【正文】 安裝有壓頭；支架上在活塞桿的下部，水平固定有工作臺；與油泵連接的輸油管通過換向閥與液壓油缸連接?；?PLC 的四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 第 1 章 緒 論 液壓機簡介 液壓機是利用液壓油來傳遞壓力的設(shè)備。用液壓油缸的壓力裝卸零件，沒有猛烈的錘擊棍橇，不損壞零件，也不用加熱耗能，安全可靠節(jié)能，安裝精度高 .液壓機液壓機簡介：液壓機由主機及控制機構(gòu)兩大部分組成。鍛造水壓機又分為模鍛水壓機和自由鍛水壓機兩種。 液壓機發(fā)展背景 液壓機的發(fā)展歷史已經(jīng)有 100 年之多。 1934 年德國制造了 70000KN 模鍛水壓機， 19381944 年相繼建造了三臺 150000KN 鍛造水壓機和一臺 300000KN 模鍛水壓機。相應(yīng)地，我國也陸續(xù)制定了各種液壓機的系列及零部件標(biāo)準(zhǔn)。但總的發(fā)展趨勢是高速化、智能化。早期的可編程序控制器在功能上只能進行簡單的 邏輯控制。這種控制方式以工業(yè)控制機或單片 /單板機作為主控單元，通過外圍接口器件（如 A/D， D/A 板等）或直接應(yīng)用數(shù)字閥實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制，同時利用各種傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng)，達(dá)到精確控制的目的。 （ 4）液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。頂出缸向上頂出的速度約為 35mm/s,向下退回的速度約為 80mm/s。 該系統(tǒng)主油路壓力高、流量大，不宜采用電磁換向閥。擬采用充液閥（外泄式）內(nèi)部的卸壓 閥在控制油壓下先進行緩慢卸壓，然后再換向回程。低壓控制油使電液換向閥 6切 換到右位，同時經(jīng)電磁閥 8使液控單向閥 9打開。來自主泵 l的液壓油推動活塞使滑塊慢速接近工件，當(dāng)主缸活塞的滑塊抵住工件后，阻力急劇增加，上腔液壓油壓力進一步提高，主泵 1的排油量自動減小，主缸活塞以很慢的速度 對工件加壓 。當(dāng)電液換向閥 6切換至左 位后，主缸上腔還未卸壓，壓力很高，卸荷閥 11處于開啟狀態(tài)，主泵 1的液壓油經(jīng)電液換向閥 6的左位、卸荷閥 11流回至油箱。 (1)頂出 按下頂出按鈕 ，電磁鐵 3DT通電吸 合，液壓油由主泵 l經(jīng)電液換向閥 6的中位、電液換向閥 2l的左位流人頂出缸下腔，上腔液壓油則經(jīng)電液換向閥21回油，活塞上升； (2)退回 當(dāng)電磁鐵 3DT通斷電，電磁 4DT通電吸合時，油路換向，頂出缸的活塞下降?；钊麠U直徑 d 按 d/D= 及參考文獻(xiàn)中 [2]中的表 25 活塞桿直徑系列，取d=180mm。另外，考慮到一定的壓力儲備量，并確保泵的壽命，因此所選泵的額定壓力 np 應(yīng)該滿足 pn pp )~(? 。 （ 4） 選擇與液壓泵匹配的電動機 由于選用的是恒功率變量柱塞泵，且該泵的參 數(shù)可知其輸出功率 P為 34kw，泵的效率 ?? ，故所需電動機功率 39。 本設(shè)計為中高壓液壓系統(tǒng)，參照參考文獻(xiàn) [2]中的表 41，液壓油箱的有效容積按泵的流量的 6~12 倍確定，現(xiàn)選用容量為 1000L 的油箱，其型號為 BEX1000。 (3) 確定缸 蓋 厚度 一般液壓缸多為平底缸，其有效厚度 h 按強度要求由下式進行計算。 但其外徑較大，重量較重。 2）缸筒內(nèi)徑 D的圓度公差值可按 10 或 11 級精度選取，圓柱度公差可按8 級精度選取。 圖 活塞與活塞桿的結(jié)構(gòu) （ 1）活塞的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)密封裝置型式來選用活塞的結(jié)構(gòu)形式。在此活塞與缸筒間采用 V 型密封圈、活塞與活塞桿之間采用 O 型密封圈來實現(xiàn)靜密封。 活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動，一般采用 H8/h7 或 H8/f7 配合，在此采用 H8/f7 的配合；與活塞的連接可采用 H7/g6配合。 圖 導(dǎo)向套結(jié)構(gòu) （ 1）導(dǎo)向套的材料 導(dǎo)向套是活塞桿在往復(fù)運動時起導(dǎo)向作用的零件，要求它具有良好的耐磨性和一定的機械性能，材料硬度不能太高。 （ 2） 缸蓋的配合精度與表面粗糙度 缸蓋與缸體的配合面起定位和防止泄漏作用，一般采用 H7/h6。在它們的行程終端，當(dāng)桿頭進入液壓缸的端蓋和缸底部分時，會引起 機械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊壓力和噪聲，甚至嚴(yán)重影響工作精度和引起整個系統(tǒng)元件的損壞。 圖 緩沖裝置 第 3 章 液壓系統(tǒng)性能驗算 驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值 由于系統(tǒng)的管路布置尚未具體確定，整個系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算。 （ 2）主缸慢壓 主缸慢壓時，由于外負(fù)載逐漸增大，故泵出口流量逐漸減少，壓力逐漸增大至 25MPa，達(dá)到最大工作壓力，也即調(diào)壓閥 5的調(diào)整值為 25MPa。所以，頂出缸頂出時液壓泵的最大工作壓力為： M PaM Pappp vp 1 2 )1 2 (11 ??????? 安全閥 18 的調(diào)整值須大于 16MPa。 (5)保壓延時到卸壓回程。 FX 系列 PLC 體積極小，其尺寸大多為 90mm 75mm 87mm,卻具有很強的功能，很適合在機電一體化產(chǎn)品中使用，它的程序存儲量大，可以在線監(jiān)測，在線修改程序，可以用調(diào)制解調(diào)器和電話線實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和編程，元件注釋可以存儲在程序存儲器中，便于程序的理解和修改。 開始PLC 初始化電機是否啟動 等待是否手動調(diào)用手動程序 調(diào)用自動程序主程序結(jié)束NYNY 圖 主程序流程圖 主程序梯形圖如圖 所示。 本設(shè)計的 四柱式萬能液壓機適用于各種可塑性材料的壓制工藝，如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。 雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多 、 過程繁瑣 ， 但我的收獲卻更加豐富。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟的角度對設(shè)計有了新的認(rèn)識 ，同時也對自己 提出了新的要求。該系列產(chǎn)品具有獨立的動力機構(gòu)及電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，工藝動作 采用繼電器控制，可實現(xiàn)調(diào)整、手動和半自動化操作三種操作方式。 開始快速下行慢壓保壓保壓是否時間到回程主缸停止頂出缸頂出頂出缸退回子程序結(jié)束YN 圖 手動子 程序流程圖 手 動操作模式子程序梯形圖如圖 ?？刂葡到y(tǒng)控制液壓系統(tǒng)液壓油的流向，按要求實現(xiàn)液壓機的各種 動作。 (7)頂出到位后 ,延時一定的時間頂出缸退回。 第四章 控制系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)備控制要求 液壓機的自動控制系 統(tǒng)要求能實現(xiàn)自動及手動兩種控制方式。當(dāng)快速下行結(jié)束時，在背壓閥的調(diào)壓作用下，實現(xiàn)慢速加壓過程。但通常情況下，液壓系統(tǒng)的管路并不長，所以沿程的壓力損失比較小，可以不予考慮。根據(jù)所查閱相關(guān)資料知，液壓缸活塞運動速度在 ，不必采用緩沖裝置；在 時，就必須采用緩沖裝置。兼導(dǎo)向套的缸蓋與活塞 的配合采用 H8/f8。本設(shè)計采用青銅作為 導(dǎo)向套的材料 。外徑圓柱度不大于直徑公差之半、直線度在 500mm 上不大于 。 （ 5）活塞尺寸及加工工藝要求 活塞寬度一般為活塞外徑的 ~ 倍 ，但也要根據(jù)密封件的型式，數(shù)量和安裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽而。整體活塞在活塞圓周上開溝槽安置密封圈，其結(jié)構(gòu)簡單，因此本設(shè)計中選用整體式活塞。 4）為了防止腐蝕和提高壽命，缸筒內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度為 35um 左右的鉻層，鍍后進行珩磨和拋光。 外半環(huán)連接：重量較輕，但其半 環(huán)削弱了缸體，要相應(yīng)加厚壁體。 ][ m a x?pDh ? （ ） 其中 ： h— 缸蓋厚度； D— 液壓缸內(nèi)徑； maxp — 最大工作壓力 (MPa)； ][? — 缸蓋材料的許用應(yīng)力， 45 號鋼 ][? =100~110MPa。 （ 1）計算液壓缸壁厚和外徑 液壓缸的壁厚由強度條件計算，缸的材料選用 45 號鋼。 ??? ? 查閱參考文獻(xiàn) [6]中的電動機產(chǎn)品樣本，選用 Y225M4 型電動機，其額定功率為 45kw，額定轉(zhuǎn)速為 1450r/min。在本設(shè)計中 M Papp pn ?? 。根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]中的表 112 及液壓缸額定壓力系列，可取其工作壓力為 16MPa。由設(shè)計要求可知，液壓系統(tǒng)最大工作壓力（泵）為 25MPa。該過程一 直持續(xù)到主缸上腔壓力降到較低值時，卸荷閥 11關(guān)閉，主泵 1的供油壓力升高，推開液控單向閥 14的主閥芯。同時主 泵 1的流量經(jīng)電液換向閥 電液換向閥 2l的中位進行卸載。此時主閥滑塊 22在自重作用下快速下降 。 （ 6） 頂出缸 液壓回路的選擇 為保證上下兩缸的動作協(xié)調(diào)和安全，采用兩缸換向閥串聯(lián)互鎖的方法，使其中一缸必須在另一缸停止不動時才能動作。它的特點是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也比較容易。 表 各工況的運動參數(shù)和動力參數(shù)表 工況 速度 v（ mm/s） 運動部件重力（ N） 靜摩擦力fsF (N) 動摩擦力fdF （ N） 加速或減速時間 △ t（ s） 主缸 快降 100 3000 120 90 慢壓 10 回程 50 頂出缸 頂出 35 1200 105 72 退回 80 分析液壓系統(tǒng)工況 （ 1）負(fù)載分析 主缸 在各工作階段的負(fù)載 啟動階段 NFF fs 120?? 加速階段 NNtvgGFFFF fdmf 702) ( 3 ???????????? ? 慢壓階段 NFFFF pWfd 1 0 0 3