【正文】 982年組建了通用基礎(chǔ)件工業(yè)局，將原有分散在機床、農(nóng)業(yè)機械、工程機械等行業(yè)歸口的液壓、氣動和密封件專業(yè)廠，統(tǒng)一劃歸通用基礎(chǔ)件局管理，從而使該行業(yè)在規(guī)劃、投資、引進技術(shù)和科研開發(fā)等方面得到基礎(chǔ)件局的指導(dǎo)和支持，從此進入了快速發(fā)展期，先后引進了60余項國外先進技術(shù)，其中液壓40余項、氣動7項，經(jīng)消化吸收和技術(shù)改造，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)，并成為行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。經(jīng)過技術(shù)改造和技術(shù)攻關(guān)，一批主要企業(yè)技術(shù)水平進一步提高，工藝裝備得到很大改善，為形成高起點、專業(yè)化、批量生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。隨著國家進一步開放，三資企業(yè)迅速發(fā)展，對提高行業(yè)水平和擴大出口起著重要作用。進入新世紀，為應(yīng)對我國加入wto后的新形勢，我國液壓行業(yè)各企業(yè)加速科技創(chuàng)新，不斷提升產(chǎn)品市場競爭力，一批優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品成功地為國家重點工程和重點主機配套，取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。由此可見液壓傳動產(chǎn)品等在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中的地位和作用十分重要。它不僅能最大限度滿足機電產(chǎn)品實現(xiàn)功能多樣化的必要條件，也是完成重大工程項目、重大技術(shù)裝備的基本保證，更是機電產(chǎn)品和重大工程項目和裝備可靠性的保證。液壓傳動技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)擁有較為完善的理論和實踐基礎(chǔ)。正因為液壓傳動具有很多機械傳動所不具備的優(yōu)點，液壓傳動技術(shù)在機械工業(yè)的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如：礦山機械、工程機械、冶金機械、建筑機械、起重機械等。在整個機械傳動工程中，液壓傳動技術(shù)扮演了舉足輕重的角色。自19世紀問世以來發(fā)展很快，已成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備之一。如板材成型，粉末冶金，塑料及橡膠制品成型，輪軸壓裝校直等等。目前，液壓機的最大標稱壓力已達750MN，用于金屬的末端成型。 隨著人們生活水平的提高，金屬壓制拉伸制品的需求逐年提高，同時面對產(chǎn)品品種的需求越來越多，另一方面產(chǎn)品的生產(chǎn)批量日益縮小。這種加工方式還適合于長行程、難成型以及高強度的材料。 液壓機作為一種通用的無削成型加工設(shè)備，其工作的原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成壓力加工的。液壓機有單動、雙動、三動三種基本的動作方式。這種工作方式?jīng)]有壓邊裝置。雙動型壓力機有兩個移動部件：滑板（或沖頭）和模板。在壓制成型后，模板能實現(xiàn)打料定出功能。三動型壓力機中，深拉伸滑塊和壓邊滑塊自上而下移動，由模板實現(xiàn)打料動作。這種壓力機也可以做雙動機用。按照機架結(jié)構(gòu)形式可分為梁柱式、組合框架型、整體框架式、單臂式等。由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)外液壓機的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。相比來講，國內(nèi)機型雖種類齊全，但技術(shù)含量相對較低，缺乏技術(shù)含量高的高檔機型，這與機電一體化，中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢不相適應(yīng)。三種類型功能各有差異，應(yīng)用范圍也不盡相同。發(fā)展趨勢 (1) 高速化，高效化，低能耗。(2) 機電一體化。(3) 自動化、智能化。自動化不僅僅體現(xiàn)在加工，還體現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障與處理功能。集成的液壓系統(tǒng)建設(shè)了管路連接，有效地防止泄漏和污染。 科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，液壓傳動技術(shù)隨之有了比較完善、成熟的理論基礎(chǔ)。 液壓傳動優(yōu)越性 (1) 液壓元件布局靈活； (2) 液壓傳動操作控制方便，可實現(xiàn)無級調(diào)速； (3) 液壓傳動容易實現(xiàn)直線傳動，可以進行自動過載保護； (4) 液壓傳動采用電液控制相結(jié)合的控制方式，可實現(xiàn)自動化控制，還可實現(xiàn)遠程控制；(5) 液壓系統(tǒng)中液壓元件的磨損比機械傳動小很多，液壓油除了作為傳動介質(zhì)外還起到了潤滑的作用，延長了液壓系統(tǒng)中液壓元件的使用壽命。 液壓機主機工藝過程分析 壓制工件時主機的工藝過程：按下啟動按鈕后，主缸上腔進油，橫梁滑塊在自重作用下快速下行，此時會出現(xiàn)供油不足的情況，補油箱對上缸進行補油。工件壓制完成后進入保壓階段，讓產(chǎn)品穩(wěn)定成型。橫梁滑塊停止運動后，頂出缸下腔進油，將工件頂出，工件頂出后，頂出缸上腔進油，快速退回。此外，還存在靜摩擦力、動摩擦力負載。液壓機的最大負載為工進時的工作負載。 (1) 慣性負載Fa計算 計算公式： Fa = ( )式中： G —運動部件重量； g —； —時間內(nèi)的速度變化量； —加速或減速時間，一般情況取=～。由液壓機所給設(shè)計參數(shù)可及：=，取=。通過所有作用在主缸上的負載可以看出，工作負載遠大于其它形式的負載。(3) 主缸負載F計算將上述參數(shù)Fa = 4898N 、Fw = 。(2) 主缸負載循環(huán)圖 液壓機頂出缸工況分析1) 頂出缸速度循環(huán)圖 ，得到頂出缸的速度循環(huán)圖如下： 頂出缸速度循環(huán)圖2) 頂出缸負載分析主缸回程停止后，頂出缸下腔進油，活塞上行，這時會產(chǎn)生慣性、靜摩擦力、動摩擦力等負載。即：F = Fw = 350000N式中： Fw —頂出力；3) 頂出缸負載循環(huán)圖(1) 頂出缸工作循環(huán)負載工 作 循 環(huán)外 負 載啟 動F = F靜 + Fa忽略不計頂出缸頂出F = = f 動 + Fw≈1750 KN快速退回F = f 動 + F背≈8 KN 注：“f靜”表示啟動時的靜摩擦力，“f動”表示啟動后的動摩擦力。為了提高液壓機的工作效率，可以采用雙泵或變量泵供油的方式。由于液壓機工況時的負載壓力會逐步增大，為了使液壓機處于安全的工作狀態(tài)，調(diào)速回路采用恒功率變量泵調(diào)速回路。 液壓機基本回路圖1液壓缸 2油箱 3過濾器 4變量泵 5三位四通電磁換向閥 恒功率曲線圖 液壓系統(tǒng)速度換接方式的選擇 液壓機加工零件的過程包括主缸的快進、工進、快退和頂出缸的頂出、快速回程。為了達到控制要求，液壓系統(tǒng)的速度換接通過行程開關(guān)控制。 液壓控制系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)采用插裝集成控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有密封性好、流通能力大、壓力損失小、易于集成等優(yōu)點。 除此之外，進油主閥FFFF9的控制油路上都有一個壓力選擇梭閥，用于保證錐閥關(guān)閉可靠，防止反壓開啟。插裝閥F2控制腔經(jīng)閥閥4與油箱接通，主閥開啟。 (2) 主缸滑塊快速下行——電磁鐵1Y、3Y、6Y得電，這時插裝閥F2關(guān)閉，F(xiàn)F6開啟，泵向系統(tǒng)供油，輸出油液經(jīng)閥FF3進入主缸上腔?；瑝K在自重作用下快速下行，這時會因為下行速度太快，泵的輸出流量來不及填充上腔而在上腔形成負壓。 (3) 滑塊減速下行——當滑塊行至一定位置觸動行程開關(guān)2S后，電磁鐵6Y失電，7Y得電，插裝閥F6控制腔先導(dǎo)溢流閥11接通，閥F6在閥11的調(diào)定壓力下溢流，主缸下腔會產(chǎn)生一定的背壓。主缸上腔進油僅為泵的輸出流量，滑塊減速下行。當主缸上腔的壓力達到先導(dǎo)溢流閥2的調(diào)定壓力時，泵的輸出流量全部經(jīng)閥F2溢流，此時滑塊停止運動。主缸上腔閉鎖，實現(xiàn)保壓，同時閥F2開啟，泵卸載。 (7) 主缸回程——當主缸上腔的壓力降到一安全值后，電接點壓力表發(fā)出電信號，電磁鐵2Y、5Y、4Y、12Y得電，插裝閥F2關(guān)閉，閥FF5開啟，充液閥21開啟，壓力油經(jīng)閥FF5進入主缸下腔，主缸上腔油液經(jīng)充液閥21和閥F4分別流回上部油箱和主油箱，主缸完成回程。閥F5將主缸下腔封閉，上滑塊停止運動。 (2) 頂出缸退回——按下退回按鈕，電磁鐵9Y、10Y失電，電磁鐵2Y、8Y、11Y得電，插裝閥FF10開啟，液壓油經(jīng)閥FF7進入頂出缸上腔，下腔油液經(jīng)閥F10流回油箱，頂出缸回程。 液壓系統(tǒng)基本參數(shù)計算 液壓缸基本尺寸計算1) 主缸工作壓力、內(nèi)徑、活塞桿直徑的確定因液壓機的工作負載比較大，取主缸的工作壓力為P=25MPa。=2000KN。 液壓機主缸受力簡圖 D= ()式中： P1—液壓缸工作壓力； P2—液壓缸回路背壓，對于高壓系統(tǒng)初算時可以不計； F—工作循環(huán)中最大負載； ηcm—液壓缸機械效率，一般ηcm = ～。 即：d==≈229mm同理查表25 [1],將活塞桿直徑圓整為標準系列直徑，取d=220mm。2) 頂出缸工作壓力、內(nèi)徑、活塞桿直徑的確定頂出缸工作負載與主缸相比要小很多，查表21 [1],取頂出缸的工作壓力P=12MPa,計算頂出缸內(nèi)徑和活塞桿直徑。查表23 [1]，缸工作壓力為12MPa，選取d/，取液壓缸的機械效率ηcm = 。即：d==≈138mm同理查表25 [1],將活塞桿直徑圓整為標準系列直徑，取d=140mm。 液壓系統(tǒng)流量計算1) 主缸所需流量計算由設(shè)計參數(shù)及主缸的尺寸，對主缸各個工況所需流量進行計算。由流量計算公式： （）快進時：=≈工進時： =≈ 快退時： =≈2) 頂出缸所需流量計算 由設(shè)計參數(shù)及頂出缸的尺寸，對頂出缸各工況所需流量進行計算。泵的工作壓力計算公式為： （）式中： Pp—液壓泵最大工作壓力； P1—執(zhí)行部件的最大工作壓力； —進油路中的壓力損失，對于簡單的系統(tǒng)，～，對于復(fù)雜系統(tǒng)，～。代入公式（）可求得泵的工作壓力。該壓力是系統(tǒng)的靜壓力，而系統(tǒng)在各種工礦的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力有時會超過靜壓力。即：Pn = =≈(2) 液壓泵最大流量計算通過對液壓缸所需流量的計算，以及各自的運動循環(huán)原理，泵的最大流量可由公式()計算得到。如果這時溢流閥正處于溢流狀態(tài)，還應(yīng)加上溢流閥的最小溢流量?；緟?shù)如下：排量：250mm/r ；額定壓力：32MPa ；額定轉(zhuǎn)速：1000r/min ；容積效率：92% 。為了滿足液壓機的正常快進，必須在液壓系統(tǒng)中設(shè)置補油油箱。主缸和頂出缸各自工況的快進、工進、回程速度又不盡相同，這樣對功率的消耗也不同。功率計算公式如下： P= ()式中：P電動機額定功率；Pp液壓泵的工作壓力；液壓泵的流量；η液壓泵的總效率，取η=?？爝M時的負載很小，只有活塞與缸筒、導(dǎo)柱與滑塊之間的摩擦負載，這樣泵的出口壓力也很小，消耗的功率不會很大。 （） 即： 將、=、η=（）中，求得工進功率為：(3) 快退功率，快退負載為400KN,，取進油回路壓力損失取P=，代入公式（），求得泵的壓力。即：將、=、η=（）中，求得工進功率即為：(2) 回程功率頂出缸回程時，負載只有活塞與缸筒間的摩擦負載。(3) 電動機額定功率及型號的確定電動機額定功率的確定，應(yīng)依據(jù)消耗功率最大的工況。查表121 [2]，選取電動機型號為：Y180M4。 液壓元件明細表序 號液 壓 元 件 名 稱元 件 型 號額定流量（L/min）1溢 流 閥YEF3E25B1202溢 流 閥YEF3E20B1204電磁換向閥34F3PE16B805電磁換向閥24F3E16B806溢 流 閥YEF3E25B1208電磁換向閥24F3E16B809電磁換向閥24F3E16B8010溢 流 閥YEF3E25B12011溢 流 閥YEF3E20B12012電磁換向閥34F3OE16B8013電磁換向閥24F3E16B8014單向閥AF3Eb20B10015溢 流 閥YEF3E25B12016電磁換向閥24F3E16B8017電磁換向閥24F3E16B8018溢 流 閥YEF3E25B12019電磁換向閥24F3E16B8020電磁換向閥24F3E16B8022充液閥YAF3Ea20B15025壓力表KF3E6L24026變量泵250YCY141B25027過濾器WU250X180F250 液壓系統(tǒng)零部件設(shè)計，可及主缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑等參數(shù)。1) 主缸缸體材料選擇及技術(shù)要求液壓缸的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種形式，即：薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的制造材料一般有鍛鋼、鑄鋼（ZG2ZG35）、高強度鑄鐵、灰鑄鐵（HT200、HT350）、無縫鋼管（45）等?！粌?nèi)徑配合采用H8～H9；內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半；；；如果缸體與端蓋采用螺紋連接，螺紋采用6H級精度。鍛鋼：[σ]=110～120MPa ；鑄鋼：[σ]=100～110MPa ；高強度鑄鐵：[σ]=60MPa ；灰鑄鐵：[σ]=25MPa ；無縫鋼管：[σ]=100～110MPa 。3) 主缸缸蓋材料、