【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 基準(zhǔn)。結(jié)合生產(chǎn)情況，具體要求為： 1. 立柱導(dǎo)向面軸線不平直度允差≤ 。 2. 材料選用 45鍛鋼件。毛坯應(yīng)正火處理，消除鍛造過程的內(nèi)應(yīng)力。 3. 立柱導(dǎo)向表面應(yīng)進(jìn)行熱處理，表面硬度不低于 HB235，也可進(jìn)行表面鍍硬鉻處理，鍍層厚度為 毫米。 圖 25 立柱結(jié)構(gòu)圖 9 底座結(jié)構(gòu) 底座安裝于工作臺(tái)下部，與機(jī)座相聯(lián)。底座僅承受機(jī)器的總重量。底座高度由正常壓 制制件時(shí)人的操作高度來(lái)定。底座材料選用 HT200。主要考慮到外形的美觀，對(duì)精度無(wú)要求。（如圖） 10 擬定液壓原理圖 11 動(dòng)作分析 自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路設(shè)計(jì) 考慮到設(shè)計(jì)要求，保壓時(shí)間要達(dá)到 5s，壓力穩(wěn)定性好。若采用液壓?jiǎn)蜗蜷y回路保壓時(shí)間長(zhǎng)，壓力穩(wěn)定性高，設(shè)計(jì)中利用換向閥中位機(jī)能保壓，設(shè)計(jì)了自動(dòng)補(bǔ)油回路，且保壓時(shí)間由電氣元件時(shí)間繼電器控制，在 020min 內(nèi)可調(diào)整。此回路完全適合于保壓性能較高的高壓系統(tǒng)，如液壓機(jī)等。 自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路系統(tǒng)圖的工作原理：按下起動(dòng)按紐，電 磁鐵 1YA 通電，換向閥 6接入回路時(shí)，液壓缸上腔成為壓力腔，在壓力到達(dá)預(yù)定上限值時(shí)壓力繼電器 11發(fā)出信號(hào)，使換向閥切換成中位；這時(shí)液壓泵卸荷，液壓缸由換向閥 M 型中位機(jī)能保壓。當(dāng)液壓缸上腔壓力下降到預(yù)定下限值時(shí)，壓力繼電器又發(fā)出信號(hào)，使換向閥右位接人回路，這時(shí)液壓泵給液壓缸上腔補(bǔ)油，使其壓力回升?；爻虝r(shí)電磁閥 2YA 通電，換向閥左位接人回路，活塞快速向上退回 釋壓回路設(shè)計(jì) ： 釋壓回路的功用在于使高壓大容量液壓缸中儲(chǔ)存的能量緩緩的釋放，以免她突然釋放時(shí)產(chǎn)生很大的液壓沖擊。一般液壓缸直徑大于 25mm、壓力高于 7Mpa 時(shí)，其油腔在排油前就先須釋壓 。 根據(jù)設(shè)計(jì)很實(shí)際的生產(chǎn)需要，選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。其工作原理：按下起動(dòng)按鈕，換向閥 6的右位接通，液壓泵輸出的油經(jīng)過換向閥 6的右位流到液壓缸的上腔。同時(shí)液壓油的壓力影響壓力繼電器。當(dāng)壓力達(dá)到一定壓力時(shí)，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，使換向閥5 回到中位，電磁換向閥 10 接通。液壓缸上腔的高壓油在換向閥 5 處于中位（液壓泵卸荷）時(shí)通過節(jié)流閥 換向閥 10 回到油箱，釋壓快慢由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。當(dāng)此腔壓力降至壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，換向閥 6切換至左位，液控單向閥 7打開，使液壓缸上腔的油通過該閥排到液壓缸頂 部的副油箱 13 中去。使用這種釋壓回路無(wú)法在釋壓前保壓，釋壓前有保壓要求時(shí)的換向閥也可用 M型，并且配有其它的元件。 12 機(jī)器在工作的時(shí)候，如果出現(xiàn)機(jī)器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時(shí)候，輸出的壓力油隨著工作的時(shí)間而增大，而無(wú)法使液壓油到達(dá)液壓缸中，為了保護(hù)液壓泵及液壓元件的安全，在泵出油處加一個(gè)直動(dòng)式溢流閥 1，起安全閥的作用，當(dāng)泵的壓力達(dá)到溢流閥的導(dǎo)通壓力時(shí)，溢流閥打開，液壓油流回油箱。起到保護(hù)作用。在液壓系統(tǒng)中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時(shí)也可以增加液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使零件的加工精度增高。 上液壓缸 工作循環(huán) （ 1） 快速下行。按下起動(dòng)按鈕，電磁鐵 1YA 通電，這時(shí)的油路為： 液壓缸上腔的供油的油路變量泵 1— 換向閥 6 右位 — 節(jié)流閥 8— 壓力繼電器 11— 液壓缸 15 液壓缸下腔的回油路液壓缸下腔 15— 液控單向閥 7— 換向閥 6右位 — 電磁閥 5— 背壓閥 4— 油箱 油路分析：變量泵 1的液壓油經(jīng)過換向閥 6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過節(jié)流閥 7 流經(jīng)繼電器 11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸的上腔加壓。液壓缸 15 下腔通過液控單向閥 7經(jīng)過換向閥 6的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油箱。因?yàn)檫@是背壓閥產(chǎn)生的背壓使接 副油箱旁邊的液控單向閥 7 打開，使副油箱 13 的液壓油經(jīng)過副油箱旁邊的液控單向閥 14 給液壓缸 15上腔補(bǔ)油。使液壓缸快速下行，另外背壓閥 接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 （ 2） 保壓時(shí)的油路情況： 油路分析：當(dāng)上腔快速下降到一定的時(shí)候，壓力繼電器 11發(fā)出信號(hào)，使換向閥 6 的電磁鐵 1YA 斷電，換向閥回到中位，利用變量泵的柱塞孔從吸油狀態(tài)過渡到排油狀態(tài)，其容積的變化是由大變小，而在由增大到縮小的變化過程中，必有容積變化率為零的一瞬間，這就是柱塞孔運(yùn)動(dòng)到自身的中心線與死點(diǎn)所在的面重合的這一 瞬間，這時(shí)柱塞孔的進(jìn)出油口在配油盤上所在的位置，稱為死點(diǎn)位置。柱塞在這個(gè)位置時(shí)，既不吸油，也不排油，而是由吸轉(zhuǎn)為排的過渡狀態(tài)。液壓系統(tǒng)保壓。而液壓泵 1在中位時(shí)，直接通過背壓閥直接回到油箱。 （ 3） 回程時(shí)的油路情況： 液壓缸下腔的供油的油路：變量泵 1—— 換向閥 6左位 —— 液控單向閥 7—— 液壓油箱 15 的下腔液壓缸上腔的回油油路： 液壓腔的上腔 —— 液控單向閥 14—— 副油箱 13 液壓腔的上腔 — 節(jié)流閥 8—— 換向閥 6左位 —— 電磁閥 5—— 背壓閥 4—— 油箱油路分析： 當(dāng)保壓到一定時(shí)候，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使換向閥 6的電磁鐵 2YA 通電，換向閥接到左位，變量泵 1的液壓油通過換向閥旁邊的液控單向閥流到液壓缸的下腔，而同時(shí)液壓缸上腔的液壓油通過節(jié)流閥 9（電磁鐵 6YA 接通），上腔油通過換向閥 10 接到油箱，實(shí)現(xiàn)釋壓，另外一部分油通過主油路的節(jié)流閥流到換向閥 6，再通過電磁閥 19，背壓閥 11 流回油箱。實(shí)現(xiàn)釋壓。 13 下液壓缸的工作循環(huán)： 向上頂出時(shí)，電磁鐵 4YA 通電， 5YA 失電。進(jìn)油路：液壓泵 —— 換向閥 19 左位 —— 單向節(jié)流閥 18—— 下液壓缸下腔 回油路：下液壓缸上腔 —— 換向閥 19 左位 —— 油箱 當(dāng)活塞碰到上缸蓋時(shí)，便停留在這個(gè)位置上。 向下 退回是在 4YA 失電， 3YA 通電生的，進(jìn)油路：液壓泵 —— 換向閥 19 右位 ——單向節(jié)流閥 17—— 下液壓缸上腔 回油路：下液壓缸下腔 —— 換向閥 19右位 —— 油箱 原位停止是在電磁鐵 3YA，4YA 都斷電，換向閥 19 處于中位時(shí)得到的。 他的機(jī)身是由上橫梁、滑塊、下橫梁、四根立柱和加熱板組成，機(jī)身由底座支撐。工作缸安裝在上橫梁內(nèi)，活動(dòng)橫梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生之力量，對(duì)磨具進(jìn)行沖壓加工。由于機(jī)身聯(lián)接成一整體框架，故機(jī)身承受整個(gè)工作力量。活動(dòng)橫梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整 體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生之力量，對(duì)磨具進(jìn)行沖壓加工。由于機(jī)身聯(lián)接成一整體框架，故機(jī)身承受整個(gè)工作力量。 14 第 3 章 630T 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的計(jì)算 設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù) 公稱力 :6300kN：最大工作壓力： 25MPa；開口高度： 1500mm ；滑塊最大行程：900mm：工作臺(tái)面有效尺寸（長(zhǎng) X 寬）： 1600mmX1600mm。 液壓缸的設(shè)計(jì) 繪制液壓缸速度循環(huán)圖、負(fù)載圖 選取參數(shù) 取動(dòng)摩擦系數(shù) fd= ，靜摩擦系數(shù) fj= ，η缸 =， V快 =100mm/s ， V工 =10mm/s，令起動(dòng)時(shí)間不超過 秒， 液壓缸的效率 液壓缸的機(jī)械效率 ?? 液壓缸缸徑的計(jì)算 內(nèi)徑 D 可按下列公式初步計(jì)算： 15 液壓缸 的負(fù)載為推力 364 4 6 3 0 0 1 0 0 . 5 8 12 5 1 0 0 . 9 5FDmP? ? ? ??? ? ?? ? ?主 =581mm 式（ 31） 式中 01F — 液壓缸實(shí)際使用推力 6300（ KN）； ? — 液壓缸的總效率，一般取 ? =～ ；計(jì)算 ? =； p — 液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力（ MPa） 本次設(shè)計(jì)中液壓缸已知系統(tǒng)壓力 p =25MPa； 根據(jù)式（ 31）得到內(nèi)徑： D =581mm 查缸筒內(nèi)徑系列 /mm(GB/T 23481993)可以取為 500mm。 表 液壓缸內(nèi)徑系列 mm 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 活塞桿外徑 d ： 查《液壓傳動(dòng)與控制手冊(cè)》根據(jù)桿徑比 d/D，一般的選取原則是：當(dāng)活塞桿受拉時(shí)，一般選取 d/D=，當(dāng)活塞桿受壓時(shí)，一般選取 d/D=。本設(shè)計(jì)我選擇 d/D=，即 d== 500=350mm。 根據(jù)活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)取 d=360mm. 表 31 活塞桿直徑系列 活塞桿直徑系列 /mm (GB/T 23481993) 1 1 1 2 2 2 3 3 450、 5 6 70、 80、 90、 100、 1 12 1 160、 180、 200、2 250、 280、 3 360、 400 活塞寬度 B 的確定 由于活塞在液壓力 的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的配合表面；間隙過大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。 16 活塞的寬度 B 一般取 B =（ ） D 即 B =（ ） 500=（ 300500） mm 取 B =500mm 缸體長(zhǎng)度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部的長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞寬度的和。缸體外部尺寸還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體的長(zhǎng)度不應(yīng)大于缸體內(nèi)徑 D 的 2030 倍。 缸筒壁厚的計(jì)算 在中、低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚基本上由結(jié)構(gòu)和工藝上的要求確定，壁厚通常都能滿足強(qiáng)度要求，一般不需要計(jì)算。但是，當(dāng)液壓缸的工作壓力較高和缸筒內(nèi)徑較大時(shí)，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 當(dāng) ?? 時(shí)，稱為薄壁缸筒，按材料力學(xué)薄壁圓筒公式計(jì)算，計(jì)算公式為 ? ?max2pD? ?? 式（ 32） 式中， maxp — 缸筒內(nèi)最高壓力； ??? — 缸筒材料的許用壓力。 ??? = /b n? , b? 為材料的抗拉強(qiáng)度， n 為安全系 數(shù)，當(dāng)?? 時(shí)，一般取 5n? 。液壓缸缸筒材料采用 45 鋼，則抗拉強(qiáng)度： σ b=600MPa 安全系數(shù) n 按《液壓傳動(dòng)與控制手冊(cè)》 P243 表 2— 10，取 n=5。 則許用應(yīng)力 [δ ]=nb?=120MPa 當(dāng) ???時(shí) ,按式（ 33）計(jì)算 17 ? ?m a xm a x2 . 3 3pDp? ?? ? (該設(shè)計(jì)采用 45 鋼管 ) 式（ 33） 根據(jù)缸徑查手冊(cè)預(yù)取 ? =50 此時(shí) D??? = ??? 最高允許壓力一般是額定壓力的 倍，根據(jù)給定參數(shù)，所以： maxP =25? = ? ?m a x m a x2 .3 3pDp? ?? ? ?? ?? =115 滿足要求，就取 壁厚為 120mm。 活塞桿強(qiáng)度和液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算 活塞桿的直徑 d 按下式進(jìn)行校核 ][4?? Fd? 式中， F 為活塞桿上的作用力； ][? 為活塞桿材料的許用應(yīng)力， ][? = /b n? ,n 一般取 。 ][4d ??F? （ 34） 式中 ][? ———— 許用應(yīng)力； MP a805004n][ b ??? ?? （ Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為 375500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取 5，即活塞桿的強(qiáng)度適中） 631080 1040 004][4d ?? ???? ??? F= d 取 360 mm大于 63 mm 滿足要求 . 活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，它所承受的力 F 不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的 臨 18 界負(fù)載 kF ，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。 kF 的值與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長(zhǎng)度以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)。若活塞桿的長(zhǎng)徑比 / 10ld?且桿件承受壓負(fù)載時(shí)，則必須進(jìn)行液壓缸穩(wěn)定性校核。活塞桿穩(wěn)定性的校核依下式進(jìn)行 kknFF? 式中， kn 為安全系數(shù)，一般取 kn =2~4。 / kl r m i? 時(shí) 22k i EJF l?? / kl r m i? 時(shí) 21 ( )kkfAF alir? ? 式中， l 為安裝長(zhǎng)度，其值與安裝方式有關(guān)， kr 為活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑，AJrk /? ； m 為柔性系數(shù)，其值見表 32； i 為由液壓缸支撐方式?jīng)Q 定的末端系數(shù)，