1、安徽工程大学毕业设计（论文） 毕业设计（论文）材料之二（ 1） 安徽工程大学本科 毕业设计（论文） 专业： 机制 093 题目： 120 吨剪板机液压系统的 设计及仿真 作者姓名 ： 导师及职称 ： 导师所在单位： 安徽工程大学 2013 年 6 月 10 日 ： 120 吨剪板机液压系统的设计及仿真 II 安徽工程大学 本科毕业设计（论文）任务书 2013 届 机械与汽车工程 学院 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名： 毕业设计（论文）题目 中文： 120 吨剪板机液压系统的设计及仿真 英文 ： 120 tons shears hydraulic system design and si
2、mulation 原始资料 序号 主要规格 单位 数值 1 剪切力 T 120 2 压料力 T 20 3 最大张口 mm 60 4 刀口长度 mm 400 5 剪切次数 次 /min 6-10 6 应力 Mp 450 7 刀片间隙 5-7% 8 系统压力 Mp 31.5 毕业设计（论文）任务内容 1、本课题研究的主要内容： （ 1）查看相关资料，设计剪板机液压系统方案； 安徽工程大学毕业设计（论文） （ 2）液压元件选择； （ 3）执行元件总装图设计； （ 4）液压系统校核 3、提交的成果： （ 1）液压系统执行元件总装图 ； （ 2） 说明书一份； （ 3）至少一篇引用的外文文献及其译文；
3、（ 4）附不少于 10 篇主要参考文献的题录及摘要。 指 导 教 师 （ 签 字 ） 教研室主任（签字） 批 准 日 期 2013.1.6 接 受 任 务 书 日 期 2013.1.6 完 成 日 期 2 0 1 3 . 6 . 16 接受任务书学生（签字） 陈兵兵安徽工程大学毕业设计（论文） I 120 吨 剪板机液压系统的设计及仿真 摘要 剪板 机是随着工业自动化进程的深入而得到越来越广泛的应用。近二十年来，国内的轧钢生产得到了长足的发展，由于市场对产品不断提出新的要求，生产厂对各种剪板机的要求也在不断的变化 。 在钢板弹簧的生产工艺中，钢板剪切下料是关键工序之一，因此，下料机是其重要的板
4、簧设备。过去的下料设备一般采用圆棒剪切机、机械鳄鱼剪床等，都是采用皮带轮、齿轮传动，噪音大，占地面积大，节拍固定，灵活性差。因此，需要开发一种新形式的液压剪床，以适应国内外市场的需求。 此次设计应用 AMESIM 软件对液压系统进行辅助分析。 AMESIM 软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静 力学、运动学 和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。 本次毕业设计的研究内容有：首先对剪板机液压系统进行设计计算出液压缸的尺寸及工作参数、泵的工作参数、
5、液压阀的工作参数、液压油箱的有效容积、管道尺寸的确定及压力损失、系统温升等的校核 。 关键词： 剪板机 ;液压缸；液压泵； 仿真 ; AMESim ： 120 吨剪板机液压系统的设计及仿真 II 120 tons shears hydraulic system design and simulation Abstract With the deepening of the process of industrial automation, shears get more and more widely.The past two decades, the domestic rolled stee
6、l production has been considerable development,as the market of the product continuously made new demands, the manufacturer of various are constantly changing requirements.In the production process of steel springs, steel plate cutting is one of the key processes, therefore, under the feeder is an i
7、mportant spring device.In the past, trenching equipment commonly used rod shearing machine, mechanical alligator shears, etc., are based on the pulley, gear, noise, large area, beat fixed, inflexible. So they need to develop a new form of hydraulic shears to meet the needs of domestic and foreign ma
8、rkets. The design application software AMESIM assisted analysis of the hydraulic system.AMESIM software uses an interactive graphical environment and a parts library, library binding, force libraries to create fully parametric geometric model of the mechanical system, the solver using multi-body dyn
9、amics theory Lagrange equation method to create the dynamic equation the virtual machine system statics, kinematics and dynamics analysis, the output displacement, velocity, acceleration and reaction curve.The graduation project research are: First, hydraulic system designed to calculate the hydraul
10、ic cylinder dimensions and operating parameters of the pump operating parameters, operating parameters of hydraulic valves, hydraulic tank effective volume, and pipe size to determine the pressure loss of the system temperature check. Keywords: shears; hydraulic cylinder; hydraulic pump; temperature
11、; simulation; AMESim 安徽工程大学毕业设计（论文） I 目录 引言 . - 1 - 第 1 章绪论 . - 2 - 1.1 液压剪板机简介 . - 2 - 1.2 液压剪板机的发展动态 . - 2 - 第 2 章剪板机液压系统的设计及工作原理 . - 4 - 2.1 液压系统基本工作要求 . - 4 - 2.2 液压系统的设计 . - 4 - 2.3 液压系统的工作过程 . - 6 - 第 3 章液压元件的选择 . - 8 - 3.1 液压泵的确定 . - 8 - 3.2 液压缸的设计计算 . - 9 - 3.2.1 主液压缸 1 的设计计算 . - 9 - 3.2.2 主
12、液压缸 2 的设计计算 . - 11 - 3.2.3 压料缸的设计计算 . - 11 - 3.2.4 缸筒设计 . - 11 - 3.3 液压缸的主要零部件设计计算 . - 11 - 3.3.1 缸筒结构 . - 12 - 3.3.3 活塞杆的导向、密封和防尘 . - 12 - 3.3.4 缓冲装置 . - 13 - 3.3.5 密封件、防尘圈的选用 . - 13 - 3.4 液压控制阀的选用 . - 14 - 3.5 液压辅助元件的选择 . - 14 - 3.6 油箱的设计 . - 15 - 第 4 章液压系统的验算与校核 . - 16 - 第 5 章液压系统的仿真 . - 18 - 5.1
13、 AMESim 软件的介绍 . - 18 - 5.2 本液压系统中的液压仿真 . - 19 - 5.3 仿真小结 . - 24 - 结论与展望 . - 26 - 致谢 . - 27 - 参考文献 . - 28 - 附录 A . - 29 - 附加图、表 . - 29 - 附录 B. - 31 - 参考文献及摘要说明 . - 31 - 附录 C. - 34 - 外文文献及译文 . - 34 - ： 120 吨剪板机液压系统的设计及仿真 II 插图清单 图 2-1 液压系统图 . - 5 - 图 3-1 单杆式活塞缸 . - 9 - 图 3-2 活塞筒 . - 13 - 图 3-3 活塞杆 . -
14、 14 - 图 5-1 主缸 1 的仿真截图 . - 20 - 图 5-2 主缸 1 的仿真速度和位移曲线 . - 21 - 图 5-3 主缸 1 流量曲线 . - 21 - 图 5-4 主缸 2 速度位移仿真曲线 . - 22 - 图 5-5 夹紧液压缸仿真过程截图 . - 23 - 图 5-6 夹紧液压缸的速度、位移仿真曲线 . - 24 - 安徽工程大学毕业设计（论文） III 表格清单 表 2-1 液压系统的电气控制过程 . - 6 - 表 3-1 液压系统设计主要参数 . - 8 - 表 3-2 活塞外径尺寸系列（ GB/T 2348-93） mm . - 10 - 表 3-3 液压
15、缸内径尺寸系列（ GB/T 2348-93） mm . - 10 - 表 3-4 剪板机液压系统各液压控制阀的型号规格 . - 15 - 表 4-1 各种机械设备的液压系统温升允许值 . - 16 - 安徽工程大学毕业设计（论文） - 1 - 引言 剪切机是随着工业自动化进程的深入而得到越来越广泛的应用。近二十年来，国内的轧钢生产得到了长足的发展，由于市场对产品不断提出新的要求，生产厂对各种剪板机的要求也在不断的变化。 本次毕业设计的研究内容有：首先对剪板机液压系统进行设计计算出液压缸的尺寸及工作参数、泵的工作参数、液压阀的工作参数、液压油箱的有效容积、管道尺寸的确定及压力损失、系统温升等的校
16、核 。 液压传动相对机械传动来说，是一门新的技术。如果从 1795 年世界上第一台水压机的诞生算起，液压传动已有 200 年的历史。然而，液压传动的真正推广使用却是近 50多年的事。特别是 上 世纪 60 年代以后，随着原子能科学、空间技术、计算机技术的发展，液压技术也得到很大发展，渗透到国民经济的各个领域之中，在工程机械冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船 舶、石油、航空和机床工业中，液压技术得到了普通的应用。当前，液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪音、低耗能、经久耐用、高度集成化等方向发展；同时，新型液压元件的应用，液压系统 的计算机辅助设计，计算机仿真和优化、微机控制等工作，也日益
17、取得显著的成果。 ： 120 吨剪板机液压系统的设计及仿真 - 2 - 第 1 章 绪论 1.1 液压剪板机简介 剪板机是借于运动的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属板材施加剪切力，使板材按所需要尺寸断裂分离。剪板机可分为：脚踏式（人力）、机械剪板机式、液压摆式剪板机等。剪板机常用来剪裁直线边缘的板料毛坯。剪切工艺应能保证被剪切料剪切表面的直线型和平行度要求，并尽量减少板材扭曲，以获得较高质量的工件。 随着现代科学的发展剪板机的工艺也发生了很大变化，以由传统的手工操作发展到了今天的全自动机械化。液压技术是现代制造的基础他的广泛应用，很大程度上代替了普通成型加工，使全球制
18、造业发生了根本性变化。液压 技术已被世界各国列为优先发展的关键工业技术，成为当代国际间科技竞争的重点。因此，液压技术的水准、拥有和普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。为适合这种形式，需要大量设计一些液压机的工作系统。本次任务就是设计一剪板机的液压系统。 剪板机是一种用于剪切金属板料的机床。大中型剪板机的主运动多数采用液压传动，及采用液压缸带动剪刀架上下运动。为了防止板料翘起或移动，剪切时必须用压料脚将板材压紧。 而为了减少送料时的摩擦力，送料时采用拖料球支撑板料。这些辅助动作用几个小辅助缸完成。剪切时主缸的典 型动作循环为：空程下行 -剪切 -缓冲 -快速回程。 剪板
19、机剪切后应能保证被剪板料剪板面的直线度和平行度要求，并尽量减少板材扭曲。剪板机的上刀片固定在刀架上，下刀片固定在工 作台上。工作台上安装有托料球，以便于板料在上面滑动时不被划伤。 挡料 缸 用于板料 的 定位，位置由电机进行调节。压料缸用于压紧板料，以防止板料在剪切时移动。剪板机设有安全护栏装置，以防止发生工伤事故。 1.2 液压剪板机的发展动态 金属切削机床是应用液压技术较为广泛的领域之一。采用液压传动技术与控制的机床，可在缴款范围内进行无极调速，具有良好的换向及速度换接性能，易于实现自动工作循环，对提高生产率，改进产品质量和改善劳动条件，都起着十分重要的作用。 液压系统的设计其实就是液压站的设计，他是独立的液压装置，它按驱动装置要求供
