【文章內(nèi)容簡介】 其原理圖如圖 所示。 圖 液壓鎖緊回路 1— 液壓泵； 2— 溢流閥； 3— K型三位四通換向閥； 4— 液控單向閥； 5— 液壓缸 該回路的工作原理為：當(dāng)電磁鐵 1ＹＡ得電時，三位四通電磁換向閥處于左工位，油液進入液壓缸無桿腔，同時有部分油液進入液控單向閥的液控口使液控單向閥反向?qū)ǎ袟U腔油液由液控單向閥、三位四通電磁換向閥流回油箱，活塞向下運動。當(dāng)電磁鐵２ＹＡ得電時，三位四通電磁換向閥處于右工位，油液由液控單向閥進入液壓缸有桿腔，無桿腔油液由三位四通電磁換向閥直接流回油箱，液壓缸回程運動。當(dāng)兩邊電磁鐵均斷電時，三位四通電磁閥在復(fù)位彈簧的作用下回到中位，油液直接流回油箱，液控單向閥關(guān)閉，液壓缸被鎖緊，這樣便可有效地防止液壓缸在非工作狀態(tài)下由于壓頭的自重而自由下滑。 ③ 同步回路設(shè)計 同步動作回路是用于保液壓證系 統(tǒng)中兩個或兩個以上的執(zhí)行元件保持位移或速度相同的回路。 該液壓式砌塊制備機的下模箱的模型如圖 ，它是承載原料和成型磚塊的容器，由于它是同時肩負運輸和成型兩個任務(wù)，所以在其下方設(shè)計了車輪用于運送原料和成型磚，同時安裝了液壓缸驅(qū)動四個支腿在壓制過程中使下模箱穩(wěn)固地放 14 置于壓頭正下方。鑒于這四個支腿液壓缸在工作過程中承受了下模箱、磚塊以及壓制力的共同作用，在系統(tǒng)中占有重要作用。為了使下模箱在壓制開始時保持處于水平狀態(tài)（若下模箱傾斜，可能導(dǎo)致上壓頭下壓時卡在下模箱里而造成事故），故必須保證四個支腿液壓缸具備速 度的同步性，這樣才能保證在設(shè)定時間內(nèi)具有相同的位移，從而使下模箱保持水平。 圖 下模箱模型 動作同步回路主要包括以下幾種：機械連接同步回路、液壓缸串聯(lián)同步回路、采用流量閥控制的同步動作回路、采用液壓泵或液壓馬達的同步動作回路。其中，采用流量閥控制的同步動作回路又包括并聯(lián)調(diào)速閥的同步動作回路、液壓缸雙側(cè)節(jié)流同步回路和分流集流閥的同步回路。 根據(jù)液壓式砌塊制備機的技術(shù)要求以及充分分析各種同步動作回路的優(yōu)劣情況，以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低制造成本、符合 工作要求為主要設(shè)計原則，選擇了以分流集流閥來實現(xiàn)該同步動作回路。 分流集流閥又稱同步閥，其主要功能是實現(xiàn)兩個或兩個以上的執(zhí)行元件在承受不同的負載時仍能獲得相同的位移或速度。分流集流閥可分為分流閥、集流閥和分流集流閥。其中，分流集流閥可同時用作流閥和集流閥。 該四液壓缸同步動作回路的原理圖如圖 所示，其工作原理為：當(dāng)電磁鐵 1ＹＡ得電時，三位四通電磁換向閥處于左工位，油液經(jīng)過三個分流比分別為 3: 2:1 15 和 1:1 的分流集流閥，成為四股流量相同的油液分別進入四個液壓缸的無桿腔，同時有部分油液進入液控單向閥的液 控口使液控單向閥反向?qū)?，有桿腔油液由液控單向閥、三位四通電磁換向閥流回油箱，活塞向下運動，推動下模箱支腿伸出。之后電磁閥 1YA斷電，三位四通電磁換向閥處于中位，液壓泵卸荷，四個液壓缸鎖緊。當(dāng)電磁鐵２ＹＡ得電時，三位四通電磁換向閥處于右工位，油液由液控單向閥進入液壓缸有桿腔，無桿腔油液經(jīng)分流集流閥收集為一股油液從三位四通電磁換向閥流回油箱，液壓缸回程運動，下模箱四支腿收回。 圖 四液壓缸同步動作回路 1— 液壓泵； 2— 溢流閥； 3— K型三 位四通電磁換向閥； 6— 分流集流閥； 7— 液控單向閥； 8— 四缸支腿機構(gòu) ④ 液壓系統(tǒng)原理圖的總體設(shè)計 液壓系統(tǒng)原理圖的總體設(shè)計如圖 。 液壓系統(tǒng)工作循環(huán)： ， 1YA 和 2YA 得電，換向閥 7 和 8 左工位接通，油液經(jīng)換向閥 8的左工位和分流集流閥 11 進入成型模具的支腿液壓缸無桿腔，液壓缸伸出 16 使車輪脫離支撐面，待液壓缸完全伸出后， 2YA 斷電使換向閥處于中位，液壓泵卸荷，支腿液壓缸在液控單向閥作用下鎖緊保壓。 斷電， 4YA 和 5YA 得電，換向閥 7工作于右工位，換向閥 20 和 14 工作于左工位，油液經(jīng)換向閥 14 和單向節(jié)流閥 15 進入液壓缸 17 的無桿腔，推動液壓缸快速下行，當(dāng)液壓缸壓頭行至與沙面接觸時， 6YA 斷電使換向閥 14處于中位，液壓泵卸荷，液壓缸鎖緊。 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 1— 油箱； 2— 過 濾器； 3— 溢流閥； 4— 液壓泵； 5— 截止閥； 6— 壓力表； 20— 二位三通換向閥； 14— k型三位四通電磁換向閥； 11— 分流集流閥； 1 16— 液控單向閥； 13— 支腿液壓缸； 15— 單向調(diào)速閥； 17— 主液壓缸； 18— U型三位四通電磁換向閥； 19— 振壓式液壓缸 斷電使換向閥處于右工位， 7YA 通電使換向閥 18 處于右工位，油液經(jīng)換向閥 18 流入振壓液壓缸的無桿腔使壓頭伸出，壓頭伸出后 7YA 斷電、 4YA 通 17 電使換向閥 18 處于中位且液壓泵經(jīng)換向閥 14卸荷，執(zhí)行原件處于浮動狀態(tài)，為之后的超聲波振壓做好準備。 ， 4YA 斷電、 8YA 通電，換向閥 18 處于右工位，振壓液壓缸 19 收回。 斷電， 4YA 通電使換向閥 20 工作于左工位， 5YA 通電使換向閥 14 工作于左工位，油液重新進入液壓缸 17 的無桿腔，開始對下模具中的原料進行慢速加壓；壓制完成后， 5YA 斷電， 6YA 通 電使換向閥處于右工位，油液通過液控單向閥進入液壓缸 17的有桿腔使主壓頭返回。 ， 6YA斷電， 1YA 得電使換向閥處于左工位， 3YA 得電使換向閥8處于右工位，油液經(jīng)換向閥 8和液控單向閥流入支腿液壓缸無桿腔，成型模具四支腿收回，車輪重新接觸支撐面，將壓制完成的磚塊送出主機。 至此，整個液壓系統(tǒng)完成了一個工作循環(huán)。系統(tǒng)工作過程各電磁換向閥的通、斷電情況見表 。 表 電磁鐵動作順序表 執(zhí)行元件 工況 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA 7YA 8YA 主壓頭 伸出 + + 鎖緊 + 終壓 + + 回程 + + 超聲波壓頭 伸出 + 超聲振壓 + 回程 + 下模箱支腿 伸出 + + 鎖緊 + 回程 + + 注：“ +”表示電磁鐵通電，“ ”表示電磁鐵失電 液壓系統(tǒng)的計算和元件選型 確定液壓缸的主要參數(shù) 18 根據(jù)主壓頭的工作負載初選液壓缸的設(shè)計壓力為 MPap 41 ? ，采用單桿活塞液壓缸。根據(jù)主缸壓力選取桿徑比為 ?? Dd? () 則有桿腔與無桿腔的面積之比為 ?AA 。執(zhí)行元件的背壓設(shè)定為MPap ? ，機械效率 ?m? 。 （ 1）主液壓缸內(nèi)徑 D和活塞桿直徑 d 的確定 單桿活塞液壓缸示意圖如圖 所示。伸出行程時，根據(jù)如下方程進行計算： )0() 22211 ??? pFpApA wm?（ （ ） 式中 1A —— 無桿腔面積， 4/21 DA ?? ， 2m 2A —— 有桿腔面積， 4/)( 2221 dDA ?? ? ， 2m D —— 活塞直徑（缸筒直徑）， m d —— 活塞桿外徑， m 1p —— 液壓缸工作腔壓力， Pa 2p —— 液壓缸回油腔壓力， Pa m? —— 機 械效率 wF —— 外負載， N 圖 單桿活塞液壓缸示意圖 代入已知數(shù)據(jù)，得 19 222664211 104)mmppFAmw????????????）（（ ? （ ） mmAD 2 ????? ?? （ ） mmDd 060 2120 ??? （ ） 查《液壓傳動》 P143，根據(jù) GB23481993 將這些直徑圓整成標準值得： mmD 125? ，mmd 63? 。 則液壓缸的實際有效面積為 : 222222222221 )( ) mmdDAmmDA??????????（?? （ ） （ 3）主液壓缸實際所需流量計算 ① 主液壓缸快速下降時所需流量 VvAQ ?111? （ ） V? —— 液壓缸的容積效率，取 ?V? m i n/ i n/ LLvAQ V ????? ? （ ） ② 主液壓缸慢速加壓時所需流量 m i n/ i n/ LLvAQ V ????? ? （ ） ③ 主液壓缸快速回程時所需流量 m i n/ i n/ LLvAQ V ????? ? （ ) （ 4）確定支腿液壓缸 和振壓液壓缸的流量 根據(jù)已知條件，利用以上的方法可確定支腿液壓缸和振壓液壓缸的工作流量。計算結(jié)果如表 ： 20 表 支腿液壓缸和振壓液壓缸的流量 工況 負載 /N 速度 /（ mm/s） 流量 /（ L/min） 支腿液壓缸 伸出 20 停留 0 0 回程 25 振壓液壓缸 伸出 30 回程 35 （ 5）確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動電機功率 根據(jù)前面的工況分析，由最大壓制力 和液壓主機類型，初選液壓泵的工作壓力取為 MPa4 ，考慮到進出油路上各種液壓閥和油液管道的壓力損失約為 ，則液壓泵的最高工作壓力為 M P aM P appp p )(11 ?????? （ ） 上式計算所得的 pP 是液壓系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在不同工況的過渡 階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往會超過起靜態(tài)壓力，另外系統(tǒng)必須要有一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的 80%左右，因此選泵的額定壓力 nP 應(yīng)滿足： M P app pn 6 2 ??? () 液壓泵的最大流量應(yīng)為： max()pLq K q? ? () 式中， pq 為液壓泵的最大流量 max)q?（ 同時動作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時的溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量 2~3 minL ，取最小溢流量 min/ L 。 LK? 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 ~ ? ，現(xiàn)取 ? 。則 ? ? m i n/) m a x LqqKq Lp ????????? （ （ ） ① 液壓泵的選擇 由于該系統(tǒng)的工作壓力不大，負載較小，流量小，作業(yè)環(huán)境相對惡劣，因此選擇外嚙合齒輪泵。 其特點在 節(jié)已有所敘述，此處不再贅述。 根據(jù)上面計算所得的最大壓力和最大流量，查《新編實用液壓技術(shù)手冊》液壓 21 泵選型的相關(guān)表格，選擇 CB32型齒輪泵。其技術(shù)參數(shù)如表 ： 表 CB32型齒輪 泵技術(shù)參數(shù) 型號 排量（ mL/r) 壓力（ MPa) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 效率（ %） 驅(qū)動功率（ kW) 質(zhì)量（ kg) 額定 最高 額定 最高 容積效率 額定工況 CB32 32 10 1450 1650 ② 與液壓泵相匹配的電機的選擇 由前面的分析可知，液壓缸的最大壓力出現(xiàn)在壓制階段，此時液壓泵的供油壓力為 ，流量為已選定的液壓泵的流量值。 p?? 液壓泵的總效率。齒輪泵為～ ，取 ?p? 。 則驅(qū)動電機的功率為： kWWWqpPpppp 36 ??? ?????? ?? （ ） 由于 CB32 型齒輪泵的驅(qū)動功率為 ,據(jù)此查《機械設(shè)計使用手冊》 Y 系列三相異步電動機技術(shù)參數(shù)表，選擇一般用途的單速三相異步電動機 Y160M4，其技術(shù)參數(shù)如表 ： 表 三相異步電 動機 Y160M4技術(shù)參數(shù) 型號 額定功率 /kW 滿載時 轉(zhuǎn)速 /（ r/min) 電流 /A 效率（ %） 功率因數(shù) ?cos Y160M4 11 1460 88 根據(jù)所選的電動機的轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，計算得液壓泵的最大實際流量為： m i n/1 2 i n/0 4 i n/ 4 6 0 LLmLnVq vt ?????? ? （ ） 則該型號的電動機選擇滿足要求。 液壓元件 的選型 閥類元件用于控制液壓系統(tǒng)的壓力、流量及油液的流動方向，從而控制執(zhí)行原件的啟停、速度、