【正文】 選擇液壓控制閥 閥 7 通過的最大流量均等于 qP，而閥 1 的允許通過流量為 q。 液壓元件的選擇 3, 電動機的選擇 液壓系統(tǒng)所需的功率 maxpPP ?? 式（ ） 式中 maxP —— 表示液壓系統(tǒng)的最大功率； p? —— 表示液壓泵的工作效率，這里去 p? =。 在這個時候 行程 擋板會控制液壓泵的流量，使其流量減小 ， 至此 主缸進入 壓制過程 ，在此行程中 通過行程擋板調(diào)節(jié)液壓泵的流量來達到所需要的工作 。當閥 6 處于左位 時 ，頂出缸 處于 上行狀態(tài)， 這時 通至閥 4 的回油壓力很低 ，主缸不能動作。 液壓缸在回程之前必須先對上腔進行泄壓，根據(jù)以往的經(jīng)驗，泄壓過快會引起強大的沖擊，發(fā)出較大噪聲，同時產(chǎn)生劇烈振動。 故液壓系統(tǒng)需要對活動滑塊的運動速度進行控制調(diào)節(jié)。 常用的減速方式有兩種，一種是壓力順序控制減速；另一種是行程控制減速。因為 液 壓機 運動部 件的運動方向在快速行程中是垂直向下， 因此 可以利用運動部件 自身 的重量 來 實現(xiàn) 快速下行 。 44 16 16 28 .2PS?? 式（ ） 令 39。 繪制出流量圖，如圖 34 液壓缸功率的計算 18 （ 1） 快速下行啟動時 從文獻 [10]中查得 1 1 1 186 19. 8 091 169 .45P p q W? ? ? ? 式（ ） （ 2）工作行程初壓階段 2 2 2 2 .4 9 1 0 2 1 8 4P p q W? ? ? ? 式（ ） （ 3）工作行程終壓階段 此過程中壓力和流量都在變化 ， 壓力 p在最后 20 mm行程內(nèi)由 MPa增加到 24MPa，其變化規(guī)律為 2 4 2 . 42 . 4 2 . 4 1 . 0 820p S S?? ? ? ? 式（ ） 式中 S—— 表示 行程（ mm），由壓頭開始進入終壓階段算起。 15 表 31 主缸的負載 工作階段 負載力 FL（ N） 液壓缸推力 LFF ?? （ N） 液壓缸工作壓力（ Pa） 1 1 ()L LFpPA?? （回程時2 2LFp A??） 快速下行 起動 1525 等速 0 0 0 壓制 初壓 2 105 105 24 105 終壓 2 106 106 24 106 快速回程 起動 4 105 105 96 105 等速 30500 制動 表中 2 621 1 0 0 .0 9 12DAm? ???? ? ????? 式（ ） D—— 表示液壓缸內(nèi)徑，前面已給出； 22 622 1 0 0 . 0 4 622DdAm? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? 式（ ） d—— 表示柱塞直徑，前面已給出 ； ? —— 表示液壓缸效率，取 。 （ 3）主機各液壓執(zhí)行元件的動作順序或互鎖要求。而系統(tǒng)僅 僅能實現(xiàn)所預期的功能是不夠的，系統(tǒng)的動作質(zhì)量及動作發(fā)生的時間歷程也是很重要的，而且 在 現(xiàn)代機械設備 中，這兩個因素 往往是更加重要的，這些問題需要 運用現(xiàn)代設計方法和手段進行系統(tǒng)的動態(tài)分析和設計。油箱蓋 板上 安 裝有空氣濾消器 ， 以防止泵在吸油 的過程中，空氣中的雜 質(zhì)微粒進入油液中。 這里設計下橫梁長度 3l =850mm，寬度 3b =700mm，高度 3h =400mm。 這里，設計上橫梁的長度 1l =850mm，寬度 1b =700mm，高度 1h =350mm。在鑄造能力許可 的情況下 ， 鑄造 中、小型單缸液壓機 時可以 將工作缸與上橫 11 梁鑄成一 個整 體。 在軋制鋼板和焊接技術(shù)得到一定發(fā)展的今天，鋼板焊接橫梁由于其具有結(jié)構(gòu)質(zhì)量小、強度高、加工 時長段等優(yōu)點，正在得到日益廣泛的應用。故應采取一些方法來降低應力集中 [15]。通過查閱相關(guān)參考資料，整理了以下幾點在進行立柱設計時必須考慮到的問題： 1) 小 型 壓機 速度快、 機架剛度較差， 并且操作頻繁，故其工作強度會比較大，更容易遭受破壞 。柱塞 的材料一般采用 45號鋼或 50號鋼，有的也采用冷硬鑄鋼。 故 1 3 4 0 2 2 2 3 8 4D ? ? ? ?mm 式（ ） 缸底厚度的計算 從文獻 [1]中查得 m ax1 spD? ?? 式（ ） 式中 1? —— 表示缸底厚度； D—— 表示液壓缸內(nèi)徑； maxp —— 表示最大壓力； s? —— 表示缸筒材料許用應力。一般根據(jù)液壓機總體結(jié)構(gòu)、缸的總壓力大小及工作條件來選 擇 。立柱之間的距離可根據(jù)工作要求確定，活動橫梁的上下移動距離須得 根據(jù)設計給的的工作行程確定。 4 圖 13 壓力機工作循環(huán)圖 5 2 液壓機本體結(jié)構(gòu)設計 液壓機本體結(jié)構(gòu)設計應考慮以下三個基本原則： 1 盡可能滿足工藝要求，便于操作； 2 具有合理的強度與剛度，使用可靠； 3 具有很好的經(jīng)濟性 ，制造維修方便。 機身是液壓壓力機的執(zhí)行元件 。近些年，我國的液壓壓力機得到了進一步發(fā)展，已經(jīng)研制出了多種獨特型號的液壓機并制定出來多種零部件的標準。 論文作者簽名： 導師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 I 摘要 液壓機是一種利用液體壓力能來傳遞能量，以實現(xiàn)各種壓力加工工藝的機器。圖 書 分類號： 密 級： 畢業(yè)設計 (論文 ) 200t 簡易液壓壓力機設計 THE DESIGN OF 200t SIMPLE HYDRAULIC PRESS 學生姓名 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 年 月 日 I 工程學院學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。通過對液壓機的特點及分類的分析，確定了本課題的主要設計內(nèi)容。 液壓壓力機用途較廣，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。 最常見的液壓機本體結(jié)構(gòu)型式如圖 11所示， 圖 12為實體圖， 它 主要 由上橫梁、 活動梁、下橫梁和 四個立柱 構(gòu)成 ， 這四組機構(gòu)構(gòu)成一個封閉 的框架，共同來 承受全部工作載荷。 其中，工藝要求是 最重要的一個因素 ，由于在液壓機上進行的 加工 工藝多 種多樣 ，因此液壓機的本體結(jié)構(gòu)型式也必然 是 多樣的?？紤]到加工過程中需要安裝夾具等設備，可適當大些。 1）柱塞式液壓缸 此結(jié)構(gòu)在水壓機中應用最多，廣泛用于主工作缸、回程缸、工作臺移動缸及平衡缸等處。 故 1 250 .4 3 3 3 4 0 5 2 .0 5200 mm? ? ? ? ? 式（ ） 取整 1? =55mm 柱塞的設計 柱塞的結(jié)構(gòu) 柱塞一般用鍛鋼或鑄鋼制成， 有時也可先分段鍛造或鑄造，然后再使用電渣焊將幾個分段焊成一個柱塞 。表面光潔度必須保證在 ? 7以上，表面硬度應當高于 HRC40～ 45。而大 型 液壓機速度慢 、 使用次數(shù)較少 、 機架剛性較好， 相對于小型液壓機來說，其工作強度是比較小的，因而很少受到損壞 。 立柱直徑的計算 從文獻 [6]中查得 22blnFDz ?? ??????? 式（ ） 式中 F—— 表示公稱壓力； n—— 表示安全系數(shù)，此處 n=5； lD —— 表示立柱直徑； 10 b? —— 表示材料抗拉應力，此處立柱選材 45鋼， b? =600MPa； z—— 表示立柱的數(shù)量。但對于大型的焊接件，在其焊后進行退火加工時 需要大型的熱處理設備，而且變形很難得到控制，更容易產(chǎn)生裂紋，因此在很大程度上受到了限制，加工要求過高的零件不能采用此方法。 上橫梁變形和吊缸釘松動 會使液壓 缸 產(chǎn)生上下竄動，而使上橫梁與工作缸法蘭的支承接觸面出現(xiàn)壓陷現(xiàn)象，破壞兩者之間的 接觸精度，形成沿圓周方向不均勻 的 局部接觸，局部支承反力過大 的問題 ， 最終降低工作缸的使用壽命 。 活動橫梁的設計 活動橫梁與工作柱塞相聯(lián)接，其接觸部位應有足夠的 高度和強度來承受較大的工作壓力 ， 因此這里 柱塞下面的筋板設計成方格形。 12 油箱的 設計 根據(jù)容積的要求，及油面高度 80%的條件并考慮到油箱散熱 、 沉淀雜質(zhì)的功能 這兩個因素對油箱進行設計 。液壓 泵和電 動機安裝在蓋板上并 用螺栓 固定。隨著液壓技術(shù) 以及 計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓系統(tǒng)的計算機輔助設計 、 計算等已 經(jīng) 得到 了 大力推廣和應用。 （ 4）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作條件，如周圍介質(zhì)環(huán)境溫度、濕度、塵埃情況、外界沖擊振動等。 運動 分析：根據(jù)給定條件，空載快速下降行程 600mm，速度 100mm/s。 流量 q在 20 mm內(nèi)由 910 cm3/s降到零，其變化規(guī)律為 9 1 0 (1 ) 9 1 0 4 5 . 520SqS? ? ? ? ? 式（ ） 功率 ? ? ? ?2. 4 1. 08 91 0 45 .5P pq S S? ? ? ? ? 22184 ? ? ? 式（ ） 求 P關(guān)于 S的導數(shù)，得 39。P =0，得 S=，故在 S= 時，功率 P 的值最大， 2m a x 44 16 81 9P K W? ? ? ? ? 式（ ） （ 5）快速回程等速階段 3 7 3 6 7 1 5 .2 0 .0 0 2 3 1 6 9 4 .4 1 .6 9P p q W KW? ? ? ? ? 式（ ） 繪制出功率圖，如圖 35 圖 34 液壓缸流量圖 20 圖 35 液壓缸功率圖 頂出缸參 數(shù) 頂出缸行程安排 頂出行程 ： 300mm，速度 ： 70 mm/s； 回程： 300 mm， 回程速度 140 mm/s。同時要 在壓力機的最上部設計一個充液筒， 這是因為 當運動部件快速下行時 ， 高壓泵的流量會 來不及補充液壓缸容積的增加 量 ，這時會形成負壓， 在這種情況下 上腔不足 部分的液壓 油，可通過充液閥、充液筒吸取 獲得 。 前者是利用活動滑塊在與加工件接觸之后，由于負載變大導致液壓系統(tǒng)的壓力自動升高從而改變了系統(tǒng)速度。上面已經(jīng)選用了伺服變量柱塞液壓泵，故這里仍利用行程擋塊來控制液壓泵的流量 ，從而達到控制壓制速度的目的。故必須有合理的泄壓方法。這樣，就不會出現(xiàn)頂出缸還未完全回程，主缸就開始工作的 現(xiàn)象 了。 壓制行程的終點是由壓力表指示出來的 。 故 1 3 .8 5 1 9 .7 90 .7P KW?? 式（ ） 可選用的電動機的型號為 Y180L4，其額定功率為 22KW，額定轉(zhuǎn)速為 1470W。 q = q1–qP＝ ＝ L/min，閥 3 的允許通過流量為 2110 . 0 4 65 4 6 2 7 6 / m in0 . 0 9 1Aq q LA? ? ? ? 式（ ） 閥 8 是安全閥，其通過流量也等于 qP。 其額定壓力為 32