《切断机液压系统设计论文-本科论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《切断机液压系统设计论文-本科论文（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、济南大学毕业设计 1 前言1.1课题背景与意义随着我国经济建设的快速发展，建筑工程也同时得到了飞速的发展。钢筋是混凝土结构中必不可少的材料之一，其需求量更是极大地增长。钢筋加工中的重要环节就是对钢筋的切割环节，这有力地拉动了钢筋切断机的需求。而近几年来，新级钢筋以其强度高、延性好的优良性能，迅速在全国建筑工程中得到广泛应用。因此，许多企业纷纷投入大量资金，争相开发、研制适合新级钢筋要求的高速、大直径钢筋切断机。目前钢筋切断机的主要有两种形式，一种是机械式切断机，一种是液压式切断机，机械式切断机主要利用凸轮的运动来切断钢筋，液压式切断机主要利用液压系统为机器提供动力进行工作。这两种切断机相比较而
2、言，液压式切断机优势较为明显，性能稳定、噪音小，这些优势给液压切断机的广泛应用创造力有利条件。就目前的发展趋势来看，液压切断机克服了过去的一些缺点，剪切率、速度、误差等性能有了大幅提高。本设计对切断机的液压系统泵站进行了设计，系统采用电磁换向阀、叠加式减压阀、压力传感器等措施，使该液压系统运行平稳、能耗小、安全可靠性高。1.2钢筋切断机的发展现状我国与1958年引进了苏联的卧式钢筋切断机图纸，开始生产了全国第一台钢筋切断机，现生产的GQ40A型钢筋切断机就是其改进型。40A型切断机属于全开式结构，所有的传动齿轮全部外露。因此，其防尘性能差、易磨损，冲切次数为28次分，并且没有离合器控制，因此操
3、作不安全。从1966年到1985年全国二十多个切断机生产厂家一直以该机型为主导产品。1982年太原重型机械学院机器厂设计出GQ40BII型钢筋切断机，在曲轴大齿轮处安装刚性转键离合器，用脚踏操纵机构控制切断，同时装上挡料和送料装置。该机型操作安全、下料长度准确、减轻了劳动强度。目前市场上的GB50B系列钢筋切断机具有全封闭、系统润滑、双飞轮、哈夫式箱体结构，因而维修、操作方便，效率高，使用安全可靠，重量轻，能耗低。其他型号的钢筋切断机，如GT系列，该系列机型自动化程度高，设备使用故障率低，为连续工作制方式。能耗低、噪音小、震动轻，并设有安全装置。此外，市场上还存在多种液压式的切断机，如DYJ-
4、32型和YQJ-32型液压式钢筋切断机等。与国际上先进产品相比，我国切断机的总体水平还是比较落后的。主要表现在：企业的生产规模小，产品的技术含量低，生产效率低下，自动化水平不高以及外观质量粗糙等。面对竞争日益激烈的我国建筑机械市场，加大科技投入、重视新技术、加快新产品的开发、提高产品质量，尽快缩短与国外先进企业的差距，使我国的切断机达到国际先进水平，无疑是我国广大钢筋切断机生产企业生存与发展的必由之路。1.3液压式钢筋切断机的特点钢筋通过下切道口进入承料架，触动定尺信号，该信号可控制液压缸动作，液压缸活塞杆的端部装有切刀，活塞杆动作即可切断钢筋。这种切断方式根据定尺机构不同，定尺精度也不同。液
5、压式钢筋切断机的出现虽然晚于机械式切断机，但却有着不可比拟的技术优越性和高经济效益。其技术优越性大致表现在如下方面：（1）具有较高的工作性能，由于可以使用较高的液压力，因而钢筋切断机能以很高的冲击力进行剪切。（2）具有较低的工作噪音，摆脱了齿轮等机械传动，直接由油缸实现直线运动，因而结构简单，噪音小。（3）具有较好的适应力，可实现一机多用，采用不同的工作头即可进行多种加工，如弯管、穿孔等。（4）具有较好的工作可靠性，省去各种离合装置，不会由于离合不可靠发生连切，易于实现自动化。2切断机液压系统的工作原理及机构组成2.1切断机液压系统的工作原理2.1.1液压系统基本工作原理（1）空载启动泵启动时
6、电磁阀处于中位，泵出口通过单向阀与蓄能器相连，当系统压力高于溢流阀调定压力时，液压油经溢流阀回油箱，泵卸荷。（2）夹紧按下循环开始按钮时，电磁铁1YA上电，夹紧液压缸动作，活塞杆伸出顶紧工件，当系统的压力高于减压阀的调定压力时减压阀动作夹紧液压缸保压。（3）剪切当减压阀动作后，电磁铁3YA上电，这保证了只有在具有足够的压紧力时，剪剪刀刀架才开始下行。（4）回程刀架下行到终点时行程开关使电磁铁3YA、1YA失电，2YA、4YA上电，油缸退回原位，行程开关复位，电磁铁断电，油路恢复到启动前的状态，油泵卸荷。2.2主要机构组成钢筋切断机液压系统主要由溢流阀、电磁换向阀、叠加式减压阀、截止阀、压力继电
7、器等组成。它的工作流程：空载启动夹紧剪切快速回程松开。液压切断机由主机及动力机构两大部分组成。主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。电气装置按照液压系统规定的动作程序，选择规定的工作方式，在发出讯号的指令下，完成规定的工艺动作循环。动力机构在电气装置的控制下，通过泵和油缸及各种液压阀，实现能量转换，调节和输送，完成规定的工艺动作循环。液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业生产中受到广泛的应用，液压传动是研究以有压流体为传动介质，来实
8、现机械的自动控制。液压传动利用这种元件来组成所需的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。图2.1 液压传动能量传递过程液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件，主要包括各种液压泵。液压泵依靠容积变化的原理进行工作，所以一般也称为容积液压泵。其种类主要有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵，在选择液压泵时需要注重减小消耗、提高效率、减低噪音。液压执行元件是用来执行液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，主要包括液压缸和液压马达。液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的
9、大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性，使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀等。除了上述元件以外，液压控制系统还需要液压辅助元件，这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器以及密封装置。通过以上的各个器件，我们就能够构建出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成相应的控制回路，比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。3液压传动系统的整体设计3.1 液压切断机设计步骤与设计要求 3.1.1设计步骤液压系统的设计步骤并无严格的顺序
10、，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，大致按如下步骤进行：1.确定液压执行元件的形式2.进行工况分析，确定系统的主要参数3.制定基本方案，拟定液压系统原理图4.选择液压元件5.液压系统的性能验算6.绘制工作图，编制技术文件3.1.2设计要求本设计内容是设计一套切断机液压泵站系统。技术要求：1. 最大工作流量： 14L/min；2. 最大工作压力： 28MPa；3. 电机功率： 7.5KW；4. 控制电压： DC24V；5. 油箱有效容积： 300L；6. 液压站出口通径16，连接螺丝M27*2,外螺纹M30*1.5；7.采用回油风冷机冷却方式。；8. 油泵要求在连续工作状态下运行，即升压卸荷
11、交替运行，不允许连续负荷运行；9. 回油过滤器传感器发讯，要求操作合声光报警，提示操作人员及时更换滤芯；10. 各执行机构电磁铁动作时，必须保证系统处于非卸荷状态；3.2进行工况分析、确定液压系统的主要参数3.2.1工况分析本切断机是一种切断性能好用来切断钢筋的机构，工件装配时可通过夹紧机构来切断不同直径的钢筋。该机构主要有两部分组成：机械系统和液压系统。机械机构主要其传递和支撑作用，液压系统主要提供动力，它们两者共同作用实现切断机的功能。切断钢筋的最大直径为40mm。为了保证钢筋的切断，剪切应力应超过材料的许用应力，即查资料可知钢筋的许用剪切应力为：=128142 MPa，故本机器的最小切断
12、力为：Q=4.46KN原始数据1. 切断阻力： =6KN2. 快进、快退速度： 3. 工进速度： 4. 行程长度： 5. 夹紧力： =6KN 6. 夹紧时间：T 7. 夹紧液压缸行程长度： 3.2.2主要参数设计3.2.2.1设计计算主液压缸、夹紧液压缸的结构尺寸 （1）主液压缸参数设计:A主液压缸内径根据,选 根据GB/T2346-1993，取标准值=50mmB主液压缸活塞杆径 根据液压缸快进、快退速度相同，可选择单出杆液压缸差动连，活塞杆直径可按下式计算：根据GB/T2346-1993，取标准值C主液压缸有效面积液压缸面积初定后，验算液压缸能否获得最小稳定速度，如果验算后不能获得最小稳定速
13、度时，还需相应加大液压缸直径，直至满足稳定速度为止。式中-能保证最小稳定速度的最小有效面积（） -调速阀最小稳定流量，从手册中查的Q=251/min,流量阀 /min -执行机构最低速度，取4cm/min由于液压缸有效面积，所以能满足最小稳定速度的要求。（2）夹紧液压缸参数设计A夹紧液压缸内径 根据夹紧力,选16Mpa根据GB/T2346-1993，取标准值B夹紧液压缸活塞杆径根据GB/T2346-1993，取标准值C夹紧液压缸有效面积(3)液压缸运动中的压力和流量A主液压缸的压力和流量 进油腔压力为：a主液压缸快进、快退时的进出油量b主液压缸工作进程的进出油量B夹紧液压缸的压力和流量进油腔压
14、力为：输入流量Q为：3.3制定基本方案和绘制液压系统图3.3.1制定基本方案液压执行元件确定后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现，本液压系统拟通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在液压系统中，有时需要流量不大的高压油，可考虑用增压回路得到高压。液压执行元件在工作循环中，某段时间不需要供油，而又不便停泵的情况下，考虑选择
15、卸荷回路。在系统的某个局部，工作压力需低于主油源压力时，要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力。主机各执行机构的顺序动作，拟采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电器行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制连续的动作。液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般由定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，一般采用多泵供油或变量泵供油。对长时间所需流量较小的情况，可增设蓄能器做辅助油源。油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他形式的过滤器。根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施。
