【導(dǎo)讀】工，全球制造業(yè)發(fā)生了根本性變化。因此，液壓技術(shù)的水準(zhǔn)、擁有和普及程度，已經(jīng)成為衡量一個國家綜合國力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。為適合這種行勢，需。要大量設(shè)計一些液壓機的工作系統(tǒng)。本次就是要設(shè)計一款剪板機液壓系統(tǒng)。統(tǒng)主要性能的驗算；設(shè)計體會；參考文獻(xiàn)等。及各種參數(shù)的具體計算方法，如液壓元件的規(guī)格選取等。由于編寫水平有限，書中難免有缺點和錯誤之處，懇請老師批評指正。

　　

【正文】 Y315M6 22 濾油器 23 主液壓缸 31 5 液壓系統(tǒng)工作原理 液壓系統(tǒng)基本工作原理 ⑴ 空載啟動 泵啟動時電磁閥 10 處于中位，插裝閥主閥 1 的彈簧腔直接通回油，泵出口通過主閥 1和油箱連通，泵卸荷。 ⑵ 空程下行 按下循環(huán)開始按鈕時，電磁鐵 2DT， 3DT 通電。 2DT 通電時閥 1 的彈簧腔和回油路斷開，閥 1 的開啟壓力亦即系統(tǒng)的最高壓力由閥 8調(diào)定。 3DT 通電使閥 2關(guān)閉，閥 3開啟，泵輸出的壓力油經(jīng)閥 3進(jìn)入壓料缸和托料缸，使板材壓緊和托料球縮回。當(dāng)泵的供油壓力升至由主閥 6 和先導(dǎo)閥 16 組成的順序 閥的調(diào)定壓力時，油液進(jìn)入主缸上腔，這保證了只有在具有足夠的壓緊力時，剪刀刀架才能開始下行。同時主缸下腔的壓力必須到由主閥 5 和先導(dǎo)閥 15 組成的壓力閥的調(diào)定壓力時油液才能排出。主缸下腔形成背壓，此背壓起平衡剪切刀架自重的作用，使主缸空程下行的速度僅與泵的供油量有關(guān)。 ⑶ 剪切 當(dāng)空程下行至剪刀與被剪板料接觸時，主缸上腔壓力進(jìn)一步升高，壓力繼電器 18 發(fā)出信號，使 4DT 通電。此時主閥 5 的彈簧腔通過單向閥 19 和電磁閥 12的左位和回油連接，主缸下腔不再存在背壓。主缸的最大有效作用力即剪刀上的剪切力增加，對板料進(jìn)行剪切 。 ⑷ 緩沖 板料剪斷后主缸上負(fù)載突然消失，主缸上腔壓力降低，壓力繼電器 18 復(fù)位，4DT 斷電。主缸下腔又恢復(fù)背壓，以避免剪切刀架的運動速度失控。 ⑸ 刀架回程 刀架下行到終點時行程開關(guān)使 3DT 斷電， 2DT， 5DT 通電。此時閥 3 關(guān)閉，閥 2，閥 4開啟。壓力油經(jīng)閥 4 進(jìn)入主缸下腔，而上腔則經(jīng)單向閥 7，主閥 2回油，刀架回程運動。同時壓料缸和托料缸（閥 17 右側(cè)門打開）進(jìn)油腔也經(jīng)閥 2通回油，在彈簧作用下退回。當(dāng)主缸退到原位時，原位行程開關(guān)使全部電磁鐵斷電，油路恢復(fù)啟動前的狀態(tài)，油泵卸荷。 ⑹ 輕壓對線 按下對刀按鈕，電磁鐵 1DT， 3DT 通電。此時除主閥 1 的開啟壓力（亦即系統(tǒng)的最高壓力）由先導(dǎo)閥 11 調(diào)定外，其他情況和下行相同。由于將先導(dǎo)閥 11的壓力 32 調(diào)整得較低，當(dāng)剪刀接觸工件，壓力上升后，其剪切力不足以將板料剪斷，故可以用來觀察并調(diào)整板料的位置。 液壓系統(tǒng)的特點 ① 本系統(tǒng)僅采用了六個插裝閥 ,系統(tǒng)較簡單 .這特別適用與大流量系統(tǒng) 。 ② 閥 1(及其蓋板上控制閥 )和閥 6(及其控制閥 16)是典型的插裝式壓力控制閥 .前者用于實現(xiàn)多級壓力控制 ,后者則用作順序閥 。 ③ 閥 (及其控制閥 )用于實現(xiàn)主缸換向 .其中閥 5兼作背呀閥 ,用于在剪切刀架空程下行時平衡其自重 。 33 6 結(jié) 論 隨著應(yīng)用了電子技術(shù)、計算及技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)及新工藝、新材料的發(fā)展和應(yīng)用，液壓傳動技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。液壓傳動技術(shù)已成為工業(yè)機械、工程建筑機械及國防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)。而其向自動化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發(fā)展，是不斷提高它與電傳動、機械傳動競爭能力的關(guān)鍵。從而使液壓潮著現(xiàn)場總線技術(shù)、自動化控制 軟件技術(shù)、水壓元件及系統(tǒng)、液壓節(jié)能技術(shù)等方面介液壓傳動技術(shù)發(fā)展。 34 參 考 文 獻(xiàn) ［ 1］ 楊培元、朱福元主編 .《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》 .機械工業(yè)出版社 . ［ 2］ 何存興、張鐵華主編 .《液壓傳動與氣壓傳動》 .華中科技大學(xué)出版社 . ［ 3］ 沈興全、吳秀玲主編 .《液壓傳動與控制》 . 國防工業(yè)出版社 . ［ 4］ 薛祖德主編《液壓傳動》 .中央廣播電視大學(xué)出版社 . ［ 5］ 賈銘新主編 .《液壓傳動與控制》 .國防工業(yè)出版社 . ［ 6］ 章宏甲、黃誼主編 .《液壓傳動》 .機械工業(yè)出版社 . ［ 7］ 萬賢杞主編 .《液壓傳動課程設(shè)計指導(dǎo)書》 .湖南工學(xué)院（籌） 35 致 謝 為期三個月的畢業(yè)設(shè)計業(yè)已經(jīng)結(jié)束?；仡櫿麄€畢業(yè)設(shè)計過程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計課題是 YA32315 型剪板機液壓系統(tǒng)設(shè)計 。本設(shè)計是學(xué)完所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課程以后所進(jìn)行的， 本次畢業(yè)設(shè)計，我綜合運用機械課程及其他有關(guān)所修課程的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行設(shè)計，從而對這些知識有了加 深和擴展。我同時學(xué)習(xí)和掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計的基本方法與步驟，培養(yǎng)了我自身的獨立思考問題的能力，以及分析問題、解決問題的能力，同時我也懂得如何與人一起協(xié)調(diào)工作。提高了我在計算、制圖、運用設(shè)計資料、進(jìn)行經(jīng)驗估算、考慮機械設(shè)計方面的基本技能以及工程 CAD 技術(shù)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我基本上掌握了剪板機液壓系統(tǒng)的原理，整體性能，以及設(shè)計時應(yīng)注意的問題等，另外還更加熟悉運用查閱各種相關(guān)手冊，選擇使用工藝裝備等。 總的來說，這次設(shè)計，使我在基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨立思考問題 、解決問題以及創(chuàng)新設(shè)計的能力，縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距，為我以后從事實際工程技術(shù)工作奠定了一個堅實的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計任務(wù)業(yè)已順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗，難免會留下一些遺憾，在此懇請各位專家、老師及同學(xué)不吝賜教。 此次畢業(yè)設(shè)計是在李天生老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進(jìn)行的。李老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問題，以及指導(dǎo)我的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計思路。在歷經(jīng)三個多月的設(shè)計過程中，一直熱心的輔導(dǎo)。在此，我忠心地向他們表示誠摯的感謝和敬意！ 36 附 錄 1 讀書筆記 2 畢業(yè)實習(xí)報告 3 實 習(xí)日記 37 讀書筆記 設(shè)計的 YA32315 型剪板機液壓系統(tǒng)。要求主機中能完成空載啟動，空程下行、剪切、緩沖和快速回程動作。輔助動作包括：輕壓對線、剪切中途回程、點動向上、點動向下等四個動作。設(shè)計過程中液壓元件所選用型號正確、有理有據(jù)；整個液壓系統(tǒng)設(shè)計科學(xué)、規(guī)范、合理。 液壓剪板機由主機及動力機構(gòu)兩大部分組成。主機部分包括機身、主缸、頂出缸及充液裝置等。 動力機構(gòu)由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動機及各種壓力閥和方向閥等組成。電氣裝置 按照液壓系統(tǒng)規(guī)定的動作程序，選擇規(guī)定的工作方式，在發(fā)出訊號的指令下，完成規(guī)定的工藝動作循環(huán)。 動力機構(gòu)在電氣裝置的控制下，通過泵和油缸及各種液壓閥，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。 該系列液壓機適用于可塑性材料的壓制工藝。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（熱）擠壓金屬成型、薄板拉伸以及橫壓、彎壓、翻透、校正等工藝。 下面是我在設(shè)計過程中所看書與設(shè)計相關(guān)的筆記與設(shè)計計算。 38 1 液壓泵的工作原理及主要結(jié)構(gòu)特點 類 型 結(jié)構(gòu)、原理示意圖 工作原理 結(jié)構(gòu)特 點 外嚙合齒輪泵 當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時，在 A 腔，由于輪齒脫開使容積逐漸增大，形成真空從油箱吸油，隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)充滿在齒槽內(nèi)的油被帶到B 腔，在 B 腔，由于輪齒嚙合，容積逐漸減小，把液壓油排出 利用齒和泵殼形成的封閉容積的變化，完成泵的功能，不需要配流裝置，不能變量結(jié)構(gòu)最簡單、價格低、徑向載荷大 內(nèi)嚙合齒輪泵 當(dāng)傳動軸帶動外齒輪旋轉(zhuǎn)時，與此相嚙合的內(nèi)齒輪也隨著旋轉(zhuǎn)。吸油腔由于輪齒脫開而吸油，經(jīng)隔板后，油液進(jìn)入壓油腔，壓油腔由于輪齒嚙合而排油 典型的內(nèi)嚙合齒輪泵主要有內(nèi)齒輪、外齒輪及隔板等組成利用齒和齒圈形成的容積變化，完成泵的功能。在軸對稱位置上布置有吸、排油口。不能變量尺寸比外嚙合式略小，價格比外嚙合式略高，徑向載荷大 葉片泵 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，葉片在離心力和壓力油的作用下，尖部緊貼在定子內(nèi)表面上。這樣兩個葉片與轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面所構(gòu)成的工作容積，先由小到大吸油后再由大到小排油，葉片旋轉(zhuǎn)一周時，完成兩次吸油和兩次排油 利用插入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的葉片間容積變化，完成泵的作用。在軸對稱位置上布置有兩組吸油口和排油口徑向載荷小，噪聲較低流量脈動小 39 類 型 結(jié)構(gòu)、原理示意圖 工作原理 結(jié)構(gòu)特點 柱塞泵 柱塞泵由缸體與柱塞構(gòu)成，柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運動，在工作容積增大時吸油，工作容積減小時排油。采用端面配油 徑向載荷由缸體外周的大軸承所平衡，以限制缸體的傾斜利用配流盤配流傳動軸只傳遞轉(zhuǎn)矩、軸徑較小。由于存在缸體的傾斜力矩，制造精度要求較高，否則易損壞配流盤 螺桿泵 一根主動螺桿與兩根從動螺桿相互嚙合，三根螺桿的嚙合線把螺旋槽分割成若干個密封容積。當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時，這個密封容積沿軸向移動而實現(xiàn)吸油和排油 利用螺桿槽內(nèi)容積的移動，產(chǎn)生泵的作用不能變量無流量脈動徑向載荷較雙螺桿式小、尺寸大 ，質(zhì)量大 在此設(shè)計過程中根據(jù)系統(tǒng)的要求選取 1ZXB732 型斜盤式軸向變量柱塞泵。 40 2 液壓閥 液壓閥的作用 液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的流動方向或調(diào)節(jié)其壓力和流量的，因此它可分為方向閥、壓力閥和流量閥三大類。一個形狀相同的閥，可以因為作用機制的不同，而具有不同的功能。壓力閥和流量閥利用通流截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量，而方向閥則利用通流通道的更換控制著油液的流動方向。這就是說，盡管液壓閥存在著各種各樣不同的類型，它們之間還是保持著一些基本共同之點 的。例如： （ 1） 在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都有閥體、閥芯（轉(zhuǎn)閥或滑閥）和驅(qū)使閥芯動作的元、部件（如彈簧、電磁鐵）組成 。 （ 2） 在工作原理上，所有閥的開口大小，閥進(jìn)、出口間壓差以及流過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。 對液壓閥的基本要求 （ 1） 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。 （ 2） 油液流過的壓力損失小。 （ 3） 密封性能好。 （ 4） 結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。 方向控制閥 : 分類 :單向閥和換向閥 . 各種閥的工作原理和職能符號 . 壓力控制閥 : 在液壓傳動系統(tǒng)中 ,控制油液壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制閥 ,簡稱壓力閥。這類閥的共同點是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作的 . 的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理 :溢流閥的主要作用是對液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)。幾乎在所有的液壓系統(tǒng)中都需要用到它，其性能好壞對整個液壓系統(tǒng)的正常工作有很大影響。 41 附 圖 1 溢流閥的作用 1— 定量泵 2— 溢流閥 3— 4— 液壓缸 5— 變量 在液壓系統(tǒng)中維持定壓是溢流閥的主要用途。它常用于節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中 ，和流量控制閥配合使用，調(diào)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng)的流量，并保持系統(tǒng)的壓力基本恒定。 。 ① 定壓精度高。 ② 靈敏度要高。 ③ 工作要平穩(wěn)，且無振動和噪聲。 ④ 當(dāng)閥關(guān)閉時，密封要好，泄漏要小。 d. 常用的溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動作方式可歸結(jié)為直動式和先導(dǎo)式兩種 流量控制閥 分為普通節(jié)流閥和調(diào)速閥 . 42 3 液壓基本回路 速度控制回路 ⑴ 調(diào)速回路：油缸： v=q/A 液壓馬達(dá) : n=q/Vm ； ； 流調(diào)速回路 ⑵ 速度換接回路 ⑶ 快速回路 壓力控制回路 ⑴ 調(diào)壓回路 ⑵ 減壓回路 ⑶ 卸荷回路 ⑷ 保壓回路 ⑸ 增壓回路 方向控制回路 ⑴ 換向回路 ⑵ 鎖緊回路 多缸動作控制回路 ⑴ 順序動作回路 ⑵ 同步動作回路 ⑶ 防干擾回路 調(diào)速回路 調(diào)速回路的基本原理 從液壓馬達(dá)的工作原理可知，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 nM 由輸入流量和液壓馬達(dá)的排量 Vm決定，即 nM=q/V m，液壓缸的運動速度 v由輸入流量和液壓缸的有效作用面積 A決定，即 v=q/A。