【正文】 he main principle of 500T hydraulic press hydraulic system design and made a detailed description, hydraulic system of 500T hydraulic machine and the design and calculation of the prehensive. Firstly, according to the design requirements of main data calculated according to the data, and draw the hydraulic press in accordance with the data of the host assembly drawing and part drawing and secondly to hydraulic press hydraulic system design and calculation, draw the principle of its hydraulic system diagram, again for calculation and checking, strength and stiffness of hydraulic press hydraulic system safety and stability checking, final design of the hydraulic station, Improve the general assembly drawing. Keywords: 500T hydraulic machine。hydraulic pressure station。hydraulic system III 第 1 章 緒 論 引言 液壓機(jī)（又名：油壓機(jī)）液壓機(jī)是一種利用液體靜壓力來加工金屬、塑料、橡膠、木材、粉末等制品的機(jī)械。它常用于壓制 工藝和壓制成形工藝，如：鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、翻邊、薄板拉深、粉末冶金、壓裝等等。 它的原理是利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強(qiáng)傳動(dòng)的機(jī)械，種類很多。當(dāng)然，用途也根據(jù)需要是多種多樣的。如按傳遞壓強(qiáng)的液體種類來分，有油壓機(jī)和水壓機(jī)兩大類。 液壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn) 作為液壓機(jī)兩大組成部分的主機(jī)和液壓系統(tǒng)，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國內(nèi)外機(jī)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(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動(dòng)方面，有較明顯改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國內(nèi)外液壓機(jī)都趨向于集成化 、封閉式設(shè)計(jì)，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。特別是集成塊可以進(jìn)行專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)的周期也比較短。機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一，自 19世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，液壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機(jī)電液一體化，以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善；自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)對系 統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露和污染等四個(gè)方面 近年來在集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件組成的回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積也相對更小，重量也更輕無需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動(dòng)和噪聲。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、密封性能好、功率損失小、動(dòng)作速度快、易于集成的特點(diǎn)，從 70年代初期開始出現(xiàn)，至今已得到了很快的發(fā)展。我國從 1970年開始對這種閥進(jìn)行研究和生產(chǎn)，并已將其廣泛的應(yīng)用于冶金、鍛壓等設(shè)備上，顯示了很大 的優(yōu)越性。 IV 液壓機(jī)工藝用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓力機(jī)是一種用靜壓來加工產(chǎn)品。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工藝。 由于需要進(jìn)行多種工藝，液壓機(jī)具有如下的特點(diǎn)： （ 1） 工作臺(tái)較大，滑塊行程較長，以滿足多種工藝的要求； （ 2） 有頂出裝置，以便于頂出工件； （ 3） 液壓機(jī)具有點(diǎn)動(dòng)、手動(dòng)和半自動(dòng)等工作方式，操作方便； （ 4） 液壓機(jī)具有保壓、延時(shí)和自動(dòng)回程的功能，并能進(jìn)行定壓成型和定程成型的操作，特別適合于金屬粉末 和非金屬粉末的壓制； （ 5） 液壓機(jī)的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調(diào)節(jié)，靈活性大。 本論文研究的主要內(nèi)容 本人系統(tǒng)學(xué)習(xí)了液壓系統(tǒng)技術(shù)的知識(shí)，查閱了一些相關(guān)的文獻(xiàn)資料，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合本人的設(shè)想和設(shè)計(jì)工作中需要解決的任務(wù)，主要進(jìn)行了以下幾項(xiàng)工作： （ 1）完成 500T 液壓機(jī)主機(jī)的設(shè)計(jì)。 （ 2）擬定 500T 液壓機(jī)液壓液壓原理圖。 （ 3）完成 500T 液壓機(jī)液壓站的設(shè)計(jì)。 （ 4）對液壓系統(tǒng)進(jìn)行校核設(shè)計(jì)。 V 第 2 章 液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓機(jī)的設(shè)計(jì) 參數(shù) 液壓機(jī)主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 四柱式液壓機(jī)是液壓機(jī)中最常見、應(yīng)用最廣的一種結(jié)構(gòu)形式。其主要特點(diǎn)是加工工藝性較其他類型的壓力機(jī)簡單。圖 21為立式單缸四柱式液壓機(jī)典型結(jié)構(gòu)。它的機(jī)身是由上橫梁、工作缸（下橫梁）和四根立柱組成。工作缸安裝在上橫梁內(nèi)?；顒?dòng)橫梁與工作缸聯(lián)接成一整體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生之力量，對制件進(jìn)行壓力加工。由于機(jī)身聯(lián)接成以整體框架，故機(jī)身承受整個(gè)工作力量。 按工作缸（主缸）的安裝方式有垂直位置及水平位置的不同，可分為立式及臥式兩種。一般擠壓液壓機(jī)多采用臥式結(jié)構(gòu) 。 按工作缸的數(shù)量分又可分為單缸、雙缸及多缸各種形式。 四柱式液壓機(jī)主要不足之處：第一，由于用四立柱作架體，機(jī)身剛度較框架式小。第二，由于用四立柱作導(dǎo)向，活動(dòng)橫梁內(nèi)導(dǎo)套與四立柱損后不易調(diào)正。 四柱式液壓機(jī)組成部分可分為 :包括工作油缸 ,活動(dòng)橫梁等；機(jī)身部分：由上橫梁，工作臺(tái)及立柱組成；輔助部分：包括頂出缸、移動(dòng)工作臺(tái)等。 圖 21 四柱式液壓機(jī) 500T 液壓機(jī) 的設(shè)計(jì)參數(shù) 主要技術(shù)規(guī)格是表述機(jī)器工作性能的指標(biāo)。通常包括以下部分：第 一，主要 VI 規(guī)格，又稱主要參數(shù)，它是表示液壓機(jī)主要特征的參數(shù)。第二，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)各工藝動(dòng)作的壓力。第三，工作空間，包括各執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定模具的工作表面對主機(jī)工作臺(tái)面（或中心線）的最大距離和最小距離，工作臺(tái)尺寸等。第四，各工藝動(dòng)作的速度。第五，機(jī)器外形尺寸，總功率和總重量。 基本參數(shù)是設(shè)壓機(jī)的基本技術(shù)數(shù)據(jù)，是根據(jù)液壓機(jī)的工藝用途及結(jié)構(gòu)類型確定的，它們反映了液壓機(jī)的工作能力及特點(diǎn)，也基本上定下了液壓機(jī)的輪廓尺寸及本體總重?；緟?shù)是用戶選購時(shí)的主要依據(jù)。 表 四柱式通用液壓機(jī)，其主要參數(shù)如下 參數(shù)項(xiàng) 參數(shù) 公稱力 (最大負(fù)載 )(KN) 5000 工進(jìn)時(shí)液體最大工作壓力 (MPa) 25 主缸回程力 (KN) 630 頂出缸頂出力 (KN) 630 滑塊行程（ mm） 900 頂出行程 (mm) 300 開口高度 (mm) 1500 主缸滑塊快進(jìn)速度 (m/s) 主缸滑塊工進(jìn)速度 (m/s) 主缸滑塊快退速度 (m/s) 頂出活塞頂出速度 (m/s) 頂出活塞退回速度 (m/s) 上橫梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)形式 VII 橫梁包括上橫梁、下橫 梁（或工作臺(tái)）和活動(dòng)橫梁，是液壓機(jī)的重要部件。橫梁有鑄造結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)兩種，生產(chǎn)批量較大的中小型液壓機(jī)其橫梁多為鑄鐵件（材料多為 HT2040）；上橫梁上安裝工作缸的圓孔，一般做成階梯孔，下孔直徑比上孔大 10～ 20mm,以便于安裝。上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作中全部的反作用力。對于柱塞式工作缸，還可安裝回程缸及其他輔助裝 圖 22 上橫梁結(jié)構(gòu)圖 本設(shè)計(jì)的 500Ｔ四柱式通用液壓機(jī)，上橫梁采用的結(jié)構(gòu)形式如圖 22所示。 對于中小型液壓機(jī)其結(jié)構(gòu)形式主要有：鑄造和焊接兩種。但不論采用鑄造或焊 接組成的上橫梁都應(yīng)該進(jìn)行必要的熱處理，消除其內(nèi)應(yīng)力。 形狀尺寸要求 上橫梁通過立柱聯(lián)接成機(jī)身上半部，并安裝工作油缸。為使其組成的空間合乎要求，以及活塞運(yùn)行平穩(wěn)，因此要求上橫梁安裝油缸孔的軸線與安裝油缸的臺(tái)肩平面應(yīng)垂直，上橫梁與調(diào)節(jié)螺母接觸面與油缸臺(tái)肩接觸應(yīng)平行，以及立柱穿過 孔的上下平面應(yīng)平行等等。其具體要求為： （ 1）安裝主油缸孔的軸線與油缸臺(tái)肩貼合平面不垂直度允差 ≤； （ 2）調(diào)節(jié)螺母接觸平面與油缸臺(tái)肩貼合平面的不平行度允差 ≤； VIII （ 3）鎖緊螺母接觸面與調(diào) 節(jié)螺母接觸面（立柱穿過孔的上表面與下表面）間不平度允差 ≤； （ 4）油缸鎖緊螺母平面與油缸臺(tái)肩貼合平面間不平行度允差 ≤； （ 5）與油缸外圓配合公差為 H8/f9 或高于此級(jí)； （ 6)立柱孔尺寸比立柱插入端直徑大 1mm。 上橫梁與工作缸的聯(lián)接方式 上橫梁與油缸的聯(lián)接方式常見有以下兩種： （ 1）依靠圓螺母固定油缸； （ 2）依靠法蘭盤固定油缸。 本設(shè)計(jì)采用的是第一種方式，依靠圓螺母固定油缸。其結(jié)構(gòu)如圖 23 所示 。 當(dāng)油缸加壓時(shí)，油缸臺(tái)肩傳遞反作用力于橫梁，連接零件不受反作用力的作用，只有當(dāng)油缸回程工作時(shí)，回程力作用于連接零件上。故連接零件的強(qiáng)度只滿足回程力要求即可。 圖 23 用圓螺母固定的結(jié)構(gòu) 1油缸 ； 2圓螺母 ； 3上橫梁 工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)形式 工作臺(tái)是主機(jī)的安裝基礎(chǔ)，臺(tái)面上固定模具，工作中承受機(jī)器本體的重量及全部載荷。亦可安裝頂出缸，回程缸及其他輔助裝 置。工作臺(tái)所選以及其結(jié)構(gòu)形3 2 1 IX 式與上橫梁相同。本設(shè)計(jì)的 500T 四柱式通用液壓機(jī)，上橫梁采用鑄造結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖 24 所示 。 圖 24 工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式 加工技術(shù)要求 鑄件不得有影像質(zhì)量的氣孔、縮孔、夾渣、裂紋等缺陷； 鑄件必須清理凈型砂、毛刺、冒口應(yīng)鏟除磨光、梁的非加工面一律涂紅色防銹漆； 鑄件在加工前，應(yīng)退火處理，消除內(nèi)應(yīng)力； 鑄件材料應(yīng)做機(jī)械性能試驗(yàn)，并符合 HT2040 要求后方可實(shí)施； 工作臺(tái)臺(tái)面不平直度，按 JB129373 標(biāo)準(zhǔn)允差 ≤。 工作臺(tái)與頂出缸的聯(lián)接方式 對于中型通用液壓機(jī)，其頂出力不大，頂出缸結(jié)構(gòu)一 般采用活塞式。其結(jié)構(gòu)形式如圖 25所示。此優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。缺點(diǎn)是頂出力集中于頂出活塞端面的很小面積內(nèi)，因此對較大制件的頂出不方便。 X 圖 25 工作臺(tái)與頂出缸聯(lián)接方式 1工作臺(tái) ； 2頂出缸 ； 3螺母； 固定模具結(jié)構(gòu) 為了固定模具，一般情況在工作臺(tái)面上設(shè)有 T 型槽，按 GB15859 標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行加工。用于中小型液壓機(jī)的 T 型槽型式尺寸見表 21. T 型槽的尺寸和數(shù)量主要根據(jù)液壓機(jī)的回程噸位（即加壓制件后的拔模力）和頂出制件的最大壓力設(shè)計(jì)。尺寸較大的工作臺(tái)的 T 型槽，常采用平行布置（圖 26）。 表 22 T 型槽 （ GB15859)(mm) a 8 10 12 14 16 18 20 22 24 28 32 36 42 48 54 螺桿直徑d 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 30 36 42 48 b 公稱尺寸 14 16 20 24 27 30 33 36 40 46 52 60 70 80 90 允差 + +2 +3 XI c 公