【正文】 故此時系統(tǒng)工作壓力很小，但由于運動速度快，油缸的輸入流量大。液流換向采用三位四通電磁換向閥（彈簧復位）控制。 11 ▇ 第 3 章 機械、液壓（氣動）與電氣 控制 間的相互 制約與影響 相 關 內(nèi)容介紹 本設計雖分為三個部分，但它們之間是相互關聯(lián)的一個整體， 設計工作中必須綜合起來考慮，大體表現(xiàn)在以下幾個方面： ，按照經(jīng)驗公式確定油箱的容積，從而為油箱的機械部分設計提供依據(jù)。 油壓機主工作油缸的極限載荷出現(xiàn)在沖壓加工過程中。 d/D 大，則φ小 。 我們?nèi)】爝M速度 V 快進 =100mm/s，工作進給速度 V 工 =60mm/s 由此算出油缸快進所需最大流量為： 15 Qmax= 10 60=液壓執(zhí)行元件實際所需流量如下表 31所示： 表 31 執(zhí)行元件實際所需流量 工況 執(zhí)行元件名稱 運動速度（ m/s） 結構參數(shù)（ mm2） 流量103m3/s 計算公式 主沖快進 主液壓缸 A1= Q= A1V 主沖慢進 主沖退回 A2= Q= A2V 水平工作臺快移出 水平液壓缸 A1= Q= A1V 水平工作臺慢移出 水平液壓缸 A1= Q= A1V 工作臺快退 A2= Q= A2V 工作臺慢退 鎖緊缸松 鎖緊液壓缸 A1= Q= A1V 鎖緊缸緊 A2= Q= A2V 各電氣元件的選擇根據(jù)以上規(guī)格查表選取，具體選擇情況如下 32表： 表 32 液壓閥明細表 序 號 名 稱 實 際 流 量 m3/s 通 用 規(guī) 格 22 三位四通電磁換向閥 104 DSHG033C21 23 三位四通電磁換向閥 DSHG033C21 24 三位四通電磁換向閥 104 DSHG013C21 29 三位四通電磁換向閥 104 DSHG013C21 35 三位四通電磁換向閥 104 DSHG033C21 31 二位兩通電磁換向閥 104 DSHG012C21 33 二位兩通電磁換向閥 DSHG012C21 16 38 二位兩通電磁換向閥 104 DSHG032C21 18 二位兩通電磁換向閥 104 DSHG032C21 14 溢流閥 104 FBG0625010 15 溢流閥 FBG0625010 37 調(diào)速閥 104 2FRM1620/60LB 25 單向節(jié)流閥 104 DVP8S10 39 單向節(jié)流閥 104 DVP16S10 36 液控單向閥 104 SV25G 41 液控單向閥 104 SV10G 41 液控單向閥 SV10G 30 節(jié)流閥 104 32 節(jié)流閥 17 節(jié)流閥 104 ▇第 4 章 液壓系統(tǒng)設計 設計概述 由內(nèi)膽沖孔壓力機的工藝順序過程，該液壓機為一四柱架式壓力機。液壓站位于主體之側，各種閥類元件可裝于機器之上，用油管分別與泵站和油缸相連。模具可根據(jù)不同內(nèi)膽進行更換裝卸，模具分上下模兩部分。 根據(jù)我們對油壓機工作性質(zhì)，工作過程的了解，我們初步確定系統(tǒng)的主油泵采用一種恒功率壓力補償式變量柱塞泵，泵的出口壓力被反饋到泵的變量機構之上，系統(tǒng)壓力上升，泵的輸出流量即會減少， 系統(tǒng)壓力下降，輸出流量增加，實現(xiàn)恒功率輸出。當活塞下行接觸到工件時 ，油缸上腔的壓力隨著負載增大迅速上升，直至克服阻力完成沖孔加工，沖孔完畢阻力負載消失，系統(tǒng)壓力又隨即下降，回到慢行階段，直至運動到行程終點。 鎖緊缸承受的 最大壓力也是模具重量產(chǎn)生， 沖壓力為 7000N， 鎖緊行程為 70mm，設速度 V=35mm/。 油壓機主工作油缸的極限載荷出現(xiàn)在沖壓加工過程中。 d/D 小，則φ大。 27 4）確定液壓泵的驅(qū)動功率 N=PPQP/η P 103KW 式中 PP—— 液壓泵的最大工作壓力 Pa QP—— 液壓泵的流量 m3/s η P—— 液壓泵的總效率 kw 根據(jù)機械設計手冊，柱塞泵的總效率為 ～ 。 2)管道壁厚δ的計算 δ =Pd/2[? ]m 式中 P—— 管道內(nèi)最高工作壓力 Pa D—— 管道內(nèi)徑 m [? ]—— 管道材料許用應力 [? ]=? b/n ? b =材料抗拉強度 n—— 安全系數(shù) P 時，取 n=6 根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算出δ =（ mm） 管道由于上下側沖油缸運 動還要根據(jù)實際運動尺寸選取軟管，確定其尺寸。它具有結構簡單，通油能力大，阻力小，易清洗等特點。這是考慮由于油箱容積較小，系統(tǒng)發(fā)熱量較大。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的 3倍。在油箱的適當位置要設吊耳，以便吊運，還要設置液位計，以監(jiān)視液位。前面我們已經(jīng)分析計算主軸缸的尺寸選取。如不串聯(lián)單向節(jié)流閥，活塞不見下降，液控單向閥可能時開時閉，引起振蕩。通過節(jié)流閥與二位兩通電磁換向閥并聯(lián)控制。液流換向閥采用三位四通電磁換向閥（彈簧復位）控制。其中兩鎖緊缸設計成同步運動回路。當液壓缸中的壓力到達設定值以后，壓力繼電器動作，使電磁 換向閥斷電，液壓泵卸荷，即由蓄能器保持液壓缸中的壓力。這種回路雖然有節(jié)流損失，但沒有溢流損失，效率較高。因此，當 qp＞ q1 時，泵的出口壓力上升，通過壓力的反饋作用，使限壓式變量柱塞泵的流量自動減小到 qp≈ q1；反之，當qp＜ q1 時，泵的出口壓力下降，壓力反饋作用又會使其流量自動增加到 qp≈q1。故回路效率為： η ci=（ P1P2A2/A1） /Pp =（ 247。 4. 4 號件為放油口，尺寸見油箱設計圖紙。 、 26 和 27 為壓力繼電器。 、 30 和 32號件為節(jié)流閥， 17號件控制冷卻水的流速 .30 和 32號件控制水平控制油缸的運動速度，均選用 MG系列。 號件為工作臺鎖緊油缸， 34 號件為工作臺水平進出油缸， 40 號件為沖壓主工作缸 ，其設計尺寸均已計算出。 6=5833N。 管道的選擇 基本公式為 D2=4Q/π V 其中 Q—— 通過管道的平均流量 V—— 管道內(nèi)液流平均流量 我們選取管道的允許流速為 8～ 10m/s，取 9m/s。 5. 5 號件為普通油霧器，一次霧化，采用型號為 QIUL6。 壓力機液壓和氣壓系統(tǒng)的設計 液壓部分占用了整個課題設計的很大一部分時間和工作量。 認識與展望 液壓機是工業(yè)部門廣泛使用的壓力加工設備，其中四柱式液壓機最為典型，常用于可塑性材料的壓制工藝，如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等，也可用于校正、壓裝及粉末制品的壓制成形工藝。這種加工方式還適應于長度的簡易的壓力行程調(diào)整，這與機械加工系統(tǒng)相比，有其優(yōu)越性： 當前液壓機的發(fā)展水平和趨勢具體表現(xiàn)在以下幾方面： 1） 通過改進液壓系統(tǒng)的設計、采用快速缸或快速換向閥提高液壓機的行程、速度，特別是空程和回程速度，以便縮短循環(huán)時間，提高次數(shù)。經(jīng)過多年 的艱苦探索和發(fā)展，特別是 20 世紀 80 年代初引進美國、德國的先進計算和設備，使我國的液壓技術水平上了個新臺階。同時，大力研制開發(fā)國產(chǎn)液壓新產(chǎn)品，加強產(chǎn)品質(zhì)量可靠性，以及新技術應用的研究，不斷調(diào)整產(chǎn)品結構，對一些 51 性能差的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。 3）縮短輔助時間，提高液壓機的啟動率。 50 通過這一系列的設計，我們充分認識到液壓與氣壓控制的優(yōu)點 和不足之處。不僅僅是各個調(diào)速回路的工藝實現(xiàn)，而且也關系到每個元件的選擇。 7. 7 號件為壓力繼電器，型號為 HED20A20。 而系統(tǒng)的最大流量為： Qmax= 2= 104m3/s . 所以 d= 再將其元整化，取 d=6mm 45 δ =pd/s[? ] 式中 p—— 管道內(nèi)最高工作壓力，即 d—— 管道內(nèi)徑，即為 [? ]—— 管道材料需用應力 [? ]=? b/n ? b—— 材料抗拉強度 n—— 安全系數(shù)， p 時取 n=6 因此 δ = 247。 考慮保證氣缸動態(tài) 特性參數(shù)及總阻力，因為氣缸為鎖緊缸，動態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速運動，可只考慮其總阻力，其載荷率可取η =～，我們?nèi)ˇ?=. ∴ 氣缸直徑 D2=4F1/πη p 計算出 D=115m 查缸徑標準參數(shù)，取接近的標準缸徑值，圓整化 D=125mm。 36 號件和 39 號單向閥組成回油平衡回路。 18 號件用來控制冷卻誰的供停， 31 和 33號件分別和 32號節(jié)流閥一起控制工作臺水平進出油缸的運動速度， 38 號件用來和 37號 調(diào)速節(jié)流閥一起控制沖壓主工作缸的運動速度，型號均采用 DSHG 系列。 26 合 27用來控制工作臺鎖緊缸工作過程。 6. 6 號件為電接式溫度計，選用 WLZ 系列。 ≈ 至此液壓系統(tǒng)圖基本設計完畢。這樣，泵的供油壓力基本恒定不變。前者采用限壓式變量柱塞泵 —— 調(diào)速閥式容積節(jié)流調(diào)速回路，后者采用限壓式變量柱塞泵 —— 節(jié)流閥式容積節(jié)流調(diào)速回路。保壓時間取決于蓄能器的容量和有關元件的容積效率。 如下圖 410所示： 圖 410 工作臺鎖緊缸控制回路 （雙路） d. 側沖油缸控制回路 35 工藝過程側沖分為上側沖和下側沖。為此我們設計兩個壓力繼電器，分別安裝在進、出油路上。到位后，電磁鐵 11YA 接通，位兩通電磁換向閥處于常閉，液流通過節(jié)流閥，速度減小，實現(xiàn)減速。 工作行程初設為 200mm，快 150mm，慢 50mm。液流換向采用三位四通電磁 換向閥（彈簧復位）控制。 按經(jīng)驗公式確定油箱容積，待系統(tǒng)確定后，再按散熱的要求進校核。角并面向箱壁，以防回油沖擊油箱底部的沉積物，同時也有利于散熱。代號 HJ— 30，運動粘度為 27～ 33mm2/s。 ② 安裝在回油路上，這種方式間接的保護整個液壓系統(tǒng)，由于回油壓力低，可用強度較低的濾油器。 （ 2） 過濾精度應滿足設計要求； （ 3） 濾芯具有足夠的強度； （ 4） 濾芯抗腐蝕性好，能在規(guī)定溫度下長期工作； （ 5） 濾芯的更換、清洗及維護方便。 103=32Kw 另外考慮夾緊缸的功率損耗約為 1～ 2kw，再加上泵在壓力 PP 的功率損耗約為1～ 2kw。 圖 45 壓力循環(huán) Pt圖 Qt 圖 根據(jù)已確定的液壓缸有效工作面積，結合其運動速度，算出它在工作循環(huán)中每一個階段的實際流量，把它繪制成（ Qt）圖 P(Pa) 最高壓力 t(s) 快進 工進 返回行程 工進到行程終點 沖孔加工 24 圖 46 流量循環(huán) Qt圖 Nt 圖 繪出壓力循環(huán)圖和總流量循環(huán)圖后，根據(jù) N=P Q,即可 繪出系統(tǒng)的功率循環(huán)圖，即根據(jù) Pt圖與 Qt圖繪制出 Q（ m3/s） t(s) 快進 工進 沖壓過程 工進 快速返回