【正文】 快進、頂出、調(diào)整、等控制按鈕設置在控制臺上，方便及時操作。導柱材料選擇 45 圓鋼，也可選用鍛件形式。為了減少導柱表面的磨損，通過表面熱處理提高表面硬度增加表面耐摩性。 理論設計計算： 液壓機的最大負載約為 400kN，通過力傳遞后，最后由四根導柱承受400kN 的拉力， 作用在每根導柱上的拉力為 100kN。 AF?][? () 式中： ][? — 許用應力；取 45鋼 ][? =80～ 100MPa； F— 軸向拉力； A— 橫截面積。 橫梁設計 材料選擇：橫梁工作時的受力為彎曲力，材料應具有一定的抗彎強度。 熱處理要求：橫梁進行調(diào)質(zhì)處理。 截 面 11 截 面 11 圖 橫梁滑塊受力簡圖 初步確定橫梁的長、寬、高尺寸分別為 1500、 123 575mm，截面為矩形。 畢業(yè)設計（論文） 9 圖 (a) 剪力圖 (b) 彎矩圖 由彎矩圖 (b)可知，橫梁 C 點 1— 1 截面彎矩最大，該截面是危險截面。正應力計算公式為： WMmaxmax ?? () 式中： max? — 最大彎曲正應力； maxM — 最大彎矩 ； W — 抗彎截面系數(shù) ( 3m )。 即： 畢業(yè)設計（論文） 10 32 mW ??? MP am mkN .475 3m a x ??? 45 鋼 的彎 曲許 用 應 力 [ ? ]=100MPa ，而 橫 梁的 最大 彎 曲應 力max? =，遠小于材料的許用應力，經(jīng)過校核，設計尺寸滿足要求。 材料選擇：工作臺主要受壓，材料選用鑄鋼 45。 圖 工作臺 T形槽 控制臺的設計 材料選擇：控制臺主要用于安裝控制按鈕，不承受動載荷，強度要求不是很高，滿足使用要求即可，材料選用 Q235A。 外形設計：控制臺外形尺寸設計應考慮操作方便。 畢業(yè)設計（論文） 11 1控制按鈕 2控制面板 3控制臺底座 圖 液壓拉伸機控制臺外形簡圖 畢業(yè)設計（論文） 12 第 3 章 液壓系統(tǒng)的設計 概述 液壓系統(tǒng)的設計是整個 機器 設計中的 一部分 ，它的任務是根據(jù)機器的用途 、 特點和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，在經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進行系統(tǒng)的結構設計。常見的是液壓泵或空氣壓縮機，給系統(tǒng)提供壓力油或壓縮空氣。它可以是做直線運動的液壓缸或氣缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達或氣壓馬達。如溢流閥、流量控制閥、換向閥等。如油箱、過濾器、分水過濾器、消聲器、管件等。 液壓系統(tǒng)的 工況分析 對液壓系統(tǒng)的工作要求 以及工況分析 是設計液壓系統(tǒng)的根據(jù)。 應確 定以下 幾個問題： 1. 明確哪些機構的運動需要用液壓傳動來完成。包括根據(jù)工作情況確定的最大負載、力或力矩、工作行程、速度或轉(zhuǎn)速、調(diào)速范圍以及對運動的平穩(wěn)性、動作精度和效率的要求等。最好做出機器各機構的工作順序或自動工作循環(huán)的圖表，并注意到各運動之間存在的聯(lián)鎖作用。周圍介質(zhì)、環(huán)境溫度、濕度大小、風砂與塵埃情況、外界沖擊振動等 。 5. 明確經(jīng)濟性與成本等方面的要求 。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=tvgG ??? 式中： G — 運動部件重量； g — 重力加速度 ； v? — t? 時間內(nèi)的速度變化量； t? — 加速或減速時間，一般情況取 t? =～ 。由液壓機所給設計參數(shù)可及： v? =，取 t? =，代入公式 中。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 .(靜摩擦系數(shù)取。 即： F = 400000 + 200 = 400200N （ 4）主缸負載循環(huán)圖 主缸負載循環(huán)圖 主缸 速度 循環(huán) 圖 主缸工作循環(huán)負載 表 工 作 循 環(huán) 外 負 載 啟 動 F = Ff1 1960N 加速 快進 F = Ff2+Fa Ff2 1180N 980N 工 進 F = Ff2 + Fw 400980N 畢業(yè)設計（論文） 15 快速回程 F = Ff2+G 10780N （ 5） 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。將參數(shù)代入公式 計算頂出缸的最大負載。二是把選出的基本回路進行有機組合 ,構成完整的系統(tǒng)原理圖 。 2. 增設安全裝置，確保設備及操作者的人身安全。特別是比 較精密、重要的設備，可以單設一套自循環(huán)的油液過濾系統(tǒng)。 擬定液壓系統(tǒng)原理圖的步驟 : 1．確定執(zhí)行元件的形式 液壓傳動系統(tǒng)中的執(zhí)行元件主要有液壓缸和液壓馬達 ,根據(jù)主機動作機構的運動要求來具體選用哪種形式 .要合理的選擇執(zhí)行元件 ,綜合考慮液機 電各種傳動方式的相互配合 ,使所設計的液壓傳動系統(tǒng)更加簡單、高效、經(jīng)濟。 具體做法有： （ 1）制訂調(diào)速控制方案 根據(jù)執(zhí)行元件工況圖上壓力、流量和功率的大小以及系統(tǒng)對溫升、工作平穩(wěn)性等方面的要求選擇調(diào)速回路。 （ 3）制訂順序動作控制方案 主機各執(zhí)行機構的順序動作，根據(jù)設備類型的不同，有的按固定程序進行，有的則 是隨機的或認為的。 （ 4）編制整機的系統(tǒng)原理圖 在擬訂主回路或輔助回路時，大體可按下列順序進行： 先畫出驅(qū)動各個工作機構的液壓執(zhí)行器運動換向的方向控制回路（裝設換向閥等）；定出實現(xiàn)執(zhí)行器速度大小的速度控制回路（裝設調(diào)速閥等）；定出實現(xiàn)執(zhí)行器力（力矩）要求的壓力控制回路；然后再按照實現(xiàn)各種順序動作和自動循環(huán)的控制 原則；接入相應的閥（順序閥等）或裝置（行程開關等），最后接入起安全、保險和聯(lián)鎖作用的閥和裝置（壓力繼電器、壓力表等）以及各種輔件（過濾器、冷卻器、油箱等） 。 這時主缸活塞連同上滑塊在自重作用下快速下行，盡管泵已輸出最大流量，但主缸上腔仍因油液不足而形成負壓，吸開充液閥 1，充液筒內(nèi)的油便補入主缸上腔。 畢業(yè)設計（論文） 18 3. 主缸保壓延時 當系統(tǒng) 壓力升高到壓力繼電器的調(diào)定值時，壓力繼電器發(fā)出信號使1YA 斷電，先導閥和主缸換向閥恢復到中位。接受電信號后的時間繼電器開始延時，保壓延時的時間可在 0～ 24min 內(nèi)調(diào)整。 保壓結束后，時間繼電器使電磁鐵 5YA 通電，先導閥 左 位接入系統(tǒng)，使主缸上腔的油液開始泄壓。使電磁鐵 2YA 通電，先導閥右位接入系統(tǒng)， 控制油路即可使主缸換向閥處于右位工作，從而實現(xiàn)上滑塊的快速返回。 回油路：主缸上腔 → 充液閥 1→ 充液筒。 5. 主缸活塞原位停止 上滑塊回程至擋塊壓下行程開關，電磁鐵 2YA 斷電 ，先導閥和主缸換向閥都處于中位，這時上滑塊停止不動，液壓泵在較低壓力下卸荷。其油路為 進油路：液壓泵 → 順序閥 → 主缸換向閥 → 頂出缸換向閥 → 頂出缸； 回油路：頂出缸上腔 → 頂出缸換向閥 → 油箱。當擋塊壓下原位開關時，電磁鐵 3YA 斷電，頂出缸換向閥處于中位，頂出缸活塞原位 停止 畢業(yè)設計（論文） 19 45678910111213141516171819201232 Y A1 Y A4 Y A3 Y A 1液控單向閥 3單向閥 4充液油箱 5上腔液壓缸 1 1 13溢流閥 10先導減壓閥 14下腔液壓缸 15電液換向閥 1 18電磁換向閥 17液壓換向閥 畢業(yè)設計（論文） 20 19泵 20油箱 圖 36液壓拉伸機液壓系統(tǒng)圖 8. 頂出缸活塞浮動壓邊 作薄板拉伸壓邊十時，要求頂出缸既保持一定壓力，又能隨著主缸上滑塊一起下降。當主缸上滑塊下壓時，預出缸活塞被迫隨之下行，頂出缸下腔回油經(jīng)下缸溢流閥流回油 箱，從而建立起所需的壓邊力 。 液壓件的計算與選擇對于整個液壓系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性和準確性有至關重要的作用。 液壓缸基本尺寸計算 D d Fmax 由于液壓機屬于高壓系統(tǒng)， P0在初算時可忽略不計，即 P0=0 因液壓機的工作負載比較大，取主缸的工作壓力為 P=25MPa。按公式 23， 24 計算 [2]： A1=πD2/4 （ 33） = A=（ D2d2） /4 （ 34） =()/4 = ： （ 1） p=25MPa （ 2） Fmax=80KN （ 3） ηm= 則 ==67mm 按缸徑尺寸系列，取 D=70mm 則 d==67=47mm 按活塞桿尺寸系列，取 d=50mm 根據(jù)已取的缸徑和活塞直徑，計算頂出缸實際有效工作面積，無桿腔面積 A1和有桿腔面積 A2分別為： A1=πD2/4 = A2=π（ D2d2） /4 =()/4= 畢業(yè)設計（論文） 22 繪制工況圖 1．計算主缸各運動階段的壓力、流量和功率 快進時： 壓力 p=F 快 /A1=50103/= 流量 q=V 快 q=106=2KW 工進時： 壓力 p=F 工 /A1=400103/=20Mpa 流量 q=V 工 q=23106= 快退時： 壓力 p=F 退 /A2=120103/=13Mpa 流量 q=V 退 q=13106= 2． 頂 出缸各運動階段的壓力、流量和功率 頂出時： 壓力 p=F 退 /A1=80103/= 流量 q=V 工 q=106= 退回時： 壓力 p=F 退 /A2=80103/= 流量 q=V 退 q=106= 3．繪制工況圖 畢業(yè)設計（論文） 23 圖 38 主缸與頂出缸 各階段的壓力 圖 39 主缸與頂出缸各階段的功率 元件的選擇 首先根據(jù)設計要求和系統(tǒng)工況確定液壓泵的類型，然后根據(jù)液壓泵的最大供油量來選擇液壓泵的規(guī)格。 （ 2） 結構緊湊。 ○ 1計算液壓泵工作壓力 P0 畢業(yè)設計（論文） 24 流量泵的工作壓 力應考慮液壓缸最高有效工作壓力和系統(tǒng)的壓力損失。取 K=，則液壓泵工作流量 qp，按公式 36計算 [4]： qp≥K （ ∑ q） max （ 36） = 36=○ 3選擇液壓泵規(guī)格型號 根據(jù) PP和 qp值查閱液壓泵規(guī)格型號表進行選擇，經(jīng)查閱選定： 160YCY141B型軸向柱塞泵。它們的功能是控制和調(diào)節(jié)流體的流 動方向、壓力和流量，以滿足執(zhí)行元件所需要的啟動、停止、運動方向、力或力矩、速度或轉(zhuǎn)速、動作順序和克服負載等要求定的要求 。 Dg是閥連接口的名義尺寸，它和連接口的實際尺寸不一定相等，因后者還受流體流速等參數(shù)的影響。還有一些與具體閥有關的量，如通過額定流量時的額定壓力損失、最小穩(wěn)定流量、開啟壓力等等，只要工作壓力和流量不超過額定值，閥即可正常工作。當液壓缸的內(nèi)徑 D 與壁厚δ的比值滿足 D/δ≥ 10 的圓筒稱為薄壁圓筒。對于負載大的機