【正文】 式（ ） 令 39。 （ 5）其他方面的要求，如液壓裝置在質量、外形尺寸、可靠性、經濟性等 12 方面的規(guī)定和限制。油箱側管應設置 有 清掃窗孔，在油箱清洗時 可以打開， 以 便于檫拭油箱 的 內部。為 防止工作缸漏出的液體積存在 活動橫梁 的內部 ， 應當將上板蓋設計成封閉式的 ，并能 夠順利排出積存的液體 。 橫梁的窄邊尺寸應該盡量小點，這是為了便于鍛造吊車的吊鉤接近液壓機的幾何中心。所以對大小型 液壓機的立柱 強度進行 計算 時 應有所區(qū)別 。 柱塞可以加工成實心的，也可以加工成空心的 。當高壓液體進入工作缸后，推動活塞桿 進行或向上或向下的運動 。工作缸固定在上橫梁上，工作缸 內裝 備著 工作柱塞， 工作柱 2 塞 與活動梁相連接 ，工作柱塞的運動狀態(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動狀態(tài) 。在確定了液壓機初步設計方案后，決定采用傳統(tǒng)理論方法對 其 設計、計算 、強度校核，采用 AutoCAD 設計軟件對上橫梁、 下橫梁 、 活動橫梁 、 液壓缸、 立柱、機身結構進行了工程繪圖，確定其液壓系統(tǒng)的設計方案，給出了液壓系統(tǒng)的工作說明書，并對其進行了可行性分析，最后對整個設計進行系統(tǒng)分析，得出切實可行 的方案 。 工程學院可以公布學位論文的全部或部分內容，可以將本 學位論文的全部或部分內容提交至各類數據庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 它通過 控制 工作液體的流向來使各執(zhí)行機構完成 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向，在上下 橫梁之間 做 往復運動，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 6 1 2DD??? 式（ ） 式中 1D —— 表示缸筒外徑。在進行立柱的強度計算式，應該考慮到這些不利因素。橫梁在設計的過程中，應避免厚度有突然變化的部分，在過渡區(qū)應該設計出較大的圓角，因為尺寸的突然變化會產生較大的集中應力，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 應當 比上孔 的直徑 大 10～ 20mm。 側板裝有油位計和注油口，其中油位計和注油口應距離較近， 以便于注油者 進行 觀察。 （ 2）對液壓系統(tǒng)動作和性能的要求 ：如主機的工作循環(huán)、液壓執(zhí)行元件的運動方式（往復直線運動旋轉運動或擺動）、自動化程度、調速范圍、運動平穩(wěn)性和精度、負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。液壓機常采用的快速行程方式有 好幾 種，在這里 本機采用自重快速下行方式。 （ 3）壓制速度的調整 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。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 18 圖 35 液壓缸功率圖 頂出缸參數 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。 運動分析：根據給定條件，空載快速下降行程 600mm，速度 100mm/s。隨著液壓技術 以及 計算機技術的迅速發(fā)展，液壓系統(tǒng)的計算機輔助設計 、 計算等已 經 得到 了 大力推廣和應用。 10 油箱的設計 根據容積的要求，及油面高度 80%的條件并考慮到油箱散熱 、 沉淀雜質的功能 這兩個因素對油箱進行設計 。 上橫梁變形和吊缸釘松動 會使液壓 缸 產生上下竄動，而使上橫梁與工作缸法蘭的支承接觸面出現壓陷現象，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 [6]中查得 22blnFDz ?? ??????? 式（ ） 式中 F—— 表示公稱壓力； n—— 表示安全系數，此處 n=5； lD —— 表示立柱直徑； 8 b? —— 表示材料抗拉應力，此處立柱選材 45鋼， b? =600MPa； z—— 表示立柱的數量。表面光潔度必須保證在 ? 7以上，表面硬度應當高于 HRC40～ 45。 1）柱塞式液壓缸 此結構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。 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構型式也必然 是 多樣的。 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。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 機電工程學院 專業(yè)名稱 機 械 設計制作 及 其 自 動 化 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。近些年，我國的液壓壓力機得到了進一步發(fā)展，已經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。 圖 13 壓力機工作循環(huán)圖 3 2 液壓機本體結構設計 液壓機本體結構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 具有很好的經濟性 ，制造維修方便。一般根據液壓機總體結構、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。故應采取一些方法來降低應力集中 [15]。在鑄造能力許 可 的情況下 ， 鑄造 中、小型單缸液壓機 時可以 將工作缸與上橫 9 梁鑄成一 個整 體。 這里設計下橫梁長度 3l =850mm，寬度 3b =700mm，高度 3h =400mm。而系統(tǒng)僅僅能實現所預期的功能是不夠的，系統(tǒng)的動作質量及動作發(fā)生的時間歷程也是很重要的，而且 在 現代機械設備 中，這兩個 因素 往往是更加重要的，這些問題需要 運用現代設計方法和手段進行系統(tǒng)的動態(tài)分析和設計。 13 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行泄壓，根據以往的經驗，泄壓過快會引起強大的沖擊，發(fā)出較大噪聲，同時產生劇烈振動。 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 主缸進入 壓制過程 ，在此行程中 通過行程擋板調節(jié)液壓泵的流量來達到所需要的工作 。 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動速度進行控制調節(jié)。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 快速下行 。 繪制出流量圖，如圖 34 液壓缸功率的計算 16 （ 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。 （ 3）主機各液壓執(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，空氣中的雜質微粒進入油液中。 這里，設計上橫梁的長度 1l =850mm，寬度 1b =700mm，高度 1h =350mm。 在軋制鋼板和焊接技術得到一定發(fā)展的今天，鋼板焊接橫梁由于其具有結構質量小、強度高、加工時長段等優(yōu)點，正在得到日益廣泛的應用。通過查閱相關參考資料，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 。 故 1 3 4 0 2 2 2 3 8 4D ? ? ?