文獻綜述-100T四柱液壓機液壓系統(tǒng)設計

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有CAD圖紙和說明書,領取加Q 197216396 或 11970985 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題 目： 100t四柱式液壓機及液壓系統(tǒng)設計 學院： 應用技術學院 專 業(yè)： 學生姓名： 指導老師： 年 2 月 16 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．文獻綜述：結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2500字以上的文獻綜述，文后應列出所查閱的文獻資料。 文 獻 綜 述 0 引言 液壓機是一種以液體為工作介質，用來傳遞能量以實現(xiàn)各種工藝的機器。液壓機被廣泛應用于機械工業(yè)的許多領域。例如在鍛壓領域，液壓機被廣泛應用于自由鍛造、模鍛、沖壓、擠壓、剪切、拉拔成型及超塑性等許多工藝中；在機械工業(yè)的其他領域，液壓機被應用于粉末制品，塑料制品、磨料制品、金剛石成型、校正壓樁、壓磚、橡膠注塑成型等十分廣泛的不同工作領域。 液壓機一般是由本體、動力系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)三部分組成。本體一般是由機架、液壓缸部件、運動部分及其導向裝置以及其他輔助裝置組成。工藝要求使影響液壓機本體結構形式的最主要因素。由于在不同液壓機上完成的工藝是多種多樣的，因此液壓機的本體結構形式也是不同的。根據機架形式，液壓機可以分為立式和臥式；根據機架的組成形式，液壓機可分為梁柱式、單柱式、框架式、鋼絲纏繞預應力牌坊式等[1]。其中三梁四柱式是最為常見的類型，其機身是由工作臺、滑塊、上橫梁、立柱、鎖母和調節(jié)螺母等組成。其執(zhí)行元件的結構簡單，結構上易于實現(xiàn)很大的工作壓力、較大的工作空間，因此適應性強，便于壓制大型工件或較長、較高的工件；由于執(zhí)行元件結構簡單，所以布置靈活，可以根據工藝要求來多方位布置；活動橫梁的總行程和速度都可在一定范圍內、相當大程度上調節(jié)，適應工藝過程對化快速度的不同要求；通過不同閥的組合實現(xiàn)工藝過程的不同順序；安全性能好，不易超載，有利于保護模具；工作平穩(wěn)。撞擊、振動、噪聲較小，對工人及廠房有很大好處。 四柱液壓機的主機主要由上梁、導柱、工作臺、移動橫梁、主缸、頂出缸等組成。其中主缸可完成快速下行、慢速加壓、保壓延時、釋壓換向、快速返回、原位停止的動作；頂出缸可實現(xiàn)向上頂出、停留、向下退回、原位停止的動作。主機最大工作負載為1000KN。通過對液壓缸工況分析確定液壓缸負載的變化，擬定液壓系統(tǒng)圖和電磁鐵動作順序。并設計主液壓缸，計算主液壓缸的尺寸和流量，主缸的速度換接與安全行程限制通過行程開關來控制[2]。根據技術要求及設計計算選擇液壓泵、GE系列電磁閥等液壓元件。通過液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升的驗算，液壓系統(tǒng)的設計可以滿足液壓機順序循環(huán)的動作要求，設計的四柱液壓機能夠實現(xiàn)塑性材料的鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲等成型加工工藝。本液壓系統(tǒng)選用PLC控制系統(tǒng)，通過泵和油缸及各種液壓閥實現(xiàn)能量的轉換，調節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。液壓機采用集中式布置，液壓系統(tǒng)油源與控制調節(jié)裝置置于主機之外[3，4]。 該液壓機結構緊湊，動作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程可在規(guī)定的范圍內任意調節(jié)，操作簡單。 1 四柱式液壓機用途及特點 液壓機是油泵把液壓油輸送到集成插裝閥塊，通過各個單向閥和溢流閥把液壓油分配到油缸的上腔或者下腔，在高壓油的作用下，使油缸進行運動。液壓機是利用液體來傳遞壓力的設備。 　液壓機由主機及控制機構兩大部分組成。液壓機主機部分包括液壓缸、橫梁、立柱及充液裝置等。動力機構由油箱、高壓泵、控制系統(tǒng)、電動機、壓力　閥、方向閥等組成。該液壓機適用于可塑性材料的壓制工藝。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷(熱)擠壓金屬成型、薄板拉伸以及橫壓、彎壓、翻透、校正等工藝。，還適用于校正、安裝、粉末制品和磨料制品的壓制成型以及塑料制品、絕緣制品的壓制成型。機器具有獨立的動力機構和電氣系統(tǒng)，采用按鈕集中控制，可實現(xiàn)調整、手動及半自動三種工作方式：機器的工作壓力、壓制速度，空載快下行和減速的行程和范圍，均可根據工藝需要進行調整，并能完成頂出工藝，可帶頂出工藝、拉伸工藝三種工藝方式，每種工藝又為定壓，定程兩種工藝動作供選擇，定壓成型工藝在壓制后具有頂出延時及自動回程[5]。 2、課題國內外現(xiàn)狀 液壓機是一種以液體為工作介質，用來傳遞能量以實現(xiàn)各種工藝的機器。液壓機是制品成型生產中應用最廣的設備之一。自19世紀問世以來發(fā)展很快，已成為工業(yè)生產中必不可少的設備之一。由于液壓機在工作中的廣泛適應性，使其在國民經濟各個部門獲得了廣泛應用。四柱式（通用）液壓機屬于板料沖壓液壓機，這類液壓機主要用于各種金屬板料的沖壓成型，包括落料、沖裁、拉伸、彎曲、翻邊、精密沖裁等，還可以用于冷擠、校正、壓裝、粉末制品、磨料制品、塑料制品和絕緣材料的壓制成型。 液壓機由于具有以下多方面的優(yōu)點，因此在很多領域得到廣泛應用。 由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結構方面，已經比較成熟，國內外液壓機的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術的飛速發(fā)展，為改進液壓機的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能[6，7]。相比來講，國內機型雖種類齊全，但技術含量相對較低，缺乏技術含量高的高檔機型，這與機電液一體化，中小批量柔性生產的發(fā)展趨勢不相適應。在國內外液壓機產品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機可分為三種類型：一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機；一種是采用可編程控制器控制的液壓機；第三種是應用高級微處理器（或工業(yè)控制計算機）的高性能液壓機。三種類型功能各有差異，應用范圍也不盡相同。但總的發(fā)展趨勢是高速化、智能化。 3 液壓機的特點 研究四柱式液壓機主要是由于它有如下優(yōu)點： （1）液壓機采用內置式快速缸,空行程速度快、生產效率高； （2）壓力可按工藝需要無級調整 （3）液壓機的整體焊接的堅固開式結構可使機身保持足夠剛性的同時擁有最方便的操作空間 （4）方便的手動調整機構可調整壓頭或上工作臺在行程中任意位置壓制，也可在設計行程內任意調整快進和工進行程的長短。 （5）工作平穩(wěn)、撞擊、振動和噪聲較小，對工人健康、廠房基礎、周圍環(huán)境及設備本身都有很大好處。 在使用液壓機的同時也存在著相應的問題: 相比來講，國內機型雖種類齊全，但技術含量相對較低，缺乏技術含量高的高檔機型，這與機電液一體化，中小批量柔性生產的發(fā)展趨勢不相適應[8]。 4 液壓機發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 隨著應用了電子技術、計算及技術、信息技術、自動控制技術及新工藝、新材料的發(fā)展和應用，液壓傳動技術也在不斷創(chuàng)新。自19世紀問世以來發(fā)展很快，已經廣泛應用于國民經濟的各個部門，種類繁多，發(fā)展迅速，成為機床行業(yè)的一個重要組成部分。但由于我國液壓起步晚，液壓機只有50年的發(fā)展歷史，80年代以后我國液壓機開始進入高速發(fā)展階段。目前我國已建立了自己的液壓機設計和制造行業(yè)。 由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結構方面，已經比較成熟，目前國內外液壓機的發(fā)展體現(xiàn)在新的方向。隨著比例伺服技術的發(fā)展，液壓機的停位精度、速度控制精度越來越高，液壓機趨向高精度發(fā)展。高速化、高效化、低能耗提高了液壓機的工作效率，降低生產成本；自動化、智能化，微電子技術的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應能夠實現(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調整，具有故障預處理的功能；液壓元件集成化，標準化，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。標準化的元件為機器的維修帶來方便。 在國際上來看，由于技術發(fā)展趨于成熟，國內外機型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。在油路結構設計方面，國內外液壓機都趨向于集成化、封閉式設計，插裝閥、疊加閥和復合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應用。特別是集成塊可以進行專業(yè)化的生產，其質量好、性能可靠而且設計的周期也比較短。 液壓機是制品成型生產中應用最廣的設備之一。自19世紀問世以來發(fā)展很快，已成為工業(yè)生產中必不可少的設備之一。由于液壓機在工作中的廣泛適應性，使其在國民經濟各個部門獲得了廣泛應用。四柱式（通用）液壓機屬于板料沖壓液壓機，這類液壓機主要用于各種金屬板料的沖壓成型，包括落料、沖裁、拉伸、彎曲、翻邊、精密沖裁等，還可以用于冷擠、校正、壓裝、粉末制品、磨料制品、塑料制品和絕緣材料的壓制成型[9]。 液壓機由于具有以下多方面的優(yōu)點，因此在很多領域得到廣泛應用。 (1）基于液壓傳動原理，執(zhí)行元件結構簡單，結構上易于實現(xiàn)很大的工作壓力，較大的工作空間和較長的工作行程，因此適應性強，便于壓制大型工件或較長、較高的工件。 (2）由于執(zhí)行元件結構簡單，具有靈活布置的特點，因此可以根據工藝要求進行多方位的布置以及多地點分散布置[10]。 (3）在行程的任何位置均可產生液壓機額定的最大壓力。 (4）活動衡量的總行程可以在一定范圍內任意無極改變，行程的下轉換點也可以根據工藝要求方便的控制和改變。 (5）可以用不同閥的組合來實現(xiàn)工藝過程的不同程序，方便的適應程序的變化，便于實現(xiàn)程序控制及計算機自動控制。 (6）工作平穩(wěn)、撞擊、振動和噪聲較小，對工人健康、廠房基礎、周圍環(huán)境及設備本身都有很大好處。 由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結構方面，已經比較成熟，國內外液壓機的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術的飛速發(fā)展，為改進液壓機的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能。相比來講，國內機型雖種類齊全，但技術含量相對較低，缺乏技術含量高的高檔機型，這與機電液一體化，中小批量柔性生產的發(fā)展趨勢不相適應。在國內外液壓機產品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機可分為三種類型：一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機；一種是采用可編程控制器控制的液壓機；第三種是應用高級微處理器（或工業(yè)控制計算機）的高性能液壓機。三種類型功能各有差異，應用范圍也不盡相同。但總的發(fā)展趨勢是高速化、智能化。 4.1發(fā)展現(xiàn)狀 早在1662年，帕斯卡就發(fā)現(xiàn)了利用液體產生很大力量的可能性，1795年，英國人Bramah取得了第一個手動液壓機的專利，但真正液壓機的發(fā)展歷史不到200年。 隨著西方資本主義的發(fā)展，蒸汽機的發(fā)明，引發(fā)了工業(yè)革命，具有悠久歷史的鍛造工藝也逐步由手工鍛造轉變?yōu)闄C器鍛造。16世紀初，出現(xiàn)了第一批水利機械錘。1893年，第一臺蒸汽錘出現(xiàn)。此后，伴隨著機械工業(yè)的發(fā)展，鍛件尺寸越來越大，鍛錘已做到落下部分超過100噸，如此笨重的錘，操作困難，振動十分巨大。1859~1861年在維也納鐵路工廠有了第一批用于金屬加工的7000KN，10000KN，和12000KN的液壓機。1884年，英國曼徹斯特首先使用了鍛造鋼錠用的鍛造水壓機，與鍛錘相比，運動部件不必那么重，振動又小，發(fā)展很快。在1887~1888年間，制造了一系列鍛造水壓機，其中包括一臺40000KN的大型水壓機。1893年，建造了當時最大的120MN鍛造水壓機。1934年，德國制造了70000KN模鍛水壓機；1938~1944年之間，為了第二次世界大戰(zhàn)的需要，又相繼制造了三臺150MN的鍛造水壓機和一臺300MN的大型模鍛水壓機。美國在1955年左右先后制造了兩臺315MN及兩臺450MN的大型模鍛水壓機。蘇聯(lián)則在20世紀50年代中期到60年代初期，先后建造了幾臺300MN模鍛水壓機以及世界上最大的750MN模鍛水壓機。此外，在英國、法國、聯(lián)邦德國也都先后建造過200~300MN的各種大型模鍛液壓機。1976年，在法國投產了西歐最大的650MN模鍛液壓機。 液壓機發(fā)展到現(xiàn)在，已經廣泛應用于國民經濟的各個部門，種類繁多，發(fā)展迅速，成為機床行業(yè)的一個重要組成部分。 在我國，液壓行業(yè)的發(fā)展僅僅有50年左右。1957~1958年，我國開始自行設計，自行制造25000KN的中型鍛造水壓機。20世紀60年代初期，在我國的上海和東北，又各自建立了一臺120MN級的大型鍛造水壓機。中、后期，我國又先后成套設計并自行制造了一批技術要求更高的大型液壓機，其中包括300MN有色金屬模鍛液壓機，120MN有色金屬擠壓液壓機，80MN黑色金屬模鍛水壓機。20世紀70年代，我國已開始向國外出口了多臺各種噸位的鍛造液壓機。其中最大的一臺為60MN鍛造水壓機。至此，我國的液壓機設計與制造行業(yè)，已經達到了相當高的水平[11]。 4.2發(fā)展趨勢： （l）高速化，高效化，低能耗。提高液壓機的工作效 率，降低生產成本。 （2）機電液一體化。充分合理利用機械和電子方面的先進技術促進整個液壓系統(tǒng)的完善。 （3）自動化、智能化。微電子技術的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應能夠實現(xiàn)對系統(tǒng)的自診斷和調整，具有故障預處理的功能。 （4）液壓元件集成化，標準化。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。標準化的元件為機器的維修帶來方便[12，13]。 四、存在問題 1）液壓元件制造精度要求高 由于元件的技術要求高和裝配比較困難，使用維護比較嚴格。 2）實現(xiàn)定比傳動困難 液壓傳動是以液壓油為工作介質，在相對運動表面間不可避免的要有泄漏，同時油液也不是絕對不可壓縮的。 3）油液受溫度的影響 由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。 4)不適宜遠距離輸送動力 由于采用油管傳輸壓力油，壓力損失較大，故不宜遠距離輸送動力。 5）油液中混入空氣易影響工作性能 油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動和噪聲，使系統(tǒng)的工作性能受到影響。 6）油液容易污染 油液污染后，會影響系統(tǒng)工作的可靠性。 7）發(fā)生故障不易檢查和排除。 5 結論 本設計為100噸四柱式液壓機，可廣泛用于塑形材料的壓制加工工藝，如壓制、沖裁、彎曲、翻邊、薄板拉伸等、也可用于校正、砂輪成型、金屬零件的冷擠成型等工藝。液壓系統(tǒng)通過液壓控制元件對壓力、流量、液流方向的控制和調節(jié)，來實現(xiàn)設計預定的執(zhí)行元件的啟動、停止、運動方向、速度等規(guī)定動作和性能要求[14]。液壓系統(tǒng)的作用為通過改變壓強增大作用力。一個液壓系統(tǒng)的好壞取決于系統(tǒng)設計的合理性、系統(tǒng)元件性能的優(yōu)劣，系統(tǒng)的污染防護和處理，而最后一點尤為重要。近年來我國國內液壓技術有很大的提高，不再單純地使用國外的液壓技術進行加工。當前，液壓技術在實現(xiàn)高壓、高速、大功率、高功率、低噪聲、經久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大進展：在完善比例控制、伺服控制、數字控制等技術上也有許多新成就，采用液壓傳動的程度現(xiàn)已成為一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。企業(yè)為了提高生產率將越來越依靠自動化，這包括遠程和直接控制生產操作、加工過程和材料處理等。展望未來，液壓技術必然向高速化、高效化、低能耗、提高液壓機的工作效率，降低生產成本的方向發(fā)展，充分合理利用機械和電子方面的先進技術促進整個液壓系統(tǒng)的完善[15,16]。 參考文獻 [1]．俞新陸．液壓機的設計與應用．機械工業(yè)出版社，2006．12 [2]．機械設計手冊編委會．機械設計手冊．第4卷．機械工業(yè)出版社，2004．6 [3]．雷天覺．新編液壓工程手冊．北京：北京理工大學出版社，1998 [4]．成大先．機械設計手冊．北京：化學工業(yè)出版社，2008 [5]．劉新德．袖珍液壓氣動手冊．機械工業(yè)出版社，2005 [6]．張利平．液壓控制系統(tǒng)及設計．北京：化學工業(yè)出版社，2006 [7]．張利平．液壓氣動系統(tǒng)設計手冊．北京：機械工業(yè)出版社，1997 [8]．張利平．現(xiàn)代液壓技術應用220例．北京：化學工業(yè)出版社，2009 [9]．左健民．液壓與氣壓傳動．北京：機械工業(yè)出版社，2005 [10]．路甬祥．液壓氣動技術手冊．北京：機械工業(yè)出版社，2002 [11]．李貴閃, 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