【正文】 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。一般而言，液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)該滿足如下要求： () 主缸導(dǎo)向長(zhǎng)度簡(jiǎn)圖式中：L—液壓缸的最大行程；D—液壓缸的內(nèi)徑。4) 主缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，用H表示。缸蓋材料選用35鋼，缸蓋厚度計(jì)算公式如下： （）式中： t—缸蓋的有效厚度(m)；—缸蓋止口直徑；[σ]—缸蓋材料許用應(yīng)力。主缸壁厚δ計(jì)算，將D= ；[σ]= 110MPa ；==（）中，即：液壓缸缸體的外徑D外計(jì)算公式如下：D外≥D＋2δ ()將參數(shù)代入公式（），即：D外≥＋＝外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑D外＝430mm。2) 主缸壁厚的確定壁厚計(jì)算公式如下： （）式中： δ—液壓缸壁厚（m）；D—液壓缸內(nèi)徑（m）；—實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（～）倍；[σ]—缸筒材料的許用應(yīng)力。對(duì)于負(fù)載大的機(jī)械設(shè)備缸體材料一般選用無縫鋼管制造，主缸缸體材料選用無縫鋼管45。當(dāng)液壓缸的內(nèi)徑D與壁厚δ的比值滿足D/δ≥10的圓筒稱為薄壁圓筒。下面對(duì)主缸的其它參數(shù)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。其它技術(shù)參數(shù)為：額定功率： ； 滿載轉(zhuǎn)速：1470r/min 。比較主缸、頂出缸各工況所需要的功率，主缸工進(jìn)時(shí)的功率最大。負(fù)載大小應(yīng)該比頂出時(shí)的負(fù)載要小很多，這樣回程消耗的功率也比頂出時(shí)消耗的功率要小，因此，回程功率計(jì)算從略。 即：將、=、η=（）中，求得快退功率即為：2) 頂出缸各工況功率計(jì)算(1) 頂出功率，頂出時(shí)主缸最大負(fù)載為350KN，無桿腔面積A=≈㎡，進(jìn)油回路壓力損失取P=，那么液壓泵的壓力Pp可由公式（）計(jì)算。(2) 工進(jìn)功率，工進(jìn)時(shí)主缸最大負(fù)載為2000KN，無桿腔面積A=≈㎡，進(jìn)油回路壓力損失取P=，則液壓泵的壓力Pp由公式（）計(jì)算。1) 主缸各工況功率計(jì)算(1) 快進(jìn)功率主缸滑塊快進(jìn)時(shí)，在自重作用下速度比較快，而液壓泵此時(shí)的輸出油量不能滿足滑塊的快速下行。電動(dòng)機(jī)額定功率的確定必須根據(jù)消耗功率最大的工況來確定，因此要分別計(jì)算主缸、頂出缸各工況消耗的功率。 電動(dòng)機(jī)的選擇液壓機(jī)的執(zhí)行件有兩個(gè)，即：主缸和頂出缸。(4) 泵的流量驗(yàn)算：由液壓泵的基本參數(shù)可知泵每分鐘排量=160ml/r1000r/min=250L/min，而泵實(shí)際所需的最大流量=463L/min，液壓機(jī)出現(xiàn)供油不足，快進(jìn)無法實(shí)現(xiàn)。將參數(shù)代入公式（）中，即：≈463L/min(3) 液壓泵規(guī)格選擇查表517 [1]，根據(jù)泵的額定壓力，選取液壓泵的型號(hào)為：250YCY141B。 ()式中：—液壓泵的最大流量；KL—液壓系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KL=～，取KL=；—同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。此外，為了延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)必須有一定的壓力儲(chǔ)備量，并確保泵的壽命，因此在選取泵的額定工作壓力Pn時(shí)，應(yīng)滿足，取Pp=。即：通過計(jì)算，泵的工作壓力Pp=。本液壓機(jī)執(zhí)行部件的最大工作壓力P1=25MPa，進(jìn)油路中的壓力損失，取=。頂出缸內(nèi)徑為200mm，活塞桿直徑為140mm，代入公式（），即：頂出時(shí)：=≈ 快退時(shí)： ==48L/min3) 液壓泵額定壓力、流量計(jì)算及泵的規(guī)格選擇(1) 泵工作壓力確定實(shí)際工作過程中，液壓油在進(jìn)油路中有一定的壓力損失，因此在計(jì)算泵的工作時(shí)必須考慮壓力損失。主缸內(nèi)徑為320mm，活塞桿直徑為220mm。經(jīng)過計(jì)算液壓機(jī)頂出缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑分別為：D=200mm ；d=140mm。 液壓機(jī)頂出缸缸受力簡(jiǎn)圖將參數(shù)代入公式（），P2忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑 即：D=mm≈198mm查表24 [1],將液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取D=200mm；那么由d/D=。=350KN。經(jīng)過計(jì)算液壓機(jī)主缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑分別為：D=320mm ；d=220mm。將參數(shù)代入公式（），P2忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑 即： D=mm≈327mm查表24 [1],將液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取D=320mm；那么由d/D=。查表23 [1]，由主缸工作壓力為25MPa選取d/，取液壓缸的機(jī)械效率ηcm = 。計(jì)算主缸內(nèi)徑和活塞桿直徑。3) 液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表執(zhí)行部件工況1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y主缸快速下行+―+――+――――――工進(jìn)、加壓+―+―――+―――――保壓――――――――――――泄壓―――+――――――――回程―+―++――――――+停止――――――――――――頂出缸頂出―+――――――++――退回―+―――――+――+―停止――――――――――――注：“+”表示電磁鐵處于得電狀態(tài)，“―”表示電磁鐵處于失電狀態(tài)。2) 頂出缸 (1) 工件頂出——當(dāng)主缸回程停止運(yùn)動(dòng)后，按下頂出按鈕，電磁鐵2Y、9Y、10Y得電，插裝閥FF9開啟，液壓油經(jīng)閥FF9進(jìn)入頂出缸下腔，上腔油液經(jīng)閥F8流回油箱，工件頂出。 (8) 主缸停止——當(dāng)主缸回程到達(dá)上端點(diǎn)，觸擊行程開關(guān)1S，全部電磁鐵失電，閥F2開啟，泵卸載。 (6) 主缸上腔泄壓——主缸上腔此時(shí)的壓力已經(jīng)很高，保壓一段時(shí)間后，時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵4Y得電，閥F4控制腔通過緩沖閥7及電磁換向閥8與油箱接通，由于緩沖閥7的作用，閥F4緩慢開啟，主缸上腔實(shí)現(xiàn)無沖擊泄壓，保證設(shè)備處于安全工作狀態(tài)。 (5) 保壓——當(dāng)主缸上腔的壓力達(dá)到所需要求的工作壓力后，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵1Y 、3Y、7Y全部失電，閥FF6關(guān)閉。 (4) 工進(jìn)——當(dāng)滑塊減速行進(jìn)一段距離后接近工件，主缸上腔的壓力由壓制負(fù)載決定，主缸上腔的壓力會(huì)不斷升高，變量泵輸出流量會(huì)相應(yīng)自動(dòng)減少。主缸上腔的壓力這時(shí)會(huì)相應(yīng)升高，充液閥21關(guān)閉。充液閥21打開，上部油箱對(duì)上腔進(jìn)行補(bǔ)油，滑塊的快速下行。主缸下腔油液經(jīng)閥F6快速流回油箱。液壓泵輸出的油液經(jīng)閥F2流回油箱，泵空載啟動(dòng)。 液壓機(jī)執(zhí)行部件動(dòng)作過程分析液壓機(jī)主缸、頂出缸工作循環(huán)過程分析如下：1) 主缸 (1) 啟動(dòng)——按下啟動(dòng)按鈕，所有電磁鐵處于失電狀態(tài)，三位四通電磁閥4閥芯處于中位。 1111先導(dǎo)溢流閥 1S、2S、3S行程開關(guān) 7緩沖閥 14單向閥 1111120電磁換向閥 21補(bǔ)油郵箱 22充液閥 224液壓缸 25壓力表 FFFFFFFFFF10插裝閥 26變量泵 27過濾器 2231梭閥 液壓機(jī)插裝閥控制系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)控制過程分析 整個(gè)液壓控制系統(tǒng)包括五個(gè)插裝閥集成塊，插裝閥工作原理分析如下： FF2組成進(jìn)油調(diào)壓回路，其中F1為單向閥，用于防止系統(tǒng)中液壓油倒流回泵，F(xiàn)2的先導(dǎo)溢流閥2用于調(diào)整系統(tǒng)的壓力，先導(dǎo)溢流閥1用于限制系統(tǒng)的最高壓力，緩沖閥3與電磁換向4用于液壓泵卸載和升壓緩沖； FF4組成主缸23油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥6是用于保證主缸的安全閥，緩沖閥7與電磁換向閥8用于主缸上腔卸壓緩沖； FF6組成主缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥11用于調(diào)整主缸下腔的平衡壓力，先導(dǎo)溢流閥10為主缸下腔安全閥； FF8組成頂出缸上腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥15為頂出缸上腔安全閥，單向閥14用于頂出缸作液壓墊，活塞浮動(dòng)時(shí)上腔補(bǔ)油； FF10組成頂出缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥18為頂出缸下腔安全閥。這種速度換接方式具有平穩(wěn)、可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行程調(diào)節(jié)方便等特點(diǎn)，安裝也很容易。采用什么樣的方式進(jìn)行速度的安全、準(zhǔn)確換接是液壓機(jī)穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。當(dāng)負(fù)載壓力增大時(shí)，泵的排量會(huì)自動(dòng)跟著減小，保持壓力與流量的乘積恒為常數(shù)，即：功率恒定。綜合考慮，液壓機(jī)采用變量泵供油。 (2) 頂出缸負(fù)載循環(huán)圖 液壓系統(tǒng)原理圖擬定 液壓系統(tǒng)供油方式及調(diào)速回路選擇液壓機(jī)工進(jìn)時(shí)負(fù)載大，運(yùn)動(dòng)速度慢，快進(jìn)、快退時(shí)的負(fù)載相對(duì)于工進(jìn)時(shí)要小很多，但是速度卻比工進(jìn)時(shí)要快。由于頂出缸工作時(shí)的壓力遠(yuǎn)小于主缸的工況壓力，而且質(zhì)量也比主缸滑塊小很多，慣性負(fù)載很小，計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)；同理摩擦負(fù)載與頂出力相比也很小，也可不計(jì)；工件頂出時(shí)的工作負(fù)載比較大，計(jì)算頂出缸的最大工作負(fù)載時(shí)可以近似等于頂出力。即： F = 2000000 + 4898 = 2004898N3) 主缸負(fù)載循環(huán)圖 (1) 主缸工作循環(huán)負(fù)載工 作 循 環(huán)外 負(fù) 載啟 動(dòng)F = f靜 + Fa≈25KN橫梁滑塊快速下行F = f動(dòng)忽略不計(jì)工 進(jìn)F = f動(dòng) + Fw≈2000KN快速回程F = f 回+ F背≈400 KN注：“f靜”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，“f動(dòng)”表示啟動(dòng)后的動(dòng)摩擦力。由于滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸體之間的摩擦力不是很大，因而在計(jì)算主缸最大負(fù)載時(shí)摩擦負(fù)載先忽略不計(jì)。即：Fa = = 4898N(2) 摩擦負(fù)載Ff計(jì)算滑塊啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜摩擦負(fù)載，啟動(dòng)過后產(chǎn)生動(dòng)摩擦負(fù)載。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30KN。通過各工況的負(fù)載分析，液壓機(jī)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： F = Fw + Ff + Fa ( )式中： F —液壓缸所受外負(fù)載； Fw —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； Fa —運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載。由于滑塊不是正壓在導(dǎo)柱上，不會(huì)產(chǎn)生正壓力，因而滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的摩擦力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作負(fù)載，計(jì)算最大負(fù)載時(shí)可以忽略不計(jì)。 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)最大負(fù)載：2000KN； 工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)最大壓力：25MPa主缸回程力：400KN； 頂出缸頂出力：350KN主缸滑塊快進(jìn)速度：； 主缸最大工進(jìn)速度：主缸回程速度：； 頂出缸頂出速度：頂出缸回程速度： 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓機(jī)主缸工況分析1) 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)中主缸滑塊行程為700mm，可以得到主缸的速度循環(huán)圖如下： 主缸速度循環(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。保壓結(jié)束后，轉(zhuǎn)為主缸下腔進(jìn)油，滑塊快速回程，直到原位后停止。觸擊快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的行程開關(guān)后，橫梁滑塊工進(jìn)，并對(duì)工件逐漸加壓。482 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2 200T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 液壓機(jī)負(fù)載確定液壓機(jī)的最大工作負(fù)載為2000KN，工進(jìn)時(shí)液體最大壓力為25Mpa。目前液壓傳動(dòng)技術(shù)正向著高壓、高速、大功率、高效、低噪音、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便。(4) 液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善。提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。但總的發(fā)展趨勢(shì)是高速化、智能化。在國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)產(chǎn)品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機(jī)可分為三種類型：一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機(jī)；一種是采用可編程控制器控制的液壓機(jī)；第三種是應(yīng)用高級(jí)微處理器（或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）的高性能液壓機(jī)。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展為改進(jìn)液壓機(jī)的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能。按照功能液壓機(jī)可分為手動(dòng)液壓機(jī)、鍛造液壓機(jī)、沖壓液壓機(jī)、一般用途液壓機(jī)、校正壓裝液壓機(jī)、層壓液壓機(jī)、擠壓液壓機(jī)、壓制液壓機(jī)、打包壓塊液壓機(jī)、專用液壓機(jī)十組類型。由于內(nèi)滑板和壓邊塊相關(guān)連，因此，成型壓力和壓邊合成整個(gè)系統(tǒng)的總負(fù)載。但是模板也可以充作壓邊來實(shí)現(xiàn)專門的成型操作?？筛鶕?jù)材料和工件的特征參數(shù)來掉正模板的壓力。其工作過程是，沖頭（或滑板）自上而下拉伸沖料，模