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1、金属带锯机液压系统设计1、课题背景一般传统意义上的金属锯切常被认为是简单的切断下料工序。随着现代制造业朝 着高效、高精度和经济性的方向发展，锯切作为金切加工的起点，己成为零件加工过 程中重要的组成环节。锯切可以节约材料、减少二次加工量和提高生产效率，因此锯 床己广泛地应用于钢铁、机械、汽车、造船、石油、矿山和航空航天等国民经济各个 领域。金属切断设备有很多种，用于锯切多种金属材料，包括许多种型材，圆材等，是 大、中、小型企业理想的金属材料切断设备，且金属带锯机具有节能、高效、节材等 优点，早已被国家经委列入48种节材、节能产品之中，属重点推广项目。被切材料 也多种多样，必须根据被切材料的特性和
2、形状，选择最合适的切断加工方法。随着钢 材的高级化，新材料的增加，对切断设备的要求越来越高。过去，锯床是安放在料库 作为下料的工具。而今天，却把锯削作为制造零件的第一道机加工工序，这更加凸显 其重要性。另外，它们还是零件的加工设备，从单元制造装备概念出发，锯床是其重 要部分。如果没有一台优良的锯床，所有的机床都将停机待料。2、国内外现状弓锯床、圆盘锯床及带锯床是三种主要锯床形式，其中带锯床正逐步代替传统弓 锯床和圆盘锯床而开始占据主导地位。带锯床开发、推广的时间较短，但技术进步显 著。其具有切割速度快、尺寸精度高、材料损失小等特点。止匕外，带锯床适应性广、 动力消耗低、操作简便、易于维护并可进
3、行角度切割，因而获得了越来越广泛的应用。 在带锯床中又以双立柱带锯床性能最优。双立柱带锯床采用双导向柱双液压缸整体锯 架结构，运用平行法锯削，刚度持久，保证了锯架工作稳定，提高了锯带寿命。在欧美等发达国家，弓锯床己基本被淘汰，而带锯床迅速普及，这一趋势在德 国尤为明显。以世界头号锯床生产厂家德国贝灵格(BEHRINGER)公司为例，其生产 双立柱带锯床的历史己有2()余年，至今已开发近百个型号，达到了很高的技术水平。 在美国，则以玛尔沃(Marvel)公司生产的立式带锯床为标志，在国内少见，极具有竞 争力，其特别的倾斜锯切能力在带锯床行业中更是其一大优势，国内一些大型的汽轮 机厂至今仍使用该品
4、牌带锯床。目前我国锯床制造水平已有了很大程度的提高，提高的途径主要有:锯床用户积 极和科研院所联合，对己有的普通带锯床进行数控化改造;锯床生产商利用可编程控 制器实现锯床的自动化或采用其他改进措施，科研机构对锯床做一定深度的理论研 究。制造水平虽有很大程度的提高，目前已有少数生产厂家通过技术创新，研制开发 了双立柱带锯床。但众多的国内锯床生产厂家，总体又以中低档产品居多，存在设备 返修率高和锯口粗糙、加工范围较窄等问题。所以，我国锯床产业急需提高制造档次, 向着生产中、高档锯床产品的方向发展。3、课题主要内容设计金属带锯床液压系统。该系统的主要技术要求是：1）最大锯削直径250亳米；2）切削速
5、度30-75米每分钟；3）具备自动上料、夹紧、快进、锁停和工进调速功能；4）完成运动原理和受力分析图5）完成金属带锯床液压传动系统的总体设计；6）根据系统工况要求计算选择电机和液压元件；7）使用三维设计软件建立液压系统的三维装配图，并生成工程图纸；8）完成系统原理图、泵站装配图、油缸装配图、阀块和油缸零件图；4、关键问题及解决方案4.1关键问题1）带锯条的选取2）带锯条的自动张紧3）具备自动上料、夹紧、快进、锁停和工进调速4）液压系统的设计图4.1带锯机结构示意图4.2解决方案1）对现有文献分析，查阅现有国内外有关带锯床的文献资料，深刻理解有关带 锯机液压系统原理以及执行元件动作实现方式，并对
6、带锯条的选取和张紧方面的资料 加以梳理。设计过程中充分借鉴现有的优良结构，在此基础上进行创新性设计。2）重视理论分析，认真复习并在课余时间学习与液压传动系统相关的理论，对 基本的液压传动系统基本回路有十分深入的了解与掌握，熟悉各基本回路的特点。4.3液压系统的设计步骤液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说, 在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。1）确定液压执行元件的形式；2）进行工况分析，确定系统的主要参数；3）制定基本方案，拟定液压系统原理图；4）选择液压元件；5）液压系统的性能验算；6）绘制工作图。4.4制定基本方案和绘制液压系统图1）制定调速方案液压执
7、行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问 题。方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多 通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装 阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。2）制定压力控制方案液压执行元件工作时.，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作， 也有的需要多级或无级连续地调节压力，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油, 用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在容积调速系统中，用变量泵供油，用安全阀 起安全保护作用。液压执行元件在工作循环中，某段时间不需要供油，而又不便停泵的情况下，需 考虑选择卸荷回
8、路。在系统的某个局部，工作压力需低于主油源压力时，要考虑采用 减压回路来获得所需的工作压力。3）制定顺序动作方案主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型不同，有的按固定程序运行，有的则 是随机的或人为的。工程机械的操纵机构多为手动，一般用手动的多路换向阀控制。 加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时， 通过电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制连续的 动作。4）选择液压动力源液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系 统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需 油量，多余的油经溢
9、流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。5）绘制液压系统图整机的液压系统图由拟定好的控制回路及液压源组合而成。各回路相互组合时要 去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。注意各元件间的联锁关系，避免误动作发 生。要尽量减少能量损失环节。提高系统的工作效率5、预期成果1）开题报告一份；2）提交外文专业资料复印件及中文译文打印件各一份；3）设计说明书一份（按学院相关文件要求）；4）使用三维设计软件建立液压系统的三维装配图，并生成工程图纸；5）完成系统原理图、泵站装配图、油缸装配图、阀块和油缸零件图；6、进度安排序号阶段时间安排主要工作内容1开题阶段2012. 3. 192012. 3.
10、 25收集并整理设计所需的相关 资料，撰写开题报告2方案论证阶段2012. 3. 252012.4. 14系统方案设计及方案论证3初步设计阶段结构草图4详细设计阶段2012. 4. 292012. 5. 18详细设计，撰写说明书， 绘制图纸5总结设计阶段2012. 5. 192012.5. 26工艺审查、改进设计6答辩阶段2012. 6. 12012. 6. 12准备毕业答辩参考文献徐飞.浅谈金属带锯床的采购与使用.机床数控床市场，2004(06):38-4()雨凡.数控化、高效化一金切锯床的未来发展方向.机电信息，2004(03):2131幺永强.立式金属带锯床的机械设计与控制系统的研究.硕
11、士学位论文.河北，河北 农业大学，20044曾芸.卧式金属带锯机进给系统设计与研究.硕士学位论文.湖南，中南大学，20065吴新红.卧式带锯床双金属锯条的选用.工艺装备，20006李新和，唐植瑶，陈统坚.双金属带锯条切削力的计算.制造技术与机床，19977钱晓健，冯加云.带锯床和带锯条的正确使用J.机械制造，19988郭北涛.国内外金切锯床的现状及发展趋势.制造技术与机床，20049李新和.双金属带锯条疲劳强度分析与计算.制造技术与机床，19951()李重根，陈统坚，谢迪武，丁旭敏.带锯条临界进给力研究.机床与液压，200411 Chiang .C.-C. Huang,“ Experimental implementation of complex path tracking control for large robotic hydraulic excavators”, Int J Adv Manuf Tcchnol (2004) 23: 126-132