1890_拆卸壓力機設計

1890_拆卸壓力機設計,拆卸,壓力機,設計 黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文 獻 綜 述 ) 第 1 頁液壓壓力機摘 要 液壓機由主機及控制機構(gòu)兩大部分組成。液壓機主機部分包括液壓缸、 橫梁、立柱及充液裝置等。動力機構(gòu)由油箱、高壓泵、控制系統(tǒng)、 、壓力閥、方向閥等組成。液壓機采用 PLC 控制系統(tǒng)，通過泵和油缸及各種液壓閥實現(xiàn) 能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。該系列液壓機具有獨立的 動力機構(gòu)和電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可實現(xiàn)手動和自動兩種操作方式。 該液壓機結(jié)構(gòu)緊湊，動作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程 可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，操作簡單。在本設計中，通過查閱大量文獻資料， 設計了液壓缸的尺寸，擬訂了液壓原理圖。按壓力和流量的大小選擇了液壓泵， 電動機，控制閥，過濾器等液壓元件和輔助元件。關鍵詞： 液壓壓力機，液壓系統(tǒng)，工作原理 1 概述液壓機是制品成型生產(chǎn)中應用最廣的設備之一，也是理想的成型工藝設備，特別是當液壓機系統(tǒng)實現(xiàn)具有對壓力、行程、速度單獨調(diào)整功能后，不僅能實現(xiàn)對復雜工件以及不對稱工件的加工，而且，廢品率非常低，與機械加工系統(tǒng)相比，有極大的優(yōu)越性。近年來，隨著微電子技術(shù)、液壓技術(shù)等的發(fā)展，液壓機有了更進一步的發(fā)展，其高技術(shù)含量增多，眾多機型已采用 CNC 或 PC 機來控制，提高了產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。液壓機主缸是液壓機的主要工作部件，液壓機主缸的性能直接影響著液壓機整體工藝水平。通過細致的分析及理論研究解決易損部分設計結(jié)構(gòu)中存在的問題，可以使液壓缸整體上達到工藝強度要求，提高液壓缸應用的工藝水準及使用壽命。所以對液壓機主缸進行細致嚴謹?shù)脑O計計算對對液壓機的設計生產(chǎn)有著至關重要的作用。四柱式液壓機是最為常見、應用最廣泛的液壓 機，機身由上梁、下梁和四條立柱組成， 主缸安裝在 上梁內(nèi)， 活動橫梁與主缸的活塞聯(lián)接成一體。 活動橫 梁以立柱為導向上下運動， 可實現(xiàn) “主缸快速下行 — 慢速下行壓制 —主缸上行，下缸上行退料 —上行結(jié) 束， 自動停機 ” 的工作循環(huán)。 設置有空載快速、 慢速靠 模及工作拉伸兩種速度，還設有液壓壓邊機構(gòu)和退 料機構(gòu)， 適用于可塑性材料的壓制工藝， 特別黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文 獻 綜 述 ) 第 2 頁適用于 薄板拉深、 翻邊等工藝， 也可用于金屬零件的冷擠壓 能耗低、 操作方便、 工作平 工藝。具有工作效率高、 穩(wěn)、 安全等特點。1.1 液壓機工作性質(zhì)液壓機所用的工作介質(zhì)的作用不僅是傳遞壓強，而且保證機器工作部件工作靈敏、可靠、壽命長和泄漏少。液壓機對工作介質(zhì)的基本要求是：①有適宜的流動性和低的可壓縮性，以提高傳動的效率；②能防銹蝕；③有好的潤滑性能；④易于密封；⑤性能穩(wěn)定，長期工作而不變質(zhì)。液壓機最初用水作為工作介質(zhì)，以后改用在水中加入少量乳化油而成的乳化液，以增加潤滑性和減少銹蝕。19 世紀后期出現(xiàn)了以礦物油為工作介質(zhì)的油壓機。油有良好的潤滑性、防腐蝕性和適度的粘性，有利于改善液壓機的性能。20 世紀下半葉出現(xiàn)了新型的水基乳化液，其乳化形態(tài)是“油包水” ，而不是原來的“水包油”。 “油包水”乳化液的外相為油，它的潤滑性和防蝕性接近油，且含油量很少，不易燃燒。但水基乳化液價格較貴，限制了它的推廣。1.的高于 30 度時，可用 N46/GB3141。工作用油推薦采用 32 號、46 號抗磨液壓油，使用油溫在 15～60 攝氏度范圍內(nèi)。2．油液業(yè)進行嚴格過濾后才允許加入油箱。3．工作油液每一年更換一次，其中第一次更換時間不應超過三個月；4．滑塊應經(jīng)常注潤滑油，立柱外表露面應經(jīng)常保持清潔，每次工作前應先噴注機油。5．在公稱壓力 500T 下集中載荷最大允許偏心 40mm。偏心過大易使立柱拉傷或出現(xiàn)其它不良現(xiàn)象。6．每半年校正檢查一次壓力表；7．機器較長期停用，應將各加 —廠表面擦洗干凈并涂以防銹油。1.2 液壓機的特點優(yōu)點及用途液壓機是制品成型生產(chǎn)中應用最廣的設備之一。目前，液壓機的最大標稱壓力已達 750MN，用于金屬的模鍛成型。隨著金屬壓制和拉伸制品的需求逐年增高，對產(chǎn)品品種的要求也日益增多；另一方面，產(chǎn)品的生產(chǎn)批量也逐漸縮小。為與中小批量生產(chǎn)相適應，需要能快速調(diào)整的加工設備，這使液壓機成為理想的成型工藝設備，特別是當液壓機系統(tǒng)實現(xiàn)具有對壓力、行程、速度單獨調(diào)整功能后，不僅能實現(xiàn)對復雜工件黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文 獻 綜 述 ) 第 3 頁以及不對稱工件的加工，而且，廢品率非常低，與機械加工系統(tǒng)相比，有極大的優(yōu)越性。近年來，隨著微電子技術(shù)、液壓技術(shù)等的發(fā)展，液壓機有了更進一步的發(fā)展，其高技術(shù)含量增多，眾多機型已采用 CNC 或 PC 機來控制，提高了產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)率 [1]。液壓機有以下幾個優(yōu)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，其動力設備可以與主機分開，可以適當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）得更大的工作行程，并可在全行程的任意位置施加最大的工作壓力；在工作行程的任意位置都可以回程。機械傳動的曲柄壓力機的滑塊行程是不變的，并且只能在滑塊下止點前較小的行程內(nèi)產(chǎn)生標稱壓力。而且必須在下止點后才能回程，如果過載將會發(fā)生悶車現(xiàn)象，導致?lián)p壞。液壓機則與其相反，所以液壓機對要求工作行程較長而且變形均勻的工藝（如拉伸、積壓等）十分適應。3）更大的工作空間。液壓機本體沒有龐大的機械傳動機構(gòu)，其液壓缸可根據(jù)操作的要求來布置，因而可以容易地獲得較大的工作空間。4）作壓力可以調(diào)整，可以實現(xiàn)保壓，并可防止過載。例如，有三個缸的液壓機可以很容易地獲得三級不同的工作壓力。將高壓液體通入中間工作缸得到第一級壓力；通入兩側(cè)工作缸得到第二級壓力；3 個工作缸同時通入高壓液體就得到第三級壓力。液壓機可以作長時間的保壓。液壓系統(tǒng)有調(diào)壓裝置，可以根據(jù)要求來調(diào)整液體的壓力。他的安全裝置，能可靠地防止過載。5）調(diào)速方便。通過調(diào)整通入工作缸液體的流量，可以實現(xiàn)各種行程速度。例如，實現(xiàn)空程下降和回程時高速，工作行程時慢速，而且這種調(diào)速是無級的。6）液壓機結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。液壓機的本體結(jié)構(gòu)很簡單，而且容易制造。特別是中、小型的液壓機，由于液壓元件的標準化、系列化和通用化程度的提高，使其設計與制造更為簡便，成本降低。液壓機還易于實現(xiàn)自動控制和遙控。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文 獻 綜 述 ) 第 4 頁7）液壓機工作平穩(wěn)。碰撞、振動和噪聲都較小，有利于改善工人的勞動強度和工作條件。8）液壓機的動力傳動為柔性傳動，較機械加工復雜的傳動系統(tǒng)簡單，可避免機械過載的情況。9）液壓機基本的動作方式有三種：單動、雙動、三動。但其拉伸過程中只有單一的直線驅(qū)動力，是加工系統(tǒng)有較長的使用壽命和較高的工件成品率。除了以上優(yōu)點外液壓機還有一些缺點，比如：1）液壓機采用液壓油為工作介質(zhì)，因而對液壓元件的精度要求和密封條件要求較高。另外，不可避免的泄露會帶來環(huán)境的污染。2）液壓機的工作速度較其他設備低。由于液體流動時會產(chǎn)生較大的阻力損失，當液壓機高速運動時，這種損失就更為明顯。所以液壓機的最高工作速度受到限制。由于液壓機具有以上特點，因此得到了廣泛的應用。除了大型的鍛件的鍛造、拉伸、剪切、擠壓等工序外，還應用于塑料壓型、層壓板、粉末冶金、廢金屬處理、棉花打包等工序。用途該液壓機適用于可塑性材料的壓制工藝。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（熱）擠壓金屬成型、薄板拉伸以及橫壓、彎壓、翻透、校正等工藝。四柱液壓機具有獨立的動力機構(gòu)和電器系統(tǒng)，采用按鈕集中控制，可實現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種操作方式。1.3 液壓機系統(tǒng)設計四柱式萬能液壓機適用于各種可塑性材料的壓制 , 如沖壓,彎曲,翻邊,薄板拉伸等.其工作過程如下 : 上液壓缸驅(qū)動上滑塊 , 實現(xiàn) " 快速下行 → 慢速加壓 → 保壓延時 → 釋壓換向 → 快速返回 → 原位停止 "的動作 循環(huán) ; 下液壓缸驅(qū)動下滑塊 , 實現(xiàn) " 向上頂出 → 停留 → 向下退回 → 原位停止 "的動作循環(huán) .制定系統(tǒng)方案：( 1 ) 執(zhí)行機構(gòu)的確定，液壓機動作機構(gòu) ，分為上液壓缸和下液壓缸即頂出缸兩部分 , 均為直線 往復運動 , 所以采用單活塞桿雙作用液壓缸直接驅(qū) 動. ( 2 ) 液壓缸的動作回路 .上液壓缸要實現(xiàn)快速 下降 ,慢速下行 ,保壓延時 ,釋壓換向 ,快速返回 , 原位停止的動作 ; 下液壓缸要實現(xiàn)向上頂出 ,停留 , 向下退回 ,原位黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文 獻 綜 述 ) 第 5 頁停止的動作 .其運動方向由電液換向 閥直接控制 , 快速運動時需要有較大流量供給 .慢速 運動時只需要小流量供給即可 . ( 3 ) 上液壓缸的動作回路 .在上液壓缸快速返 回時 , 為了使液壓機動作平穩(wěn) , 不會在換向時產(chǎn)生沖 擊和噪聲 , 采用釋壓閥對液壓缸上腔進行釋壓 .( 4 ) 安全措施 .為了保證對上缸和下缸進行過 載保護 , 特分別加了安全閥 .( 5 ) 液壓源的選擇 .該系統(tǒng)采用泵作為液壓源 . 2.液壓機的發(fā)展液壓技術(shù)是實現(xiàn)現(xiàn)代化穿動與控制的關鍵技術(shù)之一，世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。世界液壓元件的總銷售額為 350 億美元。據(jù)統(tǒng)計，世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占機械工業(yè)產(chǎn)值的 2%～3.5%，而我國只占 1%左右，這充分說明我國液壓技術(shù)使用率較低，努力擴大其應用領域，將有廣闊的發(fā)展前景 [1]。液壓氣動技術(shù)具有獨特的優(yōu)點，如:液壓技術(shù)具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實現(xiàn)直線運動等優(yōu)點；氣動傳動具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動控制系統(tǒng)。因此，液壓氣動技術(shù)廣泛用于國民經(jīng)濟各部門。但是近年來，液壓氣動技術(shù)面臨與機械傳動和電氣傳動的競爭，如：數(shù)控機床、中小型塑機已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文 獻 綜 述 ) 第 6 頁分取代液壓傳動。其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護性差等缺點。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動技術(shù)的優(yōu)點，克服缺點，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴大應用領域，同時降低能耗，提高效率，適應環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標，也是液壓氣動產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關鍵。2.1 液壓機技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀液壓機的液壓系統(tǒng)和整機機構(gòu)等方面發(fā)展已經(jīng)相當成熟，國內(nèi)外機型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機器在過濾、冷卻及防止沖擊振動等方面有明顯的改善 [2]。路設計方面，國內(nèi)外都趨向于集成化、封閉式設計，插裝閥、疊加閥和復合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。國外已廣泛采用封閉式循環(huán)油路設計，可有效地防止泄露和污染，更重要的是防止灰塵、空氣和化學物質(zhì)侵入系統(tǒng)，延長了機器的使用壽命。由于加工工藝等方面的原因，國內(nèi)采用封閉式循環(huán)油路設計的系統(tǒng)還不多見。在安全性方面，國外某些采用微處理器控制的高性能液壓機利用軟件實現(xiàn)故障的檢測和維修，產(chǎn)品可實現(xiàn)負載檢測、自動模具保護和錯誤診斷等功能。液壓機的發(fā)展最主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)飛速發(fā)展，為改進液壓機的性能，提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了前提條件。相比之下，國內(nèi)機型雖然品種齊全，但技術(shù)含量相比較低，缺乏高檔機型，這與機電液一體化和中小批量肉刑發(fā)展趨勢不相適應。當前，國內(nèi)外液壓機產(chǎn)品中控制系統(tǒng)分為以下三種類型：以繼電器為主控制元件的傳統(tǒng)型控制系統(tǒng)。其電路結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)要求不高，成本較低，相應控制功能簡單，適應性不強。主要用于單機工作，加工產(chǎn)品精度不高的大批量生產(chǎn)，也可組成簡單的生產(chǎn)線?，F(xiàn)在國內(nèi)許多液壓機廠還以該機型為主，國外眾多廠家只是保留了對該機型的生產(chǎn)能力，而主要面向技術(shù)含量更高的機型組織生產(chǎn)。采用可編程控制器（PLC）的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在繼電器控制和計算機控制發(fā)展的基礎上開發(fā)出來的并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)溶為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。目前，該機型廣泛應用于各種生產(chǎn)黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文 獻 綜 述 ) 第 7 頁機械和自動化生產(chǎn)過程中，早期的可編程控制器只能進行簡單的邏輯控制，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，一些廠家采用微電子處理器作為可編程控制器的中央處理單元（CPU） ，不僅可以進行邏輯控制，還可以對模擬量進行控制，擴大了控制器的功能?？删幊炭刂破饔休^高的穩(wěn)定性和靈活性，但還是介于繼電器控制和工業(yè)控制之間的一種控制方式，與工業(yè)控制機相比還有很大差距。當前，國內(nèi)有部分廠家采用該控制系統(tǒng)，如天津鍛壓機械廠有 60%的產(chǎn)品采用 PLC 控制來提高可靠性和控制性。國外的廠家如丹麥的 STENHQJ 公司采用 STEMENS 的可編程控制器，實現(xiàn)對壓力和位移的控制。應用高級微處理機（或工業(yè)控制計算機）的高性能控制系統(tǒng)。該控制方式是在計算機控制技術(shù)成熟發(fā)展的基礎上采用的一種高科技含量的控制方式，以工業(yè)控制機或單片/ 單板機作為住控制單元，通過外圍數(shù)字接口器件（如 A/D 或 D/A 板等）或直接應用數(shù)字閥實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制，同時利用各種傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng)，達到精確控制的目的。這種控制方式的主要特點為：具有友好的人機交互性；可順利實現(xiàn)對工件參數(shù)（如壓力、速度、行程）的單獨調(diào)整，能進行復雜工件、不對稱工件的加工；預存工作模式，縮短調(diào)整時間， ，與柔性加工要求相適應；可通過軟件來消除高速下的換向沖擊，以降低噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；在安全方面可利用軟件進行故障診斷，并自動修復故障和顯示錯誤?，F(xiàn)在，國外眾多液壓機生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)這種高性能的工業(yè)控制機控制方式的液壓機產(chǎn)品，如美國的 MULTIPRESS；丹麥的 STENHQJ 和加拿大的 BROWN BOGGS 等公司，而國內(nèi)少有該類產(chǎn)品。2.2 液壓機技術(shù)發(fā)展趨勢目，隨著科技發(fā)展的日新月異，液壓機的技術(shù)含量也在日益增高，其主要發(fā)展趨勢可分為如下幾點：1）高速化、高效化、低能耗，提高液壓機的工作效率，降低生產(chǎn)成本。2）機電掖一體化，充分利用機械和電子方面的先進技術(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善。3）自動化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件，自動化不僅僅體現(xiàn)在加工方面，應能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預處理功能。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (文 獻 綜 述 ) 第 8 頁4）壓元件集成化，標準化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄露和污染，標準化的元件為機器的維修帶來方便。參考文獻[1] 雷天覺．新編液壓工程手冊[M]．北京：北京理工大學出版社，1998．[2] 張利平．液壓氣動系統(tǒng)設計手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1997．[3] 何存興．液壓傳動與氣壓傳動[M]．武漢：華中科技大學出版社，2000．[4] 李昌熙,喬石．礦山機械液壓傳動[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，1985.[5] 吳慧中．機械設計專家系統(tǒng)研究與實踐[M]．北京：中國鐵道出版社，1994.[6]戴紹誠．高產(chǎn)高效綜合機械化采煤技術(shù)與裝備[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，1998[7] 周恩濤．可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003． [8] 屈維得． 機械振動手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1992.[9] 楊黎明． 機電一體化手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1994.[10] 左鍵明．液壓與氣壓傳動[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2005.[11] Hakan Gultekin, M. Selim Akturk?, Oya Ekin Karasan Scheduling in a three-machine robotic flexible manufacturing cell Computers & Operations Research 2007.[12] Shirley，J ．E ．：MBCHANIC L ENGINEERING DESIGN，New York：Mcgraw —Hill.