【正文】 件及安全保護(hù)措施等進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)。其中速度換接通過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制，保壓由壓力繼電器控制，保壓時(shí)間由時(shí)間繼電器控制，頂出缸的啟動(dòng)、退回由手動(dòng)按鈕控制。綜合分析，繼電器控制系統(tǒng)完全可以實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)各工況動(dòng)作的完成，液壓機(jī)電氣控制選用繼電器控制。油箱的散熱面積A的計(jì)算公式為： ()即：將= ；；=10代入公式(),求系統(tǒng)溫升，即：℃查資料可知，允許的最高油溫[T]，對(duì)于一般機(jī)床[T]=55～70℃ ；對(duì)于工程機(jī)械[T]=65～80℃。通過(guò)對(duì)主缸、頂出缸各工況的壓力損失驗(yàn)算可知，液壓系統(tǒng)的油路結(jié)構(gòu)及元件參數(shù)選擇滿足要求。 液壓系統(tǒng)安全穩(wěn)定性驗(yàn)算 液壓系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算四柱液壓機(jī)執(zhí)行部件有主缸和頂出缸，主缸的進(jìn)、回油管直徑分別為：40mm、25mm；頂出缸的進(jìn)、回油管直徑分別為16mm、16mm。吸油管前應(yīng)設(shè)有過(guò)濾器，過(guò)濾器與箱底間的距離應(yīng)不小于20mm。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應(yīng)該超過(guò)液壓油箱高度的80%。查表61[1] 、65[1] ，主缸工作壓力較高，油管選用無(wú)縫鋼管，頂出缸油路油管選用高壓膠管。將參數(shù)代入Lb≥(10～15)d中，比較后Lb＜(10～15)d，活塞桿滿足使用要求，工作時(shí)不會(huì)失穩(wěn)。頂出缸活塞桿選用35鋼。頂出缸缸蓋材料選用35鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式見(jiàn)（）：即：取缸蓋厚度t=25mm。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端要設(shè)置緩沖裝置。將參數(shù)代入Lb≥(10～15)d中，比較后Lb＜(10～15)d，活塞桿滿足使用要求，工作時(shí)不會(huì)失穩(wěn)。主缸活塞桿選用45鋼。5) 主缸活塞材料、技術(shù)要求、外形尺寸及密封方案的確定活塞制造材料一般選用灰鑄鐵(HT150、HT200)、當(dāng)缸體內(nèi)徑較小時(shí)，整體式結(jié)構(gòu)的活塞選用35鋼、45鋼。缸蓋材料選用35鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式如下： （）式中： t—缸蓋的有效厚度(m)；—缸蓋止口直徑；[σ]—缸蓋材料許用應(yīng)力。當(dāng)液壓缸的內(nèi)徑D與壁厚δ的比值滿足D/δ≥10的圓筒稱為薄壁圓筒。負(fù)載大小應(yīng)該比頂出時(shí)的負(fù)載要小很多，這樣回程消耗的功率也比頂出時(shí)消耗的功率要小，因此，回程功率計(jì)算從略。電動(dòng)機(jī)額定功率的確定必須根據(jù)消耗功率最大的工況來(lái)確定，因此要分別計(jì)算主缸、頂出缸各工況消耗的功率。 ()式中：—液壓泵的最大流量；KL—液壓系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KL=～，取KL=；—同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。頂出缸內(nèi)徑為200mm，活塞桿直徑為140mm，代入公式（），即：頂出時(shí)：=≈ 快退時(shí)： ==48L/min3) 液壓泵額定壓力、流量計(jì)算及泵的規(guī)格選擇(1) 泵工作壓力確定實(shí)際工作過(guò)程中，液壓油在進(jìn)油路中有一定的壓力損失，因此在計(jì)算泵的工作時(shí)必須考慮壓力損失。=350KN。計(jì)算主缸內(nèi)徑和活塞桿直徑。 (6) 主缸上腔泄壓——主缸上腔此時(shí)的壓力已經(jīng)很高，保壓一段時(shí)間后，時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵4Y得電，閥F4控制腔通過(guò)緩沖閥7及電磁換向閥8與油箱接通，由于緩沖閥7的作用，閥F4緩慢開(kāi)啟，主缸上腔實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊泄壓，保證設(shè)備處于安全工作狀態(tài)。充液閥21打開(kāi)，上部油箱對(duì)上腔進(jìn)行補(bǔ)油，滑塊的快速下行。 1111先導(dǎo)溢流閥 1S、2S、3S行程開(kāi)關(guān) 7緩沖閥 14單向閥 1111120電磁換向閥 21補(bǔ)油郵箱 22充液閥 224液壓缸 25壓力表 FFFFFFFFFF10插裝閥 26變量泵 27過(guò)濾器 2231梭閥 液壓機(jī)插裝閥控制系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)控制過(guò)程分析 整個(gè)液壓控制系統(tǒng)包括五個(gè)插裝閥集成塊，插裝閥工作原理分析如下： FF2組成進(jìn)油調(diào)壓回路，其中F1為單向閥，用于防止系統(tǒng)中液壓油倒流回泵，F(xiàn)2的先導(dǎo)溢流閥2用于調(diào)整系統(tǒng)的壓力，先導(dǎo)溢流閥1用于限制系統(tǒng)的最高壓力，緩沖閥3與電磁換向4用于液壓泵卸載和升壓緩沖； FF4組成主缸23油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥6是用于保證主缸的安全閥，緩沖閥7與電磁換向閥8用于主缸上腔卸壓緩沖； FF6組成主缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥11用于調(diào)整主缸下腔的平衡壓力，先導(dǎo)溢流閥10為主缸下腔安全閥； FF8組成頂出缸上腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥15為頂出缸上腔安全閥，單向閥14用于頂出缸作液壓墊，活塞浮動(dòng)時(shí)上腔補(bǔ)油； FF10組成頂出缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥18為頂出缸下腔安全閥。綜合考慮，液壓機(jī)采用變量泵供油。由于滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸體之間的摩擦力不是很大，因而在計(jì)算主缸最大負(fù)載時(shí)摩擦負(fù)載先忽略不計(jì)。由于滑塊不是正壓在導(dǎo)柱上，不會(huì)產(chǎn)生正壓力，因而滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的摩擦力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作負(fù)載，計(jì)算最大負(fù)載時(shí)可以忽略不計(jì)。482 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2 200T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 液壓機(jī)負(fù)載確定液壓機(jī)的最大工作負(fù)載為2000KN，工進(jìn)時(shí)液體最大壓力為25Mpa。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。在國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)產(chǎn)品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機(jī)可分為三種類型：一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機(jī)；一種是采用可編程控制器控制的液壓機(jī)；第三種是應(yīng)用高級(jí)微處理器（或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）的高性能液壓機(jī)。但是模板也可以充作壓邊來(lái)實(shí)現(xiàn)專門的成型操作。在單動(dòng)方式中，壓頭（或滑板）作為移動(dòng)部件單向移動(dòng)完成壓制過(guò)程。眾多機(jī)型已采用CNC或工業(yè)PC機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，使產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率有了極大提高。液壓技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)到半自動(dòng)化、自動(dòng)化的逐步發(fā)展，從而也推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的向前發(fā)展。天津市精研工程機(jī)械傳動(dòng)有限公司的天然氣輸送管道生產(chǎn)線液壓設(shè)備是國(guó)家西氣東輸工程的配套設(shè)備；慈溪博格曼密封材料公司的高溫高壓w型纏繞墊片，現(xiàn)已成功地用于加氫裂化裝置上；大連液壓件廠和山西長(zhǎng)治液壓件廠的轉(zhuǎn)向葉片泵，是中、重型汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，目前兩個(gè)廠的年產(chǎn)量已達(dá)10萬(wàn)臺(tái)以上；青島基珀密封公司的新型組合雙向密封和大型防泥水油封是分別為一汽解放牌9噸車和一拖拖拉機(jī)配套的密封件；此外天津特精液壓股份有限公司的靜液壓傳動(dòng)裝置和多路閥、湖州生力液壓件公司的多功能滑閥、威海氣動(dòng)元件公司的組合調(diào)壓閥的空氣減壓閥、貴州楓陽(yáng)液壓公司的液壓泵站和液壓換擋閥等，都深受用戶的好評(píng)。進(jìn)入80年代，在國(guó)家改革開(kāi)放的方針指引下，隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，基礎(chǔ)件滯后于主機(jī)的矛盾日益突出，并引起各有關(guān)部門的重視。任何技術(shù)的改革和創(chuàng)新，都必須以穩(wěn)定、可靠的工作為前提，這樣才具有它的實(shí)際意義。 第二次世界大戰(zhàn)(19411945)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器，在美國(guó)機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。 1795年英國(guó)約瑟夫?yàn)榻鉀Q主缸快進(jìn)時(shí)供油不足的問(wèn)題，主機(jī)頂部設(shè)置補(bǔ)油油箱進(jìn)行補(bǔ)油。液壓系統(tǒng)主要由主缸運(yùn)動(dòng)、頂出缸運(yùn)動(dòng)等組成。 通過(guò)液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升的驗(yàn)算，本文液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足壓力機(jī)順序循環(huán)的動(dòng)作要求，能夠?qū)崿F(xiàn)塑性材料的鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲等成型加工工藝。 第一次世界大戰(zhàn)(19141918)后，液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。在1955年前后，日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng)，1956年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”。進(jìn)入60年代后，液壓技術(shù)的應(yīng)用從機(jī)床逐漸推廣到農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械等領(lǐng)域，原來(lái)附屬于主機(jī)廠的液壓車間有的獨(dú)立出來(lái)，成為液壓件專業(yè)生產(chǎn)廠。經(jīng)過(guò)技術(shù)改造和技術(shù)攻關(guān)，一批主要企業(yè)技術(shù)水平進(jìn)一步提高，工藝裝備得到很大改善，為形成高起點(diǎn)、專業(yè)化、批量生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。它不僅能最大限度滿足機(jī)電產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)功能多樣化的必要條件，也是完成重大工程項(xiàng)目、重大技術(shù)裝備的基本保證，更是機(jī)電產(chǎn)品和重大工程項(xiàng)目和裝備可靠性的保證。自19世紀(jì)問(wèn)世以來(lái)發(fā)展很快，已成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備之一。這種加工方式還適合于長(zhǎng)行程、難成型以及高強(qiáng)度的材料。雙動(dòng)型壓力機(jī)有兩個(gè)移動(dòng)部件：滑板（或沖頭）和模板。按照機(jī)架結(jié)構(gòu)形式可分為梁柱式、組合框架型、整體框架式、單臂式等。發(fā)展趨勢(shì) (1) 高速化，高效化，低能耗。集成的液壓系統(tǒng)建設(shè)了管路連接，有效地防止泄漏和污染。工件壓制完成后進(jìn)入保壓階段，讓產(chǎn)品穩(wěn)定成型。 (1) 慣性負(fù)載Fa計(jì)算 計(jì)算公式： Fa = ( )式中： G —運(yùn)動(dòng)部件重量； g —； —時(shí)間內(nèi)的速度變化量； —加速或減速時(shí)間，一般情況取=～。(2) 主缸負(fù)載循環(huán)圖 液壓機(jī)頂出缸工況分析1) 頂出缸速度循環(huán)圖 ，得到頂出缸的速度循環(huán)圖如下： 頂出缸速度循環(huán)圖2) 頂出缸負(fù)載分析主缸回程停止后，頂出缸下腔進(jìn)油，活塞上行，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生慣性、靜摩擦力、動(dòng)摩擦力等負(fù)載。 液壓機(jī)基本回路圖1液壓缸 2油箱 3過(guò)濾器 4變量泵 5三位四通電磁換向閥 恒功率曲線圖 液壓系統(tǒng)速度換接方式的選擇 液壓機(jī)加工零件的過(guò)程包括主缸的快進(jìn)、工進(jìn)、快退和頂出缸的頂出、快速回程。插裝閥F2控制腔經(jīng)閥閥4與油箱接通，主閥開(kāi)啟。主缸上腔進(jìn)油僅為泵的輸出流量，滑塊減速下行。閥F5將主缸下腔封閉，上滑塊停止運(yùn)動(dòng)。 液壓機(jī)主缸受力簡(jiǎn)圖 D= ()式中： P1—液壓缸工作壓力； P2—液壓缸回路背壓，對(duì)于高壓系統(tǒng)初算時(shí)可以不計(jì)； F—工作循環(huán)中最大負(fù)載； ηcm—液壓缸機(jī)械效率，一般ηcm = ～。即：d==≈138mm同理查表25 [1],將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取d=140mm。代入公式（）可求得泵的工作壓力。基本參數(shù)如下：排量：250mm/r ；額定壓力：32MPa ；額定轉(zhuǎn)速：1000r/min ；容積效率：92% 。快進(jìn)時(shí)的負(fù)載很小，只有活塞與缸筒、導(dǎo)柱與滑塊之間的摩擦負(fù)載，這樣泵的出口壓力也很小，消耗的功率不會(huì)很大。查表121 [2]，選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y180M4?！?；內(nèi)徑配合采用H8～H9；內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；；；如果缸體與端蓋采用螺紋連接，螺紋采用6H級(jí)精度。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度太小，會(huì)因?yàn)殚g隙引起的撓度而使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定工作。，即活塞的寬度B==320mm =256mm。7) 主缸長(zhǎng)度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度等于活塞的行程與活塞的寬度之和。(2) 活塞桿與活塞的連接形式查表28 [1]，活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)有整體式結(jié)構(gòu)、螺紋連接、半環(huán)連接、錐銷連接等連接形式。排氣閥安裝在液壓缸兩端的最高處，雙作用液壓鋼需要設(shè)兩個(gè)排氣閥。，即活塞的寬度B==200mm =160mm。7) 頂出缸長(zhǎng)度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度等于活塞的行程與活塞的寬度之和。對(duì)于高壓系統(tǒng)液壓油管一般選用無(wú)縫鋼管；～10MPa?；赜陀凸軆?nèi)徑確定：主缸快退所需流量=，取油管允許流速=4m/s，代入公式()，即：圓整后，查表61[1]，取，壁厚t=。為了提高冷卻效率，安裝位置不受影響時(shí)，可適當(dāng)增大油箱的容積。為防止液面波動(dòng)，可在出口設(shè)擴(kuò)散器或?qū)⒒赜凸懿迦胍好嬉韵?，一般距離油箱底面的距離大于300mm。進(jìn)油管長(zhǎng)度為8m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；那么進(jìn)油路總的壓力損失為：=+=工進(jìn)時(shí)回油管的最大流量為：回油管中液壓油的流速為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為＜2300，油液在管道內(nèi)流動(dòng)為層流，沿程阻力系數(shù)。主缸工進(jìn)時(shí)輸入、輸出功率分別為：= =Fv=2000kN工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)發(fā)熱功率φ===主缸快退時(shí)輸入、輸出功率分別為：==Fv=400kN快退時(shí)系統(tǒng)發(fā)熱功率φ===頂出缸的工況壓力比主缸小，系統(tǒng)的溫升功率不會(huì)超過(guò)主缸的溫升功率，這里就不對(duì)頂出缸溫升功率進(jìn)行具體計(jì)算了。繼電器控制和PLC控制是目前用的最多的控制方式。 液壓機(jī)電氣控制電路設(shè)計(jì) 液壓機(jī)主電路設(shè)計(jì)液壓機(jī)拖動(dòng)電機(jī)容量小，主電路的啟動(dòng)方式采用直接啟動(dòng)。 液壓機(jī)控制電路圖1) 主缸快進(jìn)將開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)檔，按下SB2，交流接觸器KM得電，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。為了讓系統(tǒng)的工作壓力隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，液壓泵選用恒功率變量柱塞泵。總體來(lái)說(shuō)，本文的總體設(shè)計(jì)方案可以滿足液壓機(jī)的加工工藝要求。 二、安裝與試運(yùn)轉(zhuǎn)本壓力機(jī)可放置在略高于地面的水泥基礎(chǔ)上（長(zhǎng)寬高=600800100mm），并使下承壓板上平面處于水平狀態(tài)。 4) 電器箱面板上的綠燈在接上電源后即指示，此時(shí)如按啟動(dòng)按鈕油泵即開(kāi)始供油，如送油控制閥的回油閥口處于關(guān)閉位置而送油閥口處于啟開(kāi)位置時(shí)，油泵輸出的壓力油即進(jìn)入油缸和壓力表內(nèi)，反之油泵輸出的油經(jīng)回油閥口而回入油箱。1 打開(kāi)油泵高壓出油管接頭進(jìn)行排氣；2 清洗，排出油泵內(nèi)空氣；3 更換或修復(fù)相應(yīng)零件。