【正文】 操作；2 具有合理的強(qiáng)度與剛度，使用可靠；3 具有很好的經(jīng)濟(jì)性，制造維修方便。當(dāng)高壓液體進(jìn)入工作缸時(shí)，工作液體會(huì)對(duì)柱塞產(chǎn)生很大的壓力，同時(shí)推動(dòng)柱塞、活動(dòng)橫梁及上砧一起向下運(yùn)動(dòng)，用上砧壓制工件，使工作產(chǎn)生塑性變形，實(shí)現(xiàn)加工工藝。機(jī)身是液壓壓力機(jī)的執(zhí)行元件。液壓機(jī)主要由機(jī)身、液壓控制系統(tǒng)以及泵站三個(gè)部分組成。近些年，我國(guó)的液壓壓力機(jī)得到了進(jìn)一步發(fā)展，已經(jīng)研制出了多種獨(dú)特型號(hào)的液壓機(jī)并制定出來(lái)多種零部件的標(biāo)準(zhǔn)。1884年，英國(guó)首先制造出用于鍛造鋼錘的鍛造液壓機(jī)，18871888年又制造出了一系列用于鍛造的液壓機(jī)，其中公稱(chēng)壓力最大的一臺(tái)的水壓機(jī)已達(dá)到40000KN。論文作者簽名： 　　 導(dǎo)師簽名： 　　 日期： 　　 年 　月　 　日 日期： 　　 年 　月　 　日摘要液壓機(jī)是一種利用液體壓力能來(lái)傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)器。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：密 級(jí)：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)200t簡(jiǎn)易液壓壓力機(jī)設(shè)計(jì)THE DESIGN OF 200t SIMPLE HYDRAULIC PRESS學(xué)生姓名學(xué)院名稱(chēng)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)指導(dǎo)教師年月日38工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文作者簽名： 　　 　　日期： 　　 年 　月　 　日工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書(shū)本人完全了解工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸工程學(xué)院所擁有。通過(guò)對(duì)液壓機(jī)的特點(diǎn)及分類(lèi)的分析，確定了本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。二戰(zhàn)后，航空產(chǎn)業(yè)得到飛速發(fā)展，特別是美國(guó)，制造出了兩臺(tái)公稱(chēng)壓力分別為31500KN和45000KN的超大型模鍛液壓壓力機(jī)。液壓壓力機(jī)用途較廣，不僅適用于拉伸、冷擠壓、彎曲、翻邊等沖壓工藝，還可用于壓裝、校正、粉末冶金等多種工藝。 泵站是整個(gè)設(shè)備的動(dòng)力源，給各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)提供所需壓力的工作液體。 最常見(jiàn)的液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)型式如圖11所示，圖12為實(shí)體圖，它主要由上橫梁、活動(dòng)梁、下橫梁和四個(gè)立柱構(gòu)成，這四組機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)封閉的框架，共同來(lái)承受全部工作載荷。執(zhí)行回程功能時(shí)，工作液體進(jìn)入回程缸，推動(dòng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)活動(dòng)橫梁的回程。其中，工藝要求是最重要的一個(gè)因素，由于在液壓機(jī)上進(jìn)行的加工工藝多種多樣，因此液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)型式也必然是多樣的。本液壓機(jī)采用的是三梁四柱式，它是由上橫梁、下橫梁和四個(gè)立柱組成的一個(gè)封閉起式的框架?？紤]到加工過(guò)程中需要安裝夾具等設(shè)備，可適當(dāng)大些。高壓液體進(jìn)入缸內(nèi)后，作用在柱塞上，通過(guò)活動(dòng)橫梁將力傳送到加工件上，使工件產(chǎn)生塑性變形。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造，但只能單方向作用，反向運(yùn)動(dòng)則需要借助回程缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。 液壓缸內(nèi)徑計(jì)算 從文獻(xiàn)[3]中查得 式（） 式中 p——表示工作壓力，根據(jù)表21確定工作壓力p=25MPa； D——表示液壓缸內(nèi)徑； ——表示液壓缸機(jī)械效率，此次取值=； 故 mm 式（） 取整 D=340mm；表21 按主機(jī)類(lèi)型選擇執(zhí)行元件工作壓力[12]主機(jī)類(lèi)型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門(mén)刨床拉床工作壓力p/MPa235581010162032 柱塞直徑的計(jì)算從文獻(xiàn)[5]中查得 式（） 式中 d——表示柱塞直徑； ——表示速比，根據(jù)表22確定=2；故 mm 式（） 取整 d=240mm表 22 公稱(chēng)壓力與速比公稱(chēng)壓力/MPa10202 液壓缸壁厚的計(jì)算 從文獻(xiàn)[1]中查得 式（） 式中 D——表示液壓缸內(nèi)徑； ——表示液壓缸壁厚； ——表示缸筒材料許用應(yīng)力，——表示材料的抗拉強(qiáng)度，材料選45鋼，=600MPa，n——表示安全系數(shù)，取n=3； 故 mm 式（） 由于 式（） 所以按薄壁筒計(jì)算 式（） 式中 ——表示最大壓力，此處=25MPa。柱塞可以加工成實(shí)心的，也可以加工成空心的。 柱塞的表面質(zhì)量柱塞在導(dǎo)向套中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，受到偏心載荷時(shí)還會(huì)發(fā)生小角度的傾斜，因此柱塞受到的磨損會(huì)比較嚴(yán)重。通常柱塞的表面需要進(jìn)行熱處理，常采用的表面熱處理工藝有：火焰表面淬火、調(diào)質(zhì)處理、表面鍍鉻、氮化處理等。液壓機(jī)在工作過(guò)程中做頻率較高的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，快進(jìn)時(shí)的加載和在卸載時(shí)能量的釋放還會(huì)引起機(jī)架的振動(dòng)。所以對(duì)大小型液壓機(jī)的立柱強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)有所區(qū)別。故在立柱加工時(shí)，應(yīng)盡量提高立柱的加工質(zhì)量。故 式（）考慮到立柱的局部有螺紋加工，取=80mm 橫梁的設(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn)分析由于三個(gè)橫梁的尺寸較大，直接鑄造成實(shí)心的質(zhì)量會(huì)相當(dāng)大，不符合實(shí)用性，同時(shí)也不符合經(jīng)濟(jì)性要求，故橫梁一般設(shè)計(jì)成箱體結(jié)構(gòu)。橫梁大多通過(guò)鑄造制成，有時(shí)也可采用焊接工藝。橫梁的窄邊尺寸應(yīng)該盡量小點(diǎn)，這是為了便于鍛造吊車(chē)的吊鉤接近液壓機(jī)的幾何中心。 上橫梁的設(shè)計(jì)上橫梁上除了要設(shè)計(jì)工作缸孔和立柱孔以外，有的還需設(shè)計(jì)安裝回程缸的孔?？紤]到維修時(shí)常需重新車(chē)削這個(gè)接觸面，故在這里應(yīng)設(shè)計(jì)一凸臺(tái)，凸臺(tái)高度應(yīng)滿(mǎn)足幾次的重車(chē)量，初步估計(jì)每次約為3～5mm，因而一般為10～20mm[6]。工作缸孔的配合采用，為了方便安裝，下孔的直徑應(yīng)當(dāng)比上孔的直徑大10～20mm。這里設(shè)計(jì)活動(dòng)橫梁的長(zhǎng)度=850mm，寬度=700mm，高度=300mm。下橫梁上一般安裝有移動(dòng)工作臺(tái)，有的還安裝有頂出器，下橫梁的兩側(cè)一般還有測(cè)梁，以便于安裝移動(dòng)工作缸、導(dǎo)向塊及拉帶等部件。本油箱由于要兼做液壓元件、安裝臺(tái)，故需要選用厚一點(diǎn)的鋼板。側(cè)板裝有油位計(jì)和注油口，其中油位計(jì)和注油口應(yīng)距離較近，以便于注油者進(jìn)行觀察。油箱底部距離地面需有一定高度，且具有1:30的斜度，卸油口設(shè)在最底處，以便于換油時(shí)將舊油全部排出。在此討論的是靜態(tài)的、經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)這種方法可以設(shè)計(jì)出一個(gè)能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的傳動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)查閱相關(guān)的參考資料，再經(jīng)過(guò)總結(jié)，可以確定液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟大致如下：（1） 明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求；（2） 分析主機(jī)工礦，確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)；（3） 擬定液壓，系統(tǒng)原理圖；（4） 液壓元件的計(jì)算與選擇；（5） 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算；（6） 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（2）對(duì)液壓系統(tǒng)動(dòng)作和性能的要求：如主機(jī)的工作循環(huán)、液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方式（往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)）、自動(dòng)化程度、調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和精度、負(fù)載狀況及其工作范圍。 工況分析 主液壓缸參數(shù) 液壓缸行程安排主缸快進(jìn)行程：600mm，速度：100mm/s；主缸工進(jìn)行程：100mm，速度：10mm/s；主缸回程 ：700mm，速度：50mm。 各階段負(fù)載見(jiàn)表31 ，負(fù)載圖見(jiàn)圖31，工作壓力圖見(jiàn)圖32。速度為10 mm/s，最后的20 mm內(nèi)速度均勻地減至零，回程以50 mm/s的速度上升。（3）快速回程時(shí) 式（） 式中 ——表示主缸有桿腔的有效工作面積； ——表示液壓缸回程速度。在這段行程中壓力和流量均是線(xiàn)性變化， MPa。由于 式（）故頂出缸內(nèi)徑 式（） 取整 =150mm 頂出缸的活塞桿直徑： 式（） 式中——表示頂出缸內(nèi)徑； ——表示頂出缸頂出力； ——表示頂出缸的工作效率； P——表示液壓系統(tǒng)的工作壓力。液壓機(jī)常采用的快速行程方式有好幾種，在這里本機(jī)采用自重快速下行方式。此方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要輔助泵和能源，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；它的缺點(diǎn)是下行時(shí)的速度不易得到控制，如果吸油不充分將會(huì)導(dǎo)致升壓速度緩慢，降低工作效率。（2）減速方式選擇與設(shè)計(jì)液壓機(jī)的活動(dòng)橫梁下行接近加工零件時(shí)，壓制速度會(huì)由快變慢，且速度變化較大。本系統(tǒng)中也選用行程控制方式。（3）壓制速度的調(diào)整在壓制的過(guò)程中，壓制速度是不斷變化的。為了保證設(shè)備和加工件的安全，必須限制液壓系統(tǒng)的最高壓力，這里可用以溢流閥并聯(lián)在液壓泵的壓油口與主油路之間當(dāng)作安全閥，起到安全卸荷的作用。（5）泄壓換向的方法液壓機(jī)在壓制行程完畢之后，主液壓缸上腔的壓力很高，主機(jī)會(huì)在高壓的作用下發(fā)生彈性變形，液壓油也受到壓縮，著兩者會(huì)儲(chǔ)存相當(dāng)大的能量。本系統(tǒng)采用帶阻尼狀的電液動(dòng)換向閥，該閥的中位可以控制換向速度，再一定程度上延長(zhǎng)換向時(shí)間，這樣就可以使上腔高壓降低到合理壓力之后才使下腔接通壓力油。當(dāng)閥6處于左位時(shí)，頂出缸處于上行狀態(tài)，這時(shí)通至閥4的回油壓力很低，主缸不能動(dòng)作。電磁鐵2YA得電后，換向閥6在右位工作，此時(shí)5YA也得電，換向閥4也變?yōu)橛椅还ぷ?，液壓泵輸出的液壓油并進(jìn)入了主缸的上腔。在這個(gè)時(shí)候行程擋板會(huì)控制液壓泵的流量，使其流量減小，至此主缸進(jìn)入壓制過(guò)程，在此行程中通過(guò)行程擋板調(diào)節(jié)液壓泵的流量來(lái)達(dá)到所需要的工作。由于下腔進(jìn)油路中的液壓油具有一定壓力；故控制油路可以打開(kāi)閥1，于是主缸上腔中的大部分液壓油會(huì)重新返回到充液筒中，而一小部分經(jīng)閥4排回入油箱，至此主缸結(jié)束快速回程動(dòng)作。 液壓元件的選擇3, 電動(dòng)機(jī)的選擇液壓系統(tǒng)所需的功率 式（） 式中 ——表示液壓系統(tǒng)的最大功率； ——表示液壓泵的工作效率，這里去=。液壓系統(tǒng)所需的流量 式（） 式中 K——表示泄露系數(shù)，這里取K=； ——表示系統(tǒng)的最大流量，由工況圖（圖34）知快速下降行程中q為最大（q =546 L/min），但此時(shí)已采用充液筒充液方