【文章內(nèi)容簡介】 有限制，所以在設(shè)計(jì)過程中主要考慮壓制階段。這里液壓缸的負(fù)載圖速度圖也不再列出。（1）液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的內(nèi)徑①初選系統(tǒng)壓力 P=20Mpa②由于液壓缸的機(jī)械效率為 n=，所以 FL = = =222KN?③由于 FL =P1S得 S= = =103（M 3）1PpaKN20因?yàn)楦椎臋M截面積 S= 24D?所以 D= = CM=310.??查機(jī)械手冊根據(jù)國標(biāo) GB23481993,取標(biāo)準(zhǔn)直徑 D=110MM④根據(jù)下表 31：表 31公稱壓力/Mpa 10? 20?? 2取速比 =210 / 41④查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可知 d=D =?1?代入計(jì)算并取標(biāo)準(zhǔn)直得 d=70mm根據(jù)已取得的缸徑和活塞桿直徑，計(jì)算液壓缸的實(shí)際有效面積，無桿腔面積 A1和有桿腔的面積 A2分別為：A 1 =，A 2=5652mm2（1）調(diào)壓回路： （2）液壓缸換向回路：11 / 41綜合考慮各個(gè)支路的情況，設(shè)置了一個(gè)壓力繼電器 1XJ，三個(gè)擋鐵行程開關(guān)XKXK XK3，其中壓力繼電器 1XJ 控制整個(gè)系統(tǒng)的壓力，當(dāng)液壓缸工作壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，壓力繼電器 1XJ 發(fā)出電氣控制信號(hào)，電磁鐵 2DT 斷電，電液換向閥 6 復(fù)中位，液壓缸進(jìn)回液腔封閉，液壓系統(tǒng)卸荷。合成后的液壓系統(tǒng)如圖 32 所示： 圖 32 單缸液壓壓力機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖12 / 411—主液壓泵 ； 2—定量泵 ；4—溢流閥 ；5—遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 ；6—電液換向閥 ；7—壓力表 ；8—電磁換向閥；9—液控單向閥 ；10—順序閥 ；11—卸荷閥（帶阻尼孔） ；12—壓力繼電器 ；13—單向閥 ；14—充液閥 ；15—充液箱 ；16—液壓缸； 17—滑塊；18－擋鐵。液壓缸的工作循環(huán)為：快速下行→慢速加壓→保壓延時(shí)→快速返回→原位停止，現(xiàn)對(duì)各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行分析。1)快速下行電磁鐵 2DT 和 3DT 通電，電液換向閥 6 和電磁換向閥 8 均換至右工位，后者使液控單向閥 9 打開。此時(shí)液壓缸進(jìn)回液路區(qū)暢通。進(jìn)油路：主液壓泵 1 →電液換向閥 6 → 單向閥 13 → 液壓缸 18 上（無桿）腔；回油路：液壓缸 18 下（有桿）腔 → 液控單向閥 9 →電液換向閥 6 → 油箱。此時(shí)液壓缸滑塊 16 因自重而快速下降，主液壓泵 1 全部流量尚不能滿足快速要求的流量，液壓缸 18 上腔形成局部真空，呈泵工況，油箱（置于液壓缸頂部）中油液在大氣壓力下經(jīng)液控充液閥（液控單向閥）14 充入，避免了上述不利現(xiàn)象產(chǎn)生。2)慢速接近工件和逐步加壓擋鐵 17 壓下行程開關(guān) XK2 時(shí)，電磁鐵 3DT 斷電，電磁換向閥 8 處于常態(tài)（圖示位置） ，液控單向閥 9 關(guān)閉，閥芯緊閉。進(jìn)油路：主液壓泵 1 →電液換向閥 6 → 單向閥 13 →液壓缸 18 上腔；回油路：液壓缸 18 下腔 → 順序閥 10 → 電液換向閥 6 → 油箱。順序閥 10 使下腔建立起背壓，滑塊靠自重不能下降，主液壓泵 1 供給的壓力油使之下行。這時(shí)上腔壓力升高，充液閥（液控單向閥）14 關(guān)閉，活塞速度降低。當(dāng)滑塊慢速接觸工件時(shí)，阻力（負(fù)載）急劇增加，主液壓泵 1 工作壓力急劇升高，排量自動(dòng)減小，液壓缸活塞速度進(jìn)一步降低，以極慢的速度對(duì)工件加壓。3)保壓延時(shí)當(dāng)液壓缸 18 工作壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，壓力繼電器 12 發(fā)出電氣控制信號(hào)，電磁鐵2DT 斷電，電液換向閥 6 復(fù)中位，液壓缸進(jìn)回液腔封閉，主液壓泵 1 經(jīng)電液換向閥 6 中位卸荷。保壓時(shí)間可由壓力繼電器 12 控制的時(shí)間繼電器調(diào)節(jié)。4)快速回程保壓結(jié)束后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)使電磁鐵 2DT 斷電，1DT 通電，電液換向閥 6 切至左位，同時(shí)進(jìn)油路控制油液使充液閥（液控單向閥）14 打開，為液壓缸 18 退回做好準(zhǔn)備。這時(shí)：13 / 41進(jìn)油路：主液壓泵 1 → 電液換向閥 6 → 液控單向閥 9 → 液壓缸 18 下腔；回油路：液壓缸 18 上腔 →充液閥（液控單向閥）14→ 油箱。需要說明的是，電液換向閥 6 切至左位時(shí)，液壓缸 18 還未泄壓時(shí)，上腔壓力很高，卸荷閥 11（帶阻尼孔）呈開放狀態(tài)，主液壓泵 1 的輸出油液經(jīng)此閥阻尼孔回油箱，這時(shí)主液壓泵 1 工作壓力較低，不足以使液壓缸回程，但可使充液閥（液控單向閥）14開啟，使液壓缸 18 上腔泄壓；當(dāng)液壓缸上腔壓力降到定值時(shí)，卸荷閥 11 關(guān)閉，此時(shí)主液壓泵 1 才開始向液壓缸 18 下腔供液，液壓缸快速回程。5)停止液壓缸位于其反向行程末端時(shí)，擋鐵下壓行程開關(guān) XK1，電磁鐵 1DT 斷電，電液換向閥 6 處于中位，液壓缸被鎖而停止。主液壓泵 1 此時(shí)處于卸荷狀態(tài)。在使用中，可隨時(shí)手動(dòng)控制 1DT 斷電，使液壓缸隨時(shí)處于停止?fàn)顟B(tài)。其工作循環(huán)和電磁鐵動(dòng)作順序表如表 31 所示。表 31單缸液壓壓力機(jī)工作循環(huán)和電磁鐵動(dòng)作順序表換向滑閥工作狀態(tài)電磁鐵動(dòng)態(tài)狀態(tài)動(dòng)作名稱 信號(hào)來源電液換向閥 6電磁換向閥 81DT 2DT 3DT快速下行 2DT 和 3DT 通電 右位 右位 + +慢速加壓 擋鐵行程開關(guān) XK2，3DT 斷電，4DT 通電右位 常態(tài)+保壓延時(shí) 壓力繼電器 12 發(fā)出信號(hào)，2DT 斷電 中位 —快速回程 壓力繼電器 12 發(fā)出信號(hào)，1DT 通電 左位 +單缸液壓缸停止 行程開關(guān) XK1 發(fā)出信號(hào)，1DT 斷電 中位 —液壓系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：（1）此液壓系統(tǒng)使用了高壓大流量恒功率變量泵供液，既符合工作要求，又能充分發(fā)揮機(jī)器的效益。（2）利用液壓缸活塞快速下降使液壓缸自動(dòng)充液，減少對(duì)液壓泵的流量要求。（3）液壓缸利用單向閥保壓，為減少工藝轉(zhuǎn)換過程的液壓沖擊，設(shè)置了泄壓回路。14 / 41（4）采用專用液壓泵提供壓力控制油液。控制壓力大小由溢流閥 3 調(diào)定。前面已算出缸的活塞直徑 D=110mm，活塞桿的直徑 d=70mm（1）選擇液壓泵前面選擇液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力為 20Mpa，因此根據(jù)機(jī)械手冊中提供的公式計(jì)算泵的額定壓力Pb=（～）P=（～）20Mpa=25～32Mpa因此泵的額定壓力可取為 Pb= Mpa（2）系統(tǒng)流量的計(jì)算液壓缸在工作時(shí)所需流量為 Q= A1U=1060106=A1——無桿腔的面積U——液壓缸的工進(jìn)速度取泄露系數(shù)為 Q=KQ= L/min= L/min（3）泵的選擇先取電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1500r/min則要求泵的幾何流量為qB= = =又因?yàn)橄到y(tǒng)要求壓力高且可變流量，故選用柱塞式恒功率變量泵查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選用泵的型號(hào)為 10YCY141B，斜盤式軸向柱塞泵，排量為 10mL/r ,轉(zhuǎn)速 1500r/min輔助泵 2 為低壓小流量定量泵，提供壓力控制油液，一般的液壓泵均可滿足。選取泵的型號(hào)為 ，YB1 定量葉片泵，排量為 ，轉(zhuǎn)速 1450r/min（4）電動(dòng)機(jī)的選擇泵的輸入功率為15 / 41P= = = = + ?60npq 66?????= （KW）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y160M4其輸出功率為 11kw 轉(zhuǎn)速為 1460r/min油箱的作用是提供給液壓系統(tǒng)足夠的油液（儲(chǔ)存油液）此外還起著散發(fā)油中的雜質(zhì)等作用。有時(shí)候還兼作液壓元件的安裝臺(tái)。 按油箱內(nèi)液面是否和大氣相通，油箱可分為開式油箱和加壓油箱開式油箱中的液面與大氣相通，液面壓力等于大氣壓力。開式油箱又可分為整體式和分離式不兩種。 整體式油箱與詩詞主機(jī)連作一體，結(jié)構(gòu)緊湊但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不方便，散熱性不好，還會(huì)由于油溫過高使鄰近的構(gòu)件產(chǎn)生變形。而分離式油箱和主機(jī)分開，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)油箱，克服了上述缺點(diǎn)，因此得到了廣泛應(yīng)用，加力和壓縮氣體（以防止氣體溶解于油液中可用隔膜式將氣體與油隔開）或者用彈簧或重物使密封油箱液面上增加一定的壓力，以提高泵的吸油口壓力，防止泵產(chǎn)生吸空現(xiàn)象。 本系統(tǒng)中，由于油箱要作液壓元件的安裝臺(tái)，故選用開式油箱中的分離式。油箱容積的大小，要考慮液壓系統(tǒng)工作時(shí)應(yīng)保一定的油液量，而液壓系統(tǒng)不工作時(shí)，系統(tǒng)中的油箱主部油流回油箱中，應(yīng)不超過油箱高度的 50%，并且能散發(fā)出一定的熱量，使油溫不超過允許值。 （1）上油箱的選擇上油箱是在壓力機(jī)快速下行時(shí)充液，因此其所需的容積最大為當(dāng)活塞桿完全伸出時(shí)所供的油液體積，雖然是由兩個(gè)油路同時(shí)供液，但由于由泵所提供的量比較少，可忽略不計(jì)。所以所需的油箱體積為V= A1L=500mm=L——為活塞桿的導(dǎo)程 A 1同前（2）下油箱的選擇液壓箱的容積最小應(yīng)為泵的流量的一倍或更大些，一般為 57 倍，這比采用熱變換的實(shí)際效果更好。泵的排量為QB=nqB=1500r/min10ml/r247。1000=15L查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得油箱的計(jì)算公式為V=（5～7）Q B= =75～100LL15)7~(?16 / 41此系統(tǒng)取 V=100L由于壓力機(jī)為非長時(shí)間使用機(jī)器。對(duì)于泵站電動(dòng)機(jī)的冷卻直接采用空冷。(3)油箱的設(shè)計(jì)由于前面計(jì)算出下油箱的容積為 100L，因此長、寬、高取為800mm400mm400mm。上油箱容積為 ,形狀為圓柱形，下面接一倒立圓臺(tái)形圓柱直徑取為 200mm，高度為 200mm，下面凸臺(tái)直徑為 133mm，高度為 40mm。管道是連接液壓元件，輸出液壓油的裝置，管系元件選擇得當(dāng)與否，對(duì)液壓系統(tǒng)工作可靠性，安裝合理性，維修方便都有影響。油管和管接頭可選用標(biāo)準(zhǔn)件，其選擇原則是應(yīng)使管中流速不要太高（使之為層流）盡量使整個(gè)系統(tǒng)中的油管縮短，以便減小壓力損失提高系統(tǒng)效率，管材的選擇應(yīng)根據(jù)壓力的高低，與泵閥等元件直接連接的管接頭，其管徑可根據(jù)所選泵閥來決定，選擇管道時(shí)，應(yīng)盡可能使油流的能量損失小些，為此應(yīng)有足夠的通油面積光滑的管壁最短的長度，及可能避免彎半徑過小，和截面密度。（1）油管的選用和計(jì)算 常用的油箱有鋼管銅管，尼龍管，塑料管，橡膠軟管等多種它們應(yīng)根據(jù)元件的安裝位置，使用環(huán)境和工作壓力進(jìn)行選擇。 鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐和剛性都較好，但裝配中不能任意彎曲，常用于裝配方便的壓力管道處，中高壓系統(tǒng)用無縫鋼管，低壓系統(tǒng)中用焊接鋼管。 尼龍管是一種新型的乳白色透明管，受壓能力因材料而異，自 25*105 —80*105Pa