(qiáng)度 /MPa600650s 3） 技術(shù)要求 1、缸筒內(nèi)徑選 H9 配合，內(nèi)徑的表面粗糙度，Ra 為 0.40.2 m，需衍磨。 2、缸筒內(nèi)徑的圓度和圓柱度公差選 8 級(jí)精度。 3、缸筒端部用螺紋連接，螺紋用 6 級(jí)精度的細(xì)牙螺紋。 4.1.4 缸筒壁厚 的計(jì)算 采用洪格爾公司 THH 型液壓缸，產(chǎn)品系列代號(hào) F 液壓缸的額定壓力 為 25nPMa 缸筒內(nèi)徑 D 為 125m 查 42.4-58，缸筒壁厚 為 13 4.1.5 缸筒外徑的計(jì)算 1 =D+2d=125+132=151 （4-1Dm 2） 4.1.6 缸筒壁厚的驗(yàn)算 XXVI 液壓缸的額定壓力 值應(yīng)低于一定的極限值，保證工作安全nP （4-2135.0DPsn 3） MPapan2560.7115260. 經(jīng)驗(yàn)算缸筒壁厚符合要求 4.1.7 活塞桿的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 1） 活塞桿選用實(shí)心桿 2） 液壓缸運(yùn)動(dòng)無(wú)速度比要求，因此 活塞桿直徑 （4-mDd5.621.07.45.0 4） 經(jīng)圓整后 d=63m 3） 活塞桿按照強(qiáng)度校核 經(jīng)過(guò)理論分析，側(cè)液壓缸上活塞桿的長(zhǎng)度應(yīng)為 300m 當(dāng)活塞桿長(zhǎng)度 時(shí) （4-mdml 6301030 5） 按照公式 （4-314F 6） sn （4-7） -活塞桿材料的許用應(yīng)力MPa XXVII -活塞桿推力 N1F -材料屈服強(qiáng)度sMPa -屈服安全系數(shù)， n24.1sn 進(jìn)行活塞桿直徑的校核 即 mmd3.265014.36 經(jīng)校核得知活塞桿的直徑達(dá)到使用要求 4.1.8 為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定H 圖 4-2 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 （4-mDLH5.721032 8） 取 為 90m 因?yàn)?，即D80125 （4-mdA638.7).16().60( 9） XXVIII 取 為 50Am （4-mDB1257)0.16(0.16 10） 取 為 100 （4-BAHC1579021 11） L-液壓缸的最大行程 B-活塞的寬度 A-導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度 C-隔套的長(zhǎng)度 D-缸筒內(nèi)徑 4.1.9 支承環(huán)的選用 1） 導(dǎo)向支承環(huán)由抗磨的填充聚四氟乙烯（PTFE）材料制成。常與同軸密封圈， Y 型密封圈等組合使用，在液壓缸活塞和活塞桿動(dòng)密封裝置中起導(dǎo)向和支 撐作用，導(dǎo)向支承環(huán)具有精確的導(dǎo)向作用，可吸收隨時(shí)產(chǎn)生的徑向力，承 載能力大，摩擦阻力小，耐磨性號(hào)，能抑制機(jī)械振動(dòng)，避免液壓缸內(nèi)滑動(dòng) 部件的金屬接觸。使用溫度為 ，往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度 ，工作52c3/ms 介質(zhì)為液壓油、水等。 2） 結(jié)構(gòu)形式如下： 活塞桿用支承環(huán) GB/T15242.31994 規(guī)格 0400B，如圖 4-3 XXIX Z=3 b=9.5 d1=45 =2.5 圖 4-3 活塞桿用支承環(huán) 活塞用支承環(huán) GB/15242.31994 規(guī)格 0800c，如圖 4-4 D=125 D1=151 b =10 =2.5 z=3 圖 4-4 活塞用支承環(huán) 4.1.10 活塞設(shè)計(jì) 有導(dǎo)向環(huán)（支承環(huán)）的活塞：碳素鋼 45 號(hào) 4.1.11 液壓缸進(jìn)出油口采用螺紋連接 XXX 圖 3-5 液壓缸進(jìn)出油口采用螺紋連接圖 25MPa 系列單桿液壓缸油口安裝尺寸（摘自 ISO 81371986） 由缸徑 D=125mm 得 EC M33 2 20mmminE 4.1.12 密封件的選用 1） 活塞桿密封腔體 L1 用 Y 型橡膠圈 GB/T 10708.11989 根據(jù)活塞桿直徑 d= 63mm 選取 Y 型等高唇密封圈是液壓缸中最常用的一種。具有耐磨，使用壽命長(zhǎng)，使 用于工作壓力小于 25MPa，運(yùn)動(dòng)速度小于 1m/s，工作溫度在 ，408c 工作介質(zhì)為礦物油，選用 d400 聚氨酯-3.其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖 4-6 XXXI 圖 4-6 Y 型橡膠圈 2） 孔用 型密封圈XY 活塞與鋼筒部位選用不等高唇，孔用 型密封圈X 不等高唇密封圈也是液壓缸中常用的一種。具有耐磨，使用壽命長(zhǎng)，使用 于工作壓力小于 31.5MPa，運(yùn)動(dòng)速度小于 0.5m/s，工作溫度在 ，408c 工作介質(zhì)為礦物油，選用 d400 聚氨酯-3.其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖 4-7 圖 4-7 孔用 型密封圈XY D=125 d=65 L2=12.5 D3=81.5 0.35 D4=79.2 0.35 S3=9 0.15 S4=6.7 0.15 L1=11.5 0.20 3） O 型密封圈 GB/T3452.31988 缸蓋與鋼筒接觸部位及活塞與活塞桿部位選用 O 型密封圈 O 型密封圈是一種可靠的密封結(jié)構(gòu)。這種密封在下列壓力和溫度范圍內(nèi)可 以可靠的工作，壓力可達(dá) 35MPa，溫度由 ，O 型密封圈一般用602c 于固定部分的密封（靜密封） ，如圖 4-8 缸頭與鋼筒接觸部位選用 O 型密封圈 （4-23.51d 12） XXXII （4-140d 13） 活塞與活塞桿接觸部位選用 O 型密封圈 （4-25.3 14） 180d （4-15） 圖 4-8 O 型密封圈 4.1.13 防塵圈的選用 GP1 型防塵圈 選用型號(hào) GP10630 GP1 型防塵圈機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，截面小，安裝方便，成本低。廣泛用于液壓缸中， 防止污物混入液壓系統(tǒng)和密封系統(tǒng)。材料為丁腈橡膠（NBR） 、橡塑符合材料 RP 和氟橡膠（FKM） 。工作溫度為 ，往復(fù)速度 ，工作介質(zhì)為液3520c1m 壓油，乳化液或水。其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖 4-9 XXXIII D=125 d=40 H=6 D1=44 n=2.5 S1=3 圖 4-9 GP1 型防塵圈 4.2 通過(guò)壓頭進(jìn)行推壓的主液壓缸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 4.2.1 主液壓缸的設(shè)計(jì) 對(duì)主液壓缸的活塞桿端部做成圓環(huán)結(jié)構(gòu)，以使其固定在壓頭上，主液壓缸 的缸筒端部也采用此方式，與料箱的側(cè)壁通過(guò)螺釘相連接。而液壓缸的缸底則 通過(guò)設(shè)計(jì)支架與料箱的底架相連接，以此實(shí)現(xiàn)主液壓缸通過(guò)壓頭進(jìn)行對(duì)廢金屬 的擠壓。 4.2.2 壓力 P 1） 公稱(chēng)壓力 n 公稱(chēng)壓力 也稱(chēng)額定壓力即在正常工作條件下，液壓缸能用以長(zhǎng)期工作的 最高壓力 GB/ 79381987 25MPa 2） 最高允許壓力 液壓缸在超過(guò)額定壓力后允許短暫運(yùn)行的最高壓力maxP 1.5Pn=37.5MPamax XXXIV 3） 耐壓試驗(yàn)壓力 是液壓缸在檢查質(zhì)量時(shí)須承受的試驗(yàn)壓力TP 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，液壓缸在此壓力作用下，全部零件不得有破壞或永久變 形等異?，F(xiàn)象出現(xiàn) =25MPa 16MPa 時(shí) =1.25Pn=1.25 25=31.25MPan TP 4.2.3 缸筒設(shè)計(jì)及其計(jì)算 1） 單活塞桿液壓缸缸筒內(nèi)徑 D 的計(jì)算 （4-001 24pdpFDM 16） -單活塞桿液壓缸實(shí)際推力1 - 液壓缸工作壓力p - 液壓缸回油被壓0 -液壓缸機(jī)械效率m -液壓缸活塞桿徑d 即 mD2395.0124.363 經(jīng)圓整后取 D 為 250 2） 缸筒的材料 45 抗拉強(qiáng)度 / 700 伸長(zhǎng)率/% 4pMPa 硬度 HV210220 屈服強(qiáng)度 /MPa600650s 3） 技術(shù)要求： 1、缸筒內(nèi)徑選 H9 配合，內(nèi)徑的表面粗糙度，Ra 為 0.40.2 m，需衍磨。 2、缸筒內(nèi)徑的圓度和圓柱度公差選 8 級(jí)精度。 XXXV 3、缸筒端部用螺紋連接，螺紋用 6 級(jí)精度的細(xì)牙螺紋。 4.2.4 缸筒壁厚 的計(jì)算 采用洪格爾公司 THH 型液壓缸，產(chǎn)品系列代號(hào) F 液壓缸的額定壓力 為 25 nPMa 缸筒內(nèi)徑 D 為 250m 查 42.4-58，缸筒壁厚 為 26 4.2.5 缸筒外徑的計(jì)算 1 =D+2d=250+262=302 （4-1Dm 17） 4.2.6 缸筒壁厚的驗(yàn)算 液壓缸的額定壓力 值應(yīng)低于一定的極限值，保證工作安全nP （4-2135.0DPsn 18） MPapan2560.71302565.02 經(jīng)驗(yàn)算缸筒壁厚符合要求 4.2.7 活塞桿的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 1） 活塞桿選用實(shí)心桿 2） 液壓缸運(yùn)動(dòng)無(wú)速度比要求，因此 活塞桿直徑 （4-mDd1250.70.45. 19） XXXVI 經(jīng)圓整后 d=125m 3） 活塞桿按照強(qiáng)度校核 經(jīng)過(guò)理論分析，側(cè)液壓缸上活塞桿的長(zhǎng)度應(yīng)為 2400m 時(shí) （4-dl 125010240 20） 當(dāng)活塞桿全部伸出后，活塞桿外端到缸的支承點(diǎn)之間的距離 時(shí)，應(yīng)dl10 進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 按照材料力學(xué)理論，一根受壓直桿，在其軸向載荷 F 超過(guò)穩(wěn)定臨界力 時(shí)，kF 即失去原有直線平衡狀態(tài)，稱(chēng)為失穩(wěn)。 對(duì)液壓缸，其穩(wěn)定條件為 （4-NnFk 21） -液壓缸的最大推力 N -液壓缸的穩(wěn)定臨界力kFkF -安全系數(shù)，一般取 ，與活塞桿和缸體的材料，長(zhǎng)度，剛度n42n 和兩端支承狀況等因素有關(guān)。 （4-NklnfAFnmklk2610時(shí) ，當(dāng) 細(xì) 長(zhǎng) 比 22） （4-170485.7603125.4kl 23） XXXVII NFk 626103.0315.4.59即 （4-nNk 666 109.410 24） -活塞桿的計(jì)算長(zhǎng)度l m -活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑k 對(duì) 實(shí) 心 活 塞 桿4,dAJk -活塞桿橫截面積A2 -柔性系數(shù)，對(duì)鋼取 85mm -端點(diǎn)安裝形式系數(shù)，兩端固定，即 =4n n -材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值fMPafPa490,對(duì) 鋼 經(jīng)校核得知活塞桿的直徑達(dá)到使用要求 4.2.8 為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定H XXXVIII 圖 4-10 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 ，取 為 250 （4-mDLH2450240Hm 25） 因?yàn)榧?8025 （4-dA1257).16().160( 26） 取 為 100m （4-mDB2501)0.6(0.16 27） 取 為 200 （4-BAHC10212501 28） L-液壓缸的最大行程 B-活塞的寬度 A-導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度 C-隔套的長(zhǎng)度 D-缸筒內(nèi)徑 4.2.9 支承環(huán)的選用 1） 導(dǎo)向支承環(huán)由抗磨的填充聚四氟乙烯（PTFE）材料制成。常與同軸密封圈， Y 型密封圈等組合使用，在液壓缸活塞和活塞桿動(dòng)密封裝置中起導(dǎo)向和支 撐作用，導(dǎo)向支承環(huán)具有精確的導(dǎo)向作用，可吸收隨時(shí)產(chǎn)生的徑向力，承 載能力大，摩擦阻力小，耐磨性號(hào)，能抑制機(jī)械振動(dòng)，避免液壓缸內(nèi)滑動(dòng) 部件的金屬接觸。使用溫度為 ，往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度 ，工作52c3/ms XXXIX 介質(zhì)為液壓油、水等。 2） 結(jié)構(gòu)形式如下： 活塞桿用支承環(huán) GB/T15242.31994 規(guī)格 0400B，如圖 4-11 Z=2 b=9.5 d1=40 =2.5 圖 4-11 活塞桿用支承環(huán) 活塞用支承環(huán) GB/15242.31994 規(guī)格 0800c，如圖 4-12 D=250 D1=80 b =9.5 =3 z=3 圖 4-12 活塞用支承環(huán) 4.2.10 活塞設(shè)計(jì) 有導(dǎo)向環(huán)（支承環(huán)）的活塞：碳素鋼 45 號(hào) XL 4.2.11 液壓缸進(jìn)出油口采用螺紋連接 圖 4-13 液壓缸進(jìn)出油口采用螺紋連接圖 25MPa 系列單桿液壓缸油口安裝尺寸（摘自 ISO 81371986） 由缸徑 D=250 得 m EC M50 2 32inE 4.2.12 密封件的選用 1） 活塞桿密封腔體 L1 用 Y 型橡膠圈 活塞桿與缸頭接觸部位選用 Y 型橡膠密封圈 GB/T 10708.11989 根據(jù)活塞桿直徑 d= 125 選取。m Y 型等高唇密封圈是液壓缸中最常用的一種。具有耐磨，使用壽命長(zhǎng)，使 用于工作壓力小于 25MPa，運(yùn)動(dòng)速度小于 1m/s，工作溫度在 ，408c 工作介質(zhì)為礦物油，選用 d400 聚氨酯-3.其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖 4-14 XLI 圖 4-14 Y 型橡膠圈 2） 孔用 型密封圈XY 活塞與鋼筒部位選用不等高唇，孔用 型密封圈X 不等高唇密封圈也是液壓缸中常用的一種。具有耐磨，使用壽命長(zhǎng)，使用 于工作壓力小于 31.5MPa，運(yùn)動(dòng)速度小于 0.5m/s，工作溫度在 ，408c 工作介質(zhì)為礦物油，選用 d400 聚氨酯-3.其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖 4-15 D=150 d=65 L2=12.5 D3=81.5 0.35 D4=79.2 0.35 S3=9 0.15 S4=6.7 0.15 L1=11.5 0.20 圖 4-15 孔用 型密封圈XY 3） O 型密封圈 GB/T3452.31988. 缸蓋與鋼筒接觸部位及活塞與活塞桿部位選用 O 型密封圈 XLII O 型密封圈是一種可靠的密封結(jié)構(gòu)。這種密封在下列壓力和溫度范圍內(nèi)可 以可靠的工作，壓力可達(dá) 35MPa，溫度由 ，O 型密封圈一般用602c 于固定部分的密封（靜密封） ，如圖 4-16 缸頭與鋼筒接觸部位選用 O 型密封圈 （4-23.51d 29） 40 （4-30） 活塞與活塞桿接觸部位選用 O 型密封圈 （4-25.31d 31） （4-180 32） 圖 4-16 O 型密封圈 4.2.13 防塵圈的選用 GP1 型防塵圈 選用型號(hào) GP11250 活塞缸外露部分選用 GP1 型防塵圈 GP1 型防塵圈機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，截面小，安裝方便，成本低。廣泛用于液壓缸中， XLIII 防止污物混入液壓系統(tǒng)和密封系統(tǒng)。材料為丁腈橡膠（NBR） 、橡塑符合材料 RP 和氟橡膠（FKM） 。工作溫度為 ，往復(fù)速度 ，工作介質(zhì)為液3520c1m 壓油，乳化液或水。其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖 4-17 D=250 d=40 H=6 D1=44 n=2.5 S1=3 圖 4-17 GP1 型防塵圈 4.3 提升門(mén)的兩個(gè)開(kāi)門(mén)液壓缸的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 4.3.1 開(kāi)門(mén)液壓缸的設(shè)計(jì) 開(kāi)門(mén)的兩個(gè)液壓缸設(shè)計(jì)，主要是活塞桿外的設(shè)計(jì)。液壓缸通過(guò)活塞桿的端 部用圓柱銷(xiāo)與一軸連接，將軸焊接在門(mén)上，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)液壓缸將門(mén)的提起，由 此廢金屬塊可由此推出。 4.3.2 壓力 P 1） 公稱(chēng)壓力 n 公稱(chēng)壓力 也稱(chēng)額定壓力即在正常工作條件下，液壓缸能用以長(zhǎng)期工作的 最高壓力 GB/ 79381987 25MPa 2） 最高允許壓力 液壓缸在超過(guò)額定壓力后允許短暫運(yùn)行的最高壓力maxP 1.5Pn=37.5MPamax XLIV 3） 耐壓試驗(yàn)壓力 是液壓缸在檢查質(zhì)量時(shí)須承受的試驗(yàn)壓力TP 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，液壓缸在此壓力作用下，全部零件不得有破壞或永久變 形等異常現(xiàn)象出現(xiàn) =25MPa 16MPa 時(shí) =1.25Pn=1.25 25=31.25MPan TP 4.3.3 缸筒設(shè)計(jì)及其計(jì)算 1） 單活塞桿液壓缸缸筒內(nèi)徑 D 的計(jì)算 （4-001 24pdpFDM 33） -單活塞桿液壓缸實(shí)際推力1F -液壓缸工作壓力p -液壓缸回油被壓0 -液壓缸機(jī)械效率m -液壓缸活塞桿徑d 即 mD925.0124.363 經(jīng)圓整后取 D 為 100 2） 缸筒的材料 45 抗拉強(qiáng)度 / 700 伸長(zhǎng)率/% 4pMPa 硬度 HV210220 屈服強(qiáng)度 /MPa600650s 3） 技術(shù)要求 1、缸筒內(nèi)徑選 H9 配合，內(nèi)徑的表面粗糙度，Ra 為 0.40.2 m，需衍磨。 2、缸筒內(nèi)徑的圓度和圓柱度公差選 8 級(jí)精度。 XLV 3、缸筒端部用螺紋連接，螺紋用 6 級(jí)精度的細(xì)牙螺紋。 4.3.4 缸筒壁厚 的計(jì)算 采用洪格爾公司 THH 型液壓缸，產(chǎn)品系列代號(hào) F 液壓缸的額定壓力 為 25MPanP 缸筒內(nèi)徑 D 為 100m 查 42.4-58，缸筒壁厚 為 11 4.3.5 缸筒外徑的計(jì)算 1 =D+2d=100+112=122 （4-1Dm 34） 4.3.6 缸筒壁厚的驗(yàn)算 液壓缸的額定壓力 值應(yīng)低于一定的極限值，保證工作安全nP （4-2135.0DPsn 35） MPapan2565.74120653.02 經(jīng)驗(yàn)算缸筒壁厚符合要求 4.3.7 活塞桿的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 1） 活塞桿選用實(shí)心桿 2） 液壓缸運(yùn)動(dòng)無(wú)速度比要求，因此 活塞桿直徑 （4-mDd501.70.45. XLVI 36） 經(jīng)圓整后 d=50m 3） 活塞桿按照強(qiáng)度校核 經(jīng)過(guò)理論分析，側(cè)液壓缸上活塞桿的長(zhǎng)度應(yīng)為 500m 當(dāng)活塞桿長(zhǎng)度 時(shí) （4-mdml 50105 37） 按照公式 ， （4-314Fsn 38） -活塞桿材料的許用應(yīng)力MPa -活塞桿推力 N1F -材料屈服強(qiáng)度s -屈服安全系數(shù)， sn24.1sn 進(jìn)行活塞桿直徑的校核 即 （4-mmd04.25614.3503 39） 經(jīng)校核得知活塞桿的直徑達(dá)到使用要求 4.3.8 為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定H XLVII 圖 4-18 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 （4-mDLH75210520 40） 取 為 75m 因?yàn)?，即D801 （4-mdA503).16().60( 41） 取 為 40m （4-DB106)0.16(0.16 42） 取 為 80 （4-mBAHC1580427521 43） L-液壓缸的最大行程 XLVIII B-活塞的寬度 A-導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度 C-隔套的長(zhǎng)度 D-缸筒內(nèi)徑 4.3.9 支承環(huán)選用 1） 導(dǎo)向支承環(huán)由抗磨的填充聚四氟乙烯（PTFE）材料制成。常與同軸密封圈， Y 型密封圈等組合使用，在液壓缸活塞和活塞桿動(dòng)密封裝置中起導(dǎo)向和支 撐作用，導(dǎo)向支承環(huán)具有精確的導(dǎo)向作用，可吸收隨時(shí)產(chǎn)生的徑向力，承 載能力大，摩擦阻力小，耐磨性號(hào)，能抑制機(jī)械振動(dòng)，避免液壓缸內(nèi)滑動(dòng) 部件的金屬接觸。使用溫度為 ，往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度 ，工作52c3/ms 介質(zhì)為液壓油、水等。 2） 結(jié)構(gòu)形式如下： 活塞桿用支承環(huán) GB/T15242.31994 規(guī)格 0400B，如圖 4-19 Z=2 b=9 d1=40 =2.5 圖 4-19 活塞桿用支承環(huán) 活塞用支承環(huán) GB/15242.31994 XLIX 規(guī)格 0800c，如圖 4-20 D=100 D1=80 b =9.5 =2.5 z=3 圖 4-20 活塞用支承環(huán) 4.3.10 活塞設(shè)計(jì) 有導(dǎo)向環(huán)（支承環(huán)）的活塞：碳素鋼 45 號(hào) 4.3.11 液壓缸進(jìn)出油口采用螺紋連接 圖 4-21 液壓缸進(jìn)出油口采用螺紋連接圖 25MPa 系列單桿液壓缸油口安裝尺寸（摘自 ISO 81371986） 由缸徑 D=100mm 得 L EC M33 2 20mmminE 4.3.12 密封件的選用 1） 活塞桿密封腔體 L1 用 Y 型橡膠圈 GB/T 10708.11989 根據(jù)活塞桿直徑 d= 50mm 選取 Y 型等高唇密封圈是液壓缸中最常用的一種。具有耐磨，使用壽命長(zhǎng)，使 用于工作壓力小于 25MPa，運(yùn)動(dòng)速度小于 1m/s，工作溫度在 ，408c 工作介質(zhì)為礦物油，選用 d400 聚氨酯-3.其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖 4-22 圖 4-22 Y 型橡膠圈 2） 孔用 型密封圈XY 活塞與鋼筒部位選用不等高唇，孔用 型密封圈X 不等高唇密封圈也是液壓缸中常用的一種。具有耐磨，使用壽命長(zhǎng)，使用 于工作壓力小于 31.5MPa，運(yùn)動(dòng)速度小于 0.5m/s，工作溫度在 ，408c 工作介質(zhì)為礦物油，選用 d400 聚氨酯-3.其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖 4-23 LI D=100 d=50 L2=12.5 D3=81.5 0.35 D4=79.2 0.35 S3=9 0.15 S4=6.7 0.15 L1=11.5 0.20 圖 4-23 孔用 型密封圈XY 3）O 型密封圈 GB/T3452.31988 缸蓋與鋼筒接觸部位及活塞與活塞桿部位選用 O 型密封圈 O 型密封圈是一種可靠的密封結(jié)構(gòu)。這種密封在下列壓力和溫度范圍內(nèi)可 以可靠的工作，壓力可達(dá) 35MPa，溫度由 ，O 型密封圈一般用602c 于固定部分的密封（靜密封） ，如圖 4-24 缸頭與鋼筒接觸部位選用 O 型密封圈 =3.55+0.10 （4-2d 44） （4-150 45） 活塞與活塞桿接觸部位選用 O 型密封圈 （4-2d.3 46） =100 （4-1 47） LII 圖 4-24 O 型密封圈 4.3.13 防塵圈的選用 GP1 型防塵圈 選用型號(hào) GP10500 活塞缸外露部分選用 GP1 型防塵圈 GP1 型防塵圈機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，截面小，安裝方便，成本低。廣泛用于液壓缸中， 防止污物混入液壓系統(tǒng)和密封系統(tǒng)。材料為丁腈橡膠（NBR） 、橡塑符合材料 RP 和氟橡膠（FKM） 。工作溫度為 ，往復(fù)速度 ，工作介質(zhì)為液3520c1m 壓油，乳化液或水。其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖 4-25 D=100 d=40 H=6 D1=85 n=2.5 S1=3 圖 4-25 GP1 型防塵圈 LIII 第五章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.1 起動(dòng)電路 選用軸向柱塞泵，其驅(qū)動(dòng)功率為 24.6Kw,功率大于 7.5Kw,故選用星三角 起動(dòng)，即星-三角變換減壓起動(dòng)控制電路。 控制電路各元件選取 110V 的電壓，因此要用變壓器將 380V 的電壓變到 110V。 LIV 5-1 星-三角變換減壓起動(dòng)控制電路圖 5.2 壓塊機(jī)電氣控制系統(tǒng)圖 5.2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1） 壓塊機(jī)主要是由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，利用液壓缸里的活塞桿來(lái)推動(dòng)壓板，壓 頭及門(mén)以實(shí)現(xiàn)對(duì)廢金屬的擠壓。因?yàn)橹饕尚谐涕_(kāi)關(guān)來(lái)控制電磁鐵線圈的得失 電，以實(shí)現(xiàn)液壓缸的運(yùn)動(dòng)。 2） 各元件選取 110V 電壓，因此要用到變壓器。 3） 對(duì)于按鈕控制點(diǎn)，要有自鎖，實(shí)現(xiàn)電路的長(zhǎng)期供電，達(dá)到各部件的連續(xù)動(dòng) 作。 5.2.2 電氣控制系統(tǒng)圖 LV 圖 5-2 電氣控制系統(tǒng)圖 5.3 電磁鐵線圈的得電順序 5.4 電磁鐵得失電，液壓缸動(dòng)作過(guò)程 按 鈕 動(dòng)作過(guò) 程 YA1YA 2 YA3YA 4 YA5YA 6 YA7YA8 YA9YA10 YA11YA 12 YA13YA1 4 YA 15 SB1 壓板一 二壓下 + + ST1 壓板一 + + LVI 繼續(xù)下 壓 ST2 主液壓