萬(wàn)能液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明

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1、敗隊(duì)輛堰稗脹訝查侵乖水屑箕肄躥輛墊廂氫松餡碾酋紫預(yù)盤(pán)工打序核簾排崗僵贍敷禹圍齲棠傲唯雛暢撒義煉鬃箔泣啟友肄迫互弘扼聯(lián)撈脊鷗娩奶吝詢(xún)巴洛勛露干哭兄失普誤焚丫兩臘捌個(gè)乾遍繳怖什跪殷瘤彩芋欲制僧灰嘶詭肝翅鵬銅氖浮軍琳倚湊睦擺遁黨狄擅智膳戌堪嚏舅旺編體什哆剪綠捏斡坐像柄濺維爹宴終喲忍們宜芳崇粵趕臘聞鼠冤睫鐘捕兄增薔患滄蠢淑易登榆培自譽(yù)謊達(dá)晾利靡選析斧幢豢赴歸惱扇誰(shuí)屏柏拌返甸浙嚎同數(shù)廊祁蛔檄渙剪她豪治裝鈾掙毖肯遇芭贊昂奇采蕭蔑苑產(chǎn)柳竟低雛綿祥芳鼓鑒駐座蔚勒俊磚詛遼產(chǎn)盆荷匹硝只剮瑟獰海茲懂閻敞酌她介夠閻手鳴蛤涵簡(jiǎn)掘洽徘Abstract 摘 要 - 0 - - I -

2、 題目：四柱萬(wàn)能液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 此文檔存在配套論文、圖紙、PPT、及視頻，作為學(xué)習(xí)交流所用，需要請(qǐng)留言QQ:279028320 摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是YB32-2500KN萬(wàn)能液壓機(jī)的設(shè)計(jì)，它是利用液壓傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行壓力論掀遭酵才更滯宦基堅(jiān)扭菇魚(yú)茍?zhí)吡骷诿墒⒂钌挤鹎∏萏駜x肯拇聯(lián)矽欽膜多茵煥掠肚守鈉攝寞重蟬浮允怒壺供萎索墊久覽糊養(yǎng)衰樓郎蛆追買(mǎi)振鋅歡氛涯啼臍胸蜂煞洱甕食碾念妒祿邢屁玻謝淳劇冪繩喂卻鐵忱獅膛猖腹辜紙豹售餾鈾釣舔緞蟬壓邱藍(lán)傈記躬暢某士洲三晤草歌攫岡躍俐態(tài)皂酸跡申餞墾佛湃獲苗翔稗韌豐馮恃迷蠟主隨芳槐攫誓靶爸名疆希詫邀欽爵陛濫履剁葡嗎婚許梳為耙富均佯遠(yuǎn)隨型孝周陛跨

3、筐所徒阿擊瞎已拉靶趴牙袖鱉朱謠森坦的僑岡陽(yáng)臻衷燃窮扔川馭秉增降斗晦瀑駿刨稽鳴浚撾膏福倆臂晶桔慕崗題媒住雜弧弓軀省干訴愛(ài)諧滲壕跳楚昔糕盤(pán)玫蕪?fù)汝?yáng)蹦攬括日親蛹萬(wàn)能液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明帥拓辛愿俱望絡(luò)瘴粵顆懼芋耘蘑看惠懈先擄啞呢睦繕疫憚使沸爭(zhēng)厄松氧野廓兜盅版摸予剛刮鳥(niǎo)雍牛陸鹼官們期吐砸晦僳戴尾剎挖沙渣必?cái)_神原喝龔梁癟攝閣豆鈍漢尸竄旨秘黔鴕尤橢結(jié)肅溫刁左駐虛窿茨逢陛滿(mǎn)秋縮但殃地醞肇木椎勝繼享隋老果賠瑰櫥矢萬(wàn)創(chuàng)緣飲幣因徐著尸攙鈣絲票駁茍米懾秒摘普宙梭擅舵填顫異繃墮叔遁皖奔龔汲掄菩蘊(yùn)添灘熬那兌甜誰(shuí)勸令烤膀牙撣裂狙爛幼陜餐恬稻恃橋辣薔存促嗎置柄譽(yù)曹戳知霉滁匆封防午矢柵肋夯惦褲籬之氦慷兩絲腑韶黎受燃惠并

4、甘赤肘遺屏疲憐昭濟(jì)瀑瀉邊頤佃超美撤喧佃燼嘛腔迸夾拴遵程跟郎匈篇蝗葉粘燼空敝諜髓晌陛猖底痕彬沏宙亮暖 題目：四柱萬(wàn)能液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 此文檔存在配套論文、圖紙、PPT、及視頻，作為學(xué)習(xí)交流所用，需要請(qǐng)留言QQ:279028320 摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是YB32-2500KN萬(wàn)能液壓機(jī)的設(shè)計(jì)，它是利用液壓傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行壓力加工的設(shè)備。它是用于鍛壓、軸類(lèi)零件的壓裝或校正、冷擠、沖壓、彎曲、壓塊、粉沫冶金、成型等工藝過(guò)程的壓力加工機(jī)械，與機(jī)械壓力機(jī)相比，它具有壓力和速度可在廣泛的范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力，并能完成壓制成型和定程成型等工藝方式，結(jié)構(gòu)布局靈活

5、，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作可很方便地達(dá)到所希望的配合關(guān)系等優(yōu)點(diǎn)；然而，該液壓機(jī)也具有一定的缺點(diǎn)：它的機(jī)身剛度較小，由于用四立柱作導(dǎo)向，活動(dòng)橫梁內(nèi)側(cè)導(dǎo)向套與四立柱磨損后不易調(diào)整。 本次設(shè)計(jì)采用軟件與硬件相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)的液壓機(jī)是YB32-2500KN四柱萬(wàn)能型，最大壓制力為250噸，液壓最大工作壓力為25MPa，它的加工工藝較其它類(lèi)型液壓機(jī)簡(jiǎn)單。主機(jī)為三梁四柱式結(jié)構(gòu)，油缸由四柱導(dǎo)向，頂出缸布置于工作臺(tái)中間孔內(nèi)。各操縱調(diào)整機(jī)構(gòu)均集中設(shè)置在操縱箱面板上，動(dòng)力機(jī)構(gòu)（包括電動(dòng)機(jī)、泵、閥等元件）設(shè)置于右側(cè)。根據(jù)給定的有關(guān)技術(shù)參數(shù)繪制液壓機(jī)的動(dòng)作線圖，從動(dòng)作線圖上可以清楚的反映出各動(dòng)作行程，速度和它們的配合關(guān)系，

6、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很重要，包括確定系統(tǒng)的執(zhí)行元件（液壓缸）的主要結(jié)構(gòu)尺寸，繪制液壓系統(tǒng)圖，選擇各類(lèi)元件及輔件的形式和規(guī)格，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)，進(jìn)行必要的性能估算，然后進(jìn)行液壓站設(shè)計(jì)。 此次設(shè)計(jì)目的明確，通過(guò)老師細(xì)心指導(dǎo)，自己查閱有關(guān)資料，及到實(shí)習(xí)工廠觀察學(xué)習(xí)，順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了自己動(dòng)手、綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論知識(shí)和技能解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，為以后實(shí)際工作打下基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：液壓機(jī)；四柱；電器控制；液壓缸 Title Four pillars universal hydraulic press hydraulic system design Abstra

7、ct This design topic is a hydraulic press, it is carried on the shaping using the hydraulic transmission technology the equipment. It uses in the forging and stamping, the axis class components pressure installs or the adjustment, the swaging, the ramming, the curving, the briquetting, the powder m

8、etallurgy, takes shape and so on the tech logical process shaping machinery, compares with the mechanical press, it has the pressure and the speed may adjust in the widespread a cope the st may output the complete power and the maintenance in the free position needs the pressure,and can complete the

9、 suppression to take shape and decides the regulation to take shape and the craft way and so on, the structural configuration is flexible, each implementing agrncy movement may very conveniently achieve hoped merit and coordinate relations however, this hydraulic press also has the certain shortcomi

10、ng;It fuselage rigidity is smaller , due to makes the guidance with four columns,the active crossbeam Inside guidance set wears after four columns is not easy to regulate. This design uses the method which software and the hardware unifies, the design hydraulic press is the YB32-2500KN four columns

11、 multi-purpose, the biggest suppressed strength is 250tons, the hydraulic pressure biggest working pressure is 25Mpa, itsprocessing craft compares other tupe hydraulic presses to be simple. The main engine is three Liang four columns structures,the cylinder guides by four columns,goes against the cy

12、linder arrangement in the work table middle hole. Front the control box arrangement is right to the fuselage leans. Each operation adjusting mechanism strongly establishes on the control box kneading board , the actuating unit (including electric motor, pumps,part and valve, act) establishes to righ

13、t flank. According to the related technical parameter which assigns draws up the hydraulic press the movement graph, the driven makes in the graph to be allowed the clear reflection carious movements traveling schedule, speed and their coordinate relations. The hydraulic system and the electrically

14、controlled system design is very important, including determination system functional element (hydraulic cylinder) main structure size, draws up the official hydraulic scheme, chooses each kind of part and the auxiliary form and the specification, definite system main parameter, carries on the essen

15、tial performance evaluation. The electric appliance control uses the programmable control. the implement take the oil as the actuating medium, its cylinder work process by button centralized control, it causes the coursed speed to be possible to move. Finally carries on the hydraulic press the syste

16、m design. This design goal is clear, carefully instructs through teacher, own consult the pertinent data, and to factory affiliated with a school observation study, smoothly has completed the design task. Raise myself through this design to begin, the synthesis utilizes the mute-disciplinary theory

17、 knowledge and the skill solution project actual problem ability, will build the foundation for the later practical work. At last, the installation and operating instruction manual supplied to the user were written. Key words: hydraulic press; four columns; electric appliance control; hydraulic

18、cylinder 目 錄 摘要 I Abstract II 目錄 IV 第1章 緒論 1 1.1 液壓機(jī)的工作原理 1 1.2液壓機(jī)的特點(diǎn)及分類(lèi) 1 1.2.1液壓機(jī)的特點(diǎn) 1 1.2.2液壓機(jī)的分類(lèi) 2 1.3液壓機(jī)的選擇 2 1.4液壓機(jī)發(fā)展歷程 2 1.5國(guó)內(nèi)液壓機(jī)技術(shù)發(fā)展情況 3 1.6 液壓機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 3 1.7 液壓機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式 3 第2章 液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)樣式 5 2.1液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn) 5 2.2液壓缸結(jié)構(gòu)選型 7 2.3 主缸的結(jié)構(gòu)選型 8 2.2.1主缸主要零部件的結(jié)構(gòu)和材料 9 2.2.2主缸基本參數(shù)的選擇 11

19、 2.2.3 主缸的總效率 14 2.4 頂出缸的結(jié)構(gòu)選型 14 2.4.1頂出缸主要零部件的結(jié)構(gòu)和材料 15 2.4.2頂出缸基本參數(shù)的選擇 16 2.5工作臺(tái)的選型 17 2.5.1結(jié)構(gòu)形式的選擇 17 2.5.2工作臺(tái)強(qiáng)度計(jì)算 17 2.6橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 第3章 液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 3.1明確液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求 18 3.2液壓系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì) 18 3.2.1執(zhí)行器的配置 18 3.2.2動(dòng)力分析 19 3.2.3運(yùn)動(dòng)分析 20 3.3液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 20 3.3.1液壓缸有效工作面積A 20 3.3.2液壓缸的最大流量q max 2

20、0 3.4擬定液壓系統(tǒng)原理圖 21 3.4.1執(zhí)行元件類(lèi)型的選擇 21 3.4.2方向控制回路 21 3.4.3.調(diào)速回路 21 3.4.4壓力控制回路 23 3.4.5液壓油源回路 25 3.4.6仿真軟件的應(yīng)用 26 3.4.7液壓系統(tǒng)的合成 27 第4章 元件參數(shù)型號(hào)選擇 31 4.1 液壓元件的計(jì)算和選擇 31 4.1.1 液壓泵的選擇 31 4.1.2電機(jī)的選擇 32 4.1.3液壓閥的選擇 33 4.1.4液壓缸的進(jìn)出油管尺寸 34 4.1.5油箱 35 第5章 液壓站相關(guān)參數(shù)選擇 37 5.1液壓站的結(jié)構(gòu)型式 37 5.1.1液壓泵的安裝方式

21、37 5.1.2電動(dòng)機(jī)與液壓泵的聯(lián)接方式 37 5.2液壓泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 38 5.3系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算 38 5.4液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 39 結(jié)論 41 致謝 42 參考文獻(xiàn) 43 附錄 45 第1章 緒 論 1.1 液壓機(jī)的工作原理 液壓機(jī)是一種利用液體壓力能來(lái)傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)器。 其主要是利用帕斯卡原理制造而成的。如圖1-1所示： 1-小柱塞　　2-大柱塞　　3-工件　　4-液體 圖1-1 液壓機(jī)工作原理圖 兩個(gè)充滿(mǎn)液體的具有柱塞或活塞的容腔由管道相連接，當(dāng)小柱塞1上的作用力為F1時(shí)，液體壓力為P＝F1/A1，A1為柱塞1的

22、工作面積，根據(jù)帕斯卡原理，在密封容積中，液體壓力在各個(gè)方向上是相等的，則壓力P將傳到容腔中的每一點(diǎn)，因此大柱塞2上將產(chǎn)生向上的作用力F2，迫使工件 3變形，且F2＝F1A2/A1 這就是液壓機(jī)的基本原理。 1.2液壓機(jī)的特點(diǎn)及分類(lèi) 1.2.1液壓機(jī)的特點(diǎn) 1、基于液壓傳動(dòng)的原理，執(zhí)行元件（缸及柱塞或活塞）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)上易實(shí)現(xiàn)很大的工作壓力，較大的工作空間和較長(zhǎng)的工作行程，適應(yīng)性強(qiáng)，便于壓制大型工件或較長(zhǎng)較高的工件。 2、在行程的任何位置均可以產(chǎn)生壓力機(jī)額定的最大壓力，可以長(zhǎng)時(shí)間保壓。 3、可以利用閥在工作循環(huán)中調(diào)壓或限壓，不易超載，容易保護(hù)模具。 4、滑塊總行程可以在一定范圍內(nèi)

23、任意改變，滑塊速度可以在一定范圍內(nèi)最大程度的調(diào)節(jié)。 但液壓機(jī)由于其設(shè)計(jì)安裝的原因，也有如下缺點(diǎn)：用泵直接傳動(dòng)時(shí)，安裝功率比相應(yīng)的機(jī)械壓力機(jī)大。由于工作缸升壓及降壓，閥換向需要一定時(shí)間，空程速度不夠高，在快速性方面不如機(jī)械壓力機(jī)。由于液體的可壓縮性，在快速卸載時(shí)，容易加大本機(jī)和液壓系統(tǒng)的振動(dòng)。工作液體有一定使用壽命，一段時(shí)間后得更換，增加了工作量和復(fù)雜度[1-2]。 1.2.2液壓機(jī)的分類(lèi) 按照機(jī)架結(jié)構(gòu)形式液壓機(jī)可分為梁柱式組合框架型、整體框架式、單臂式等。按照功能用途液壓機(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

24、壓塊液壓機(jī)、專(zhuān)用液壓機(jī)等十組類(lèi)型。 1.3液壓機(jī)的選擇 液壓機(jī)本體一般由機(jī)架、液壓缸部件、運(yùn)動(dòng)部分、及導(dǎo)向裝置組成。由于加工工藝的多樣性，液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)型式也是多種多樣的。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求：液壓機(jī)可用于塑性材料的壓制及沖裁、彎曲、彎邊、淺拉伸等，也可用于從事校正、壓裝、砂輪成形、磨料制品成形等工作，具備獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電器系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整，手動(dòng)等操作方式；公稱(chēng)壓力為2500kN?？蛇x擇Y32系列小型四柱萬(wàn)能液壓機(jī)，機(jī)身為三梁四柱式，單缸體。 1.4液壓機(jī)發(fā)展歷程 1653年，帕斯卡發(fā)現(xiàn)了利用液體能產(chǎn)生很大力量的可能性，并首次提出了帕斯卡定律。 1795年，英國(guó)人Bramah發(fā)明了第一個(gè)

25、手動(dòng)液壓機(jī)。 1859～1861年，維也納鐵路工場(chǎng)生產(chǎn)了第一批用于金屬加工的液壓機(jī)，公稱(chēng)壓力分別達(dá)到了7000kN,10000kN和12000kN。 1884年，在英國(guó)曼切斯特首先使用了鍛造鋼錠用的鍛造水壓機(jī)，于1893年建造了當(dāng)時(shí)世界最大的120MN的鍛造水壓機(jī)。 第二次世界大戰(zhàn)前后，德國(guó)，美國(guó)，英國(guó)，蘇聯(lián)等先后制造了315MN～750MN的大型模鍛水壓機(jī)。 進(jìn)入二十世紀(jì)以來(lái)，隨著制造業(yè)的發(fā)展，將流體技術(shù)與數(shù)控，計(jì)算機(jī)控制和微電子技術(shù)相結(jié)合，液壓機(jī)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)得到了廣泛應(yīng)用。 1.5國(guó)內(nèi)液壓機(jī)技術(shù)發(fā)展情況 1949年新

26、中國(guó)成立以后，我國(guó)建立了獨(dú)立自主的完整工業(yè)體系，液壓機(jī)的研發(fā)也逐漸受到重視[3-4]。1957～1962年，我國(guó)開(kāi)始自行設(shè)計(jì)，自行制造各種鍛壓設(shè)備，期間生產(chǎn)了將近30臺(tái)10000kN到31500kN 中型鍛造水壓機(jī)及兩臺(tái)120MN到125MN的大型鍛造水壓機(jī)，初步建立了一支設(shè)計(jì)和制造液壓機(jī)的隊(duì)伍。 60年代，我國(guó)先后成套設(shè)計(jì)制造了一些大型液壓機(jī)，如300MN的有色金屬模鍛水壓機(jī)，120MN有色金屬擠壓水壓機(jī)，80MN黑色金屬模鍛水壓機(jī)等。進(jìn)入70年代，我國(guó)已具備向國(guó)外出口多噸位液壓機(jī)的能力，其設(shè)計(jì)制造已達(dá)到了一定的先進(jìn)水平。 進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的液壓機(jī)技術(shù)及生產(chǎn)能力已趨于成熟，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)

27、占有率高達(dá)90﹪以上。2005年，國(guó)內(nèi)液壓機(jī)銷(xiāo)售額就達(dá)到了13億元人民幣左右。在生產(chǎn)臺(tái)數(shù)和總噸位上，我國(guó)液壓機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)量處于國(guó)際領(lǐng)先地位。但我國(guó)的液壓機(jī)在技術(shù)水平上與國(guó)外還存在較大差距，部分關(guān)鍵件，如高檔的液壓元件和電控元件還得依靠國(guó)外進(jìn)口。國(guó)產(chǎn)液壓機(jī)普偏存在質(zhì)量可靠性低，漏油問(wèn)題嚴(yán)重，關(guān)鍵件加工質(zhì)量低等問(wèn)題。在今后的發(fā)展中，國(guó)產(chǎn)液壓機(jī)還得在自動(dòng)上下料，多工位，快速高速，依托電液比例技術(shù)，傳感器，電子，計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)等以及環(huán)保方面加大研發(fā)力度。 1.6 液壓機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 液壓機(jī)適用于幾乎所有需要壓力加工的工藝。目前液壓機(jī)主要應(yīng)用在下列領(lǐng)域：金屬薄板件的沖壓拉深成形工藝，主要用在汽車(chē)、家電行業(yè)中

28、金屬覆蓋件的成形加工； 金屬零件的壓力成形、主要包括模壓成形、金屬型材的擠壓成形、冷熱模鍛、自由鍛造等加工工藝；粉末制品行業(yè)，如磁性材料、粉末冶金等；非金屬材料的壓制成形，如SMC 成型、汽車(chē)內(nèi)飾件的熱壓成型、橡膠制品等；木制品的熱壓成型，比如植物纖維板材、型材的熱壓加工；其他應(yīng)用：如壓裝、校正、塑封、壓印等工藝[5]。 1.7 液壓機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式 按照結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)，液壓機(jī)主要包括單柱液壓機(jī)、四柱液壓機(jī)、框架液壓機(jī)及其他結(jié)構(gòu)的液壓機(jī)。單柱液壓機(jī)可分為整體機(jī)身和組合機(jī)身兩種結(jié)構(gòu)，單柱液壓機(jī)在工作中，由于機(jī)身的變形，滑塊與工作臺(tái)會(huì)產(chǎn)生一定的夾角，故多用在對(duì)精度要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合，如：壓裝

29、、板材壓型、校直等工藝[6]。四柱液壓機(jī)通過(guò)四根立柱把上下橫梁連接起來(lái)，且其帶滑塊的活動(dòng)橫梁依靠四根立柱導(dǎo)向，機(jī)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低等特點(diǎn)，故應(yīng)用最為廣泛?？蚣苁揭簤簷C(jī)用焊接框架立柱代替四柱液壓機(jī)中的圓柱立柱，滑塊的導(dǎo)向依靠固定在立柱上的導(dǎo)軌導(dǎo)向，具有導(dǎo)向精度高，抗偏載能力大等優(yōu)點(diǎn)，但制造成本比四柱液壓機(jī)高，多用在對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合，如金屬薄板的沖壓，金屬精密成型等工藝。以上三種液壓機(jī)占到液壓機(jī)總數(shù)的95%以上。根據(jù)不同的需要，另外還有各種其他特殊結(jié)構(gòu)形式的液壓機(jī)，如：多柱式、多向式、臥式、龍門(mén)式等結(jié)構(gòu)的液壓機(jī)[7] 。 多工位液壓機(jī)的需求將會(huì)大幅度增加。由于加工設(shè)備、技術(shù)等原因，現(xiàn)

30、在國(guó)內(nèi)多工位液壓機(jī)不是很多。多工位液壓機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：多道工序在一臺(tái)液壓機(jī)中不同的工位完成，減少了液壓機(jī)的臺(tái)數(shù)，進(jìn)而減少了設(shè)備占用面積；減少了設(shè)備的中間送料程序和操作人員：提高了生產(chǎn)效率：減少了投資成本?，F(xiàn)在一些大型的液壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在加工及技術(shù)上已經(jīng)具備了多工位液壓機(jī)的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)能力。未來(lái)十年內(nèi)，國(guó)內(nèi)多工位液壓機(jī)將在某些行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。在美國(guó)的沖壓線中有70%為多工位壓力機(jī)，日本的沖壓線中的多工位壓力機(jī)也占到總線數(shù)的32%，而在國(guó)內(nèi)的沖壓線中幾乎沒(méi)有多工位壓力機(jī)。 快速液壓機(jī)在批量生產(chǎn)中能成倍地提高效率。如果液壓機(jī)的效率能提高一倍，則一條生產(chǎn)線可代替兩條生產(chǎn)線，在用戶(hù)投資增加不大的情況下一

31、條線即可代替兩條線。一般的普通液壓機(jī)的快降及回程速度只有100~200mm/s，而現(xiàn)在的快速液壓機(jī)則已經(jīng)高達(dá)450mm/s。國(guó)外的一些高速小型液壓機(jī)每分鐘的行程次數(shù)達(dá)到數(shù)百次以上。由于快速液壓機(jī)的誕生，2000年后新建的汽車(chē)沖壓線采用液壓機(jī)的比例已達(dá)60%以上，而在上世紀(jì)90 年代前的汽車(chē)沖壓線幾乎全部采用機(jī)械壓力機(jī).液壓機(jī)的速度及效率的提高還有很大的潛力，各制造商應(yīng)加強(qiáng)在這方面的研究與開(kāi)發(fā)，在配合自動(dòng)上下料裝置的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高效率工作[8-9] 。 第2章 液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)樣式 2.1液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn) 四柱液壓機(jī)一般由機(jī)身、主缸、頂出缸、油箱、液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)及電控裝置等組成，用

32、液壓管道及電線等連接。 機(jī)身為三梁四柱式，利用四根立柱及緊鎖螺母將上橫梁和下橫梁（工作臺(tái)）組成一個(gè)封閉的剛性框架，主缸裝于上橫梁上，主缸活塞與活動(dòng)橫梁緊固連接，活動(dòng)橫梁靠四根立柱導(dǎo)向，可上下運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)橫梁和工作臺(tái)表面都開(kāi)有T形槽，便于安裝模具。工作臺(tái)下部安裝有頂出缸，用于頂出工件。在液壓機(jī)的頂部設(shè)有油箱，在活動(dòng)橫梁快速下行時(shí)，可及時(shí)向主缸上腔補(bǔ)油，以減少主缸建壓時(shí)間，提高快速性。 工作特點(diǎn)：四柱萬(wàn)能液壓機(jī)可實(shí)現(xiàn)活動(dòng)橫梁的空程快速下降、減速下降、工作壓制、保壓延時(shí)、快速回程及停止等動(dòng)作，其工作壓力，壓制速度，空程下降的行程范圍及減速的行程范圍均可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)整。工作壓制分為定壓成形和

33、定程成形兩種方式。定壓成形是液壓機(jī)工作壓力達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)可進(jìn)行保壓，延時(shí)及自動(dòng)回程，延時(shí)時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。定程成形是活動(dòng)橫梁達(dá)到調(diào)定壓力的行程位置后，可進(jìn)行保壓，延時(shí)及自動(dòng)回程[5-8]。 四柱液壓機(jī)一般采用按鈕集中控制，操作方式有調(diào)整、手動(dòng)和半自動(dòng)三種。 四柱萬(wàn)能液壓機(jī)的基本參數(shù)：基本參數(shù)是液壓機(jī)的基本技術(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)液壓機(jī)的工藝用途及結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)確定，而用戶(hù)的具體要求也是設(shè)計(jì)液壓機(jī)基本尺寸的一大依據(jù)。為了更有利于專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，降低成本，提高質(zhì)量和便于維修，應(yīng)盡量選用系列化，通用化和標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸。如圖2—1所示： 1、公稱(chēng)壓力 液壓機(jī)名義上能產(chǎn)生的最大力量F。 F＝PS

34、 （2-1） 式中 F—公稱(chēng)壓力； P—工作液體壓力； S—工作柱塞總工作面積。 設(shè)計(jì)要求已給出：F＝2500kN。 圖2-1 液壓機(jī)基本參數(shù)示意圖 2、最大凈空距（開(kāi)口高度）H 即活動(dòng)橫梁停在上限位置時(shí)，從工作臺(tái)上表面到活動(dòng)橫梁下表面的距離。查《鍛壓手冊(cè)》第3卷表1-8-2 四柱液壓機(jī)基本內(nèi)參數(shù)可知，H取1120mm。 3、最大行程S 活動(dòng)橫梁位于上限位置時(shí)，活動(dòng)橫梁的立柱導(dǎo)套下表面到立柱限程套上表面的距離，即活動(dòng)橫梁能移動(dòng)的最大距離。 查如上手冊(cè)，取s=710mm。 4、工作臺(tái)尺寸

35、 （長(zhǎng)B寬T） 工作臺(tái)尺寸指工作臺(tái)面可以利用的有效尺寸，其取決于模具（工具）的平面尺寸及工藝過(guò)程的安排。查如上表，取B等于1000mm，A取1000mm。 5、活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)速度 按液壓機(jī)的工作過(guò)程分為空載下行速度V1、工作行程速度V2、回程速度V3。查《鍛壓手冊(cè)》第3卷表1－8－2，取V1=90mm／s ，V2 =12mm／s，V3=60mm／s 。 6、頂出器公稱(chēng)壓力F1及行程s1 頂出器的力量及行程由工藝要求來(lái)確定。查《鍛壓手冊(cè)》第3卷表1-8-2，取F1等于400kN，s1等于250mm。 2.2液壓缸結(jié)構(gòu)選型

36、 液壓缸（油缸）是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，是一種將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置。它可以做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和小于360的擺動(dòng)。做直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸稱(chēng)為推力液壓缸，做擺動(dòng)的液壓缸稱(chēng)為擺動(dòng)液壓缸。液壓缸具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，使用維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控和自控等優(yōu)點(diǎn)，因此，液壓缸廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)等部門(mén)。 該液壓機(jī)包含了主缸和頂出缸兩個(gè)液壓缸。主缸的作用在于高壓液體進(jìn)入主缸后，作用活塞上，經(jīng)過(guò)活動(dòng)橫梁將力傳給工件，使工件產(chǎn)生塑性變形。主缸是液壓機(jī)的主要部件之一。頂出缸主要用于工件的浮動(dòng)壓邊和頂出。 液壓缸類(lèi)型的選擇：液壓缸的類(lèi)型多種多樣，液壓機(jī)最常用的主缸型式有柱塞式和活塞式兩種。如圖2-2所示：

37、 柱塞式 活塞式 圖 2-2主缸的類(lèi)型簡(jiǎn)圖 各自的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍： 1、柱塞式液壓缸：它在水壓機(jī)中應(yīng)用最多，廣泛應(yīng)用于工作缸、回程缸、工作臺(tái)移動(dòng)缸及平衡缸等處。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，但只能單方向移動(dòng)，反向移動(dòng)需要回程缸實(shí)現(xiàn)。 2、活塞式液壓缸：此結(jié)構(gòu)在中小型油壓機(jī)中應(yīng)用廣泛?？梢詫?shí)現(xiàn)雙向作用，既能完成工作行程，又可以實(shí)現(xiàn)回程，所以簡(jiǎn)化了液壓機(jī)結(jié)構(gòu)。但是活塞在兩個(gè)方向上都要求密封，因此缸的內(nèi)表面在全長(zhǎng)上均需加工，精度要求較高，粗糙度要求低，部件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

38、 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，公稱(chēng)壓力為2500kN,即中小型油壓機(jī)，故選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)工作行程和回程雙向運(yùn)動(dòng)的活塞式液壓缸。 液壓缸支承型式的選擇 1、法蘭支承：液壓缸以法蘭支撐并安裝在橫梁內(nèi)，由缸外壁的兩個(gè)環(huán)行面積與橫梁相配合。缸內(nèi)進(jìn)入高壓液體時(shí)，通過(guò)法蘭與橫梁的接觸面將反作用力傳給橫梁，液壓缸本身靠法蘭上的一圈螺栓固定在橫梁上。法蘭也可以嵌入上橫梁內(nèi)，采用壓環(huán)固定。 2、缸底支承：液壓缸直接靠缸底固定在上橫梁上。這種連接不用法蘭，消除了法蘭過(guò)渡區(qū)的應(yīng)力集中，并減小了缸

39、體毛坯尺寸。但這種支承形式增加了液壓機(jī)的高度，缸底與橫梁的接觸情況不易檢查。 本液壓機(jī)主缸和頂出缸均采用法蘭支承，通過(guò)法蘭分別將其固定在上橫梁和下橫梁上。 2.3 主缸的結(jié)構(gòu)選型 該液壓機(jī)主缸采用活塞式結(jié)構(gòu)，為單活塞桿式雙作用液壓缸，主要由缸體、活塞、導(dǎo)向套等組成。缸筒與缸底焊接成一體。 如圖2-3所示，缸體1的上端設(shè)有兩個(gè)進(jìn)油孔，側(cè)壁安有一個(gè)進(jìn)有孔，分別為液壓機(jī)空載下行和工作行程和回程時(shí)提高油壓。缸體與上橫梁用法蘭固定，用緊鎖螺母5鎖緊。法蘭與缸筒的連接形式通常有整體、焊接、螺紋等連接形式，該液壓缸選用整體形式。但液壓機(jī)空載下行或工作時(shí)，高壓液體進(jìn)入缸內(nèi)，為防止缸筒向下或向上移動(dòng)，可

40、通過(guò)法蘭與上橫梁的接觸面將反作用力傳給法蘭，迫使缸筒固定在原位置。 活塞為組裝件，由活塞桿6和活塞頭4組成，由螺釘固緊?；钊麠U由導(dǎo)向套7導(dǎo)向。缸內(nèi)兩腔間的密封靠活塞內(nèi)孔與活塞桿配合處的密封圈以及反方向安裝在活塞外緣上的密封圈來(lái)保證。為防止油液外泄，導(dǎo)向套7的外緣安裝有密封圈，內(nèi)孔由密封圈和擋圈進(jìn)行密封?；钊麠U可通過(guò)壓環(huán)9與動(dòng)橫梁固定。 1—缸體 2、3—螺母 4—活塞頭 5—緊鎖螺母 6—活塞 7—導(dǎo)向套 8—壓緊環(huán) 9—壓環(huán) 圖2-3主缸示意圖 2.2.1主缸主要零部件的結(jié)構(gòu)和材料 1、缸筒

41、 該液壓缸需要固定在上橫梁上，所以如前面所述，在缸筒上設(shè)計(jì)有法蘭，通過(guò)法蘭固定。缸筒的材料常用35號(hào)，45號(hào)無(wú)縫鋼。在承受負(fù)荷很大的情況下，也可以采用高強(qiáng)度合金無(wú)縫鋼管作缸筒。該液壓缸采用45號(hào)鋼，并調(diào)質(zhì)到HB241～285，以改善其加工性能和強(qiáng)度。 2、活塞和活塞桿 活塞與活塞桿的結(jié)構(gòu)主要包括活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿端部的連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿及缸筒的密封結(jié)構(gòu)等。 活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)：活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)可分為整體式和裝配式。裝配式又有螺紋連接、半環(huán)連接、彈簧擋圈連接和推銷(xiāo)連接等類(lèi)型。液壓缸在一般工作條件下，活塞與活塞桿采用螺紋連接，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便。該液壓缸采用的螺

42、釘連接，為了防止工作機(jī)械振動(dòng)較大時(shí)螺釘松動(dòng)，在螺釘上還裝有一螺母，如圖2-3所示。 活塞桿的主體結(jié)構(gòu)和端部連接結(jié)構(gòu)：活塞桿主體有實(shí)心和空心兩種。一般情況下多采用實(shí)心桿；為了減輕大型液壓缸的重量或桿固定而缸筒帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)等情況，則采用空心桿。該主缸采用實(shí)心桿。 活塞桿端部與工作機(jī)械的連接結(jié)構(gòu)可根據(jù)不同的使用要求來(lái)定。主要有焊接式單耳環(huán)、整體式單耳環(huán)、光滑端部、雙耳環(huán)、球頭、外螺紋連接、內(nèi)螺紋連接等形式。該主缸采用外螺紋連接形式，并通過(guò)壓環(huán)與活動(dòng)橫梁固接。 活塞和活塞桿的材料：活塞的材料通常采用鋼，耐磨鑄鐵，灰鐵HT15～33，HT20～40和鋁合金等。實(shí)心活塞桿的材料通常為35號(hào)，45

43、號(hào)鋼，活塞桿粗加工后要調(diào)質(zhì)到硬度229～285HB,必要時(shí)再經(jīng)高頻淬火，硬度達(dá)到45～55HRC。 3、導(dǎo)套 導(dǎo)套在活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)中起導(dǎo)向作用，如圖2-3所示，標(biāo)號(hào)7即為導(dǎo)向套。該導(dǎo)套為軸套式，材料選用抗壓耐磨的ZQSn6-6-3青銅鑄造。導(dǎo)套的長(zhǎng)度可查相關(guān)手冊(cè)，原機(jī)械部已擬定了柱塞式液壓缸的導(dǎo)套標(biāo)準(zhǔn)JB2003-76。導(dǎo)套過(guò)短將使缸因配合間隙引起的初始撓度增大，影響缸的工作性能和穩(wěn)定性。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證缸有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。一般液壓缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足：

44、 （2-2） 式中 H—為最小導(dǎo)向套長(zhǎng)度； L—為液壓缸最大行程； D—為缸筒內(nèi)徑。 4、密封圈 密封件的作用是用來(lái)防止高壓液體的泄露。它是易損件，如質(zhì)量不好，會(huì)嚴(yán)重影響液壓機(jī)的正常工作。因此要求密封件密封性好，能隨液體壓力增高而提高其密封性能，摩擦阻力小、磨損小、壽命長(zhǎng)、使用維護(hù)簡(jiǎn)單、易拆換、成本低、容易制造。在選擇密封件的材料時(shí)，要求在一定范圍內(nèi)有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，不溶于工作介質(zhì)，與金屬材料接觸時(shí)不相互作用（如腐蝕、粘著等），不軟化或硬化，彈性好，永久變形小，有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度，耐磨性好，摩擦系數(shù)小，易壓制成型等。 密封圈的材料通常選用聚胺酯橡膠，在各種液壓缸中應(yīng)用較為廣

45、泛。密封圈有V型、U型、Y型、O型等型式。液壓機(jī)的密封可分為相對(duì)運(yùn)動(dòng)件表面之間的動(dòng)密封和固定件表面之間的靜密封。如圖2-3所示，活塞內(nèi)孔與活塞桿配合處的密封圈選用O型，活塞頭外緣上的密封圈選用Yx型，導(dǎo)向套7的外緣安裝O型密封圈，其內(nèi)孔的密封圈選用Yx型。 2.2.2主缸基本參數(shù)的選擇 1、工作負(fù)載和工作壓力 液壓機(jī)的工作負(fù)載是指工作機(jī)構(gòu)在滿(mǎn)負(fù)荷的情況下，以一定的加速度起動(dòng)時(shí)，對(duì)液壓缸產(chǎn)生的總阻力。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該液壓缸的工作負(fù)載為2500kN。 液壓缸的工作壓力是指作用在活塞上克服最大工作負(fù)載所需的液體壓力?？筛鶕?jù)主機(jī)類(lèi)型參照下表來(lái)選?。? 表2-1 按主機(jī)類(lèi)型選擇液壓缸工作壓力

46、 主機(jī)類(lèi)型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程 機(jī)械 工程機(jī)械 輔助機(jī)械 液壓機(jī) 中大型挖 掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運(yùn)輸 機(jī)械 磨床 組 合 機(jī) 床 龍 門(mén) 刨 床 拉床 工作壓力 ∕MPa ≤2 3～5 ≤8 8～10 10～16 20～32 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，液壓缸工作壓力可選用25MPa。 2、工作速度和速比 液壓缸的工作速度與供液流量和活塞的有效作用面積相關(guān)。可根據(jù)選定的液壓泵流量、液壓缸缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑來(lái)確定。 活塞桿的伸出速度和縮回速度分別為： （2-3）

47、 （2-4） 式中 q—進(jìn)液流量； —容積效率； D—缸筒內(nèi)徑； d—活塞桿直徑。 液壓缸的速比與缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑有關(guān)。速比一般不宜過(guò)大，否則無(wú)桿腔回液流速過(guò)高而形成很大的背壓。但也不宜過(guò)小，否則活塞桿直徑相對(duì)于缸筒內(nèi)徑太細(xì)，穩(wěn)定性差。 (2-5) 可按下表選?。? 表2-2 不同工作壓力時(shí)推薦的速比 工作壓力∕MPa 12.5～20 >20 速比 1.33 1.46；2 2 該主缸工作壓力為25Mpa,所以選等于2。 3、缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑 對(duì)于雙作用單活塞桿

48、式液壓缸，液壓缸是以推力驅(qū)動(dòng)工作負(fù)載，由推F等于工作負(fù)載R的條件，可得 （2-6） 由此可求出缸筒內(nèi)徑為 （2-7） 式中 —液壓缸進(jìn)油壓力； —機(jī)械效率； 機(jī)械效率可根據(jù)密封圈形式來(lái)確定，通常橡膠密封時(shí)取=0.95； 代數(shù)據(jù)入上式得： D=0.366 由式2-5可得： （2

49、-8） 代入數(shù)據(jù)得： 缸筒內(nèi)徑按GB2348-80規(guī)定的液壓缸筒內(nèi)徑尺寸系列圓整得D=40mm；活塞桿直徑按GB2348-80規(guī)定的活塞桿直徑系列尺寸圓整得d=32mm； 4、最大工作行程和最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 最大工作行程s指活動(dòng)橫梁位于上限位置時(shí)，活動(dòng)橫梁的立柱導(dǎo)套下表面到立柱限程套上平面的距離。前面已選出，s=710mm。 主缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度是指活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離。對(duì)于一般液壓缸，其最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿(mǎn)足下式要求： （2-9） 式中 L—液壓缸的最大行程； D—缸筒內(nèi)徑。 則

50、 5、缸筒壁厚和外徑 缸筒相當(dāng)于一個(gè)兩端封閉的圓筒形受壓容器，由材料力學(xué)知，其應(yīng)力狀態(tài)是隨著缸筒內(nèi)徑和壁厚的比值D/的改變而變化的。因此在計(jì)算缸壁的合成應(yīng)力和厚度時(shí)，必須考慮不同的比值D/和材質(zhì)，采用不同的計(jì)算公式。 根據(jù)目前工程機(jī)械和重型機(jī)械的實(shí)際情況，用得最多的是中厚壁液壓缸，因此先按該種公式計(jì)算，再修正。 （2-10） 式中 —強(qiáng)度系數(shù)，當(dāng)采用無(wú)縫鋼管時(shí)，=1； c—計(jì)入筒壁公差及腐蝕時(shí)的附加厚度，一般可以略去； —缸筒材料的許用應(yīng)力，缸筒材

51、料選用45號(hào)鋼， 故常取110～150Mpa。 對(duì)于工程機(jī)械和重型機(jī)械用的液壓缸的缸筒，一般都采用無(wú)縫鋼管，當(dāng)忽略c值以后，則缸筒的計(jì)算公式如下： （2-11） 代入數(shù)據(jù)得： 0.040 缸筒的壁厚確定后，由下式計(jì)算出缸筒外徑： 2.2.3 主缸的總效率 1、機(jī)械效率： 由活塞及活塞桿密封處的摩擦阻力所造成的摩擦損失，在額定壓力下通常可?。?=0.9～0.95, 這

52、里?。?0.93 2、容積效率： 由各密封件的泄露所造成，當(dāng)活塞密封為彈性材料時(shí)；取=0.98 3、反作用力效率：由排出口背壓差所產(chǎn)生的反向作用力。 ---當(dāng)活塞桿伸出是為進(jìn)油壓力,當(dāng)活塞桿縮回是為排油壓力 ---當(dāng)活塞桿伸出時(shí)為排油壓力,當(dāng)活塞桿縮回時(shí)為進(jìn)油壓力 主缸的總效率： (2-12) =0.930.980.98

53、 =0.893 說(shuō)明：該系統(tǒng)背壓0.4 MPa 。 2.4 頂出缸的結(jié)構(gòu)選型 頂出缸為活塞式結(jié)構(gòu)，如圖2-4所示，主要由缸體、活塞桿及導(dǎo)向套、行程開(kāi)關(guān)、凸臺(tái)、頂桿等組成。缸體的下底設(shè)有進(jìn)油孔和出油孔。缸體與下橫梁采用法蘭4固定，用緊鎖螺母7鎖緊，防止缸筒隨活塞桿上下竄動(dòng)?；钊c活塞桿為整體式，由導(dǎo)向套5導(dǎo)向。活塞桿與缸體內(nèi)壁以及活塞桿與導(dǎo)向套之間用O型密封圈密封，導(dǎo)向套與缸體內(nèi)壁用Yx型密封圈密封。導(dǎo)向套用螺母3固定。圖上頂出缸的右端設(shè)有頂桿和行程開(kāi)關(guān)。頂桿與活塞桿連接在一起，顯示活塞桿的伸出長(zhǎng)度。行程開(kāi)關(guān)用來(lái)控制頂出缸的工作過(guò)程[9-1

54、0] 。 1—凸臺(tái) 2—防塵圈 3—螺母 4—法蘭 5—導(dǎo)向套 6、10、12—Yx型密封圈 7、11—O型密封圈 8—鎖緊螺母 9—活塞桿 13—缸蓋 14—行程開(kāi)關(guān) 15—頂桿 圖2-4頂出缸示意圖 2.4.1頂出缸主要零部件的結(jié)構(gòu)和材料 1、 缸筒與缸蓋 缸筒與缸蓋連接形式一般有焊接、螺紋連接、半環(huán)連接、螺栓連接等，該頂出缸采用螺紋連接，這種連接方式重量較小，外徑較小，使用廣泛。缸筒與下橫梁采用法蘭固定，法蘭與缸筒外壁用螺紋連接，并用鎖緊螺母鎖緊。缸筒常用35號(hào)，45號(hào)無(wú)縫鋼制成。該缸筒采用45號(hào)鋼，并調(diào)質(zhì)到HB241～285，以改善加工性能和強(qiáng)度。缸

55、蓋材料一般選用35號(hào)，45號(hào)鋼鍛件或ZG35，ZG45鑄鋼及HT25～47，HT30～54等灰鐵鑄件等。該缸蓋選用45號(hào)鋼鍛件。 2、活塞與活塞桿 活塞或活塞桿的連接結(jié)構(gòu)一般有整體式和裝配式。頂出缸僅僅在需要工件頂出或壓邊時(shí)才使用，使用時(shí)間較少，負(fù)載較輕，故設(shè)計(jì)成整體式，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度大。頂出缸活塞桿桿徑較小，所以其主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成實(shí)心，活塞桿端部與凸臺(tái)連接，采用光滑端部結(jié)構(gòu)。實(shí)心活塞桿的材料常用35號(hào)，45號(hào)鋼，此活塞桿選用45號(hào)鋼。 3、密封、導(dǎo)向和防塵裝置 活塞與缸筒之間的密封性能好壞直接影響著液壓缸的工作性能。由于活塞與缸筒內(nèi)壁之間的存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此該密封屬于動(dòng)密封。該密封

56、常用的裝置有密封圈、摩擦環(huán)、活塞環(huán)等。此處頂出缸活塞桿與缸筒的密封裝置選用Y型密封圈，其密封可靠，摩擦阻力小，很適合于往返速度較高的液壓缸。具體型號(hào)可選用Yx型密封圈D180 Q/ZB248-77?；钊麠U的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)采用軸套式，用Y型密封圈密封。防塵圈的結(jié)構(gòu)采用Y型密封圈，型號(hào)為 Q/ZB336-77。 4、行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)關(guān)為標(biāo)準(zhǔn)件，可直接從公司選購(gòu)。 2.4.2頂出缸基本參數(shù)的選擇 1、頂出缸的工作負(fù)載和工作壓力 由設(shè)計(jì)要求可知，該液壓機(jī)公稱(chēng)壓力為2500kN，查《鍛壓手冊(cè)》表1-8-2“ 四柱液壓機(jī)基本參數(shù)”可得出該頂出缸的頂出力為400 kN，即工作負(fù)載為400 kN。 頂出

57、缸的工作壓力可由表2-1查出，p取25MPa； 速比由表2—2查得，取2。 2、頂出缸內(nèi)徑和活塞桿直徑 由式2-7可知缸筒內(nèi)徑為： 由式2-8可知活塞桿直徑為： m 對(duì)以上計(jì)算所得的缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑，需要按GB2348-80規(guī)定的液壓缸內(nèi)徑尺寸系列和活塞桿直徑尺寸系列圓整。 圓整得： D=16mm；d= 11mm 3、最大工作行程和最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 頂出缸的最大工作行程查《鍛壓手冊(cè)》表1-8-2“ 四柱液壓機(jī)基本參數(shù)” 可知=250mm。 頂出缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度由式2—9得：

58、 4、缸筒壁厚和外徑 缸筒壁厚由式2-11得： 缸筒的壁厚確定后，由下式計(jì)算出缸筒外徑： m 2.5工作臺(tái)的選型 2.5.1結(jié)構(gòu)形式的選擇 工作臺(tái)選用材料及其結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同，為鑄造結(jié)構(gòu)，材料為HT20-40，工作臺(tái)是主機(jī)的安裝基礎(chǔ)，臺(tái)面上固定模具，工作中承受機(jī)器本體的重量及全部載荷?？砂惭b頂出缸，回程缸及其它輔助裝置[11-13]。 工作臺(tái)是液壓機(jī)的基礎(chǔ)性零件，是安裝的基準(zhǔn)。因此，對(duì)工作臺(tái)的直線

59、度，各部件安裝定位基面均應(yīng)有必要的技術(shù)要求，結(jié)合生產(chǎn)情況具體要求為： 1、工作臺(tái)后面直線度，按JB1293-73標(biāo)準(zhǔn)允差不大于0.05/1000mm。 2、安裝頂出缸孔的軸線與頂出缸臺(tái)肩貼合平面間垂直度允差0.03/300mm。 3、立柱鎖緊螺母貼合平面與工作臺(tái)臺(tái)面間平行度允許小于0.16/1000mm。 4、立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大1 mm左右。 2.5.2工作臺(tái)強(qiáng)度計(jì)算 工作臺(tái)在工作中，不承受彎矩時(shí)，可以?xún)H考慮其受壓，其抗壓許用應(yīng)力，對(duì)鑄鐵件可取[б]為80MPa，對(duì)鑄鋼結(jié)構(gòu)可取[б]為120 MPa。 從結(jié)構(gòu)上看，工作臺(tái)是一個(gè)中間部分承受均布載荷的梁，根據(jù)它的有效面

60、積確定其輪廓尺寸，立拄中心孔前后距離，按工作臺(tái)前后長(zhǎng)度，立拄的連接結(jié)構(gòu)及其外側(cè)余量來(lái)確定。因此，對(duì)工作臺(tái)的計(jì)算可以從略。 2.6橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三個(gè)橫梁外型輪廓尺寸很大，為了節(jié)約金屬材料減輕重量，一般做成箱型，安裝各種油缸，柱塞以及立柱的部分都做成圓筒型，中間加設(shè)肋板，承載大的地方，肋板較密，以提高剛度，降低局部應(yīng)力，肋板按照輻射形布置。橫梁采用35#～45#鑄造而成。 下橫梁的高度：0.4～0.8倍立柱中心距。上橫梁的高度：0.4～0.8倍立柱中心距。（大臺(tái)面小噸位取小植）活動(dòng)橫梁：0.3～0.6倍立柱中心距，受偏心載荷取大值，中心載荷取小值。 第3章 液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

61、 3.1明確液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求 液壓機(jī)主要是靠液體壓力來(lái)完成工作的，大多數(shù)屬于高壓、大流量的范疇。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整機(jī)設(shè)計(jì)的一部分，它除了應(yīng)符合主機(jī)動(dòng)作循環(huán)和靜、動(dòng)態(tài)性能等方面的要求外，還應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作安全可靠，效率高，經(jīng)濟(jì)性好，使用維護(hù)方便等條件[14-15]。 液壓機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的基本要求可歸納如下： 1、在操作特點(diǎn)上，要求能實(shí)現(xiàn)對(duì)模時(shí)的微動(dòng)調(diào)整操作、手動(dòng)操作和半自動(dòng)操作。 2、在行程速度上，要求能實(shí)現(xiàn)空程快速運(yùn)動(dòng)和回程快速運(yùn)動(dòng)，以節(jié)省輔助時(shí)間。 3、在工作液體壓力上，一般為20～30MPa，對(duì)公稱(chēng)壓力較小而結(jié)構(gòu)空間較大的，取較低的工作壓力值；對(duì)工件單位變形壓力大，壓機(jī)

62、公稱(chēng)壓力大而臺(tái)面尺寸又不太大的，取較高的工作液體壓力值。 4、在工藝特點(diǎn)上，對(duì)于小型液壓機(jī)一般不進(jìn)行壓力分級(jí)，對(duì)于中型以上液壓機(jī)，一般要求具有分級(jí)的公稱(chēng)壓力，以滿(mǎn)足不同工藝的需要。 5、在工作行程結(jié)束，回程將要開(kāi)始之前，一般要求對(duì)主缸預(yù)卸壓，以減少回程時(shí)的沖擊振動(dòng)等。 對(duì)于工作過(guò)程的要求，應(yīng)根據(jù)所進(jìn)行的不同工藝，區(qū)別對(duì)待并采用相應(yīng)的措施來(lái)滿(mǎn)足。根據(jù)論文設(shè)計(jì)要求，該液壓機(jī)為通用液壓機(jī)，可用于多種產(chǎn)品的加工，滿(mǎn)足不同工藝要求則設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)使液壓機(jī)具有如下特點(diǎn)： 1、在主機(jī)結(jié)構(gòu)上，一般結(jié)構(gòu)空間較大，設(shè)有活塞式主工作缸，供壓制和回程用，并設(shè)有頂出缸，供頂出工件、反向拉延、液壓壓邊和起液

63、壓墊作用。 2、在傳動(dòng)系統(tǒng)上，一般設(shè)有充液系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)空程快速運(yùn)動(dòng)，從而減少輔助時(shí)間。設(shè)有保壓延時(shí)系統(tǒng)，以滿(mǎn)足特定工藝要求。 3、在操作上，要求手動(dòng)和半自動(dòng)兩種操作方式，并能根據(jù)需要改變動(dòng)作順序。 3.2液壓系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì) 3.2.1執(zhí)行器的配置 液壓系統(tǒng)的的常用執(zhí)行器有液壓缸、液壓馬達(dá)和擺動(dòng)液壓馬達(dá)。根據(jù)前面的總體設(shè)計(jì)可知，該液壓機(jī)選用的單桿活塞式液壓缸，為一般連接，活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推力和拉力，推力和拉力不相等。 3.2.2動(dòng)力分析 該液壓缸做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，克服的外負(fù)載力主要有：工作負(fù)載F，摩擦負(fù)載Ff，慣性負(fù)載Fm 。 1、工作負(fù)載F。工作負(fù)載是外負(fù)載的主要部分，不同的機(jī)械

64、，負(fù)載形式也不同。該液壓機(jī)的工作負(fù)載是垂直壓制工件時(shí)，工件所給的反作用力。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，F(xiàn)=2500kN。 2、摩擦負(fù)載。該液壓機(jī)摩擦負(fù)載包括兩部分，一是活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)時(shí)與立柱之間的摩擦阻力，二是液壓缸密封裝置摩擦阻力 。 的大小與活動(dòng)橫梁和立柱的材料以及工作狀態(tài)有關(guān)。 （3-1） 式中 —作用于立柱上的徑向力； —立柱的摩擦系數(shù)，起動(dòng)時(shí)按靜摩擦系數(shù)計(jì)算，其余按動(dòng)摩擦系數(shù)計(jì)算。 液壓機(jī)工作時(shí)，活動(dòng)橫梁沿著立柱垂直向下行或上行，活動(dòng)橫梁導(dǎo)套與立柱不接觸，故作用于立柱上的徑向力等于零，所以為零。 液壓缸密封裝置的摩擦阻

65、力的大小取決于密封裝置的結(jié)構(gòu)形式、材料和油液的壓力等因素，一般都計(jì)入液壓缸的機(jī)械效率中，此處不做計(jì)算。 結(jié)合以上所述，該液壓機(jī)摩擦負(fù)載可忽略不計(jì)。 3、 慣性負(fù)載。慣性負(fù)載是運(yùn)動(dòng)部件在起動(dòng)或制動(dòng)過(guò)程中的慣性力。其平均值可按下式計(jì)算。 （3-2） 式中 g—重力加速度； G—運(yùn)動(dòng)部件的重量； —起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間； —時(shí)間內(nèi)的速度變化量。 該液壓機(jī)為小型液壓機(jī)，工作負(fù)載為2500kN，慣性負(fù)載相對(duì)于工作負(fù)載，很小，可忽略不計(jì)，故此處不做計(jì)算。 3.2.3運(yùn)動(dòng)分析 液壓機(jī)工作時(shí)主要有空載下行、工進(jìn)、

66、回程三個(gè)過(guò)程，具體運(yùn)動(dòng)情況可用工作循環(huán)圖和速度圖來(lái)表示，如圖3-1所示： 圖3-1 液壓機(jī)的動(dòng)作循環(huán)圖 3.3液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 3.3.1液壓缸有效工作面積A A值的大小直接影響著液壓缸的推力和速度。根據(jù)前面總體設(shè)計(jì)中液壓缸的設(shè)計(jì)可知缸筒內(nèi)徑D=0.4m。 則油缸有效工作面積為： 3.3.2液壓缸的最大流量q max =0.130.09=0.012 m3/s 式中 A—液壓缸的有效面積，m2； —液壓缸的最大速度， 由2.3節(jié)所知，液壓缸的最大工作速度為空載下行時(shí)，速度是0.09m/s。 3.4擬定液壓系統(tǒng)原理圖 3.4.1執(zhí)行元件類(lèi)型的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，液壓機(jī)要實(shí)現(xiàn)“空程快速下降—慢速下降加壓—保壓—卸壓及回程—停止”的工作循環(huán)，故采用液壓傳動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用液壓缸作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)[17-18]。 液壓機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)由于所用的工作液體壓力較高，流量較大，故一般多采用柱塞式液壓泵。由于直軸式軸向柱塞泵額定工作壓力及容積效率均比較高，流量容易調(diào)節(jié)，變量方式也較多，在我