【正文】 n. All the engineering fields, all mechanical equipment occasions, can be used in hydraulic technology, it developed so fast, so wide, its reason is the hydraulic technology has excellent characteristics, summed up the hydraulic machine hydraulic system driving mode has significant advantages : hydraulic unit weight of output power and unit size output power。 hydraulic transmission device has the advantages of small volume, pact structure, flexible arrangement, easy to realize stepless speed regulating, wide speed regulation range, convenient and electrical control with automation。 easy to realize overload protection and holding pressure, safe and reliable。 element is easy to realize serration, standardization, generalization。 hydraulic and puter control the new technical bination, constitute a machine electric hydraulic light for the realization of digital integration. KEYWORDS: hydraulic machine, hydraulic system, hydraulic technology 2020屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 1 章 方案分析及液壓原理圖的擬定 引言 作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段，液壓技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。與其他傳動控制技術(shù)相比，液壓技術(shù)具有能量密度高﹑配置靈活方便﹑調(diào) 速范圍大﹑工作平穩(wěn)且快速性好﹑易于控制并過載保護(hù)﹑易于實(shí)現(xiàn)自動化和機(jī)電液一體化整合﹑系統(tǒng)設(shè)計制造和使用維護(hù)方便等多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢，因而使其成為現(xiàn)代機(jī)械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素。 液壓壓力機(jī)是壓縮成型和壓注成型的主要設(shè)備， 適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。本文根據(jù)小型壓力機(jī)的用途﹑特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后 按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)呈長方形布置，外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。 液壓系統(tǒng)的工作要求 液壓機(jī)的滑臺的上下運(yùn)動擬采用液壓傳動，要求通過電液控制實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)如圖 11：快速空程下行 ?慢速加壓 ?保壓 ?快速回程 ?停止 。 壓制力為 2020000N，運(yùn)動部件總重為 20200N，快速往返速度為 3m/min，加壓速度為 40250mm/min，要求采用液壓方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動部件的平衡；不考慮各種損失。 圖 11 xx：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計 4 負(fù)載 分析和運(yùn)動分析 確定執(zhí)行元件的形式 液壓機(jī)為立式布置，滑塊做上下直線往復(fù)運(yùn)動，往返速度相同，故可以選缸筒固定的單桿雙作用活塞液壓缸（取缸的機(jī)械效率 ??cm），作為執(zhí)行元件驅(qū)動滑塊進(jìn)行壓制作業(yè)。 進(jìn)行負(fù)載分析和運(yùn)動分析 根據(jù)已知參數(shù)對液壓缸各工況外負(fù)載進(jìn)行計算，其計算結(jié)果如表 11 所列。 表 11 工況 計算公式 外負(fù)載/N 說明 快速下降 啟動加速 tgGFi ???? 11 ? 500 ① )603(102 0 0 0 011 ??????? tgGF i ? N500? ；t??1? 為下行平均加速度， 2/sm ； ② 由于忽略滑塊導(dǎo)軌摩擦力，故快速下滑時為負(fù)載為 0； ③壓制時壓頭上的工作負(fù)載可分為兩個階段：初壓階段，負(fù)載力緩慢地增加，約達(dá)到最大壓制力的 5%，其行程為 15mm；終壓階段，負(fù)載力急劇增加大最大壓制力，上升規(guī)律近似于線性，其行程為 5mm； ④ )603(102 0 0 0 022 ??????? tgGF I ? N500? ； t??2? 為回程平均加速度， 2/sm ； ⑤取啟動、制動時間 t? = 等速 — 0 慢速加壓 初壓 %5max1 ??FF e 100000 終壓 max2 FFe ? 2020000 快速返回 啟動 GtgGGF i ?????? 22 ? 20500 等速 GF? 20200 制動 tgGGFG i ?????? 22 ? 19500 參照文獻(xiàn) [6]，第六章 節(jié)板料折彎機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計計算。 取快速下降行程為180mm，快速上升行程為 200mm。已知加壓速度為 40250mm/min，取加壓速度為 4mm/s。 2020屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 根據(jù)已知參數(shù)，各工況持續(xù)時間近似計算結(jié)果見表 12。 表 12 工況 計算式 時間 /s 說明 快速下行 )60/3000/(180/ 111 ?? ?lt 慢速加壓分兩個階段：初壓階段行程為 15mm；終壓 階段行程為 5mm。 慢速 加壓 初壓 4/15/ 222 ?? ?lt 終壓 4/5/ 223 ??? ?lt 快速回程 )60/3 0 0 0/(2 0 0/ 334 ?? ?lt s4 利用上述數(shù)據(jù)，并在負(fù)載和速度過渡段做粗略的線性處理后便得到如圖 12 所示的液壓機(jī)液壓缸負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖。 圖 12 確定系統(tǒng)主要參 數(shù) 參考同類型液壓機(jī)，預(yù)選液壓缸的工作壓力 MPap 231 ?，將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到液壓缸下行時用液壓方式平衡，則可算出液壓缸無桿腔的有效面積： 2261m a x1 2 0 0 0 0 0 0 cmmPFAcm ?????? ? 液壓缸內(nèi)徑（活塞直徑）： xx：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計 6 mmmAD 34 934 1 ????? ?? 跟據(jù)參考文獻(xiàn) [6],表 97，按國標(biāo) GB/T 2438— 1993，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，cmmmD 36360 ?? 。 根據(jù)快速上升與快速下降的速度相等，采用液壓缸差動連接來實(shí)現(xiàn)， 從而確定活塞桿直徑，由 dD 2? ，得： cmmmDd 4 5 5 423 6 02 ???? 跟據(jù)參考文獻(xiàn) [6],表 98，按國標(biāo) GB/T 2438— 1993，將活塞桿外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，取 d=250mm，從而算得液壓缸有桿腔與無桿腔的實(shí)際有效面積為： 2221 0 1 73644 cmDA ???? ?? 222222 )(4)(4 cmdDA ?????? ?? 液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力流量計算如表 13所列。 表 13 工作循環(huán)中各階段的功率計算如表 14。 工作階段 計算公式 負(fù)載 F/N 工作腔壓力 p/Pa 輸入流量 q / )/( 3 scm min)/(L 快速 下行 啟動 AFp ?1? 11?Aq? 500 5400 恒速 0 0 — — 慢速 加壓 初壓 cmAFp ?1? 21?Aq? 100000 ? 終壓 2020000 ? → 0 → 0 快速 回程 啟動 cmAFp ?2? 22?Aq? 20500 ? — — 恒速 20200 ? 制動 19500 ? — 2020屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 表 14 快 速下降（啟動）階段 WqpP 0 8 65 4 0 0 6111 ????? ? 快速下降（恒速）階段 01??P 慢速加壓（初壓）階段 WqpP 5 4 9 0 8 66222 ?????? ? 慢速加壓（終壓）階段 ))(( 6 ttpqP ???? ~0的取值范圍t 當(dāng) t= 時，功率最大，約為 7947W。 快速回程（啟動）階段 WqpP 2 1 8 0 8 66444 ?????? ? 快速回程（恒速）階段 WqpP 66555 ?????? ? 快速回程（制動）階段 WqpP 66666 ?????? ? 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖 考慮到液壓機(jī)工作時所需功率較大，故采用容積調(diào)速方式。為滿足速度的有極變化，采用壓力補(bǔ)償變量液壓泵供油。及在快速下降時，液壓泵以全流量供油，在慢速加壓到保壓時，泵的流量逐到零。當(dāng)液壓缸反向回程時，泵的流量恢復(fù)到全流量。 液壓缸的運(yùn)動方向采用三位四通 M 型中位機(jī)能電液換向閥控制，如圖 13 所示，停機(jī)時換向閥處于中位，使液壓泵卸荷，快速下降時換向閥處于右位，快速上升時換向閥處于左位。 在三位 四通電磁換向閥與液壓缸之間設(shè)置一個液控單向閥，其控油口與液壓缸的出油口管路相接，進(jìn)油口與三位四通電磁換向閥相接，出油口與液壓缸進(jìn)油路相接，形成保壓回路，見圖 13。 xx：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計