永城職業(yè)學(xué)院董真真

1、永城職業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 論文題 目： 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 年 級(jí)： 機(jī) 電 一 體 化 097 學(xué) 號(hào)： 2 0 0 9 0 4 7 0 0 4 姓 名： 董 真 真 專 業(yè)： 機(jī)電工程系機(jī)電一體化 指導(dǎo)教師： 李 元 正 2021 年 09 月 26 日摘要液壓機(jī)加工與傳統(tǒng)機(jī)械加工相比屬于無(wú)屑加工，應(yīng)用范圍廣泛，一般用于塑性材料的冷擠、校直、彎曲、沖裁、拉伸等。此外液壓機(jī)還用于粉末冶金、翻邊、壓裝等產(chǎn)品的成型加工工藝。液壓機(jī)還能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件和不對(duì)稱工件的加工，產(chǎn)品廢品率較低。液壓機(jī)根據(jù)加工工件的不同性質(zhì)，還可進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲毫π谐陶{(diào)整，滿足產(chǎn)品的加工要求。液壓機(jī)主要由主機(jī)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)三局部組

2、成?？偟膩?lái)說(shuō)液壓機(jī)操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。為了催生更大的生產(chǎn)力，液壓機(jī)的設(shè)計(jì)需要改進(jìn)。液壓油路設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)將是液壓機(jī)今后值得研究的方向。集成液壓系統(tǒng)減少了管路連接，可以降低泄漏和污染。液壓元件的標(biāo)準(zhǔn)化給維護(hù)帶來(lái)了方便。2控制系統(tǒng)方面液壓機(jī)屬于高壓設(shè)備，控制系統(tǒng)除控制設(shè)備平安可靠的工作之外，還應(yīng)該讓控制精度變得更高，人機(jī)交互變得更簡(jiǎn)單，操作更方便，自動(dòng)化、高速化、智能化程度更好。綜上所述，液壓機(jī)的開(kāi)展促進(jìn)了生產(chǎn)力的開(kāi)展。伴著電氣控制技術(shù)、液壓傳動(dòng)技術(shù)的不斷開(kāi)展，液壓機(jī)的自動(dòng)化程度、加工精度將進(jìn)一步得到提高，實(shí)現(xiàn)智能化控制。關(guān)鍵字：粉末冶金，油路設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)目 錄第一章 緒論-11.1

3、引言-11.2 液壓機(jī)的組成-11.3 液壓機(jī)的工作原理-11.4 負(fù)載工況分析- -1工作負(fù)載- 1摩擦阻力-1慣性負(fù)荷- - -第二章 負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制- -2第三章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖-3.1 初選液壓缸的工作壓力-33.2 計(jì)算液壓缸尺寸- 33.3 液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的計(jì)算-33.4 繪制液壓缸的工況圖-3 3.5 擬定系統(tǒng)原理圖-3第四章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件-第五章 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算-4第六章 結(jié)論- -6 參考文獻(xiàn)-5致謝-6第一章 緒論1.1引言液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一，自19世紀(jì)問(wèn)世以來(lái)開(kāi)展很快，液壓機(jī)在工作中的廣

4、泛適應(yīng)性，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)的開(kāi)展不僅表達(dá)在控制系統(tǒng)方面，也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗；機(jī)電液一體化，以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善；自動(dòng)化、智能化，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理功能；液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化，以有效防止泄露和污染等四個(gè)方面。作為液壓機(jī)兩大組成局部的主機(jī)和液壓系統(tǒng)，由于技術(shù)開(kāi)展趨于成熟，國(guó)內(nèi)外機(jī)型無(wú)較大差距，主要差異在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過(guò)濾、冷卻及防止沖擊和振動(dòng)方面，有較明顯改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)都趨向于集成化、

5、封閉式設(shè)計(jì)，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。特別是集成塊可以進(jìn)行專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計(jì)的周期也比較短。近年來(lái)在集成塊根底上開(kāi)展起來(lái)的新型液壓元件組成的回路也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它不需要另外的連接件其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積也相對(duì)更小，重量也更輕無(wú)需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動(dòng)和噪聲。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、密封性能好、功率損失小、動(dòng)作速度快、易于集成的特點(diǎn)，從70年代初期開(kāi)始出現(xiàn)，至今已得到了很快的開(kāi)展。我國(guó)從1970年開(kāi)始對(duì)這種閥進(jìn)行研究和生產(chǎn)，并已將其廣泛的應(yīng)用于冶金、鍛壓等設(shè)備上，顯示了很大的優(yōu)越性。液壓機(jī)工藝用途廣泛，適用

6、于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓力機(jī)是一種用靜壓來(lái)加工產(chǎn)品。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工藝。 由于需要進(jìn)行多種工藝，液壓機(jī)具有如下的特點(diǎn)：（1） 工作臺(tái)較大，滑塊行程較長(zhǎng)，以滿足多種工藝的要求；（2） 有頂出裝置，以便于頂出工件；（3） 液壓機(jī)具有點(diǎn)動(dòng)、手動(dòng)和半自動(dòng)等工作方式，操作方便；（4） 液壓機(jī)具有保壓、延時(shí)和自動(dòng)回程的功能，并能進(jìn)行定壓成型和定程成型的操作，特別適合于金屬粉末和非金屬粉末的壓制；（5） 液壓機(jī)的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調(diào)節(jié)，靈活性大。12 液壓機(jī)的組成液壓

7、機(jī)是由兩個(gè)大小不同的液缸組成的，在液缸里充滿水或油。充水的叫“水壓機(jī)；充油的稱“油壓機(jī)。兩個(gè)液缸里各有一個(gè)可以滑動(dòng)的活塞，如果在小活塞上加一定值壓力，根據(jù)帕斯卡定律，小活塞將這一壓力通過(guò)液體的壓強(qiáng)傳遞給大活塞，將大活塞頂上去。設(shè)小活塞的橫截面積是S1，加在小活塞上的向下的壓力是F1.于是，小活塞對(duì)能夠大小不變地被液體像各個(gè)方向傳遞。大活塞所受到的壓強(qiáng)必然也等于P。假設(shè)大活塞的橫截面積是S2，壓強(qiáng)P在大活塞上所產(chǎn)生的向上的壓力截面積是小活塞橫截面積的倍數(shù)。從上式知，在小活塞上加以較小的力，那么在大活塞上會(huì)得到很大的力，為此用液壓機(jī)來(lái)壓制膠合板、榨油、提取重物、鍛壓鋼材等。液壓機(jī)主要由主機(jī)，液壓系

8、統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)三局部組成。其中主機(jī)包括工作臺(tái)、導(dǎo)柱、滑塊、上缸、頂出缸等結(jié)構(gòu)；液壓系統(tǒng)由控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、動(dòng)力裝置、工作介質(zhì)等組成；電氣控制系統(tǒng)主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)、電氣控制柜等組成。1.3 液壓機(jī)的工作原理液壓系統(tǒng)是又泵 濾芯 管路 和各種閥體組成的，最根本的 要有一個(gè)液壓泵提供壓力，一個(gè)溢流閥防止系統(tǒng)壓力過(guò)高及時(shí)卸荷。換向閥控制液壓缸油液的流向來(lái)控制液壓缸的伸縮。另外還有很多 諸如 減壓閥 節(jié)流閥 等等是根據(jù)工作需要選擇的，建議你看一下各種根本閥體的工作原理和實(shí)現(xiàn)成效，這樣方便理解?，F(xiàn)在機(jī)械上多數(shù)是組合閥，各種不同的閥體組合在一起實(shí)現(xiàn)成效，挺復(fù)雜，不過(guò)要是單純

9、理解原理知道他是咋干活的 不涉及到計(jì)算和研究還是很好理解的！無(wú)非是兩種控制 一種是壓力控制閥芯的開(kāi)啟，一種是電磁產(chǎn)生磁力控制閥芯的開(kāi)啟。液壓原理圖和咱們當(dāng)初學(xué)電路畫(huà)電路圖有的一拼，但是相對(duì)更直觀更好理解，因?yàn)闁|西都看的見(jiàn)摸得著。比方節(jié)流閥，你完全可以把它當(dāng)成個(gè)水龍頭，控制液體流量的么。開(kāi)大點(diǎn)流量大開(kāi)小點(diǎn)流量?。?圖1設(shè)計(jì)題目一臺(tái)小型液壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率N= 7.5KW ，轉(zhuǎn)速n=350rpm，工作臺(tái)重量G1=4000N，工件及夾具重量G2=1500N，工作臺(tái)行程L=400mm，快進(jìn)300mm，工進(jìn)100mm快進(jìn)速度為4.5m/min，工進(jìn)速度為601000mm/min，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)和加速減速時(shí)

10、間t=0.05s，工作臺(tái)用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)fd=0.1。設(shè)計(jì)其液壓控制系統(tǒng)。1.4負(fù)載工況分析工作負(fù)載1-1 摩擦阻力1-2 (1-3 慣性負(fù)荷1-4)查液壓缸的機(jī)械效率，可計(jì)算出液壓缸在各工作階段的負(fù)載情況，如下表表1所示：表1 液壓缸各階段的負(fù)載情況工況負(fù)載計(jì)算公式液壓缸負(fù)載液壓缸推力/N啟動(dòng)11001222.22加速1390.981545.53快進(jìn)550611.11工進(jìn)3960.464400.51快退550611.11第二章 負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制根據(jù)工況負(fù)載和以知速度和及行程S，可繪制負(fù)載圖和速度圖，如以下圖圖1、圖2所示：圖1(負(fù)載圖)圖2速度圖第三章

11、 擬定液壓系統(tǒng)原理圖3.1 初選液壓缸的工作壓力(1) 確定供油方式考慮到該機(jī)床壓力要經(jīng)常變換和調(diào)節(jié)，并能產(chǎn)生較大的壓制力，流量大，功率大，空行程和加壓行程的速度差異大，因此采用一高壓泵供油(2) 調(diào)速方式的選擇工作缸采用活塞式雙作用缸，當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸上腔，活塞帶動(dòng)橫梁向下運(yùn)動(dòng)，其速度慢，壓力大，當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸下腔，活塞向上運(yùn)動(dòng)，其速度較快，壓力較小，符合一般的慢速壓制、快速回程的工藝要求(3) 組成系統(tǒng)圖為了實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)快退選用具單向閥的調(diào)速閥，圖5為所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)圖。查各類液壓設(shè)備常用工作壓力初選，3.2 計(jì)算液壓缸尺寸選用差動(dòng)液壓缸，無(wú)桿腔與有桿腔的有效面積為；回油路上有背壓閥或

12、調(diào)壓閥，取背壓;回油管路壓力損失。按JB218377取標(biāo)準(zhǔn)值 D=50mm活塞桿的直徑為：由此求得液壓缸的實(shí)際有效工作面積3.3 液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的計(jì)算表2 液壓缸所需的實(shí)際流量、壓力和功率工況負(fù)載回油腔壓力進(jìn)油腔壓力輸入流量輸入功率計(jì)算公式快進(jìn)啟動(dòng)1222.2212.7加速1545.5321.27恒速611.1111.564.330.08保壓4400.518.51.96026.120.086快退啟動(dòng)1222.2212.2加速1545.5325.24恒速611.1115.914.50.1193.4 繪制液壓缸的工況圖圖3 液壓缸的工況圖3.5 擬定液壓原理圖 圖51、直

13、動(dòng)型減壓閥 2、單向閥 3、換向閥 4、壓力繼電器 5、電液換向閥 6、單向調(diào)速閥 7、三位四通電磁閥 8、溢流閥工作循環(huán)表工作循環(huán)1YA2YAQ1Q2131415快進(jìn)+ 下位工進(jìn)+上位保壓+1+快退+慢退+原位 第四章 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件（1） 液壓泵的工作壓力和流量計(jì)算進(jìn)油路的壓力損失取，回路泄露系數(shù)取，那么液壓泵的最高工作壓力和流量為：3-1 3-2根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)查泵的產(chǎn)品目錄，選用型定量葉片泵。確定驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率由工況圖說(shuō)明，最大功率出現(xiàn)在快退階段，液壓泵總效率0.75,那么電動(dòng)機(jī)功率為：3-33控制閥的選擇根據(jù)泵的工作壓力和通過(guò)各閥的實(shí)際流量，選取各元件的規(guī)格，如表所示。

14、表3 各元件的規(guī)格序號(hào)元件名稱最大通流量/L/min型號(hào)規(guī)格1 定量葉片泵2溢流閥Y10B 3三位四通電磁閥34D10B4單向調(diào)速閥QI10B5二位三通電磁閥23D10B6單向閥I10B7過(guò)濾器XUB4確定油管直徑進(jìn)出液壓缸無(wú)桿腔的流量，在快退和差開(kāi)工況時(shí)為，所以管道流量按計(jì)算。取壓油管流速，取內(nèi)徑為的管道。吸油管的流速，通過(guò)流量為，那么，取內(nèi)徑為管道。確定管道尺寸應(yīng)與選定的液壓元件接口處的尺寸一致。5確定油箱容積 3-4第五章 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算1液壓系統(tǒng)的效率 經(jīng)計(jì)算，取泵的效率，液壓缸的機(jī)械效率，回路效率為： 4-1 4-2 當(dāng)工進(jìn)速度為時(shí)， 4-3 當(dāng)工進(jìn)速度為時(shí)， 4-4 4-52液

15、壓系統(tǒng)的溫升只驗(yàn)算系統(tǒng)在工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱和溫升定量泵的輸入功率為： 4-6 工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)的效率，系統(tǒng)發(fā)熱量為： 4-7 取散熱系數(shù)，油箱散熱面積時(shí)， 4-8 計(jì)算出油液溫升的近似值： 4-9固合理。第六章 結(jié)論這次課設(shè)于我來(lái)說(shuō)收獲豐富，它不緊使我對(duì)液壓這門課的知識(shí)有了更深層次的認(rèn)識(shí)，也對(duì)我的將來(lái)有重大的影響，教會(huì)了我如何克服困難，我堅(jiān)信這次課設(shè)對(duì)我以后的工作道路影響巨大。順利如期的完本錢次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的開(kāi)展前景充滿信心，我都采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備他們有著很多的優(yōu)越性但也存在一定的缺乏，這新缺乏在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。通過(guò)這次比較完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，

16、我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)根底知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過(guò)程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種管道的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新

17、的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：市政給水管網(wǎng)引入管的管徑如果選擇不當(dāng)就將造成上萬(wàn)元的直接經(jīng)濟(jì)損失，這些本是我工作后才會(huì)意識(shí)到的問(wèn)題，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了這些知識(shí)，這是很珍貴的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中一些管道的設(shè)計(jì)讓我很頭痛，原因是由于本身設(shè)計(jì)受到建筑圖本身的框定，而又必須考慮本專業(yè)的一些要求標(biāo)準(zhǔn)，從而形成了一些矛盾點(diǎn)，這些矛盾在處理上讓人很難斟酌，正是基于這種考慮我意識(shí)到：要向更完美的進(jìn)行一次設(shè)計(jì)，與其他專業(yè)人才的交流溝通是很有必要的，這其中也包括更好的理解建筑甲方的各種要求，更要從祖國(guó)的高度看待一些大局上的問(wèn)題更好的處理各種矛盾。這次課設(shè)于我來(lái)說(shuō)收獲豐富，它不緊使我對(duì)液壓這門課

18、的知識(shí)有了更深層次的認(rèn)識(shí)，也對(duì)我的將來(lái)有重大的影響，教會(huì)了我如何克服困難，我堅(jiān)信這次課設(shè)對(duì)我以后的工作道路影響巨大。參考文獻(xiàn)：?液壓與氣動(dòng)技術(shù)?課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 沈陽(yáng)理工大學(xué)?液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)? 機(jī)械工業(yè)出版社?液壓與傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)? 化學(xué)工業(yè)出版社?液壓與氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)? 機(jī)械工業(yè)出版社?現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)? 機(jī)械工業(yè)出版社?中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典? 江西科學(xué)技術(shù)出版社?液壓 傳動(dòng)? 機(jī)械工業(yè)出版社?新編液壓工程手冊(cè)? 北京理工大致謝歷時(shí)將近兩個(gè)周的時(shí)間終于將這篇論文寫(xiě)完，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師李元正老師，她對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。另外，在校圖書(shū)館查找資料的時(shí)候，圖書(shū)館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)