三梁四柱式液壓壓力機的設(shè)計【含CAD圖紙和說明書】

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Hydraulic presses can be used for forging the workpiece, press-fit shaft parts , stamping process . Compared to mechanical presses, hydraulic presses higher work efficiency , work into faster, more packing capacity . This design is three beam four-post hydraulic presses, presses compared to other more compact structure , reasonable layout . Construction paper describes the structure and status of development of hydraulic presses, future trends , working principle and the machine. Hydraulic presses fuselage structure design and strength check to determine the form of the structure of the hydraulic press . The cylinder structure is designed for hydraulic presses , in the hydraulic system of the advantages and disadvantages of the analysis , the design of the hydraulic system of hydraulic presses . Then this basis, the choice of hydraulic system of hydraulic components, the analysis of the feasibility of the system , the completion of this design . And rendering the whole assembly drawing hydraulic presses , hydraulic pump station assembly drawings , assembly drawings and tank main part of the parts diagram . Keywords: hydraulic presses； hydraulic cylinders；hydraulic systems 目 錄 緒 論 1 1 液壓液壓壓力機的概述 2 1.1 液壓壓力機的工作原理 2 1.2 液壓壓力機的特點及分類 3 1.2.1液壓壓力機特點： 3 1.2.2液壓壓力機的分類 4 1.3液壓壓力機的結(jié)構(gòu)形式 4 1.4液壓壓力機的技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 5 2液壓壓力機的整機結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 2.1 液壓壓力機的基礎(chǔ)參數(shù)的確定 7 2.2 液壓壓力機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 7 2.3立柱強度的計算 8 2.4橫梁的強度和剛度計算 8 2.4.1上橫梁的強度的校核計算 8 2.4.2下橫梁的強度的校核計算 10 2.4.3活動衡量的強度的校核計算 11 3液壓壓力機液壓缸的設(shè)計 12 3.1液壓壓力機的設(shè)計參數(shù) 12 3.2液壓缸參數(shù)的確定 12 3.2.1液壓缸內(nèi)徑的計算 12 3.2.2活塞桿直徑的確定 13 3.3液壓缸缸筒的設(shè)計 13 3.3.1缸筒材料的選擇 13 3.3.2缸筒壁厚的計算 13 3.3.3壁厚強度的檢驗 14 3.4缸底和端蓋的計算和校核 14 3.4.1缸底的計算 14 3.4.2端蓋與缸筒連接處的強度校核 15 3.5活塞桿的設(shè)計 16 3.5.1活塞尺寸的選擇 16 3.5.2活塞桿尺寸的計算 16 3.6導(dǎo)向套的設(shè)計 17 3.6 緩沖裝置 18 3.7排氣裝置 19 4液壓壓力機液壓系統(tǒng)的設(shè)計 20 4.1液壓壓力機液壓裝置設(shè)計的目的意義 20 4.2液壓傳動系統(tǒng)的組成分類 20 4.3方向控制回路 21 4.4壓力控制回路 22 4.5速度控制回路 24 4.6液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計 25 4.7液壓系統(tǒng)元件的選擇 27 4.7.1液壓泵的選擇計算 27 4.7.2電機的選擇 28 4.7.3液壓閥的選擇 28 4.7.4管路的計算 29 4.7.5蓄能器的選擇 30 4.7.6 過濾器的選擇 31 5 泵站的結(jié)構(gòu)形式 33 5.1泵站的形式 33 5.2?液壓泵的安裝方式 34 5.3油箱的設(shè)計 34 5.3.1油箱的功能 34 5.3.2油箱的設(shè)計要點 34 5.3.3油箱的結(jié)構(gòu) 35 6 液壓壓力機振動故障的分析 37 6.1振動原因 37 6.2振動的解決方法 37 7 液壓壓力機的安裝使用和維護 39 7.1 液壓壓力機的正確安裝形式 39 7.2液壓壓力機的維護 39 參考文獻(xiàn) 40 翻譯部分 41 英文原文 41 中文譯文 50 致 謝 57 第 69 頁 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒 論 液壓傳動，又被稱為液壓傳動技術(shù)，是機械設(shè)備中進步速度最快的技術(shù)之一，特別是最近幾年來，隨著機電一體化等技術(shù)的發(fā)展，與計算機技術(shù)、微電子技術(shù)相結(jié)合，液壓傳動技術(shù)進入了一個新的飛速發(fā)展的階段。液壓傳動是以流體（液壓油）當(dāng)作工作介質(zhì)，進行能量的傳遞和控制的一種傳動方式。液壓傳動技術(shù)相對于機械傳動技術(shù)來說是一門新興的技術(shù)。帕斯卡原雖然從17世紀(jì)中葉就已經(jīng)提出靜壓傳遞原理（帕斯卡原理），且12世紀(jì)末期就已經(jīng)只在出世界上第一臺以水左位介質(zhì)的液壓壓力機，算起來已有幾百年的發(fā)展歷史，但是液壓傳動在工業(yè)上被廣泛的應(yīng)用和快速發(fā)展卻是進入20世紀(jì)中期以后了。二戰(zhàn)期間，由于軍事裝備迫切需要動作準(zhǔn)確、反應(yīng)迅速、輸出功率強大的液壓傳動和控制裝置，促使液壓技術(shù)飛速發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)轉(zhuǎn)入民用工業(yè)，在工程機械、塑料機械、汽車、船舶、機床、冶金機械等行業(yè)得到了飛速的發(fā)展和應(yīng)用。20世紀(jì)中后期，隨著空間技術(shù)、電子技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)滲透到了更加廣闊的領(lǐng)域。如今，液壓技術(shù)的采用程度已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一。比如，發(fā)達(dá)國家中成產(chǎn)工程機械中的95%、95%以上的自動化生產(chǎn)線、90%的數(shù)控加工中心都采用了此技術(shù)。 近年來，液壓傳動中各種元件的應(yīng)用數(shù)量急劇增加，系統(tǒng)集成化和元件小型化已經(jīng)稱為今后的發(fā)展趨勢。特別是隨著液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、傳感技術(shù)的密切結(jié)合，出現(xiàn)了許多諸如數(shù)字閥、電液比例控制閥、電業(yè)私服液壓缸等機電一體化的元器件，使液壓技術(shù)向高速、高壓、低噪聲、節(jié)能高效、高度集成化、長使用壽命等方面快速發(fā)展。液壓元件與液壓系統(tǒng)的CAD、CAT和計算機實時控制成為當(dāng)前液壓技術(shù)的發(fā)展方向。 1 液壓液壓壓力機的概述 1.1 液壓壓力機的工作原理 液壓壓力機是根據(jù)流體學(xué)中的帕斯卡原理研究制造出來的，它利用液體的壓力工作的機器。由于液體的流動性，封閉容器中的靜止流體的某一部分發(fā)生的壓強變化，將力大小不變地向各個方向傳遞。這就是說，在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓強將以等值同時傳到各點。這就是帕斯卡原理，或稱靜壓傳遞原理。帕斯卡原理如圖1-1所示： 圖1-1 帕斯卡原理示意圖 人們根據(jù)這個原理制造出了壓力機，壓力機原理如圖1-2所示： 圖1-2 壓力機原理示意圖 在一個連通器內(nèi)充滿油液，一面為受力面積為的小柱塞，另一面為受力面積為的大柱塞。兩柱塞與連通器連接處設(shè)有密封裝置，使其形成一個密閉的容器。依據(jù)帕斯卡原理，在小柱塞上施加外力時，作用在油液上的壓強為，由于壓力將會不變的傳遞到油液的每一個方向，并且其作用方向垂直于作用面。這樣就會在大柱塞的受力面上形成一個作用方向向上的壓強，其大小與小柱塞上的相同。大柱塞受到的向上的推力為。由此可見，只要增加大柱塞的受力面積，就可以獲得一個很大的力。其中，小柱塞就是液壓泵中的柱塞，大柱塞就是液壓壓力機中的液壓缸的柱塞。 1.2 液壓壓力機的特點及分類 液壓壓力機是一種以液體為工作介質(zhì)，用來傳遞能量以實現(xiàn)各種工藝的機器。液壓壓力機被廣泛應(yīng)用于機械工業(yè)的許多領(lǐng)域，例如在鍛壓（塑性加工）領(lǐng)域中，液壓壓力機被廣泛應(yīng)用于自由鍛造、模鍛、沖壓（板料成形）、擠壓、剪切、拉拔成形及超塑性成形等許多工藝中；而在機械工業(yè)的其他領(lǐng)域，液壓壓力機被應(yīng)用于粉末制品、塑料制品、磨料制品、金剛石成形、校正壓裝、打包、壓磚、橡膠注塑成形、海綿鈦加工、人造板熱壓，乃至炸藥模壓等十分廣泛的不同工業(yè)領(lǐng)域。近年來，隨著微電子技術(shù)、液壓技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，液壓壓力機有了更大的發(fā)展，其高技術(shù)含量增多，很多機型已采用CNC或PC機來控制，極大的提高了產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。 1.2.1液壓壓力機特點： 1、液壓機最大的特點是容易獲得最大的壓力。在鍛造過程中鍛錘是靠沖擊力打擊鍛件，因而會產(chǎn)生較強的振動。為了提高打擊效率和減輕振動，需要有很大的砧座和良好的地基，因而鍛錘不可能造得很大。曲柄壓力機是靠曲柄連桿機構(gòu)傳遞能量，由于受到曲柄連桿機構(gòu)強度的限制，一般只制造到100MN以下。液壓機利用靜壓力工作，不需要大的砧座和監(jiān)視的地基。由于采用了液壓傳動，其動力設(shè)備可以與主機分開，可以適當(dāng)加大柱塞的直徑或采用多缸聯(lián)合工作的方式來獲得更大的工作壓力。目前大型液壓機均已造到100MN以上。 2、由于液壓壓力機執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)簡單，具有靈活布置的特點，所以可以根據(jù)工藝要求來進行不同形式的安裝布置（垂直的、水平的、傾斜一定角度等）。 　　3、在活塞運行過程中的任意位置均可產(chǎn)生液壓壓力機額定的最大壓力。還可以長時間保持壓力，這對加工某些工件時，都是十分必要的。 　　4、活動梁的總的工作行程可以在一定的范圍內(nèi)任意的無級的改變，工作行程中的下方的轉(zhuǎn)換點也可以根據(jù)工件加工工藝的要求控制或改變。 　 5、滑塊（活動梁）的運行速度可以在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍相當(dāng)大，從而可以滿足加工工藝過程中對活動梁運行速度的不同要求。用液壓泵直接傳動時，活動梁的速度的控制調(diào)節(jié)與壓力及行程均無關(guān)。 　　6、可以用各種不同的閥的組合實現(xiàn)工藝過程中的不同程序，極方便的適應(yīng)了程序的多種變化，有利于于實現(xiàn)程序的控制及計算機的自動控制功能。 　　7、可以用各種閥的組合實現(xiàn)在一個工作循環(huán)中調(diào)壓或限壓功能，安全性能較好，不易超載，有利于保護模具。 　　8、工作中平穩(wěn)、振動小、撞擊輕和噪音較小，對工人的健康、廠房的設(shè)施、周圍的環(huán)境及設(shè)備本身的耐用度都有較大好處。 　　9、四柱式液壓液壓壓力機的工作行程中速度比較慢，每分鐘內(nèi)工作循環(huán)的次數(shù)不易提高。這原本是液壓壓力機的弱點，但近年來，隨著大功率的高壓、高速液壓泵的研究，液壓壓力機的快速性能已得到了很大提高。 不可避免，液壓壓力機也有某些缺點： 1、液壓壓力機采用液壓油液作為工作介質(zhì)，因此對液壓元器件的加工精度要求和安裝密封條件的要求較高。此外，無法避免的泄露會影響環(huán)境。 2、液壓壓力機的工作的速度相比其他設(shè)備較低。由于油液流動時產(chǎn)生的阻力損失，當(dāng)液壓壓力機高速的運動時，這種損失就變得更加明顯。所以液壓壓力機的最大的工作速度受到了限制。 總的來說，優(yōu)點還是主要的，其缺點將會隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展得到克服。液壓壓力機將會在以后的生產(chǎn)中占據(jù)越來越重要的地位，發(fā)揮越來越大的作用。 1.2.2液壓壓力機的分類 液壓壓力機按照機架的結(jié)構(gòu)形式可分為組合框架式、梁柱式、單臂式、整體框架式等。按照其功能用途又可分為鍛造液壓壓力機、手動液壓壓力機、一般用途液壓壓力機、沖壓液壓壓力機、層壓液壓壓力機、校正包裝液壓壓力機、壓制液壓壓力機、擠壓液壓壓力機、專用液壓壓力機、打包液壓壓力機等10余種類型。 1.3液壓壓力機的結(jié)構(gòu)形式 四柱液壓壓力機主要由主機、液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)三部分組成。其中主機包括工作臺、導(dǎo)柱、滑塊、上缸、頂出缸等結(jié)構(gòu)；液壓系統(tǒng)由控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、動力裝置、工作介質(zhì)等組成；電氣控制控制系統(tǒng)主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)、電器控制柜等組成。壓力機的結(jié)構(gòu)如圖1-3所示： 圖1-3 壓力機的結(jié)構(gòu)圖 1.4液壓壓力機的技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 由于液壓壓力機的整機結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)方面，發(fā)展比較成熟，國內(nèi)外液壓壓力機的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)等方面。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，為改進液壓壓力機的性能提供了條件。相比國外來講，國內(nèi)的機型雖然種類較多，但其技術(shù)含量相對而言較低，缺少技術(shù)含量較高的高檔機型，這與機電液集成化。一體化的發(fā)展方向不相適應(yīng)。 　　按照控制系統(tǒng)，國內(nèi)外的液壓壓力機產(chǎn)品中，液壓壓力機分為三種類型：一種是傳統(tǒng)型液壓壓力機，以繼電器為主控元件的；一種是可編程控制器的液壓壓力機；第三種是高性能液壓壓力機，采用工業(yè)控制計算機或者高級微處理機。不同類型的液壓壓力機功能各有不同，應(yīng)用范圍也各有差異。但總體的發(fā)展方向是智能化，高速化。下面是三種液壓壓力機的介紹： 　　1、采用繼電器的控制方式是傳統(tǒng)控制方式，這種液壓壓力機的電路結(jié)構(gòu)較簡單，技術(shù)要求比較低，成本不高，相應(yīng)的控制功能簡單，但適應(yīng)性不強。適用于加工一些餐具等加工精度要求不高且可以大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，也可以安裝在生產(chǎn)線中，或者可以單機作業(yè)。現(xiàn)在國內(nèi)仍有許多廠家生產(chǎn)此種的液壓壓力機，多為一些小型的工廠，主要用來生產(chǎn)一些生活用品。但國外的廠家只是保留了此種液壓壓力機的生產(chǎn)能力，主要生產(chǎn)的對象還是以下兩種技術(shù)含量相對較高的液壓壓力機型。 　　2、可編程控制器是以繼電器控制和計算機控制技術(shù)為基礎(chǔ)，研發(fā)出來的，并慢慢發(fā)展成以微型處理器作為核心，把計算機技術(shù)，自動化控制技術(shù)，通訊技術(shù)等技術(shù)融為一體地新型的工業(yè)自動化控制裝置?，F(xiàn)已經(jīng)被廣泛的采用在各種機械和自動化生產(chǎn)中。隨著科技的發(fā)展，可編程控制器將會具有更多的功能。剛開始的可編程序控制器只能進行簡單的邏輯控制功能，后來一些廠家對其進行改進，現(xiàn)在不但具有邏輯控制功能，還有模擬量控制功能。因此，采用可編程控制器是比繼電器更加高級的控制方式，它有更高的穩(wěn)定性和靈活性，但相比工業(yè)控制計算機，仍有許多不足?，F(xiàn)在，一些國內(nèi)廠家已經(jīng)開始生產(chǎn)此種液壓壓力機，比如，江蘇中凌公司生產(chǎn)的液壓壓力機就采用PLC控制，國外的如丹麥的一家公司就采用西門子公司生產(chǎn)的PLC作為液壓壓力機控制器。 3、采用高級微處理機控制方式是技術(shù)含量高的控制方式，它要求計算機控制技術(shù)比較成熟。以單片機或者小型工業(yè)計算機作為主控單元，通過外圍A/D轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換電路或數(shù)字閥等實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的直接控制，同時應(yīng)用不同的傳感器組合成控制電路。這種控制方式控制精準(zhǔn)，主要特點如下： 　?、俨僮骱唵?，人機交互性良好。如：可以通過液壓壓力機的控制面板輸入索要控制的參數(shù)，降低了勞動強度，加快了生產(chǎn)的進度。 ②控制精度高。采用數(shù)字控制，通過輸入的參數(shù)來控制液壓壓力機的工作行程，達(dá)到精準(zhǔn)控制的目的。 　?、?生產(chǎn)高速化，提高了生產(chǎn)率，如采用此種方式控制的江蘇中凌公司，生產(chǎn)效率提高了40%。 　　④單獨控制某個參數(shù)，比如壓力，速度等。 目前，國外許多廠家都采用高級微處理機控制方式的液壓壓力機產(chǎn)品，采用這種方式，生產(chǎn)效率大幅度提高，控制性能比前兩種方式更強。但是在國內(nèi)，極少采用這種控制方式，比較成熟的產(chǎn)品采用的都是可編程控制器控制的。 液壓壓力機的主機和液壓系統(tǒng)這兩部分，由于技術(shù)已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)外并無太大差距，主要的區(qū)別在于工藝的水平和安裝方面。在油路結(jié)構(gòu)上，都趨向于集成化，模塊化，封閉式的設(shè)計。疊加閥，插裝閥和復(fù)合化元件的出現(xiàn)，是液壓系統(tǒng)的功能更加強大。 液壓壓力機的發(fā)展趨勢： （1）高速，高效，低耗。提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。 　?。?）機、電、液一體化。利用機械電子技術(shù)使液壓系統(tǒng)更加完善。 　?。?）智能化，自動化。使以后的液壓壓力機不但具有加工功能，還有具有系統(tǒng)自我診斷功能。 　?。?）液壓元件標(biāo)準(zhǔn)化，集成化。標(biāo)準(zhǔn)化的液壓元件可以減少浪費，便于液壓元件的更換和采購，集成化的液壓元件降低了成本，減少空間的浪費和油路中的油液的損失。 2液壓壓力機的整機結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 液壓壓力機的基礎(chǔ)參數(shù)的確定 本次論文是的目的是將一個直徑為100mm的軸與齒輪裝配在一起，計算所需的壓力，根據(jù)得出的數(shù)據(jù)，作為液壓壓力機設(shè)計的初始設(shè)計參數(shù)。已知齒輪的外徑為150mm，厚度為80mm，軸和齒輪的材料均為45號鋼，最大過盈量為0.05mm。 所需要的壓力為： （2-1） （2-2） 式中為包容件外徑， 為結(jié)合直徑， 是泊松系數(shù)， 是被包容件內(nèi)徑，此次為實心軸，取值為， （2-3） （2-4） 液壓壓力機的壓力規(guī)格應(yīng)為計算出的壓力的3，，選用。 2.2 液壓壓力機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 液壓壓力機的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該遵循以下幾個原則： 1、液壓壓力機要便于操作，而且制造的工藝要求要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)； 2、液壓壓力機的整體結(jié)構(gòu)的強度和剛度要達(dá)到要求，使用要可靠，而且不易受到損壞； 3、成本要低，維修方便，重量輕，具有良好的經(jīng)濟性。 此次設(shè)計的液壓壓力機采用的是三梁四柱式，它是由上、下兩個橫梁，活動橫梁和四根立柱組成一個封閉式的框架。框架受到的力主要是工作載荷，自身的重力相對于工作載荷可以忽略不計。液壓缸通過螺栓固定在上橫梁上，活動橫梁以四根立柱為導(dǎo)向，上下往復(fù)運動。液壓缸中的活塞桿通過導(dǎo)向盤與活動橫梁固定在一起?；顒訖M梁下面為上工作臺，下工作臺則與下橫梁安裝在一起。下橫梁下面則是一個底座，底座可以通過固定裝置固定在地面或者其他位置。立柱之間的距離可以根據(jù)工作要求和下橫梁的尺寸確定?；顒訖M梁的上下活動距離由液壓壓力機的工作行程決定。此次設(shè)計中取的液壓壓力機的工作行程為500mm。壓力油進入液壓缸上部，對活塞施加一個很大的力，推動活塞桿向下運動，活塞桿下端與活動橫梁連接在一起，帶動活動橫梁向下運動，放在兩工作臺之間的工件受到壓力，產(chǎn)生塑形變形并維持一定的時間，使工件達(dá)到預(yù)期的效果，完成加工的過程。 2.3立柱強度的計算 上、下橫梁與四根立柱組成一個封閉式的框架，液壓壓力機工作時，立柱不但受到軸向的拉力，有時還會受到彎矩和橫向側(cè)推力（偏心加載時），使受力情況復(fù)雜多變。還由于超靜定問題，小型液壓壓力機在工作過程中經(jīng)常性的反復(fù)多次加載，會使機架劇烈震動，在立柱強度的計算時，都應(yīng)該將這些問題考慮在內(nèi)，所以會很復(fù)雜，困難度較大，所以本次設(shè)計采用近似計算來設(shè)計立柱的大小及強度校核。 根據(jù)立柱的工作環(huán)境和以前的經(jīng)驗，立柱的材料選用45號鋼，，取安全系數(shù)n=5，則 （2-5） 每根立柱所受到得力為 （2-6） （2-7） 求得D=62.6mm 考慮到實際中的諸多因素，選取D=65mm。 所以，立柱的直徑為65mm。參照現(xiàn)實中液壓壓力機立柱的尺寸，選擇立柱的長度為800mm。 2.4橫梁的強度和剛度計算 設(shè)計出來的橫梁雖然是箱體形狀，但是在進行初始設(shè)計時，仍然可以將其簡化成簡支梁，對其進行近似計算。 2.4.1上橫梁的強度的校核計算 根據(jù)實際中的一些液壓壓力機的尺寸，選取上橫梁的高度=100： 上橫梁的受力分析示意圖如圖2-1所示： 圖2-1 上橫梁受力圖 根據(jù)最大彎矩的計算公式： (2-8) 將數(shù)據(jù)帶入公式(2-8)得： 對于一下變形量不大的支梁，主要計算的是中心截面處的強度，即最大的彎矩處： (2-9) 是最大的彎矩； 是計算的截面處的慣性矩， (2-10) 是計算最外點到截面處形心的距離； 是材料的許用應(yīng)力，橫梁的材料選用鑄鋼， 。 將數(shù)據(jù)帶入公式（2-9）得： 立柱承受了上橫梁的主要的剪切應(yīng)力，截面可以近似的看成是一個矩形截面，其厚度是，高度是，形心軸處的剪切應(yīng)力是最大的： （2-11） 是矩形截面所受到的剪力； 是剪切許用應(yīng)力，選用的鑄鋼的。 將數(shù)據(jù)代入計算公式（2-11）求得： 根據(jù)計算結(jié)果，得出上橫梁的許用應(yīng)力和剪切應(yīng)力都合格，它的強度和剪應(yīng)力強度都可以用作液壓壓力機的使用。 2.4.2下橫梁的強度的校核計算 下橫梁結(jié)構(gòu)根上橫梁的結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)實際中液壓壓力機的下橫梁的尺寸，選取下橫梁的高度為。 下橫梁的受力分析如圖2-2所示： 圖2-2下橫梁受力圖 根據(jù)均布載荷的計算公式進行計算。 （2-12） 其中 （2-13） 則中心處截面的強度應(yīng)該符合： （2-14） 將數(shù)據(jù)代入（2-14）中計算得： 截面形心處的剪切應(yīng)力應(yīng)該滿足： （2-15） 代入（2-15）計算得： 根據(jù)計算結(jié)果，得出下橫梁的許用應(yīng)力和剪切應(yīng)力都合格，它的強度和剪應(yīng)力強度都可以用作液壓壓力機的使用。 2.4.3活動衡量的強度的校核計算 活動橫梁結(jié)構(gòu)如下圖2-3所示，選取的活動橫梁的高度為h=250mm： 圖2-3活動橫梁結(jié)構(gòu) 受力分析如圖2-4所示： 圖2-4活動橫梁受力圖 最大彎矩計算式： （2-16） 截面處強度： （2-17） 將數(shù)據(jù)代入公式（2-17）計算得： 下橫梁符合液壓壓力機的要求。 3液壓壓力機液壓缸的設(shè)計 3.1液壓壓力機的設(shè)計參數(shù) 系統(tǒng)的初選壓力，液壓缸的工作行程為，液壓缸的公進速度為，快進的速度是。 設(shè)計的要求應(yīng)該滿足以下幾點： 1、系統(tǒng)要產(chǎn)生足夠大的壓力，壓力要 2、系統(tǒng)要有良好的密封性，液壓壓力機在工作的過程中有保壓延時的部分，要求不能因為泄漏而使其壓力達(dá)不到工件的加工要求。 3、要盡量簡化結(jié)構(gòu)，減少不必要的部分，使其經(jīng)濟性最大化。 4、在工作過程中要減少對外界環(huán)境的污染。 3.2液壓缸參數(shù)的確定 液壓壓力機屬于高壓機械，其工作壓力一般在之間，本論文中取液壓壓力機的系統(tǒng)工作壓力為對液壓缸的負(fù)載進行分析，發(fā)現(xiàn)主要受到摩擦阻力，慣性阻力，密封阻力和背壓阻力。摩擦阻力相對于液壓缸的重力和工作時的壓制力來說，可以忽略不計。并且液壓缸屬于慢速型的機械，其慣性阻力也可以忽略不計。 對于密封壓力，將其考慮在液壓缸的機械效率中，暫取液壓缸的機械效率 3.2.1液壓缸內(nèi)徑的計算 由上面知，系統(tǒng)的壓力為，求得液壓壓力機對工件的壓制力為 （3-1） 并且由于 （3-2） 求得 根據(jù) （3-3） 求得 查詢機械設(shè)計手冊中液壓缸直徑的標(biāo)準(zhǔn)，選取液壓缸的直徑為D=100mm。 3.2.2活塞桿直徑的確定 根據(jù)機械設(shè)計手冊中速比的取值范圍表， 表3-1速比取值范圍表 公稱壓力（MPa） 1.33 2 選取 ， 根據(jù)公式 （3-4） 求得 根據(jù)設(shè)計手冊，選取活塞桿的直徑。計算液壓缸的有效面積， 無桿腔的面積為 （3-5） 有桿腔的面積為 （3-6） 3.3液壓缸缸筒的設(shè)計 3.3.1缸筒材料的選擇 根據(jù)實際經(jīng)驗和機械設(shè)計手冊中的標(biāo)準(zhǔn)，選取缸筒的材料為45號鋼。其許用應(yīng)力為，安全系數(shù)取，安全系數(shù)取， 求得 （3-7） 3.3.2缸筒壁厚的計算 根據(jù)下面公式計算材料的強度極限 （3-8） 帶入公式（3-8）求得 因為 （3-9） 屬于薄壁筒，計算出的壁厚必須滿足按照薄壁筒的標(biāo)準(zhǔn)計算出來的最小壁厚，即壁厚要大于或者等于最小壁厚： （3-10） 根據(jù)算出的結(jié)果，選取機械設(shè)計手冊中的標(biāo)準(zhǔn)值，取壁厚為，所以液壓缸的外徑為： （3-11） 3.3.3壁厚強度的檢驗 為了避免液壓缸在工作時受到外力的影響而發(fā)生塑性變形，額定壓力應(yīng)該滿足： 其中 （3-12） 求得 因為 所以壁厚能夠滿足液壓缸的工作要求。 3.4缸底和端蓋的計算和校核 3.4.1缸底的計算 缸底選取的是平缸底，厚度應(yīng)該滿足 （3-13） 取100mm，為實驗壓力， 求得 由于考慮到其他影響因素，所以選取的缸底的厚度為40mm。 3.4.2端蓋與缸筒連接處的強度校核 端蓋與缸筒的連接方式選取的是法蘭連接方式。這種連接方式結(jié)構(gòu)較簡單，容易加工、安裝和卸載，使用度廣泛。 圖3-1法蘭連接方式 螺紋連接處的拉應(yīng)力計算： （3-14） 是承受的最大力 是液壓缸缸筒內(nèi)徑 是連接螺紋外徑 是擰緊螺紋的系數(shù)，不變載荷取，變載荷取 將數(shù)據(jù)代入得 螺紋處的剪切應(yīng)力 （3-15） 式中——螺紋連接的摩擦系數(shù)，平均值取=0.12 代入數(shù)值得 合成應(yīng)力 (3-16) 許用應(yīng)力 （3-17） 代入數(shù)值得 所以連接處的強度符合要求。 3.5活塞桿的設(shè)計 3.5.1活塞尺寸的選擇 活塞的寬度一般根據(jù)活塞外徑確定，其值一般為外徑的此次設(shè)計取活塞的寬度為80活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu)選取的是型密封圈。這種密封圈耐高壓，耐磨性能比較好，低溫下的工作性能優(yōu)異，正在逐漸得到廣泛應(yīng)用。 圖3-2 活塞結(jié)構(gòu) 3.5.2活塞桿尺寸的計算 活塞桿的材料選用的是45號鋼，算上缸底和端蓋的厚度以及連接處的厚度，確定活塞桿的長度為800?；钊麠U的強度要滿足下面的公式： (3-18) P為系統(tǒng)壓力，為25MPa。D是液壓缸的內(nèi)徑，d是活塞桿的直徑，。 求得 所以活塞桿的強度符合要求，能夠承受液壓缸的壓力。 3.6導(dǎo)向套的設(shè)計 一般情況下，液壓缸的最小導(dǎo)向長度滿足下面公示： (3-19) 求得 因此選取導(dǎo)向套的長度取 確定導(dǎo)向套的長度為80mm。 液壓缸的導(dǎo)向套起支撐作用。在液壓缸桿在伸出過程中，使液壓缸活塞與缸筒內(nèi)表面保持面接觸。液壓缸行程越長，導(dǎo)向套越長。 導(dǎo)向套如圖3-3所示： 圖3-3導(dǎo)向套結(jié)構(gòu) 導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)分類： 1、普通導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套安裝在支撐座或端蓋上，油槽內(nèi)的壓力油起潤滑作用并可以張開密封圈唇邊而起密封作用。 2、易拆導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套用螺釘或者螺紋固定在端蓋上。當(dāng)導(dǎo)向套和密封圈磨損而需要更換時，不必拆卸端蓋和活塞桿就能進行，維修十分方便。它適用于工作條件惡劣，需經(jīng)常更換導(dǎo)向套和密封圈而又不允許拆卸液壓缸的情況下。 3、球面導(dǎo)向套 這種導(dǎo)向套的外球面與端蓋接觸，當(dāng)活塞桿受一偏心負(fù)載而引起方向偏斜時，導(dǎo)向套可以自動調(diào)位，使導(dǎo)向套軸線始終與運動方向一致，不產(chǎn)生“憋勁”現(xiàn)象。這樣，不僅保證了活塞桿的順利工作，而且導(dǎo)向套的內(nèi)控磨損也比較均勻。 4、靜壓導(dǎo)向套 活塞桿往復(fù)運動頻率高、速度快、震動大的液壓缸。它可以采用靜壓導(dǎo)向套。由于活塞桿與導(dǎo)向套之間有壓力油膜，不存在它們之間的直接接觸，而是在壓力油中浮動，所以摩擦系數(shù)小、無磨損、剛性好、能吸收震動、同心度高，但制造復(fù)雜，要有專用的靜壓系統(tǒng)。本次選用的是普通導(dǎo)向套。 3.6 緩沖裝置 活塞桿在也壓力的驅(qū)動下運動，運動時產(chǎn)生很大的動能，在活塞桿運動到液壓缸缸底時，會產(chǎn)生機械碰撞，造成很大的噪聲和沖擊，這個沖擊的壓力大約為額定工作壓力的兩倍，如果不采取措施，將會嚴(yán)重影響液壓缸的強度，甚至?xí)绊懙秸麄€液壓系統(tǒng)的正常工作。采用緩沖裝置么就很好的避免了這種現(xiàn)象，可以防止活塞桿對液壓缸的沖擊，延長液壓缸的使用壽命和提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 液壓缸的活塞桿具有一定的質(zhì)量，在液壓力的驅(qū)動下運動時具有很大的動量。在他們的行程終端，當(dāng)桿頭進入液壓缸的端蓋和缸底部分時，會引起機械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊壓力和噪聲。采用緩沖裝置，就是為了避免這種機械碰撞，緩沖裝置的工作原理是使液壓缸低壓腔內(nèi)油液通過節(jié)流把動能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。緩沖裝置的一般技術(shù)要求為： 1、緩沖裝置要能以較短的緩沖行程吸收最大的動能； 2、緩沖過程中盡量避免出現(xiàn)壓力脈沖及過高的緩沖腔壓力峰值，是壓力變化為漸變過程； 3、緩沖腔內(nèi)壓力峰值應(yīng)為； 4、動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁褂鸵簻囟壬仙龝r，油液的最高溫度不能超過密封件的允許極限。 緩沖閥的樣品如圖3-4所示： 圖3-4緩沖裝置 3.7排氣裝置 如果沒有排氣裝置或者排氣裝置安裝設(shè)置不好，會造成壓力油進入液壓缸后，缸內(nèi)仍然存在氣體，并且其體具有可壓縮性和滯后擴張性，會造成整個液壓壓力機的液壓系統(tǒng)在工作中發(fā)生震顫，嚴(yán)重的影響液壓缸的正常工作。為了避免這種現(xiàn)象，液壓缸必須裝有排氣裝置。排氣裝置如圖3-5所示： 圖3-5 排氣裝置結(jié)構(gòu) 4液壓壓力機液壓系統(tǒng)的設(shè)計 4.1液壓壓力機液壓裝置設(shè)計的目的意義 液壓系統(tǒng)的整個設(shè)計流程實質(zhì)上分為兩大部分；一是系統(tǒng)的功能原理設(shè)計（包括功能設(shè)計、組成元件設(shè)計和液壓系統(tǒng)計算等3個環(huán)節(jié)）；二是系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計（包括液壓裝置及電氣控制裝置的設(shè)計）。液壓裝置設(shè)計（泛指液壓系統(tǒng)中需自行設(shè)計的那些零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計的統(tǒng)稱）的目的在于選擇確定元/輔件的鏈接接配方案、具體結(jié)構(gòu)，設(shè)計和繪制液壓系統(tǒng)產(chǎn)品工作圖樣，并編制結(jié)束文件，為制造、組裝和調(diào)試液壓系統(tǒng)提供依據(jù)。電氣控制裝置是實現(xiàn)液壓裝置工作控制的重要部分，盡管電氣控制的設(shè)計超出了液壓專業(yè)的范圍，但卻是液壓系統(tǒng)設(shè)計中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。電氣控制裝置設(shè)計在于根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作節(jié)拍或電磁鐵動作順序表，確定相應(yīng)的控制電路、選擇電氣控制器件并設(shè)計其控制柜 所設(shè)計和繪制的液壓系統(tǒng)產(chǎn)品工作圖樣包括液壓裝置及其部件的裝配圖、非標(biāo)準(zhǔn)零部件的工作圖記液壓系統(tǒng)原理與、系統(tǒng)外形圖、安裝圖、管路布置圖，電氣原理圖、自制零件明細(xì)表、標(biāo)準(zhǔn)液壓元件及標(biāo)準(zhǔn)連接件、外購件明細(xì)表、備料清單、設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計計算書、使用說明書、安裝試車要求等技術(shù)文件 液壓裝置設(shè)計時液壓系統(tǒng)功能原理設(shè)計的延續(xù)和結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，可以說也是整個液壓系統(tǒng)設(shè)計過程的歸宿。事實上，一個液壓系統(tǒng)能否可靠有效的運行，在很大程度上取決于液壓裝置設(shè)計的質(zhì)量的優(yōu)劣，從而使液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計在整個液壓系統(tǒng)設(shè)計過程中成為一個相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，故設(shè)計者必須給予足夠重視 4.2液壓傳動系統(tǒng)的組成分類 液壓傳動系統(tǒng)主要由五部分組成，能源裝置，執(zhí)行元件，控制元件，輔助元件和工作介質(zhì)。能源裝置采用的是柱塞泵；執(zhí)行元件是將壓力能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置，這次設(shè)計中用的是液壓缸；控制元件有方向控制，壓力控制，速度控制。完成這些功能采用的是各種閥，包括溢流閥，換向閥，壓力閥等等；輔助元件包括蓄能器，空氣過濾器等，在液壓系統(tǒng)中起到輔助的功能。 液壓機液壓系統(tǒng)分類可以按如下方法進行分類： 1、按液流循環(huán)方式不同，液壓系統(tǒng)可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)，一個開式系統(tǒng)，液壓泵從油箱吸油，經(jīng)節(jié)流閥、換向閥進入液壓缸或液壓馬達(dá)，液壓缸或液壓馬達(dá)的回油徘徊油箱，工作液在油箱中冷卻及沉淀后再進行工作循環(huán)，一個閉式系統(tǒng)，液壓泵的吸油管路直接與液壓馬達(dá)的回油管路相連通，形成一個閉合回路，補油泵經(jīng)單向閥補償系統(tǒng)中各液壓元件的泄漏損失 2、按工作特征不同，液壓系統(tǒng)可分為液壓傳動系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。前者以傳遞動力為主，以信息傳遞為次，追求傳動性的完善。后者則以傳遞信息為主，以傳遞動力為次，追求控制特性的完善。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和現(xiàn)在機械設(shè)備技術(shù)性能要求的不斷提高，這種分類方法并非絕對的。因為現(xiàn)代接卸設(shè)備（如兵器、數(shù)控機床和航空航天設(shè)備等）的動力傳遞和控制指標(biāo)都恨重要，所以其液壓傳動系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)在具體結(jié)構(gòu)上往往融為一體，這時就很難斷定這樣的系統(tǒng)是傳動系統(tǒng)或控制系統(tǒng) 3、按執(zhí)行器的速度控制與調(diào)節(jié)方式不同，液壓系統(tǒng)可分為閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)。前者通過改變閥的節(jié)流口開度控制流量，從而控制執(zhí)行器的速度。后再通過改變泵的排量來控制流量，從而控制速度。一般而言，閥控制系統(tǒng)效率較低；而泵控系統(tǒng)效率較高 另外，還可以根據(jù)主換向閥在中位時液壓泵的工作狀態(tài)，系統(tǒng)的應(yīng)用場合等進行分類 液壓壓力機的工作過程為空載快速下行原位停止。液壓壓力機在工作中壓力油的壓力很高，并且泵的流量很大，所以采用的是柱塞泵。 4.3方向控制回路 向控制回路主要是控制液壓系統(tǒng)油路中液流的通、斷或流向。實現(xiàn)方向控制的基本方法有閥控、泵控和執(zhí)行器控制。該液壓機采用方向控制閥來改變液流方向或?qū)嵤┩?、斷流。該液壓機主要包含換向回路和鎖緊回路。 液壓機在工作過程中，主要實現(xiàn)“空載下行—工進—回程”這三個過程，回程時需要換向。該液壓機為通用性小型液壓機，加工次數(shù)較多，換向較為頻繁，換向精度和平穩(wěn)性要求較高，故采用電液換向閥。 鎖緊回路通過液控單向閥和電液換向閥組成的回路來實現(xiàn)，其回路如圖4-1所示。 圖4-1 鎖緊回路原理圖 4.4壓力控制回路 壓力控制回路的作用主要是控制液壓系統(tǒng)整體或某部分的壓力，以使執(zhí)行元件獲得所需的力或力矩、或保持受力狀態(tài)的回路。該液壓機液壓系統(tǒng)圖主要包含了限壓、調(diào)壓、卸荷、保壓、平衡回路。 4.4.1壓力限定回路 在壓力限定回路中，用安全閥來限定系統(tǒng)的最大工作壓力，防止系統(tǒng)過載，對系統(tǒng)和元件起保護作用。當(dāng)系統(tǒng)正常工作（不過載）時，安全閥處于常閉狀態(tài)。圖4-2是一種限壓回路，系統(tǒng)需要的流量由變量泵調(diào)節(jié)，沒有多余的油液溢流，因此溢流閥3的閥口常閉。只有當(dāng)系統(tǒng)過載，超過系統(tǒng)限定的最大工作壓力時，溢流閥才開啟卸載，以保護液壓泵及系統(tǒng)的安全。溢流閥在此系統(tǒng)中實際就起安全保護閥的作用。 圖4—2 限壓回路 1、變量泵； 2、液壓缸；3、溢流閥； 4.4.2壓力調(diào)定回路 在壓力調(diào)定回路中，溢流閥呈常開狀態(tài)，起溢流和維持回路壓力恒定作用。圖4—3即為一種調(diào)壓回路。 圖4—3 調(diào)壓回路 1、定量泵； 2、節(jié)流閥； 3、溢流閥 系統(tǒng)中需要的流量為Q1,由節(jié)流閥2調(diào)節(jié)，一般QB>Q1，油液在節(jié)流閥前受阻，致使液壓泵出口管道系統(tǒng)的壓力增高，達(dá)到溢流閥3的調(diào)定壓力時，溢流閥開啟，有溢流量Q2流過?；芈返膲毫恳缌鏖y調(diào)定，并在不斷的溢流過程中保持回路的壓力基本穩(wěn)定。 4.4.3壓力卸荷回路 卸荷回路的功能是在液壓泵驅(qū)動電機不需要頻繁啟閉的情況下，使液壓泵在零壓或很低壓力下運行，以減少功率損耗，降低系統(tǒng)發(fā)熱，延長液壓泵和電機的使用壽命。該液壓機采用電液換向閥的卸荷回路，如圖4—4所示：這是一種采用電液換向閥卸荷的回路。由圖可見，換向閥在中位時，液壓缸不工作，油泵排出的油液經(jīng)換向閥中位在幾乎無負(fù)載的狀態(tài)下流回油箱。這種卸荷方式結(jié)構(gòu)簡單，液壓泵在極低壓力下運轉(zhuǎn)，切換時壓力沖擊也較小，故采用較為廣泛。卸荷回路原理圖如圖4-4所示。 圖4—4 卸荷回路 1、定量泵；2、溢流閥；3；電液換向閥；4、液壓缸 4.4.4保壓回路 保壓回路的功用是使系統(tǒng)在液壓缸不動或僅有微小的位移下穩(wěn)定地維持住壓力。最簡單的保壓回路是使用密封性能較好的液控單向閥的回路。但是閥類元件處的泄露使這種回路的保壓時間不能維持很久。常用圖4-5所示的一種采用液控?fù)Q向閥和電接觸式壓力表的自動補油式保壓回路。 圖4—5 保壓回路 1、溢流閥；2、換向閥；3、液控單向閥；4、電接觸式壓力表 其工作原理為：當(dāng)換向閥2接入回路時，液壓缸上腔成為壓力腔，在壓力達(dá)到預(yù)定上限值時，電接觸式壓力表4發(fā)出信號，使換向閥切換成中位，液壓泵卸荷，液壓缸由液控單向閥3保壓。當(dāng)液壓缸上腔壓力下降到預(yù)定下限值時，電接觸式壓力表又發(fā)出信號，使換向閥左位接入回路，這時液壓泵給液壓缸上腔補油，使其壓力回升。這種回路保壓時間長，壓力穩(wěn)定性高，適用于保壓性能較高的高壓系統(tǒng)。 4.5速度控制回路 調(diào)速回路分為節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速、容積節(jié)流調(diào)速。每種調(diào)速回路都有自己的特點，圖4-6表示三種回路的原理圖： 圖4-6速度控制回路 (a)節(jié)流調(diào)速 （b）容積調(diào)速 (c) 容積節(jié)流調(diào)速 三種調(diào)速回路都有自己的原理和優(yōu)點，如表4-1所示： 表4-1三種調(diào)速回路的原理及特點 回路方式 節(jié)流調(diào)速 容積調(diào)速 容積節(jié)流調(diào)速 工作原理 通過改變回路中的流量控制閥的通流截面積的大小來控制流入執(zhí)行器或流出執(zhí)行器的流量，以調(diào)節(jié)速度。 通過改變回路中液壓泵或馬達(dá)的輸出或輸入流量來實現(xiàn).調(diào)速。 采用壓力補償變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)進入或流出液壓缸的流量來控制其運動速度。 特點 結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，工作可靠，調(diào)速范圍大，使用維護方便；能量損失大，發(fā)熱大，效率低，負(fù)載特性差；主要用于小功率和負(fù)載變化小的場合。 避免了溢流能量損失，效率高，不易發(fā)熱，；造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；主要用于大功率場合。 沒有溢流損失，效率高，速度穩(wěn)定性好；主要用于執(zhí)行器調(diào)速范圍較大的中小功率液壓系統(tǒng)。 圖4—6（a）所示，定量泵輸出的流量不變，節(jié)流閥通過改變其通流截面，可以在較大范圍內(nèi)改變液阻，從而改變進入液壓缸的流量，調(diào)節(jié)液壓缸的速度。 圖4—6（b）所示，變量泵的流量可以隨時調(diào)節(jié)，通過改變其流量以此來達(dá)到改變液壓缸速度的目的。 圖4—6（c）為一個壓力反饋式變量柱塞泵和節(jié)流閥構(gòu)成的容積節(jié)流調(diào)速回路。當(dāng)液壓缸工進時，速度可由節(jié)流閥調(diào)定，壓力反饋式變量泵的輸出流量與液壓缸速度相適應(yīng)。 考慮到液壓機工作時所需功率大，故采用容積調(diào)速方式，本液壓機采用泵—缸式。 4.6液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計 根據(jù)液壓壓力機所要達(dá)到的功能，設(shè)計出液壓壓力機的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)以壓力控制為主，系統(tǒng)壓力高，流量大，功率大，尤其要注意如何提高系統(tǒng)效率和防止產(chǎn)生液壓沖擊。 此次設(shè)計的液壓系統(tǒng)需要完成的動作包括快速下行、慢速加壓、保壓延時、快速回程、原位停止等。圖4-7為液壓系統(tǒng)的原理圖： 圖4-7液壓系統(tǒng)原理圖 1、過濾器 ；2、液壓泵；3、溢流閥；4、溢流閥；5、遠(yuǎn)程調(diào)壓閥；6、電液換向閥； 7、壓力繼電器；8、電磁換向閥；9、液控單向閥；10、背壓閥（順序閥）； 11、順序閥；12、液控滑閥；13、單向閥；14、充液閥；15、油箱；16、液壓缸； 17、壓力表 系統(tǒng)控制功能的實現(xiàn)： 1、啟動：電機啟動時，系統(tǒng)中的全部換向閥的電磁鐵處于斷電狀態(tài)，從泵中輸出的壓力油直接通過電液換向閥6（中位）回到油箱，泵空載啟動。 2、缸體快速下行：電磁鐵1Y及3Y通電，閥6換至右位，控制油經(jīng)閥8（右位），打開液控單向閥9。 進油路：泵1----換向閥6右位----換向閥13----液壓缸16上腔 回油路：液壓缸16下腔----液控單向閥9----換向閥6右位---油箱 液壓缸滑塊在自重作用下迅速下降，上腔形成負(fù)壓，上部油箱15的油液經(jīng)液控單向閥14（充液閥）進入上腔。 3、慢速下降及工作加壓：活動橫梁降至一定位置時，觸動行程開關(guān)2S，使3Y斷電，閥8處于原位，液控單向閥9關(guān)閉。液壓缸下腔油液經(jīng)背壓閥10，閥6右位回油箱。這時，上腔壓力升高，充液閥14關(guān)閉。液壓缸在泵1供給的壓力油作用下慢速接近工件。當(dāng)液壓缸滑塊接觸工件后，阻力急劇增加，上腔壓力進一步提高，泵1的輸出流量自動減少。 4、保壓： 當(dāng)液壓缸上腔壓力達(dá)到預(yù)定值時，壓力繼電器7發(fā)出信號，使電磁鐵1Y失電，閥6回中位，液壓缸的上、下腔封閉，單向閥13和充液閥14的錐面保證了液壓缸良好的密封性，使液壓缸上腔保壓，保壓時間由壓力繼電器7控制的時間繼電器調(diào)整。保壓期間，泵1經(jīng)閥6的中位接在。 5、卸壓回程： 電磁鐵2Y通電，閥6換至左位。由于液壓缸上腔壓力很高，液動滑閥12處于上位，壓力油經(jīng)閥6（左位）及閥12上位使外控順序閥11開啟。此時泵1輸出油液經(jīng)順序閥11回油箱。泵1在低壓下工作，此壓力不足以打開充液閥14的主閥芯，而是先打開閥14中的卸載閥芯，使液壓缸上腔油液經(jīng)此卸載閥閥口泄回上部油箱15，壓力逐漸降低。 當(dāng)上缸上腔壓力泄至一定值后，液動滑閥12回到下位，外控順序閥11關(guān)閉，泵1供油壓力升高，閥14完全打開，此時油液流動情況為 進油路：泵1----換向閥6左位----液控單向閥9----液壓缸上腔 回油路：液壓缸上腔----充液閥14----上部油箱15.實現(xiàn)主缸快速回程。 6、上缸原位停止：當(dāng)上缸滑塊上升至觸動行程開關(guān)1S，電磁鐵2Y失電，閥6處于中位，液控單向閥將液壓缸下腔封閉，液壓缸原位停止不動。泵1輸出油經(jīng)閥6中位回油箱，泵卸載。 表4-1即為電磁鐵動作順序表。 表4-1 電磁鐵動作順序表 動作程序 1Y 2Y 3Y 快速下行 + + 慢速加壓 + 保壓 泄壓回程 + 停止 4.7液壓系統(tǒng)元件的選擇 4.7.1液壓泵的選擇計算 1、液壓泵工作壓力的確定 系統(tǒng)的壓力為25MPa，根據(jù)機械設(shè)計手冊中，液壓泵的壓力 (4-1) 查詢泵的規(guī)格，選取泵的壓力 2、泵的流量的確定 (4-2) 是無桿腔面積，是工進速度， 取泄漏系數(shù)為1.2，所以 (4-3) 3、泵的型號的選擇 先取電機的轉(zhuǎn)速為1500，泵的幾何流量為 (4-4) 根據(jù)系統(tǒng)的工作環(huán)境，查詢機械設(shè)計手冊，選用柱塞式變量泵，泵的型號為10YCY14-1B，排量為10ml/r，轉(zhuǎn)速為1500，容積效率為92%。 輔助泵是低壓的小流量的定量泵，它所輸出的流量不大。因此一般情況下的定量泵就能滿足要求，選取的泵的型號為YB1-2.5，排量為2.5ml/r，轉(zhuǎn)速為1450r/min。 4.7.2電機的選擇 根據(jù)公式計算泵的輸入功率： (4-5) 將數(shù)據(jù)代入其中，求得 根據(jù)泵的功率，查詢機械設(shè)計手冊，選取電機的型號為Y160M-4，電機的功率為11kw，轉(zhuǎn)速為1460r/min。 4.7.3液壓閥的選擇 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過閥的最大流量來選取控制閥，按產(chǎn)品樣本或手冊選取標(biāo)準(zhǔn)元件。該液壓系統(tǒng)的液壓閥型號選擇如下表4-2所示： 表4-2液壓元件的型號及規(guī)格 序號 液壓元件 數(shù)量 型號 規(guī)格 1 電機 1 Y160M-4 11kw 2 液壓泵 1 10YCY14-B 10L/r 3 電液換向閥 1 34DYK-H32B-T 200L/min 4 溢流閥 2 YF-B32H4 200L/min 5 遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 1 YF-B8 H4 2 L/min 6 電磁換向閥 1 24DL-B10H-T 30 L/min 7 液控單向閥 1 DF-B32H0.2 170 L/min 8 充液閥 1 Y-H0.432B 170 L/min 9 液控滑閥 1 140-B10H-7 30 L/min 10 單向閥 1 DF-B20K0.2 30 L/min 11 壓力繼電器 1 DF-B20K0.2 1～32 MPa 12 順序閥 2 DP-320 14～32 MPa 13 壓力表 2 X4F-B20K 0～400 M