毕业设计--四柱液压机设计.doc

中国矿业大学成教院本科毕业论文题目：四柱液压机设计姓 名：金沛磊 学 院：矿业大学成教第一分院 年级/专业：机械电子11本 指导老师 ：韩振铎 完成日期 ：2013年06月10日 摘 要自18世纪末世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。本世纪60年代以后，液压技术随着空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压系统在各种机械设备上得到了广泛的使用。压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成形、打包等加工工艺中广泛应用的压力加工机械设备。液压压力机（简称液压机）是压力机的一种类型，它通过液压系统产生很大的静压力实现对工件进行挤压、校直、冷弯等加工。液压机的结构类型有单柱式、三柱时、四柱式等形式。PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力有很好的应用，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.近年，工业计算机技术（IPC）和现场总线技术（FCS）发展迅速，挤占了一部分PLC市场，PLC增长速度出现渐缓的趋势，但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。PLC发展的重点：1、人机界面更加友好；2、网络通讯能力大大加强；3、开放性和互操作性大大发展；4、PLC的功能进一步增强，应用范围越来越广泛；5、工业以太网的发展对PLC有重要影响。关键字：液压系统, 压力机, PLC, 自动控制,ABSTRACTSince the end of the eighteenth Century the worlds first counting hydraulic press, hydraulic transmission technology has a history of two hundred or three hundred years. After 60 years of this century, hydraulic technology and with the rapid development of computer technology, the development of space technology. The current hydraulic technology is rapid, high voltage, high power, high efficiency, low noise, durable, highly integrated direction. Hydraulic technology in China was first applied in machine tools and forging equipment, and later used for tractor and engineering machinery. Now, the hydraulic system of our country has been widely used in all kinds of machinery and equipment.The press is the pressure processing machinery and equipment widely used in forging, stamping, cold extrusion, straightening, bending, forming, powder metallurgy, packaging and other processes. Hydraulic press (referred to as the hydraulic machine) is a type of press, the hydraulic system to produce a static pressure great implementation of extrusion, straightening, bending and machining of a workpiece. Structure type hydraulic machine has a single column, three column, four-column type etc.PLC has a very good application capability in dealing with analog, digital operation ability, man-machine interface capabilities and network capabilities, PLC gradually entering the field of process control, the DCS system is in a dominant position in the field of process control in some applications to replace.In recent years, industrial computer technology (IPC) and field bus technology (FCS) is developing rapidly, has occupied a part of the PLC market, PLC growth rate gradually slowed down trend, but in the industrial automation control especially in order control position, in the foreseeable future, cannot be substituted.The focus on PLC development: 1, man-machine interface more friendly; 2, network communication ability is greatly enhanced; 3, the openness and interoperability greatly development; 4, the function of PLC further enhanced, more and more extensive range of applications; 5, the development of industrial Ethernet has important effect on PLC.Keywords: hydraulic system, press, PLC, automatic control,引 言液压传动是在“流体力学”、“工程力学”、“机械制造技术”等基础上发展起来的一门比较新兴的技术。随着我国工业和科学技术的不断发展，液压传动技术在汽车工业、造船工业、动力工业等方面得到了越来越广泛的应用。因此，液压机也越来越受到人们的欢迎。四柱式万能液压机适用于各种可塑性材料的压制工艺，如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型工艺。该系列产品具有独立的动力机构及电气系统，并采用按钮集中控制，工艺动作采用继电器控制，可实现调整、手动和半自动化操作三种操作方式。工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整，并能完成定压及定程成型两种工作方式。定压成型之工艺方式在压制后具有保压、延时及自动回程动作。对四柱式万能液压机液压系统性能的深入研究，有利于该型液压机的工程使用者和维护者理论知识和技术能力的提高本设计是根据指导老师给的毕业设计大纲设计的液压传动四柱液压机，着重叙述了液压机的概论、液压机的本体结构及设计计算以及液压机液压系统的设计三个方面进行阐述的，里面详细的说明了液压机的基本工作原理、特点、分类、基本参数、液压机的本体结构及其设计计算以及液压机的液压系统的设计，尤其液压系统的设计阐述了大量内容。本设计采用了国际单位制和标准的液压职能符号，本人在设计的过程中得到了老师的细心指导在此表示深深的谢意，另外也得到了很多同学的帮助，在此也一并表示谢意。由于时间和自己的水平有限，设计中难免存在缺点和错误，恳请老师们批评指正。 目 录第一章 概论 1第一节 液压机的工作原理 1第二节 液压传动系统组成 2第三节 液压传动的优缺点及应用 3第二章 压力机的功能 2第三章 机压力机液压系统设计要求 2第四章 压力机液压系统工况 24.1主液压缸 24.2顶出液压缸 3第五章 确定压力机液压缸的主要参数 35.1初选液压缸的工作压力 4 5.2确定液压缸的主要结构参数 45.3计算液压缸的工作压力、流量和功率 5第六章 拟订压力机液压系统原理图 7 6.1确定液压系统方案 7 6.2拟定液压系统原理图 10第七章 选择液压元件 11 7.1液压系统计算与选择液压元件 117.2选择液压控制阀127.3选择辅助元件程 137.4选择液压油上缸原位停止 14第八章 液压系统性能的验算 148.1油路压力的计算 148.2确定安全阀、平衡阀和顺序阀的调整压力 148.3验算电机功率 148.4绘制正式液压系统图 15第九章 液压控制装置集成设计 15第十章 液压缸的校核 1610.1缸筒壁厚的验算1610.2液压缸活塞杆稳定性验算 1710.3缸体组件强度校核 17参考文献 18第一章 概论 用液体作为工作介质来实现能量传递的传动方式称为液体传动。液体传动按其工作原理的不同分两类。主要以液体动能进行工作的称为液力传动（如离心泵、液力变矩器等）；主要以液体压力能进行工作的称为液压传动。四柱液压机的工作原理油泵把液压油输送到集成插装阀块，通过各个单向阀和溢流阀把液压油分配到油缸的上腔或者下腔，在高压油的作用下，使油缸进行运动.液压机是利用液体来传递压力的设备。液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。四柱液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。第一节 液压机的工作原理液压系统是有泵、滤芯、管路、和各种阀体组成的，最基本的要有一个液压泵提供压力，一个溢流阀防止系统压力过高及时卸荷。换向阀控制液压缸油液的流向来控制液压缸的伸缩。另外还有很多如：减压阀、节流阀、液控单向阀等等是根据工作需要选择的，建议你看一下各种基本阀体的工作原理和实现功效，这样方便理解。现在机械上多数是组合阀，各种不同的阀体组合在一起实现功效，挺复杂，不过要是单纯理解原理知道他是咋干活的，不涉及到计算和研究还是很好理解的！无非是两种控制 一种是压力控制阀芯的开启，一种是电磁产生磁力控制阀芯的开启。液压原理图和咱们当初学电路画电路图有的一拼，但是相对更直观更好理解，因为东西都看的见摸得着。比如节流阀，你完全可以把它当成个水龙头，控制液体流量的么。开大点流量大开小点流量小！四柱液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。四柱液压机的工作原理油泵把液压油输送到集成插装阀块，通过各个单向阀和溢流阀把液压油分配到油缸的上腔或者下腔，在高压油的作用下，使油缸进行运动.液压机是利用液体来传递压力的设备。液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。第二节 四柱液压传动系统组成图1-1为一台四柱液压机系统原理基本组成。我们可以通过它进一步理解一般液压机系统应具备的基本性能和组成情况。图1-1 四柱液压机在图1-1中，四柱液压机是利用液压泵将原动机的机械能通过液压控制系统换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和液压控制管路的传递进入油缸，推动固定在上横梁上的主缸带动上下活动梁来回移动，由四个立柱导向将上下模具闭合，压制所需要的工件，再于顶出缸把压制好的工件顶出。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。 液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1、动力元件（油泵） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 2、执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3、控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。 5、工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。第三节 液压传动的优缺点及应用一、液压传动的优缺点液压机传动与其他传动方式相比较，有如下的优点：（1）液压传动能方面地实现无极调速，调速范围大。（2）在相同功率情况下，液压传动能量转换元件的体积减小，重量较轻。（3）工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。（4）便于实现过载保护，而且工作油液能使传动零件实现自润滑，故使用寿命较长。（5）操作简单，便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。（6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化。液压机传动的主要缺陷是：（1）液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使传动无法保证严格的传动比。（2）液体传动有较多的能力损失（泄漏损失、摩擦损失等），故传动效率不高，不宜作远距离传动。（3）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在很高和很低的温度下工作。（4）液压传动出现故障时不易找出原因。总的来说，液压传动的优点是十分出的，它的缺点将随着科学科技的发展而逐渐得到克服。二、液压机的发展趋势（1）高速化，高效化，低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产成本。 （2）机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。 （3）自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。 （4）液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来方便在1964年开始从国外引进液压元件生产技术，同时自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已经形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。目前，我国机械工业在认真消化、推广从国外引进的先进液压技术的同时，大力研制开发国产液压件新产品（如高压齿轮泵、比例阀、叠加阀及新系列中高压阀等）加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准的执行性的国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差的不符合国家标准的液压件产品采取逐步淘汰的措施。可以看出，液压传动技术在我国的应用与发展已经进入了 一个崭新的历史阶段。第二章 液压机本体结构设计第一节 液压机基本技术参数一、800吨液压机设计要求1、 主缸公称压力 8000kN2、 主缸回程力 1600KN3、 顶出缸公称压力 1000kN4、 顶出缸回程力 600KN5、 滑块距工作台最大距离 1800 mm6、 滑块行程 . 1200 mm7、 顶出行程 400mm8、 工作压力 25MPa9、 滑块速度 空程速度 120mm/s 挤压速度 15-25 mm/s 回程 110mm/s10、 顶出速度 顶出 140mm/s 回程 150mm/s11、工作台中心孔 100 mm12、工作台面大小 根据设备稳定性进行设计。(2200*1600，1600*1600,3150*2000)第二节 液压缸的基本结构设计一、液压缸的类型图2.1双作用单活塞杆液压缸液压缸选用双作用单活塞杆液压缸，活塞在行程终了时缓冲。因为工作过程中需要往复运动，从图可见，油缸被活塞头分隔为两腔，侧面有两个进油口，因此，可以获得往复的运动。实质上起到两个柱塞缸的作用。此种结构形式的油缸，在中小型液压机上应用最广。二、钢筒的连接结构在设计中上、下缸都选择法兰连接方式。这种结构简单，易加工，易装卸。上缸采用前端法兰安装，下缸采用后端法兰安装。缸口部分采用了Y形密封圈、导向套、O形防尘圈和锁紧装置等组成，用来密封和引导活塞杆。由于在设计中缸孔和活塞杆直径的差值不同，故缸口部分的结构也有所不同。三、缸底结构缸底结构常应用有平底、圆底形式的整体和可拆结构形式。平底结构具有易加工、轴向长度短、结构简单等优点。所以目前整体结构中大多采用平底结构。圆底整体结构相对于平底来说受力情况较好，因此，在相同应力，重量较轻。另外，在整体铸造的结构中，圆形缸底有助于消除过渡处的铸造缺陷。但是，在液压机上所使用的油缸一般壁厚均较大，而缸底的受力总是较缸壁小。因此，上述优点就显得不太突出，这也是目前在整体结构中大多采用平底结构的一个原因。然而整体结构的共同缺点为缸孔加工工艺性差，更换密封圈时，活塞不能从缸底方向拆出，但由于较可拆式缸底结构受力情况好、结构简单、可靠，因此在中小型液压机中使用也较广。在设计中选用的是平底结构。四、油缸放气装置通常油缸在装配后或系统内有空气进入时，使油缸内部存留一部分空气，而常常不易及时被油液带出。这样，在油缸工作过程中由于空气的可压缩性，将使活塞行程中出现振动。因此，除在系统采取密封措施、严防空气侵入外，常在油缸两腔最高处设置放气阀，排出缸内残留的空气，使油缸稳定的工作排气阀的结构形式包括整体式和组合式。在设计中选用的是整体式。整体式排气阀阀体与阀针合为一体，用螺纹与钢筒或缸盖连接，靠头部锥面起密封作用。排气时，拧松螺纹，缸内空气从锥面间隙中挤出，并经斜孔排出缸外。这种排气阀简单、方便、但螺纹与锥面密封处同心度要求较高，否则拧紧排气阀后不能密封，会造成泄露。五、缓冲装置缓冲装置的工作原理是使钢筒低压腔内油液(全部或部分)通过节流把动能转换为热能，热能则由循环的油液带到液压缸外缓冲装置的结构有恒节流面积缓冲装置和变节流型缓冲装置。在设计中我采用的是恒节流面积缓冲装置，此类缓冲装置在缓冲过程中，由于其节流面积不变，故在缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，但很快就降低下来，最后不起什么作用，缓冲效果很差。但是在一般系列化的成品液压缸中，由于事先无法知道活塞的实际运动速度以及运动部分的质量和载荷等，因此为了使结构简单，便于设计，降低制造成本，仍多采用此种节流缓冲方式。第三节 缸体结构的基本参数确定一、主缸参数 1.主缸的内径:（注：所用公式都来源于文献【10】【17】）=0.638M （2-1）按标准取整=0.640M2.主缸活塞杆直径=（2-2）=0.573M （2-2）按标准取整=0.58M3.主缸实际压力:= （2-3）4.主缸实际回程力:= （2-4）5.顶出缸的直径:=0.226M按标准取整=0.25M6.顶出缸的活塞杆直径=0.177M按标准取整=0.18M7.顶出缸实际顶出力: = 8.顶出缸实际回程力：=第四节 各缸动作时的流量：一、主缸进油流量与排油流量：1.快速空行程时的活塞腔进油流量= （2-5）2.快速空行程时的活塞腔的排油流量= （2-6）3.工作行程时的活塞腔进油流量=4.工作行程时的活塞腔的排油流量=5.回程时的活塞杆腔进油流量=6.回程时的活塞腔的排油流量=二、顶出缸的进油流量与排油流量：1.顶出时的活塞腔进油流量=2.顶出时的活塞杆的排油流量=3.回程时的活塞杆腔进油流量=4.回程时的活塞腔的排油流量=表2.1上缸钢筒所选材料型号MPaMPa%4561036014 第五节 上缸的设计计算一、筒壁厚计算 公式: =+ （2-7）当0.3时，用使用公式:=0.122 m （2-8）取 =0.2m-为缸筒材料强度要求的最小，M -为钢筒外径公差余量，M-为腐蚀余量，M -试验压力，16M时，取=1.25P P管内最大工作压力为25 M -钢筒材料的许用应力，M =/n-钢筒材料的抗拉强度，M n安全系数，通常取n=5当时,材料使用不够经济,应改用高屈服强度的材料.二、筒壁厚校核额定工作压力, 应该低于一个极限值,以保证其安全. MPa=0.35=47MPa （2-9）=外径 D=内径同时额定工作压力也应该完全塑性变形的发生:=2.3320=86.9 MPa （2-10）-缸筒完全塑性的变形压力, -材料屈服强度MPa-钢筒耐压试验压力，MPa =30.4236.50 MPa （2-11）三、缸筒的暴裂压力 =2.3610=165.7MPa （2-12）四、缸筒底部厚度缸筒底部为平面时:0.433 0.433 mm （2-13） 取 mm -筒底厚，MM 五、核算缸底部分强度按照平板公式即米海耶夫推荐的公式计算，缸底进油孔直径为20cm则 =0.6875 （2-14） = =69.8 MPa （2-15）按这种方法计算=100MPa 所以安全六、缸筒端部法兰厚度: =67.0mm （2-16） 取 h=100mm -法兰外圆半径; -螺孔直径; 螺钉 M30b螺钉中心到倒角端的长度=32cm = 42cm =48.5cm = =10cm h=10cm= =37cm = = =47.25cm图2.2部分工作缸七、校核法兰部分强度：=0.067cm （2-17） （2-18）其中 P=110.2=11.02KN/cm （2-19） =0.0335 （2-20） =0.367 （2-21） =1 （2-22） =0.42 （2-23）所以 =95.1MPa （2-24） =57.1+34.6=91.7 MPa 满足要求依据上面公式当垫片的厚度为大于10cm时就能满足要求，为了满足横梁的强度和工艺性，垫片厚度选用25cm。因此可以推算横梁的厚度取大于25cm即满足要求。 八、缸筒法兰连接螺钉：表2.2 螺钉所选材料型号MPaMPa%35540320171.螺钉处的拉应力= MPa = =8.5 MPa （2-25）z-螺钉数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m2.螺纹处的剪应力: =0.475 MPa （2-26） = MPa （2-27）-屈服极限 -安全系数; 53.合成应力:= = MPa （2-28）九、垫片与横梁间螺钉的校核：1.螺钉处的拉应力= MPa = =3.8 MPa （2-29）z-螺钉数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m2.螺纹处的剪应力: =0.475 MPa （2-30） = MPa （2-31）-屈服极限 -安全系数; 53.合成应力:= = MPa （2-32）十、活塞杆直径d的校核：表2-3 活塞杆所选材料型号MPaMPa%45MnB10308359 （2-33）d=0.58M 满足要求F活塞杆上的作用力 活塞杆材料的许用应力，=/1.4 十一、下缸的设计计算：表2.4钢筒所选材料型号MPaMPa%4561036014十二、下缸管壁厚：公式: =+当0.3时，用使用公式: = =0.048 m取 =0.07m-为缸筒材料强度要求的最小，M -为钢筒外径公差余量，M-为腐蚀余量，M -试验压力，16M时，取=1.25P P管内最大工作压力为25 M -钢筒材料的许用应力，M =/n-钢筒材料的抗拉强度，M n安全系数，通常取n=5当时,材料使用不够经济,应改用高屈服强度的材料.十三、下缸筒壁厚校核额定工作压力, 应该低于一个极限值,以保证其安全. MPa=0.35=43.6MPa=外径 D=内径 同时额定工作压力也应该完全塑性变形的发生:=2.3320=78.9 MPa-缸筒完全塑性的变形压力, -材料屈服强度MPa-钢筒耐压试验压力，MPa =27.6233.14 MPa十四、缸筒的暴裂压力 =2.3610=150.4MPa十五、缸筒底部厚度 缸筒底部为平面:0.433 0.433 mm 取 mm-筒底厚，MM 十六、核算缸底部分强度按照平板公式即米海耶夫推荐的公式计算，缸底进油孔直径为8cm，则 =0.68 = =43.1MPa按这种方法计算=100MPa 所以安全 十七、缸筒端部法兰厚度:h =36.3mm 取 h=40mm -法兰外圆半径; -螺孔直径; 螺栓 M12b螺栓中心到倒角端的长度=12.5cm = 16cm =20.2cm = =3.5cm h=4cm = =14.25cm = = =20.1cm十八、校核法兰部分强度：=0.182cm其中 P=137.1=13.71KN/cm =0.364 =0.175 =1.493 =0.48所以 =53.9 MPa =264+39.2=303.2 MPa 满足要求 十九、缸筒法兰连接螺钉：表2.5 螺钉所选材料型号MPaMPa%35540320171.螺栓处的拉应力= MPa = =2.9 MPa z-螺栓数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m2.螺纹处的剪应力: =0.475 MPa = MPa-屈服极限 -安全系数; 53.合成应力:= = MPa 二十、垫片与横梁间螺栓的校核：1.螺栓处的拉应力= MPa = =2.9 MPa z-螺栓数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m2.螺纹处的剪应力: =0.475 MPa = MPa-屈服极限 -安全系数; 53.合成应力:= = MPa 二十一、活塞杆直径d的校核：表2.6 活塞杆所选材料型号MPaMPa%45MnB10308359 d=0.18M 满足要求F活塞杆上的作用力 活塞杆材料的许用应力，=/1.4第六节 确定快速空程的供液方式、油泵规格和电动机功率一、快速空程时的供油方式主缸快速空程下行活塞腔的进油量为.该流量数值较大，只采用油泵来满足很不经济，故决定用活动件自重快速下行的方式，使用充液阀从充液油箱吸油。二、确定液压泵流量和规格型号 系统工作时所需高压液体最大流量是主缸工作行程活塞腔的进油流量，为，主缸活塞回程时所需流量，为，顶出缸顶出时所需进油流量，为.主缸回程和顶出缸顶出时，他们只是在开始时需要高压而其他情况则不需要高压.根据工况分析，决定选用一台ZB型斜轴式轴向柱塞泵公称流量为，转速为，功率为130.2/KW，型号1ZXB740。 电机选用三相异步电机，型号Y315L2-6，额定功率132/KW ，转速为 ，电流246/A，效率93.8%，功率因数0.87，重量1210千克。 图2.3 轴向柱塞三、泵的构造与工作原理1.工作原理如图所示，当传动轴带动柱塞缸体旋转时，柱塞也一起转动。由于柱塞总是压紧在斜盘上，且斜盘相对刚体是倾斜的。因此，柱塞在随缸体旋转运动的同时，还要在柱塞缸体内的柱塞孔中往复直线运动。 当柱塞从缸体柱塞塞孔中向外拉出时，缸体柱塞孔中的密闭容积便增大，通过配流盘的进油口将液压油吸进缸体柱塞孔中；当柱塞被斜盘压入缸体柱塞孔时，缸体柱塞孔内的容积便减小，液压油在一定的压力下，经配油盘的出油口排出。如此循环，连续工作。PVH泵的控制系统能调节液压泵的工况，使排出液压油满足工作装置需要。 2. 控制系统 PVH泵的控制系统分为两种：压力补偿控制系统和载荷感应压力限定控制系统。 压力补偿控制系统是通过改变液压泵的流量，保持设定的工作压力来满足工作要求的一种控制方式。 载荷感应压力限定控制系统，是通过对工作载荷的压力变化进行感应，自动调节液压泵的工作状态，以满足特定系统工况的要求。第三章 压力机的功能图1.1 液压机外形图1充液筒；2上横梁；3上液压缸；4上滑块；5立柱；6下滑块；7下液压缸；8电气操纵箱；9动力机构液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。液压机有多种型号规格，其压制力从几十吨到上万吨。用乳化液作介质的液压机，被称作水压机，产生的压制力很大，多用于重型机械厂和造船厂等。用石油型液压油做介质的液压机被称作油压机，产生的压制力较水压机小，在许多工业部门得到广泛应用。液压机多为立式，其中以四柱式液压机的结构布局最为典型，应用也最广泛。图1.1所示为液压机外形图，它主要由充液筒、上横梁2、上液压缸3、上滑块4、立柱5、下滑块6、下液压缸7等零部件组成。这种液压机有4个立柱，在4个立柱之间安置上、下两个液压缸3和7。上液压缸驱动上滑块4，下液压缸驱动下滑块6。为了满足大多数压制工艺的要求，上滑块应能实现快速下行慢速加压保压延时快速返回原位停止的自动工作循环。下滑块应能实现向上顶出停留向下退回原位停止的工作循环。上下滑块的运动依次进行，不能同时动作。第四章 压力机液压系统设计要求设计一台压制柴油机曲轴轴瓦的液压机的液压系统。轴瓦毛坯为：长宽厚 = 365 mm92 mm7.5 mm的钢板，材料为08Al，并涂有轴承合金；压制成内径为220 mm的半圆形轴瓦。液压机压头的上下运动由主液压缸驱动，顶出液压缸用来顶出工件。其工作循环为：主缸快速空程下行慢速下压快速回程静止顶出缸顶出顶出缸回程。液压机的结构形式为四柱单缸液压机。第五章 压力机液压系统工况液压机技术参数：一、主液压缸1负载压制力：压制时工作负载可区分为两个阶段。第一阶段负载力缓慢地线性增加，达到最大压制力的10%左右，其上升规律也近似于线性，其行程为90 mm（压制总行程为110 mm）第二阶段负载力迅速线性增加到最大压制力18105 N，其行程为20 mm。回程力（压头离开工件时的力）：一般冲压液压机的压制力与回程力之比为510，本压力机取为5，故回程力为Fh = 3.6105 N。移动件（包括活塞、活动横梁及上模）质量3058 kg。（在实际压力机液压系统的设计之前，应该已经完成压力机的结构设计，这里假设已经设计完成压力机的机械结构，移动件的质量已经得到。）2行程及速度快速空程下行：行程Sl = 200 mm，速度v160 mm/s；工作下压：行程S2 = 110 mm，速度v26 mm/s。快速回程：行程S3 = 310 mm，速度v353 mm/s。二、顶出液压缸1.负载：顶出力（顶出开始阶段）Fd3.6105 N，回程力Fdh = 2105 N。2.行程及速度；行程L4 = 120 mm，顶出行程速度v455 mm/s，回程速度v5120 mm/s。液压缸采用V型密封圈，其机械效率cm0.91。压头起动、制动时间：0.2 s。设计要求。本机属于中小型柱式液压机，有较广泛的通用性，除了能进行本例所述的压制工作外，还能进行冲孔、弯曲、较正、压装及冲压成型等工作。对该机有如下性能要求：（a）为了适应批量生产的需要应具有较高的生产率，故要求本机有较高的空程和回程速度。（b）除上液压缸外还有顶出缸。顶出缸除用以顶出工件外，还在其他工艺过程中应用。主缸和顶出缸应不能同时动作，以防出现该动作事故。（c）为了降低液压泵的容量，主缸空程下行的快速行程方式采用自重快速下行。因此本机设有高位充液筒（高位油箱），在移动件快速空程下行时，主缸上部形成负压，充液筒中的油液能吸入主缸，以补充液压泵流量之不足。（d）主缸和顶出缸的压力能够调节，压力能方便地进行测量。（e）能进行保压压制。（f）主缸回程时应有顶泄压措施，以消除或减小换向卸压时的液压冲击。（g）系统上应有适当的安全保护措施。第六章 确定压力机液压缸的主要参数 一、初选液压缸的工作压力1.主缸负载分析及绘制负载图和速度图液压机的液压缸和压头垂直放置，其重量较大，为防止因自重而下滑；系统中设有平衡回路。因此在对压头向下运动作负载分析时，压头自重所产生的向下作用力不再计入。另外，为简化问题，压头导轨上的摩擦力不计。惯性力；快速下降时起动Faz = m = 3058= 917 N快速回程时起动与制动Fas = m = 3058= 810 N压制力：初压阶段由零上升到F1 = 1.8106 N0.10 = 1.8105 N终压阶段上升到F2 = 1.8106 N循环中各阶段负载见表1.1，其负载图见图1.2a。表1.1 主缸的负载计算工作阶段负载力FL（N）液压缸推力（N）液压缸工作压力（Pa）（回程时）快速下行起动FL = Fa下 = 917100812533等速FL = 000压制初压FL = 1.81051.981052.46106终压FL = 1.81061.9810624.6106快速回程起动FL = F回 = 3.61053.9610521106等速FL = mg = 30000329671.75106制动FL = mg- Fa下 = 30000-810 = 29190320771.7106注：表1.1中的液压缸工作压力的计算利用了后续液压缸的结构尺寸。运动分析：根据给定条件，空载快速下降行程200 mm