【文章內(nèi)容簡介】 300mm，所以采用此種結(jié)構。立柱螺母的尺寸已有機械行業(yè)標準JB/T ——1999，內(nèi)螺母一般與螺母等高。25MN以下的液壓機，其立柱多做成實心的，實心的立柱的兩端要鉆出預緊螺母用的加熱孔。立柱的預緊分加熱預緊與液壓預緊。本次設計選用的是加熱預緊方式。加熱預緊 比較常用的方法，為此，立柱端部應鉆有加熱孔，其深度應大于橫梁的高度。在立柱及上橫梁安裝好后，先將內(nèi)、外螺母冷態(tài)擰緊，然后用電熱棒或通入蒸汽等加熱方法使立柱端部伸長，達到一定溫度后，將外螺母再向下擰過一個角度，一般是用螺母外徑上一點轉(zhuǎn)過的弧長來度量。立柱冷卻后，就在螺母與橫梁之間產(chǎn)生一個很大的預緊力，使螺母不易松動。加熱時應注意兩對角立柱同時加熱。 立柱的導向裝置活動橫梁運動及工作時，一般以立柱為導向，由于活動橫梁往復運動頻繁，且在偏心加壓時有很大的側(cè)推力，因此，不可能讓活動橫梁與立柱直接接觸，互相磨損，必須選擇耐磨損、易更換的材料作為兩者之間的導向裝置。導向裝置的質(zhì)量直接關系到活動橫梁的運動精度及被加工件的尺寸精度，也會影響到工作缸密封件與導向面的磨損情況，對模具壽命及機身的受力情況也均有影響，為此，必須合理選擇導向裝置的結(jié)構及配合要求。 導套導向裝置可分為導套與平面導板兩大類。導套對于圓截面的立柱，都是在活動橫梁的立柱孔中采用導套結(jié)構，又可分為圓柱面導套和球面導套。圓柱面導套 在活動橫梁的立柱孔中，各裝有上、下兩個導套，它們由兩半組成，為了拆裝方便，兩半導套的剖分面最好有的斜度，導套兩端裝有防塵用的氈墊。這種導套結(jié)構簡單，制造方便。本次設計中采用這種形式的導套。導套的材料計算導套材料一般采用鑄錫青銅ZQSn663，小液壓機也有用鐵基粉末冶金的。導套比壓q的計算 == MPa 滿足要求 （240）式中 T——機架計算中求得立柱上的側(cè)推力（N） d——導套內(nèi)孔直徑 (m) c——導套高度（m） [q]——許用比壓 （MPa），對于ZQSn663，[q]=6~8 MPa 限程套為防止運動部分超程，有些液壓機在下橫梁的4個立柱上安裝限程套，一般為對開式，上、下兩端應平行，4個限程套高度應一致，內(nèi)孔比立柱直徑大12mm，用鑄鐵制造。 立柱安裝限程套 底座底座安裝于工作臺下部，與基礎相連。底座僅承受機器之總重量。底座材料可選用鑄鐵件或焊接結(jié)構。主要考慮到外形的美觀，對精度無要求。 橫梁參數(shù)的確定 上橫梁結(jié)構設計橫梁由鑄造制成，目前以鑄造為多，一般采用ZG35B鑄鋼。 橫梁的寬邊尺寸由立柱的寬邊中心距確定，上梁和活動梁的窄邊尺寸應盡可能小些，以便鍛造天車的吊鉤容易接近液壓機中心，梁的中間高度則由強度確定。設計上橫梁時，為了減輕重量，根據(jù)“ 等強度梁”的概念，設計成圖所示的不等高梁，即立柱柱套處的高度h 小于中間截面的高度H。但在過渡區(qū)( A處) 會有應力集中由于上橫梁外形尺寸很大，為了節(jié)約金屬和減輕重量，盡量使各個尺寸在允許的范圍內(nèi)降到最小。梁體做成箱形結(jié)構，在安裝缸的地方做成圓筒形，安裝立柱的地方做成方筒形，中間加設筋板，以提高剛度，降低局部應力。 活動橫梁結(jié)構設計 活動橫梁的主要作用:與工作缸柱塞桿連接傳遞液壓機的壓力，通過導向套沿立柱導向面上下往復運動。安裝固定模具及工具等。因此需要有較好的強度、剛度及導向結(jié)構?；顒訖M梁上部與工作缸柱塞相連，下部與上模座相連，梁體結(jié)構和受力狀態(tài)都很復雜。當液壓機工作時，高壓液體作用于柱塞的力是通過活動橫梁及上砧傳遞到鍛件上而做功，活動橫梁的上下運動則依靠梁與立柱的導向裝置。 活塞桿與橫梁的連接 剛性連接 柱塞下端插入活動橫梁內(nèi)。 此種連接方式在偏心載時，柱塞跟隨活動橫梁一起傾斜，將動梁所受偏心力矩的一部分傳給工缸導向套，使導向套承受側(cè)向水平推力或一對力偶，從而加劇導向套及封的磨損。單缸液壓機或三缸液壓機的中間工作缸多采取此種結(jié)構。在活塞桿焊接法蘭用螺釘與橫梁連接，用12根M30的螺釘，達到預緊的目的。 下橫梁結(jié)構設計 下橫梁的剛度要求應略嚴一些，以保證整個壓機的剛性。下橫梁直接與立柱、拉桿、工作臺、回程缸和頂出器相連，梁體結(jié)構和受力狀態(tài)都很復雜。對于下橫梁，其設計原則與上橫梁相同，是在滿足相連部件最小幾何尺寸要求和工藝要求的條件下，盡可能縮減其縱向、橫向尺寸，這是有效提高梁的剛度、強度和減輕梁的重量應首先把握的主要原則。 各橫梁參數(shù)的確定因為液壓缸與橫梁間的墊片厚度為25cm，因此可以推算橫梁的厚度取大于25cm即滿足要求?？紤]在墊片與橫梁的連接面積比墊片與液壓缸的連接面積少一半所以上橫的受力部分厚度選用50cm，因為有空心部分，所以整體厚度選用75cm?；顒訖M梁受力部分為35cm，整體厚度選用50cm。因為下缸的公稱壓力小，但受力打，所以整體厚度選用40cm。第3章 液壓系統(tǒng)及元件的設計 液壓系統(tǒng)原理 工作原理 6．三位四通電磁換向閥 7. . 圖1是油路控制原理系統(tǒng)圖，工作時，電液換向閥6通電，壓力油由泵3打出， 經(jīng)順序閥4，進入電液換向閥6的右位，再通過單向閥9 ，進入上缸12的上腔。同時，經(jīng)電磁閥7補油進入油缸上腔?；赜蛷纳细椎南虑唤?jīng)過（單向順序閥）背壓閥13和液控單向閥14 ， 通過電液換向閥7， 流回到油箱。與此同時， 上缸在自重的作用下， 加速了向下的快速運動，使上缸的上腔瞬時間形成了真空帶，補油箱的油會通過液控單向閥 ，被吸進上缸的上腔， 以消除真空， 保持上缸的快速下移。當上缸帶動上模與下模合模后， 壓力油繼續(xù)輸入上油缸的上腔， 油缸上腔的壓力開始升高，由于油壓的升高，補油箱處的液控單向閥被關閉， 切斷了補油箱的供油，使上缸12下行速度開始放慢。油缸上腔壓力繼續(xù)升高， 當壓力超過了壓力繼電器10的調(diào)定值時， 壓力繼電器發(fā)出信號，控制電液換向閥6轉(zhuǎn)換到中位， 切斷油缸12上腔的供油， 上缸停止運動，系統(tǒng)開始保壓，保壓時間為40s。保壓完后， 電液換向閥6的左位被接通， 泵3打出的壓力油， 經(jīng)過順序閥4， 通過電液換向閥6的左位，再經(jīng)過液控單向閥14 、（單向順序閥）背壓閥13 ， 進入上油缸12 的下腔， 推動油缸向上運動，同時電磁閥7切換到左位，油箱補油加速回程。 油缸12上腔的回油通過液控單向閥 ， 流回到補油箱11 。使得上缸能快速退回原位。當將電液換向閥6的中位和電液換向閥的右位接通時， 泵3打出的壓力油，經(jīng)過電液換向閥的左位， 進入下缸16的下腔，回油從下缸16的上腔經(jīng)過電液換向閥的左位，流入回油箱，下缸上行頂出工件。在工件取出后， 換向閥的右位開始工作， 壓力油進入下缸16的上腔， 下缸下腔的回油經(jīng)過閥的右位流入回油箱， 下缸向下運動， 恢復原位。閥13在保壓時可防止上油缸12上腔的油液倒流，行程開關 15 用于控制上、下缸的極限位置，壓力表分別顯示上、下油缸和整個系統(tǒng)的壓力。 工藝加工過程 工藝加工過程圖動作名稱動作訊號電磁換向閥電動機1YA2YA3YA4YA5YA6YA1D電機啟動AQ+快速下行1A+++減速及壓制2HC(1A)+++保壓JP+++卸壓JS(2A)+++回程停止1HC+頂出缸頂出3A++退回4A++靜止5A液壓機的液壓傳動系統(tǒng)由動力機構、控制機構、執(zhí)行機構、輔助機構和工作介質(zhì)組成。a 動力機構 通常采用油泵作為動力機構，一般為容積式油泵。為了滿足執(zhí)行機構運動速度的要求，選用一個油泵或多個油泵。低壓（）用齒輪泵；中壓（）用葉片泵；高壓（)用柱塞泵。 管道及管接頭管道及管接頭用以把液壓元件連接起來，組成一個完整的系統(tǒng)。正確的選擇管道和管接頭，對液壓系統(tǒng)的安裝、使用和維修都有著重要的意義。在設計管道時，管徑應適應、路線應最短，管道彎頭、接頭應盡量小，以減小系統(tǒng)的壓力損失。同時，管道的連接必須牢固可靠，防止振動松脫，并且要便于調(diào)整和維修。 管道 管子的種類液壓傳動系統(tǒng)常用的管子有鋼管、橡膠軟管、尼龍管和塑料管等。應當根據(jù)液壓元件的裝置條件、部位和壓力大小來選用油管的材料。我選用的是鋼管。鋼管 分為焊接鋼管和無縫鋼管。 Mpa時可選用焊接鋼管； MPa時，推薦用10號或15號無縫鋼管；對于需要防銹防腐蝕的場合，可選用不銹鋼管；超高壓時可選用合金鋼管。本設計主要選用合金鋼管。鋼管價格便宜，工作壓力較高，但裝配時不能任意彎曲，因此多用于裝配部位限制較少和產(chǎn)品比較定型以及大功率的液壓傳動裝置中，是液壓傳動系統(tǒng)主要的油管材料。 管子的內(nèi)徑和壁厚的確定管道尺寸一般由選定的標準元件連接口尺寸確定，也可以按管路允許流速進行計算。油缸快進時油管的流量可達。取管內(nèi)流速。 == （31）取d=42mm主缸快退時進油管流量可達，則 ==取d=42mm頂出缸快進時油管的流量可達，則 ==取d=45mm頂出缸快退時進油管流量可達，則 ==取d=45mm 管接頭 管接頭用于油管之間或油管與液壓元件之間的連接。對管接頭的基本要求是工作可靠、密封性良好、對液流的阻力小、結(jié)構簡單、安裝和制造方便等。常用的管接頭可分為金屬管固定連接管接頭、活動連接管接頭和軟管管接頭等三類。 法蘭連接 法蘭連接的結(jié)構形式有焊接式和凸肩式兩種。用12個高強度螺栓緊固，并采用O型橡膠密封圈密封。法蘭連接常用于通徑大于32mm的高壓管道及超高壓管道。這種連接的特點是牢固可靠，但外形尺寸較大，要求較大的空間。目前，法蘭連接一般是采用方形的法蘭，在直徑大于125mm時，也可采用圓形法蘭。 在設計中采用法蘭式連接。 液壓控制閥的選擇 先導式溢流閥 DB/DBW型先導式溢流閥具有壓力高、調(diào)壓性能平穩(wěn)、最低調(diào)節(jié)壓力低和調(diào)壓范圍大等特點。在設計中選用DBW型，可以控制系統(tǒng)的壓力并能在任意時刻使之卸荷。 DBW30的通徑為20MM，最大流量可達500，可以滿足供油要求。 節(jié)流閥 Z2FS型節(jié)流閥是雙單向疊加式節(jié)流閥，用來控制兩個工作油口的主流量或先導油流量。將本元件裝在先導閥和主閥之間，可以控制先導流量。 Z2fs型的通徑為22mm，流量可達350，對于下油缸流量要求較小，所以，可以滿足要求。 單向閥 S型單向閥 該閥為錐閥式結(jié)構，壓力損失小。主要用于做背壓閥和旁路閥用。 連接方式采用管式連接，通徑為30mm，流量可達260 SV型液控單向閥 該閥為錐閥式結(jié)構，只允許油流正向通過，反向則截止。 連接方式采用螺紋連接，型號選SV25。通徑為20mm，流量可達300 電磁換向閥 設計中采用三位四通電磁換向閥。次那個號為DSG系列，該系列電磁換向閥配有強吸力、高性能的濕式電磁鐵，具有高壓、大流量、壓力損失低等特點。 選用SDSG033C 最大流量120。 順序閥DZ型先導式順序閥該閥利用油路本身壓力來控制液壓缸或馬達的先后動作順序，以實現(xiàn)油路系統(tǒng)的自動控制。改變控制油和泄露油的連接方法，該閥還可以作為卸荷閥和背壓閥（平衡閥）使用。DZ型選通徑25mm 流量可達300。 背壓閥該閥可使背壓隨載荷變化而變化，載荷增大，背壓自動降低，載荷減小則背壓增加，使運動平穩(wěn)性好，提高系統(tǒng)效率。選擇FBF3型系列，滿足最大32 MPa范圍即可。第4章 控制部分 PLC概述 在本次設計中控制部分用可編程控制器，即PLC。關于可編程控制器的定義，1980年，NEMA將可編程控制器定義為：“可編程控制器是一種帶有指令存儲器，數(shù)字的或模擬輸入/輸出接口，以位運算為主，能完成邏輯、順序、定時、計數(shù)和算術運算等功能，用于控制機器或生產(chǎn)過程的自動控制裝置?！睆亩x可知，PLC也是一種計算機，它有著與通用計算機相類似的結(jié)構，即由中央處理器（CPU）、存儲器（MEMORY）、輸入/ 輸出（I/O）接口及電源組成的。只不過它比一般的通用計算機具有更強的與工業(yè)過程相連的接口和更直接的適應控制要求的編程語言。 控制部分設計 PLC采用歐姆龍控制，芯片選用CPM1A40CDTD,輸出形式是晶體管，這種形式適合工作頻繁的機械中，功能比較強大。此芯片項目為40點T/O型。可實現(xiàn)循環(huán)掃描和即時刷新并用。編程語言是梯形圖方式。輸入12點0000000011，輸出8點0100001007.采用梯形圖編程方式，工藝流程是分步進行，所以按照流程圖所需進行編譯。輸入、輸出控制部分在電路圖標出。由于是循環(huán)工藝流程，所以在編程中多處加入了延時。 ，從而控制大型負載，完成從低壓直流到高壓交流的過度控制。、輸出地址，在電路接線圖與程序梯形圖中都有注明，因此在詮釋程序的內(nèi)容上方便理解。壓機工藝動作：調(diào)整：按相應按鈕即可得到相應的工藝動作，松開即停。半自動工藝動作：按壓雙手按鈕，即可得到滑塊快下→慢下→壓制（保壓）→泄壓回程→頂出→取坯。拉伸工藝：按壓雙手按鈕，即可得到頂出→滑塊快下→慢下→壓制（保壓）→泄壓回程→頂出→取坯。流程圖體現(xiàn)了整個系統(tǒng)的工作過程，清晰的表達系統(tǒng)的運行狀況。程序梯形圖見后面的附錄二?？?結(jié)畢業(yè)設計是對畢業(yè)生四年大學生活及學習的一次總結(jié)，是對畢業(yè)生的一次考核，通過設計的構思，可以看出一個本科畢業(yè)