【正文】 ? ?m ax?? qKq Lp （ ） 式中： ?pq 液壓泵的最大流量； ?LK 液壓系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 .31~.11?LK ，取 .21?LK ； ? ? ?? maxq 同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。其泵的工作壓力計(jì)算公式為： ???? ppp p 1 （ ） 式中： p －液壓泵的最大工作壓力； 1p －執(zhí)行部件的最大工作壓力； ??p －進(jìn)油路中的壓力損失，對(duì)于簡單的系統(tǒng)，取 － ，對(duì)于復(fù) 32 雜系統(tǒng)，取 － 。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度不應(yīng)大于缸體內(nèi)徑 D 的 2030倍。 活塞上工作表面的粗糙度為 ，外徑圓度、圓柱度不大于外徑公差的一半；端面對(duì)軸線垂直度大為直徑 100mm 上不大于 ；內(nèi)孔與活塞桿配合取H8/f7；外徑用橡膠密封公差配合取 f7f9。? ? M P aM P aP y P a110 ???? ；? 代入公式（ ）中， 即： 液壓缸缸體外徑 外D 計(jì)算公式如下： ?2??DD外 （ ） 將參數(shù)代入公式（ ），即： mm2 9 4m2 9 . 2 50 ?????外D 外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑 外D ＝ 300mm。 頂出缸缸體材料選擇及制造技術(shù)要求 頂出缸工作的最大工作壓力為 12MPa，因其壓力比主缸要小，所以缸體材料選用無縫鋼管 45。 由滑塊行程 900mm，活塞寬度 400mm,缸蓋厚度 90mm 確定缸體長度mm1545?缸L 液壓缸頂出缸的設(shè)計(jì) 頂出缸工作壓力、內(nèi)徑、活塞桿直徑的確定 頂出缸工作負(fù)載與主缸相比要小很多，查表 ，取頂出缸的工作壓力p=12MPa 計(jì)算頂出缸的內(nèi)徑和活塞桿直徑，因頂出缸最大負(fù)載 F＝ 350KN 選取的 d/D 為，取液壓缸的機(jī)械效率η cm＝ 。本主缸活塞選用灰鑄鐵 HT200。 主缸缸蓋材料、厚度的確定 缸蓋常用制造材料有鑄鋼、 35 鋼、 45鋼做導(dǎo)向作用一般用鑄鐵、耐磨鑄鐵，缸蓋材料選用 35 鋼，缸蓋厚 度計(jì)算公式如下： 27 ? ??yPDt ? () 式中： ?t 缸蓋的有效厚度； ?2D 缸蓋止口直徑； ???? 缸蓋材料的許用應(yīng)力 圓整后取缸蓋厚度 t=125mm。 即 : mmDd 6 75 1 ???? 同理查表 4－ 6[1] 將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取 d=450mm。 液壓缸受力如圖 所示。由于液控單向閥 I3是可以在控制壓力低于其主油路壓力下打開的， 因此有：主液壓缸 14上腔 —— 液控單向閥 I3—— 釋壓閥 6上位 —— 油箱于是主液壓缸 14上腔的油壓便被卸除，釋壓閥向上移動(dòng)，以其下位接入系統(tǒng)，它一主面切斷主液壓缸 14 上腔通向 油箱的通道，一方面使控制油路中的壓油輸?shù)街鞲讚Q向閥 8 閥芯右端，使該閥右位接入系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)上滑塊的快速返回。 回油路 頂出缸 16 下腔－－頂出缸換向閥 17左位－－油箱。 回油路 頂出缸 16 下腔－－頂出缸換向閥 17左位－－油箱。油液流動(dòng)情況為： 進(jìn)油路 變量泵 1－－順序閥 7－－主缸換向閥 8右位－－液控單向閥 11－－主缸 14下腔 。保壓時(shí)除了液壓泵在較低壓力下卸荷外，系統(tǒng)并沒有油液流動(dòng)。由于液壓泵的流量較小，這時(shí)液壓機(jī)頂部副油箱 12 中的油經(jīng)液控單向閥 13（稱補(bǔ)油閥）也流入主液壓缸 14 上腔。 即： NFF W 6101??? 式中： wF 頂出力： 頂出缸負(fù)載循環(huán)圖 （ 1） 頂出缸工作循環(huán)各階段負(fù)載如表 表 頂出缸工和循環(huán)負(fù)載 工作循環(huán) 外負(fù)載 啟動(dòng) aFfF ?? 靜 忽略不計(jì) 頂出缸頂出 Ｗ動(dòng) FfF ?? KN1000? 快速回程 背動(dòng) FfF ?? KN10? 注：“ 靜f ”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，“ 動(dòng)f ”表示啟動(dòng)后的摩擦力 （ 2） 頂出缸和階段負(fù)載循環(huán)如圖 34 圖 34 階段負(fù)載循環(huán)圖 22 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 圖 35 液壓系統(tǒng)原理圖 1－變量泵； 2－泵站溢流閥； 3－遠(yuǎn)程調(diào)壓閥； 4－減壓閥； 5－三位四通電磁閥； 6－釋壓閥；7－順序閥； 8－三位四通液動(dòng)換向閥； 9－壓力繼電器； 10－單向閥； 11液控單向閥， 13－充液閥； 12－副油箱； 14－主缸； 15－主缸安全閥； 16頂出缸， 17－三位四通電液換向閥； 18－頂出缸背壓閥； 19－安全閥 動(dòng)作分析 液壓機(jī)上滑塊液壓系統(tǒng)的工作原理 ① 快速下行：電磁鐵 1YA 通電，先導(dǎo)閥 5 和主缸換向閥 8左位接入系統(tǒng)，液控單向閥 11 被打開，主液壓缸 14 快速下行。 （ 3） 主缸負(fù)載 F計(jì)算 將上述參數(shù) NFa 8163? 、 NFW 6105?? 代入公式 中。通過各工況負(fù)載分析，液壓主缸所受外負(fù)載包括工作負(fù)載，慣性負(fù)載，摩擦阻力負(fù)載，即： afw FFFF ??? （ ） 式中： ?F 液壓缸所受外負(fù)載： ?wF 工作負(fù)載： ?fF 滑塊與導(dǎo)柱，活塞與缸筒之間的摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力負(fù)載， 啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力負(fù)載 19 tvgG ????aFSt ~?? ?aF 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載 （ 1） 慣性負(fù)載 Fa 計(jì)算 計(jì)算公式 () 式中： ?G 運(yùn)動(dòng)部件重量 ?g 重力加速度為 tV ??? 時(shí)間內(nèi)的速度變化量： ??t 加速度或減速時(shí)間，一般情況取 查閱相同型號(hào)的四柱液壓機(jī)資料，初步估算橫梁滑塊的重量為 40KN，由液壓機(jī)所給設(shè)計(jì)參數(shù)：取 ,/.10 smv?? St ?? 代入公式（ ）中。 繪制液壓缸速度循環(huán)圖、負(fù)載圖 主缸速度循環(huán)圖 根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參 數(shù)及表 中主缸滑塊最大行程為 900mm，可以得到主缸的速度循環(huán)圖 ： 圖 31 速度循環(huán)圖 2 主缸負(fù)載分析 液壓機(jī)啟動(dòng)時(shí) ,主缸上腔充油主缸快速下行 ,慣性負(fù)載隨之產(chǎn)生。本設(shè)計(jì)的 5000kN 四柱式通用液壓機(jī)，其充液閥結(jié)構(gòu)如圖 212 所示。上腔不足之油，可通過充液閥從油箱中吸取。 圖 210 活塞與活動(dòng)橫梁的聯(lián)接結(jié)構(gòu) 1－ 活塞桿 ； 2－ 活動(dòng)橫梁 ； 3為墊圈 ； 4螺釘 充液閥 16 充液閥的工作原理 充液閥如圖 211 所示，其作用有兩個(gè)，其一當(dāng)活動(dòng)橫梁自重下行時(shí)，油缸上腔產(chǎn)生真空， 吸開充液閥，油箱之油液通過充液閥大量流入主缸上腔填充其不足；其二是當(dāng)活動(dòng)橫梁快速回程時(shí)，油缸上腔之油通過充液閥迅速排入油缸。但當(dāng)活動(dòng)橫梁承受偏心載荷作用時(shí)，活塞（柱塞）將隨之一起傾斜，使缸內(nèi)的導(dǎo)向部分也承受側(cè)向推力， 加劇了導(dǎo)套及密封的磨損。 15 活動(dòng)橫梁與活塞桿聯(lián)接方式 活動(dòng)橫梁與活塞（柱塞 )桿聯(lián)接形式有活塞（柱塞）桿端部結(jié)構(gòu)和活動(dòng)橫梁相應(yīng)部分的結(jié)構(gòu)及聯(lián)接零件組成。外端面上應(yīng)該裝有毛氈或?qū)Ｓ梅缐m圈，以防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)套內(nèi)表面?！?5176。本設(shè)計(jì)的 5000kN四柱式通用液壓機(jī)，采用固定式導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)形式如圖 29所示。 14 立柱導(dǎo)套 活動(dòng)橫梁導(dǎo)向的正確性，關(guān)系到機(jī)器的精度，工作缸密封件與導(dǎo)向面的磨損情況，加工制件的尺寸精度，模具使用壽命及機(jī)身的受力情況。 13 圖 28 活動(dòng)橫粱的結(jié)構(gòu)形式 形狀和尺寸要求 活動(dòng)橫梁是液壓機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件，為保證液壓機(jī)符合精度要 求，因此，要求四立柱導(dǎo)向套孔軸線相互平行，它與聯(lián)接活塞桿孔的中心線平行；上述這些孔軸線都應(yīng)與活動(dòng)橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對(duì)平面亦要求平行等。 鑄件應(yīng)將壁厚設(shè)計(jì)均勻，防止應(yīng)力集中，設(shè)計(jì)必要的加強(qiáng)筋并便于清砂及起重要求。一般設(shè)成封閉的箱形體，結(jié)構(gòu)高度由計(jì)算后決定。中部高度也可設(shè)計(jì)較低。活動(dòng)橫梁選用的材料與上橫梁、工作臺(tái)相同，常采用同樣的材料來制造，以使毛坯的制造工藝相類似，便于制造。 立柱螺母 立柱螺母一般有整體式與對(duì)開式兩種。 即：圓整后取導(dǎo)柱直徑 D＝ 140mm,為了防止四根導(dǎo)柱因瞬間的受力不均而被破壞，導(dǎo)柱直徑可適當(dāng)加大，取 D＝ 200mm。為了減少導(dǎo)柱表面的磨損，通過表面熱處理提高表面硬度增加表面耐摩性。安裝時(shí)需通過螺母對(duì)立柱進(jìn)行鎖緊，其預(yù)緊原理和基本方法與通用曲柄壓力機(jī)組合機(jī)身的預(yù)緊相似。因此立柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，導(dǎo)向表面應(yīng)有足夠的精度、光潔度和必要的硬度。用于中小型液壓機(jī)的 T 型槽型式尺寸見表 21. T 型槽的尺寸和數(shù)量主要根據(jù)液壓機(jī)的回程噸位（即加壓制件后的拔模力 ）和頂出制件的最大壓力設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)形式如圖 25所示。本設(shè)計(jì)的 500T 四柱式通用液壓機(jī)，上橫梁采用鑄造結(jié)構(gòu)。故連接零件的強(qiáng)度只滿足回程力要求即可。 上橫梁與工作缸的聯(lián)接方式 上橫梁與油缸的聯(lián)接方式常見有以下兩種： （ 1）依靠圓螺母固定油缸； （ 2）依靠法蘭盤固定油缸。但不論采用鑄造或焊接組成的上橫梁都應(yīng)該進(jìn)行必要的熱處理，消除其內(nèi)應(yīng)力 。橫梁有鑄造結(jié)構(gòu)和焊接結(jié)構(gòu)兩種，生產(chǎn)批量較大的中小型液壓機(jī)其橫梁多為鑄鐵件（材料多為 HT2040）；上橫梁上安裝工作缸的圓孔，一般做成階梯孔，下孔直徑比上孔大 10～ 20mm,以便于安裝。第五，機(jī)器外形尺寸，總功率和總重量。通常包括以下部分：第一，主要規(guī)格，又稱主要參數(shù)，它是表示液壓機(jī)主要特征的參數(shù)。 四柱式液壓機(jī)主要不足之處：第一，由于用四立柱作架體，機(jī)身剛度較框架式小。由于機(jī)身聯(lián)接成以整體框 架，故機(jī)身承受整個(gè)工作力量。圖 21為立式單缸四柱式液壓機(jī)典型結(jié)構(gòu)。 （ 3）完成 500T 液壓機(jī)液壓站的設(shè)計(jì)。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工藝。由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面 ，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機(jī)電液一體化，以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善；自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露和污染等四個(gè)方面 近年來在集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件組成的回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積也相對(duì)更小，重量也更輕無需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動(dòng)和噪聲。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動(dòng)方面，有較明顯改善。 它的原理是利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強(qiáng)傳動(dòng)的機(jī)械，種類很多。 關(guān)鍵詞 ： 500T 液壓機(jī) ； 液壓站 ； 液壓系統(tǒng) II 500T hydraulic press Abstract： Hydraulic machine (also known as: hydraulic machine hydraulic machine) is a static pressure using liquid to the processing of metal, plastic, rubber, wood, powder and other products. It is often used for pressing and pressing forming process, such as: fing, stamping, cold extrusion, straightening, bending, flanging, sheet metal drawing, powder metallurgy, pressing etc.. In this paper, the main principle of 500T hydraulic press hydraulic system design and made a detailed description, hydraulic system of 500T hydraulic machine a