【正文】 ................................................ 26 系統(tǒng)發(fā)熱與溫升驗(yàn)算 ....................................................................... 27 液壓控制裝置集成設(shè)計(jì) ............................................................................... 27 4 安裝與試車 .............................................................................................................. 29 安裝 ............................................................................................................... 29 試車 ............................................................................................................... 29 液壓系統(tǒng)的故障診斷 .................................................................................. 30 結(jié)論 .............................................................................................................................. 32 致謝 .............................................................................................................................. 33 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 34 1 1 緒論 液壓壓力機(jī)的 發(fā)展 史 及功能 液壓壓力機(jī)是近百年才發(fā)展起來的一種制品成型設(shè)備。 而在我國，液壓壓力機(jī)也得到了較快發(fā)展，在六十年代，我國設(shè)計(jì)并制造出了一系列大型液壓機(jī)，當(dāng)中比較典型的包括 300000KN 的有色金屬模鍛水壓機(jī)、 120210KN 有色金屬擠壓水壓機(jī)。 按照機(jī)身結(jié)構(gòu)，液壓壓力機(jī)可分為單柱式液壓機(jī)、四柱式液壓機(jī)、臥式液壓機(jī)、立式液壓機(jī)；按照工作介質(zhì)分，也液壓壓力機(jī)又可分為采用乳化液的水壓機(jī)和采用 礦物 油作為工作介質(zhì)的油壓機(jī)；按照其自身用途又可分為 鍛壓液壓機(jī)、沖壓液壓機(jī)、擠壓液壓機(jī)、壓層液壓機(jī)、校正壓裝液壓機(jī) 等機(jī)型。 它通過 控制 工作液體的流向來使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成 工藝要求 所需的動(dòng)作 ，從而借助執(zhí)行元件完成各種加工工藝?；顒?dòng)橫梁在上、下橫梁之間 做上下 往復(fù)運(yùn)動(dòng) ，并以四根立柱作為導(dǎo)向， 活動(dòng)橫梁下 方被 固定有上砧，而下砧則固定 在 下橫梁 上，和下橫梁成為一個(gè)整體，被加工工件就被固定在下砧板上，接受上下砧的壓制 。 液壓缸工作循環(huán)圖如圖 13 所示。立柱式又 可 分四柱、雙柱、三柱及多柱等。工作缸固定住上橫梁上，活動(dòng)橫梁以立柱為導(dǎo)向，在上下 橫梁之間 做 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)橫梁下 表 面固定有上 砧 ，下 砧 則固定在下橫梁上 表 面?；钊?桿與活動(dòng)橫梁連在一起，推動(dòng)活動(dòng)橫梁及工作臺(tái)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，使兩工作臺(tái)間的物體產(chǎn)生塑性變形或保持一定時(shí)間的壓力，達(dá)到 工藝 要求。它 壓缸的 結(jié)構(gòu) 及用途： 液壓缸部件通常可分為柱塞式、差 動(dòng)柱塞式、 活塞式 三種。 3）差動(dòng)柱塞式液壓缸 多用于回程缸，該種結(jié)構(gòu)多一處密封 ， 當(dāng)回程缸 安 裝在 上橫梁上時(shí)，與活動(dòng)橫梁的連接比較簡(jiǎn)單 。 故 662 5 1 0 3 4 0 2 1 .2 52 2 0 0 1 0 mm? ???? 式（ ） 取整 ? =22mm 缸筒外徑 的計(jì)算 6 1 2DD??? 式（ ） 式中 1D —— 表示缸筒外徑。但加工空心柱塞時(shí)要注意柱塞的開口不能向上，即必須向著缸底。注意到這個(gè)問題，在對(duì)柱塞進(jìn)行加工時(shí)必須保證其表面具有足夠的光潔度和硬度 ，否則會(huì)影響柱塞的密封壽命，最終影響生產(chǎn)效率?；鹧姹砻娲慊鸸に嚤容^簡(jiǎn)單，但有些時(shí)候會(huì)出現(xiàn)軟帶；進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后，表面硬度往往達(dá)不到要求；采用鍍鉻處理會(huì)有比較好的效果，但要注意鍍層不可太厚；進(jìn)行氮化處理 后，硬度、耐磨性、抗腐蝕性都會(huì)符合要求。在進(jìn)行立柱的強(qiáng)度計(jì)算式，應(yīng)該考慮到這些不利因素。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) ， 立柱的斷裂大多數(shù)發(fā)生在 25000KN以下的小 型 液壓機(jī) ，在我國， 16000KN以下的鍛造液壓機(jī)已經(jīng)斷過十幾根立柱，而大型液壓機(jī) 幾乎沒有發(fā)生過 斷裂。 3)小 型 液壓機(jī)立柱 很 多斷在下橫梁 上從螺紋到光滑部分的過渡區(qū)的截面上，這是因?yàn)檫@里存在著壓力集中，而且還要承受較大的彎矩。又考慮到工作中的強(qiáng)度和剛度要求，需在箱體內(nèi)部添加筋板結(jié)構(gòu)，載荷較大的部位， 則要加大筋板的分布密度，以保證足夠的強(qiáng)度和剛度。橫梁在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)避免厚度有突然變化的部分，在過渡區(qū)應(yīng)該設(shè)計(jì)出較大的圓角，因?yàn)槌叽绲耐蝗蛔兓瘯?huì)產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力，大大降低零件的可靠性 。橫梁的寬邊大小有立柱間的中心距確定。 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)滿足幾次的重車量， 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 44Dcd ，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 2l =850mm，寬度 2b =700mm，高度 2h =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)。 通過查閱相關(guān)的參考資料，再經(jīng)過總結(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)載見表 31 ，負(fù)載圖見圖 31，工作壓力圖見圖 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) 33 2 3 0 .0 4 6 0 .0 5 0 .0 0 2 3 / 1 3 8 / m inq A V m s L? ? ? ? ? 式（ ） 式中 2A —— 表示 主缸有桿腔的有效工作面積 ； 3V —— 表示液壓缸回程速度。P =0，得 S=，故在 S=， P最大 2m a x 2 1 8 4 8 7 3 .6 8 .9 4 9 .1 4 8 .9 1 3 .8 5P KW? ? ? ? ? ? 式（ ） （ 4）快速回程啟動(dòng)階段 此過程中壓力和流量都在變化，情況也比較復(fù)雜。 流量 q由零增為 2300 cm3/s，其變化規(guī)律為 32300 4 6 0 ( / )5q S S cm s?? 式（ ） 17 功率 ? ? 29. 6 1. 77 46 0 44 16 81 4. 2P pq S S S S? ? ? ? ? ? 式（ ） 求 P 關(guān)于 S的導(dǎo)數(shù)，得 39。 由于 22d dD pF???????? 式（ ） 故 頂出缸內(nèi)徑 5 364 4 4 1 0 1 0 1 4 2 . 83 . 1 4 2 5 1 0dd FD m mp? ??? ? ? ??? 式（ ） 取整 dD =150mm 頂出缸的活塞桿直徑： 2 4 ddd FdD p???? 52664 2 1 01 5 0 1 00 .9 3 .1 4 2 5 1 0??? ? ?? ? ? 106mm? 式（ ） 19 式中 dD —— 表示頂出缸內(nèi)徑； dF —— 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 。只有在閥 6 處于右位工作時(shí) （ 即頂出缸活塞是下行狀態(tài)時(shí) ） ， 壓力油才會(huì)通入換向閥 4， 接著 主缸才能動(dòng)作。 表 32 液壓系統(tǒng)電磁動(dòng)作表 元件 動(dòng)作 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 主缸快速下行 – + + – + 主缸慢速下壓 – + – – – + 主缸泄壓 – + – – 主缸回程 – + – + – 頂出缸頂出 + – – + – 頂出缸回程 – + – + – 原位卸荷 – – – – – 表 33 液壓元件規(guī)格明細(xì)表 序 號(hào) 名 稱 型 號(hào) 1 液控單向閥 待定 2 單向順序閥（平衡閥） 待定 3 液控單向閥 待定 4 電液換向閥 待定 5 電磁換向閥 待定 6 電液換向閥 待定 7 順序閥 待定 8 溢流閥（安全閥） 待定 9 軸向柱塞泵 待定 10 主液壓缸 自行設(shè)計(jì) 11 頂出液壓缸 自行設(shè)計(jì) 12 壓力表 待定 13 壓力表開關(guān) 待定 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 根據(jù)上述分析 及設(shè)計(jì)、選擇 ，擬定液壓系統(tǒng)原理圖， 系統(tǒng)原理圖 如圖 37 23 所示 123456791 01 11 21 31 21 31 21 38