整體式帶式輸送機(jī)斷帶保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析含SW三維及7張CAD圖.zip

整體式帶式輸送機(jī)斷帶保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析含SW三維及7張CAD圖.zip,整體,式帶式,輸送,機(jī)斷帶,保護(hù)裝置,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),分析,SW,三維,CAD 摘要 皮帶的運(yùn)輸機(jī)也可以叫做帶式的輸送機(jī)，它是一種連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的用來(lái)運(yùn)物料的機(jī)械，屬于比較通用的一類。工作起來(lái)的噪音不是很大，結(jié)構(gòu)也不是很復(fù)雜。皮帶運(yùn)輸機(jī)常常放在水平的方向或者是傾斜的方向來(lái)運(yùn)送。它的構(gòu)成部分主要有皮帶、機(jī)架、驅(qū)動(dòng)的滾筒、改向的滾筒、承載的托輥、回程的托輥、張緊的結(jié)構(gòu)、清掃器等等這些零部件。 常常在煤礦的運(yùn)送過(guò)程里會(huì)看到皮帶輸送機(jī)，在這個(gè)行業(yè)里輸送機(jī)還是很重要的，機(jī)器在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，上面的膠帶每個(gè)地方受到力的大小都不一樣，有時(shí)候滾筒也轉(zhuǎn)得不順暢，膠帶還總是跑偏位置，或者出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，有時(shí)帶子還可能斷掉出事故。如果帶子斷開(kāi)來(lái)了，因?yàn)橛兄亓€有慣性，斷掉的膠帶跟上面的物料就一起往下掉，它們直接掉到輸送機(jī)的下面也就是機(jī)頭的地方，這樣我們想把帶子修好就更麻煩了，浪費(fèi)的錢就更多了。 這次我們?cè)O(shè)計(jì)的是液壓式的斷帶保護(hù)裝置。選液壓的方式帶來(lái)動(dòng)力，先把裝置的整體結(jié)構(gòu)的相關(guān)方案暫定出來(lái)，參看它的液壓原理圖，比較一下再確定，選出合適的液壓元件。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分是把缸的結(jié)構(gòu)還有相關(guān)參數(shù)定下來(lái)，還要校驗(yàn)它工作起來(lái)是不是很穩(wěn)定。最后的到到的整個(gè)液壓式的斷帶保護(hù)裝置，一定要達(dá)到想要的功能，工作起來(lái)可靠穩(wěn)定，操作起來(lái)也要很容易。 關(guān)鍵詞：輸送機(jī)；液壓；整體；斷帶保護(hù)；液壓原理  Abstract Belt conveyor can also be called belt conveyor. It is a kind of machinery that continuously rotates for transporting materials. It belongs to a more general type. The noise of work is not very big, and the structure is not very complicated. Belt conveyors are often transported in horizontal or inclined directions. Its components mainly include the belt, the rack, the driving roller, the reformed roller, the bearing roller, the backhaul roller, the tensioned structure, the sweeper and so on. Often in the process of transportation in the coal mine will see belt conveyor, in this industry is very important conveyor, the machine in the movement, the tape on the top of each place is not the same size, sometimes the roller is not smooth, the tape is always running position, or sometimes skidding phenomenon, sometimes The tape may also break out of the accident. If the tape is broken, because of the gravity and the inertia, the broken tape goes down with the material above, and they fall directly to the bottom of the conveyor, which is the head of the machine. So we want to fix the tape more trouble, and the waste of money is more. This time we designed a hydraulic belt breaking protection device. The way to choose hydraulic pressure is to bring power. First, the relevant plan of the whole structure of the device is tentatively fixed. The key part of the design is to set the cylinder structure and related parameters, and check whether it works very well. Finally, the entire hydraulic belt breaking protection device must achieve the desired function, work reliably and stably, and operate very easily. Key words: conveyor; hydraulic; whole; broken belt protection; hydraulic principle  目 錄 摘要 I Abstract II 第一章 引言 1 1.1 課題研究的目的及意義 1 1.2 皮帶斷帶抓捕工具的研究現(xiàn)狀 2 1.3液壓系統(tǒng)的發(fā)展 6 1.4 課題設(shè)計(jì)思路 6 1.5課題設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 7 第二章 斷帶保護(hù)裝置方案的設(shè)計(jì) 8 2.1 方案的確認(rèn) 8 2.2 液壓回路的設(shè)計(jì) 8 2.2.1 鎖止的回路 8 2.1.3換向的回路 9 2.2液壓斷帶保護(hù)裝置液壓系統(tǒng)的工作原理總成 9 第三章 油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 12 3.1 液壓斷帶保護(hù)裝置主要性能參數(shù) 12 3.2 缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 12 3.2.1 系統(tǒng)壓力和缸推力的確認(rèn) 12 3.2.2 缸缸徑的確認(rèn) 12 3.2.3 油缸效率分析 13 3.2.4 系統(tǒng)背壓的選擇 14 3.2.5液壓缸缸徑的確認(rèn) 14 3.2.6導(dǎo)向長(zhǎng)度的確認(rèn) 15 3.2.7活塞寬度的確定 16 3.2.8 缸體長(zhǎng)度的確定 16 3.2.10 缸體外徑尺寸的計(jì)算 17 3.2.11 活塞桿強(qiáng)度和液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算 17 3.2.12 缸筒壁厚的驗(yàn)算 19 3.2.13活塞設(shè)計(jì) 20 3.2.14 密封件的選用 20 3.2.15 活塞桿的設(shè)計(jì) 21 3.2.16 緩沖裝置和排氣閥 22 第四章 液壓斷帶保護(hù)裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 4.1 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格 25 4.1.1泵的工作壓力的確定 25 4.1.2 泵流量的確定 25 4.1.3 選擇與液壓相匹配的電動(dòng)機(jī) 26 4.2 選擇液壓元件 26 4.3 確定管道尺寸 27 4.4 確定液壓油箱容積 27 4.5 確定液壓油液 27 4.6 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 28 4.6.1 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 28 第五章 斷帶保護(hù)裝置的建模/仿真/有限元 29 5.1 Solidworks軟件簡(jiǎn)介 29 5.2 零件建模 31 5.2.1壓板固定板三維建模的形成 31 5.2.2 機(jī)架零件的三維建模形成 31 5.2.3 TOOLBOX運(yùn)用 32 5.3 零件裝配 33 5.4 三維向二維的轉(zhuǎn)換 34 5.5 Sliodworks Motion介紹 36 5.6 斷帶保護(hù)裝置仿真的實(shí)現(xiàn) 37 5.6 斷帶保護(hù)裝置機(jī)架的有限元 37 5.6.1 確定材料 37 5.6.2 添加夾具 38 5.6.3 施加載荷 39 5.6.4 生成網(wǎng)格 39 5.6.5 運(yùn)算求解 40 5.6.6 分析結(jié)果輸出 40 結(jié)論 43 參考文獻(xiàn) 45 IV 第一章 引言 1.1 課題研究的目的及意義 皮帶式的運(yùn)輸機(jī)也叫帶式的輸送機(jī)，它是一種不停轉(zhuǎn)著來(lái)運(yùn)物料的機(jī)械，很通用。工作起來(lái)的噪音不是很大，結(jié)構(gòu)也不是很復(fù)雜。運(yùn)輸機(jī)大多可以水平的運(yùn)或者是傾斜的來(lái)運(yùn)。 我們采礦運(yùn)煤的時(shí)候這種機(jī)器是很重要的，機(jī)器在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，上面的膠帶每個(gè)地方受到力的大小都不一樣，有時(shí)候滾筒也轉(zhuǎn)得不順暢，膠帶還總是跑偏位置，或者出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，有時(shí)帶子還可能斷掉出事故。如果帶子斷開(kāi)來(lái)了，因?yàn)橛兄亓€有慣性，斷掉的膠帶跟上面的物料就一起往下掉，它們直接掉到輸送機(jī)的下面也就是機(jī)頭的地方，這樣我們想把帶子修好就更麻煩了，浪費(fèi)的錢就更多了。對(duì)于帶式的輸送機(jī)，它經(jīng)常會(huì)有橫向的帶子斷裂開(kāi)來(lái)的情況。下面說(shuō)到的幾個(gè)事故，都是有記載的發(fā)生的斷帶事故。 (1)在1994年的5月20日還有7月31日，山東的一個(gè)叫七五的煤礦開(kāi)采地，它們的330號(hào)礦區(qū)，用來(lái)拉煤的鋼絲繩芯的膠帶輸送機(jī)，在工作的時(shí)候發(fā)生了兩回突然帶子斷掉的生產(chǎn)事故，沒(méi)有工人受傷，不過(guò)每次都達(dá)到了9.8萬(wàn)元左右的財(cái)產(chǎn)損失。間接的還帶來(lái)了有250多萬(wàn)元的效益流失。上面的第一個(gè)事故，序號(hào)是88-12-8的硫化接頭，當(dāng)它轉(zhuǎn)到膠帶離機(jī)頭下面大概150 m的地方，這邊是一個(gè)變坡比較大的點(diǎn)，接頭就從這兒掉落斷開(kāi)來(lái)了。之后的膠帶就會(huì)被重力還有載荷壓著，很快地朝下掉，一直堆到不能再堆的時(shí)候才不動(dòng)。這次滑落了有500多米，帶子的托輥支架被沖壞了150多個(gè)，托輥也壞掉了60多個(gè)。那些用來(lái)載人的吊座也壞掉了20多個(gè)。上面發(fā)生的第二個(gè)事故，是序號(hào)94-5-2的硫化接頭，轉(zhuǎn)到膠帶離機(jī)頭下面大概200 m的地方，接頭就從這兒掉落斷開(kāi)來(lái)了。膠帶這次一共滑下了有550多米，跟第一次的事故出現(xiàn)的原因是一樣的。 (2)在淮北的一個(gè)礦業(yè)公司，朱仙莊煤礦，因?yàn)橥读撕芏鄼C(jī)械化的設(shè)備，原煤開(kāi)采出來(lái)的數(shù)量也是每年在變多，到現(xiàn)在已經(jīng)到了每天出來(lái)170萬(wàn)噸煤了，這里的超85%的原煤都要用上強(qiáng)力的輸送機(jī)給運(yùn)出來(lái)。從96年開(kāi)始，這個(gè)煤礦不間斷地上了5臺(tái)ST型號(hào)的鋼絲繩芯的輸送機(jī)，輸送機(jī)的帶子也到了13200 米長(zhǎng)。上面的膠帶要看用的時(shí)間，老化的程度也不一樣，一旦老化了，膠帶上面的一層跟芯子之間的粘合性能就變低了。在02年底的時(shí)候，一共有5次帶子的接頭斷掉的情況，對(duì)礦區(qū)的生產(chǎn)都帶來(lái)了很大的損失。 (3)在大同的煤礦公司，用來(lái)提升的斜井式的膠帶輸送機(jī)有12臺(tái)，用來(lái)輸送的暗斜井式的膠帶輸送機(jī)有11臺(tái)；斜井的坡度大小在14～16度，帶寬是在1～1.4 米、整個(gè)機(jī)身長(zhǎng)在400～1100 米。在1989～1995這幾年里,一共有7臺(tái)斜井式的輸送機(jī)出現(xiàn)了斷帶的情況，打斷的生產(chǎn)有400 小時(shí)，延遲了30萬(wàn)噸的生產(chǎn)量。這樣的事故把礦上的效益降低了不說(shuō)，井下的裝備會(huì)壞掉，嚴(yán)重的話工人還可能喪命。 (4)到96年統(tǒng)計(jì)，平頂山礦務(wù)局一共用上了l7臺(tái)鋼絲繩芯的膠帶輸送機(jī)，包含了SQD-440型號(hào)的向上運(yùn)的大傾角度的膠帶輸送機(jī)、STJ/4X2805型號(hào)的鋼絲繩芯的膠帶輸送機(jī)，一天能送出1000噸。下屬的十個(gè)礦，就有八個(gè)發(fā)生過(guò)鋼絲繩芯的膠帶斷掉的情況。到了1995年8月的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，礦物局一共有16處帶子斷開(kāi)的安全事故，打斷生產(chǎn)有1706.2 小時(shí)，影響到的生產(chǎn)有20多萬(wàn)噸。這里面有15個(gè)斷帶是在接頭的地方斷的，占到了總數(shù)的百分之 93.75。 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)發(fā)明了用來(lái)保護(hù)膠帶輸送機(jī)斷開(kāi)的保護(hù)器，是為了帶式的輸送機(jī)在工作的時(shí)候保護(hù)故障的出現(xiàn)，不過(guò)機(jī)器的斷帶、飛車情況的還不能很好的保護(hù)到，再加上斷帶、飛車的情況太多了，煤礦工地、電廠、水泥廠等等出現(xiàn)的次數(shù)太多了，所以我們要在這方面下功夫。 1.2 皮帶斷帶抓捕工具的研究現(xiàn)狀 膠帶轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候常常會(huì)逆轉(zhuǎn)、飛車還有斷帶的情況出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外的工作人員特別作了相關(guān)的試驗(yàn)還有研究，給出了一些可以保護(hù)的辦法： （1）帶子的下面裝上阻尼板 對(duì)于帶式的輸送機(jī)，一旦開(kāi)始運(yùn)動(dòng)了，膠帶就會(huì)被崩得很緊，帶子看上去就是一條直線，下垂的樣子基本看不出來(lái)，只要帶子斷了，上面的托輥之間有一定的間隔，那么鋼絲繩芯的膠帶肯定會(huì)往下垂，我們這時(shí)在膠帶的下面隔點(diǎn)地方裝上阻尼板，假如帶子斷了，膠帶就會(huì)很快的松下來(lái)再加上它自身的重量，就得碰到下面的阻尼板，只要阻尼板跟膠帶相互的摩擦夠了，膠帶就不會(huì)再往下滑了，這就是裝阻尼板的作用，看下圖，阻尼板的防滑效果到底好不好，主要是看它跟膠帶之間的摩擦系數(shù)的大小，還有板子的幾何長(zhǎng)短、板子到膠帶隔的距離、還有膠帶的傾角大小這幾個(gè)方面有關(guān)。 圖 1-1 阻尼板保護(hù)斷帶 （2）單方向的托輥相互摩擦產(chǎn)生制動(dòng) 這個(gè)主要是讓原來(lái)裝備上的托輥向反的方向轉(zhuǎn)，逆反的來(lái)制動(dòng)，見(jiàn)下圖，如果帶式的輸送機(jī)是帶有一定大小的傾角，膠帶在轉(zhuǎn)的時(shí)候托輥也跟著轉(zhuǎn)，膠帶跟托輥之間是相互滾動(dòng)產(chǎn)生摩擦力，不過(guò)這個(gè)摩擦的阻力并不大，如果膠帶斷開(kāi)的話，因?yàn)橥休佒荒軉蜗虻膭?dòng)，那么它根本不好反向的轉(zhuǎn)起來(lái)，這時(shí)候膠帶跟它的摩擦阻力就變大了，我們就靠這個(gè)摩擦力的大小來(lái)制動(dòng)讓帶子不要再滑下去。 圖 1-2 單向的托輥保護(hù)斷帶 （3）摩擦棘輪形式的自適應(yīng)的保護(hù)方法 對(duì)于摩擦棘輪形式的帶式輸送機(jī)，它里面自己帶了防止斷帶的逆止效果，就是借著棘輪結(jié)構(gòu)會(huì)有一個(gè)反方向的制動(dòng)，這樣可以保護(hù)斷帶的發(fā)生，這種輸送機(jī)里面的逆止器在工作的時(shí)候是裝在帶的兩邊的，一對(duì)一對(duì)的裝好， 下圖畫的是一邊的結(jié)構(gòu)形式，逆止器分成了上下兩個(gè)部位，是完全對(duì)稱的。 帶式的輸送機(jī)在轉(zhuǎn)的時(shí)候，帶子是斜著往上轉(zhuǎn)的，因?yàn)橛心Σ亮?，帶子?huì)讓夾緊輪跟著它一起動(dòng)，夾緊輪就是單純的往正的方向去滾。滾動(dòng)的軸承是裝在支承軸到夾緊桿之間的，阻力大小是很合理的。 如果帶子斷開(kāi)來(lái)，帶子加上物料就會(huì)往下滑，因?yàn)橛心Σ亮Φ拇笮。瑠A緊輪就會(huì)反向的來(lái)轉(zhuǎn)。扇形的棘爪會(huì)讓夾緊輪往反的方向自鎖起來(lái)，就不好再轉(zhuǎn)了，夾緊的桿跟輪就可以連到一塊了。帶子往下的摩擦力大小會(huì)讓上面的夾緊桿跟輪一塊擺起來(lái)，這時(shí)順時(shí)針?lè)较虻?，之后下面的夾緊桿跟輪就會(huì)反著擺動(dòng)起來(lái)，斷開(kāi)來(lái)的帶子下滑的力越大，夾緊力也就越大。這個(gè)夾緊的制動(dòng)，只有帶子斷開(kāi)下滑才會(huì)發(fā)生，大小也是看下滑力的大小，沒(méi)有再裝其他斷帶保護(hù)，這樣就不會(huì)在下滑的時(shí)候堆到一起，防止損失更大。 圖 1-3 摩擦棘輪形式的斷帶保護(hù) 1-支架部分 2-彈簧件 3-夾緊桿 4-扇型棘爪（摩擦式的） 5-偏心凸輪 6-支撐軸 7-夾緊輪 （4）GBZ型號(hào)的抓捕下落的膠帶 抓捕的結(jié)構(gòu)形式看下圖，膠帶轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，抓捕輥會(huì)被舉起來(lái)，它們不讓碰到膠帶，物料還能很好的運(yùn)送。只有那種特別型號(hào)的托輥，在帶子的下面跟著帶子一起轉(zhuǎn)。一旦帶子斷了往下滑落的時(shí)候，這種托輥會(huì)一起反向的轉(zhuǎn)，這時(shí)的托輥軸也跟著一起倒著轉(zhuǎn)的，軸上就產(chǎn)生了一個(gè)螺旋副的運(yùn)動(dòng)，只要倒轉(zhuǎn)的足夠長(zhǎng)，抓捕輥的卡爪就能被推起來(lái)了，抓捕輥就會(huì)順著上面的直槽很快地掉到下面的斜槽里去了，帶子一直在倒轉(zhuǎn)，抓捕輥跟基砧中間會(huì)緊緊地把帶子抓住， 抓捕輥剛剛旋轉(zhuǎn)著掉下來(lái)的時(shí)候，帶上的煤炭屑同時(shí)就被刷掉了，抓的也就更穩(wěn)了。 (a) 正常工作時(shí)的抓捕器 (b) 抓捕時(shí)候的抓捕器 圖 1-4 GBZ型號(hào)的下落抓捕膠帶 （5） 雙向的抓捕器 這種抓捕有左右兩邊的2個(gè)抓捕臂、2個(gè)單方向的抓捕輥、還有跟它們對(duì)應(yīng)的裝在帶子下面的單發(fā)向的托輥。工作形式見(jiàn)下圖。 在左邊的單方向的抓捕輥，是可以變跟膠帶相反的方向的，右邊的抓捕輥，可以變成跟膠帶一個(gè)方向。正常轉(zhuǎn)的時(shí)候，左邊的抓捕臂跟抓捕輥都是靠電磁鐵，懸著放的，右邊的抓捕臂跟抓捕輥，一直都是懸在膠帶的上面，看下面的左圖。 假如帶子是往右邊來(lái)轉(zhuǎn)的，一旦斷開(kāi)來(lái)，傳感器就會(huì)收到信號(hào)，控制的部分接到信號(hào)就會(huì)發(fā)出指令，電路還包括懸著放的磁鐵的電源都會(huì)立馬斷開(kāi)，電磁鐵沒(méi)電了之后，左邊的抓捕臂跟抓捕輥會(huì)往下掉， 不過(guò)上面說(shuō)到了左邊的轉(zhuǎn)向跟帶子的方向是反的，那么抓捕部分的摩擦力就變大了，這個(gè)力會(huì)讓懸臂逆時(shí)針的開(kāi)始擺起來(lái)，慢慢把膠帶卡住，看下面的右圖。一樣道理， 右邊的在斷帶的時(shí)候也會(huì)拖住膠帶。 (a) 正常工作的抓捕器 (b) 抓捕時(shí)候的抓捕器 圖 1-5 雙向的抓捕器 現(xiàn)在把上面提到的幾種保護(hù)分一下類：一種是加了單方向的托輥還有阻尼板，用摩擦力來(lái)制動(dòng)；另一種就是直接抓捕住膠帶。 1.3液壓系統(tǒng)的發(fā)展 現(xiàn)在的液壓技術(shù)已經(jīng)很成熟了，應(yīng)用的地方也很多了，我們對(duì)液壓缸在不停地提出新的工作條件。總的大方向是： （1） 更高壓、更小型 主要是把液壓缸的徑向尺寸大小、還有重量全都降下來(lái)，把整個(gè)設(shè)置的體積尺寸減小，現(xiàn)在發(fā)明的一種超高壓的泵，能輸出250MPa以上的壓力， 想要造一個(gè)壓力大小是100MPa的、重15噸的輕型壓力機(jī)，體積做成手電筒的大小就足夠了。 （2） 選新式的材質(zhì)、更加輕型 日本在不久前用了一種新成分的鋁合金，先是新的熱處理法，最后做出來(lái)的新的鋁合金材料，它的抗拉強(qiáng)度能跟45號(hào)優(yōu)質(zhì)的碳素鋼來(lái)比。這種材料做出來(lái)的液壓缸輕了超過(guò)三分之二。國(guó)外在航空航天的范圍，用的是一種超高彈性的纖維復(fù)合的樹(shù)脂塑料，缸筒和活塞桿都是用在這個(gè)材料造的。面對(duì)各種要求，新型的材料、新的加工法會(huì)用的更多，只要價(jià)格合適了會(huì)慢慢得到推廣。 （3） 新型的結(jié)構(gòu)會(huì)更復(fù)雜 現(xiàn)在設(shè)備的作用已經(jīng)分的很細(xì)了。我們要把液壓缸用的地方更多，就要不斷開(kāi)發(fā)出新形式新結(jié)構(gòu)的液壓缸。 （4） 性能更好、產(chǎn)品的種類更多 高速還是低速，密封件工作的時(shí)長(zhǎng)，這次都是液壓缸要看的指標(biāo)。比如在國(guó)外，有的液壓桿的速度到了2000mm/s，還是能很穩(wěn)的動(dòng)作。液壓缸能受得住的溫度從-60到+200℃。所以新興的部件各部分之間要更好的匹配才行，缸的工藝也有了更高的條件。 （5） 更節(jié)省能源，抗的住腐蝕 如果是高水的基地、或者是水質(zhì)的液壓缸，或者用到深海開(kāi)采的液壓缸，一定要能受得了海水的腐蝕，這些液壓缸的要求都很高，我國(guó)也在對(duì)這方面有了一定的研究和試制造。 1.4 課題設(shè)計(jì)思路 1） 借鑒液壓式的斷帶保護(hù)設(shè)備的有關(guān)一切參數(shù)，再把整個(gè)斷帶的保護(hù)裝備的構(gòu)成形態(tài)，還包括液壓系統(tǒng)都給確定下來(lái)。 2）把液壓式的斷帶保護(hù)設(shè)備的液壓原理圖給畫出來(lái)，初步把設(shè)計(jì)的方案定下來(lái)。 3）把里面的下壓油缸的結(jié)構(gòu)確定下來(lái)。 4）把里面的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)出來(lái)。 1.5課題設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 這次的課題是液壓式的斷帶保護(hù)裝備的設(shè)計(jì)，把它的機(jī)械結(jié)構(gòu)，工作原理都進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。 第二章 斷帶保護(hù)裝置方案的設(shè)計(jì) 2.1 方案的確認(rèn) 液壓式的斷帶保護(hù)裝備的外形結(jié)構(gòu)，看下圖： 圖2-1 液壓斷帶保護(hù)裝備 看上圖，這次的斷帶保護(hù)裝置的部件主要是：液壓缸，機(jī)架，斷帶的抓捕壓板，用來(lái)測(cè)速度的托輥、還有用來(lái)支撐的拉桿等等。上面用來(lái)測(cè)速度的托輥，只要發(fā)現(xiàn)測(cè)出來(lái)帶的運(yùn)轉(zhuǎn)的速度忽然變了，那么液壓缸就會(huì)動(dòng)作，讓斷帶的抓捕壓板很快地降下來(lái)，直接壓到斷開(kāi)的帶子上，帶子不會(huì)往下滑了。 2.2 液壓回路的設(shè)計(jì) 2.2.1 鎖止的回路 這次的保護(hù)全是借著液壓系統(tǒng)的工作進(jìn)行的，還加上了液壓鎖的元件，可以把回路鎖止住。保護(hù)動(dòng)作完成之后，帶子連著上面的物料，每個(gè)地方分到的質(zhì)量都不一樣，活塞桿上就有了不一樣大小的往上的推力，活塞就會(huì)被推著往上走。為了把這往上的力壓下來(lái)，用液壓系統(tǒng)里面的單向閥，防止油往回流，讓缸里面的壓力保持不變。鎖止的回路請(qǐng)下圖。 圖2-2 鎖止的回路 2.1.3換向的回路 換向的回路，在保護(hù)裝備里是一個(gè)基本的回路，這次的基礎(chǔ)換向回路見(jiàn)下，用來(lái)?yè)Q向的閥是三位四通的電磁形式的。 圖2-3 換向的基本回路 2.2液壓斷帶保護(hù)裝置液壓系統(tǒng)的工作原理總成 保護(hù)裝備里的液壓工作圖： 圖2-4 液壓斷帶保護(hù)的液壓工作回路 001-液壓泵 002-單向閥 003-過(guò)濾器 004-壓力表的開(kāi)關(guān) 005-壓力表 006-電磁溢流閥 007-三位四通的電磁換向閥 008-液壓鎖 009-調(diào)速閥 看上圖，液壓泵會(huì)帶來(lái)想要的壓力，電磁溢流閥是保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)的三位四通的電磁式換向閥，操控著油缸來(lái)上下升降，液壓鎖是動(dòng)作之后用來(lái)鎖止油缸的，調(diào)速閥是用來(lái)調(diào)運(yùn)行速度的快慢的。 看上圖，這個(gè)換向閥007，閥在右邊的時(shí)候，保護(hù)機(jī)構(gòu)是放下來(lái)的，這時(shí)的油路是： 進(jìn)油的路線：液壓泵001→單向閥002→過(guò)濾器003→電磁式的換向閥007右邊位置→液壓鎖008→調(diào)速閥009→缸的上腔室。 回油的路線：缸的下腔室→分流的集流閥010→調(diào)速閥009→液壓鎖008→電磁式換向閥007右邊位置→回到油箱。 看上圖，這個(gè)換向閥007，閥在左邊的時(shí)候，保護(hù)機(jī)構(gòu)是抬起來(lái)的，這時(shí)的油路是： 進(jìn)油的路線：液壓泵001→單向閥002→過(guò)濾器003→電磁式的換向閥007左邊位置→液壓鎖008→調(diào)速閥009→分流的集流閥010→缸的下腔室。 回油的路線：缸的上腔室→調(diào)速閥009→液壓鎖008→電磁式的換向閥007左邊位置→回到油箱。 第三章 油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 液壓斷帶保護(hù)裝置主要性能參數(shù) 1．輸送帶的寬度是在0.8~1米大小。 2．油缸里有效用的下壓力大?。?1500kg 。 3．著重設(shè)計(jì)的是液壓缸總成結(jié)構(gòu)，機(jī)械的效率取η=0.9 4．整體結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，工作起來(lái)穩(wěn)定可靠，操作起來(lái)也很方便。 結(jié)合其他的給定的一些技術(shù)參數(shù)，有效用的下壓的高度是500mm高。 3.2 缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 系統(tǒng)壓力和缸推力的確認(rèn) 看下表，我們暫時(shí)把系統(tǒng)的壓力大小定成是1.5MPA。 上面下壓缸的下壓力大小確定是1.5T。 表3-1 不同機(jī)械適合的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械的 類型 通用的機(jī)械 農(nóng)業(yè)的機(jī)械 小型的工程機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓式的 鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型的 挖掘機(jī) 重型的機(jī)械 起重運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械 小型的提升 設(shè)備 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 工作壓力/ ＜0.8～2 3～5 2～8 8～10 10～18 20～30 3.2.2 缸缸徑的確認(rèn) 油缸真正工作的推力大?。? = + + 其中； ； 摩擦的負(fù)載大小是： = 其中； ，； 按這樣取的數(shù)來(lái)算，求出來(lái)的摩擦大小基本可以忽略。 求出慣性大小： 其中 是，大多時(shí)候△t=0.1s~0.5s ~時(shí)間里面，速度的變化大小。 可以算出： = = = 結(jié)合上面的得數(shù)，把每個(gè)不同工作狀態(tài)下，受到的負(fù)載大小大約是 = + +≈ 3.2.3 油缸效率分析 對(duì)于油缸的效率怎么定， 有下面幾種的組合： A.機(jī)械的效率大小，這是每個(gè)運(yùn)動(dòng)件之間的相互摩擦，帶來(lái)的損失產(chǎn)生的，如果是額定的壓力下，一般是取 B.容積的效率大小，這是密封件的滲漏產(chǎn)生的，一般取的大小是： 帶了彈性體密封圈的 帶了活塞環(huán)的 C.作用力的效率，這主要是看出油口的地方，背壓帶來(lái)的反作用力產(chǎn)生的。 大多是取 那么我們這里就確認(rèn)了 求出總的效率大小是。 3.2.4 系統(tǒng)背壓的選擇 系統(tǒng)受到的被壓大小，列出下表 表3-2 執(zhí)行元件的背壓的大小 系統(tǒng)的類型 背壓力大小 P/MPa 簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，或者是帶輕載荷節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng) 0.2~0.5 回油路的部分加了調(diào)速閥的系統(tǒng) 0.4~0.6 回油路的部分加了有背壓閥的系統(tǒng) 0.5~1.5 加了補(bǔ)油泵的封閉式的回路的系統(tǒng) 0.8~1.5 回油路相對(duì)比較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng) 1.2~3 回油路的線路是比較短的，而且是直接回油箱 可以忽略 看上表，我們把p2 定成是0MPa。 3.2.5液壓缸缸徑的確認(rèn) = 查手冊(cè)， ，那么 表3-3 液壓缸的內(nèi)徑尺寸大?。▍⒖磭?guó)標(biāo)GB2348-80） 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 表3-4 活塞桿直徑的大?。▍⒖磭?guó)標(biāo)GB2348-80） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 120 140 結(jié)合上表，把求出來(lái)的直徑取整數(shù)，按標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選： 油缸的 活塞 那么得到缸在工作的有效面積大小是： ==0.0113m ==0.00345m 3.2.6導(dǎo)向長(zhǎng)度的確認(rèn) 如果活塞桿是全伸到外面的，對(duì)于活塞的支承面的中點(diǎn)，一直到缸蓋上面的滑動(dòng)支承面的中點(diǎn)，兩個(gè)點(diǎn)的間隔長(zhǎng)度是H，這個(gè)是導(dǎo)向的最小長(zhǎng)度。假如這個(gè)數(shù)太小的話，缸一開(kāi)始的撓度就會(huì)很大，液壓缸就沒(méi)辦法很好的工作了，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候這個(gè)最小的導(dǎo)向長(zhǎng)度一定要定好。 圖3-2液壓缸的最小的導(dǎo)向長(zhǎng)度 如果是用普通的液壓缸，那么最小的導(dǎo)向長(zhǎng)度要符合： 其中：，單位是mm，這次設(shè)計(jì)取 ，單位是mm 那么。 3.2.7活塞寬度的確定 對(duì)于活塞的寬度大小，大多取= 也就是 最好定 3.2.8 缸體長(zhǎng)度的確定 液壓缸的缸體里面的長(zhǎng)度大小是活塞的行程大小L加上活塞的寬度B，兩個(gè)的和。對(duì)于缸體的外部尺寸大小，還要加上兩邊的蓋子的厚度，大多的時(shí)候，缸體的長(zhǎng)度不能超過(guò)缸體的內(nèi)徑的20~30倍的大小。 那么，缸體內(nèi)腔室的長(zhǎng)度是。 對(duì)于中壓、還是低壓的系統(tǒng)，缸的壁厚大小主要是看整體的結(jié)構(gòu)還有工藝方面的條件，壁的厚度要達(dá)到足夠的強(qiáng)度條件，大多不要算。不過(guò)，工作的壓力太大的話，還有缸筒的內(nèi)徑是比較大的時(shí)候，要把強(qiáng)度大小進(jìn)行校驗(yàn)。 在的時(shí)候，這時(shí)是薄壁的缸筒，那么 其中，； 。 =, ， 的話，。 在的時(shí)候, 加上選無(wú)縫的鋼管 查手冊(cè)，得到 那么 準(zhǔn)許的最大的壓力大多是額定壓力的1.5倍大小，因?yàn)?，那么? 對(duì)于無(wú)縫的鋼管，[]=，這里取[]=，那么缸的壁厚大小是 看上面的得數(shù)，根據(jù)實(shí)際工作的需要，我們把壁厚大小定成7.5mm。 3.2.10 缸體外徑尺寸的計(jì)算 缸體的外徑滿足 查表，外徑選 3.2.11 活塞桿強(qiáng)度和液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算 1、驗(yàn)證活塞桿的強(qiáng)度條件 活塞桿的直徑滿足 其中，； ，=, 。 看得數(shù)，剛度是滿足條件的。 2、驗(yàn)證液壓缸工作起來(lái)是不是很穩(wěn)定 如果活塞桿在軸方向受到一定大小的壓縮力，那么這個(gè)力的大小，跟系統(tǒng)能穩(wěn)定工作的可以的最大的臨界負(fù)載大小，一定不能超過(guò)這個(gè)臨界數(shù)，不然的話有可能會(huì)被壓彎，缸就不能很好的工作了。的大小，主要是看活塞桿選什么材質(zhì)做的、截面形狀的大小、直徑大小、還有長(zhǎng)度的長(zhǎng)短、液壓缸是怎么裝的等等，這些方面都關(guān)系到的大小。當(dāng)活塞桿的長(zhǎng)徑比是，桿件受到壓力的時(shí)候，就要校驗(yàn)缸的穩(wěn)定性能?？椿钊麠U的穩(wěn)定性要滿足： 其中，，大多是=。 a.桿的細(xì)長(zhǎng)比大小是的時(shí)候， b.桿的細(xì)長(zhǎng)比大小是的時(shí)候， 其中，； ，； ，查表； ； ，如果是鋼材料，； ； ； ； ，大小查表。 表3-4 液壓缸的支承形式 末端系數(shù)的大小 選用的支承形式 支承的說(shuō)明 末端的系數(shù) 一頭自由一頭固定住 1/4 兩頭都鉸接住 1 一頭鉸接住一頭固定住 2 兩頭都是固定的 4 表3-5 、、的大小 材質(zhì) 鑄鐵 5.6 1/1600 80 鍛鐵 2.5 1/9000 110 鋼 4.9 1/5000 85 c.如果的時(shí)候，這時(shí)的缸是相當(dāng)穩(wěn)定的，不要再?gòu)?qiáng)度來(lái)校驗(yàn)了。 我們這次選一段是固定住的安裝形式，而且缸還是很穩(wěn)定的，不要單獨(dú)的在檢驗(yàn)穩(wěn)定性了。 3.2.12 缸筒壁厚的驗(yàn)算 液壓缸的額定壓力的大小，不能超過(guò)系統(tǒng)準(zhǔn)許的最大的極限數(shù)，那么： 得到油的額定的壓力大小是==1.5MP，是符合條件的。 3.2.13活塞設(shè)計(jì) 1、活塞做成什么結(jié)構(gòu)形態(tài) 活塞有整體式的和組合式的兩種，組合式做起來(lái)稍微難點(diǎn)，這些我們就選整體式的活塞，相對(duì)容易一點(diǎn)，看下圖： 圖3-2 整體式的活塞 這次的整體式的活塞里面，密封環(huán)還有導(dǎo)向套都是分不同的槽來(lái)裝的。 2、活塞選什么材料 選強(qiáng)度比較高的球墨鑄鐵QT500-7 3、加工的公差大小 這次的活塞選了組合起來(lái)的密封元件，條件不是很高，不再單獨(dú)介紹了。 活塞的外徑跟內(nèi)孔之間的同軸度的公差大小不能超過(guò)0.02mm，斷面跟軸線之間的垂直度的公差大小不能超過(guò)0.04mm/100mm，外表面上的圓度跟圓柱度之間不要超過(guò)外徑的公差的一半。 3.2.14 密封件的選用 1、系統(tǒng)的密封件要滿足什么條件 整個(gè)系統(tǒng)，液壓缸的密封條件是相對(duì)高一點(diǎn)，尤其是加了條件的液壓缸，比如需要擺動(dòng)的液壓缸等等。液壓缸有靜態(tài)的密封，還有動(dòng)態(tài)的密封，如果工作的壓力越大，密封的性能一定要更好，扛得住磨損，可以用到的溫度范圍很大，彈性也要不錯(cuò)，材料的永久變形不能大，摩擦的阻力要小，狀態(tài)還有造出來(lái)都要很簡(jiǎn)單。密封件大多看看它的斷面的形狀，分成了O形、Y形、U形、V形、還有Yx形等等。除了O形的，剩下的都是唇形的密封件。 2、選用O形的密封圈 對(duì)于靜態(tài)的密封地點(diǎn)，主要是在活塞的內(nèi)孔跟活塞桿之間、支撐座的外圓跟缸筒的內(nèi)孔之間、端蓋跟缸體的端面之間。這里多是用O形的密封圈。 3、在動(dòng)密封地點(diǎn)，合理確定出密封圈 如果系統(tǒng)是作往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)的，O型的就不太適應(yīng)，因?yàn)樗钠饎?dòng)的阻力比較大，這時(shí)會(huì)用唇形狀的密封圈，或者用金屬的密封圈。 對(duì)于動(dòng)態(tài)的密封地點(diǎn)，主要是在活塞跟缸筒的內(nèi)孔之間、活塞桿跟支撐座之間，或者是活塞桿跟導(dǎo)向套之間。 活塞環(huán)是一種金屬的密封圈，彈性不錯(cuò)，摩擦的阻力也不大，受的了高溫，用的時(shí)間很長(zhǎng)，不夠就是密封的效果不行，內(nèi)部容易泄漏，再起來(lái)并不容易，成本太高。如果是內(nèi)泄漏的不太考慮，還要耐高溫的話，這種密封圈是可以用到的。 我們比較了一下，想要密封的效果不錯(cuò)，摩擦的阻力也不大，安裝起來(lái)很方便，就決定用 Yx型的密封圈，它還是很劃算的。這是一種不等高的，雙唇式的，自封壓緊形式的密封圈 ，有軸用的還有孔用的之分。 這次用到的Yx型圈，主要是聚氨酯加上聚四氟乙烯組合起來(lái)的密封材料，密封性能會(huì)更好： a.摩擦的阻力大小可以減小，不會(huì)有爬行的情況出來(lái)； b.動(dòng)態(tài)加上靜態(tài)都能很好的密封，受得了磨損，用的時(shí)間長(zhǎng)； c.溝槽裝起來(lái)很容易，裝卸也很容易。 密封的形態(tài)看下圖： 圖3-3 密封的形態(tài) 3.2.15 活塞桿的設(shè)計(jì) 對(duì)活塞桿的材料還有它的技術(shù)參數(shù)有什么條件 a.如果沒(méi)特別的要求，大多會(huì)選45號(hào)鋼當(dāng)成活塞桿的材質(zhì)，這里的活塞桿只有受到壓力，不要再調(diào)制處理了，直接淬火就好了，淬火的深度能到0.5~1mm厚。 b.活塞的軸頸跟外圓之間的同軸度的公差大小不要超過(guò)0.01mm，保這樣的話活塞跟缸筒、活塞桿、導(dǎo)向就不太會(huì)卡住?；钊妮S間的端面跟活塞桿的軸線之間的垂直度的公差大小不要超過(guò)0.04mm/100mm，證活塞不能裝歪。 c.活塞桿外圓上表面的粗糙度 d.這次只是拖的低載荷，表面的處理就省掉了。 4、還有活塞桿的導(dǎo)向、密封、防塵的設(shè)定 a.導(dǎo)向環(huán) 如果是用非金屬的導(dǎo)向環(huán)，也就是高強(qiáng)度的塑料做出來(lái)的，這種的特點(diǎn)就是摩擦的阻力不大、耐得住磨、用的時(shí)間比較長(zhǎng)、加導(dǎo)向環(huán)加溝槽也很容易，更換起來(lái)很方便。 b.密封圈 選Yx型的軸用的密封圈，再加軸用的階梯圈一起來(lái)用，跟單獨(dú)的密封來(lái)比，摩擦更小了，泄漏也少了，工作時(shí)間變更長(zhǎng)。 c.防塵效果 選DH的防塵圈，聚氨酯的，友好防塵，又能潤(rùn)滑。 3.2.16 緩沖裝置和排氣閥 1、緩沖的裝置 對(duì)于系統(tǒng)的緩沖裝置，就是活塞或者是缸筒，在一個(gè)行程快走結(jié)束之前，在活塞還有缸蓋之間封住一些油，讓油從小孔里或者是從小縫里擠出來(lái)，這時(shí)的阻力很大，各部件就會(huì)得到制動(dòng)，動(dòng)作的速度慢慢降下來(lái)，活塞跟缸蓋就不會(huì)撞到一起了。 多見(jiàn)的是節(jié)流口的可調(diào)節(jié)式的、還有節(jié)流口可以變化式的。其中前一個(gè)形式的緩沖是在節(jié)流口調(diào)好之后，就等于是一個(gè)單獨(dú)的孔口形式的緩沖結(jié)構(gòu)。 下圖是節(jié)流口部位的可調(diào)式還有變化式的兩種緩沖方式： 表3-6 液壓缸里的緩沖結(jié)構(gòu) 名稱加上工作的原理圖 工作特色 1—針形的節(jié)流閥 2—單向閥 封在活塞跟缸蓋之間的油，流過(guò)針形的節(jié)流閥，從閥里面流出來(lái) 節(jié)流閥開(kāi)口大小是看負(fù)載大小，來(lái)任意調(diào)出合適的大小 剛開(kāi)始的時(shí)候緩沖的效果比較大，活塞開(kāi)始移動(dòng)，緩沖的效果越來(lái)越弱，所以制動(dòng)的行程太長(zhǎng)了 緩沖腔里面的沖擊壓力很大 緩沖的性能好不好，也關(guān)系到油溫 用的范圍很廣 1—軸向的節(jié)流閥 封在活塞跟缸蓋之間的油，流過(guò)活塞上面的軸向節(jié)流槽，再流出來(lái) 緩沖的時(shí)候，節(jié)流口的通流截面一直在邊小，所以如果軸向槽的橫截面是矩形的，只要縱向的截面是拋物線形狀的，緩沖腔是可以保持恒定的壓力大小的。 緩沖的效果很平均，緩沖腔里面的壓力不大，制動(dòng)的位置精度等級(jí)比較高。 總結(jié)一下，我們選節(jié)流的可調(diào)節(jié)式的緩沖構(gòu)造。 2、排氣的裝置 我裝液壓系統(tǒng)的時(shí)候，或者是一段時(shí)間不工作的話，會(huì)空氣摻進(jìn)去，油里也會(huì)有空氣進(jìn)去，有了氣體就帶來(lái)了壓縮性，那么油缸就有可能發(fā)生振動(dòng)、顫抖或者是爬行，還會(huì)有噪音、機(jī)器發(fā)熱等不好的情況出現(xiàn)。所以設(shè)計(jì)的時(shí)候要把缸里面的氣體全部很好的排出來(lái)。 我們會(huì)借著空氣的比重大小比油要輕的原理，在內(nèi)腔室的最高的地方，裝上一個(gè)進(jìn)出油口用來(lái)排氣的設(shè)定，比如排氣的螺釘、排氣閥等等都行，把內(nèi)部的氣體好好地排出去。 圖3-6 排氣的裝備 排氣設(shè)定的形式主要有上面圖的這幾種，大多是分整體式的排氣塞、組合式的排氣塞兩種。 我們比較過(guò)后，就選上面的圖（g）的排氣方式，鋼珠用來(lái)密封。后面兩種形式的排氣方法的密封形式用到高壓缸里是比較多的。 第四章 液壓斷帶保護(hù)裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格 4.1.1泵的工作壓力的確定 液壓系統(tǒng)在工作的時(shí)候，進(jìn)油的管路里有一定大小的壓力損失， 那么泵的工作壓力大小是： 其中： ， 這次是選0.5Mpa 那么 4.1.2 泵流量的確定 液壓泵的最大的流量大小是 其中：； 。 假如這個(gè)時(shí)候溢流閥在工作的話，溢流閥要加的最小的流量大小是 L/min ，大多是在來(lái)選，這里取 油缸加滿油要 其中： ，一般是取15mm/s 那么 看上面和的得數(shù)，再查資料，我們選型號(hào)的定量式的葉片泵，它的的基本技術(shù)參數(shù)是：每轉(zhuǎn)的排量大小是，額定的壓力大小是，總的效率=0.7，重量是9Kg。 4.1.3 選擇與液壓相匹配的電動(dòng)機(jī) 上面把泵的型號(hào)確定了，查跟它適應(yīng)的電動(dòng)機(jī)的樣本資料，決定選Y100M-4型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，額定功率大小在2.2KW，額定的轉(zhuǎn)速大小是1430r/min 。 4.2 選擇液壓元件 看系統(tǒng)的工作壓力大小，還有工作的時(shí)候真正經(jīng)過(guò)閥的最大的流量是多少，選出有定型好的閥件產(chǎn)品就好了。溢流閥是看泵流過(guò)的最大流量來(lái)確實(shí)的。如果是用節(jié)流閥，這時(shí)候的最小的可以保證穩(wěn)定工作的流量大小，不能比系統(tǒng)要求的最低的穩(wěn)定速度要低?，F(xiàn)在把相關(guān)的元件的型號(hào)、規(guī)格都列下來(lái)： 表4-1 液壓元件的明細(xì)列表 序號(hào) 元件的名稱 型號(hào)的規(guī)格 額定的流量 L/min 額定的壓力 Mpa 1 濾油器 WU-40×180 50 1 2 液壓泵 7 3 壓力表 Y-100 — 測(cè)壓范圍 0~10 4 溢流閥 DBDS6P10/20 80 10 5 節(jié)流閥 Z2FS-6-2-4X/2QV 40 10 6 三位四通電磁閥 4WE6J6X/EG24N9K4 40 10 7 液控單向閥 Z2S-6-1-6X+V 40 10 8 分流節(jié)流閥 FJL-B06H-S 40 10 4.3 確定管道尺寸 油管的內(nèi)徑大小，大多是看液壓元件的接口的大小，也好通過(guò)管路準(zhǔn)許的流的速度求出來(lái)。查資料，油管的允許流速大小是取，上面已經(jīng)得到了，兩個(gè)缸一起工作的流量是22.38L/min，那么內(nèi)徑大小d是 查資料，結(jié)合配合的液壓泵的接口大小，吸油管大小是253，出油管大小是203，剩下的管都選外徑x壁厚=123的12號(hào)的冷拔無(wú)縫鋼管，參照標(biāo)準(zhǔn)YB231-70; 4.4 確定液壓油箱容積 一開(kāi)始確定油箱的容量時(shí)，查表估一下，等系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定之后，通過(guò)散熱的條件來(lái)檢驗(yàn)。 油箱的容量大?。? 其中 ，單位是L ，單位是L/min ，查表的， 我們這次的設(shè)計(jì)，要在油箱的頂蓋上放設(shè)液壓閥的集成結(jié)構(gòu)，所以 那么就143L的容量的油箱。 4.5 確定液壓油液 看泵的型號(hào)，查表，選牌號(hào)是L-HL32的油液，設(shè)計(jì)的油能承受的最低溫度是15，那么15的時(shí)候，這款油的粘度是，油的密度大小是。 4.6 液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算 4.6.1 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)在工作的循環(huán)里面，平衡支撐的形態(tài)是占了整個(gè)循環(huán)所以時(shí)間的超90%，所以平衡支撐的過(guò)程數(shù)的大小也可以當(dāng)成是系統(tǒng)溫升。 往平衡狀態(tài)接近的時(shí)候，，那么 這時(shí)候泵的效率=0.1，出口的壓力=2.1Mpa，那么 這時(shí)候的功率損失大小是： 所以在工進(jìn)的時(shí)候，功率損失大小是0.075Kw。 如果系統(tǒng)的散熱效果是很普通的，就定 ， 這時(shí)候油箱的散熱面積大小A是： 其中 ，查資料，取 系統(tǒng)的溫升大小是： 看上面得數(shù)，系統(tǒng)的溫升是在給出的范圍之內(nèi)的。 第五章 斷帶保護(hù)裝置的建模/仿真/有限元 5.1 Solidworks軟件簡(jiǎn)介 在機(jī)械行業(yè)，SolidWork這個(gè)軟件是3D設(shè)計(jì)里面比較先進(jìn)的，學(xué)起來(lái)不難，用起來(lái)也好上手，功能也是非常多的，而且整個(gè)工作界面看上去也是不錯(cuò)的，借助了SolidWorks軟件，斷帶的裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程好像變簡(jiǎn)單了，直接拉伸、旋轉(zhuǎn)、抽殼等一些指令就能完成了，各個(gè)部件，箱體的三維模型就可以很快畫出來(lái)。 SolidWorks是一款計(jì)算機(jī)輔助繪圖與設(shè)計(jì)的軟件，它的功能相當(dāng)強(qiáng)大，能把零件的三維實(shí)體圖畫出來(lái)，對(duì)于三維裝配體圖和二維工程圖也是不在話下?，F(xiàn)在大多數(shù)在一線工作的技術(shù)員僅僅對(duì)二維的繪圖軟件，比如autocad，caxa等的繪圖等更熟練，并且用二維軟件畫圖的時(shí)候，在裝配體、零件圖做標(biāo)識(shí)的時(shí)候優(yōu)點(diǎn)更突出。所以我們可以SolidWorks和二維圖進(jìn)行自由轉(zhuǎn)換，SolidWorks自動(dòng)生成的工程視圖跟二維軟件的標(biāo)注方法合到一起，相互補(bǔ)充。 跟普通的平面制圖軟件比較一下，帶參變量式的CAD好處很多，原來(lái)的CAD軟件是有比例的，從正面，側(cè)面，還有上面的分別來(lái)看圖紙，再用投影，透視的效果把圖畫出來(lái)，把對(duì)應(yīng)的大小標(biāo)出來(lái)，這對(duì)畫圖的人員的專業(yè)能力還是有條件的，三維空間的想象力要非常好。以前的傳統(tǒng)的繪圖軟件，一個(gè)地方的大小變了，幾何圖紙上的大小都不會(huì)變；一旦幾何圖紙變了，可是標(biāo)好的大小確沒(méi)有變，所以還要重新再畫，工作量就變的很大了。 我們用這款三維軟件先畫出草圖，再把尺寸大小等一些限制的條件都標(biāo)到圖上，這就是對(duì)草圖進(jìn)行完全定義的概念，也可以叫做參數(shù)模式。因?yàn)檐浖约壕妥詭Я岁P(guān)聯(lián)的屬性，所以標(biāo)注的大小變了，幾何圖形的大小自己也就跟著變好了。不要再重新設(shè)定，草圖也就定義好了，這樣的模式就是變量式的模式。 美國(guó)Solid Works公司就是專門開(kāi)發(fā)三維軟件的，他們的這款軟件的目前來(lái)說(shuō)是很全的。軟件銷售的很好，在CAD行業(yè)里面很受歡迎，在1997年的時(shí)候，法國(guó)一個(gè)公司把它都收購(gòu)了。原來(lái)這個(gè)公式的投資者，還有股東，都得到了非常多的資金，被收購(gòu)之后的SolidWorks，現(xiàn)在的操作團(tuán)隊(duì)還是原來(lái)的人，心在對(duì)于CAD這個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，他們是非常專業(yè)的。 接下來(lái)對(duì)三維軟件的功能進(jìn)行介紹： （1） Top?Down從上往下面來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì) （2） Down?Top從下往上面來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)? （3） 對(duì)配置進(jìn)行管理 （4） 用起來(lái)非常容易，還能支持傳統(tǒng)數(shù)據(jù)格式 （5） 零部件鏡像 （6） 裝配特征 （7） 工程圖 （8） eDrawing Solidworks的模型組成有零件，有裝配圖，還有工程圖紙。在零件還沒(méi)有生產(chǎn)之前，這個(gè)圖紙就是草圖。通過(guò)平面圖紙，三維草圖，這樣三維模型，還有工程圖紙就都有了，要是草圖上面的大小有變化，那么三維模型的大小也就改變了。軟件用時(shí)是很方便容易的，對(duì)于設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，效率是提高了很多。 將零件開(kāi)下來(lái)之后，或者是建立了一個(gè)新的零件，將草圖畫出來(lái)，這樣基本特征也就伸長(zhǎng)了，之后模型上就會(huì)有更加多的特征，這樣一來(lái)零件也就有了。這樣從別的軟件就可以將曲面導(dǎo)入進(jìn)去，將特征編寫出來(lái)，零件的圖紙，還有裝配圖紙也就都有。這就是經(jīng)常用的多的辦法，就是從上往下進(jìn)行設(shè)計(jì)。 一開(kāi)始畫草圖的時(shí)候從文件這邊開(kāi)始，要設(shè)計(jì)一個(gè)新的零件，首先要把零件的文件建立起來(lái)。因?yàn)榱慵D紙，裝配圖，工程圖都是相互有關(guān)系的，所以在這個(gè)里面，只要有一個(gè)圖紙有改變，別的圖紙也跟著有自動(dòng)的變。 對(duì)于Solidworks2014版本，是可以自定義的，點(diǎn)菜單欄里面的工具-選擇，這樣就可以對(duì)系統(tǒng)選項(xiàng)了，還有文件屬性進(jìn)行想要的設(shè)定。 Solidworks2014它在進(jìn)行交換文件的時(shí)候功能是非常強(qiáng)大的，能夠輸進(jìn)，還有輸出的時(shí)候，文件的格式超過(guò)十種，可以跟CAD,PROE等等這些軟件來(lái)對(duì)文件進(jìn)行互相交換。 Solidworks2014，在畫草圖的時(shí)候，可以對(duì)網(wǎng)格線進(jìn)行顯示，還能對(duì)這些網(wǎng)格線進(jìn)行捕捉。能夠把網(wǎng)格線跟模型的邊線來(lái)進(jìn)行對(duì)齊，這樣一來(lái)還能將角度搞清楚。在這個(gè)軟件里面，網(wǎng)格線的功能，還有捕捉功能基本上不用，因?yàn)檫@個(gè)軟件是一個(gè)參變量軟件，大小，還有幾何關(guān)系之間的精度是滿足的。 5.2 零件建模 5.2.1壓板固定板三維建模的形成 在SolidWorks的三維軟件里面，要畫出壓板的固定板好像變簡(jiǎn)單了，直接拉伸、等一些指令就能完成了，相應(yīng)的三維模型就可以很快畫出來(lái)。 圖5-1 壓板固定板的三維圖 5.2.2 機(jī)架零件的三維建模形成 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)架這個(gè)零件，它的三維圖紙是沒(méi)有那么簡(jiǎn)單的，在畫的時(shí)候用到了拉伸，切除，圓角這些功能，這樣一來(lái)機(jī)架的三維圖紙也就畫出來(lái)了。看下圖。 圖5-2 機(jī)架零件的三維圖 5.2.3 TOOLBOX運(yùn)用 還有，在三維軟件里面， toolbox里面有很多傳動(dòng)零件，螺栓，螺母等等的相關(guān)數(shù)據(jù)，直接拿來(lái)用就可以了，把自己需要的數(shù)據(jù)輸進(jìn)去就可以了。對(duì)軸承進(jìn)行建模，從這個(gè)里面將軸承確定下來(lái)，看下圖。 圖5-3 添加軸承 5.3 零件裝配 設(shè)計(jì)好了零件之后，把它放到組建的模式下面，之后按照一定的辦法把他們合起來(lái)，這樣一來(lái)產(chǎn)品，或者是某一個(gè)零件的立體模型就出來(lái)了。 裝配零件的時(shí)候，一定要在非常專業(yè)的設(shè)計(jì)模式下面來(lái)完成。在三維軟件里面，要對(duì)零件進(jìn)行創(chuàng)建要分下面幾步來(lái)： 點(diǎn)擊新建，把這個(gè)界面打開(kāi)。 點(diǎn)類型這個(gè)選項(xiàng)，選擇點(diǎn)擊組件，在子類型里面將設(shè)計(jì)的選項(xiàng)找出來(lái)，在名稱這一欄把想要的文件的名字輸進(jìn)去，使用缺省板塊這個(gè)選項(xiàng)不要√，之后點(diǎn)確定。 新建文件選項(xiàng)的這個(gè)界面會(huì)跳出來(lái)，模板一欄這個(gè)里面點(diǎn)mmns _SLDASM_design，再點(diǎn)確定按鈕就可以了。 在設(shè)計(jì)零件的時(shí)候，有兩個(gè)辦法可以選，一個(gè)是自下往上的順序，還有一個(gè)是自上往下的順序。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，前面一種設(shè)計(jì)辦法是將裝配的辦法放到裝配體里面；后面一種設(shè)計(jì)辦法，是從上面產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行，將上面產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)候的規(guī)則傳送到有關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)里面去，這樣一來(lái)設(shè)計(jì)整體的時(shí)候效果更好，效率也是更高的。 設(shè)計(jì)零件的時(shí)候，系統(tǒng)將零件加到組件里面去的時(shí)候，辦法是比較多的，可以有放置定義集，還能用元件截面自動(dòng)放置等等。使用的人在對(duì)約束集進(jìn)行定義的時(shí)候，約束可以是0個(gè)，也可以是很多個(gè)；預(yù)定義約束集可以約束預(yù)定義的個(gè)數(shù)。 用的比較多的裝配辦法是約束放置，在三維軟件里面，放置控制板的約束列表里面，有很多放置約束的種類的。在用這個(gè)約束放置的時(shí)候，有一些地方還是要注意的，比方說(shuō)，匹配約束，或者是對(duì)齊約束，他們參照的種類全是一樣的，一次只能往里面加一個(gè)，比方說(shuō)不能用一個(gè)匹配約束項(xiàng)目來(lái)對(duì)零件上面的面，還有下面的面來(lái)進(jìn)行配對(duì)，還有一個(gè)要對(duì)這兩個(gè)匹配約束來(lái)進(jìn)行單獨(dú)的定義，在裝配零件的時(shí)候，要對(duì)放置約束集來(lái)進(jìn)行定義，這個(gè)放置約束集的組成是很多個(gè)放置約束，這樣就可以對(duì)零件的放置，還有零件的方向來(lái)進(jìn)行定義。 裝配的時(shí)候要定出一個(gè)中心線來(lái)，跟圓弧曲面零件進(jìn)行配合的時(shí)候用的是面重合。一開(kāi)始要對(duì)零件進(jìn)行分析，之后斷帶保護(hù)裝置的裝配圖紙也就出來(lái)了，看下圖： 圖5-4 斷帶保護(hù)裝置三維裝配圖 5.4 三維向二維的轉(zhuǎn)換 SolidWorks這個(gè)三維軟件，功能是很多的，我們用電腦把三維造型畫出來(lái)，還能把平面圖形畫出來(lái)，很多現(xiàn)在做機(jī)械設(shè)計(jì)的工作人員，更喜歡用的是平面圖紙的設(shè)計(jì)軟件，比方說(shuō)CAD，不過(guò)在畫平面圖的時(shí)候，特別是對(duì)裝配圖進(jìn)行標(biāo)注的時(shí)候，好處是非常多的。那么說(shuō)，使用三維軟件對(duì)圖紙來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，三維軟件可以將圖紙生成，這樣一來(lái)平面，立體圖紙就都有了。 SolidWorks三維軟件里面可以把平面圖紙直接生成出來(lái)。打開(kāi)三維軟件，新建立的模板里面，建立一個(gè)新的板塊，把工具欄打開(kāi)，單擊新建的圖標(biāo)，從畫圖的地方單擊鼠標(biāo)右鍵，這樣從文件里面來(lái)選，點(diǎn)擊想要生成的三維模型是什么，選中視圖的方向；在畫圖的地方，再點(diǎn)鼠標(biāo)左邊的鍵，這樣圖所在的地方也就都有了，保存的時(shí)候格式用的是 “dwg/dxf”。具體的過(guò)程見(jiàn)下圖： 圖5-5 新建一個(gè)工程 圖紙可以選標(biāo)準(zhǔn)大小的，也可以自己對(duì)圖紙進(jìn)行定義，看下圖： 圖5-6選擇圖紙尺寸大小 把這個(gè)零件打開(kāi)，這樣工程圖就有了，點(diǎn)鼠標(biāo)的坐標(biāo)，這樣所處的地點(diǎn)也就定下來(lái)了，拖著鼠標(biāo)來(lái)移，那么鼠標(biāo)移動(dòng)方向的視圖也就有了。這樣一來(lái)需要的工程圖也就可以確定下來(lái)，看下圖。 圖5-7工程圖的創(chuàng)建 5.5 Sliodworks Motion介紹 Sliodworks Motion插件跟SolidWo