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编写本说明时,力求满足液压缸可以实现行程终点锁紧和满足其他系统要求;
详细说明了液压系统的设计方法,以及各种参数的具体计算方法,如压力的计算、各种工况负载的计算、液压元件的规格选取等。
80T推钢机设计1..
题目:
80T推钢机设计2...
1.设计任务及目的3...
1.1设计任务3...
1.2设计目的3...
2.推钢机类型选择3...
3.液压推钢机的设计4...
3.1液压推钢机工作原理4..
3.2液压系统的工作要求4..
3.3负载分析和运动分析5..
3.3.1确定执行元件的形式5..
3.3.2进行负载分析和运动分析5..
4.确定液压缸主要参数9..
5.拟定液压系统原理图1..4
6.液压推钢机在实际使用中存在的问题1.5
小结:
1..6.
在这次毕业设计中,通过同学间的相互协同工作,查阅多方面的资料,以及指导老师的热心帮助与指导,经过长时间的努力,我们终于完成了液压推钢机的基本设计。
在这个设计过程中,我们学到了很多,掌握了液压推钢机的工作原理和基本结构,了解到推钢机在工作中可能出现的一些问题,相信在以后的工作中也会更加得心应手。
1..6
参考文献1..7.
1.设计任务及目的
1.1设计任务
设计80T推钢机
1.2设计目的
掌握液压推钢机的工作原理和基本结构,能够比较机械推钢机和液压推钢机之间的优缺点。
2.推钢机类型选择
推钢机分类:
齿轮齿条式、蜗轮蜗杆式、丝杆式、曲柄连杆式、液压推钢机式。
1、机械式推钢机传动平稳性较差,易造成推钢跑偏,导致掉钢事故,无法适应改造后的三排道加热炉的要求,设备故障率高,严重影响生生产节奏,且结构复杂,占用空间大,设备总重量达到25t,运行成本高,检修不方便,维护难度大。
2、液压推钢机使运动的平稳性得到极大的加强,且整个装置结构紧凑,占用空间小,设备总重量轻,维护、检修方便。
推钢机的前后运动采用单缸驱动,液压缸通过关节轴承、销轴与推头连接,推头与两个推杆间采用刚性连接,两组导向座确定了推杆运动的方向,从而使推头的方向性得到了保证,防止推头在推钢过程中跑偏。
为了防止推头长期与钢坯接触产生磨损,造成推钢跑偏,在推头前增设了耐磨面板,当耐磨面板磨损超标时可单独进行更换。
3、通过上面的比较,最终选择液压推钢机更好。
3.液压推钢机的设计
3.1液压推钢机工作原理
热轧板推钢机用于向加热炉推进坯料(220mm*1400mm*1700mm)。
为了提高运动平稳性、减小整个装置的结构尺寸及占用空间和重量,推钢机采用液压传动。
热轧板推钢机主要是由机械装置、液压系统装置等组成。
图1-1为推钢机的结构原理简图,该机前后运动采用单个液压缸3驱动,液压缸的活塞杆通过关节轴承、销轴与推头2连接,推头与两个杆5间采用钢性连接,两组导向座4确定了推杆的运动方向,从而保证推头的方向性,以防推钢过程中跑。
图1-1推钢机的结构原理简图
3.2液压系统的工作要求
液压机的滑台的上下运动拟采用液压传动,要求通过电液控制实现的工作:
快进工进快退,最大推力80t,快进的行程100mm,速度为0.9m/s;
工进
行程为500mm,速度为0.1m/s;
快退的行程为速度为0.21m/s.要求液压缸可以实现行程终点锁紧;
液压具有冗余结构,以备系统需检查或更换油源中某元件时,通过打开、关闭相应的阀门,启动备用泵,满足要求。
3.3负载分析和运动分析
3.3.1确定执行元件的形式
热轧板推钢机液压机为卧式布置,滑块做走左右直线往复运动,往返速度相同,故可以选缸筒固定的单杆单作用活塞液压缸假设取液压缸机械效率
。
3.3.2进行负载分析和运动分析
设:
要推送坯料重量为G=80t,滑动导轨摩擦因数u=0.2,工作负载
Fe=9.8,行程与速度见表2-1,液压系统的工作循环图如图2-3
经分析计算得到的推钢机动力滑台运动参数和动力参数见表2-1。
表2-1动力滑台的运动参数和动力参数
工
况
行程
/mm
速度/(m/s)
时间/s
运动部件
重力
G/N
推钢机
负载Fe/N
启动、制动时间t/s
快进
100
0.19
7.84
0.2
5
3
500
0.1
9.8
表2-2动力滑台液压缸外负载计算结果
计算公式
外负载
/N
说明
启动
1.568
加速
1.071
静摩擦负载:
动摩擦负载:
惯性负载:
1.058
反向
为平均加速度,
快退
6
滑台液压缸在各工作阶段的外负载计算结果见表2-1.由表2-1和表2-2即可绘制出液压缸的行程-时间循环图(图)、速度时间循环图(图)和负载-时间循环图(图),见图2-4.
利用上述数据,并在负载和速度过渡段做粗略的线性处理后便得到如图2-3
图2-4液压缸的图、图、图
4.确定液压缸主要参数
4.1确定缸筒的内径和活塞杆的直径
按表2-4,初选液压缸的设计压力,被压力P2=0.8MPa。
为了减
小液压泵的流量,将液压缸的无杆腔作为主工作腔,并在快进时差动连接,则液压缸无杆腔与有杆腔的有效面积与应满足(即液压缸内径
D和活塞杆直径d间应满足)。
表2-4根据主机类型选择液压执行器的设计压力
主机类型
设计压力/MPa
机床
精加工机床
0.8
~2
当压力超过32MPa时,称为超高压压力
半精加工机床
3~5
龙门刨床
2~8
拉床
8~
10
农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构
10~
16
液压机、大中型挖掘机、中型机械、起重运输机械
20~
32
地质机械、冶金机械、铁道车辆维护机械,各类液压机具等
25~
为防止工作结束时发生前冲,液压缸需保持一定回油被压。
参考表2-5暂取
被压0.8MPa,并取液压缸机械效率,则可算得液压缸无杆腔的有效
面积
液压缸内径
按GB/T2348-1993,表2-6,将液压缸内径圆整为;
因
,故活塞杆直径为
则液压缸实际有效面积为
表2-5液压执行器的被压力
系
型
类
统
被压力/MPa
中
简单系统
0.2~0.5
低
回油带背压阀
调整压力一般为0.5~1.5
压
回油路设流量调节阀的进给系统满载工作时
0.5
设补油泵的闭式系统
0.8~1.5
高压系统
初算时可忽略不计
表2-6液压缸、气缸的内径和活塞杆外径尺寸系列(GB/T2348—1993)/mm
液压缸、气缸内径尺寸系列活塞杆外径尺寸系列
(2
4
36
90
220
8
40
125
80)
1
50
(1
40)
320
18
45
110
280
2
63
160
(3
60)
20
80
400
22
56
140
360
(9
0)
200
(4
50)
25
20)
12
28
70
180
10)
250
14
差动连接快进时,液压缸有杆腔压力必须大于无杆腔压力,其差值估取并注意到启动瞬间液压缸尚未移动,此时;
另外,取快退时的回油压力损失为。
负
回油腔
工作腔
输入流
输入
载
压力
量
功率
根据上述假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率(见表2-7),并可绘出其工况图(图4)。
表
2-7液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和
11
工作
阶段
启
动
156
.8
—
6.87
快加
107
进速
.1
7.66
7.16
恒
速
78.
5.4
4.9
0.0048
23.5
105
8.4
16.00
0.0049
120
7.37
退速
0.7
8.82
5.14
0.0045
23
图2-8液压缸的工况图
4.2液压缸壁厚和外径的计算
液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。
液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度。
从材料力学可知,承受内压力的圆筒,其内应力分布规律因壁厚的不同而各异。
一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆
筒。
液压缸的内径D与其壁厚δ的比值D/δ≥10的圆筒称为薄壁圆筒。
起重运输机械和工程机械的液压缸,一般用无缝钢管材料,大多属于薄壁圆筒结构,其壁厚按薄壁圆筒公式计算
δ≥PyD/2〔σ〕δ=16*1.25*250/2*100=25mm
式中δ———液压缸壁厚(m)
D———液压缸内径(m);
py———试验压力,一般取最大工作压力的(1.25~1.5)倍(MPa);
〔σ〕———缸筒材料的许用应力。
其值为:
锻钢:
〔σ〕=110~120MPa;
铸钢:
〔σ〕=100~110MPa;
无缝钢管:
〔σ〕=100~110MPa;
高强度铸铁:
〔σ〕=60MPa;
灰铸铁:
〔σ〕=25MPa
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