【正文】 ...................... 30 2020屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 摘 要 液壓機(jī)作為一種通用的無削成型加工設(shè)備，其工作原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成各種壓力加工的。其工作特點(diǎn)之一是動(dòng)力傳動(dòng)為“ 柔性”傳動(dòng) , 不象機(jī)械加工設(shè)備一樣動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜 , 這種驅(qū)動(dòng)原理避免了機(jī)器過載的情況。 關(guān)鍵詞： 液壓機(jī)，液壓技術(shù)，液壓系統(tǒng) xx：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 ABSTRACT Hydraulic machine as a general without molding processing equipment, its working principle is the use of liquid pressure transfer energy to plete a variety of pressure processing. The work is one of the characteristics of power transmission as flexible transmission。 hydraulic transmission device has the advantages of small volume, pact structure, flexible arrangement, easy to realize stepless speed regulating, wide speed regulation range, convenient and electrical control with automation。 element is easy to realize serration, standardization, generalization。與其他傳動(dòng)控制技術(shù)相比，液壓技術(shù)具有能量密度高﹑配置靈活方便﹑調(diào) 速范圍大﹑工作平穩(wěn)且快速性好﹑易于控制并過載保護(hù)﹑易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)電液一體化整合﹑系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造和使用維護(hù)方便等多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因而使其成為現(xiàn)代機(jī)械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。本文根據(jù)小型壓力機(jī)的用途﹑特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計(jì)算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后 按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 液壓系統(tǒng)的工作要求 液壓機(jī)的滑臺(tái)的上下運(yùn)動(dòng)擬采用液壓傳動(dòng)，要求通過電液控制實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)如圖 11：快速空程下行 ?慢速加壓 ?保壓 ?快速回程 ?停止 。 圖 11 xx：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 負(fù)載 分析和運(yùn)動(dòng)分析 確定執(zhí)行元件的形式 液壓機(jī)為立式布置，滑塊做上下直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往返速度相同，故可以選缸筒固定的單桿雙作用活塞液壓缸（取缸的機(jī)械效率 ??cm），作為執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)滑塊進(jìn)行壓制作業(yè)。 表 11 工況 計(jì)算公式 外負(fù)載/N 說明 快速下降 啟動(dòng)加速 tgGFi ???? 11 ? 500 ① )603(102 0 0 0 011 ??????? tgGF i ? N500? ；t??1? 為下行平均加速度， 2/sm ； ② 由于忽略滑塊導(dǎo)軌摩擦力，故快速下滑時(shí)為負(fù)載為 0； ③壓制時(shí)壓頭上的工作負(fù)載可分為兩個(gè)階段：初壓階段，負(fù)載力緩慢地增加，約達(dá)到最大壓制力的 5%，其行程為 15mm；終壓階段，負(fù)載力急劇增加大最大壓制力，上升規(guī)律近似于線性，其行程為 5mm； ④ )603(102 0 0 0 022 ??????? tgGF I ? N500? ； t??2? 為回程平均加速度， 2/sm ； ⑤取啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間 t? = 等速 — 0 慢速加壓 初壓 %5max1 ??FF e 100000 終壓 max2 FFe ? 2020000 快速返回 啟動(dòng) GtgGGF i ?????? 22 ? 20500 等速 GF? 20200 制動(dòng) tgGGFG i ?????? 22 ? 19500 參照文獻(xiàn) [6]，第六章 節(jié)板料折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。已知加壓速度為 40250mm/min，取加壓速度為 4mm/s。 表 12 工況 計(jì)算式 時(shí)間 /s 說明 快速下行 )60/3000/(180/ 111 ?? ?lt 慢速加壓分兩個(gè)階段：初壓階段行程為 15mm；終壓 階段行程為 5mm。 圖 12 確定系統(tǒng)主要參 數(shù) 參考同類型液壓機(jī)，預(yù)選液壓缸的工作壓力 MPap 231 ?，將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到液壓缸下行時(shí)用液壓方式平衡，則可算出液壓缸無桿腔的有效面積： 2261m a x1 2 0 0 0 0 0 0 cmmPFAcm ?????? ? 液壓缸內(nèi)徑（活塞直徑）： xx：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 mmmAD 34 934 1 ????? ?? 跟據(jù)參考文獻(xiàn) [6],表 97，按國(guó)標(biāo) GB/T 2438— 1993，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，cmmmD 36360 ?? 。 表 13 工作循環(huán)中各階段的功率計(jì)算如表 14。 快速回程（啟動(dòng)）階段 WqpP 2 1 8 0 8 66444 ?????? ? 快速回程（恒速）階段 WqpP 66555 ?????? ? 快速回程（制動(dòng)）階段 WqpP 66666 ?????? ? 制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)圖 考慮到液壓機(jī)工作時(shí)所需功率較大，故采用容積調(diào)速方式。及在快速下降時(shí)，液壓泵以全流量供油，在慢速加壓到保壓時(shí)，泵的流量逐到零。 液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向采用三位四通 M 型中位機(jī)能電液換向閥控制，如圖 13 所示，停機(jī)時(shí)換向閥處于中位，使液壓泵卸荷，快速下降時(shí)換向閥處于右位，快速上升時(shí)換向閥處于左位。 xx：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 圖 13 見 圖 13， 在液壓缸的進(jìn)油路，液控單向閥出油路上連接一個(gè)電接點(diǎn)壓力表，設(shè)置電接點(diǎn)壓力表的上限、下限值，當(dāng)液壓缸的壓力達(dá)到限值時(shí)，利用電接點(diǎn)壓力發(fā)出的電信號(hào)來實(shí)現(xiàn)切換四通三位電磁換向閥，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保壓。液壓缸快速下 降時(shí)差動(dòng)連接，快速上升時(shí)切斷差動(dòng)連接。 2020屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 14 為防止壓頭在下降過程中由于自重而出現(xiàn)速度 失控現(xiàn)象，在液壓缸有桿腔回油路上設(shè)置一個(gè)內(nèi)控單向順序閥， 形成平衡回路，見圖 15。 圖 16 由于液壓缸的直徑大于 250mm、壓力大于 7MPa，其油腔在排油前就先泄壓，因此必須有泄壓回路。回路首次工作時(shí)，利用液控單向閥保壓，泄壓時(shí)電磁鐵通電使換向閥切換至上位，液壓缸無桿腔與蓄能器突然連接，其保壓期間積聚的液體壓縮勢(shì)能大部分被蓄能器吸收，以降低泄壓時(shí)產(chǎn)生的巨大噪聲，液壓缸下行時(shí)電磁鐵通電切換至下位，液壓源向無桿腔充液時(shí)同時(shí)蓄能器向液壓缸釋放回收的液壓能，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能作用。 表 15 執(zhí)行其動(dòng)作 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 啟動(dòng) + + + 快速下行 + + 慢速加壓 + + 保壓 _ 快速回程 + + + 停止 _ 自動(dòng)補(bǔ)油保壓時(shí)，電接點(diǎn)壓力表控制的電磁閥動(dòng)作順序見表 16。 確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 根據(jù)第 1 章 節(jié)的內(nèi)容，可知液壓缸內(nèi)徑 D=360mm，活塞桿外徑 d=250mm，液壓缸無桿腔有效面積為 21 cmA ? ，有桿腔有效面積為 22 cmA ? 。 慢速加壓階段，見表 13，表 14。 終壓階段：液壓缸工作壓力、流量和功率分別為 、 、最大功率7947W。 液壓缸工作壓力、流量和功率分別為 、 、 2136W。此時(shí)缸的輸入流量極小，且不考慮各種損失，故液壓缸至泵間的進(jìn)油路壓力損失取值 MPap ?? 。xx：小型單缸立式液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 取泄漏系數(shù) K=，則： m in/ in/ LLq p ??? 根據(jù)系統(tǒng)所需流量，擬初選限壓式變量液壓泵的轉(zhuǎn)速為 n=1500r/min，暫取容積效率 ?v? ，則可算得泵的排量參考值為： rmln qV v vg / 5 00 0 001 0 00 ????? ? 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的 250YCY14— 1B壓力補(bǔ)償斜盤式軸向柱塞泵，其額定壓力 MPapn 32? ，排量 V=250ml/r，額定轉(zhuǎn)速 n=1500r/min，容積效率 ?v? 。 不計(jì)任何損失，液壓泵的最大理論功率即為液壓缸工作時(shí)所需的最大功率，見表14 可知： KWPP ? 查手冊(cè)，選用規(guī)格相近的 Y160M— 4 型封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)電機(jī)，其額定功率為 11KW，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速 1460r/min。 液壓控制閥的選擇 根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)原理圖， 計(jì)算分析通過各液壓閥的最高壓力和最大流量 ,參見文獻(xiàn) [5]，表 823威格士系列液壓閥。 2020屆工程機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 表 21 元件 名稱 技術(shù)規(guī)格 公稱壓力 /MPa 通徑 ? /mm 流量 /（ L/min） 單向閥 25 50 約 900 溢流閥 25 50 約 900 三位四通電液換向閥 25 50 約 900 液控單向閥 25 50 約 900 平衡閥 25 50 約 900 二位三通電磁換向閥 25 50 約 900 選擇壓力表 參見文獻(xiàn) [5]，表 838，選擇的壓力表技術(shù)規(guī)格如下表 22 所示。 管道內(nèi)徑及壁厚液壓管道的兩個(gè)主要參數(shù)，計(jì)算公式如下。 表 23 油管中的允許流速