畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目 名 稱200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè) 班 級(jí)學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師輔 導(dǎo) 教 師時(shí) 間 目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc468797566 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 PAGEREF _Toc468797566 h I HYPERLINK l _Toc468797567 開題報(bào)告 HYPERLINK l _Toc468797579 指導(dǎo)教師審查意見 HYPERLINK l _Toc468797580 評(píng)閱教師評(píng)語 PAGEREF _Toc468797581 h IV HYPERLINK l _Toc468

2、797581 答辯會(huì)議記錄 HYPERLINK l _Toc468797582 中文摘要 HYPERLINK l _Toc468797583 外文摘要 HYPERLINK l _Toc468797584 1前言1 HYPERLINK l _Toc468797585 2選題背景 PAGEREF _Toc468797585 h 2 HYPERLINK l _Toc468797586 2.1液壓系統(tǒng)概況 PAGEREF _Toc468797586 h 2 HYPERLINK l _Toc468797587 2.2液壓機(jī)的概況 PAGEREF _Toc468797587 h 4 HYPERLINK l

3、 _Toc468797588 2.3液壓機(jī)的發(fā)展 PAGEREF _Toc468797588 h 6 HYPERLINK l _Toc468797589 3 200T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc468797589 h 8 HYPERLINK l _Toc468797590 3.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc468797590 h 8 HYPERLINK l _Toc468797591 3.2液壓系統(tǒng)缸體工況分析 PAGEREF _Toc468797591 h 8 HYPERLINK l _Toc468797592 3.3液壓系統(tǒng)原理圖擬定 PAGEREF _Toc

4、468797592 h 13 HYPERLINK l _Toc468797593 3.4液壓系統(tǒng)基本參數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc468797593 h 18 HYPERLINK l _Toc468797594 3.5液壓系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc468797594 h 25 HYPERLINK l _Toc468797595 3.6液壓系統(tǒng)安全穩(wěn)定性驗(yàn)算 PAGEREF _Toc468797595 h 36 HYPERLINK l _Toc468797596 4 200T液壓機(jī)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc468797596 h 41 HYPERLINK l _To

5、c468797597 4.1電氣控制概述 PAGEREF _Toc468797597 h 41 HYPERLINK l _Toc468797598 4.2液壓機(jī)電氣控制方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc468797598 h 41 HYPERLINK l _Toc468797599 4.3液壓機(jī)電氣控制電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc468797599 h 42 HYPERLINK l _Toc468797600 5結(jié)論 PAGEREF _Toc468797600 h 45 HYPERLINK l _Toc468797601 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc468797601 h 46 H

6、YPERLINK l _Toc468797602 致謝 PAGEREF _Toc468797602 h 47長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師/職稱 1畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)起止時(shí)間：2016年6月20日2017年12月29日3畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分）1李芳民.工程機(jī)械液壓與液力傳動(dòng)M.北京：人民交通出版社.2000 2許賢良.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)M.北京：國(guó)防工業(yè)出版社.2008.53臧克江.液壓缸M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.14李美容

7、.工程機(jī)械專業(yè)英語M.北京：人民交通出版社.2008.65張奕.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)分析及故障診斷M.北京：人民交通出版社.20086聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2010.17張利平.液壓站M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.1設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：低壓下行速度：50mm/s；高壓下行速度：5mm/s；低壓回程速度：25mm/s；工作行程：300mm；高壓下行行程：10mm；移動(dòng)部件質(zhì)量：3000Kg；工作負(fù)載：2000KN；液壓缸機(jī)械效率0.9；壓頭啟動(dòng)、減速、制動(dòng)時(shí)間：0.2S。4畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)完成的主要任務(wù)（1）查閱文獻(xiàn)，提出研究方案，兩周內(nèi)完成開題報(bào)告；（2）液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案

8、選擇；液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算；液壓缸設(shè)計(jì)；液壓元件的計(jì)算和選擇；液壓系統(tǒng)圖的擬定；壓系統(tǒng)性能估算；（3）完成部分零件圖和液壓缸裝配圖；（4）2017年1月1日前提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），要求排版格式規(guī)范，字?jǐn)?shù)在12000字左右。5任務(wù)書下達(dá)日期 2016 年 6 月 20 日 指導(dǎo)教師(簽字) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題 目 名 稱200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè) 班 級(jí)學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師輔 導(dǎo) 教 師開題報(bào)告時(shí)間2016 年 7月 10日-1200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 生： 機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師： 機(jī)械工程學(xué)院一、題目來源題目來源結(jié)合社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際二、研究（設(shè)

9、計(jì)）目的和意義液壓機(jī)是一種用于金屬、非金屬材料（塑料、橡膠、石材、木材等）成形的壓力加工機(jī)械。由于液壓機(jī)具有多種獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中得到了廣泛應(yīng)用。隨著先進(jìn)制造技術(shù)、微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)液壓機(jī)提出了高壓、高速、高效化、產(chǎn)品綠色化（無油污和噪聲污染、節(jié)能等）、機(jī)電液一體化、數(shù)控智能化、系統(tǒng)集成化等技術(shù)要求。因此，在現(xiàn)代液壓機(jī)開發(fā)中，作為其核心組成部分的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。液壓機(jī)的類型很多，其中四柱式液壓機(jī)最為典型，應(yīng)用也最廣泛。這種液壓機(jī)在它的四個(gè)立柱之間安置著上、下兩個(gè)液壓缸，上液壓缸驅(qū)動(dòng)上滑塊，實(shí)現(xiàn)“快速下行慢速加壓保壓延時(shí)快速返回原位停止”的動(dòng)

10、作循環(huán)；下液壓缸驅(qū)動(dòng)下滑塊，實(shí)現(xiàn)“向上頂出向下退回原位停止”的動(dòng)作循環(huán)。在這種液壓機(jī)上，可以進(jìn)行沖剪、彎曲、翻邊、拉深、裝配、冷擠、成型等多種加工工藝。三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)1李芳民.工程機(jī)械液壓與液力傳動(dòng)M.北京：人民交通出版社.20002許賢良.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)M.北京：國(guó)防工業(yè)出版社.2008.53臧克江.液壓缸M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.14李美容.工程機(jī)械專業(yè)英語M.北京：人民交通出版社.2008.65張奕.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)分析及故障診斷M.北京：人民交通出版社.20086聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2010.17張利平.液壓站M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008

11、.1-2四、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)等方面發(fā)展已經(jīng)比較成熟，國(guó)內(nèi)外機(jī)型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊振動(dòng)方面有明顯改善。(1)在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)外都趨向于集成化、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)中得到廣泛的應(yīng)用。國(guó)外已廣泛采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計(jì)，可有效地防止泄油和污染，更重要的是防止灰塵、空氣和化學(xué)物質(zhì)侵入系統(tǒng)，延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命。由于加工工藝等方面的原因，國(guó)內(nèi)采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計(jì)的系統(tǒng)還不多見。(2)在安全性方面，國(guó)外某些采用微處理器控制的高性能液壓機(jī)利用軟件進(jìn)行故障的檢測(cè)和維修，產(chǎn)品可

12、實(shí)現(xiàn)負(fù)載檢測(cè)、自動(dòng)模具保護(hù)和錯(cuò)誤診斷等功能。(3)液壓機(jī)的發(fā)展最主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)飛速發(fā)展為改進(jìn)液壓機(jī)的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了前提條件。相比之下，國(guó)內(nèi)機(jī)型雖然種類齊全，但技術(shù)含量相比較低，缺乏高檔機(jī)型，這與機(jī)電液一體化和中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)不相適應(yīng)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)產(chǎn)品中控制系統(tǒng)分為以下3種類型：以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型 其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高，成本較低，相應(yīng)控制功能簡(jiǎn)單，適應(yīng)性不強(qiáng)。主要用于單機(jī)工作，加工產(chǎn)品精度不高的大批量生產(chǎn)，也可組成簡(jiǎn)單的生產(chǎn)線?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)許多液壓機(jī)廠還以該機(jī)型為主，國(guó)外眾多廠家只是保留了對(duì)該機(jī)型的生產(chǎn)能力，而主要面向技術(shù)含

13、量高的機(jī)型組織生產(chǎn)。-3采用可編程控制器（PLC）控制系統(tǒng)該系統(tǒng)是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制發(fā)展的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)溶為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。目前，該機(jī)型廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和自動(dòng)化生產(chǎn)過程中。早期的可編程序控制器只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,一些廠家采用微電子處理器作為可編程序控制器的中央處理單元（CPU），不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制，擴(kuò)大了控制器的功能?？删幊炭刂破饔休^高的穩(wěn)定性和靈活性，但還是介于繼電器控制和工業(yè)控制機(jī)控制之間的一種控制方式，與工業(yè)控制機(jī)相比還有很大的差距。應(yīng)用高級(jí)微處

14、理機(jī)（或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）的高性能控制系統(tǒng)該控制方式是在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)成熟發(fā)展的基礎(chǔ)上采用的一種高科技含量的控制方式，以工業(yè)控制機(jī)或單片/單板機(jī)作為主控單元，通過外圍接口器件（如A/D或D/A板等）或直接應(yīng)用數(shù)字閥實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的控制，同時(shí)利用各種傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng)，達(dá)到精確控制的目的。這種控制方式的主要特點(diǎn)為：具有友好的人機(jī)交互性，操作簡(jiǎn)單，控制精度高；生產(chǎn)高速化，提高生產(chǎn)率；可順利實(shí)現(xiàn)對(duì)工作參數(shù)（如壓力、速度、行程等）的單獨(dú)調(diào)整，能進(jìn)行復(fù)雜工件、不對(duì)稱工件的加工；預(yù)存工作模式，縮短調(diào)整時(shí)間，與柔性加工要求相適應(yīng)；可通過軟件來消除高速下的換向沖擊，以降低噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；在安

15、全方面可利用軟件進(jìn)行故障預(yù)診斷，并自動(dòng)修復(fù)故障和顯示錯(cuò)誤。現(xiàn)在，國(guó)外眾多液壓機(jī)生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)這種高性能的工業(yè)控制機(jī)控制方式的液壓機(jī)產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)很少有該類產(chǎn)品。液壓機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)(1)高速化、高效化、低能耗。提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。(2)機(jī)電液一體化。充分利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善。(3)自動(dòng)化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具-4故障預(yù)處理的功能。(4)液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄漏和污染。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來了方便

16、。五、主要研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容、關(guān)鍵問題及解決思路5.1主要研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：主機(jī)的用途、主要結(jié)構(gòu)、布置方式、空間位置；（2）執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方式（直線運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)）動(dòng)作循環(huán)及其范圍； （3）外界載荷的大小、性質(zhì)及變化范圍，以及執(zhí)行元件的速度及其變化范圍；（4）各液壓執(zhí)行元件動(dòng)作之間的順序、轉(zhuǎn)換和互鎖要求；（5）對(duì)工作性能的要求；（6）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境；（7）其他要求。5.2關(guān)鍵問題分析液壓執(zhí)行元件在工作過程中速度和負(fù)載的變化速度和負(fù)載的變化規(guī)律。然后初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖，這是整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的一步，它涉及到所涉及系統(tǒng)的性能和設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、合理性。一般方法是根據(jù)

17、動(dòng)作和性能要求線分別選擇并擬定液壓基本回路，然后將各個(gè)基本回路組合成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。這其中包括液壓基本回路的選擇和液壓系統(tǒng)的合成。5.3解決思路（1）擬訂可行的工藝方案（2）選定或自行研究必要的設(shè)備（3）畫液壓機(jī)系統(tǒng)原理及裝配圖（4）重點(diǎn)分析該機(jī)采用的壓力控制技術(shù)和方法-5六、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所必須具備的工作條件（1）了解液壓機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。（2）掌握液壓機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程。液壓機(jī)及液壓系統(tǒng)與其電氣控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（工藝分析、原理圖設(shè)計(jì)、總體布局）。技術(shù)設(shè)計(jì)（各組成部分的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、零件強(qiáng)度與剛度校核、繪制設(shè)計(jì)圖樣和編寫技術(shù)文件。）審核鑒定。（3）了解常用的CA

18、D設(shè)計(jì)軟件，并能熟練運(yùn)用一種CAD軟件進(jìn)行液壓機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)。（4）具備較強(qiáng)的自學(xué)能力、掌握獨(dú)立獲取、消化和應(yīng)用新知識(shí)的能力和方法，具有一定的分析解決實(shí)際問題的能力，具有初步的科研、開發(fā)能力。七、預(yù)期成果（達(dá)到目標(biāo)）解決了液壓機(jī)工作時(shí)主缸快進(jìn)時(shí)供油不足的問題，保證了加工工件的成型質(zhì)量，防止加工時(shí)產(chǎn)生液壓沖擊，確保設(shè)備安全穩(wěn)定的工作。同時(shí)本系統(tǒng)應(yīng)用的電氣控制系統(tǒng)，便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。此外，本文對(duì)液壓站進(jìn)行了總體布局設(shè)計(jì)，對(duì)重要液壓元件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、外形、工藝設(shè)計(jì)。通過液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升的驗(yàn)算，本文液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足壓力機(jī)順序循環(huán)的動(dòng)作要求

19、，能夠?qū)崿F(xiàn)塑性材料的鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲等成型加工工藝。-6八、工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排第13周：確立課題、收集資料、完成開題報(bào)告；第47周：完成總體方案設(shè)計(jì)；第810周：完成機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算； 第1112周：并繪制機(jī)械系統(tǒng)原理圖及裝配圖；第1314周：整理文檔，圖紙，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；第15周：校對(duì)所有設(shè)計(jì)內(nèi)容，參加畢業(yè)設(shè)計(jì)論文答辯。九、指導(dǎo)教師審查意見長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師審查意見學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師職稱講師審查日期審查參考內(nèi)容：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容、方

20、法及結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是否完成規(guī)定任務(wù)，是否達(dá)到了學(xué)士學(xué)位水平的要求，是否同意參加答辯等。審查意見：指導(dǎo)教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）：_分長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)閱教師評(píng)語學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師職 稱評(píng)閱日期評(píng)閱參考內(nèi)容：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容、方法及結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是否完成規(guī)定任務(wù)，是

21、否達(dá)到了學(xué)士學(xué)位水平的要求，是否同意參加答辯等。評(píng)語：評(píng)閱教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）：_分長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)答辯時(shí)間 年 月 日答辯地點(diǎn)一、答辯小組組成答辯小組組長(zhǎng)：成 員：二、答辯記錄摘要答辯小組提問（分條摘要列舉）學(xué)生回答情況評(píng)判三、答辯小組對(duì)學(xué)生答辯成績(jī)的評(píng)定（百分制）：_分 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)最終成績(jī)?cè)u(píng)定(依據(jù)指導(dǎo)教師評(píng)分、評(píng)閱教師評(píng)分、答辯小組評(píng)分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)分的相關(guān)規(guī)定成績(jī)(百分制)：_分 答辯小組組長(zhǎng)(簽名) ： 秘書(簽名)： 年 月 日答辯委員會(huì)主任(簽名)

22、： 分院 (蓋章)200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 生：，機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師：，機(jī)械工程學(xué)院摘要本設(shè)計(jì)為200T四柱式液壓機(jī)，主機(jī)最大工作負(fù)載設(shè)計(jì)為2000KN。主機(jī)主要由上梁、導(dǎo)柱、工作臺(tái)、移動(dòng)橫梁、主缸、頂出缸等組成。本文重點(diǎn)介紹了液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過具體的參數(shù)計(jì)算及工況分析，制定總體的控制方案。經(jīng)方案對(duì)比之后，擬定液壓控制系統(tǒng)原理圖。液壓系統(tǒng)選用插裝閥集成控制系統(tǒng)，插裝閥集成控制系統(tǒng)具有密封性好，通流能力大，壓力損失小等特點(diǎn)。為解決主缸快進(jìn)時(shí)供油不足的問題，主機(jī)頂部設(shè)置補(bǔ)油油箱進(jìn)行補(bǔ)油。主缸的速度換接與安全行程限制通過行程開關(guān)來控制；為了保證工件的成型質(zhì)量，液壓系統(tǒng)中設(shè)置保壓回路

23、，通過保壓使工件穩(wěn)定成型；為了防止產(chǎn)生液壓沖擊，系統(tǒng)中設(shè)有泄壓回路，確保設(shè)備安全穩(wěn)定的工作。此外，本文對(duì)液壓站進(jìn)行了總體布局設(shè)計(jì)，對(duì)重要液壓元件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、外形、工藝設(shè)計(jì)，對(duì)主機(jī)、電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)。通過液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升的驗(yàn)算，本文液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足液壓機(jī)順序循環(huán)的動(dòng)作要求，能夠?qū)崿F(xiàn)塑性材料的鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲等成型加工工藝。關(guān)鍵詞液壓系統(tǒng)；液壓機(jī)；畢業(yè)設(shè)計(jì)200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 200 t four-column hydraulic press hydraulic system designStudent： , School of mechanical e

24、ngineeringSupervisor： School of mechanical engineeringAbstractThis paper design for the medium frame of hydraulic machines, the mainframes largest work load design for 2000KN. Mainframe mainly by the beam、guided、worktable、mobile beams、master cylinder、cylinder head out of components etc. This paper f

25、ocuses on the hydraulic system design. Through specific parameters and hydraulic mechanic situation analyzes, formulation of a master control program. By contrast, developed hydraulic control system diagram.Hydraulic systems use cartridge valve integrated control system, integrated cartridge valve c

26、ontrol system has good sealing, flow capacity, small pressure loss characteristics etc. To solve the master cylinder express entered the shortage of oil supply in the top of the mainframe installed oil tank. Master cylinder for the speed of access restrictions and security through the trip exchangin

27、g to control switches.To ensure the quality of the work-piece molding, in the hydraulic system installed packing loop through packing work-piece stability molding; To prevent hydraulic shocks, pressure relief system with a loop to ensure that this equipment can be a safe and stable work. In addition

28、, the paper hydraulic station on the overall layout of the key components of the hydraulic structure、shape、technique for a specific design.By the loss of hydraulic system pressure and temperature checked. Hydraulic system is designed to meet the hydraulic action sequence and cycle requirements can b

29、e achieved by forging plastic materials, stamping, cold extrusion, straightening, bending, and other molding processes. Keywords Hydraulic System;Hydraulic Pressure machine;Graduation design STYLEREF 標(biāo)題 1 * MERGEFORMAT 1 前言第頁(yè) （共47頁(yè)）200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 前言液壓機(jī)是一種用于金屬、非金屬材料（塑料、橡膠、石材、木材等）成形的壓力加工機(jī)械。由于液壓機(jī)具有多種

30、獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中得到了廣泛應(yīng)用。隨著先進(jìn)制造技術(shù)、微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)液壓機(jī)提出了高壓、高速、高效化、產(chǎn)品綠色化（無油污和噪聲污染、節(jié)能等）、機(jī)電液一體化、數(shù)控智能化、系統(tǒng)集成化等技術(shù)要求。因此，在現(xiàn)代液壓機(jī)開發(fā)中，作為其核心組成部分的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。液壓機(jī)的類型很多，其中四柱式液壓機(jī)最為典型，應(yīng)用也最廣泛。這種液壓機(jī)在它的四個(gè)立柱之間安置著上、下兩個(gè)液壓缸，上液壓缸驅(qū)動(dòng)上滑塊，實(shí)現(xiàn)“快速下行慢速加壓保壓延時(shí)快速返回原位停止”的動(dòng)作循環(huán)；下液壓缸驅(qū)動(dòng)下滑塊，實(shí)現(xiàn)“向上頂出向下退回原位停止”的動(dòng)作循環(huán)。在這種液壓機(jī)上，可以進(jìn)行沖剪、彎曲、翻邊

31、、拉深、裝配、冷擠、成型等多種加工工藝。主要用于可塑性材料的壓制工藝，也可從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型等，因而廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。本文設(shè)計(jì)200T四柱液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，該液壓機(jī)具有保壓、延時(shí)、和自動(dòng)回程等特點(diǎn)，系統(tǒng)壓力、壓制速度和行程范圍可按要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能進(jìn)行定壓成型操作，特別適合于金屬材料成型的壓制。200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選題背景第頁(yè) （共47頁(yè)）2 選題背景2.1液壓系統(tǒng)概況2.1.1液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與研究動(dòng)向液壓傳動(dòng)是一種以液體作為工作介質(zhì)，以靜壓和流量作為主要特性參數(shù)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換傳遞和分配的技術(shù)手段。液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流

32、體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。1795年英國(guó)約瑟夫布拉曼(Joseph Braman，1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì)，以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年將工作介質(zhì)水改為油，又進(jìn)一步得到改善。第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后，液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的20年間，才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng)的逐步發(fā)展建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)初康斯坦

33、丁尼斯克對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究，1910年對(duì)液力傳動(dòng)（液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等）方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器，在美國(guó)機(jī)床中有30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。“二戰(zhàn)”結(jié)束后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線。應(yīng)該指出，日本液壓傳動(dòng)的發(fā)展較歐美等國(guó)家晚了近20多年。在1955年前后，日本迅速發(fā)展液壓傳動(dòng)，1956年成立了“液壓工業(yè)會(huì)”。近2030 年間，日本液壓傳動(dòng)發(fā)展很快，處于世界領(lǐng)先地位。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前液壓技術(shù)正向著高壓、高速

34、、大功率、高效、低噪音、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的成熟，一些新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都運(yùn)用了計(jì)算機(jī)CAD、CAT、CDC、計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制、計(jì)2選題背景算機(jī)仿真與優(yōu)化等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，很大程度上提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量。雖然液壓傳動(dòng)技術(shù)方便簡(jiǎn)潔，但是液壓傳動(dòng)中存在著一些亟待解決的問題，如：液壓系統(tǒng)工作時(shí)的穩(wěn)定性、工作介質(zhì)的泄漏、液壓沖擊對(duì)設(shè)備可靠性的影響等等，這些問題都是液壓傳動(dòng)技術(shù)需要研究和解決的。2.1.2我國(guó)液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷程我國(guó)液壓技術(shù)發(fā)展歷程，大致可分為四個(gè)階段，即：20世紀(jì)50年代初到60年代初為起步階段；6070年代為專業(yè)化生產(chǎn)體系成長(zhǎng)階段；8090年代為

35、快速發(fā)展階段；2000年至今為創(chuàng)新階段。其中，液壓工業(yè)于50年代初從機(jī)床行業(yè)生產(chǎn)仿蘇的磨床、拉床、仿型車床等液壓傳動(dòng)起步，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械。進(jìn)入60年代后，液壓技術(shù)的應(yīng)用從機(jī)床逐漸推廣到農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械等領(lǐng)域，原來附屬于主機(jī)廠的液壓車間有的獨(dú)立出來，成為液壓件專業(yè)生產(chǎn)廠。到了60年代末、70年代初，隨著生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展，特別是在為第二汽車制造廠等提供高效、自動(dòng)化設(shè)備的帶動(dòng)下，液壓元件制造業(yè)出現(xiàn)了迅速發(fā)展的局面，一批中小企業(yè)也成為液壓件專業(yè)制造廠。進(jìn)入80年代，在國(guó)家改革開放的方針指引下，隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，基礎(chǔ)件滯后于主機(jī)的矛盾日益突出，并引起各有關(guān)部門的

36、重視。為此，1982年組建了通用基礎(chǔ)件工業(yè)局，將原有分散在機(jī)床、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等行業(yè)歸口的液壓、氣動(dòng)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(jìn)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(jìn)入了快速發(fā)展期，先后引進(jìn)了60余項(xiàng)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，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。進(jìn)入90年代后，行業(yè)加大了技術(shù)改造力度，1991年后國(guó)家、地方和企業(yè)自籌資金總投入共約20多億元，其中液壓16億元。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(jìn)一步提高，工藝裝備得到很大改善，為形成高起點(diǎn)、專業(yè)化、批量生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。由此可見液壓傳動(dòng)產(chǎn)品等在

37、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的地位和作用十分重要。它的發(fā)展決定了機(jī)電產(chǎn)品性能的提高。它不僅能最大限度滿足機(jī)電產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)功能多樣化的必要條件，也是完成重大工程項(xiàng)目、重大技術(shù)裝備的基本保證，更是機(jī)電產(chǎn)品和重大工程項(xiàng)目和裝備可靠性的保證。所以說液壓傳動(dòng)產(chǎn)品的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化、尤其是工業(yè)自動(dòng)化不可缺少的重要手段。2.1.3液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)擁有較為完善的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。雖然液壓傳動(dòng)還存在一些缺陷，但總體上優(yōu)點(diǎn)還是蓋過了缺點(diǎn)。正因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)具有很多機(jī)械傳動(dòng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)，液壓傳動(dòng)技術(shù)在機(jī)械工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如：礦山機(jī)械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、建筑機(jī)械、起重機(jī)械等。液壓

38、技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)到半自動(dòng)化、自動(dòng)化的逐步發(fā)展，從而也推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的向前發(fā)展。在整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)工程中，液壓傳動(dòng)技術(shù)扮演了舉足輕重的角色。2.2液壓機(jī)的概況液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中最廣的設(shè)備之一。自19世紀(jì)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。由于液壓機(jī)在工作生產(chǎn)中的普及性，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。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。各種類型液壓機(jī)的迅速發(fā)展有力的促進(jìn)了各種工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，八十年代以來，隨著電子技術(shù)、液壓技術(shù)等的發(fā)展和普及應(yīng)用，液壓機(jī)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。目前，液壓機(jī)的最大標(biāo)稱壓力已達(dá)750MN，用于金屬的末端成型。眾多機(jī)型已采

39、用CNC或工業(yè)PC機(jī)來進(jìn)行控制，使產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率有了極大提高。200T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2選題背景立柱上下活動(dòng)橫梁地基電氣控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)液壓控制管路頂出缸工作臺(tái)面下模具上模具上橫梁主缸主缸油箱圖1 四柱液壓機(jī)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(shí)面對(duì)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。為與中小批量生產(chǎn)相適應(yīng)，需要能夠快速調(diào)整的加工設(shè)備，這時(shí)液壓機(jī)成為理想的成型工藝設(shè)備，特別是當(dāng)液壓機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工件以及不對(duì)稱工件的加工，而且，實(shí)現(xiàn)了極低廢品率。這種加工方式還適合于長(zhǎng)行程、難成型以及高強(qiáng)度的材料。可變的動(dòng)力組合、短的加工時(shí)間、根據(jù)工件

40、長(zhǎng)度而建立的壓力行程調(diào)整，這與機(jī)械加工系統(tǒng)相比，有其優(yōu)越性。液壓機(jī)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。其工作特點(diǎn)，一是動(dòng)力傳動(dòng)為“柔性”傳動(dòng)，不像機(jī)械設(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)械過載的情況；二是液壓機(jī)的拉伸過程中只有單一的直線驅(qū)動(dòng)力，沒有“成角的”驅(qū)動(dòng)力，這使加工系統(tǒng)有較長(zhǎng)的生命期和高的工件成品率。液壓機(jī)有單動(dòng)、雙動(dòng)、三動(dòng)三種基本的動(dòng)作方式。在單動(dòng)方式中，壓頭（或滑板）作為移動(dòng)部件單向移動(dòng)完成壓制過程。這種工作方式?jīng)]有壓邊裝置。單動(dòng)壓力機(jī)主要用于薄型工件成型中，適用于卷材和帶型材料。雙動(dòng)型壓力機(jī)有兩個(gè)移動(dòng)部件：滑板（或沖頭）

41、和模板。其工作過程是，沖頭（或滑板）自上而下拉伸沖料，模板充作固定壓板。在壓制成型后，模板能實(shí)現(xiàn)打料定出功能?？筛鶕?jù)材料和工件的特征參數(shù)來校正模板的壓力。三動(dòng)型壓力機(jī)中，深拉伸滑塊和壓邊滑塊自上而下移動(dòng)，由模板實(shí)現(xiàn)打料動(dòng)作。但是模板也可以充作壓邊來實(shí)現(xiàn)專門的成型操作。這種壓力機(jī)也可以做雙動(dòng)機(jī)用。由于內(nèi)滑板和壓邊塊相關(guān)聯(lián)，因此，成型壓力和壓邊合成整個(gè)系統(tǒng)的總負(fù)載。按照機(jī)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。按照功能液壓機(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)、打包壓塊液壓機(jī)、專用液壓機(jī)十組類型。2.3液壓機(jī)

42、的發(fā)展由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展為改進(jìn)液壓機(jī)的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能。相比來講，國(guó)內(nèi)機(jī)型雖種類齊全，但技術(shù)含量相對(duì)較低，缺乏技術(shù)含量高的高檔機(jī)型，這與機(jī)電一體化，中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)不相適應(yīng)。在國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)產(chǎn)品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機(jī)可分為三種類型：一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機(jī)；一種是采用可編程控制器控制的液壓機(jī)；第三種是應(yīng)用高級(jí)微處理器（或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）的高性能液壓機(jī)。三種類型功能各有差異，應(yīng)用范圍也不盡相同。但總的發(fā)展趨勢(shì)是高速化、智能化。發(fā)展趨勢(shì)(1)高速化，高效化

43、，低能耗。提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。(2)機(jī)電一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善。(3)自動(dòng)化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)在加工，還體現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障與處理功能。(4)液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。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。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便?？茖W(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，液壓傳動(dòng)技術(shù)隨之有了比較完善、成熟的理論基礎(chǔ)。目前液壓傳動(dòng)技術(shù)正向著高壓、高速、大功率、高效、低噪音、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。液壓傳動(dòng)優(yōu)越性(1)液壓元件布局靈

44、活；(2)液壓傳動(dòng)操作控制方便，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；(3)液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)直線傳動(dòng)，可以進(jìn)行自動(dòng)過載保護(hù)；(4)液壓傳動(dòng)采用電液控制相結(jié)合的控制方式，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；(5)液壓系統(tǒng)中液壓元件的磨損比機(jī)械傳動(dòng)小很多，液壓油除了作為傳動(dòng)介質(zhì)外還起到了潤(rùn)滑的作用，延長(zhǎng)了液壓系統(tǒng)中液壓元件的使用壽命。 STYLEREF 標(biāo)題 1 * MERGEFORMAT 3 200T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3 200T液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求3.1.1液壓機(jī)負(fù)載確定液壓機(jī)的最大工作負(fù)載為2000KN，工進(jìn)時(shí)液體最大壓力為25Mpa。3.1.2液壓機(jī)主機(jī)工藝過程分析壓制工件時(shí)主機(jī)的工藝過程：

45、按下啟動(dòng)按鈕后，主缸上腔進(jìn)油，橫梁滑塊在自重作用下快速下行，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)供油不足的情況，補(bǔ)油箱對(duì)上缸進(jìn)行補(bǔ)油。觸擊快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的行程開關(guān)后，橫梁滑塊工進(jìn)，并對(duì)工件逐漸加壓。工件壓制完成后進(jìn)入保壓階段，讓產(chǎn)品穩(wěn)定成型。保壓結(jié)束后，轉(zhuǎn)為主缸下腔進(jìn)油，滑塊快速回程，直到原位后停止。橫梁滑塊停止運(yùn)動(dòng)后，頂出缸下腔進(jìn)油，將工件頂出，工件頂出后，頂出缸上腔進(jìn)油，快速退回。3.1.3四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表1 設(shè)計(jì)參數(shù)最大負(fù)載：2000KN；工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)最大壓力：25MPa主缸回程力：400KN；頂出缸頂出力：350KN低壓下行速度：50mm/s；高壓下行速度：5mm/s；低壓回程速度：25mm/s；工作行

46、程：300mm；頂出缸頂出速度：0.02m/s頂出缸回程速度：0.05m/s高壓下行行程：10mm；移動(dòng)部件質(zhì)量：3000Kg；壓頭啟動(dòng)、減速、制動(dòng)時(shí)間：0.2S。液壓缸機(jī)械效率0.95；3.2液壓系統(tǒng)缸體工況分析3.2.1液壓機(jī)主缸工況分析(1)主缸速度循環(huán)圖 根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)中主缸滑塊行程為300mm，可以得到主缸的速度循環(huán)圖如下：圖1 主缸速度循環(huán)圖(2)主缸負(fù)載分析液壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)，主缸上腔充油主缸快速下行，慣性負(fù)載隨之產(chǎn)生。此外，還存在靜摩擦力、動(dòng)摩擦力負(fù)載。由于滑塊不是正壓在導(dǎo)柱上，不會(huì)產(chǎn)生正壓力，因而滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的摩擦力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工作負(fù)載，計(jì)算最大負(fù)載時(shí)可以忽略不計(jì)。

47、液壓機(jī)的最大負(fù)載為工進(jìn)時(shí)的工作負(fù)載。通過各工況的負(fù)載分析，液壓機(jī)主缸所受外負(fù)載包括工作負(fù)載、慣性負(fù)載、摩擦阻力負(fù)載，F(xiàn)=Fw+Ff+Fa (1)式中：F液壓缸所受外負(fù)載；Fw工作負(fù)載；Ff滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸筒之間的摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦力負(fù)載；Fa運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載。慣性負(fù)載Fa計(jì)算計(jì)算公式：Fa= (2)式中：G運(yùn)動(dòng)部件重量；g重力加速度9.8m/；時(shí)間內(nèi)的速度變化量；加速或減速時(shí)間，一般情況取=0.010.5s。查閱相同型號(hào)的四柱液壓機(jī)資料，初步估算橫梁滑塊的重量為30KN。由液壓機(jī)所給設(shè)計(jì)參數(shù)可及：=0.05m/s，取=0.05s，代入公式2

48、中。即：Fa=3061N摩擦負(fù)載Ff計(jì)算滑塊啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜摩擦負(fù)載，啟動(dòng)過后產(chǎn)生動(dòng)摩擦負(fù)載。通過所有作用在主缸上的負(fù)載可以看出，工作負(fù)載遠(yuǎn)大于其它形式的負(fù)載。由于滑塊與導(dǎo)柱、活塞與缸體之間的摩擦力不是很大，因而在計(jì)算主缸最大負(fù)載時(shí)摩擦負(fù)載先忽略不計(jì)。主缸負(fù)載F計(jì)算將上述參數(shù)Fa=3061N、Fw=2000000N代入公式1中。即：F=2000000+3061=2003061N主缸負(fù)載循環(huán)圖主缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表2表2 主缸工作循環(huán)負(fù)載工 作 循 環(huán)外 負(fù) 載啟 動(dòng)F = f靜 + Fa25KN橫梁滑塊快速下行F = f動(dòng)忽略不計(jì)工 進(jìn)F = f動(dòng) + Fw2000KN快速回程F = f 回

49、+ F背400 KN注：“f靜”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，“f動(dòng)”表示啟動(dòng)后的動(dòng)摩擦力。主缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖2圖2 主缸負(fù)載循環(huán)圖3.2.2液壓機(jī)頂出缸工況分析頂出缸速度循環(huán)圖根據(jù)液壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)和表2中頂出缸活塞行程為250mm，得到頂出缸的速度循環(huán)圖如下：圖3 頂出缸速度循環(huán)圖（2)頂出缸負(fù)載分析主缸回程停止后，頂出缸下腔進(jìn)油，活塞上行，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生慣性、靜摩擦力、動(dòng)摩擦力等負(fù)載。由于頂出缸工作時(shí)的壓力遠(yuǎn)小于主缸的工況壓力，而且質(zhì)量也比主缸滑塊小很多，慣性負(fù)載很小，計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)；同理摩擦負(fù)載與頂出力相比也很小，也可不計(jì)；工件頂出時(shí)的工作負(fù)載比較大，計(jì)算頂出缸的最大工作負(fù)載時(shí)可以近似等于

50、頂出力。將參數(shù)代入公式1計(jì)算頂出缸的最大負(fù)載。即：F=Fw=350000N式中：Fw頂出力；頂出缸負(fù)載循環(huán)圖頂出缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表3表3 頂出缸工作循環(huán)負(fù)載工作循環(huán)外負(fù)載啟 動(dòng)F=F靜+Fa忽略不計(jì)頂出缸頂出F=f動(dòng)+Fw1750 KN快速退回F=f動(dòng)+F背8 KN注：“f靜”表示啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，“f動(dòng)”表示啟動(dòng)后的動(dòng)摩擦力。頂出缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖4圖4 頂出缸負(fù)載循環(huán)圖3.3液壓系統(tǒng)原理圖擬定3.3.1液壓系統(tǒng)供油方式及調(diào)速回路選擇液壓機(jī)工進(jìn)時(shí)負(fù)載大，運(yùn)動(dòng)速度慢，快進(jìn)、快退時(shí)的負(fù)載相對(duì)于工進(jìn)時(shí)要小很多，但是速度卻比工進(jìn)時(shí)要快。為了提高液壓機(jī)的工作效率，可以采用雙泵或變量泵供油的方

51、式。綜合考慮，液壓機(jī)采用變量泵供油，基本油路如圖5所示。由于液壓機(jī)工況時(shí)的負(fù)載壓力會(huì)逐步增大，為了使液壓機(jī)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。當(dāng)負(fù)載壓力增大時(shí)，泵的排量會(huì)自動(dòng)跟著減小，保持壓力與流量的乘積恒為常數(shù)，即：功率恒定，如圖6所示。圖5 液壓機(jī)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圖6 恒功率曲線圖3.3.2液壓系統(tǒng)速度換接方式的選擇液壓機(jī)加工零件的過程包括主缸的快進(jìn)、工進(jìn)、快退和頂出缸的頂出、快速回程。采用什么樣的方式進(jìn)行速度的安全、準(zhǔn)確換接是液壓機(jī)穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。為了達(dá)到控制要求，液壓系統(tǒng)的速度換接通過行程開關(guān)控制。這種速度

52、換接方式具有平穩(wěn)、可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行程調(diào)節(jié)方便等特點(diǎn)，安裝也很容易。3.3.3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(diǎn)。液壓機(jī)系統(tǒng)控制原理如圖7所示。圖7 液壓機(jī)插裝閥控制系統(tǒng)原理圖1、2、6、18、15、10、11-先導(dǎo)溢流閥；1S、2S、3S-行程開關(guān)；3、7-緩沖閥；14-單向閥；4、5、8、9、12、13、16、17、19、20-電磁換向閥；21-補(bǔ)油油箱；22-充液閥；23、24-液壓缸；25-壓力表；F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10-插裝閥；26-變量泵；27-過濾器；28、29、30

53、、31梭閥3.3.4液壓系統(tǒng)控制過程分析整個(gè)液壓控制系統(tǒng)包括五個(gè)插裝閥集成塊，插裝閥工作原理分析如下：F1、F2組成進(jìn)油調(diào)壓回路，其中F1為單向閥，用于防止系統(tǒng)中液壓油倒流回泵，F(xiàn)2的先導(dǎo)溢流閥2用于調(diào)整系統(tǒng)的壓力，先導(dǎo)溢流閥1用于限制系統(tǒng)的最高壓力，緩沖閥3與電磁換向閥4用于液壓泵卸載和升壓緩沖；F3、F4組成主缸23油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥6是用于保證主缸的安全閥，緩沖閥7與電磁換向閥8用于主缸上腔卸壓緩沖；F5、F6組成主缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥11用于調(diào)整主缸下腔的平衡壓力，先導(dǎo)溢流閥10為主缸下腔安全閥；F7、F8組成頂出缸上腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥15為頂出缸上腔安全閥，單

54、向閥14用于頂出缸作液壓墊，活塞浮動(dòng)時(shí)上腔補(bǔ)油；F9、F10組成頂出缸下腔油液三通回路，先導(dǎo)溢流閥18為頂出缸下腔安全閥。除此之外，進(jìn)油主閥F3、F5、F7、F9的控制油路上都有一個(gè)壓力選擇梭閥，用于保證錐閥關(guān)閉可靠，防止反壓開啟。3.3.5液壓機(jī)執(zhí)行部件動(dòng)作過程分析液壓機(jī)主缸、頂出缸工作循環(huán)過程分析如下：（1）主缸啟動(dòng)按下啟動(dòng)按鈕，所有電磁鐵處于失電狀態(tài)，三位四通電磁閥4閥芯處于中位。插裝閥F2控制腔經(jīng)閥3、閥4與油箱接通，主閥開啟。液壓泵輸出的油液經(jīng)閥F2流回油箱，泵空載啟動(dòng)。主缸滑塊快速下行電磁鐵1Y、3Y、6Y得電，這時(shí)插裝閥F2關(guān)閉，F(xiàn)3、F6開啟，泵向系統(tǒng)供油，輸出油液經(jīng)閥F1、F

55、3進(jìn)入主缸上腔。主缸下腔油液經(jīng)閥F6快速流回油箱?；瑝K在自重作用下快速下行，這時(shí)會(huì)因?yàn)橄滦兴俣忍?，泵的輸出流量來不及填充上腔而在上腔形成?fù)壓。充液閥21打開，上部油箱對(duì)上腔進(jìn)行補(bǔ)油，滑塊的快速下行。滑塊減速下行當(dāng)滑塊行至一定位置觸動(dòng)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(huì)產(chǎn)生一定的背壓。主缸上腔的壓力這時(shí)會(huì)相應(yīng)升高，充液閥21關(guān)閉。主缸上腔進(jìn)油僅為泵的輸出流量，滑塊減速下行。工進(jìn)當(dāng)滑塊減速行進(jìn)一段距離后接近工件，主缸上腔的壓力由壓制負(fù)載決定，主缸上腔的壓力會(huì)不斷升高，變量泵輸出流量會(huì)相應(yīng)自動(dòng)減少。當(dāng)主缸上腔的壓力

56、達(dá)到先導(dǎo)溢流閥2的調(diào)定壓力時(shí)，泵的輸出流量全部經(jīng)閥F2溢流，此時(shí)滑塊停止運(yùn)動(dòng)。保壓當(dāng)主缸上腔的壓力達(dá)到所需要求的工作壓力后，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵1Y 、3Y、7Y全部失電，閥F3、F6關(guān)閉。主缸上腔閉鎖，實(shí)現(xiàn)保壓，同時(shí)閥F2開啟，泵卸載。主缸上腔泄壓主缸上腔此時(shí)的壓力已經(jīng)很高，保壓一段時(shí)間后，時(shí)間繼電器發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵4Y得電，閥F4控制腔通過緩沖閥7及電磁換向閥8與油箱接通，由于緩沖閥7的作用，閥F4緩慢開啟，主缸上腔實(shí)現(xiàn)無沖擊泄壓，保證設(shè)備處于安全工作狀態(tài)。(主缸回程當(dāng)主缸上腔的壓力降到一安全值后，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出電信號(hào)，電磁鐵2Y、5Y、4Y、12Y得電，插裝閥F2關(guān)閉，閥F

57、4、F5開啟，充液閥21開啟，壓力油經(jīng)閥F1、F5進(jìn)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。主缸停止當(dāng)主缸回程到達(dá)上端點(diǎn)，觸擊行程開關(guān)1S，全部電磁鐵失電，閥F2開啟，泵卸載。閥F5將主缸下腔封閉，上滑塊停止運(yùn)動(dòng)。頂出缸工件頂出當(dāng)主缸回程停止運(yùn)動(dòng)后，按下頂出按鈕，電磁鐵2Y、9Y、10Y得電，插裝閥F8、F9開啟，液壓油經(jīng)閥F1、F9進(jìn)入頂出缸下腔，上腔油液經(jīng)閥F8流回油箱，工件頂出。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F7、F10開啟，液壓油經(jīng)閥F1、F7進(jìn)入頂出缸上腔，下腔油液經(jīng)閥F10流回油箱，頂

58、出缸回程。液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表電磁鐵動(dòng)作順序如表4表4 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表執(zhí)行部件工況1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y主缸快速下行+工進(jìn)、加壓+保壓泄壓+回程+停止頂出缸頂出+退回+停止注：“+”表示電磁鐵處于得電狀態(tài)，“”表示電磁鐵處于失電狀態(tài)。3.4液壓系統(tǒng)基本參數(shù)計(jì)算3.4.1液壓缸基本尺寸計(jì)算主缸工作壓力、內(nèi)徑、活塞桿直徑的確定因液壓機(jī)的工作負(fù)載比較大，取主缸的工作壓力為P=25Mpa。計(jì)算主缸內(nèi)徑和活塞桿直徑。由主缸負(fù)載圖2可知最大負(fù)載F=2000KN。查表2-31，由主缸工作壓力為25Mpa選取d/D為0.7，取液壓缸的機(jī)械效率cm=0.95。

59、液壓缸受力如圖8所示。圖8 液壓機(jī)主缸受力簡(jiǎn)圖由圖8可知D= (3)式中：P1液壓缸工作壓力；P2液壓缸回路背壓，對(duì)于高壓系統(tǒng)初算時(shí)可以不計(jì)；F工作循環(huán)中最大負(fù)載；cm液壓缸機(jī)械效率，一般cm=0.90.95。將參數(shù)代入公式（3），P2忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑即：D=mm327mm查表2-41,將液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取D=320mm；那么由d/D=0.7可以求得活塞桿直徑。即：d=0.7D=0.7x327229mm同理查表2-51,將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取d=220mm。經(jīng)過計(jì)算液壓機(jī)主缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑分別為：D=320mm；d=220mm。頂出缸工作壓力、內(nèi)徑、活

60、塞桿直徑的確定頂出缸工作負(fù)載與主缸相比要小很多，查表2-11,取頂出缸的工作壓力P=12Mpa,計(jì)算頂出缸內(nèi)徑和活塞桿直徑。由頂出缸負(fù)載圖2.4可知最大負(fù)載F=350KN。查表2-31，缸工作壓力為12Mpa，選取d/D為0.7，取液壓缸的機(jī)械效率cm=0.95。液壓缸受力如圖9所示。圖9 液壓機(jī)頂出缸缸受力簡(jiǎn)圖將參數(shù)代入公式（3），P2忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑即：D=mm198mm查表2-41,將液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取D=200mm；那么由d/D=0.7可以求得活塞桿直徑。即：d=0.7D=0.7x198138mm同理查表2-51,將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取d=140m