【正文】 1變量泵 2液壓缸 3溢流閥 圖 34 限壓回路 壓力調(diào)定回路 本科畢業(yè)論文 24 在壓力調(diào)定回路中，溢流閥呈常開狀態(tài)，起溢流和維持回路壓力恒定作用。當(dāng)系統(tǒng)正常工作（不過載）時，安全閥處于常閉狀態(tài)。為了自動實現(xiàn) ―空程快速下降 —慢速下降加壓 —保壓—卸壓及回程 —停止 ‖這一工作循環(huán)，采用行程開關(guān)、電磁換向閥和液控單向閥來實現(xiàn)順序動作。當(dāng)液壓缸工進(jìn)時，速度可由節(jié)流閥調(diào)定，壓力反饋式變量泵的輸出流量與液壓缸速度相適應(yīng)。 特點 結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，工作可靠，調(diào)速范圍大，使用維護(hù)方便；能量損失大，發(fā)熱大，效率低，負(fù)載特性差；主要用于小功率和負(fù)載變化小的場合。 常用的無極調(diào)速回路有節(jié)流調(diào)速回路、容積調(diào)速回路以及容積節(jié)流調(diào)速回路。 調(diào)速回路是通過事先的調(diào)整或工作過程中自動調(diào)節(jié)來改變執(zhí)行器的運動速度。特別是在液壓缸垂直安放時，為了防止液壓缸停止運動后，在自重作用下突然下滑造成事故，常常在液壓系統(tǒng)中設(shè)置鎖緊回路。該液壓機主要包含換向回路和鎖緊回路。由于直軸式軸向柱塞泵額定工作壓力及容積效率均比較高，流量容易調(diào)節(jié)，變量方式也較多，在我國應(yīng)用較早，積累了豐富的生產(chǎn)和使用經(jīng)驗，故液壓泵選用直軸式軸向柱塞泵 。根據(jù)前面總體設(shè)計中液壓缸的設(shè)計可知缸筒內(nèi)徑 D=。其平均值可按下式計算。 的大小取決于密封裝置的結(jié)構(gòu)形式、材料和油液的壓力等因素，一般都計入液壓缸的機械效率中，此處不做計算。 （ 31） 式中 iN —作用于立柱上的徑向力； if —立柱的摩擦系數(shù)，起動時按靜摩擦系數(shù)計算，其余按動摩擦系數(shù)計算。 fF39。該液壓機摩擦負(fù)載包括兩部分，一是活動橫梁運動時與立柱之間的摩擦阻力 fF39。工作負(fù)載是外負(fù)載的主要部分，不同的機械，負(fù)載形式也不同。 液壓系統(tǒng)的功能設(shè)計 執(zhí)行器的配置 液壓系統(tǒng)的的常用執(zhí)行器有液壓缸、液壓馬達(dá)和擺動液壓馬達(dá)。根據(jù)論文設(shè)計要求，該液壓機為通用 液壓機，可用于多種產(chǎn)品的加工，滿足不同工藝要求則設(shè)計液壓系統(tǒng)時 應(yīng)使液壓機具有如下特點： 在主機結(jié)構(gòu)上，一般結(jié)構(gòu)空間較大，設(shè)有活塞式主工作缸，供壓制和回程用，并設(shè)有頂出缸，供頂出工件、反向拉延、液壓壓 邊和起液壓墊作用。 在工作液體壓力上，一般為 20～ 30MPa，對公稱壓力較小而結(jié)構(gòu)空間較大的，取較低的工作壓力值；對工件單位變形壓力大，壓機公稱壓力大而臺面尺寸又不太大的，取較高的工作液體壓力值。 本科畢業(yè)論文 18 第 3 章 液壓機的液壓系統(tǒng)設(shè)計 明確液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求 液壓機主要是靠液體壓力來完成工作的，大多數(shù)屬于高壓、大流量的范疇。橫梁采用 35～ 45鑄造而成。 工作臺強度計算 工作臺在工作中，不承受彎矩時，可以僅考慮其受壓，其抗壓許用應(yīng)力，對鑄鐵件可取 [б]為 80MPa， 對鑄鋼結(jié)構(gòu)可取 [б]為 120 MPa。因此，對工作臺的直線度，各部件安裝定位基面均應(yīng)有必要的技術(shù)要求，結(jié)合生產(chǎn)情況具體要求為： 工作臺后面直線度，按 JB129373 標(biāo)準(zhǔn)允差不大于 。 圓整得： D=16mm； d= 11mm 最大工作行程和最小導(dǎo)向長度 頂出缸的最大工作行程查《鍛壓手冊》表 182― 四柱液壓機基本參數(shù) ‖ 可知 L =250mm。 行程開關(guān) 行程開關(guān)為標(biāo)準(zhǔn)件，可直接從公司選購。此處頂出缸活塞桿與缸筒的密封裝置選用 Y 型密封圈，其密封可靠，摩擦阻力小，很適合于往返速度較高的液壓缸。實心活塞桿的材料常用 35 號， 45 號鋼，此活塞桿選用 45 號鋼。該缸蓋選用 45 號鋼鍛件。缸筒與下橫梁采用法蘭固定，法蘭與缸筒外壁用螺紋連接，并用鎖緊螺母鎖緊。圖上頂出缸的右端設(shè)有頂桿和行程開關(guān)。缸體與下橫梁)(22221112?????????APAPAPd?第 2 章 液壓機的本體結(jié)構(gòu)樣式 15 采用法蘭 4 固定，用緊鎖螺母 7 鎖緊，防止缸筒隨活塞桿上下竄動。 對于工程機械和重型機械用的液壓缸的缸筒，一般都采用無縫鋼管，當(dāng)忽略 c值以后，則缸筒的計算公式如下： ppD?? ][ ?? （ 211） 本科畢業(yè)論文 14 代入數(shù)據(jù)得： 666 1025101 2 ???? ???? ?? 缸 筒的壁厚確定后，由下式計算出缸筒外徑： ?????? ?DD e 主缸的總效率 機械效率 m? ： 由活塞及活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下通?？扇。? m? =～ , 這里?。?m? = 容積效率 v? ： 由各密封件的泄露所造成， 當(dāng)活塞密封為彈性材料時；取 v? = 反作用力效率：由排出口背壓差所產(chǎn)生的反向作用力。 則 ???H 缸筒壁厚和外徑 缸筒相當(dāng)于一個兩端封閉的圓筒形受壓容器，由材料力學(xué)知，其應(yīng)力狀態(tài)是隨著缸筒內(nèi)徑和壁厚的比值 D/? 的改變而變化的。 缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑 對于雙作用單活塞桿式液壓缸，液壓缸是以推力驅(qū)動工作負(fù)載，由推 F 等于工作負(fù)載 R 的條件，可得 mPDFR ?? 21 4?? （ 26） 由此可求出缸筒內(nèi)徑為 mpFD ??4? （ 27） 式中 p—液壓缸進(jìn)油壓力； m? —機械效率； 機械效率 m? 可根據(jù)密封圈形式來確定，通常橡膠密封時取 m? =； 代數(shù)據(jù)入上式得： 102500463??? ???D D= 由式 25 可得： Dd ?? 1?? （ 28） 第 2 章 液壓機的本體結(jié)構(gòu)樣式 13 代入數(shù)據(jù)得： 25 ???d 缸筒內(nèi)徑按 GB234880 規(guī)定的液壓缸筒內(nèi) 徑尺寸系列圓整得 D=40mm；活塞桿直徑按 GB234880 規(guī)定的活塞桿直徑系列尺寸圓整得 d=32mm； 最大工作行程和最小導(dǎo)向長度 最大工作行程 s 指活動橫梁位于上限位置時，活動橫梁的立柱導(dǎo)套下表面到立柱限程套上平面的距離。 本科畢業(yè)論文 12 液壓缸的速比與缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑有關(guān)?？筛鶕?jù)主機類型參照下表來選?。? 表 21 按主機類型選擇液壓缸工作壓力 主機類型 機床 農(nóng)業(yè)機械 小型工程 機械 工程機械 輔助機械 液壓機 中大型挖 掘機 重型機械 起重運輸 機械 磨床 組 合 機 床 龍 門 刨 床 拉床 工作壓力 ∕MPa ≤2 3～ 5 ≤8 8 ～10 10～ 16 20～ 32 根據(jù)設(shè)計要求，液壓缸工作壓力可選用 25MPa。如圖 23 所示，活塞內(nèi)孔與活塞桿配第 2 章 液壓機的本體結(jié)構(gòu)樣式 11 合處的密封圈選用 O 型，活塞頭外緣上的密封圈選用 Yx 型，導(dǎo)向套 7 的外緣安裝 O 型密封圈，其內(nèi)孔的密封圈 選用 Yx 型。在選擇密封件的材料時，要求在一定范圍內(nèi)有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，不溶于工作介質(zhì)，與金屬材料接觸時不相互作用（如腐蝕、粘著等），不軟化或硬化，彈性好，永久變形小，有適當(dāng)?shù)臋C械強度，耐磨性好，摩擦系數(shù)小，易壓制成型等。一般液壓缸的最小導(dǎo)向長度應(yīng)滿足： 220 DLH ?? （ 22） 式中 H—為最小導(dǎo)向套長度； L—為液壓缸最大行程； D—為缸筒內(nèi)徑。該導(dǎo)套為軸套式，材料選用抗壓耐磨的 ZQSn663 青銅鑄造。該主缸采用外螺紋連接形式，并通過壓環(huán)與活動橫梁固接。一般情況下多采用實心桿；為了減輕大型液壓缸的重量或桿固定而缸筒帶動工作機構(gòu)運動等情況，則采用空心桿。裝配式又有螺紋連接、半環(huán)連接、彈簧擋圈連接和推銷連接等類型。在承受負(fù)荷很大的情況下，也可以采用高強度合金無縫鋼管作缸筒。為防止油液外泄，導(dǎo)向套 7 的外緣安裝有密封圈，內(nèi)孔由密封圈和擋圈進(jìn)行密封。但液壓機空載下行或工作時，高壓液體進(jìn)入缸內(nèi)，為防止缸筒向下或向上移動，可通過法蘭與上橫梁的接觸面將反作用力傳給法蘭，迫使缸筒固定在原位置。缸筒與缸底焊接成一體。這種連接不用法蘭，消除了法蘭過渡區(qū)的應(yīng)力集中，并減小了缸體毛坯尺寸。 液壓缸支承型式的選擇 法蘭支承：液壓缸以法蘭支撐并 安裝在橫梁內(nèi)，由缸外壁的兩個環(huán)行面積與橫梁相配合。 活塞式液壓缸：此結(jié) 構(gòu)在中小型油壓機中應(yīng)用廣泛。頂 出缸主要用于工件的浮動壓邊和頂出。液壓缸具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，使用維護(hù)方便，易于實現(xiàn)遠(yuǎn)控和自控等優(yōu)點，因此，液壓缸廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)等部門。 液壓缸 結(jié)構(gòu)選型 液壓缸（油缸）是液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是一種將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的轉(zhuǎn)換裝置。 活動橫梁運動速度 按液壓機的工作過程分為空載下行速度 V工作行程速度 V回程速度V3。 最大行程 S 活動橫梁位于上限位置時，活動橫梁的立柱導(dǎo)套下表面到立柱限程套上表第 2 章 液壓機的本體結(jié)構(gòu)樣式 7 面的距離，即活動橫梁能移動的最大距離。 F＝ PS （ 21） 式中 F—公 稱壓力； P—工作液體壓力； S—工作柱塞總工作面積。 四柱液壓機一般采用按鈕集中控制，操作方式有調(diào)整、手動和半自動三種。 工作特點 ： 四柱萬能液壓機可實現(xiàn)活動橫梁的空程快速下降、減速下降、工作壓制、保壓延時、快速回程及停止等動作，其工作壓力，壓制速度，空程下降的行程范圍及減速的行程范圍均可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)整。 第 2 章 液壓機的本體結(jié)構(gòu)樣式 5 第 2 章 液壓機的結(jié)構(gòu)樣式 液壓機的結(jié)構(gòu)及工作特點 四柱液壓機一般由機身、主缸、頂出缸、油箱、液壓動力機構(gòu)及電控裝置等組成，用液壓管道及電線等連接。 如果液壓機的效率能提高一倍，則一條生產(chǎn)線可代替兩條生產(chǎn)線，在用戶投資增加不大的情況下一條線即可代替兩條線 。 現(xiàn)在一些大型的液壓機生產(chǎn)企業(yè)在加工及技術(shù)上已經(jīng)具備了多工位液壓機的設(shè)計及生產(chǎn)能力 。根據(jù)不同的需要，另外還有各種其他特殊結(jié)構(gòu)形式的液壓機，如：多柱式 、多向式、臥式、龍門式等結(jié)構(gòu)的液壓機 [7] 。單柱液壓機可分為整體機身和組合機身兩種結(jié)構(gòu)，單柱液壓機在工作中，由于機身的變形，滑塊與工作臺會產(chǎn)生一定的夾角，故多用在對精度要求 不高的應(yīng)用場合，如：壓裝、板材壓型、校直等工藝 [6]。在今后的發(fā)展中，國產(chǎn)液壓機還得在自動上下料，多工位，快速高速，依托電液比例技術(shù)，傳感器，電子，計算機，網(wǎng)絡(luò)等以及環(huán)保方面加大研發(fā)力度。 20xx 年，國內(nèi)液壓機銷售額就達(dá)到了 13 億元人民幣左右。 1957～ 1962 年，我國開始自行設(shè)計，自行制造各種鍛壓設(shè)備，期間生產(chǎn)了將近 30 臺 10000kN 到 31500kN 中型鍛造水壓機及兩臺120MN 到 125MN 的大型鍛造水壓機，初步建立了一支設(shè)計和制造液壓機的隊伍。 1884 年，在英國曼切斯特首先使用了鍛造鋼錠用的鍛造水壓機，于 1893年建造了當(dāng)時世界最大的 120MN 的鍛造水壓機?？蛇x擇 Y32 系列小型四柱萬能液壓機，機身為三梁四柱式，單缸體。 按照功能用途液壓機可分為手動液壓機、鍛造液壓機、沖壓液壓機、一般用途液壓機、校正、壓裝液壓機、層壓液壓機、擠壓液壓機、壓制液壓機、打包壓塊液壓機、專用液壓機等十組類型。由于工作缸升壓及降壓，閥換向需要一定時間，空程速度不夠高，在快速性方面不如機械壓力機。 在行程的任何位置均可以產(chǎn)生壓力機額定的最大壓力，可以長時間保壓。 hydraulic cylinder 目 錄 IV 目 錄 摘要 ....................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................ II 目錄 .....................................................................