5.0MN张力矫直机固定夹头液压控制系统设计【原创含5张CAD图带开题报告+文献综述+答辩ppt】

　　05.0MN张力矫直机固定夹头液压控制系统设计摘 要：张力矫直机是一种重要的金属加工设备。它用于对金属型材、棒材、管材、线材等进行矫直。本文主要设计了 5.0MN 张力矫直机固定夹头液压系统以及控制系统。张力矫直机机械部分的夹头是夹紧型式。实现了上下夹头的灵活可靠的夹紧、固定挂钩部分的锁定、以及在床身上调整相应位置。液压系统有一个回路，实现张力矫直机固定夹头启动、停止、紧急停止、前进、后退等动作。控制系统中，通过 PLC 控制电控阀实现油路控制。从而控制执行机构相应动作。达到最后设计的要求。关键词：张力矫直机；固定夹头；液压系统；控制系统 1Design of 5.0MN control system of tension straightening machine fixed hydraulic chuckABSTRACT：Tension straightening machine is a kind of important metal processing equipment. It is used for metal profiles, bars, pipes, wire straightening. This paper mainly designs the hydraulic system of 5.0MN tension straightening machine clamp and control system. Tension straightening machine is the mechanical part of the chuck clamping type. The realization of the upper and lower chuck clamping, flexible and reliable fixation of the hook part of the lock, and adjust the corresponding position on the bed. Hydraulic system is a loop, the realization of tension straightening machine clamp start, stop, emergency stop, forward, backward action. Control system, through the PLC control valve to achieve the oil circuit control. To control the corresponding action of the actuator. Meet the final design requirements.Keywords: stretch flattener; fixed clamper; hydraulic system; electrical system 2目 录1 绪论 ..............................................................................................................................................................11.1 课题研究任务来源 ...........................................................................................................................11.2 矫直机的类型 ...................................................................................................................................11.3 张力矫直机的简介及发展现状 .......................................................................................................22 总体方案设计 ..............................................................................................................................................42.1 总体方案设计 ..................................................................................................................................42.1.1 方案一 ...................................................................................................................................42.1.2 方案二 ...................................................................................................................................62.2 方案比较与选择 .............................................................................................................................103 固定夹头液压系统总体方案设计 ............................................................................................................113.1 概述 .................................................................................................................................................113.2 液压系统技术要求 .........................................................................................................................113.3 液压系统图的拟定 .........................................................................................................................113.3.1 确定回路方式 .....................................................................................................................113.3.2 确定液压泵的类型 .............................................................................................................123.3.3 确定液压回路 .....................................................................................................................123.3.4 液压系统图的绘制 .............................................................................................................134.1 固定夹头电控系统概述 ................................................................................................................154.2 电磁阀的动作顺序 ........................................................................................................................154.3 主电路控制图 ................................................................................................................................154.4 PLC 的选型 .....................................................................................................................................164.5 PLC 的 I/O 端子分配 .....................................................................................................................164.6 PLC 外部接线图 .............................................................................................................................174.7 PLC 程序编写 .................................................................................................................................195.1 确定液压缸油口尺寸 ....................................................................................................................215.2 计算缸筒和缸盖的结构参数 ........................................................................................................215.2.1 缸筒壁厚及外径的计算 ....................................................................................................215.2.2 缸底厚度 h 的计算 .............................................................................................................235.2.3 活塞与缸筒的密封结构 ....................................................................................................235.2.4 活塞杆的强度校核 ............................................................................................................235.2.5 液压缸的绘制 ....................................................................................................................245.2.6 活塞杆的导向、密封和防尘 ............................................................................................246 结论 ............................................................................................................................................................25参考文献 ........................................................................................................................................................26致谢 ................................................................................................................................................................27 05.0MN张力矫直机固定夹头液压控制系统设计12 机制 3 班：陈越中指导老师：黄长征教授1 绪论1.1 课题研究任务来源任务来源于工程项目改造。矫直机作为一种精加工设备。是一种工业发展所必需的专用设备。随着我国经济和社会的快速发展。人们对产品的质量和精度。提出了更高的要求。随着工业的发展趋势。奔着高速、精准、犀利的方向发展。对各种材料的要求提高了。矫直技术的发展正变得越来越重要。引起了众多研究者的重视。矫直机的应用越来越广泛。随着冶金工业的不断发展。矫直机已从过去的冶金工业。发展到其他一些高科技领域。如汽车和飞机制造业、船舶制造业、精密加工制造业、石化工业、建材工业、机械制造等领域。矫直技术水平不仅影响了某一产品的品质和造价。并证明这某个国家的发展能力。还与产品在国际上的竞争息息相关。在强调质量和效率的今天。各种矫直技术被广泛应用在工业领域并发挥着重要的作用。金属加工和运输过程发生。扭转和弯曲变形。为了使金属加工保持高的线性度，拉伸矫平。金属杆材料拉伸矫直机械。从而使工件，以满足相应的加工要求。现有的矫直机加工效率不高。工人的劳动强度更高。随着计算机技术的发展。新型张力调平技术的发展。仍有很大的发展空间。1.2矫直机的类型对于不同品种、不同结构和不同规格的矫直机的轧制材料规格。矫直机结构多样，矫直模式是不一样的的目的和原理分为：（1）压力矫直机；（2）矫直辊矫直机；（3）管棒材矫直机；（4）拉矫机；（5）弯曲拉伸矫直机；（6）扭转矫直机。不同类型的矫直机的构造也有着不用的方式。例如，矫直型号一样的产品，因为不一样的参数会有不一样的结构。尽管同一种规格的产品也会存在不一样的结构设计。其中的原因是因为它们有着不一样的性能要求。其它因素是因为设计人员对产品的不断改良。不同类型的矫直机对应的型式如表 1.1 所示。 1表 1.1矫直机类型与型式矫直机类型 矫直机型式压力矫直机辊式矫直机管棒材矫直机张力矫直机拉伸弯曲矫直机扭转矫直机1.3张力矫直机的简介及发展现状张力矫直机是用来纠正。钢棒材料的弯曲和扭转变形的。其原理是利用弹性和塑性变形。来清理毛坯。拉伸矫直机在挤出制品长度方向的应用。一种在外力作用下的挤压产品的方法。挤压产品内部应力的大小。超过了直接材料的屈服极限。应取决于横截面面积。材料的屈服极限和材料热处理状态的矫直。一般情况下，在张力矫直的过程中。挤出机可进行挤出。部分产品需要在矫直后。进行退火或淬火。张力矫直机由 2 部分组成。固定夹和固定夹持器。在主拉伸缸内的活动。夹紧油缸的作用下。可移动夹紧，固定夹爪和夹紧装置。可移动的夹紧和矫直。固定式张力矫直机对矫直长度的配置文件不同。需要不断调整固定位置。并固定锁紧器，并由液压系统完成动作。液压站的矫直机液压系统固定由液压站提供液压油。通过高压软管和钳位液压管路连接。实现固定的夹爪、松动和钩上下、用固定的吸盘的运动。设备移动的时候，电缆以及高压管也要随之移动。因为高压软管是重又硬，导致链组织经 2常损坏。影响生产正常运行。矫直机的液压系统通常都跟其它涉及液压的系统公用同一个泵站。通过高压软管和钳位液压管路连接，或多或少，也存在问题。因此充分满足系统原有功能。提高系统的可靠性和技术开发空间。方便维护和管理的基础上。它的液压系统的扩展。拆除原有的链结构。建立了小液压油站在固定的吸盘。选用可靠的滑动接触线 设计任务针对现有张力调平机的工作特点。根据国内外张力调平机的发展情况。满足实际工作的要求。设计了张力矫直机固定架的设计。首先，针对现有张力矫直机的优缺点。通过改进液压系统和电气系统。提高张力矫直机工作效率。降低工人的劳动强度。根据张力矫直机固定夹头有关参数。设计其机械、液压、电气控制系统。实现启动、停止、紧急停止、前进、后退等动作。主要设计参数及设计要求如下：1) 钳口滑块总重量：2000Kg2) 油缸尺寸 D/d：ø80/40mm3) 最大活塞行程 Sc：300mm4) 行程时间 t：3 秒5) 钳口滑块倾角 а：20 度6) 钢-钢摩擦系数 μ：0.1通过本次设计，使张力矫直机更合理、更先进。系统性能可靠，结构简单，维修、维护方便。 32 总体方案设计2.1 总体方案设计2.1.1方案一张力矫直机固定的查台往往需要动，固定的查车做了一辆车，可以自由地在导轨上移动。该车包括车体、双螺栓机构。夹紧机构和导向轮驱动机构等。通过液压缸驱动双螺栓工作插入螺栓孔。固定的车，1MN 拉力下螺栓。液压缸 4 推夹套夹持工件。四车导向轮为车内提供了指导作用。图 2.1 所示示意图。1-导轨 2-插销孔 3-车轮 4-液压缸 5-夹紧套 6-夹紧套圈 7-插销图 2.1 张力矫直机夹套式固定夹头示意图(1) 夹头的工作原理夹套式夹头由夹紧套和夹紧套圈组成。如图 2-2。液压缸推动夹紧套圈来回运动。当夹紧套圈往右运动时。夹紧套夹紧工件。当液压缸拉着夹紧套圈往左运动式。夹紧套松开工件。 4T1201-夹紧套 2-夹紧套圈图 2.2 帐套式夹头工作原理图(2) 夹头受力分析拉伸过程中的夹紧套受力分析如图 2.3 所示。图 2.3 夹紧套受力图图 2-3 中： —固定总拉力；0T—工作拉伸力；—对夹紧套的正压力；2N—配料对夹紧套的作用力；1—表面受到的摩擦力；uf—内侧受到的摩擦力；2—夹紧套角度；—坯料受到摩擦力；1f—坯料受到的压力；N当坯料被夹紧时。拉伸过程满足的条件关系式为：（2.1）12cosinuNf（2.2）1f（2.3）2u 5拉伸过程中的帐套。受力分析如图 2.4 所示。图 2.4 夹紧套圈受力图图 2.4 中： —液压缸提供的推力；1T—夹紧套圈受到的摩擦力；uf—夹紧套圈受到的正压力；2N夹紧过程中。要使工件夹紧。则需要满足的静力平衡条件为：（2.4）12sincosuTf当工作平衡时， 0o6fN联立式 2.1，2.2，2.3 解得 72.051.0ufN代入 2.4 式中得： 514.8T2.1.2 方案二方案二中张力矫直机固定夹头部分。用爪斜块拉矫机固定夹头夹持固定卡盘方案在轨道上滑动的车，调整位置。该车由一个夹爪液压缸、一个滑块。一个驱动齿轮、一个导向轮、钩液压缸等组成。驱动轮由液压马达驱动。驱动小车在导轨上运动。钩液压缸驱动一个钩钩勾杆。起到固定小车的作用。液压夹紧油缸推动滑块移动滑块。毛坯夹紧。示意图如图 2.5 所示。 61-导轨 2-钳口滑块 3-夹紧缸 4-轮子 5-挂钩缸 6-挂钩图 2.5 张力矫直机固定夹头示意图(1) 夹头工作原理在拉伸运作当中，其中最重要的部分就是钳口滑块。在液压缸下的斜块下的左移，将毛坯夹紧，完全夹紧过程。和空白挤压压痕；在拉深缸驱动的坯料的头部画的左边，随着张力的增加，夹紧力更大，因此，有没有在 4 和 5 之间的滑移。当达到拉伸速度，停止拉伸和拉伸的过程中，棒的液压牵拉颚斜滑块向右移动，下颌松动。滑块固定的抓地力图如图 2.6 所示。1-拉伸头支撑体 2-燕尾槽 3-钳口斜滑块 4-钳口 5-坯料图 2.6 拉伸滑块的工作示意简图(2) 坯料受力分析 7图 2.7 坯料端部受力图图 2.7 中： —坯料受到的压力；2N—工作拉力；T—坯料上表面受到的摩擦力；f上—坯料下表面受到的摩擦力；下当坯料被夹住时。拉伸过程满足的条件关系式为：（2.5）2=fNu下 上（2.6） +T下上上两式中： —坯料与钳口滑块的总摩擦系数；2u由于钳口夹持铝材有着特殊的情况。钳口的力度要大，必须嵌入到铝材的表面，且扎入一定的深度。因此这里不是静摩擦力。而这时候的摩擦力要由铝材的材料决定，与此物理特性有关系。因此根据此种特殊情况，不能按常规摩擦阻力的公式计算。因此摩擦力的计算公式可按下面来计算:（2.7） 2adF式中: 一材料表面分子被粘附的摩擦力，N；uaF一材料表面物理变形部分的摩擦力，N；d没有经过润滑的表面，是产生摩擦力的重要地方。张力矫直机在工作过程中，就是这种工况。而经过润滑的。变形分量是主要的地方。而对铝材来说不存在这种情况，可以忽略。摩擦力与法向载荷之比，定义为摩擦系数。即： 8（2.8）22dadNNF式中: 是摩擦系数的粘附分量；au为其总摩擦系数；2为其法向载荷，N；F为其摩擦系数的变形分量。du对于塑性流动的金属而且处于接触区。其摩擦系数的粘附分量为：（2.9）0/as式中 : 为法向压力为零时。抗剪强度，铝是 29.4MPa：0为较弱金属的屈服极限。取 6063 合金，约 80 MPa；s为压力系数，铝是 0．043 [4]。代入 2.9 式，得：=0．41a摩擦系数的变形。分量 对于总摩擦力。 增大的影响非常小。且 。所以d2 0d。20.41(3) 斜滑块受力分析图 图 2.8 斜滑块受力图图 2.8 中： —斜面受到的压力；1N—受到的工件压力；2—斜面受到的摩擦力；uf—受到的工件摩擦力；上—液压缸对滑块的推力；()UT—钳口滑块倾角； 9钳口滑块夹紧坯料拉伸时。为保证不打滑。应满足的静力平衡式为：（2.10）211(cosin)Nu（2.11）=T+cosuuf上（2.12）121()(si)con式中： -滑块斜面与夹头摩擦系数；1u已知数据： ， ， ，0o1.u20.45=0Nf上联立 2.5，2.6，2.10，2.11，2.12 式解得： 4u8.71T2.2 方案比较与选择上述两种方案中。夹紧力过大，稳定性不好。滑动容易发生。所以不采用第一种方案。第二种方案采用颚式夹持器，需要一个较小的夹紧力和夹紧力时，爪基变形小，保证试样可靠夹紧。考虑使用第二种方案。 103 固定夹头液压系统总体方案设计3.1 概述液压机械设备中，液压传动是最为重要的一部分。往往总体方案的设计过程中，液压驱动部分的设计，是不可缺少的。在设计中需要与实际紧密结合。充分利用各种传动形式。让液压传动的特点充分体现出来。保证设计出的结构更加精简稳定。液压系统的设计是张力矫直机的重要组成部分。它与张力矫直机之间的紧密关系是其性能好坏的关键。我们必须从实际出发。满足主机在性能和运动中所设定的要求。做到设计重量轻、体积小、效率高、工作可靠、操作简单等基本的设计原则。3.2 液压系统技术要求本次设计的液压系统。必须满足设计任务书上的主要技术要求。具体如下表 3.1所示。表 3.1 主要技术要求钳口滑块总重量 最大活塞行程 Sc 行程时间 t 钳口滑块倾角 а 摩擦系数 μ2000kg 300mm 3s 20 度 0.1固定夹头液压系统。是固定夹头重要组成部分。其液压系统还需要满足的设计要求如下：（1）要使夹紧可靠。则钳口需能实现同步夹紧，开工件；（2）为了能使固定夹头安全稳定的工作。需要挂钩能实现自锁功能。防止固定夹头脱钩；（3）固定夹头可以在床身上稳定移动。调整位置，实现不同长度工件的矫直；（4）能实现系统安全无负载启动。安全卸荷，且有过压保护；3.3 液压系统图的拟定3.3.1 确定回路方式液压系统回路方式分为两种。一种是开式液压回路，该系统通过沉淀、过滤和冷却后直接进入液压回路，直接将机油排放元件直接回油箱。该回路系统压力损失大，噪音大，但由于润滑油返回油箱，所以系统的油液清洁和润滑温度低，延长了液压元件的使用寿命。二是闭式液压回路。即在系统中的执行元件是不是将油回油槽。并直接进入泵入口。闭式回路最大的特点就是压力损失小，油箱体积小，系统运行相对平 11稳安静。但油污染特别严重并且油温度高。闭式回路一般在工程机械、起重机械等功率大的设备中。像矫直机属于小型加工设备。用开式回路更加适合，并且维护保养都很方便，操作简单。3.3.2 确定液压泵的类型由于固定夹头夹紧液压缸动作单一。故结构相对简单。动作要求不高。综合考虑单泵。双泵和多泵优缺点。本次设计的固定夹头液压系统采用单泵系统。3.3.3 确定液压回路(1)选择调速方式液压油缸的形式明确后，液压运动的控制方向与速度的回路是重点要选择的。在流量不大的情况当中，液压系统大部分选用的是通过常规阀与阀之间有效的配合实现各种工况要求的动作。而在流量较大的高压场合中，为了满足大流量的工作需求，液压系统则需要利用插装阀和先导控制阀的逻辑组合去实现。液压系统回路中，速度控制的原理是去改变进入执行器的流量或在密闭的空间内改变体积来实现。对应的控制方法有节流调速和容积调速，或者有时也使用双容积调节流调速的形式。容积调速的回路，是去改变动力源泵或者马达的排量达到调速的要求。采用这种调速回路有很多优点，其中最大特点就是无溢流和节流的压力损失。还有效率相比节流调速要高。但是为了散热和补充回路中的泄漏，不得不添加辅助泵。此种调速的回路，一般经常用于功率比较大，速度比较高的情况，因此设计成本也较高。节流调速通常是在定量回路中。调节节流阀阀口的大小，控制开口度，控制进入液压缸的流量，通过这样的方法调节速度。此种调速方式具有结构简易、成本较低的优点。节流控制，分别有三种形式的进气节流阀、机油回流阀和旁路节流阀。进气节流阀的影响越来越小，而回流油节流阀通常用于负载的轴承，而旁通节流阀则用于高速。确定了速度调节方式，同时也就明确了回路形式。节流调速控制，一般应用于开式回路中。泵吸油从油箱中，压力油经过执行器又回到油箱。此回路相对简单，不容易发热，但有个缺点，就是需要一个体积较大的油箱。这样的后果就是空气容易进去，从而影响元件的使用寿命。(2) 制定压力控制方案 12液压缸在工作的过程中，要求其工作压力在正常压力的范围内。但有时候需要多级调节，这就要靠溢流阀来调低。而在容积调速系统中，通常是变量泵油溢流阀当安全阀使用，起到保护系统安全的作用。一般在定量泵供油的系统中，溢流阀的作用是调节工作所需的压力。(3) 保压控制方案本液压控制系统为了紧急停止，保压夹紧。使液压油缸在伸缩任意位置，可以自由的停止，通过双向液控单向阀来固定活塞杆伸出的方向和位置。(4) 换向回路的选择在现阶段的加工设备中，为了提高工作效率，减小人工的使用率，提高电气自动化的实现。多采用电控，即使用电磁换向阀实现换向的方式。(5) 同步夹紧的实现要使夹紧可靠。则钳口需能实现同步夹紧，松开工件。为到达这一要求。此系统选用的是同步分流集流阀。可以平均分配进入两缸的流量，实现同步。在本次设计中，采用液压系统和电气控制系统的关键部件，采用国际和国内知名品牌的各类先进的液压和电气元件、配件及技术。全面的标准和标准，以满足设计要求。并参照国际标准，优化设计的综合产品。3.3.4 液压系统图的绘制经过前面对系统的分析与选择回路。综合考虑分析，去除多余的无用元件，保证执行件能准确地运行，使系统尽量简化，尽可能降低回路的压力损失，发挥液压系统的优点，保证工作效率，拟定如下 3.1 液压原理图： 131-液压计 2-空气滤清器 3-油箱 4-电动机 5-油泵 6-单向阀 7-耐震压力表 8-电磁换向阀9-回油滤油器 10-电磁溢流阀 11-液控单向阀 12-同步分流集流阀 13-双单向节流阀图 3.1 液压系统原理图 144 PLC电气控制系统设计4.1 固定夹头电控系统概述在拉伸过程中，为了保证矫直效果矫直机全过程需要一套完整的控制系统。来控制液压缸、断裂伸长率、夹紧力等。传统的继电器控制。不仅控制了移动可靠性低的水平，而且还具有较高的故障率和短的使用寿命。所以在这台矫直机控制系统中。采用先进的可编程控制器控制，实现了良好的控制效果。固定夹头的 PLC 控制系统需要控制如下部分: 液压泵的电机、电液换向阀的方向转换、挂钩的上升下降。并且需要检测系统压力。固定夹头电气控制系统需要满足的控制要求如下：(1)固定夹头移动时，挂钩必须处于上升行程极限位置，且夹头无法实现夹紧动作。(2)只有当夹头停止时，挂钩液压缸才能进行操作。(3)只有挂钩液压缸到达下降极限位置时，才能对夹紧液压缸进行操作。4.2 电磁阀的动作顺序矫直机固定夹头液压系统中电磁阀动作顺序表如图 4.1 所示表 4.1电磁阀动作顺序表电磁阀工作状态动作功能1YA 2YA 3YA 4YA 5YA挂钩下降 + - - - -挂钩上升 - + - - -（钳口）夹头夹紧 - - + - -（钳口）夹头放松 - - - + -保压 - - - - -系统卸荷 + - - - +4.3 主电路控制图主电路控制图如图 4-1 所示： 15图 4-1主电路控制图4.4 PLC 的选型根据此系统所需的 I/O 端口数。决定使用三菱的 基本单元。它2NFX64MR01执行基本指令需要 0.08 微秒。里面的数据存储器是 8K 步。I/O 点为 64 个，32 个输入点和 32 个输出点。最大扩展点数为 256 个 I/O 点,其样式如图 4-2 所示。设计这个系统的时候扩展单元是不需要的。图 4-2 PLC外形图4.5 PLC 的 I/O 端子分配一共有 5 个电磁铁在这个控制系统当中。指示灯 6 个。所以总共需要 13 个输出点。 161 个手/自切换开关。2 个手动按钮。其 I/O 分配如表 4.2 所示。表 4.2 I/O分配表输 入 输 出代号 功能 输入口 代号 功能 输出口Q 手 /自切换 X0 1YA 挂钩下降 Y1SB1 系统启动 X1 2YA 挂钩上升 Y2SB2 系统停止 X2 3YA （钳口）夹头夹 紧 Y3SB3 挂钩下降 X3 4YA （钳口）夹头放 松 Y4SB4 挂钩上升 X4 5YA 系统卸荷 Y5SB5 （钳口）夹头夹紧 X5 6YA 手动指示灯 Y6SB6 （钳口）夹头放松 X6 7YA 自动指示灯 Y78YA 夹紧灯 Y89YA 放松灯 Y910YA 卸荷灯 Y1011YA 过压报警灯 Y114.6 PLC 外部接线图PLC 的 I/O 口接线 所示。Q 按钮为自动手动切换按钮。SB1 按钮为系统启动按钮。 SB2 为停止按钮。SB3、SB4、SB5 和 SB6 为手动按钮。分为挂钩上升、挂钩下降按钮、夹头夹紧按钮和夹头放松按钮。1YA、2YA、3YA、4YA 和 5YA 为控制执行件工作的电磁铁。它的动作由PLC 的输出端连接控制。PLC 机身的所需供电电源为 220V 的正常家用交流电源。 17图 4-3 外部接线 PLC 程序编写图 4-4 梯形图 19图 4-5 指令表 205 液压缸的设计现代的液压缸有非常多的种类。分别有活塞式、柱塞式和组合式三大类液压缸，这是根据其结构来区分的。此外，还有单双两种作用方式的缸，主要是根据运行的时候的作用方式区分的。例如液压缸是双作用方式的话，所选用的压力油可顺畅地流入液压缸的两个腔当中。使所用缸体能够进行两个方向的运动。在这次液压缸的设计之中，我是决定选用式单活塞式的双作用液压缸。液压缸缸径 80mm。杆径 40mm。行程 300mm。5.1 确定液压缸油口尺寸油口的尺寸，可以根据液体经过其的速度及活塞杆在缸筒内运行的最大速度确定。有两个地方可以作为油口的位置，缸筒或者缸盖上。参考相关文献按如下公式计算油口尺寸： 0max013.Dd式中 D—液压缸内经，m；—液压缸的最大输出流速。这里取 6m/min；ax—油口的流动速度，m/min，一般不大于 5m/s。0位于缸底处的油口： md014.568.01305.2 计算缸筒和缸盖的结构参数5.2.1 缸筒壁厚及外径的计算据机械手册可知。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。当缸体壁厚与内径之比小于 0.1 时。称为薄壁缸体。当缸体壁厚与内径 D 之比大于 0.1 时。称为厚壁缸体。可得其算术公式分别如下：薄壁缸体的公式： ][2P厚壁缸体的公式： 21)13.][40(2PD—为液压缸缸筒内部在系统工作时，产生的最大压力，及为液压缸的工作压力。P前面计算，液压缸工作时最大力为 10MPa；—活塞的直径，即为缸筒的内径，前面计算为 80mm；D—缸筒材料的许用拉应力。据设计手册知其计算公式为： nb][。][—缸筒材料的抗拉强度极限。单位：Pa。b—液压缸工作的安全系数，根据相关文献取 5n。n根据文献[5]可知，液压缸缸筒内的压力小于 16MPa 时，缸筒的材料通常选用无缝钢管，因为本液压系统为低压系统，选用普通 20 号的无缝钢管。查资料 20 号无缝钢管的抗拉强度极限 。在下列公式中，取 Mpab610。因此根据下面公Mpab610式可求得缸筒材料的许用应力： panb25610][缸筒材料的许用应力求出后，可按上式求得壁厚：按薄壁缸体，其壁厚 为：m3.1280][PD1.04.803.m按厚壁缸体，其壁厚 为：3)10.124(80)3.1][(2 PD.04.803m显然选用厚壁缸体不合适，因此根据上述计算，缸筒选用薄壁缸筒。即可由以上式子得出考虑工作缸的壁厚时需按薄壁缸体来计算，所以壁厚 的取值范围是：。其缸筒外径 Dd 为：。）（ 10~3. 22mmDd 10)~87()01~3.(2802综合考虑，根据文献[6]表 2-9-8，退缸筒的外径取整数，选用常用的标准值为100mm。因此可得出缸筒壁厚为 10mm。5.2.2 缸底厚度 h 的计算由于液压缸的缸底为平缸底，油口位于缸筒上，因此可按下列公式计算： ][43.0ypDh式中 —缸底厚度hm—试验压力ypMPa—液压缸内径D—缸底材料的许用应力，取安全系数 n=5，则][ MPab1405][因为缸的额定压力 ，所以取PaPn160ny.2.mh6104.28.043.m01.考虑到与缸筒焊接连接，厚度会适当加大。5.2.3 活塞与缸筒的密封结构活塞在缸筒内部运动，为了隔绝有杆腔和无杆腔，使其不能互相通用，所以需要密封。这个液压缸属于低压液压缸，工况使用不是非常差，而且外部环境是室温，根据相关文献，采用常用的 Yx 型孔用密封圈就可以了。密封圈的型号，可根据活塞的外径选择，沟槽公差可按产品样本给出的最佳公差组合，也可按 h9 或 H9.5.2.4 活塞杆的强度校核活塞杆受到的作用只有轴向力能给予，所以强度校核就用拉压力，此时根据液压缸的使用工况，对活塞的受力分析可以知道，主要是受到轴向的力。因此根据下列公式对活塞杆拉压强度校核： MPaAF1.4628 23MPa1405.23故，符合需求。5.2.5 液压缸的绘制1-耳环 2-活塞杆 3-压盖 4-导套 5-油嘴 6-缸筒 7-活塞 8-锁母 9-缸底耳环图 5-1 液压缸装配图5.2.6 活塞杆的导向、密封和防尘活塞杆靠缸盖及所压合的导套支撑导向。在导套上安装密封圈，保证液压缸的密封性。外侧设有防尘圈，防止活塞杆从杂质、灰尘和水的背面带进密封装置，密封装置损坏。 246 结论5.0MN 张力矫直机固定夹头的毕业设计，设计了一套液压控制系统和电气控制系统。在现有设备上增加了自动控制部分，降低了人的劳动强度，适应了现代生产的要求，提高了生产效率。它采用液压控制系统可输出推力或力矩，以方便实现大推力和大扭矩输出，从而控制固定夹持工件，带动可移动夹紧。利用液压系统实现的运动部件的运动是均匀稳定的，且可编程控制器控制系统的可靠性好，操作方便等特点，最后设计了张力矫直机。本次毕业设计的主要内容是张力矫直机钳液压系统和电气控制系统设计部分。但在设计中，要了解固定式握柄机的工作原理和结构。因此，固定的抓地力的机制进行了讨论。 25参考文献[1] 张侃仓．2800 中厚板矫直机［D］．武汉：华中科技大学，2006:2-6.[2] 魏军．有色金属挤压车间机械设备［M］.北京：冶金工业出版社，1988：8-9.[3] 黄长征，谭建平．3.6MN 张力矫直机固定夹头液压系统研究 [J]．中国有色冶金，2006，20(5):307-308.[4] 王忠书．8MN 张力矫直机拉伸钳口打滑的原因分[J]．兰州铝业西北铝加工分公司，2006，18(5):13-14. 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