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联合收割机割台装配专用工装的设计

双击自动滚屏      作者:admin    发布时间:2012/5/13 阅读:65

1 工作原理
工装包括托架结构、液压系统、滑动系统以及支架四部分。通过托架托住联合收割机割台,通过升降油缸,将割台的高度调节到拖拉机挂接高度,再通过各种滑动系统的辅助行进, 将割台推至拖拉机挂接处,使割台与拖拉机挂接在一起。挂车完成后,通过升降油缸,降低托架的高度,使工装与割台分离, 通过槽轮将割台工装从联合收割机前方拉出,完成挂车工序。
2 托架结构设计
为了撑起割台, 托架结构前成一定倾斜角度且能小角度的活动,以撑在割台过桥处, 后端托起成圆弧状,托在割台低端弧状区域。
工装采用三点支撑割台,前支撑斜板为固定高度,两后支撑采用液压油缸,分别调节两个液压油缸的相对高度, 可以调节割台的左右相对高度;同时调节两液压缸高度, 即与前支柱的相对高度,可调整割台的前后高度;托架结构能在液压缸的作用下移动;四周的滑动轮在导向槽钢的导向作用下上下移动。除此之外,导向槽钢还有防止托架沿整体移动液压缸z 轴转动的作用。为了防止支撑液压缸前后转动, 在支撑块上焊接了一块50×30×3.0 的槽钢,并且使用U 型螺栓固定。为保证三点支撑点能稳定工作,在三者之间用加强筋加以固定。
3 传动设计
采用电动机、液压泵为动力源,油缸为动力输出装置,各种回转体的GD2 可查《机械设计手册》。
3.1 电动机选择
结合设计计算, 确定选用电动机型号为Y132S-8,各项参数为:功率:2.2kW,电流:5.8A,转速:700r / min, 效率:80.5%, 功率因数(cosΦ):0.71,堵转转矩/ 额定转矩:2.0N·m,堵转电流/ 额定电流:5.5A,最大转矩额定转矩:2.0 N·m。
3.2 液压油缸选择
根据液压油缸的特点以及生产实际要求,最终选用液压油缸作为动力输出装置, 以下是选用的液压缸以及其作用:
(1)二个支撑油缸(ZG 型)一个支撑柱:通过调节油缸的相对高低位置来调节割台在挂车时的水平位置。
(2)一个推进油缸(SG 型):在调节好位置后,将割台推进。
(3)一个上下移动油缸(ZG 型),割台挂车完成后,工装不能从割台底下抽出,所以安装一个能控制托架上下移动的油缸,降低工装整体高度;一个推拉油缸(SG 型),降低前支柱高度,然后从割台前方抽出。
3.3 阀类元件的选择
选择阀类元件应注意以下问题:
(1)应尽量选用标准定型产品,除非不得已时才自行设计专用件。
(2)阀类元件的规格主要根据流经该阀油液的最大压力和最大流量选取。选择溢流阀时,应按液压泵的最大流量选取;选择节流阀和调速阀时,应考虑其最小稳定流量满足机器低速性能的要求。
(3)一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些, 必要时允许通过阀的最大流量超过其额定流量的20%。
因此,结合实际以及计算,选出一个多路换向阀,型号为ZL22 型,以及两个三位四通阀,型号为34SO-L20HT。
4.1 液压缸的设计计算
4.1.1 初定液压缸工作压力液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定,此外,还需要考虑以下因素:
(1)各类设备的不同特点和使用场合。
(2)考虑经济和重量因素,压力选得低,则元件尺寸大,重量大;压力选得高一些,则元件尺寸小,重量小,但对元件的制造精度,密封性能要求高。按照负载选择,大概估计割台重量G1=7600N所以工作压力为1.5~2MPa, 托架重量G2=3400N,总重量G=G1+G2=11000N, 所以工作压力为2.5~3MPa。
查《液压元件手册》得出油缸的选型,如表1。
4.1.2 液压缸主要尺寸的计算
缸的有效面积和活塞杆直径, 可根据缸受力的平衡关系具体计算(以整体移动油缸为例): 选定了缸的工作压力p,即可确定缸径D,由公式A=π4D2,F=pA,所以:D= 4F姨πp = 4×11000姨π×16×106 =0.030m=30mm式中F———液压缸的理论输出力,N; P—供油压
力(MPa)。
4.1.3 液压缸长度L 及其它尺寸的确定
液压缸长度L 要综合考虑活塞长度、活塞最大行程、导向套长度、活塞杆密封长度及其它一些装置(如缓冲装置)长度后才能得出。其中,活塞长度B=(0.6~1)D,导向套长度C:当D﹤80mm 时,C=(0.6~1.5)D;当D≥40mm 时,C=(0.6~1)d 。一般液压缸缸体长度L 不大于缸内径D 的20 倍,故取L=160mm。
4.2 液压泵的设计计算
4.2.1 计算液压泵排量
液压泵排量根据下式决定:Vm=6.28T/ΔPmηmin(m3/r)=(6.28×2)/(16×0.9)=87ml/r式中T———液压泵的负载力矩,N·m;ΔPm———液压马达进出口压力差,N/m3;ηmin———液压马达的机械效率,一般齿轮和柱塞马达取0.9~0.95,叶片马达取0.8~0.9。
查《液压元件手册》,选用液压泵选用CB-E,其技术参数见表2。
4.2.2 计算液压泵所需流量液压的最大流量
qmax=vmnmax=210×40=8400 (ml/s),vm为液泵达排
量(ml/r);nmax为液压泵的最高转速(r/s)。
4.3 材料的校核计算
对比分析所选材料以及其作用, 最需校核的零件为撑板, 其材料为扁钢, 其侧面尺寸为100mm×40mm,长为1230mm,牌号为45。查《材料力学》得出E=210MPa 稳定安全因数为nst=8~10,σs=350MPa,σs=280MPa,受力分析如图2。将撑板简化成两端固定的铰支梁,μ=0.5λ1=π2Eσp 姨=86截面为矩形I= bh212 ;i= IA姨= h姨12 = 40
姨12=1.825,柔度为λ= μli = 0.5×1230
1.825 =337由于λ>λ1,所以可以用欧拉公式进行临界压
力计算:Fcr= π2EI(μl2) = π2×210×109Pa×1333mm3(0.5×12302mm2)=36.5kN>11kN所以满足稳定性要求。

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