200液壓機(jī)泵站設(shè)計(jì)

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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院 本科畢業(yè)論文 題 目： 200液壓機(jī)泵站設(shè)計(jì) 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 1103 學(xué)生姓名： 林長(zhǎng)盛 指導(dǎo)教師： 于 玲 論文提交日期：2015 年 6 月 1 日 論文答辯日期：2015 年 6 月 5 日 摘要 本設(shè)計(jì)為200液壓機(jī)泵站系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)主要由主缸運(yùn)動(dòng)、頂出缸運(yùn)動(dòng)等組成。本文重點(diǎn)介紹了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 通過具體的參數(shù)計(jì)算和工作條件的分析，總體控制方案的發(fā)展。相反的程序之后，開發(fā)出了液壓控制系統(tǒng)的原理圖。液壓系統(tǒng)采用插裝閥集成控制系統(tǒng)，集成插裝閥控制系統(tǒng)，具有良好的密封性，高流量，壓力損失小的特點(diǎn)。 當(dāng)主缸中，為了解決供給不足的快進(jìn)，頂部主機(jī)的問題設(shè)置了油油箱補(bǔ)油。速度更換總泵和中風(fēng)由行程限位安全開關(guān)控制;為了保證工件的成型質(zhì)量，液壓回路的安全系統(tǒng)設(shè)置由包裝工件形成穩(wěn)定的;為了防止液壓沖擊，該系統(tǒng)有一個(gè)發(fā)泄壓力的電路，確保設(shè)備安全穩(wěn)定工作;應(yīng)用電控系統(tǒng)來控制系統(tǒng)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化控制，過載保護(hù)，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。此外，紙液壓站的液壓結(jié)構(gòu)，形狀，工藝設(shè)計(jì)中的重要部分的總體布局。 液壓系統(tǒng)壓力損失和檢查的溫度升高，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以滿足記者的文章訂貨周期操作要求，塑料材料可以實(shí)現(xiàn)鍛造，沖壓，冷擠壓，矯直，彎曲等成型工藝。 關(guān)鍵詞： 液壓系統(tǒng)； 液壓機(jī)； 泵站 Abstract The design for the 200 hydraulic pump system. Hydraulic system consists of a master cylinder sports, sports and so on top of the cylinder. This article focuses on the design of the hydraulic system. Through specific parameter calculation and analysis of working conditions, the development of the overall control scheme. After the program by contrast, to develop the hydraulic control system schematic. Hydraulic systems use cartridge valve integrated control system, integrated cartridge valve control system with good sealing, high flow capacity, pressure loss characteristics. When the master cylinder in order to solve the problem of insufficient supply fast-forward, top host set up the oil fuel tank up the oil. Speed ??Exchanging the master cylinder and stroke by stroke limit safety switch to control; in order to ensure the molding quality of the workpiece, the hydraulic pressure circuit security system set up by packing the workpiece forming stable; in order to prevent hydraulic shock, the system has a vent pressure circuit, ensure that the equipment safe and stable work; application of the system of electrical control system to control the system, you can achieve semi-automatic control, overload protection, ensure the normal operation. In addition, the paper hydraulic station for the overall layout of the important elements of the hydraulic structure, shape, process design. Hydraulic system pressure loss and temperature rise of checking, hydraulic system design to meet the press article order cycle operation request, the plastic material can be achieved forging, stamping, cold extrusion, straightening, bending and other forming processes. KeyWords: Hydraulic system; hydraulic machine; pump station 目 錄 第一章緒論 1 1.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)概況 1 1.1.1 液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與研究動(dòng)向 1 1.1.2 我國(guó)液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷程 2 1.1.3 液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用 3 1.2 液壓機(jī)的概況 4 1.3 液壓機(jī)的發(fā)展 5 第二章液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 7 2.1.1 液壓機(jī)負(fù)載確定 7 2.1.2 液壓機(jī)主機(jī)工藝過程分析 7 2.1.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 7 2.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 2.2.1 液壓機(jī)主缸工況分析 7 2.2.2 液壓機(jī)頂出缸工況分析 10 2.3 液壓系統(tǒng)原理圖擬定 12 2.3.1 液壓系統(tǒng)供油方式及調(diào)速回路選擇 12 2.3.2 液壓系統(tǒng)速度換接方式的選擇 14 2.3.3 液壓控制系統(tǒng)原理圖 14 2.3.4 液壓系統(tǒng)控制過程分析 15 2.3.5 液壓機(jī)執(zhí)行部件動(dòng)作過程分析 16 2.4 液壓系統(tǒng)基本參數(shù)計(jì)算 18 2.4.1 液壓缸基本尺寸計(jì)算 18 2.4.2 液壓系統(tǒng)流量計(jì)算 20 2.4.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 23 2.4.4 液壓元件的選擇 25 2.5 液壓系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) 26 2.5.1 液壓機(jī)主缸設(shè)計(jì) 26 結(jié)論 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 第一章緒論 1.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)概況 1.1.1 液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與研究動(dòng)向 液壓傳動(dòng)是液體作為工作介質(zhì)的靜態(tài)壓力和流量作為發(fā)送和能量轉(zhuǎn)換技術(shù)分布的主要特征參數(shù)。液壓與氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)的基礎(chǔ)上，靜水壓力傳遞17世紀(jì)帕斯卡原理提出并開發(fā)了一種新技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。今天，流體傳動(dòng)技術(shù)水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 1795英國(guó)約瑟夫·布拉曼（約瑟夫·布拉曼，1749--1814），在倫敦，以水為工作介質(zhì)，在液壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)，是世界上第一個(gè)液壓機(jī)的誕生。在1905年的工作，而不是油介質(zhì)水，也進(jìn)一步提高。 第一次世界大戰(zhàn)（1914--1918），液壓傳動(dòng)廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。周圍的19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，20年來，液壓元件開始進(jìn)入生產(chǎn)行業(yè)的正式階段。 1925年維克斯發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，奠定了基礎(chǔ)，逐步建立現(xiàn)代工業(yè)液壓元件和液壓驅(qū)動(dòng)。理論和實(shí)踐研究，在20世紀(jì)初的能量轉(zhuǎn)移康斯坦丁Nueske波動(dòng)進(jìn)行，于1910年液壓傳動(dòng)（液力偶合器，液力變矩器等）的貢獻(xiàn)，使這兩方面它已經(jīng)開發(fā)。 （1941--1945），在二戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，從快速反應(yīng)出現(xiàn)，高精度液壓控制機(jī)構(gòu)都配備了各種軍事武器，30％的人使用在美國(guó)的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)床。之后，“戰(zhàn)爭(zhēng)”結(jié)束，液壓技術(shù)迅速向民用產(chǎn)業(yè)，不斷應(yīng)用于各種自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)生產(chǎn)線。應(yīng)該指出，日本液壓傳動(dòng)比歐洲和其他國(guó)家的發(fā)展近20年晚。 1955年后，液壓傳動(dòng)日本在1956年的快速發(fā)展確立了“液壓工業(yè)會(huì)”。在過去的20到30年，日本已經(jīng)迅速發(fā)展液壓傳動(dòng)，處于世界領(lǐng)先地位。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前的液壓技術(shù)正向著高壓，高轉(zhuǎn)速，高功率，高效率，低噪音，耐用，高度集成的方向發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的成熟，一些新的液壓元件和液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都采用計(jì)算機(jī)CAD，CAT，疾病預(yù)防控制中心，實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)模擬和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的優(yōu)化，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量設(shè)計(jì)。雖然方便，簡(jiǎn)單的液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)，但也有一些液壓傳動(dòng)問題有待解決，如：在液壓系統(tǒng)中的工作穩(wěn)定，工作介質(zhì)的泄漏，液壓沖擊的設(shè)備等的可靠性的影響，這些問題都需要研究和解決的液壓傳動(dòng)技術(shù)。任何技術(shù)的改革創(chuàng)新，必須建立在穩(wěn)定可靠的工作為前提的，因此，它有它的現(xiàn)實(shí)意義。 1.1.2 我國(guó)液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷程 中國(guó)液壓技術(shù)的發(fā)展歷程大致可分為四個(gè)階段：20世紀(jì)50年代初至60年代初起步階段; 60至70年的專業(yè)生產(chǎn)體系成長(zhǎng)階段; 80至90年的快速發(fā)展階段;自2000年以來，創(chuàng)新的階段。其中，液壓行業(yè)從機(jī)床行業(yè)生產(chǎn)仿蘇的磨床20世紀(jì)50年代初，拉床，仿形車床等液壓傳動(dòng)起步，在機(jī)床使用的初始液壓元件及鍛壓設(shè)備，以及工業(yè)機(jī)械以后使用。進(jìn)入20世紀(jì)60年代，液壓技術(shù)，從機(jī)器的應(yīng)用逐漸擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械等領(lǐng)域，原配的OEM液壓車間一定的獨(dú)立性，并成為液壓件專業(yè)制造商。 在國(guó)外1964年我國(guó)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)自主設(shè)計(jì)的液壓產(chǎn)品。到了60年代末，70年代初，隨著生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展，特別是在第二汽車制造廠提供高效，帶動(dòng)自動(dòng)化設(shè)備，液壓元件制造業(yè)出現(xiàn)了形勢(shì)的快速發(fā)展，一批中小企業(yè)已經(jīng)成為一家專業(yè)生產(chǎn)液壓件。 1968年中國(guó)液壓元件生產(chǎn)在1973年近20萬機(jī)床，農(nóng)業(yè)機(jī)械，工程機(jī)械等行業(yè)，專業(yè)生產(chǎn)液壓配件廠已發(fā)展到100多家，年產(chǎn)量超過100萬，一個(gè)獨(dú)立的液壓件制造業(yè)已初具規(guī)模。在這種情況下，從蘇聯(lián)的仿制為引進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品的液壓產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，壓力和高壓發(fā)展電動(dòng)液壓伺服閥和系統(tǒng)的發(fā)展的組合，并且，進(jìn)一步擴(kuò)大液壓應(yīng)用。 在20世紀(jì)80年代，改革開放的方針指導(dǎo)下，隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，基礎(chǔ)件滯后的矛盾主機(jī)日益突出的背后，并注意各部門。為此，機(jī)械基礎(chǔ)件行業(yè)的前部設(shè)置了常用辦公于1982年，原來分散在機(jī)床，農(nóng)業(yè)機(jī)械，工程機(jī)械及液壓，氣動(dòng)等行業(yè)的焦點(diǎn)和密封專業(yè)工廠，將它們放置在共同的基礎(chǔ)出入境管理部門，使該行業(yè)一直在規(guī)劃，投資，技術(shù)和科研開發(fā)基地成員局的指導(dǎo)和支持下，目前已進(jìn)入了快速發(fā)展的階段，已引進(jìn)了60余國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，包括多超過40液壓，氣動(dòng)7，消化吸收和技術(shù)改造，目前已批量生產(chǎn)，并成為行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。在20世紀(jì)90年代，該行業(yè)已加大技術(shù)改造投入力度，1991?1998年，國(guó)家，地方和企業(yè)自籌資金，總投資約20十億人民幣，其中液壓1.6十億。 通過技術(shù)改造和技術(shù)攻關(guān)，一批主要企業(yè)，以進(jìn)一步提高工藝，技術(shù)和裝備水平有了較大的提高，才能形成高起點(diǎn)，專業(yè)化，生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。近年來，所有權(quán)和各國(guó)共同發(fā)展，中小型企業(yè)的不同所有制，呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)迅速崛起的方針指導(dǎo)下。隨著國(guó)家進(jìn)一步開放，外商投資企業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)提高行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)大出口方面發(fā)揮重要作用。目前，中國(guó)已與美國(guó)，日本，德國(guó)等國(guó)家的知名廠商合資或獨(dú)資外國(guó)公司獨(dú)資建立了柱塞泵/馬達(dá)，行星齒輪，轉(zhuǎn)向器，液壓控制閥，液壓系統(tǒng)，靜傳動(dòng)裝置，液壓件等鑄件產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)超過50家，外商投資超過200億美元。 在新的世紀(jì)，為應(yīng)對(duì)中國(guó)加入WTO后的新形勢(shì)，液壓行業(yè)的企業(yè)加快技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，一批優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品成功地為國(guó)家重點(diǎn)工程和重點(diǎn)主機(jī)配套，實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。液壓設(shè)備天津市精研工程機(jī)械傳動(dòng)有限公司的天然氣管道生產(chǎn)線，公司是國(guó)家西氣東輸工程的設(shè)備; BURGMANN密封材料公司瓦特式螺旋型密封墊圈高的溫度和壓力，已成功地用于增加加氫裂化裝置;大連液壓件廠和山西長(zhǎng)治液壓件廠的轉(zhuǎn)向葉片泵，是在重型車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，目前年生產(chǎn)兩廠已達(dá)到1000萬臺(tái)以上;青島基珀密封公司的新型雙向密封和大型防水油封組合分別為一汽解放9噸車和牽引車密封;此外靜壓傳動(dòng)液壓有限公司天津特精和多路閥，空氣壓力調(diào)節(jié)閥湖州米格爾該公司的多功能液壓滑閥，氣動(dòng)元件公司的組合威海，貴州液壓楊峰的泵站和液壓換擋閥等，深受用戶好評(píng)。這表明在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的地位和液壓傳動(dòng)產(chǎn)品的作用是非常重要的。它的發(fā)展決策，提高機(jī)電產(chǎn)品的性能。它不僅能最大限度滿足機(jī)電產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)功能多樣化的必要條件，以及完成重大項(xiàng)目，重大技術(shù)裝備的基本保證，也是機(jī)電產(chǎn)品和重大工程項(xiàng)目和設(shè)備，以保證可靠性。因此，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)化的一個(gè)重要手段是必不可少的。 1.1.3 液壓傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用 液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到擁有更好的理論和實(shí)踐。雖然仍存在一些不足之處液壓驅(qū)動(dòng)，但總體而言，優(yōu)點(diǎn)還是缺點(diǎn)蓋過。由于液壓傳動(dòng)有許多機(jī)械傳動(dòng)不具備的液壓傳動(dòng)技術(shù)在機(jī)械行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)已被廣泛應(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。從手動(dòng)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)，全自動(dòng)逐步發(fā)展，這也促使機(jī)械行業(yè)向前發(fā)展液壓技術(shù)的應(yīng)用。在整個(gè)機(jī)械驅(qū)動(dòng)技術(shù)，液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)起著舉足輕重的作用。 1.2 液壓機(jī)的概況 液壓機(jī)是最廣泛的產(chǎn)品成型生產(chǎn)設(shè)備之一。由于發(fā)展迅速，在19世紀(jì)的到來已經(jīng)成為必不可少的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備之一。由于在生產(chǎn)的普及工作油壓機(jī)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。如金屬板材成形，粉末冶金，塑料和橡膠成型，四輪定位等壓配合。各類液壓機(jī)的強(qiáng)勁推動(dòng)工業(yè)發(fā)展和進(jìn)步，迅速發(fā)展八十年代以來，隨著電子技術(shù)，液壓技術(shù)的發(fā)展和液壓機(jī)的普及應(yīng)用得到了進(jìn)一步發(fā)展。目前，該液壓機(jī)的最大額定壓力達(dá)到750MN，用于金屬成形的末端。 許多模型已被用于CNC或工業(yè)PC機(jī)來控制，使產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到了很大提高。隨著人們生活水平的提高，壓制金屬產(chǎn)品的需求逐年增加彈力，而臉上產(chǎn)品品種不斷增加的需求，而另一方面生產(chǎn)批次萎縮。適應(yīng)小批量的生產(chǎn)，需要能夠快速調(diào)整的加工設(shè)備，則油壓機(jī)械理想成型設(shè)備，尤其是當(dāng)液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工件的復(fù)雜性和工件加工不對(duì)稱，并實(shí)現(xiàn)了非常低的抑制率。該處理方法也適用于長(zhǎng)行程，難以成形和高強(qiáng)度的材料。功率的變量組合，更短的處理時(shí)間，根據(jù)工件和建立一個(gè)壓縮沖程長(zhǎng)度的調(diào)整，它與加工系統(tǒng)相比，有其優(yōu)點(diǎn)的。 因?yàn)闆]有削成型加工設(shè)備的通用液壓機(jī)，其工作原理是利用液壓轉(zhuǎn)印能量的壓力來完成的處理。它的工作特點(diǎn)，一是動(dòng)力傳輸是“靈活”驅(qū)動(dòng)，不像機(jī)械設(shè)備，先進(jìn)的動(dòng)力系統(tǒng)，這款硬盤的原則避免了機(jī)械的過載情況;二是在只有單個(gè)液壓線性驅(qū)動(dòng)力拉伸過程中，沒有驅(qū)動(dòng)力“成角”，這使得處理系統(tǒng)具有壽命長(zhǎng)，產(chǎn)量高的文物。液壓機(jī)具有單動(dòng)，雙動(dòng)，三個(gè)運(yùn)動(dòng)三種基本操作模式。在單操作模式中，壓頭（或滑板）作為一種方式來移動(dòng)所述可動(dòng)構(gòu)件以完成加壓過程。這種工作方式是不接合裝置。單作用壓力機(jī)主要用于薄片成型，適用于紙幅和帶式材料。雙動(dòng)壓機(jī)有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件：滑塊（或打孔）和模板。他們的工作就是一拳（或幻燈片）自上而下的拉伸沖料，模板本意是固定壓板。壓制后，模板可以確信發(fā)揮功能的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)材料和工件的壓力，正模板的特征參數(shù)。三動(dòng)壓力機(jī)，從上到下下擺舉動(dòng)模板剝離動(dòng)拉深滑塊和幻燈片。然而，從空白模板的期間，也可用于實(shí)現(xiàn)特定的模制操作。此壓也可以用一個(gè)雙動(dòng)機(jī)進(jìn)行。 由于內(nèi)滑動(dòng)和珠塊相關(guān)聯(lián)，因此，模制壓力和壓力合成整個(gè)系統(tǒng)的總負(fù)載量。幀結(jié)構(gòu)可以根據(jù)型梁，復(fù)合幀類型，整體框架，單臂等進(jìn)行劃分。按功能液壓機(jī)可分為手動(dòng)液壓機(jī)，鍛壓液壓機(jī)，液壓沖孔機(jī)，通用液壓機(jī)，校正壓裝液壓機(jī)，貼合液壓機(jī)，擠壓液壓機(jī)，熱壓液壓機(jī)，壓塊包裝液壓機(jī)，液壓機(jī)十組的類型。 1.3 液壓機(jī)的發(fā)展 作為液壓機(jī)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的液壓系統(tǒng)，比較成熟，國(guó)內(nèi)液壓機(jī)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)。微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，提高了液壓機(jī)的性能，提高了穩(wěn)定性，效率和處理可能的其他方面。相比而言，雖然各種國(guó)產(chǎn)車型，但技術(shù)含量相對(duì)較低，缺乏高科技的高端機(jī)型，這款集成機(jī)電，趨勢(shì)柔性生產(chǎn)小批量不兼容。 液壓產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外，根據(jù)控制系統(tǒng)，液壓機(jī)可分為三種類型：一種是中繼對(duì)于傳統(tǒng)的液壓機(jī)的主要內(nèi)容;的可編程控制器控制液壓機(jī);第三個(gè)是應(yīng)用先進(jìn)的微處理器（或工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）的高性能液壓機(jī)。三種類型的函數(shù)而變化，應(yīng)用程序是不一樣的。但總的趨勢(shì)是高速化，智能化。 發(fā)展趨勢(shì) ⑴ 高速，高效，能耗低。提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。 ⑵ 機(jī)電一體化。充分合理的利用的先進(jìn)技術(shù)的機(jī)械和電子方面對(duì)于提高整個(gè)液壓系統(tǒng)。 ⑶ 自動(dòng)化，智能化。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展為液壓自動(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，而且在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障和處理。 ⑷ 液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。連接液壓系統(tǒng)的管路的一體的結(jié)構(gòu)，有效地防止泄漏和污染。組件的標(biāo)準(zhǔn)化，以方便維修的機(jī)器帶來的。 當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)更加完善和成熟的理論基礎(chǔ)。目前液壓傳動(dòng)技術(shù)正向著高壓，高轉(zhuǎn)速，高功率，高效率，低噪音，耐用，高度集成化方向發(fā)展。 液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) ⑴ 液壓元件布局靈活; ⑵ 液壓傳動(dòng)操作控制方便，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速; ⑶ 容易實(shí)現(xiàn)直線傳動(dòng)液壓傳動(dòng)，可過載自動(dòng)保護(hù); ⑷ 控制相結(jié)合的液壓傳動(dòng)電液控制，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制; ⑸ 穿液壓元件比機(jī)械傳動(dòng)小得多的液壓系統(tǒng)上，液壓油作為傳輸介質(zhì)，除了外還起到了潤(rùn)滑和液壓系統(tǒng)的作用，以延長(zhǎng)液壓元件的使用壽命。 5 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第二章 液壓機(jī)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第二章液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 2.1.1 液壓機(jī)負(fù)載確定 液壓機(jī)的最大工作負(fù)荷是2000KN，工作成當(dāng)最大壓力為25MPa的液體。 2.1.2 液壓機(jī)主機(jī)工藝過程分析 當(dāng)按下主機(jī)進(jìn)程工件：按下啟動(dòng)按鈕后，主缸進(jìn)油的上院，梁很快根據(jù)其自身重量向下滑動(dòng)，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)供應(yīng)不足，加滿油箱到氣缸油補(bǔ)。罷工工人進(jìn)入后快進(jìn)到行程開關(guān)，滑動(dòng)工作成束，并逐漸加壓工件。工件壓入包裝階段，完成后，使產(chǎn)品穩(wěn)定成型。包裝，回合制油進(jìn)入液壓缸下腔后，滑塊快速返回，直到之后的地方停下來。后交叉滑動(dòng)停止移動(dòng)，氣缸室的頂部到油在工件，工件頂出前，在氣缸室的頂部入油，快速地返回。 2.1.3 液壓系統(tǒng)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 主缸滑塊快進(jìn)速度：0.08m/s； 主缸最大工進(jìn)速度：0.006m/s 主缸回程速度：0.03m/s； 頂出缸頂出速度：0.02m/s 頂出缸回程速度：0.05m/s 2.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.2.1 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700mm，可以得到主缸的速度循環(huán)圖如下： 圖2.1 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)，主要充油缸室主缸快速下行，慣性負(fù)載跟蹤。此外，有靜摩擦，動(dòng)摩擦負(fù)載。由于滑塊是不正壓導(dǎo)柱，也不會(huì)產(chǎn)生正壓力，摩擦，因此在運(yùn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)體產(chǎn)生將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工作負(fù)荷少，計(jì)算最大負(fù)載是微不足道的。最大負(fù)荷的工作負(fù)荷液壓工作納入時(shí)間。通過分析各種負(fù)載條件下，液壓主缸遭受外部負(fù)載包括工作負(fù)荷，負(fù)荷慣性，摩擦力載荷，即： F = Fw + Ff + Fa ( 2.1 ) 式中： F —液壓缸所受外負(fù)載； Fw —工作負(fù)載； Ff —滑塊和導(dǎo)向柱，在啟動(dòng)活塞和缸摩擦負(fù)載之間加載靜摩擦，負(fù)荷開始后的動(dòng)摩擦; Fa —運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載。 ⑴ 慣性負(fù)載Fa計(jì)算 計(jì)算公式： Fa = ( 2.2 ) 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=0.01～0.5s。 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：=0.08m/s ，取=0.05s，代入公式2.2中。 即： Fa = = 4898N ⑵ 摩擦負(fù)載Ff計(jì)算 當(dāng)滑塊負(fù)荷開工生成動(dòng)態(tài)摩擦后開始負(fù)載的靜摩擦。所有的動(dòng)作可以通過在主缸的負(fù)載可以看出，工作量要比其它形式的負(fù)載的大得多。由于滑塊和導(dǎo)向桿，活塞和氣缸之間的摩擦不是很大，這樣，計(jì)算的最大負(fù)載時(shí)加載摩擦主缸是微不足道的。 ⑶ 主缸負(fù)載F計(jì)算 將上述參數(shù)Fa = 4898N 、Fw = 2000000N代入公式2.1中。 即： F = 2000000 + 4898 = 2004898N 3) 主缸負(fù)載循環(huán)圖 ⑴ 主缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表2.1 表2.1 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 + Fa ≈25KN 橫梁滑塊快速下行 F = f動(dòng) 忽略不計(jì) 工 進(jìn) F = f動(dòng) + Fw ≈2000KN 快速回程 F = f 回+ 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。 ⑵ 主缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖2.2 圖2.2 主缸負(fù)載循環(huán)圖 2.2.2 液壓機(jī)頂出缸工況分析 1) 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2.1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2.3 頂出缸速度循環(huán)圖 2) 頂出缸負(fù)載分析 之后的主缸的返回停止在汽缸室的頂部進(jìn)油，活塞向上，那么會(huì)產(chǎn)生慣性，靜摩擦，動(dòng)摩擦和其它負(fù)載。由于工作壓力的圓筒的頂部比所述主汽缸壓力條件小得多，且質(zhì)量比主缸滑塊小得多，慣性負(fù)荷較小時(shí)，計(jì)算可忽略不計(jì);類似地摩擦負(fù)載和噴射力也比較小，或不計(jì)數(shù);當(dāng)工作負(fù)荷比較大，而在氣缸的頂部，以計(jì)算最大工作負(fù)載可以近似等于噴射力在工件的頂部。將參數(shù)代入方程式2.1計(jì)算最大負(fù)荷氣缸的頂部。 即： F = Fw = 350000N 式中： Fw —頂出力； 3) 頂出缸負(fù)載循環(huán)圖 ⑴ 頂出缸工作循環(huán)各階段外負(fù)載如表2.2 表2.2 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) + Fw ≈1750 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。 ⑵ 頂出缸各階段負(fù)載循環(huán)如圖2.4 圖2.4 頂出缸負(fù)載循環(huán)圖 2.3 液壓系統(tǒng)原理圖擬定 2.3.1 液壓系統(tǒng)供油方式及調(diào)速回路選擇 液壓技工加載時(shí)間投入大，慢動(dòng)作，快進(jìn)，快退相對(duì)于工作負(fù)載到時(shí)候要小得多，但速度是當(dāng)你將工作速度比。為了提高液壓機(jī)的工作效率，可以使用雙泵或變量泵油的方式。兩者合計(jì)，液壓變量泵油，精油通道，如圖2.5。 由于液壓機(jī)械條件時(shí)將逐漸增加，為了使液壓機(jī)的負(fù)載壓力處于安全的工作條件，速度環(huán)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2.6所示。 圖2.5 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2.6 恒功率曲線圖 2.3.2 液壓系統(tǒng)速度換接方式的選擇 液壓機(jī)加工零件，包括主缸過程快進(jìn)，工作進(jìn)，倒帶，和氣缸的頂部的頂，快速返回。什么樣的方式，以安全快捷，準(zhǔn)確的液壓機(jī)進(jìn)行訪問是穩(wěn)定的基礎(chǔ)。為了達(dá)到控制的要求，液壓系統(tǒng)的速度通過行程開關(guān)訪問控制。這個(gè)速度與穩(wěn)定，可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的接入方式，方便行程調(diào)節(jié)功能，安裝也很方便。 2.3.3 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2.7所示。 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)油郵箱 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、31--梭閥 圖2.7 液壓機(jī)插裝閥控制系統(tǒng)原理圖 2.3.4 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)插件閥歧管，插裝閥的工作原理如下： F1，F(xiàn)2組合物進(jìn)油調(diào)節(jié)器電路，其中，F(xiàn)1是一個(gè)單向閥，以防止液壓油壓系統(tǒng)的回流泵，F(xiàn)2導(dǎo)向溢流閥2調(diào)整系統(tǒng)，先導(dǎo)溢流閥，用于限制1的系統(tǒng)的最大壓力，緩沖3和電磁閥換向4卸載泵和提升緩沖; F3，F(xiàn)4組成的主缸23的油路環(huán)，導(dǎo)向溢流閥6用于確保該主缸中，緩沖閥的電磁閥7和8的主缸壓力釋放襯墊的上腔室; F5，主缸油三通電路，先導(dǎo)溢流閥11，用于調(diào)節(jié)主缸，先導(dǎo)溢流閥10根據(jù)主氣缸閥室的下腔室的平衡的下部室的F6組合物; F7，F(xiàn)8圓筒的頂部用液壓墊，在浮動(dòng)活塞氣缸上部室油三通回路腔室充，先導(dǎo)溢流閥15由位于氣缸室安全閥，止回閥14，用于噴射的頂部; F9，在氣缸室油路循環(huán)的頂部F10組合物，先導(dǎo)溢流閥18是在汽缸閥室的頂部。 此外，主閥F3的入口，F(xiàn)5，F(xiàn)7，F(xiàn)9具有控制油壓力選擇梭閥的一種方式，是用來確?？煽垮F閥關(guān)閉，以防止回壓。 2.3.5 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 ⑴ 開始 - 按下啟動(dòng)按鈕，所有的螺線管去激勵(lì)，在中間位置的三通電磁閥4的卷軸上。通過閥門3，4與罐閥F2暗盒閥控制室接通時(shí)，主閥。通過液壓閥F2，泵類負(fù)載起動(dòng)泵油流回油箱。 ⑵ 主缸快速滑下 - 電磁1Y，3Y，6Y有電，然后關(guān)閉插裝閥F2，F(xiàn)3，F(xiàn)6開，泵油系統(tǒng)，流體通過閥F1的輸出，F(xiàn)3進(jìn)入主缸腔。主缸油的下部腔室返回到通過閥F6罐很快?；瑝K表達(dá)下降太快，來不及填充泵排出流量在該上部腔室和負(fù)壓室的話，由于下根據(jù)其自身的重量，。填充閥21打開時(shí)，罐的上部，以用于快速下行補(bǔ)油，滑塊的上部腔室。 ⑶ 減速向下滑動(dòng) - 當(dāng)觸摸2S后限位開關(guān)，激勵(lì)電磁體6Y，7Y得電，插入式閥控制室F6先導(dǎo)溢流閥11開啟時(shí)滑??動(dòng)線在一定位置，在閥11 F6設(shè)定在閥-Under泄壓，主缸下室將有一些背壓。主汽缸壓力的上部腔室會(huì)更高。此時(shí)，灌裝閥21關(guān)閉。主缸室進(jìn)入油泵輸送率只有滑塊減速下來。 ⑷ 工作納入 - 當(dāng)幻燈片減速行駛距離接近工件，通過壓載決定主缸壓力的上腔，主缸壓力的上院將繼續(xù)上升，變量泵的輸出流量自動(dòng)相應(yīng)減少。當(dāng)主缸室的壓力達(dá)到先導(dǎo)溢流閥2的設(shè)定壓力時(shí)，泵的輸出通過溢流閥F2流了，然后滑動(dòng)停止移動(dòng)。 ⑸ 填料 - 當(dāng)壓力達(dá)到所需的工作壓力的要求，電觸點(diǎn)的電信號(hào)，電磁體1Y，3Y，7Y所有通電，閥F3，F(xiàn)6靠近主缸的上室之后。主缸室閉鎖實(shí)現(xiàn)包裝，而F2打開閥門，泵卸荷。 ⑹ 浮雕主缸上室 - 主汽缸壓力的上部腔室已經(jīng)很高，此時(shí)，在一段停留時(shí)間繼電器的后至F4緩沖閥7和發(fā)送一個(gè)電信號(hào)，4Y螺線管被通電時(shí)，閥控制室電磁換能器的閥8和燃料箱被接通時(shí)，一個(gè)緩沖閥7的作用下，閥F4慢慢打開，主缸的上室，實(shí)現(xiàn)無沖擊減輕，保證了設(shè)備處于安全的工作條件。 ⑺ 總泵回報(bào) - 當(dāng)主缸壓力的上部腔室滴一個(gè)安全值，電觸點(diǎn)的電信號(hào)，電磁體2Y，5Y，4Y，12Y得電，插裝閥F2關(guān)閉，閥F4，F(xiàn)5打開，填閥21被打開，油壓閥F1，F(xiàn)5，進(jìn)入主缸下室，主缸油通過灌裝閥21的上腔室和閥F4為回到上部容器和主箱，該主缸到完成退貨。 ⑻ 主缸停止 - 當(dāng)返回到達(dá)上端主缸，撥動(dòng)行程開關(guān)1S，所有通電電磁鐵，閥F2打開，泵卸載。 F5主缸氣門收低室，滑塊停止移動(dòng)。 2）氣缸 ⑴ 工件彈射 - 當(dāng)主缸回報(bào)停止運(yùn)動(dòng)，按下按鈕，電磁鐵2Y，9Y的頂部，10Y是電動(dòng)，插裝閥F8，F(xiàn)9打開，通過閥門F1液壓油，F(xiàn)9進(jìn)入頂部缸下室，通過閥F8油上部腔室流回油箱，工件的頂部。 ⑵ 圓筒的頂部返回 - 返回按鈕被按下時(shí)，所述電磁鐵9Y，10Y通電電磁鐵2Y，8Y，11Y得電，插裝閥F7，F(xiàn)10打開時(shí)，液壓油通過閥F1，F(xiàn)7進(jìn)入前缸室的，通過閥門的下腔室F10流體流回油箱，罐頂?shù)幕貓?bào)。 3) 液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表 電磁鐵動(dòng)作順序如表2.3 表2.3 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 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7Y 8Y 9Y 10Y 11Y 12Y 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)。 2.4 液壓系統(tǒng)基本參數(shù)計(jì)算 2.4.1 液壓缸基本尺寸計(jì)算 1) 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3.2可知最大負(fù)載F=2000KN。查表2-3 [1]，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 ηcm = 0.95。液壓缸受力如圖2.8所示。 圖2.8 液壓機(jī)主缸受力簡(jiǎn)圖 由圖2.8可知 D= (2.3) 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； ηcm—液壓缸機(jī)械效率，一般ηcm = 0.9～0.95。 將參數(shù)代入公式（2.3），P2忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑 即： D=mm≈327mm 查表2-4 [1],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=0.7x327≈229mm 同理查表2-5 [1],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。 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(fù)載與主缸相比要小很多，查表2-1 [1],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2-3 [1]，缸工作壓力為12MPa，選取d/D為0.7，取液壓缸的機(jī)械效率 ηcm = 0.95。液壓缸受力如圖2.9所示。 圖2.9液壓機(jī)頂出缸缸受力簡(jiǎn)圖 將參數(shù)代入公式（2.3），P2忽略不計(jì)，可求得液壓缸內(nèi)徑 即： D=mm≈198mm 查表2-4 [1],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=0.7x198≈138mm 同理查表2-5 [1],將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑，取d=140mm。 經(jīng)過計(jì)算液壓機(jī)頂出缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑分別為：D=200mm ；d=140mm。 2.4.2 液壓系統(tǒng)流量計(jì)算 1) 主缸所需流量計(jì)算 由設(shè)計(jì)參數(shù)及主缸的尺寸，對(duì)主缸各個(gè)工況所需流量進(jìn)行計(jì)算。已知主缸的快進(jìn)速度為0.08m/s，工進(jìn)速度為0.006m/s，快速回程速度為0.03m/s，主缸內(nèi)徑為320mm，活塞桿直徑為220mm。 由流量計(jì)算公式： （2.4） 快進(jìn)時(shí)： =≈385.8L/min 工進(jìn)時(shí)： =≈28.8L/min 快退時(shí)： =≈76.2L/min 2) 頂出缸所需流量計(jì)算 所述設(shè)計(jì)參數(shù)與所述圓筒的頂部的大小，對(duì)計(jì)算的流量所需的各種條件頂部的汽缸。已知頂出缸的頂出速度為0.02m/s，快退速度為0.05m/s，頂出缸內(nèi)徑為200mm，活塞桿直徑為140mm，代入公式（2.4），即： 頂出時(shí)： =≈37.8L/min 快退時(shí)： ==48L/min 3) 液壓泵額定壓力、流量計(jì)算及泵的規(guī)格選擇 ⑴ 泵工作壓力確定 實(shí)際工作過程中，有一定的壓力液壓油的進(jìn)油損失，因此在計(jì)算泵的工作壓力損失時(shí)必須加以考慮。泵的工作壓力的計(jì)算公式如下： （2.5） 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(jìn)油路中的壓力損失，對(duì)于簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，取0.2～0.5MPa，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，取0.5～1.5MPa。 本液壓機(jī)執(zhí)行部件的最大工作壓力P1=25MPa，進(jìn)油路中的壓力損失，取=0.5MPa。代入公式（2.5）可求得泵的工作壓力。 即： 通過計(jì)算，泵的工作壓力PP=25.5MPa。壓力系統(tǒng)的靜壓，以及在過渡階段的各種采礦動(dòng)壓系統(tǒng)有時(shí)比靜壓更多。此外，為了延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，設(shè)備的設(shè)計(jì)必須具有一定的壓力，儲(chǔ)備和保證泵的壽命，因此在選取泵的額定工作壓力Pn時(shí)，應(yīng)滿足，取Pp=1.25。 即： Pn = 1.25Pp=1.25x25.5MPa≈31.9MPa ⑵ 液壓泵最大流量計(jì)算 通過液壓缸，以及它們所需的運(yùn)動(dòng)周期原理的流量的計(jì)算，泵的最大流量可由公式(2.6)計(jì)算得到。 (2.6) 式中： —液壓泵的最大流量； KL—液壓系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KL=1.1～1.3，取KL=1.2； —同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果時(shí)間安全閥處于上溢狀態(tài)時(shí)，應(yīng)加入到最小流量溢流閥溢流。 將參數(shù)代入公式（2.6）中，即： ≈463L/min ⑶ 液壓泵規(guī)格選擇 查表5-17 [1]，根據(jù)泵的額定壓力，選取液壓泵的型號(hào)為：250YCY14-1B。 基本參數(shù)如下： 排量：250mm/r ；額定壓力：32MPa ； 額定轉(zhuǎn)速：1000r/min ；容積效率：92% 。 ⑷ 泵的流量驗(yàn)算： 由液壓泵的基本參數(shù)可知泵每分鐘排量=160ml/r×1000r/min=250L/min，而泵實(shí)際所需的最大流量=463L/min，液壓機(jī)出現(xiàn)供油不足，快進(jìn)無法實(shí)現(xiàn)。為了滿足液壓機(jī)的正?？爝M(jìn)，必須在液壓系統(tǒng)中設(shè)置補(bǔ)油油箱。 2.4.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 兩個(gè)液壓機(jī)，即：在主缸和罐頂。主缸和快進(jìn)氣缸各條件的頂部，工作成，回報(bào)率和不一樣的，從而使耗電量也不同。確定所述電力消耗的電動(dòng)機(jī)的額定功率，必須根據(jù)最大的工作條件來確定，所以計(jì)算出主缸，每個(gè)操作模式下的罐頂?shù)墓摹９β视?jì)算公式如下： P= (2.7) 式中： P-電動(dòng)機(jī)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=0.7。 1) 主缸各工況功率計(jì)算 ⑴ 快進(jìn)功率 當(dāng)主缸滑塊快進(jìn)在其自身重量更快，但此時(shí)的燃料泵的輸出不能滿足快速向下滑動(dòng)?？爝M(jìn)時(shí)，負(fù)荷小，摩擦負(fù)荷只有活塞和汽缸，導(dǎo)柱與車之間，因此泵的出口壓力小，功耗不是很大。⑵ 工進(jìn)功率 由主缸負(fù)載循環(huán)圖2.2可及，工進(jìn)時(shí)主缸最大負(fù)載為2000KN，無桿腔面積A=≈0.08㎡，進(jìn)油回路壓力損失取P=0.5MPa，則液壓泵的壓力Pp由公式（2.8）計(jì)算。 （2.8） 即： 將、=28.8L/min、η=0.7代入公式（2.7）中，求得工進(jìn)功率為： ⑶ 快退功率 由圖2.2可知，快退負(fù)載為400KN,，取進(jìn)油回路壓力損失取P=0.5MPa，代入公式（3.8），求得泵的壓力。 即： 將、=76.2L/min、η=0.7代入公式（2.7）中，求得快退功率即為： 2) 頂出缸各工況功率計(jì)算 ⑴ 頂出功率 由頂出缸負(fù)載循環(huán)圖2.4可及，頂出時(shí)主缸最大負(fù)載為350KN，無桿腔面積A=≈0.032㎡，進(jìn)油回路壓力損失取P=0.5MPa，那么液壓泵的壓力Pp可由公式（2.8）計(jì)算。 即： 將、=37.8L/min、η=0.7代入公式（2.7）中，求得工進(jìn)功率即為： ⑵ 回程功率 當(dāng)氣缸返回的頂部，加載活塞和汽缸之間只有摩擦負(fù)載。負(fù)載尺寸應(yīng)比的加載時(shí)間的頂部小得多，所以功耗的返回比消耗的功率的頂部更小，因此，返回功率計(jì)算被省略。 ⑶ 電動(dòng)機(jī)額定功率及型號(hào)的確定 判定的電機(jī)額定功率應(yīng)根據(jù)最大功率消耗的條件。主缸的比較，罐頂狀態(tài)所需的所有功率，主缸工進(jìn)時(shí)的功率最大，為17.5KW。 查表12-1 [2]，選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y180M-4。 其它技術(shù)參數(shù)為：額定功率：18.5KW ； 滿載轉(zhuǎn)速：1470r/min 。 2.4.4 液壓元件的選擇 表2.4液壓元件明細(xì)表 序 號(hào) 液 壓 元 件 名 稱 元 件 型 號(hào) 額定流量（L/min） 1 溢 流 閥 YEF3-E25B 120 2 溢 流 閥 YEF3-E20B 120 4 電磁換向閥 34F3P-E16B 80 5 電磁換向閥 24F3-E16B 80 6 溢 流 閥 YEF3-E25B 120 8 電磁換向閥 24F3-E16B 80 9 電磁換向閥 24F3-E16B 80 10 溢 流 閥 YEF3-E25B 120 11 溢 流 閥 YEF3-E20B 120 12 電磁換向閥 34F3O-E16B 80 13 電磁換向閥 24F3-E16B 80 14 單向閥 AF3-Eb20B 100 15 溢 流 閥 YEF3-E25B 120 16 電磁換向閥 24F3-E16B 80 17 電磁換向閥 24F3-E16B 80 18 溢 流 閥 YEF3-E25B 120 19 電磁換向閥 24F3-E16B 80 20 電磁換向閥 24F3-E16B 80 22 充液閥 YAF3-Ea20B 150 25 壓力表 KF3E6L 240 26 變量泵 250YCY14-1B 250 27 過濾器 WU-250X180F 250 2.5 液壓系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) 2.5.1 液壓機(jī)主缸設(shè)計(jì) 通過2.3.4.1液壓缸基本尺寸的計(jì)算，可及主缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑等參數(shù)。下面對(duì)主缸的其它參數(shù)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 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。當(dāng)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。液壓缸的制造材料一般有鍛鋼、鑄鋼（ZG25、ZG35）、高強(qiáng)度鑄鐵、灰鑄鐵（HT200、HT350）、無縫鋼管（20、30、45）等。對(duì)于一般選用無縫鋼管制造負(fù)荷大型機(jī)械設(shè)備塊料，主缸體材質(zhì)采用無縫鋼管45。 液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為Ra0.4～0.8μm；內(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；缸體內(nèi)表面母線的直線度500mm長(zhǎng)度之內(nèi)不大于0.03mm；缸體端面對(duì)軸線的垂直度在直徑每100mm上不大于0.04mm；如果缸體與端蓋采用螺紋連接，螺紋采用6H級(jí)精度。 2) 主缸壁厚的確定 壁厚計(jì)算公式如下： （2.9） 式中： δ—液壓缸壁厚（m）； D—液壓缸內(nèi)徑（m）； —實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.25～1.5）倍； [σ]—缸筒材料的許用應(yīng)力。鍛鋼：[σ]=110～120MPa ；鑄鋼：[σ]=100～110MPa ；高強(qiáng)度鑄鐵：[σ]=60MPa ；灰鑄鐵：[σ]=25MPa ；無縫鋼管：[σ]=100～110MPa 。 主缸壁厚δ計(jì)算，將D=0.32m ；[σ]= 110MPa ；=1.4×25.5MPa=35.7MPa代入公式（2.9）中，即： 液壓缸缸體的外徑D外計(jì)算公式如下： D外≥D＋2δ (2.10) 將參數(shù)代入公式（2.10），即： D外≥0.32m＋0.104m＝0.426m 外徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列后，取主缸缸體外徑D外＝430mm。 3) 主缸缸蓋材料、厚度的確定 35鋼，45號(hào)鋼，鑄鋼，常被用來制作鐵的導(dǎo)向作用常用材料，鑄鐵。 35鋼頭的選材，厚度頭的計(jì)算方法如下： （2.11） 式中： t—缸蓋的有效厚度(m)； —缸蓋止口直徑； [σ]—缸蓋材料許用應(yīng)力。 即： 圓整后取缸蓋厚度t=60mm。 4) 主缸最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活塞桿伸出所有的時(shí)間，從該中點(diǎn)到活塞頭的支承面滑動(dòng)距離的支承面中點(diǎn)被稱為因?yàn)閷?dǎo)向，由H.表示的最小長(zhǎng)度如果導(dǎo)引長(zhǎng)度太小，間隙所引起的偏轉(zhuǎn)離開氣缸初始偏轉(zhuǎn)增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性。在一般情況下，在導(dǎo)向筒的最小長(zhǎng)度應(yīng)符合下列要求： (2.12) 導(dǎo)向長(zhǎng)度如圖2.10所示 圖2.10 主缸導(dǎo)向長(zhǎng)度簡(jiǎn)圖 式中： L—液壓缸的最大行程； D—液壓缸的內(nèi)徑。 由表1.1可知主缸的最大行程H=700mm，液壓缸內(nèi)徑D=320mm代入公式（2.12）中，求主缸的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 即： 為了保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，不應(yīng)過分增大和B的大小，如有必要，可以在氣缸蓋和活塞之間添加間隔物，以增加導(dǎo)的最小長(zhǎng)度。隔套的長(zhǎng)度C可有公式（2.13）求得，即： (2.13) 式中： B—活塞的寬度，一般取B=（0.6～1.0）D； —缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑的不同有不同的算法，當(dāng)D＜80mm時(shí)，取=（0.6～1.0）D；當(dāng)D＞80mm時(shí)，取=（0.6～1.0）d。 5) 主缸活塞材料、技術(shù)要求、外形尺寸及密封方案的確定 活塞制造材料一般選用灰鑄鐵(HT150、HT200)、當(dāng)缸體內(nèi)徑較小時(shí)，整體式結(jié)構(gòu)的活塞選用35鋼、45鋼。主缸活塞選用灰鑄鐵HT200。 活塞制造時(shí)外圓柱表面的粗糙度為Ra0.8～1.6μm；外徑圓度、圓柱度不大于外徑公差的一半；外徑對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)不大于外徑公差的一半；端面對(duì)軸線垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm；外徑用橡膠密封圈密封的公差配合取f7～f9，內(nèi)孔與活塞桿的配合取H8/f7。 活塞寬度系數(shù)取0.8，即活塞的寬度B=0.8D=0.8×320mm =256mm。圓整后取活塞寬度B=260mm。 查表2-10[1],液壓機(jī)主缸工況時(shí)的壓力大，泄漏量也會(huì)隨壓力成正比升高，因此密封圈選用Y形密封圈，這種密封圈能承受的大的工作壓力，泄漏量小。 32 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 參考文獻(xiàn) 結(jié)論 本文著重液壓機(jī)的液壓控制回路，液壓元件及安全防護(hù)措施進(jìn)行了設(shè)計(jì)。經(jīng)過相比之下多個(gè)程序，本文插裝閥液壓系統(tǒng)集成控制系統(tǒng)。液壓控制系統(tǒng)，解決了普通窮人密封閥系統(tǒng)，通過小流量，壓力損失等問題。為了與負(fù)載系統(tǒng)工作壓力的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)恒功率變量柱塞泵的選擇。為了解決對(duì)安全設(shè)備液壓沖擊的影響，該系統(tǒng)建立了救災(zāi)循環(huán)。通過降低壓力釋放系統(tǒng)，以防止液壓沖擊;設(shè)置循環(huán)使工件保壓成型有足夠的時(shí)間，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。訪問控制通過這樣的方式進(jìn)行訪問控制更加可靠，安裝方便，速度行程開關(guān)，價(jià)格實(shí)惠。通過流量計(jì)算將有快進(jìn)主缸油短缺，為了解決這個(gè)問題，設(shè)置了油箱的液壓系統(tǒng)中。在確定了總體方案，以驗(yàn)證所述液壓系統(tǒng)的可行性，該液壓系統(tǒng)能滿足液壓機(jī)的處理要求。此外，主機(jī)，電氣控制系統(tǒng)是簡(jiǎn)單的整體設(shè)計(jì)。 方案設(shè)計(jì)過程中液壓機(jī)，選擇可能不是最佳?？傮w而言，本文的整體設(shè)計(jì)，以滿足加工要求。 參考文獻(xiàn) [1] PLC在改造成型壓力機(jī)上的使用 電腦開發(fā)與應(yīng)用 2002年 第05期[M]. 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