【正文】 14 方面的規(guī)定和限制。油箱側(cè)管應(yīng)設(shè)置 有 清掃窗孔，在油箱清洗時 可以打開， 以 便于檫拭油箱 的 內(nèi)部。為 防止工作缸漏出的液體積存在 活動橫梁 的內(nèi)部 ， 應(yīng)當(dāng)將上板蓋設(shè)計成封閉式的 ，并能 夠順利排出積存的液體 。 橫梁的窄邊尺寸應(yīng)該盡量小點(diǎn)，這是為了便于鍛造吊車的吊鉤接近液壓機(jī)的幾何中心。所以對大小型 液壓機(jī)的立柱 強(qiáng)度進(jìn)行 計算 時 應(yīng)有所區(qū)別 。 柱塞可以加工成實(shí)心的，也可以加工成空心的。當(dāng)高壓液體進(jìn)入工作缸后，推動活塞桿 進(jìn)行或向上或向下的運(yùn)動 。工作缸固定在上橫梁上， 2 工作缸 內(nèi)裝 備著 工作柱塞， 工作柱塞 與活動梁相連接 ，工作柱塞的運(yùn)動狀態(tài)由液壓系統(tǒng)控制，而工作柱塞的動作直接確定活動橫梁的運(yùn)動狀態(tài) 。在確定了液壓機(jī)初步設(shè)計方案后，決定采用傳統(tǒng)理論方法對 其 設(shè)計、計算、強(qiáng)度校核，采用 AutoCAD 設(shè)計軟 件對上橫梁、 下橫梁 、 活動橫梁 、 液壓缸、 立柱、機(jī)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工程繪圖，確定其液壓系統(tǒng)的設(shè)計方案，給出了液壓系統(tǒng)的工作說明書，并對其進(jìn)行了可行性分析，最后對整個設(shè)計進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出切實(shí)可行 的方案 。工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù) 據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 它通過 控制 工作液體的流向來使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成 工藝要求 所需的動作 ，從而借助執(zhí)行元件完成各種加工工藝。工作缸固定住上橫梁上，活動橫梁以立柱為導(dǎo)向，在上下橫梁之間 做 往復(fù)運(yùn)動，活動橫梁下 表 面固定有上 砧 ，下 砧 則固定在下橫梁上 表 面。 故 662 5 1 0 3 4 0 2 1 .2 52 2 0 0 1 0 mm? ???? 式（ ） 取整 ? =22mm 缸筒外徑 的計算 8 1 2DD??? 式（ ） 式中 1D —— 表示缸筒外徑。在進(jìn)行立柱的強(qiáng)度計算式，應(yīng)該考慮到這些不利因素。橫梁在設(shè)計的過程中，應(yīng)避免厚度有突然變化的部分，在過渡區(qū)應(yīng)該設(shè)計出較大的圓角，因為尺寸的突然變化會產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力，大大降低零件的可靠性 。工作缸孔的配合采用 44Dcd ，為了 方 便安裝，下孔的直徑 應(yīng)當(dāng) 比上孔 的直徑 大 10～ 20mm。 側(cè)板裝有油位計和注油口，其中油位計和注油口應(yīng)距離較近， 以便于注油者 進(jìn)行 觀察。 （ 2）對液壓系統(tǒng)動作和性能的要求：如主機(jī)的工作循環(huán)、液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動方式（往復(fù)直線運(yùn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或擺動）、自動化程度、調(diào)速范圍、運(yùn)動平穩(wěn)性和精度、負(fù)載狀況及其工作范圍。 （ 3）快速回程時 33 2 3 0 .0 4 6 0 .0 5 0 .0 0 2 3 / 1 3 8 / m inq A V m s L? ? ? ? ? 式（ ） 式中 2A —— 表示 主缸有桿腔的有效工作面積 ； 3V —— 表示液壓缸回程速度。液壓機(jī)常采用的快速行程方式有 好幾 種，在這里 本機(jī)采用自重快速下行方式。 （ 3）壓制速度的調(diào)整 在壓制的過程中，壓制速度是不斷變化的 。只有在閥 6 處于右位工作時 （ 即頂出缸活塞是下行狀態(tài)時 ） ， 壓力油才會通入換向閥 4， 接著 主缸才能動作。 1YA 得電， 2YA 失電，閥 6 移到 左位， 液壓 油進(jìn)入頂出缸 的 下腔，頂出缸頂出 加工件 ，然后 1YA 失電， 2YA得電，閥 6移到 右位，頂出缸 開始 回程；回程結(jié)束后， 2YA 失電，閥 6 移到 中位，工作循環(huán)完成，系統(tǒng)回到原始狀態(tài)。 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。 壓制行程的終點(diǎn)是由壓力表指示出來的 。故必須有合理的泄壓方法。 前者是利用活動滑塊在與加工件接觸之后，由于負(fù)載變大導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的壓力自動升高從而改變了系統(tǒng)速度。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。 運(yùn)動 分析：根據(jù)給定條件，空載快速下降行程 600mm，速度 100mm/s。隨著液壓技術(shù) 以及 計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓系統(tǒng)的計算機(jī)輔助設(shè)計 、 計算等已 經(jīng) 得到 了 大力推廣和應(yīng)用。 12 油箱的 設(shè)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(jìn)行設(shè)計 。 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 。 立柱直徑的計算 從文獻(xiàn) [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(yīng)力，此處立柱選材 45鋼， b? =600MPa； z—— 表示立柱的數(shù)量。表面光潔度必須保證在 ? 7以上，表面硬度應(yīng)當(dāng)高于 HRC40～ 45。 1）柱塞式液壓缸 此結(jié)構(gòu)在水壓機(jī)中應(yīng)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。 其中，工藝要求是 最重要的一個因素 ，由于在液壓機(jī)上進(jìn)行的 加工 工藝多 種多樣 ，因此液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)型式也必然 是 多樣的。 液壓壓力機(jī)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。圖 書 分類號： 密 級： 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 200t 簡易液壓壓力機(jī)設(shè)計 THE DESIGN OF 200t SIMPLE HYDRAULIC PRESS 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 指導(dǎo)教師 年 月 日 I 工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。近些年，我國的液壓壓力機(jī)得到了進(jìn)一步發(fā)展，已經(jīng)研制出了多種獨(dú)特型號的液壓機(jī)并制定出來多種零部件的標(biāo)準(zhǔn)。 4 圖 13 壓力機(jī)工作循環(huán)圖 5 2 液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計 液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)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(qiáng)度與剛度，使用可靠； 3 具有很好的經(jīng)濟(jì)性 ，制造維修方便。一般根據(jù)液壓機(jī)總體結(jié)構(gòu)、缸的總壓力大小及工作條件來選 擇 。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。故應(yīng)采取一些方法來降低應(yīng)力集中 [15]。在鑄造能力許可 的情況下 ， 鑄造 中、小型單缸液壓機(jī) 時可以 將工作缸與上橫 11 梁鑄成一 個整 體。 這里設(shè)計下橫梁長度 3l =850mm，寬度 3b =700mm，高度 3h =400mm。而系統(tǒng)僅 僅能實(shí)現(xiàn)所預(yù)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(jī)械設(shè)備 中，這兩個因素 往往是更加重要的，這些問題需要 運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計方法和手段進(jìn)行系統(tǒng)的動態(tài)分析和設(shè)計。 15 表 31 主缸的負(fù)載 工作階段 負(fù)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 。 44 16 16 28 .2PS?? 式（ ） 令 39。 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。 液壓缸在回程之前必須先對上腔進(jìn)行泄壓，根據(jù)以往的經(jīng)驗，泄壓過快會引起強(qiáng)大的沖擊，發(fā)出較大噪聲，同時產(chǎn)生劇烈振動。 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(jìn)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(dá)到所需要的工作 。 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(jī)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? =。當(dāng)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。 故液壓系統(tǒng)需要對活動滑塊的運(yùn)動速度進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。因為 液 壓機(jī) 運(yùn)動部 件的運(yùn)動方向在快速行程中是垂直向下， 因此 可以利用運(yùn)動部件 自身 的重量 來 實(shí)現(xiàn) 快速下行 。 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(xiàn) [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(jìn)入終壓階段算起。 （ 3）主機(jī)各液壓執(zhí)行元件的動作順序或互鎖要求。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(jìn)入油液中。 這里，設(shè)計上橫梁的長度 1l =850mm，寬度 1b =700mm，高度 1h =350mm。 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(qiáng)度高、加工 時長段等優(yōu)點(diǎn)，正在得到日益廣泛的應(yīng)用。通過查閱相關(guān)參考資料，整理了以下幾點(diǎn)在進(jìn)行立柱設(shè)計時必須考慮到的問題： 1) 小 型 壓機(jī) 速度快、 機(jī)架剛度較差， 并且操作頻繁，故其工作強(qiáng)度會比較大，更容易遭受破壞 。 故 1 3 4 0 2 2 2 3 8 4D ? ? ? ?mm 式（ ）