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學(xué)校代碼：10410 序 號(hào)：050603 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目： 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 二 OO 九年 五 月 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)象是竹材旋切機(jī)的液壓系統(tǒng)。首先簡(jiǎn)要介紹了竹材旋切機(jī)的組成 及其工作原理，其次對(duì)該液壓系統(tǒng)負(fù)責(zé)的竹材旋切機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì) 在對(duì)液壓進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，先進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。在選擇液壓的控制回路的 時(shí)候，在對(duì)各個(gè)回路進(jìn)行了對(duì)比后我選擇了進(jìn)油口節(jié)流調(diào)速回路；確定了基本回路后， 又確定了液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)形式，由于開(kāi)式系統(tǒng)所具有的系統(tǒng)簡(jiǎn)單和散熱條件好等優(yōu)點(diǎn)， 所以把傳動(dòng)系統(tǒng)確定為開(kāi)式系統(tǒng)。在擬定液壓系統(tǒng)原理圖后，對(duì)液壓元件及輔件進(jìn)行 了設(shè)計(jì)、選擇，并對(duì)其進(jìn)行校核。經(jīng)過(guò)計(jì)算后液壓缸選定為80毫米的液壓缸，液壓泵 選定為葉片泵，根據(jù)系統(tǒng)工作的最大功率我選擇的電動(dòng)機(jī)為YB-A9B-L三相異步電動(dòng)機(jī)。 在確定泵后，又對(duì)其他的元件及輔件進(jìn)行了合理的選擇，最后確定各種元件后,進(jìn)一步 完成了我的設(shè)計(jì)題目。 關(guān)鍵詞：竹材，旋切機(jī)，液壓系統(tǒng)，液壓傳動(dòng) 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 Design on Hydraulic System of Bamboo Veneer Peeling Abstract:The graduation project is bamboo peeling machine hydraulic system. First of all, briefly introduced the composition of bamboo peeling machine and its working principle, followed by the hydraulic system is responsible for the peeling machine of Bamboo to the movement into the design. The design of the hydraulic drive system in the design process, the first overall program design. In the selection of the hydraulic control circuit in all the time, in contrast to all carried out after the loop speed control loop, I opted for cutting into the oil port speed loop; unloading loop with I chose the manual four-way valve 2 unloading of the loop; pressure loop, I chose a one-way valve controlled by fluid pressure of the loop. Fundamental loop defined after a hydraulic system to determine the form of the drive, open the system as a result of the system with simple and good thermal conditions, etc., so as to open the transmission system. In the preparation of schematic diagram of hydraulic system, the hydraulic components and accessories for the design, selection, and check them. After calculating the selected after the hydraulic cylinder 80 mm hydraulic cylinder, hydraulic pump selected for the gear pump, in accordance with the system I chose the ma×imum power for the motor line YB-A9B-L three-phase asynchronous motor. In determining the pump after the other components and accessories for a reasonable choice, after the finalization of the various components, and further to complete the design of my subject. Key words:bamboo,peeling machine, hydraulic system, fluid drive 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 目錄 摘 要 ...................................................................................................................................................................1 緒 論 .......................................................................................................................................................................4 引言 .......................................................................................................................................................................4 第一章 竹材旋切機(jī)的概述 .....................................................................................................................................5 1.1 竹材旋切機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理 ................................................................................................................5 1.2 基本參數(shù) .........................................................................................................................................................5 第二章 確定液壓系統(tǒng)方案 .....................................................................................................................................6 2.1 確定基本回路 .................................................................................................................................................6 2.2 同步回路的選擇 .............................................................................................................................................6 第三章液壓元件及輔件的設(shè)計(jì)、選擇 ...................................................................................................................8 3.1 初選系統(tǒng)工作壓力 .........................................................................................................................................8 3．2 計(jì)算液壓缸尺寸： ......................................................................................................................................8 3．3 液壓泵的選擇： ..........................................................................................................................................9 3．4 液壓輔助元件的計(jì)算及選擇 ....................................................................................................................10 3． 4． 1 油箱的設(shè)計(jì) .....................................................................................................................................10 3． 4． 2 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) [6]..........................................................................................................................11 3． 4． 3 油箱容量的計(jì)算 .............................................................................................................................11 3．5 其它元件、輔件的選擇 ............................................................................................................................12 3． 5． 1 吸油濾油器 .....................................................................................................................................12 3． 5． 2 選擇濾油器的基本要求 .................................................................................................................12 3.5.3 溢流閥的選擇 .....................................................................................................................................13 3..5.4 壓力表開(kāi)關(guān)選擇 ...............................................................................................................................13 3． 5.5 閥板的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................13 第四章 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 ...............................................................................................................................14 4.1 計(jì)算沿程壓力損失 .......................................................................................................................................14 第五章 液壓系統(tǒng)的一般使用和維護(hù) ...................................................................................................................14 總結(jié) .........................................................................................................................................................................16 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................................18 致謝 .........................................................................................................................................................................19 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 緒 論 引言 我國(guó)屬于嚴(yán)重缺林的國(guó)家，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高， “天然林保護(hù) 工程”的實(shí)施，使得木材供需矛盾十分突出。我國(guó)雖然森林資源貧乏，但竹類(lèi)資源相 對(duì)十分豐富。 [1]我國(guó)是世界第一產(chǎn)竹大國(guó)，據(jù)全國(guó)第 6 次森林資源調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)有 竹林面積 484.26 萬(wàn)公頃，比第 5 次清查的 421.08 萬(wàn)公頃又增加了 63.18 萬(wàn)公頃。主要 產(chǎn)竹的南方 13 個(gè)省區(qū)竹林面積 1 萬(wàn)公頃以上的縣（市）有 130 多個(gè)。 [2] 從 2001 年到 2004 年的 3 年時(shí)間里，全國(guó)竹產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值從 370 億元增長(zhǎng)到 450 億元，出口創(chuàng)匯從 6 億 美元增長(zhǎng)到 8 億美元。 [3] 用具有資源豐富及代木性能良好的竹材代替木材使用, 是緩 解我國(guó)木材供給緊張的有效途徑之一竹材堅(jiān)韌、柔軟、富有彈性, 經(jīng)過(guò)前期處理后就 可以旋切成表面滑、厚度均勻的竹單板竹單板用途甚廣, 經(jīng)涂膠、組坯、熱壓就可以 生產(chǎn)出薄竹膠合板在飲業(yè)方面, 用竹單板可以壓制一次性飯盒,減少了“ 白色污染” 竹單板邊腳料可作生產(chǎn)煙花、棒冰的原料在木材資源日益缺乏的今天, 為了綜合利用 竹材, 開(kāi)發(fā)系列竹材加工設(shè)備已成為當(dāng)務(wù)之急。 [4] 液壓傳動(dòng)簡(jiǎn)化了機(jī)器結(jié)構(gòu)，減少了 零件的數(shù)目。液壓傳動(dòng)能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能實(shí)現(xiàn)大范圍無(wú)級(jí)調(diào)速、調(diào)速方便。由于系統(tǒng) 充滿(mǎn)了油液，對(duì)各液壓件有潤(rùn)滑和冷卻的作用，使之不易磨損，又由于容易實(shí)現(xiàn)過(guò)載 保護(hù)，因而壽命長(zhǎng)。液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和 推廣。因此，對(duì)竹材旋切機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)對(duì)竹材旋切機(jī)的設(shè)計(jì)與研究具有 重要意義。 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 第一章 竹材旋切機(jī)的概述 1.1 竹材旋切機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理 竹材旋切機(jī)主要由兩大部分組成，即機(jī)械部分和液壓部分。其工作原理為：通過(guò)兩根 旋轉(zhuǎn)的摩擦導(dǎo)輥驅(qū)動(dòng)竹材旋轉(zhuǎn)，同時(shí)由進(jìn)經(jīng)油缸推動(dòng)摩擦輥?zhàn)鲞M(jìn)給運(yùn)動(dòng)，對(duì)被旋切竹 材始終保持一定的正壓推力，使被旋竹材在滾柱壓尺和刀刃處形成旋切，產(chǎn)出單板。 液壓系統(tǒng)的主要功能是通過(guò)進(jìn)給油缸和摩擦導(dǎo)輥。在竹材為不同材質(zhì)和不同徑級(jí)的情 況下，始終對(duì)竹材產(chǎn)生一定的正壓推力。同時(shí)，還要執(zhí)行壓尺架的回轉(zhuǎn)和壓緊、壓緊 旋刀等工作。旋切過(guò)程中刀具只做切削振動(dòng)，不做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作原理如圖 1 所示。 這種旋切機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，有利于推廣。由于刀具無(wú)需進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，易實(shí)現(xiàn) 振動(dòng)切削，降低切削功率，減少機(jī)床功率損耗。 圖 1 1.2 基本參數(shù) 竹材旋切機(jī)的基本參數(shù)如下： 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 旋切長(zhǎng)度 1000mm； 旋切厚度 0.3-1.2mm； 旋切速度 15-20r/min； 進(jìn)給速度 6m/min 第二章 確定液壓系統(tǒng)方案 液壓系統(tǒng)方案的確定是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目的是選擇回路，并把各 回路組成系統(tǒng)，以便以后確定原理。 理論課上，我們知道任何復(fù)雜的液壓系統(tǒng)都是由一些簡(jiǎn)單的基本回路構(gòu)成的。液 壓元件又組成了基本回路。所以根據(jù)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求和性能特點(diǎn)選液壓元件組成 液壓系統(tǒng)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)要求簡(jiǎn)單，液壓系統(tǒng)只需要完成進(jìn)給動(dòng)作， 但必須保證兩個(gè)油缸同步，設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須能滿(mǎn)足所要求的動(dòng)作，并考慮系統(tǒng)效率以及 經(jīng)濟(jì)上的一些問(wèn)題。 2.1 確定基本回路 根據(jù)竹材旋切機(jī)的工作原理，要滿(mǎn)足旋切工作要求，液壓系統(tǒng)只需要完成進(jìn)給動(dòng) 作。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，由于兩個(gè)液壓缸需要同步進(jìn)給，所以必須采用同步 回路。 2.2 同步回路的選擇 2.2.1 調(diào)速閥的同步回路 如圖所 2 示，兩個(gè)液壓缸是并聯(lián)的，在它們的進(jìn)油路上，分別串接一個(gè)調(diào)速閥， 調(diào)節(jié)兩個(gè)調(diào)速閥的開(kāi)口大小，便可控制或調(diào)節(jié)進(jìn)入或自?xún)蓚€(gè)液壓缸流出的流量，使兩 個(gè)液壓缸在一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上實(shí)現(xiàn)同步，即單向同步。這種同步回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是兩 個(gè)調(diào)速閥的調(diào)節(jié)比較麻煩，而且還受油溫、泄露等影響，故同步精度不高，不宜用在 偏載或負(fù)載變化頻繁的場(chǎng)合。 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 圖 2 2.2.2 機(jī)械聯(lián)結(jié)的同步回路 如圖 3 所示，這種同步方法比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，能基本上保證位置同步的要求，但由于機(jī)械零件在 制造、安裝上的誤差，同步精度不高。同時(shí)，兩個(gè)液壓缸的負(fù)載差異不宜過(guò)大，否則會(huì)造成卡死現(xiàn) 象。 圖 3 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 2.2.3 串聯(lián)液壓缸的同步回路 如圖 4 所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，只要保證兩缸的有效面積相等，盡力減少兩油缸的制造誤差， 提高油缸的裝配精度，各緊固件精密封件的松緊程度力求一致。松開(kāi)管接頭，一邊向缸內(nèi)充油，一 邊排氣，待油液清亮后再擰緊管接頭，并加強(qiáng)管路和油缸的密封，防止空氣進(jìn)入油缸和系統(tǒng)內(nèi)。 圖 4 第三章液壓元件及輔件的設(shè)計(jì)、選擇 3.1 初選系統(tǒng)工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類(lèi)型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng) 濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí) 行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)濟(jì)； 反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必 然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些， 行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。 根據(jù)我所要設(shè)計(jì)的機(jī)器的特點(diǎn)，并參照有關(guān)資料，我初選系統(tǒng)工作壓力 5MP。 3．2 計(jì)算液壓缸尺寸： 其中 F 為 20000N，η 取 0.9 活塞面積 A=F/ηp=2.0×10 4/0.9×5×106=0.444×10-2m2 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 D=0.0752m 查表 [7]，取液壓缸的內(nèi)徑為 80mm，外徑為 95mm。 液壓缸工作壓力與活賽桿直徑，當(dāng)液壓缸工作壓力 P≤10MPa 時(shí)，活賽往復(fù)速度比 為 1.33， [8]根據(jù)公式 d=D =39.84mm，因此本設(shè)計(jì)我取 d=40mm， 因此活塞桿直徑vv1? 為 40mm。 那么液壓缸實(shí)際計(jì)算工作壓力為 P= = =39.8×105Pa24DF?208.? 實(shí)際選取的工作壓力為 P=40×105Pa 確定油缸活塞面積 A 之后，還必須按最低進(jìn)給速度驗(yàn)算油缸尺寸。即應(yīng)保證油缸 有效工作面積 A 為： A≥ minvq qmim——流量閥最小穩(wěn)定流量，在此取流量閥最小流量為 50ml/min； vmin——活塞最低進(jìn)給速度，本題給定為 15mm/min 根據(jù)上面確定的液壓缸直徑，油缸有效工作面積為： A= = ×0.08 =5.024×10 m224D?23? = ×10 =3.3×10 m2minvq1503?3 驗(yàn)算說(shuō)明活塞面積能滿(mǎn)足最小穩(wěn)定速度要求。 3．3 液壓泵的選擇： 液壓缸所需流量為 q=Av=πd 2/4×V=0.25×3.14×0.4 ×60=7.54L/min2 q=7.54L/min 按照常規(guī)選取液壓系統(tǒng)的泄露系統(tǒng)數(shù) k=1.1，則液壓泵的流量為 q =kq=1.1×7.54=8.29L/minp 查表 [7]選取葉片泵 YB-A9B-L.理論排量 4.45ml/r，理論流量 8.9L/min，電動(dòng)機(jī)最 大功率 P=pq/η。 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 P=106×5×8.9×10-6/0.8×60=0.927kw 查表取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y80M2-2：額定功率 1.1KW，效率 77%。 3．4 液壓輔助元件的計(jì)算及選擇 1） 根據(jù)葉片泵的額定流量 8.9L/min 查表（JB827-66） 。根據(jù)推薦管路通過(guò)流量 25L/min 的管徑為 8mm；管路通過(guò) 6.3L/min 的管徑為 5.6mm，所以選取公稱(chēng)直徑 D=8mm 的鋼管，鋼管外徑為 14mm.管接頭連接螺紋 M14×1.5。 2）管接頭的類(lèi)型 管接頭按材料可分為金屬管接頭、軟管接頭和快速接頭。通常選用金屬管接頭。 金屬管接頭又可分為擴(kuò)口式管接頭、卡套式管接頭、焊接式管接頭、球面焊式管接頭。 各管接頭的特點(diǎn)如下： 擴(kuò)口式管接頭：利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封，不需其他密封件；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用 于薄管連接，工作壓力〈8MP。 卡套式管接頭：利用卡套變形卡住管子進(jìn)行密封，裝拆方便，但對(duì)管子尺寸精度 要求較高，工作壓力〈31.5MP。 焊接式管接頭：利用“0”型密封圈端面密封，連接牢固可靠，對(duì)管子尺寸精度要 求不高。管壁要求較厚，裝配時(shí)需要焊接。工作壓力〈31.5MP。 球面焊接式管接頭：利用球面進(jìn)行密封，不需要其它密封件，但加工精度要求較 高，裝配時(shí)需要焊接。工作壓力≦35MP。 根據(jù)以上介紹的各種管接頭的特點(diǎn)，我選擇了擴(kuò)口式管接頭，因?yàn)樗奶攸c(diǎn)更適 合于我所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。 3．4．1 油箱的設(shè)計(jì) 油箱的作用是儲(chǔ)油、散發(fā)油的熱量、沉淀油的雜質(zhì)和使油中的氣泡上浮釋出；有 時(shí)油箱蓋還可以用作油泵裝置和其它液壓元件的底板。 油箱可分為開(kāi)式油箱和閉式油 箱二種。開(kāi)式油箱，箱中液面與大氣相通，在油箱蓋上裝有空氣過(guò)濾器。開(kāi)式油箱結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，液壓系統(tǒng)普遍采用這種形式。閉式油箱一般用于壓力油箱， 內(nèi)充一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達(dá) 0.05MPa。如果按油箱的形狀來(lái)分，還可分 為矩形油箱和圓罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液壓器件，所以被廣泛 采用；圓罐形油箱強(qiáng)度高，重量輕，易于清掃，但制造較難，占地空間較大，在大型 冶金設(shè)備中經(jīng)常采用。 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 3．4．2 油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) [6] （1）油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能地滿(mǎn)足散熱的要求，另一方面在液壓系 統(tǒng)停止工作時(shí)應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)；而工作時(shí)又能保持適當(dāng)?shù)囊何弧?（2）油箱底部做成適當(dāng)?shù)男倍?，并設(shè)放油塞； （3）從構(gòu)造上應(yīng)考慮清洗換油方便，應(yīng)設(shè)置人孔，便于清洗污物； （4）箱壁上需裝油面指示器，油箱上并裝上溫度計(jì)； （5）油箱上應(yīng)有帶空氣濾清器的通氣孔，有時(shí)注油孔和通氣孔可兼用； （6）吸油管和回油管應(yīng)盡量遠(yuǎn)隔開(kāi)，吸油管離箱底的距離 H≧2D（管徑） 。距箱邊不小 于 3D，回油管插入最低油面以下，防止回油時(shí)帶入空氣。 （7）吸油側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開(kāi)，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(zhì)的效果。隔板高度為液面高度的 2/3～3/4。 （8）吸油管及回油管應(yīng)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 100μm 左右的網(wǎng)式或線(xiàn)隙式過(guò) 濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過(guò)濾器?；赜凸芸谝鼻?45°角并面向箱壁，以防止 回油沖擊油箱底部的沉積物，同時(shí)也有利于散熱。 （9）為了防銹、防凝水，油箱內(nèi)壁應(yīng)用好的耐油涂料。 （10）為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣過(guò)濾器，注油 及通氣一般都由一個(gè)空氣過(guò)濾器來(lái)完成。為便于放油和清理，箱底要有一定的斜度， 并在最低處設(shè)置放油閥。對(duì)于不易開(kāi)蓋的油箱，要設(shè)置清洗孔，以便于油箱內(nèi)部的清 理。 （11）油箱底部應(yīng)距地面 150mm 以上，以便于搬運(yùn)、放油和散熱。在油箱的適當(dāng)位置 要設(shè)吊耳，以便吊運(yùn)，還要設(shè)置液位計(jì)，以監(jiān)視液位。 （ 12）對(duì)油箱內(nèi)表面的防腐處理要給予充分的注意。常用的方法有： ① 酸洗后磷化。適用于所有介質(zhì)，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 ② 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?xiàng)l件限制，大型油箱較多采用此方法。 ③ 噴砂后熱噴涂氧化鋁。適用于除水-乙二醇外的所有介質(zhì)。 ④ 噴砂后進(jìn)行噴塑。適用于所有介質(zhì)。但受烘干設(shè)備限制，油箱不能過(guò)大。 考慮油箱內(nèi)表面的防腐處理時(shí)，不但要顧及與介質(zhì)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(shí)間間隔以及經(jīng)濟(jì)性，條件允許時(shí)采用不銹鋼制油 箱無(wú)疑是最理想的選擇。 綜合以上的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，我設(shè)計(jì)我的油箱,但由于機(jī)器工作不頻繁，所以沒(méi)有設(shè)計(jì)溫 度計(jì)，并設(shè)計(jì)了兩個(gè)隔板。 3．4．3 油箱容量的計(jì)算 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算油箱容積：V=（3-5）q p=5×8.9=44.5L 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 我所設(shè)計(jì)的油箱設(shè)有冷卻器，在這種情況下，油箱的長(zhǎng)：寬：高為 1：1：1 到 1：2：3。油面達(dá)到油箱高度的 80%。油箱的長(zhǎng)為 380mm,寬為 360mm,高為 300mm。 3．5 其它元件、輔件的選擇 3．5．1 吸油濾油器 濾油器有以下幾種形式、用途特性如下： （1）網(wǎng)式濾油器 裝在油泵吸油管上，可以保護(hù)油泵。特性為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通油能力大， 過(guò)濾效果差； （2）線(xiàn)隙式濾油器 過(guò)濾材料強(qiáng)度低，一般用于低壓系統(tǒng)，特性為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)濾效 果較好，通油能力大，但不易清洗； （3）紙芯濾油器 用于油的粗過(guò)濾，最好與其它濾油器聯(lián)合使用，特性為過(guò)濾效果好， 精度高，但易阻塞，無(wú)法清洗，需要換紙蕊； （4）燒結(jié)式濾油器 用于特別要求過(guò)濾質(zhì)量的液壓系統(tǒng)中，最好與其它濾油器合用， 特性是能在高溫下工作與承受較高壓力，抗腐蝕能力強(qiáng)，制造簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定； （5）磁式濾油器 用于濾清帶磁性鐵屑與磨料，特性是效果好，維護(hù)復(fù)雜； （6）片式濾油器 用于一般過(guò)濾，特性為強(qiáng)度大，不易損壞，通油能力大。 3．5．2 選擇濾油器的基本要求 （1）過(guò)濾精度滿(mǎn)足要求； （2）能力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求； （3）濾芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不至于因油液壓力而破壞； （4）在一定溫度下，有一定的耐久性； （5）能抵抗濾油的侵蝕； （6）容易清洗和更換濾芯； （7）價(jià)錢(qián)低廉。 由于液壓系統(tǒng)中對(duì)油的要求很高，尤其是油的過(guò)濾過(guò)程。因此濾油器的選擇非常 重要。所以敘述頗多。綜合各種濾油器的特性，我選擇了網(wǎng)式濾油器。泵的流量為 8.9L/min。由于經(jīng)驗(yàn)公式告訴我濾油器過(guò)濾能力大于泵的流量的 2 倍，因此我選的濾油 器為 TLW-25。 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 3.5.3 溢流閥的選擇 由于我設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中有閥塊，閥塊上有溢流閥、換向閥，所以溢流閥選板式溢流 閥，系統(tǒng)壓力為 5MP，流量為 8.9L/min。所以我選擇了直動(dòng)式溢流閥型號(hào)為 Y1-25B。 3..5.4 壓力表開(kāi)關(guān)選擇 由于是板式連接，系統(tǒng)管道公稱(chēng)直徑 8mm。所以我選擇了型號(hào)為 KF-L8/12E 的壓力 表開(kāi)關(guān)。 各種元件、輔件的詳細(xì)型號(hào)如表 3-1 所示： 表 3-1 吸油濾油器 XV-40×180J 40 壓力 0.3~0.6 損失 液位計(jì) YW2-80T 溢流閥 DBD-8-10 葉片泵 YB-A9B-L 8.9L/min 電動(dòng)機(jī) Y80M2-2 1.1KW 壓力表 Y-60 空氣濾清器 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取 D=45mm 3．5.5 閥板的設(shè)計(jì) 我所設(shè)計(jì)的閥板安有手動(dòng)換向閥，直動(dòng)式溢流閥，壓力表開(kāi)關(guān)。根據(jù)所選的以上 幾種元、輔件的外形尺寸，初設(shè)計(jì)閥塊為 100×100×100 的立方體。 閥板如圖 3-2： 圖 3-1 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 1)為壓力油入口 2)回油口 3)側(cè)壓口 4）油液進(jìn)系統(tǒng)口 5）油液出系統(tǒng)口 6）溢流閥瀉油口 7）溢流閥 進(jìn)油口 8）換向閥進(jìn)（出）油口（A ）9）換向閥進(jìn)油口 10）B 口 11）換向閥出油口 第四章 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 4.1 計(jì)算沿程壓力損失 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可得，一般換向閥的損失為 0.1MPa，背壓閥一般為 0.3～0.5MPa ，取背 壓閥為 0.3MPa，溢流閥也為 0.1MPa，因此管路總的壓力損失為： ΔP=0.1+0.3+0.1=0.5Mpa 4.2 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升驗(yàn)算 由于本系統(tǒng)功率小， ，效率高，發(fā)熱少，所取油箱容量又較大，故不必進(jìn)行系統(tǒng)溫 升的驗(yàn)算。 第五章 液壓系統(tǒng)的一般使用和維護(hù) 1）油箱中的液壓油經(jīng)常保持正常油面。配管和油缸容量很大時(shí)，最初應(yīng)放入足夠數(shù)量 的油。在啟動(dòng)之后，由于油進(jìn)入管道和油缸，油面會(huì)下降，甚至使濾油器露出油面。 因此必須再一次補(bǔ)油。再使用過(guò)程中，還會(huì)經(jīng)常發(fā)生泄露，應(yīng)該在油箱上設(shè)置液位計(jì)， 以便以后經(jīng)常觀察和補(bǔ)油。 2）液壓油應(yīng)該經(jīng)常保持清潔，檢查油的清潔應(yīng)經(jīng)常與檢查油面同時(shí)進(jìn)行。 （1）油桶上不要積聚雨水和塵土，也不要直接放在地上； （2）在檫試泵，閥或油的容器時(shí)要極力防止不屑之類(lèi)落入油中； （3）油箱要經(jīng)常清洗，在灌油時(shí)應(yīng)通過(guò) 120 目以上的濾油器； （4）洗滌配管，一般應(yīng)先用透平油清洗 4-5 小時(shí)，然后用與使用油相同的油清洗 4-5 小時(shí)； （5）最好不使用銅管作為液壓系統(tǒng)的配管，一定要使用時(shí)，可放在油中浸 24 小 時(shí)以上，使生成不治性的薄膜后再安裝； （6）油需要經(jīng)常檢查和更換，工作油的情況應(yīng)經(jīng)常加以注意和檢查。更換工作油 期限，由于使用條件，使用地點(diǎn)而有很大的出入，一般來(lái)說(shuō)，大概一年更換一次，在 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高溫、高濕、塵土多的地方，需要縮短換油的周期。 3）油溫應(yīng)適當(dāng)，油箱的油溫一定不能超過(guò) 60℃。一般液壓機(jī)械在 35-60℃圍內(nèi)工作比 較合適。從維護(hù)的角度看也應(yīng)絕對(duì)避免油溫過(guò)高。若油溫有異常的上升時(shí)，應(yīng)立刻 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 停機(jī)進(jìn)行檢查。常見(jiàn)有以下原因： [12] （1）油的黏度太高； （2）受外界的影響（例如開(kāi)關(guān)爐門(mén)的液壓裝置等） ； （3）回油設(shè)計(jì)不好，例如效率太低、采用的元件容量太小、流速過(guò)高等所至； （4）油箱容積太小、散熱慢（一般來(lái)說(shuō)油箱容量在油泵每分鐘的 3 倍以上才可） ； （5）閥的性能不好，例如容易發(fā)生震動(dòng)就有可能引起異常發(fā)熱； （6）由于油質(zhì)變壞，阻力增大； （7）冷卻器的性能不好，例如水量不足、管道內(nèi)有水圬等。 4）回路里的空氣應(yīng)完全排除掉?；芈防镞M(jìn)入空氣后，因?yàn)闅怏w的體積和壓力成反比。 所以隨著負(fù)荷的變動(dòng)，油缸的運(yùn)動(dòng)也要受影響。另外，空氣優(yōu)勢(shì)造成油液變質(zhì)和發(fā)熱 的很大原因，所以應(yīng)特別注意以下各列事項(xiàng)： （1）為了防止回油管回油時(shí)帶入空氣，回油管必須插入油面以下； （2）入口濾油器堵塞后，吸入阻力大大增加，溶解在油中的空氣分離出來(lái)，產(chǎn)生 所謂的空蝕現(xiàn)象； （3）吸入管和泵面密封部分等各個(gè)低于大氣壓的地方應(yīng)注意不要漏入空氣； （4）油箱的油面應(yīng)盡量大些，吸入側(cè)和回油側(cè)要用隔板隔開(kāi)，以達(dá)到消除氣泡的 目的； （5）管路及油缸的最高部分均要有放氣孔，在起動(dòng)時(shí)應(yīng)放掉其中的空氣。 5）裝在室外的液壓裝置使用時(shí)應(yīng)注意以下幾項(xiàng)： （1）屋外隨著季節(jié)的不同溫度變化比較劇烈，因此盡可能使用黏度指數(shù)大的液壓 油； （2）由于溫度變化，油箱中水蒸氣會(huì)凝成水滴在冬天應(yīng)每星期進(jìn)行一次檢查，發(fā) 現(xiàn)后應(yīng)立即除去； （3）在屋外因?yàn)橼E物容易進(jìn)入油中，因此要經(jīng)常換油。 6）在初次啟動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)： （1）向泵里灌滿(mǎn)油； （2）檢查轉(zhuǎn)動(dòng)反向是否正確； （3）入口和出口是否接反； （4）用手試轉(zhuǎn)； （5）檢查吸入側(cè)有否漏入空氣； （6）在規(guī)定的轉(zhuǎn)速內(nèi)啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。 7）在低溫下啟動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)： （1）在寒冷地帶或冬天啟動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)該開(kāi)開(kāi)停停，往復(fù)幾次使油溫上升、液壓 裝置運(yùn)轉(zhuǎn)靈活后，再進(jìn)行正式運(yùn)轉(zhuǎn)； 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 （2）在短時(shí)間內(nèi)用加熱器加熱油箱，以提高油溫，是較好的。但這時(shí)泵等裝置還 是冷的，僅僅油是熱的，很容易造成故障，應(yīng)注意。 8）其它 （1）在油泵啟動(dòng)停止時(shí)，應(yīng)使溢流閥卸荷； （2）溢流閥的調(diào)定壓力不得超過(guò)液壓系統(tǒng)的最高壓力； （3）應(yīng)盡量保持電磁閥的電壓穩(wěn)定，否則可能會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)圈加熱。 （4）易損零件如密封圈等，應(yīng)經(jīng)常有備品，以便及時(shí)更換 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 總結(jié) 本設(shè)計(jì)雖然經(jīng)過(guò)多次校核，但是在很多細(xì)節(jié)方面都存在不足，仍然需要在實(shí)踐的 過(guò)程中不斷改進(jìn)，不過(guò)這種設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高，取材價(jià)格比較低廉，從而大 大降低了成本。 本設(shè)計(jì)從開(kāi)始設(shè)計(jì)到結(jié)束任務(wù)的這一段時(shí)期，我學(xué)到了很多知識(shí)，對(duì)我的專(zhuān)業(yè)有 了更深入的了解，頭腦中開(kāi)始有了真正的機(jī)械意識(shí)。在沒(méi)有接觸實(shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)，我還 只是停留在理論的層面，并且沒(méi)有接觸實(shí)際的理論也是比較容易被遺忘的，在剛剛開(kāi) 始設(shè)計(jì)任務(wù)的那段時(shí)間里，我是非常著急的，因?yàn)楹芏嗬碚撋系臇|西不知道怎么與設(shè) 計(jì)結(jié)合，并且因?yàn)闆](méi)有實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，很多機(jī)構(gòu)都想象不出來(lái)，不知道設(shè)計(jì)怎樣的機(jī)構(gòu) 才能達(dá)到目的要求。所以我就多次到金工實(shí)習(xí)工廠去接觸我們?cè)?jīng)見(jiàn)過(guò)但是都沒(méi)有留 心的各種機(jī)器，深刻了解各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理，并且我的指導(dǎo)老師有著淵博的理論知 識(shí)和長(zhǎng)期的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，從他那里我學(xué)到了很多知識(shí)，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和認(rèn)真的工 作態(tài)度都深刻地影響到了我，我想，這段時(shí)期從老師那里學(xué)到的東西無(wú)論是在今后的 工作上還是在生活上對(duì)我都將具有非常重要的意義，我會(huì)銘記在心，時(shí)刻不忘老師對(duì) 我的教導(dǎo)。在這段時(shí)間當(dāng)中，我不僅對(duì)實(shí)踐方面的知識(shí)有了更深入的體會(huì)，在理論上 也有了較大的提高，以前的理論可以說(shuō)是空的理論，只有與實(shí)踐相結(jié)合的理論才能有 說(shuō)服力，才能讓人銘記于心。同時(shí)，在繪圖方面也有了較大的提高，不善電腦繪圖的 我在這段時(shí)間當(dāng)中對(duì)電腦輔助繪圖了解的更加透徹了，開(kāi)始的時(shí)候?qū)@方面的知識(shí)還 比較生疏，遇到問(wèn)題我就及時(shí)去請(qǐng)教老師和同學(xué)，盡量在我的能力范圍之內(nèi)將我的圖 紙完成到最好，將設(shè)計(jì)完善到更好的標(biāo)準(zhǔn)。 總的來(lái)說(shuō)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是比較成功的設(shè)計(jì)，它使我學(xué)到了很多有用的東西，拓寬 了知識(shí)面。這幾年所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，為我的大學(xué)生活畫(huà)上了一個(gè)圓滿(mǎn) 的句號(hào)。畢業(yè)設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我又學(xué)習(xí)了很多的知識(shí)，并且 把我在這幾年中學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了一次融會(huì)貫通，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、液壓 傳動(dòng)、工程材料、公差配合與測(cè)量和工程制圖等專(zhuān)業(yè)知識(shí)又進(jìn)行了一次系統(tǒng)的理解和 掌握，讓我充分的了解了它們之間的聯(lián)系。有機(jī)的掌握了完成一次設(shè)計(jì)所需要的各個(gè) 方面的知識(shí)。但由于本人的知識(shí)有限，因此在設(shè)計(jì)中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些這樣或那 樣的問(wèn)題，例如當(dāng)我把我的圖紙打印出來(lái)拿給導(dǎo)師審閱時(shí)，導(dǎo)師指出了一些問(wèn)題：我 的液壓控制部分如何來(lái)保證兩個(gè)液壓缸所進(jìn)的液壓油是相同的。當(dāng)時(shí)我恍然大悟，但 由于時(shí)間緊迫我會(huì)在以后的設(shè)計(jì)中注意這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)我覺(jué)得我在以后的設(shè)計(jì)中會(huì)把 我的知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展，盡量把計(jì)算機(jī)與液壓結(jié)合起來(lái)，這樣不僅控制方便還可以提高它 的工作效率。 竹材旋切機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 參考文獻(xiàn) [1] 雷加富.中國(guó)竹資源和竹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[A].竺肇華.中國(guó)熱帶地區(qū)竹藤發(fā)展[M].北 京：中國(guó)林業(yè)出版社，2001：3-11 [2] 中國(guó)綠色時(shí)報(bào)[N],2005-11-04 [3] 余穎.竹材加工方法分析（J）.林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2007，35（8）：47 [4] 張清,劉以群,徐濤.竹材旋切機(jī)的設(shè)計(jì)（J）.林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2003,35(1): 21-24 [5] 何德芳，崔成法，曾奇軍，宋潔.竹單板旋切工藝的初步探析（J）.木材工業(yè)， 2001，15（6）：29-30 [6] 陳奎生.液壓與氣壓傳動(dòng)，武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001.8 [7] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫(xiě)組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)下冊(cè)第二版（Z）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1985 [8] 王守城，段俊勇.液壓元件及選用,北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.1 [9] 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方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)。再次要感謝我的母校——江西農(nóng)業(yè)大學(xué)， 是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；在這里還要感謝一位無(wú)言的老師：圖書(shū)館。我 在那里查閱了許多的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍，并且掌握了大量的關(guān)于液壓方面的知識(shí)，沒(méi)有它的幫 助我也不會(huì)這么順利的完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。最后，我還要感謝所有教育過(guò)我的老師， 你們傳授給我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)是使我不斷成長(zhǎng)的源泉，也是完成本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在此，我 再說(shuō)一次謝謝！謝謝大家！