【正文】 工況分析 本次設(shè)計(jì)是在畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)，根據(jù)浙江省瑞安市一家客戶的要求，根據(jù)客戶提供的工圖 ：小型壓力機(jī) 況條件，立式安裝的主液壓缸活塞桿帶動(dòng)滑塊及動(dòng)橫梁在立柱上滑行時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量為 500Kg。 工作缸采用活塞式雙作用缸，當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸上腔，活塞帶動(dòng)橫梁向下運(yùn)動(dòng)，其速度慢，壓力大，當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸下腔 ，活塞向上運(yùn)動(dòng)，其速度較快，壓力較小，符合一般的慢速壓制、快速回程的工藝要求。機(jī)身由上橫梁、下橫梁和四根立柱組成。 4）輔助裝置 —— 油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開(kāi)關(guān)等 .通過(guò)這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。 3）控制裝置 —— 液壓閥。 液壓系統(tǒng)的基本組成 1）能源裝置 —— 液壓泵。我國(guó)從 1970 年開(kāi)始對(duì)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。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國(guó)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。 液壓機(jī)的發(fā)展及工藝特點(diǎn) 液壓機(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(wèn)世以來(lái)發(fā)展很快，液壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)獲得了 廣泛的應(yīng)用。此工藝又分定壓、定程兩種工藝動(dòng)作供選擇。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。我國(guó)機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國(guó)外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠 性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)一些性能差而且不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。 60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工 業(yè)部門(mén)，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。 第 一 個(gè) 使 用 液 壓 原 理 的 是 1795 年 英 國(guó) 約 瑟 夫 關(guān)鍵詞 ： 液壓系統(tǒng) 。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。 小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)與控制的重要技術(shù)手段，液壓技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。該機(jī)并設(shè)有腳踏開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)工藝動(dòng)作的循環(huán)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 我國(guó)的液壓工業(yè)開(kāi)始于 20 世紀(jì) 50 年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。 目前，我國(guó)的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。本 機(jī)器的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，并能完成一般壓制工藝。該機(jī)并設(shè)有腳踏開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)工藝動(dòng)作的循環(huán)。良好的工藝使機(jī)器在過(guò)濾、冷卻及防止沖擊和振動(dòng)方面，有較明顯 改善。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(kāi)始出現(xiàn)，至今已得 到了很快的發(fā)展。 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(zhǎng)，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。通過(guò)它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開(kāi)關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 第二章 小型壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì) 小型壓力機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 小型壓力機(jī)機(jī)身屬于四立柱機(jī)身。機(jī)身在液壓機(jī)工作中承受全部的工作載荷。 液壓機(jī)的動(dòng)力部分是高壓泵，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，向液壓機(jī)的工作缸和頂出缸提供高壓液體。 自動(dòng)補(bǔ)油保壓 回路的設(shè)計(jì) 保壓回路的功用是使系統(tǒng)在液壓缸不動(dòng)或因工件變形而產(chǎn)生微小位移的工況下能保持穩(wěn)定不變的壓力。此回路完全適合于保壓性能較高的高壓系統(tǒng)，如液壓機(jī)等。同時(shí)壓力繼電器還向時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)， 使時(shí)間繼電器開(kāi)始延時(shí)。 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要，選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。 機(jī)器在工作的時(shí)候，如果出現(xiàn)機(jī)器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時(shí)候，輸出的壓力油隨著工作的時(shí)間而增大，而無(wú)法使液壓油到達(dá)液壓缸中，為了保護(hù)液壓泵及液壓元件的安全，在泵出油處加一 個(gè)直動(dòng)式溢流閥 1，起安全閥的作用，當(dāng)泵的壓力達(dá)到溢流閥的導(dǎo)通壓力時(shí)，溢流閥打開(kāi)，液壓油流回油箱，起到安全保護(hù)作用。這時(shí)的油路進(jìn)油路為： 變量泵 1→換向閥 6 右位→節(jié)流閥 8→壓力繼電器 11 和 液壓缸 15 上腔 回油路為： 液壓缸下腔 15→已打開(kāi)的液控單向閥 7→換向閥 6右位→電磁閥 5→背壓閥 4→油箱 油路分析：變量泵 1 的液壓油經(jīng)過(guò)換向閥 6 的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過(guò)節(jié)流閥 7流經(jīng)繼電器 11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸快速下行，另外背壓閥接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油 阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。實(shí)現(xiàn)釋壓。進(jìn)油路： 液壓泵→換向閥 19右位→單向節(jié)流閥 17→下液壓缸上腔 回油路： 下液壓缸下腔換向→閥 19 右位→油箱 (4) 原位停止 當(dāng)下滑塊退到原位時(shí)，是在電磁鐵 3YA， 4YA 都斷電，換向閥 19處于中位時(shí)得到的。 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 以單活塞桿液壓缸為例來(lái)說(shuō)明其計(jì)算過(guò)程。 大流量。 2） 流量范圍較大。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 p?? 液壓泵的總效率。油液流過(guò)時(shí)壓力損失小。本設(shè)計(jì)在彎曲的地方可以用管接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)彎曲。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。 管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見(jiàn)聯(lián)接方式有： 焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴(kuò)口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。 管接頭聯(lián)接螺紋 M27 2。 根據(jù)上述的參數(shù)可以得到： 我 們 選 鋼 管 的 材 料 為 45 鋼 ， 由 此 可 得 材 料 的 抗 拉 強(qiáng) 度 b? =600MPa。 系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占的時(shí)間最長(zhǎng)，且發(fā)熱量最大。 第四章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓缸主要尺寸的確定 1) 液壓缸壁厚和外經(jīng)的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。 液壓缸的內(nèi)徑 D 與其壁厚 ? 的比值 10/ ??D 的圓筒稱為薄壁圓筒。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式進(jìn)行校核。 液壓缸： 無(wú)孔時(shí) 3 2 2 . 90 . 4 3 3 3 2 0 1 0 6 3110t m m m?? ? ? ? ? 取 t=65mm 有孔時(shí) 39。 活塞的 寬度 B 一般取 B=()D；缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度 1l ，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑 D而定； 當(dāng) D80mm 時(shí)，取 ? ?Dl ~ ? ； 當(dāng) D80mm 時(shí)，取 ? ?dl ~ ? 。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓缸主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 過(guò) 程 1) 缸體與缸蓋的連接形式 缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。 2) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) (1)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密 封、防塵和鎖緊裝置等。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤(rùn)滑；而油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開(kāi)，以提高密封性能。 防塵方式常用 J 形或三角形防塵裝置活塞及活塞桿處密封圈的選用 活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運(yùn)動(dòng)速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。但是，其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度差， 互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。 本次設(shè)計(jì)采用系統(tǒng)由集成塊組成，由于本液壓系統(tǒng)的壓力比較大，所以調(diào)壓閥選擇DB/DBW 型直動(dòng)溢流閥，而 換向閥等以及其他的閥采用廣州機(jī)床研究所的 GE系列閥。液壓元件之間通過(guò)液壓油路板內(nèi)部的孔道連接，除正面外，其它加工面和孔道的表面粗糙度值為 ～ . 此 外液壓油路板的安裝固定也是很重要的。設(shè)計(jì)液壓?jiǎn)卧苫芈窌r(shí)，優(yōu)先選用通用液壓?jiǎn)卧苫芈?，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。下面分別介紹其設(shè)計(jì)。頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開(kāi)關(guān)及壓力表來(lái)觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力的。 若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有 底板，則樣板可按底板提供的尺寸來(lái)制作。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不小于壓力油孔。 3）集成塊上液壓元件的布置。孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面，或在直徑 d 的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔之間的最小壁厚 h必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道﹑集成塊固定螺孔相通。溢流閥的先導(dǎo)部分可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。集成塊的視圖比較復(fù)雜，視圖應(yīng)盡可能少用虛線表達(dá)。液壓油箱裝有空氣濾清器，濾油器，液面指示器和清洗孔等。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，液壓裝置的振動(dòng)、發(fā)熱都與機(jī)床隔開(kāi)；缺點(diǎn)是液壓站增加了占地面積。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修方便。其安裝方式為立式和臥式兩種。 考慮到維修，散熱等方面的要求。液壓油箱的有效 容量 V 可概略地確定為： vVQ?? 3m 系統(tǒng)類型 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 中高壓或大功率系 （ MPa? ） （ MPa? ） 統(tǒng)（ MPa? ） ? 2～ 4 5～ 7 6～ 12 根據(jù)實(shí)際 設(shè)計(jì)需要，選擇的 26p MPa? ，所以此系統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng) ( )p MPa? ，所以取： (6 ~ 12) vVQ? 式中 V －液壓油箱有效容量； vQ －液壓泵額定流量。 所以，實(shí)際油箱的體積為： 液壓油箱的外形尺寸設(shè)計(jì) 液壓油箱的有效面積確定后，需設(shè)計(jì)液壓油箱的外形尺寸，一般設(shè)計(jì)尺寸比（長(zhǎng)：寬：高）為 1： 1： 1～ 1： 2： 3。設(shè)計(jì)油箱時(shí)應(yīng)考慮的幾點(diǎn)要求： 1. 壁板：壁板厚度一般是 3～ 4mm；容量大的油箱一般取 4～ 6mm。油箱的底部應(yīng)裝設(shè)底腳，底腳高度一般為 150～ 200mm，以利于通風(fēng)散熱及排出箱內(nèi)油液。 1 1320 minLV ?6 1 5 6 . 8 ~ 1 2 1 5 6 . 8 9 4 0 . 8 ~ 1 8 8 1 . 6m in m inLLV ? ? ? ?1 1320 16500 .8 0 .8 m inV LV ? ? ? 3. 頂板：頂板一般取得厚一些，為 6～ 10mm，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)把泵、閥和電動(dòng)機(jī)安裝在油箱頂部上時(shí)，頂板厚度選最大值 10mm。有時(shí)隔板可以設(shè)計(jì)成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過(guò)；在中部開(kāi)有較大的窗口并配上適當(dāng)面積的濾網(wǎng)，對(duì)油液進(jìn)行粗濾。回油管的出口絕對(duì)不允許放在液面以上。 7. 吸油管： 吸油管前一般應(yīng)該設(shè)置濾油器，其精度為 100～ 200 目的網(wǎng)式或線式隙式濾油器。 8. 泄油油管的配置： 管子直徑和長(zhǎng)度要適當(dāng)，管口應(yīng)該在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。 10. 濾油器： 濾油器的作用及過(guò)濾精度 液壓系統(tǒng)中 的液壓油經(jīng)?；煊须s質(zhì)，如空氣中的塵埃、氧化皮、鐵屑、金屬粉末。 為了便于隨時(shí)檢查和觀察箱內(nèi)液體液位的情況，應(yīng)該在油箱壁板的側(cè)面安裝液面指示器，指示最高、最低油位。 油箱內(nèi)部應(yīng)刷淺色的耐油油漆。這種結(jié)構(gòu)裝拆很方便。 3. 法蘭支架式 電動(dòng)機(jī)與液壓泵先以法蘭聯(lián)接，法蘭再與支架聯(lián)接，最后支架再裝在底板上。為了增加電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接剛性，避免產(chǎn)生共振，本設(shè) 計(jì)把液壓泵和電動(dòng)機(jī)先裝在剛性較好的底板上使其成為一體，然后底板加墊再裝到液壓油箱蓋上。手動(dòng)換向閥的位置必須靠近操作部位。 5. 硬管應(yīng)貼地或沿著機(jī)床外形壁面敷設(shè)。 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇范圍包括：電動(dòng)機(jī)的種類、類型，容量、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速及其各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。造成電動(dòng)機(jī)絕緣過(guò)早地?fù)p壞；如果容量過(guò)大，不僅造成設(shè)備上的浪費(fèi)，而且運(yùn)行效率低，對(duì)電能的利用不經(jīng)濟(jì)。 電動(dòng)機(jī)采用 B級(jí)絕緣。 機(jī)座帶底腳，端蓋無(wú)凸緣； B5 型。 電動(dòng)機(jī)額定電壓為 380V，額定頻率為 50Hz。 在此我感謝學(xué)校給與我的培育之恩，老師的教育