步進(jìn)式環(huán)形輸送線液壓控制畢業(yè)論文

1、步進(jìn)式環(huán)形輸送線液壓控制摘要:步進(jìn)環(huán)形輸送線是一種通過液壓控制來步進(jìn)移動物料或工件的精密輸送設(shè)備。本文設(shè)計的步進(jìn)環(huán)形輸送線通過液壓系統(tǒng)控制其步進(jìn)運動。系統(tǒng)中水平移動的液壓缸(步進(jìn)缸)和垂直放置的液壓缸(螺栓缸)實現(xiàn)輸送線的移動和停止。通過控制水平移動液壓缸的供油時間和供油量，控制其運動的起止時間和速度。設(shè)計的行走環(huán)形輸送線由液壓缸驅(qū)動，其中一個液壓缸水平放置，另一個液壓缸垂直放置。水平液壓缸控制輸送線的水平運動，插銷缸通過活塞桿上部是否與輸送帶連接來控制輸送帶的運動和停止。水平運動氣缸運動前，插銷氣缸的活塞桿上部向上與傳送帶連接，當(dāng)水平運動氣缸運動時，帶動輸送線向前運動，到達(dá)指定位置并停留；停

2、留一定時間后，移動氣缸向后移動時垂直縮回，輸送線停止移動。這樣，通過兩個液壓缸的協(xié)調(diào)來實現(xiàn)輸送線的指定運動。關(guān)鍵詞:步進(jìn)、步進(jìn)缸、螺栓缸、液壓傳動1.介紹步進(jìn)式環(huán)形輸送線液壓控制系統(tǒng)利用液壓傳動的優(yōu)勢，對液壓傳動過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計和組合，再配以合適的液壓調(diào)節(jié)元件和液壓動力元件，實現(xiàn)液壓傳動與按規(guī)定方式運動的協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)輸送線步進(jìn)運動的設(shè)計要求。1.1循序漸進(jìn)的特點步進(jìn)輸送線由一定的系統(tǒng)控制，實現(xiàn)輸送線在一定時間內(nèi)運動，在一定時間內(nèi)不運動，使其運動和停止循環(huán)往復(fù)，給輸送線上的產(chǎn)品足夠的加工時間。與移動輸送線相比，步進(jìn)輸送線有足夠的加工時間，不需要為每個加工工位設(shè)置很長的距離，節(jié)省了場地空間。1

3、.2液壓傳動液壓傳動是一種利用液體的靜能來傳遞動力的液體傳動。它是一種以液體為工作成分來傳遞和控制能量的傳動方式。本世紀(jì)50年代，液壓技術(shù)迅速從軍事工業(yè)轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，廣泛應(yīng)用于機(jī)床、工程機(jī)械、壓力機(jī)械、船舶機(jī)械、冶金機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械和汽車工業(yè)。20世紀(jì)60年代以后，隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)、電子技術(shù)等的迅速發(fā)展。，它的應(yīng)用已經(jīng)更加廣泛。1.2.1液壓傳動的特點(1)液壓系統(tǒng)可以通過油管的連接方便靈活地布置自己的傳動機(jī)構(gòu)，優(yōu)于機(jī)械傳動。致動器可以遠(yuǎn)離原動機(jī)布置，并且其位置不受限制。液壓缸由于其推理性強(qiáng)、布置簡單，在工程機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，不僅操作方便，而且外形美觀大方。(2)與電氣傳動和氣動傳

4、動相比，液壓傳動具有重量輕、體積小的突出特點。比如液壓缸泵和液壓馬達(dá)的單位功率重量指標(biāo)可以達(dá)到目前發(fā)電機(jī)和馬達(dá)的十分之一，液壓式的可以達(dá)到0.025N/W，發(fā)電機(jī)和馬達(dá)的重量指標(biāo)在0.03 N/W左右，但是應(yīng)用于直線往復(fù)運動的電扭矩的重量比是液壓缸的70到80倍，電功率受磁飽和的限制，所以單位面積有限。(3)無級調(diào)速方便，調(diào)速范圍大，傳動中借助閥門可實現(xiàn)大范圍無級調(diào)速。這是普通機(jī)械傳動無法實現(xiàn)的，而液壓傳動的轉(zhuǎn)速范圍可以達(dá)到100:1，柱塞式液壓馬達(dá)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為1r/min，這也是電傳動難以實現(xiàn)的。(4)與電傳動相比，液壓傳動有一個慢性轉(zhuǎn)速，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速稍高。(5)液壓系統(tǒng)可以借助溢流閥等溢

5、流閥實現(xiàn)過載保護(hù)。如果以油為工作介質(zhì)，可以潤滑相對運動的表面，可以延長液壓系統(tǒng)的使用壽命，提高效率。(6)液壓傳動可以借助各種控制閥實現(xiàn)其機(jī)械運行的自動化，特別是采用電液聯(lián)合控制后，不僅可以實現(xiàn)高控制過程，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。雖然液壓傳動油有很多優(yōu)點，但與電傳動相比也有一些缺點:(1)由于液體流動的阻力損失和泄漏量大，液壓傳動的效率比較低，一般在75%80%左右。如果處理不當(dāng)，泄漏不僅會污染現(xiàn)場，附近有火種時還會引起火災(zāi)或爆炸，所以常使用燃點高的液壓油。(2)由于液體的粘度受溫度影響，液壓缸的泄漏量也會發(fā)生變化。(3)液壓傳動由于工作時的沖擊，噪音比較大。(4)同時，為了盡可能避免泄漏帶來的危

6、險，對液壓元件的制造精度要求較高。而且價格比電傳動貴，使用和維護(hù)液壓元件的人員技術(shù)要求較高，需要一定的專業(yè)知識。(5)由于液壓元件精度高，對外界污染敏感。被污染的液壓油會磨損和堵塞液壓元件，降低液壓元件的性能，如果污染嚴(yán)重，甚至?xí)?dǎo)致元件的破壞。(12)由于液壓元件的系統(tǒng)比較復(fù)雜，如果一個液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需要有很高的技術(shù)水平，液壓系統(tǒng)的故障分析和比較比較困難。因此，通過對以上優(yōu)缺點的分析和比較，我們需要充分發(fā)揮液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點，盡量避免和改善液壓系統(tǒng)的缺點，使液壓系統(tǒng)在生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。液壓系統(tǒng)的主要部件液壓系統(tǒng)主要以油為傳動介質(zhì)，系統(tǒng)由幾部分組成:(1)動力部分液壓泵，將輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)

7、化為液體的壓力能。(2)執(zhí)行部分液壓缸，其作用是將工作液體的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，推動液壓缸上的負(fù)載運動。(3)控制部分-包括壓力、流量和方向控制閥等。，控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的壓力、流量和流向，以保證各部件所需的輸出力、速度和方向。(4)輔助部分包括油箱、管路、濾油器、蓄能器、指示儀表等。它們的功能是確保系統(tǒng)的安全和正常運行。隨著工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展和機(jī)械化、自動化程度的不斷提高，對液壓元件和液壓裝置的標(biāo)準(zhǔn)化和集成化提出了更高的要求，于是出現(xiàn)了由液壓系統(tǒng)組成的液壓站。目前，液壓技術(shù)為我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要和發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。液壓技術(shù)，尤其是液壓集成塊技術(shù)，廣泛應(yīng)用于我國許多工業(yè)部門。液壓技

8、術(shù)正朝著高壓、高速、大流量、大功率、高效率、低噪聲的方向發(fā)展。計算機(jī)輔助設(shè)計液壓系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，這將推動液壓技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。2.系統(tǒng)方案設(shè)計本次設(shè)計是步進(jìn)環(huán)形輸送線的液壓控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，通過液壓缸的控制和動力的傳遞，實現(xiàn)輸送線的步進(jìn)輸送。從功能上看，如果只用一個液壓缸，是不可能同時實現(xiàn)輸送線的步進(jìn)控制和輸送線的動力傳遞的。因此，必須選擇兩個或兩個以上的液壓缸來實現(xiàn)所需的功能，同時考慮到結(jié)構(gòu)簡單，便于以后的檢查和維修，最好選擇兩個液壓缸來實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。根據(jù)以上結(jié)論選擇兩個液壓缸。因為兩個液壓缸的作用不同，所以對兩個液壓缸的要求也不同。液壓缸水平往復(fù)運動，其主要作用是在一定條件下驅(qū)

9、動輸送帶移動規(guī)定的距離。它是系統(tǒng)的主要動力裝置，同時又需要另一個液壓缸來運動。如果像普通液壓缸一樣將缸體固定在地面上，活塞桿的運動并不能帶動螺栓缸運動或?qū)崿F(xiàn)這一功能，但機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不便，不經(jīng)濟(jì)。因此，如果缸體可以移動，可以通過在缸體上增加一個凸臺螺栓缸將其固定在水平液壓缸上，水平液壓缸也可以帶動螺栓缸移動。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。所以要實現(xiàn)這個功能，液壓缸必須有固定的活塞桿，這樣液壓缸的缸體才能運動。為了滿足液壓缸的運動要求，需要保證液壓缸的缸體足夠長，以滿足運動所需的距離。這個方案的設(shè)計是液壓缸的缸體運動，同時按照豫東的要求，液壓缸的水平運動保持往復(fù)運動。如果進(jìn)油孔也放在缸體上，由

10、于頻繁運動，進(jìn)油口和出油口會漏油，降低工作效率。所以進(jìn)油口和出油口一定要放在可以固定不動的地方?；谶@樣的原因，液壓缸體的進(jìn)油方式由缸體上進(jìn)油改為活塞桿兩端進(jìn)油。根據(jù)液壓缸可以驅(qū)動80kN的負(fù)載，需要選擇合適的液壓泵來達(dá)到足夠的推力。根據(jù)某些資料，只有柱塞泵才能達(dá)到這么大的供油壓力，臥式液壓缸才能有足夠的負(fù)載。所選螺栓缸的主要作用是控制水平液壓缸何時驅(qū)動輸送線移動。螺栓缸是水平液壓缸和傳送帶之間的連接。當(dāng)系統(tǒng)需要輸送線前進(jìn)時，螺栓缸開始工作，螺栓缸的活塞桿向上運動，直至活塞桿頭部與輸送線的輸送帶接觸。活塞桿頭部與傳送帶下部的適當(dāng)組合將使系統(tǒng)驅(qū)動傳送帶運動，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的指定運動。因為螺栓缸只需

11、要牢牢頂住傳送帶，不需要太大的力，所以選擇這樣的液壓缸不需要太大的速度和壓力，只要液壓缸的頭部能與傳送帶緊密結(jié)合，只要有足夠的距離和適當(dāng)?shù)牧涂梢粤?。但由于螺栓缸帶動輸送帶運動時的應(yīng)力，需要選擇合適的活塞桿材料，以保證液壓桿的強(qiáng)度和剛度。最后，通過兩個液壓缸的合理組合，由各種液壓元件控制液壓缸的功能，如進(jìn)出油的時間和數(shù)量，使兩個液壓缸的功能協(xié)調(diào)，實現(xiàn)所需的功能，達(dá)到預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)。3.繪制液壓控制系統(tǒng)原理圖。液壓原理圖是用來表示液壓控制系統(tǒng)的組成和工作原理的圖紙，是系統(tǒng)功能的基本設(shè)計。3.1液壓回路的選擇首先要確定步進(jìn)式環(huán)形輸送線液壓控制系統(tǒng)的基本回路，這是確定控制系統(tǒng)的動作和性能以及系統(tǒng)框架

12、的基礎(chǔ)，然后在基本回路的基礎(chǔ)上增加其他輔助設(shè)備，這樣就可以形成一個完整的液壓系統(tǒng)。在設(shè)計回路時，首先要把握液壓控制系統(tǒng)的主要部分，比如速度調(diào)節(jié)。液壓缸的變化和穩(wěn)定性是系統(tǒng)設(shè)計的核心。通常系統(tǒng)的其他方面基本可以在調(diào)速方式確定后再確定，所以調(diào)速電路和速度轉(zhuǎn)換電路是這個系統(tǒng)的主要電路。選擇基本回路的主要依據(jù)是主液壓缸工況圖提出的主要要求。通過對工況圖的分析，可以確定液壓系統(tǒng)的主回路。速度控制電路系統(tǒng)的液壓調(diào)速可分為節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速兩大類。應(yīng)采用哪種液壓調(diào)速方式取決于系統(tǒng)功率、調(diào)速范圍和工作穩(wěn)定性的要求。(1)根據(jù)流量控制閥在回路中的位置，節(jié)流調(diào)速回路分為三種基本形式:進(jìn)口節(jié)流調(diào)速閥、回流節(jié)流調(diào)

13、速閥和旁通節(jié)流調(diào)速閥。1、進(jìn)油、回油、旁通節(jié)流調(diào)速閥節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵和液壓缸之間，用來控制進(jìn)入液壓缸的流量，達(dá)到調(diào)速的目的。節(jié)流控制回路即進(jìn)油節(jié)流控制回路，該回路中使用的閥門稱為進(jìn)油節(jié)流控制閥。節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸回路中，通過節(jié)流閥控制液壓缸排出的流量實現(xiàn)調(diào)速的調(diào)節(jié)回路是回油節(jié)流調(diào)速回路，其閥門稱為回油節(jié)流調(diào)速閥；節(jié)流閥并聯(lián)在支路上，定量泵輸出的流量一部分通過溢流閥返回油箱，一部分進(jìn)入液壓缸進(jìn)行調(diào)速。速度調(diào)節(jié)回路是旁通節(jié)流速度調(diào)節(jié)回路。其中，進(jìn)油調(diào)速和回油調(diào)速都與液壓串聯(lián)，同時通過控制流量來實現(xiàn)所需的運動。然而，這兩種電路之間有幾個明顯的區(qū)別，例如:承受負(fù)荷的能力不同所謂的負(fù)載荷是作用力方向和

14、致動元件運動方向上的載荷。回油節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速閥在液壓缸的回油腔內(nèi)形成一定的背壓，可以組織工件零件在負(fù)載荷下向前沖。如果入口節(jié)流調(diào)速回路要承受負(fù)負(fù)荷，就需要在相應(yīng)的回路中增加一個背壓閥。但如果這樣做，會增加泵的供油壓力，增加主回路的功耗，不太經(jīng)濟(jì)。在運動的平穩(wěn)中因為回油節(jié)流調(diào)速閥在回路上一直有背壓，所以可以防止空氣被吸入，因為這所以弧圈低速不容易爬行，高速也不容易震動，所以運動的穩(wěn)定性比較好。而進(jìn)油節(jié)流調(diào)速沒有背壓，所以沒有這個優(yōu)勢。系統(tǒng)中的油在升溫時會對系統(tǒng)的泄漏產(chǎn)生不同的影響。進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路經(jīng)過節(jié)流閥，熱油直接進(jìn)入液壓缸，會增加液壓缸的泄漏。而回油節(jié)流調(diào)速閥不會出現(xiàn)這種情況，因為熱油加

15、熱后會直接回流到油箱，經(jīng)過油箱冷卻后才會再次進(jìn)入液壓系統(tǒng)。兩種電路的啟動性能不同。如果回油節(jié)流控制回路長時間停止，液壓缸回油腔內(nèi)的油就會泄漏。箱，重啟就是背壓不能立即啟動，會造成瞬時工作機(jī)構(gòu)的前沖現(xiàn)象。對于進(jìn)氣節(jié)氣門調(diào)速，只要在行駛過程中調(diào)低節(jié)氣門，就可以避免起步?jīng)_擊。該節(jié)流系統(tǒng)簡單、廉價、使用維護(hù)方便，可實現(xiàn)大范圍無級調(diào)速。因此，結(jié)合上述速度控制回路，液壓控制系統(tǒng)采用進(jìn)油節(jié)流速度控制回路，可以很好地滿足所需的工作要求。電壓調(diào)節(jié)電路系統(tǒng)的壓力控制有兩種方式:恒壓和限壓。節(jié)流調(diào)速回路中的溢流閥構(gòu)成恒壓控制回路；容積調(diào)速和容積節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)常用作壓力閥和安全閥，形成限壓控制回路。在節(jié)流速度控制系統(tǒng)中

16、，如果需要卸載，應(yīng)設(shè)置卸載回路。因此，根據(jù)所涉及的原理圖和所需的工作要求，選擇了恒壓的系統(tǒng)壓力控制，即在系統(tǒng)中增加一個溢流閥來控制系統(tǒng)壓力，實現(xiàn)所需的工作壓力。3.1.3油路循環(huán)形式系統(tǒng)中的大油循環(huán)有開式和閉式兩種。1開式循環(huán)有以下特點:(1)一般可以采用開式循環(huán)，液壓泵可以向多個支路供油，在實現(xiàn)預(yù)定功能的前提下可以大大簡化系統(tǒng)裝置；(2)一般開式循環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，散熱方便，但有一個缺點就是油箱比較大，需要較大的工作空間；(3)開式循環(huán)抗污染能力差；(4)管道的損耗比較大。當(dāng)節(jié)流速度用于循環(huán)時，系統(tǒng)的效率較低。有時需要使用壓力油箱來提高和增加管道的壓力。2封閉循環(huán)的特點:(1)由于閉式循環(huán)需要穩(wěn)定

17、換向，換向速度高的部分必須是容積調(diào)節(jié)。速度；(2)液壓泵一般只能向一個油路供油，不能開式循環(huán)工作。向多個分支供油；(3)閉式循環(huán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，循環(huán)散熱也復(fù)雜，必須使用輔助液壓泵進(jìn)行換油和冷卻；(4)抗污染能力較好，但對油路的過濾能力要求較高；(5)管道的損失相對較小。如果可以通過容積來調(diào)節(jié)循環(huán)，管道的效率就比較高。所以根據(jù)上面列出的開式循環(huán)和閉式循環(huán)的優(yōu)缺點，又因為是節(jié)流調(diào)速回路，所以參照一定的原理圖選擇開式循環(huán)。只有選擇了這樣的循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)的回油才能直接到油箱。一個液壓泵多支路供油，簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使油箱在同樣的空間內(nèi)盡可能大，使循環(huán)系統(tǒng)有更好的冷卻條件，減少損失，使液壓控制系統(tǒng)能更好地工作

18、。3.2綜合考慮其他問題根據(jù)前面選擇的液壓回路，考慮幾個問題就可以形成一個完整的液壓系統(tǒng):1、組合基本電路時，一定要注意防止電路中可能出現(xiàn)的相互干擾。2.有必要提高液壓控制系統(tǒng)的效率并防止系統(tǒng)過熱。如果想提高液壓控制系統(tǒng)的效率，防止系統(tǒng)過熱，可以從以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn):(1)選擇液壓元件、附件和油的參數(shù)。選擇高效的液壓元件，選擇合適的油和油的粘度范圍，通過選擇合適的油管直徑，合理配置油管，減少液壓元件及其回路的壓力損失；(2)在選擇基本回路時，通過選擇高效的液壓回路來提高系統(tǒng)的效率。3.避免系統(tǒng)中多余的加熱電路。當(dāng)完成所需的系統(tǒng)動作時，要求回路簡單可靠。如果系統(tǒng)的電路更復(fù)雜，系統(tǒng)發(fā)生故障的概率

19、就更大，系統(tǒng)產(chǎn)生的電能損耗也就更大。所以系統(tǒng)在滿足要求的前提下盡量簡單，以提高工作效率。4.防止系統(tǒng)液壓的沖擊。在液壓控制系統(tǒng)中，由于液壓缸運動速度的變化，工作負(fù)載的突然消失或沖擊負(fù)載的出現(xiàn)等。，系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生沖擊現(xiàn)象。這種影響會影響系統(tǒng)的正常工作，因此有必要采取一定的措施來消除或減小這種影響。為了消除或減少這種影響，我們可以從三個方面考慮采取什么措施:(1)如果沖擊是液壓缸速度變化引起的，在保證換向精度和生產(chǎn)效率的前提下，盡可能減慢換向速度；(2)當(dāng)負(fù)載突然變化時，應(yīng)在回油路上增加一個背壓閥；(3)如果是沖擊載荷，可以在液壓缸入口處安裝安全閥，形成緩沖回路，減少沖擊。5.確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可

20、靠性。液壓控制系統(tǒng)運行中的許多不安全因素是不規(guī)則的。例如，異常負(fù)載、電源故障、操作員錯誤等。，所以需要有相應(yīng)的安全電路或保護(hù)措施來保證自身和系統(tǒng)設(shè)備的安全。例如，為了防止工作部件漂移、滑動、超速等。，應(yīng)該有鎖止、限速、平衡等電路。因此，在設(shè)計的原理圖中，為了防止螺栓缸的活塞桿因重力下落，必須在液壓缸的出油口處加一個液控單向閥來防止這種現(xiàn)象，提高系統(tǒng)的安全系數(shù)。6.考慮到系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期，系統(tǒng)組成必須簡單。輔助部件盡量少，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件，減少自行設(shè)計的特殊部件，以降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期。7.確保系統(tǒng)的加熱不會影響系統(tǒng)的運行。液壓系統(tǒng)的壓力表、容積和機(jī)械方面構(gòu)成了總能量損失。這些能量損

21、失轉(zhuǎn)化為熱量，導(dǎo)致系統(tǒng)溫度上升。系統(tǒng)的溫升會造成很多不利影響，影響系統(tǒng)的工作。例如，油的粘度下降，泄漏增加，導(dǎo)致速度不穩(wěn)定，不同膨脹系數(shù)的運動副之間的間隙變化，工作能力的卡死和喪失，機(jī)器部件的變形，及其精度的破壞等。因此，必須控制系統(tǒng)的溫度，以保證各工作部件的正常工作。3.3繪制基本部件圖。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，繪制示意圖如圖3.1所示。圖3.11-?2-?工況分析:當(dāng)系統(tǒng)的動力開始工作時，液壓泵開始向系統(tǒng)供油。(1)當(dāng)A、B、C、D無電時，液壓泵泵出的油通過溢流閥、泄壓閥流回油箱，兩個液壓缸不動，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。(2)當(dāng)C通電，其它都不通電時，右電磁換向閥左端打開，液壓泵泵出的油通過減壓閥減壓開始

22、向上螺栓缸供油。槍栓缸下端裝油，上端裝油，槍栓缸的槍栓開始動作。當(dāng)螺栓缸的活塞桿向上移動時。水平液壓缸仍處于靜止工作狀態(tài)。當(dāng)螺栓缸到達(dá)指定位置并緊靠輸送帶時，C端斷電，電磁換向閥返回原位。槍栓缸5在液控單向閥的作用下防止槍栓缸的油流出，從而保持槍栓缸的活塞桿不動，防止活塞桿因重力下落。(3)A端開始通電，左電磁換向閥左端接通，油液經(jīng)調(diào)速閥調(diào)節(jié)后進(jìn)入水平運動液壓缸，水平運動液壓缸開始以規(guī)定速度前進(jìn)。(4)當(dāng)移動氣缸到達(dá)規(guī)定位置時，D通電，右電磁換向閥右端開始工作，插銷氣缸在油和自身重力的作用下開始向下移動，插銷氣缸的活塞桿頭松開傳送帶。(5)當(dāng)螺栓缸回到原位，B通電，左端電磁換向閥右端打開，水平

23、液壓缸開始快速后退，為下一次前進(jìn)做準(zhǔn)備。除了提供給液壓缸的流量之外，液壓泵的多余流量通過溢流閥和減壓閥流回油箱。4.設(shè)計要求和原始數(shù)據(jù)4.1設(shè)計要求步進(jìn)式環(huán)形輸送線的液壓控制系統(tǒng)主要由水平傳動液壓系統(tǒng)和垂直傳動液壓系統(tǒng)組成。水平液壓傳動系統(tǒng)主要驅(qū)動垂直液壓系統(tǒng)運動，是一個主要用來傳遞動力的動力系統(tǒng)，運動速度由流量控制閥控制。水平液壓控制系統(tǒng)主要決定液壓系統(tǒng)是否移動輸送線，以及驅(qū)動輸送線移動多遠(yuǎn)。通過兩部分的相互配合，輸送線的分步輸送才能順利進(jìn)行。4.2工藝參數(shù)(1)液壓推進(jìn):80 kN液壓缸水平推進(jìn)步長:1.2m移動氣缸的推進(jìn)速度:0.10米/秒移動氣缸的返回速度:0.30米/秒由于螺栓缸的速

24、度不受限制，現(xiàn)場合適輸送線的液壓缸只能根據(jù)現(xiàn)場和自身情況以及輸送線的停頓時間來選擇。4.3.設(shè)計計算機(jī)指令4.3.1液壓缸的實際設(shè)計計算1.應(yīng)重視液壓缸的設(shè)計。1)盡量使液壓缸的活塞桿在受拉時承受最大載荷或在受壓時具有良好的縱向穩(wěn)定性。2)需要考慮液壓缸行程末端的制動問題和液壓缸的排氣問題。當(dāng)沒有這種裝置時，系統(tǒng)中必須有相應(yīng)的措施。3)根據(jù)主機(jī)的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，正確確定液壓缸的安裝和固定方法。4)液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)應(yīng)按照推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，盡量簡單緊湊，便于加工和維修。2.液壓缸主要尺寸的確定1)液壓缸的缸徑d根據(jù)載荷、選定的工作壓力或移動速度和輸入流量計算，然后從GB2

25、348-80標(biāo)準(zhǔn)中選取最接近的標(biāo)準(zhǔn)值。因此，根據(jù)查表，所需的圓柱體直徑為80mm。液壓缸直徑和尺寸系列(GB2348-80)八10121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250320名流5006302)活塞桿的直徑d液壓缸的直徑d通常選擇為滿足液壓缸的速度或速比的要求。若速比為SKIPIF 1 0 則：SKIPIF 1 0 =50根據(jù)計算數(shù)據(jù)，根據(jù)活塞桿的直徑系列(GB2348-80)選擇合適的長度，因此選擇的活塞桿直徑為50mm。活塞桿直徑系列(GB2348-80)四五六八10121416182022252832364045

26、50五十六歲63708090100110125140160一百八200220250280320360名流3)液壓缸的缸長L氣缸的長度l由最大工作行程長度決定，氣缸的長度一般不超過其直徑的20倍為好。因此缸筒長度為1400mm，沒有超過最大長度，也滿足了系統(tǒng)的工作需要。4)最小導(dǎo)向長度活塞桿完全伸出時，活塞支承面中點到導(dǎo)向套滑動面中點的距離為最小導(dǎo)向長度h，如果導(dǎo)向長度過小，會影響液壓缸的初始撓度，影響液壓缸的穩(wěn)定性。對于普通液壓缸:SKIPIF 1 0 其中：L-液壓缸的最大行程 D-缸筒的直徑SKIPIF 1 0 5）活塞的寬度活塞桿的寬度一般取B=(SKIPIF 1 0 )D SKIPIF

27、 1 0 mm6）液壓缸的壁厚計算液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度液壓缸的徑D與壁厚SKIPIF 1 0 的比值SKIPIF 1 0 DE 的圓筒稱為薄壁圓筒，工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁計算公式：SKIPIF 1 0 其中：SKIPIF 1 0 -液壓缸壁厚（m） D-液壓缸徑（m） SKIPIF 1 0 -缸筒材料的許用應(yīng)力 SKIPIF 1 0 -試驗壓力。一般取最大壓力的（SKIPIF 1 0 ）倍SKIPIF 1 0 4.3.2載荷分析和載荷循環(huán)圖當(dāng)工作機(jī)構(gòu)直線往復(fù)運動時，液壓運動必須克服的外部載荷:F=Fe+Ff+Fi式中:Fe

28、-工作量Ff摩擦載荷fi-慣性負(fù)載系統(tǒng)工作的一個周期是:開始SKIPIF 1 0SKIPIF 1 0SKIPIF 1 0插銷向上移動。SKIPIF 1 0SKIPIF 1 0得到你想要的。螺栓氣缸:上升時工作負(fù)荷為0，工作速度為0.3m/s。墜落時，工作負(fù)荷為0，工作速度為0.5m/s。水平運動氣缸:水平推進(jìn)時，水平工作載荷80kN，推進(jìn)速度0.1m/s。水平后退時，水平工作載荷為0 kN，推進(jìn)速度為0.3 m/s。因此，根據(jù)液壓缸的基本情況和所選計算，液壓缸直徑為80mm，液壓缸活塞桿直徑為55mm，由查表可得:液壓缸推力為80.42kN，拉力為42.41 kN，液壓缸最大行程為2000mm

29、。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，我們可以計算活塞桿的面積如下:SKIPIF 1 0 缸的面積：SKIPIF 1 0 由此我們可以計算出運動缸推進(jìn)單位時間流量體積和推進(jìn)時的壓力以與后退單位時間的流量：SKIPIF 1 0 推進(jìn)單位時間流量：SKIPIF 1 0 后退單位時間流量：SKIPIF 1 0 推進(jìn)時活塞所受的壓力為：SKIPIF 1 0 至于豎直方面的液壓缸，有由于沒有工作的載荷，所以只要選擇合適的，能夠和水平運動液壓缸相配的，最大的行程距離能夠達(dá)到傳送帶即可。按照所計算出來的運動缸的條件我們可以得出運動缸的F-t圖、Q-t圖分、V-t圖別為： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF

30、1 0 5、確定液壓控制系統(tǒng)參數(shù)5.1 液壓零件的選擇確定液壓泵的最大工作壓力SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 =SKIPIF 1 0 +SKIPIF 1 0 式中SKIPIF 1 0 執(zhí)行元件的最大工作壓力SKIPIF 1 0 液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失。初算時可按經(jīng)驗選?。喝绻枪苈泛唵危髁坎淮蟮墓苈?，取SKIPIF 1 0 =（0.20.5）Mpa；如果是管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的取SKIPIF 1 0 =（0.21.5）Mpa。所以，根據(jù)以上的條件，系統(tǒng)的最大壓力為：SKIPIF 1 0 =SKIPIF 1 0 +SKIPIF 1 0 =30.2+0.8=31 Mpa

31、5.1.1確定液壓泵的流量QSKIPIF 1 0 QSKIPIF 1 =kSKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 /s其中：k為系統(tǒng)的泄露系數(shù)，一般取1.11.3所以根據(jù)計算QSKIPIF 1 0 =1.1SKIPIF 1 0 =8.745SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 /s=52.47 L/min5.1.2選擇液壓泵的規(guī)格。根據(jù)以上計算得到的要求，選擇的液壓泵為柱塞泵。這個柱塞泵的型號是MYCY14-1B。額定壓力31.5 Mpa，轉(zhuǎn)速1500 r/min。排量63毫升/分，驅(qū)動功率59.2千瓦，質(zhì)量60公斤。液壓閥的選擇1.選擇的基礎(chǔ)選擇的依據(jù)是計算的額定功率、計算的最大流

32、量、液壓缸的工作方式、液壓缸的安裝固定方式、液壓系統(tǒng)的工作性能參數(shù)和控制系統(tǒng)的工作壽命。系統(tǒng)控制閥應(yīng)注意的問題(1)在控制系統(tǒng)中，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，特殊情況下只設(shè)計專用控制閥等元件。(2)選擇溢流閥時，應(yīng)根據(jù)液壓泵的最大流量進(jìn)行選擇。在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，必須考慮滿足其最低穩(wěn)定性和低速性能的要求。(3)控制閥的額定流量一般應(yīng)大于系統(tǒng)管道的實際流量，必要時允許通過閥門的最大流量超過其額定流量的20%。所以根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過閥門的實際最大流量，根據(jù)泵的最大流量來選擇溢流閥，控制閥的流量一般需要大于實際流量。各種控制閥的型號:控制閥模型單向閥CIT-06液壓控制單向閥CP*T-03調(diào)速閥2F

33、RM-10安全閥DB型DBW先導(dǎo)安全閥磁性交換閥WE5電磁換向閥減壓閥DR-3X減壓閥節(jié)流閥MK節(jié)流閥5.1.4管道和管接頭的選擇和油管接頭是連接液壓部件和用于輸送液壓油的接頭。選擇時必須滿足以下要求:流動液體的阻力要盡可能小，即要求有足夠的流通面積。同時，管子必須有端頭，管壁必須光滑，管子彎曲突變少；(2)必須能承受足夠的壓力，在工作壓力下無泄漏；(3)管道的拆裝必須方便快捷。(1)管材的選擇液壓系統(tǒng)中的油管有鋼管、銅管、耐油橡膠管、尼龍管和塑料管。但系統(tǒng)最大壓力達(dá)到31Mpa，且有相對運動，只能用橡膠管。因為膠管是由13層鋼絲編織網(wǎng)或鋼絲纏繞耐油橡膠夾制成，層數(shù)越多，耐壓越高，壓力可達(dá)35

34、40Mpa。同時，它能在相對運動的液壓元件中工作，拆裝方便，并能在一定程度上吸收液壓的沖擊。然而，橡膠管的價格相對昂貴，并且其使用壽命比其他管道短。(2)管接頭的選擇所選用的管接頭必須具有足夠的過油能力和相對較小的壓力損失，同時必須具有裝卸方便、連接牢固、密封可靠、外形緊湊的特點。包括焊接管接頭、卡口式管接頭、擴(kuò)口式管接頭、卡扣式軟管接頭、可拆卸軟管接頭和兩端開口封閉的快速接頭。本系統(tǒng)選用焊接管接頭，因為它適用于以油為介質(zhì)的管道系統(tǒng)，其工作壓力 =40Mpa，具有結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好的特點。但安裝時焊接量大，要求焊接質(zhì)量高，不易拆卸。5.1.5機(jī)油濾清器的選擇選擇濾油器的主要依據(jù)是:過濾精度、

35、過油能力、工作壓力和允許壓降等。因此，選擇WU-16作為機(jī)油濾清器。SKIPIF 1 05.2液壓油的選擇因為液壓油的粘度是液壓控制系統(tǒng)的一個重要因素，它影響著系統(tǒng)能否正常工作。考慮周圍溫度、系統(tǒng)壓力、執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度、所選閥門粘度、周圍環(huán)境等條件，選擇合適粘度的液壓油。6.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。1.首先必須確定的是兩個液壓缸的結(jié)構(gòu)。因為臥式液壓缸必須帶動插銷缸移動，所以臥式液壓缸的缸體上必須有一個平臺來放置插銷缸。螺栓缸必須牢固地固定在平臺上，這樣螺栓缸才能驅(qū)動傳輸線而不脫離水平運動缸。同時，固定螺栓有足夠的強(qiáng)度和剛度來承受一定的彎矩和扭矩。2.由于水平移動氣缸是整個系統(tǒng)水平移動的主要部分，它也是驅(qū)動

36、整個系統(tǒng)移動的主要部分。水平運動的氣缸受到很大的水平力，但活塞桿等其他部件必須只靠氣缸的運動來固定。因此，在水平移動氣缸的活塞桿兩端設(shè)計了固定支架，兩端的支架可以用螺母和螺栓固定，這樣整個零件就可以牢固地固定在地面上。這種設(shè)計牢固地固定活塞桿等。，并防止活塞桿等部件在運動過程中發(fā)生移動，造成系統(tǒng)運動誤差，從而增加生產(chǎn)成本。3.由于臥式液壓缸是整個系統(tǒng)的移動裝置，設(shè)計要求液壓缸的移動距離為1.2m，所以活塞桿的長度必須大于或等于2.4m。如果活塞桿太長不能滿足剛度要求，且太長不容易加工，就需要將活塞桿分成兩段。 從而減少活塞桿的長度，既降低了加工難度，又通過兩端與活塞連接保證了剛度和強(qiáng)度。 當(dāng)桿

37、與活塞連接時，力通過肩部施加，因此銷可用于定位。但是，螺栓缸所需的活塞桿長度并不是很長，只要一根桿與活塞桿配合即可。圖2顯示了兩種組裝方法。圖24.在氣缸蓋和氣缸體的連接處，水平移動的液壓缸通過使用半環(huán)和法蘭將氣缸蓋固定在氣缸體上。這種連接方式在有足夠強(qiáng)度的前提下，拆卸維護(hù)方便，體積小。由于螺栓缸的底蓋要承受較大的扭矩，所以可以用螺母和螺栓連接，既能滿足要求，又易于加工和拆卸。5.水平液壓缸運動時，雖然活塞桿牢固地固定在地面上，但液壓缸的缸體可能會因為運動而繞活塞轉(zhuǎn)動。如果臥式液壓缸的缸體轉(zhuǎn)動，會影響整個系統(tǒng)和輸送線的運動，所以必須防止其轉(zhuǎn)動。解決的辦法是增加一個防轉(zhuǎn)桿，防轉(zhuǎn)桿穿過水平運動液壓缸的前蓋和后蓋，兩端固定在支架上，這樣液壓缸想轉(zhuǎn)動的時候就可以停止運動，解決了這個問題造成的運動精度不準(zhǔn)，提高了系統(tǒng)的可靠性和整體的運行精度。整個結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3同時，考慮到摩擦損失，可以在氣缸蓋防轉(zhuǎn)桿上加一個套筒，如圖5所示。以后出現(xiàn)嚴(yán)重磨損時，只需更換氣缸蓋上的套筒，而不用更換整個氣缸蓋。這樣不僅便于維護(hù)和管理，還能節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。圖56.因為系統(tǒng)是放在真實環(huán)境中的。周圍環(huán)境會有更多的灰