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沈 陽 化 工 大 學 科 亞 學 院 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目 450 450 平板硫化機液壓系統(tǒng)設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 機制 1102 學生姓名 楊 迪 指導教師 董林福 論文提交日期 年 月 日 論文答辯日期 年 月 日 畢業(yè)設計 論文 答辯記錄 專業(yè)班級 機制 1102 學 號 311102122 姓 名 楊 迪 答辯內容記錄 記錄人 沈 陽 化 工 大 學 科 亞 學 院 本科生畢業(yè)設計成績考核評價表 答辯小組 年 月 日 畢業(yè)設計 名 稱 450 450 平板硫化機液壓系統(tǒng)設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 機制 1102 姓名 楊 迪 評價人 權重 評價點 得分 10 圖紙完備 整潔 設計說明書的撰寫質量 5 分析 計算 論證的綜合能力 5 能綜合運用所學知識和專業(yè)知識 獨立工作能力強 指導教師 5 畢業(yè)實習表現(xiàn) 進度表書寫情況 10 設計的有重大改進或獨特見解 有一定應用價值 5 設計的難度和工作量 結合本專業(yè)情況 5 計算 圖紙 公式 符號 單位是否符合工程設計規(guī)范 評閱人 5 說明書的條理性 語言 書寫 圖表水平 10 設計規(guī)格符合要求及答辯規(guī)范程度 10 答辯掛圖準備情況 10 答辯中思維敏捷 知識面寬厚程度 10 回答問題的正確性 有無錯誤 答辯小組 10 是否有創(chuàng)新意識 設計是否有新意 合計 分數(shù) 教師 評閱人和答辯小組按以上各條的相應評價點給出得分 合計總分數(shù) 在總成績分數(shù)中 90 100 分為優(yōu)秀 80 89 分為良好 70 79 為 中等 60 69 為及格 不足 60 分為不及格 列入本表右側成績欄中 注意 有嚴重抄襲現(xiàn)象的學生成績應定為不及格 有抄襲現(xiàn)象 但不嚴重的學生成績應降檔處理 指導教師 評閱人及答辯小組對 此應切實注意 如有不可解決的分歧 可交于院系答辯委員會裁定 成績 沈陽化工大學科亞學院 畢業(yè)設計 論文 答辯成績評定 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計 論文 答辯委員會于 2015 年 06 月 05 日 審查了 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 楊 迪 的畢業(yè)設計 論文 設計 論文 題目 450 450 平板硫化機液壓系統(tǒng)設計 設計 論文 專題部分 設計 論文 共 32 頁 設計圖紙 4 張 指導教師 評 閱 人 畢業(yè)設計 論文 答辯委員會意見 成績 學院答辯委員會 主任委員 簽章 年 月 日 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 引言 0 引言 橡膠是國民經(jīng)濟與現(xiàn)代化高科技領域不可缺少的高分子材料 用途及其廣泛 不 僅能滿足人們醫(yī)療衛(wèi)生 日常生活和問題生活等各方面需要 還能滿足交通運輸 電子通訊及航天航空等各個領域的技術要求 橡膠材料對國民經(jīng)濟與現(xiàn)代高科技領 域的發(fā)展有決定性的作用 各個車輛 飛機的輪胎都離不開橡膠 橡膠制品主要原料是生膠 還要添加各種配合劑 采用纖維織物和金屬材料做骨 架 生橡膠通過壓出 混煉 塑煉 成型和壓延等基本工藝過程之后 成為半成品 但其物理機械性能較差 不能滿足要求 因此 半成品需要硫化來改善其自身的機 械性能和其他性能 使橡膠制品能更好的滿足和適應使用的要求 橡膠硫化的方法很多很多 按它的使用的硫化條件不同可分為熱硫化 冷硫化 和室溫硫化三種 按其使用的硫化設備可分為個體硫化機硫化 平板硫化機硫化 硫化罐硫化 注亞硫化等 其中平板硫化機硫化應用比較廣 而大部分平板硫化機 是由液壓系統(tǒng)來提供工作壓力 本次設計是一項平板硫化機的液壓系統(tǒng)設計 本液壓系統(tǒng)的主機是 QLB 450450 自開模平板硫化機 該平板硫化機為下缸式 硫化過程中的平臺的升降等動 作均由液壓元件在液壓系統(tǒng)的控制下自動完成 液壓系統(tǒng)就是平板硫化機用以供給工作壓力的動力部分 并用來控制全套設備 動作次序 液壓系統(tǒng)裝置主要由以下五部分組成 能源裝置 把機械能轉換成油液液壓能的裝置 最常見的形式液壓泵 它給 液壓系統(tǒng)供給液壓油 執(zhí)行裝置 把油液的液壓能轉換成機械能的裝置 它可以是作回轉運動液壓馬達 缸 也可以是做直線運動的液壓 控制裝置 對系統(tǒng)中運動方向 流量或油液壓力進行調節(jié)或控制的裝置 輔助裝置 上述三部分以外的其他裝置 他們對確保系統(tǒng)正常工作也有重要的 作用 傳動介質 液壓油 在液壓系統(tǒng)中 液壓油是傳遞動力和信號的工作介質 同 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 引言 1 時 他還起到防銹 冷卻和潤滑的作用 在分析這些問題時 必須把握住橡膠特有的性質 橡膠與塑料不同 它已具有 以下四項特征 一 由于會產(chǎn)生硫化 交聯(lián) 現(xiàn)象 所以膠料在模具內流動時會因焦燒作用而導致粘 度發(fā)生變化 二 改變模具內的流道 會產(chǎn)生壓力損失 在使用簡單的模具時 用平板硫化機硫 化成型則不易導致壓力損失 若使用旋轉模硫化成型 膠料從料槽向模腔流動的部 橡膠制品的硫化成型 分為注射成型 平板硫化機模壓成型 連續(xù)硫化及硫化罐硫 化等多種形式 但是目前使用最多的仍然是平板硫化機硫化位上會產(chǎn)生壓力損失 與塑料相比該壓力要大得多 壓力損失可以認為是管道壁與膠料之間的摩擦及膠料 本身的動態(tài)損失造成的 三 隨著模腔內膠料硫化的開始 壓力也隨之上升 這樣就起到了除去模腔內的氣 孔 提高制品外觀質量的效果 若表面凹縮 則合模面上的壓力會上升 帶來壓力 集中的負面效應 該壓力上升 會使與合模面接觸的膠料形成早期硫化薄膜 由于 這種膜起到了密封的效果 因而由十內部膠料溫度上升 產(chǎn)生了膨脹現(xiàn)象 四 在膠料硫化時一生成的硫化劑分解氣體與原來被裹進膠料中的氣體及揮發(fā)分的 蒸發(fā)氣體容易在硫化膠內部形成小氣泡 設計中主要介紹了液壓系統(tǒng)的計算和設計過程 包括對于輔助工作缸 主工作缸 推拉移模缸的設計 計算及選取 液壓元件的選取 油泵 電機的計算和選取 油 箱和閥板的設計過程 通過本次設計 使我對液壓系統(tǒng)元件設計和計算方法有了一 個較深刻的了解 同時 也掌握了液壓系統(tǒng)設計的一些基本思想及方法 我國液壓工業(yè)開始于本世紀 50 年代 其產(chǎn)品最早只用于機床和鍛壓設備 后來 才用到拖拉機等工程機械上 自 1964 年從國外引進一批液壓元件生產(chǎn)技術 同時進 行自主設計液壓產(chǎn)品以來 我國的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列 并在各種 機械設備上得到廣泛的應用 80 年代起更加速了對西方先進技術的有計劃引進 消 化 吸收及國產(chǎn)化工作 以確保我國液壓技術能在經(jīng)濟效益 產(chǎn)品質量 研究開發(fā) 人才培養(yǎng)等各個方面全方位的趕上世界水平 液壓傳動的優(yōu)點是主要的 也存在缺點隨著設計制造和使用水平的不斷提高是 可以逐步避免的 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 引言 2 當今液壓技術的發(fā)展突飛猛進 成果十分顯著 新工藝 新結構 新使用層出 不窮 本液壓系統(tǒng)設計在滿足主機的技術參數(shù)的基礎上 注意吸收和采用部分先進 技術 如雙聯(lián)葉片舟的使用 在結構和性能上實現(xiàn)一些突破 力求設計出性能上一 些突破 力求設計出性能可靠 結構先進和操作方便的液壓泵站 由于實踐經(jīng)驗和理論知識不足 設計中會有錯誤和不當之處 請各位老師 和同學批評改正 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第一章液壓系統(tǒng)方案設計 3 第 1 章 液壓系統(tǒng)方案設計 1 1 液壓系統(tǒng)的主機及工藝循環(huán) 本液壓系統(tǒng)的主機為 QLB450 450 的柱式自開模平板硫化機 該平板硫化機為下 缸式結構 硫化過程中平臺的升降 模具的推拉及開模等動作均出液壓元件 液壓 缸 在液壓系統(tǒng)的控制下自動完成 本液壓系統(tǒng)需要完成如下工藝循環(huán) 油缸空載啟動 推拉移模缸 慢速 快速 慢速 拉進模具 平臺與熱板帶動模具 慢速 快速 慢速 上升 保壓硫化制品 平臺與熱板帶動模具下降 推拉移模缸 慢速 快速 慢速 推出模具 完成循 環(huán) 1 2 液壓系統(tǒng)的設計方案 液壓系統(tǒng)的擬定是整個系統(tǒng)中的最重要環(huán)節(jié) 它對系統(tǒng)的性能 設計的合理性 先進性都有著重要的作用 參照同類型機器的液壓系統(tǒng) 結合具體情況 確定具體 設計方案如下 為實現(xiàn)速度的快慢調節(jié)及合理使用油泵 節(jié)省功率 采用節(jié)流閥和高性能 低噪聲的雙聯(lián)葉片泵配合使用 為防止系統(tǒng)中液壓沖擊影響油泵的工作 在泵的出口處設置單向閥 為了確保系統(tǒng)的保壓能力 在與工作缸相連的部位設置液壓控單向閥 同時 設置電接點壓力表 在壓力降低時隨時補壓 為保證人身和設備安全 防止由于意外原因造成的過載損壞油泵 在兩個油 泵的壓油路之間設置兩處電磁換向閥 既可保證系統(tǒng)的安全 又可以實現(xiàn)調速 1 3 擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖 確定液壓系統(tǒng)設計方案是擬定系統(tǒng)工作原理圖的基礎 而擬定系統(tǒng)工作原理是實 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第一章液壓系統(tǒng)方案設計 4 現(xiàn)系統(tǒng)方案的一個重要步驟 在擬定原理圖時要注意 盡量選用標準元件 減少非標準的使用 防止回路間的相互干擾 避免系統(tǒng)中存在多余的回路 鑒于以上 將液壓系統(tǒng)的原理圖繪制如下 圖 1 1 液壓系統(tǒng)原理圖 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 5 第 2 章 液壓系統(tǒng)的設計 2 1 液壓系統(tǒng)的主要技術參數(shù)的確定 根據(jù) GB10480 89 和課題要求確定平板硫化機的主要性能參數(shù)如下 表 3 1 平板硫化機性能參數(shù) 分類 項目 單位 參數(shù)值 熱板規(guī)格 m450 450 熱板層數(shù) 層 2 熱板間距 300 工作液壓力 MPa20 柱塞最大行程 m300 基本參數(shù) 公稱合模力 MN 1 0 快速閉模 s 40 慢速閉模 8 快速推模 sm 20 運動速度 慢速推模 8 各缸噸位 輔助工作缸 t 2 5 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 6 2 2 液壓元件的設計選取及主要參數(shù)的確定 2 2 1 柱塞的設計 柱塞是平板硫化機的主要零部件之一 它與工作缸 密封裝置 壓緊法蘭盤等組 成了傳遞壓能的部件 將液壓能轉換成帶動平臺或可動橫梁運動的能量 柱塞的結 構形式是根據(jù)平板硫化機的噸位大小 工作缸內液壓的變動情況 平臺的運動速度 及其行程等進行設計 2 2 2 柱塞的選材 考慮柱塞材料在使用上要求具有足夠的耐彎曲及抗壓縮度 其表面要有足夠的耐 磨性和耐腐蝕性 并且與密封件的摩擦系數(shù)應盡可能低 因此決定選用 HT250 2 2 3 柱塞外徑 pPD785 01 cm2 50 1 式中 D 柱塞的外徑 cm P 平板硫化機的公稱噸位 Kg p 工作液的最高壓力 200 Kg cm 2 因此選擇 D 260 mm 2 當柱塞直徑大于 150mm 時 為了節(jié)省材料 減輕重量 應該制造成空心 本設計 即用空心柱塞 柱塞壁厚的確定 cmry 12 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 7 式中 鑄鐵抗壓強度極限 kg cm y 2 1000kg cm2 K 常數(shù) 鑄鐵的柱塞 K 2 r 柱塞的外徑半徑 r2 m102 工作液的最高壓力 160kg cm 2mkPry 8 20 14 6 1 2 柱塞壁厚 根據(jù)鑄造規(guī)定m83min 30 2 2 4 柱塞內徑 mD203261 柱塞與平臺的連接方式 墊臺連接的特點是更換密封圈方便 另一個特點是當熱板受偏心載荷時 柱塞承 受的附加力矩小 剛性連接主要用于上缸式平板硫化機上 這種連接方式在熱板受偏心載荷時 柱 塞將受到很大的附加彎矩 從而增加液壓缸導套和密封圈的磨損 球面連接是在柱塞與活動平臺之間裝設球面墊 當出現(xiàn)偏心載荷時 活動平臺能 適當自動調心 使柱塞的附加彎距減小 從而保護了液壓的導套和密封圈 本設計柱塞與平臺的連接方式采用柱塞頂端與平臺剛性連接 在柱塞外壁上開槽 用螺栓緊固在平臺上 2 2 5 主工作缸的設計 本液壓缸的設計采用的是目前使用較為廣泛的 帶有外部密封裝置的工作缸 密 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 8 封零件 密封圈托架 密封圈 填于工作缸上部的凹溝內 并用法蘭緊填料 法蘭 用螺栓固定在工作缸的凸緣上 根據(jù)常用金屬材料的用途 結合本液壓缸的特點 選用 ZG270 500 工作缸內徑的確定 工作缸的內徑是根據(jù)柱塞的直徑確定的 D 260mm 液壓缸的確定 總間 D1 隙 的大小與缸體的制造工藝和工藝水平有關 一般的鑄造缸體取 15 30mm 這 里取 25mm 所以內徑為 285mm 取標準值 工作缸外經(jīng)的確定 已知材料的抗拉強度 500N mm 5000kg cmb 22 取安全系數(shù) n 7 則有 2 714 50cmkgnb 所以 mm 16 37908512 pD 工作缸壁厚的確定 mm5 492 86 379 12 考慮鑄造會產(chǎn)生偏心 氣孔等缺陷以及保證零件有足夠的強度和致密度 取壁厚 為 50mm 所以工作缸外徑為 mm380528012 D 工作缸的其他尺寸的確定 工作缸底半徑的確定 采用球型可以避免應力集中 球低半徑可以根據(jù)工 作缸的內徑 r 確定 1 設球低半徑為 r 根據(jù) r 1 5 1 2 r 先取系數(shù)為 1 5 1 則 r 1 5 285 2 213 75mm 則 r 取 220mm 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 9 過渡圓弧的確定 過渡圓弧的半徑取 r 0 4r 則有 r 0 4 285 2 57mm 這里取 r 60mm1 工作缸凸肩高度的確定 按照經(jīng)驗公式 工作缸凸肩的高度 h 可以根據(jù)工作缸的壁厚 來確定 即 h 1 5 1 5 50 75mm 這里取 h 60mm 工作缸凸肩處圓角半徑的確定 為避免曲線過渡區(qū)產(chǎn)生應力集中 取凸肩的圓角半徑為 0 15 0 25 0 2 50 10mm2r 導向長度的確定 導向長度約為柱塞直徑的 0 3 0 6 倍 大直徑取小值 反之取大值這里取中間值 L 0 45 260 117mm 取整為 120mm 工作缸總深度確定 此數(shù)據(jù)從零件圖中可以得到 根據(jù)上述計算 結合本液壓系統(tǒng)的特點 初步確定液壓缸主體尺寸如下圖所示 圖 2 1 液壓缸主體尺寸圖 工作缸的總深度為 mILS430185201 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 10 柱塞最大行程S 密封裝置長度1L 其他長度I 此深度代密封件確定后調整 根據(jù)工作剛深度可估算柱塞長度 其中考慮法蘭厚 度 柱塞伸出的長度以及深入平臺的長度 可取 430 80 510mm 此長度可以適當調整 柱L 柱塞細長比為 為短柱塞 因此不用驗算穩(wěn)定性 其應力應按純壓1026 5 縮來考慮 柱塞尺寸及結構如下圖所示 圖 2 2 柱塞尺寸圖 工作缸的強度校核 工作缸工作時候受壓力作用 從而產(chǎn)生軸向應力 徑向應力 和周向應力 按要 求不應超過許用應力 外壓為 P 0 內壓為 L 175kg cm 強度校核如下 徑向應力 21 0cmkgpr 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 11 軸向應力 2222121 1 9 5 149 5 40 cmkgrprz 周向應力 22222121 4 68 9 rt 工作缸的安全系數(shù)為 5 7 本次設計取 7 已知的 ZG270 500 的抗拉強度極限為 所以許用的抗拉強度為 2 50cmkgb 2 5 71 50 cmkgnb 綜上所述三種應力均小于許用應力 故本次設計安全可靠 2 2 6 推拉移模缸的選取及參數(shù)的確定 本液壓缸的主要作用是推拉移動模具 用于輔助自開模裝置 初步確定該缸的噸 位為 1 5 噸 工作壓力在 10 則活塞的面積為 26422 015 1 05 mPA 則活塞的直徑為 D4 14 34 結合推拉移模缸的安裝特點 將該缸選為 CD250C50 28 460 的標準液壓缸 其性 能參數(shù)確定如下 活塞直徑 50mm 活塞桿直徑 28mm 活塞面積 19 63 形面積 13 47 工作液壓力為 10 往返速度比可以由活塞及環(huán)形面積確定 457 13 6 19 22 A 已初步確定快速去程速度為 20mm s 慢速去程的速度為 10mm s 則可以由速度比 確定各自的回程速度如下 快速 min 75 1 4 2957 1023 sV 慢速 i 0 6 824 工作噸位校正 推力 tNAPF96 1313 910642 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 12 拉力 tNAPF35 14701047 1362 綜合上述的各個工作缸和計算過程 各個工作缸主要技術參數(shù)均以確定 現(xiàn)在將 整個液壓系統(tǒng)中的所有工作缸的主要技術參數(shù)列表如下 表 2 2 工作缸技術參數(shù) 工作缸名稱 單位 主工作缸 輔助工作缸 推拉移模缸 工作缸代號 非標準間 CD250 CD63 36 CD250 C50 28 工作缸數(shù)量 個 1 2 1 工作液壓力 aMP20 10 10 活塞直徑 Mm 260 63 50 活塞桿直徑 2m260 36 28 環(huán)形面積 2無 2099 1347 工作壓力下推力 T 100 3 12 1 96 工作壓力下拉力 T 無 2 10 1 35 往返速比 1 484 1 457 快速去程速度 min 2 40 1 2 快速回程速度 i 3 56 1 75 慢速去程速度 in 0 48 0 48 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 13 慢速回程速度 min 0 71 0 70 2 2 7 輔助工作缸的選取及參數(shù)的確定 本液壓系統(tǒng)為簡化主工作缸的設計 提高平臺的上升速度 在主工作缸的兩側設 置兩個輔助工作缸 初步確定輔助工作缸的噸位在 2 5 噸 工作壓力最高取 10 此壓力即為順序閥的開啟壓力 aMP 活塞的面積為 26421 05 1 05 mPA 則活塞的直徑為 d4 32 根據(jù)活塞的直徑將兩個輔助工作缸選為 CD250C63 36 300 的標準液壓缸 其性能參 數(shù)為 活塞直徑 63mm 活塞桿直徑 36mm 活塞面積 217 3cm 環(huán)形面積 21 工作缸壓力 102cmaMP 往返速比可以用活塞及環(huán)形面積確定 48 1 7 3 21 A 已初步確定快速升起為 40 慢速升起為 10 則可以由速比確定各s sm 自的回程速度如下 快速回程 in 56 3 5948 10V1 s 慢速回程 71 02 2 工作缸噸位的校正 推力 tNAF2 3107 310P641 拉力 10 299 2 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 14 2 3 工作循環(huán)中所需要的流量的確定 平臺快速上升 min 96 1403174 23611 LAVQ 平臺慢速上升 28 02 模具慢速推進 in 94 01347 3643 模具快速推進 25 12 LAVQ 鎖模過程 鎖模過程的流量很小 該階段的流量可以視為所選的高壓小流量泵的 流量 保壓硫化 因為有單向閥進行保壓 泄漏很小 所以該階段的流量可以視為零 平臺慢速下降 min 28 130317 02 615 LAVQ 平臺快速下降 9 44 6 模具慢速推出 in 019638 0 3243 模具快速推出 6 2147 LAVQ 2 4 實際工作過程中的各個階段的壓力值 上述計算過程中已經(jīng)初步設定各個工作缸的工作壓力 所給定的壓力即為該工況 中的最高壓力 推拉模具 10 平臺的升降 10 aMP 保壓硫化的壓力 由具體的制品和具體的工藝條件來確定 鎖模壓力 aaMPDP 83 1083 126 0 14 662 公 稱鎖 2 5 油泵的計算以及選取 流量的確定 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 15 低壓大流量泵的計算 由設計方案可知 擬定選用雙聯(lián)葉片泵的組合 由于平板 硫化機沒有兩個同時 如見此處說明是抄襲 運動的工作過程 而且液壓系統(tǒng)中沒有 蓄能器等元件 所以油泵的流量按最大的工作流量計算 14 96 容積效率min L 取 0 96 管路以及元件的流量損失初步取 3 5L min 小流量取為 3L min 流量損失為 3L min 油泵的容積效率也可以取 0 90 則有min 3 90 2LHQvB 63 max 液壓泵工作階段的壓力計算 高壓狀態(tài)工作時 已知 aPMP213 081 P1 高額 低壓狀態(tài)工作時 取 取壓力損失為adM8a 則有 aP93 0 1 2 低額 綜合上訴流量和壓力的計算結果 應該選用雙聯(lián)葉片泵的型號為 PV2R34 52 116 136 237 表 2 3 雙聯(lián)葉片泵的性能參數(shù) 系列序號 理論排量 ml r 最高使用壓力 aMP允許轉速 r min 該系統(tǒng)使用 轉速 r min 后泵 52 21 600 1800 750 PV2R12 前泵 136 21 600 1800 750 2 6 各個工作階段所消耗的最大功率 因為每個工作階段均有快速和慢速過程 為了確定電機的功率 所以只計算在最 大壓力下快速階段的功率 平臺的快速升降 KWQPN493 260 1096 14031 模具快速推拉階段 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第二章液壓系統(tǒng)的設計 16 KWQPN39 06 1036 210342 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第三章標準元件的計算和選取 17 第 3 章 標準元件的計算和選取 3 1 電機的選擇 根據(jù)油泵工作階段的壓力和流量 結合油泵的總效率 可計算出油泵所需要的電 機的功率 由上述計算所得的最大功率來計算 結合油泵以及系統(tǒng)的總效率 即可 得到所需要的電機效率 KWN87 2 0 493 2 1 電 平臺快速升降階段的功率 油泵以及系統(tǒng)的總功率 根據(jù)工作需要以及電動機的特性 所選用電機功率應有一定的安全儲備 這里取 負荷為 0 9 則有 KWN18 390 7 2 電額 根據(jù)以上計算結果和該系統(tǒng)的具體特點 選取 Y160M1 8 三相異步電動機 表 3 1 電機性能參數(shù) 型號 額定功率 滿賊轉速 滿載電流 效率 電源要求 Y160M1 8 4 0KW 720r min 9 9A 84 380V 50 zH 3 2 液壓元件的選取 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過該閥的最大流量及閥的機能 選取標準液壓元件 液壓元件型號及性能參數(shù)如下表 表 3 2 液壓元件性能參數(shù) 序號 液壓元件 型號 額定流量 壓力范圍 1 節(jié)流閥 LF3 E10B 100 20 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第三章標準元件的計算和選取 18 2 三位四通電磁閥 34DF30 E10B 60 20 3 電接點壓力表 YX 150 0 25 4 壓力繼電器 SG 02 H 22 7 21 5 高壓順序閥 XF2 B10H 20 7 21 6 夜空單向閥 YAF3 Ea10B 80 20 7 單向閥 AF3 Ea10B 80 開啟壓力 0 05 8 電磁節(jié)流閥 CG5V 6BW 9 異步交流電動機 10 雙聯(lián)葉片泵 PV2R34 52 136 后泵 52 前泵 136 21 11 壓力表開關 KF3 5 3 3 油管內徑的確定 前泵吸油管內徑的確定 取min 5 19LQ sm 5 1 0V 允 sm 3 1V 允 內徑為 873 96 4 允d 取 d 20mm 后吸油管的內徑 取min 5 4LQ sm 5 1 0V 允 sm 3 1V 允 內徑為 83 46 允d 取 d 9mm 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第三章標準元件的計算和選取 19 前泵壓油管的內徑 取min 5 19LQ sm 6 3V 允 sm 5V 允 內徑為 08 95 1 46 允d 取 d 10mm 后泵壓油管的內徑 取min 5 4LQ sm 6 3V 允 sm 5V 允 內徑為 45 6 允d 取 d 5mm 雙聯(lián)葉片泵并聯(lián) 壓力油匯合后油管內徑的確定 md62 105 496 合 取 12合 3 4 技術參數(shù)的校正 油泵是定量泵 所以流量確定 根據(jù)這個流量對初始速度進行校正 模具快速拉進 取 min 3LQ min 43 1 036 104 d 2232DV 拉拉拉 模具慢速拉進 取 in L in 48 0 1 3 06 3 104 d 2232QV 拉拉拉 模具快速推出 取 min L in 25 14 3 05 14 232DV 推推 模具慢速推出 取 inLQ 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第三章標準元件的計算和選取 20 min 51 04 3 05 14 232DQV 推推 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第四章閥板的設計 21 第 4 章 閥板的設計 液壓元件的連接方式主要有管式連接 板式連接和連接三種 管式連接占有空 間大 配管復雜 裝拆不方便 目前很少使用 目前較多應用板式連接 液壓閥板 是板式連接元件安裝在閥板上 各液壓元件之間的連接管道全部由閥板中所鉆的孔 道構成 采用板式連接的最大優(yōu)點是結構緊湊 有利于集中控制 裝拆方便 外型 整齊美觀 由于閥間管路長度縮短 故還能提高動作速度 缺點是閥板鉆孔困難 泄露不易檢查 法蘭連接液壓元件主要用于高壓大流量的液壓系統(tǒng) 其特點與管式 連接相同 本設計采用閥板連接 液壓閥板設計特點如下 在設計閥板元件較多的液壓系統(tǒng)時 為了避免鉆孔過深的孔 可將整個液壓 系統(tǒng)按系統(tǒng)的分支回路分成幾部分 根據(jù)經(jīng)驗 每一部分所包含的液壓元件不可多 于 10 20 個 制作液壓元件樣板 合理的布置元件在閥板上所占有的位置 布置元件位置 時注意以下幾點 液壓元件底的非加工面可以伸出閥板之外 液壓元件之間距離不應過大 一般取 40 50mm 但也不能過小 否則由于 安裝螺孔加工誤差 可能使兩元件相碰 為了方便控制調節(jié) 應將壓力閥和流量閥布置在正面 為使電磁換向閥的閥芯沿水平方向布置 以避免閥芯震動使電磁鐵失靈 應盡量減少鉆孔數(shù)量和鉆孔深度 決定閥板鉆孔的深度 閥板的正面孔數(shù)應等于各液壓元件的孔數(shù)之和 孔徑應等于液壓元件油口的孔 徑 閥板的正面還有液壓元件安裝螺孔 其規(guī)格可以從樣本中找到 閥板的反面和側面的孔需要安裝管接頭 因此每個孔都應根據(jù)所選用的管接頭 螺紋尺 寸來決定 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第四章閥板的設計 22 閥板的工藝孔是閥板內的中間管道 它不直接與液壓元件的油口或是管接頭連 接 因此油口須用油塞堵住 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第五章油箱的設計 23 第 5 章 油箱的設計 油箱用以儲存油液 以保證供給液壓系統(tǒng)充分的工作油液 同時還具有散熱 使?jié)B入油液中的污物沉淀等作用 油箱可分開式油箱和閉式油箱兩種 開式油箱中 油液的液面與大氣相通 而閉式油箱中油液的液面與大氣隔絕 液壓系統(tǒng)多數(shù)采用 開式油箱 開式油箱又分成整體式和分離式 所謂整體式是指利用主機的底座等作 為油箱 而分離式油箱則與三機分離并與泵組成一個獨立的供油單元 泵站 圖 5 1 是一種開式油箱的結構 分離式 圖 它由箱體和兩個端蓋 9 構成 箱體內裝 有隔板 6 將吸油區(qū)和回油區(qū)隔開 油箱的一側裝有注油口 1 和油位計 10 油箱頂 上留有空氣濾清器 4 和安裝液壓泵和電功機的上蓋 5 底部裝有排污油的堵塞 7 5 1 油箱的設計要點 油箱必須有足夠大的容積 一方面盡可能地滿足散熱的要求 另一方面在液 壓系統(tǒng)停止工作時應能容納系統(tǒng)中的所有工作介質 而工作時又能保持適當?shù)囊何?吸油管及回油管應插入最低液面以下 以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡 管 口與箱底 箱壁距離一般不小于管徑的3倍 吸油管可安裝100 m 左右的網(wǎng)式或線 隙式過濾器 安裝位置要便于裝卸和清洗過濾器 回油管口要斜切45 角并面向箱 壁 以防止回油沖擊油箱底部的沉積物 同時也有利于散熱 吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠些 之間應設置隔板 以加大液流 循環(huán)的途徑 這樣能提高散熱 分離空氣及沉淀雜質的效果 隔板高度為液面高度 的2 3 3 4 1 液位計 2 吸油管 3 空氣過濾器 4 回油管 5 側板 6 入孔蓋 7 放 油塞 8 地腳 9 隔板 10 底板 11 吸油過濾器 12 蓋板 油箱底部應距地面150mm 以上 以便于搬運 放油和散熱 在油箱的適當位置要 設吊耳 以便吊運 還要設置液位計 以監(jiān)視液位 為了保持油液清潔 油箱應有周邊密封的蓋板 蓋板上裝有空氣過濾器 注 油及通氣一般都由一個空氣過濾器來完成 為便于放油和清理 箱底要有一定的斜 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第五章油箱的設計 24 度 并在最低處設置放油閥 對于不易開蓋的油箱 要設置清洗孔 以便于油箱內 部的清理 對油箱內表面的防腐處理要給予充分的注意 常用的方法有 酸洗后磷化 適用于所有介質 但受酸洗磷化槽限制 油箱不能太大 噴丸后直接涂防銹油 適用于一般礦物油和合成液壓油 不適合含水液壓液 因不受處理條件限制 大型油箱較多采用此方法 噴砂后熱噴涂氧化鋁 適用于除水 乙二醇外的所有介質 噴砂后進行噴塑 適用于所有介質 但受烘干設備限制 油箱不能過大 考慮油箱內表面的防腐處理時 不但要顧及與介質的相容性 還要考慮處理后 的可加工性 制造到投入使用之間的時間間隔以及經(jīng)濟性 條件允許時采用不銹鋼 制油箱無疑是最理想的選擇 5 2 油箱的尺寸計算 油箱的容積必修保證設備停止運轉時 系統(tǒng)中的油液在自重的作用下能全部返回 油箱 如果考慮油箱靠自然冷卻使系統(tǒng)保持在允許溫度 T 以下時 對長 寬 高之 比為 1 1 1 1 2 3 的油箱 油面高度為油箱高度的 0 8 時 初始設計先按經(jīng)驗 公式確定油箱的容量 如只考慮油液的溫度上升的熱量和油箱本身所散發(fā)的熱量時 系統(tǒng)的油溫 T 隨運轉 時間 t 的變化關系如下 exp 1 0tCKAHTm 式中 T 油液的溫度 K 環(huán)境的溫度 K 0 A 油箱的散熱面積 2 C 油液比熱 一般可取 c 1675 2093 jkgK M 油箱中油液質量 kg t 運轉時間 s 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 第五章油箱的設計 25 K 油箱的散熱系數(shù) 周圍通風很差時 K 8 9 周圍通風良好 2 wmK K 23 用循環(huán)水強制冷卻是 K 110 170 當 t 時 系統(tǒng)平衡溫度為 t 0maxKAHT 由此可見 當環(huán)境的溫度為 時 最高允許溫度為 的油箱的最小散熱面積 為0TyTminA 20minTAy 油箱的容積必須保證設備停止運轉時 系統(tǒng)中的油液在自重作用下能全部返回 油箱 如果考慮油箱靠自然冷卻使系統(tǒng)保持在允許溫度 以下時 對長 寬 高之yT 比為 1 1 1 1 2 3 的油箱 油面的高度為油箱的高度的 0 8 時 其散熱面積為 326 VA 式中 A 油箱的散熱面積 2m V 油箱的有效體積 3 當取 K 15 時 令 A 得油箱自然散熱的最小體積為 3 Wk inALTHy 42 15 6029 1 10330min 式中 自然散熱下油箱的最小容積 iV3m H 一個周期散熱總功率 w 考慮泵站安裝的因素 根據(jù)經(jīng)驗取容積為 750L 故油箱的內部長 寬 高分別為 1500mm 1000mm 500mm 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 參考文獻 26 參考文獻 1 唐國俊 李健鑌等 橡膠機械設計 上冊 化工工業(yè)出版社 IBSN7 5025 1463 5 260 314 1995 2 唐志玉等 擠塑模設計 化工工業(yè)出版社 ISBN7 5025 1807 X 143 156 1997 3 孫志禮 冷興聚 魏延剛 曾海泉等 機械設計 東北大學出版社 2000 4 成大先 機械設計圖冊 M 北京 化學工業(yè)出版社 2000 5 楊寶光 液壓機 M 北京 機械工業(yè)出版社 1981 4 6 俞新陸 鍛壓機械液壓傳動 M 北京 機械工業(yè)出版社 1982 3 7 唐金松主編 簡明機械設計手冊 M 上海 上?？萍技夹g出版社 1992 06 8 盧秉恒主編 機械設計制造技術基礎 M 北京 機械工業(yè)出版社 2001 9 董林福 趙艷春 液壓與氣壓傳動 M 北京 化學工業(yè)出版社 2008 10 袁化臨 等 起重與機械安全 M 首都經(jīng)濟貿易大學出版社 2000 11 Sangchul Won Sang un Kim Seung Gap Choi and Chintae Choi POSCO YARD CRANE AUTOMATION Metallurgist Volume34 Number 5 1990 12 Zhixin Wang Xiong Hu Zhaoneng Chen Study of Remote Condition Monitoring and Assessing on Quayside Container Cranes Engineering Asset Management Number 11 2006 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 結論 27 結論 大學即將結束之前的畢業(yè)設計把我大學四年里所學習到的知識都應用到一 起 也可以說是對我這大學四年里的學習做一個檢驗 在設計過程中還有許多不足之處 如旋轉驅動裝置的結構設計方面等 這 次實踐是對大學四年來所學知識的匯總 檢驗 使我明白自己所學的還遠遠不 夠 還要更加努力地學習實踐 使自己的根基更穩(wěn) 在以后的工作中能更好地 進行設計 為社會作貢獻 經(jīng)歷這次畢業(yè)設計讓我認識到平板硫化機用途的廣泛性 而且也認識到它 的優(yōu)點和缺點 希望在以后的工作的時間會有能力去改善它的不足之處 使它 更加的完美 從分析來看 對于液壓系統(tǒng)進行模塊化分析來設計液壓原理圖具 有實用 直觀 結論明顯 可以作為設計的判據(jù) 具有具有較廣泛的應用前景 總之 對于整個設計 無論是設計計算部分還是繪圖說明部分都是按照傳 統(tǒng)設計方法來展開的 因此整個設計是可行的 但是作者在設計過程中發(fā)現(xiàn)整 個設計是在靜態(tài)情況下完成的由于液壓機的工作過程不是一個簡單的靜態(tài)工藝 而是動態(tài)的 對它進行動態(tài)研究及虛擬制造過程的研究是一個值得關注的研究 方向 有許多工作要做 本次設計中董老師及教研室的老師給了很大的幫助和指導 在此由衷的向 董老師和教研室的各位老師表示感謝 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)設計說明書 致謝 28 致謝 我首先要感謝沈陽華工大學科亞學院以及主校機械工程學院的各位老師 謝謝 你們的細心的講解和栽培 是你們無私的奉獻讓我成為了一名合格的大學生 是你 們?yōu)槲覍淼娜松伾狭酥R的道路 時間如梭 轉眼畢業(yè)在即 回想在大學求學的四年 心中充滿無限感激和留戀之 情 感謝母校為我們供給的良好學習環(huán)境 使我們能夠在此專心學習 陶冶情操 謹向我的論文指導老師張副教授致以最誠摯的謝意 張老師不僅在學業(yè)上言傳身教 而且以其高尚的品格給我以情操上的熏陶 本文的寫作更是直接得益于她的悉心指 點 從論文的選題到體系的安排 從觀點推敲到字句斟酌 無不凝聚著她的心血 還要感謝王老師在我計算困難時的幫助 滴水之恩 當以涌泉相報 師恩重于山 師恩難報 我只有在今后的學習 工作中 以鍥而不舍的精神 努力做出點成績 再次感謝與我共同走過大學的朋友們 同學們 每個在我脆弱 困難的時候 扶過我一把的你 我都記得 感謝上天 感謝命運 能有機會在彼此的生命中出現(xiàn) 并共同走過這短暫的四年 感謝所有幫助過我的老師 朋友 同學 感謝你們 即 將面臨分離了 希望你們在以后的日子里 開心 快樂 希望你們像航行在大海上 的帆船一樣永往直前 直到抵達你們理想的彼岸 最后 祝愿所有的老師工作順利 祝愿同學們前程似錦 此致 敬禮 學生 楊 迪 2015 年 5 月 22 日 目 錄 引言 1 第一章液壓系統(tǒng)方案設計 4 1 1 液壓系統(tǒng)的主機及工藝循環(huán) 4 1 2 液壓系統(tǒng)的設計方案 4 1 3 擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖 4 第二章 液壓系統(tǒng)的設計 6 2 1 液壓系統(tǒng)的主要技術參數(shù)的確定 6 2 2 液壓元件的設計選取及主要參數(shù)的確定 6 2 2 1 柱塞的設計 6 2 2 2 柱塞的選材 7 2 2 3 柱塞外徑 7 2 2 4 柱塞內徑 8 2 2 5 主工作缸的設計 8 2 2 6 推拉移模缸的選取及參數(shù)的確定 12 2 2 7 輔助工作缸的選取及參數(shù)的確定 14 2 3 工作循環(huán)中所需要的流量的確定 14 2 4 實際工作過程中的各個階段的壓力值 15 2 5 油泵的計算以及選取 15 2 6 各個工作階段所消耗的最大功率 16 第三章 標準元件的計算和選取 17 3 1 電機的選擇 17 3 2 液壓元件的選取 17 3 3 油管內徑的確定 18 3 4 技術參數(shù)的校正 19 第四章 閥板的設計 21 第五章 油箱的設計 23 5 1 油箱的設計要點 23 5 2 油箱的尺寸計算 24 參考文獻 26 結論 27 致謝 28 摘 要 平板硫化機作為一種硫化設備 它工作壓力是由液壓系統(tǒng)供給的在 平板硫化機運轉中采用高低壓工作液配合操作時比較好的 一般利用利 用低壓工作液升起平臺 這可節(jié)省動力的消耗 也有用低壓工作液與杠 桿配合對制品進行加壓的 本次的設計題目為 450 450 平板硫化機液壓系統(tǒng)設計 當前 液壓 技術在實現(xiàn)低噪聲 高效率 經(jīng)久耐用 高壓 高速 大功率 高度集 成化等各項要求方面都取得了重大的進展 此外 在液壓元件與液壓系 統(tǒng)的優(yōu)化空竹 計算機輔助設計和計算機仿真等開發(fā)行工作方面 更日 益顯示出顯著的成績 本次設計中包含液壓系統(tǒng)方案設計及工作原理圖的擬定 液壓系統(tǒng) 的概述 標注液壓元件的計算以及選擇 液壓系統(tǒng)的設計及計算 油箱 的設計過程以及閥板的設計等幾大部分 其中液壓系統(tǒng)的設計及計算是 非常重要的 他對系統(tǒng)的性能 設計的先進性 合理性都有非常重要的 作用 在標準液壓元件的計算和選取中包括油管內外徑的確定 技術參 數(shù)的校正 液壓元件的選取和電機的選取等內容 近來 由于模型橡膠制品 膠板 輸送帶及合成塑料的應用不斷 發(fā)展 促進了平板硫化機的發(fā)展 同時也對平板硫化機的性能提高了更 高的要求 關鍵詞 硫化機 液壓傳動 工作原理 硫化 液壓系統(tǒng) 閥板 Abstract This design theme of the 450 450 plate sulfide hudraulic system design Daylight Press is the work pressure from the hydraulic system of the old supply At present the hydraulic technology in achieving high pressure high speed high power high efficiency low noise is durable and highly integrated and other requirements have made significant progress in improving the proportional control servo control Digital control technology there are many new achievements In addition hydraulic components and hydraulic systems of computer aided design computer simulation and optimization comtrol of the development work more demonstrated significant results Plate vulcanizing machine as a curing equipment its working pressure is by the hydraulic system supply in flat vulcanizing machine running in the high voltage working liquid and operation good general use of rising platform using low pressure liquid the product and the upper plate contact after the switch to high pressure working fluid this can save power consumption Also useful for low pressure liquid and leverage with the pressure on the products The design includes an overview of hydraulic system hydraulic system design and working drawing and the design Hydraulic system design and calculation the standard calclation of hydraulic components and options Tank design process and the valve plate design for the majority Which hydraulic system design and working drawings and the process is very importangt Hydraulic system is the development of the process is very important Hydraulic system is the development of the entire system is the most important part it the performance of the system design is reasonable advanced an important role Hydraulic Components of the standard of calculation and selection including motor selection determine the diameter tubing hydraulic components and the selection of technical parameters such as the correction Recently due to the model of rubber products Application of the conveyor belt rubber plastic and synthetic development promote the development of flat panel curing machine but also improve the higher requirements on the performance of flat vulcanizing machine Keywords Press hydraulic system hydraulic components principle tank valve plate sulfide system