压入装置液压系统设计(毕业设计)..

1、天津工业大学毕业设计（论文）任务书天津工业大学毕业设计（论文）题目：微型轴承压入装置液压系统设计姓 名 学 院 专 业 指导教师职 称2012年06月07日题目微型轴承压入装置液压系统设计学生姓名学院名称专业班级课题类型设计类课题意义设计生产线用微型轴承压入装置。该套轴承压入装置可实现设备的可靠运行， 并且能够适当降低躁声，减少装置的发热、延长密封件的寿命、并省能。任务与进度要求任务：1.执行部分：压装机的压装部分设计2 驱动部分：液压站设计3 控制部分：PLC编程进度：1. 学习调研并查阅资料，熟悉课题。2. 确定基本方案，进行总体设计。3. 驱动控制部分设计。4. 执行部分设计。5. 撰写

2、设计说明书6. 细节优化，图纸打印主要参考 文献1 杨曙东等.液压传动与气压传动.武汉.华中科技大学出版社，2008.2 张利平.液压传动设计指南.北京.化学工业出版社,2009.3 张岚等.新编实用液压技术手册.北京.人民邮电出版社，2008.4 赵月静.液压实用回路.北京.化学工业出版社,2008.5 陆望龙.典型液压元件结构600例.北京.化学工业出版社,2009.6 程周.电器控制与PLC原理及应用.北京.电子工业出版社，2009.7 周恩涛.液压系统设计元件选型手册.北京.机械工业出版社,2007.8 成大先等.机械设计手册（单行本3版）.北京.化学工业出版社，20069 Herbe

3、rt E.Merritt ,USA,HYDRAULIC CONTROL SYSTEMS John Wiley &So ns,l nc 1967起止日期备注院长 教研室主任 指导教师毕业设计（论文）开题报告表2012年3月 5日姓名学院专业班级题目微型轴承压入装置液压系统设计指导教师一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义：1. 国内外研究情况从世界上第一台水压机诞生至今已经有二百多年的历史了，20世纪30年代液压被普遍用于起重机，机床及工程领域，在20世纪中叶以后近代液压传动在工业上真正的使用起来。近20年来，人们将它和微电子技术密切结合，实现集成化，智能化和自动化，

4、在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以精确控制。我国液压工业经过50多年的努力，通过技术引进和科研攻关，产品水平得到了 很大的提高。目前我国的液压工业已经基本可以满足国民生产的一般需要，但仍与 国外先进水平有很大差距每年还需进口大量液压元件。目前全球的液压技术正朝着高效节能元件的开发，机电一体化，计算机辅助控 制，系统集成和纯水液压等方向发展。油压压装机作为液压系统的一个应用，被广泛的用于各种材料的冲孔，压印， 整形，铆接，弯曲，剪切，拉伸，各种小型零部件的压装，装配等。2. 研究内容（1）执行部分：压装机的压装机构设计（2）驱动部分：液压站的机构设计（3）控制部分：PLC编程3. 研究

5、目的本课题要求设计用于汽车上微型轴承的压入装置，能够分别提供3T和1T的力，并且可以实现液压缸匀速伸出和缩回等动作。4.研究意义设计该套轴承压入装置是为了实现设备的运行可靠，并且能够适当降低躁声， 减少装置的发热、延长密封件的寿命、并省能。油压机液压传动是利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式控制 和调节液压介质的流向，压力和流量。压装机从而控制执行机构的运动方向，输出 的力或力矩。运动速度，动作顺序，以及限制和调节液压系统的工作压力，防止过 载等作用。是一款适用性极强的单轴装配设备，集气压，油压优点为一身，是广大 厂商提高质量的优选产品。(1) 设备以液体作为介质来传递能量，控制灵活

6、，易实现自动化，运行速度匀速平 稳，与气压设备相比，速度和压力可调可控，出力调节范围大，独立性强，性能更 稳定，能大大提高产品的压装质量。(2) 设备待机时噪音不超过 80分贝.采用四柱两板式设计，结构简单，适合本身具 有导向的模具。(3) 该系列压床的压装行程一般通过位置感应器，或客户本身的模具进行控制。(4) 压装主轴的回升高度，由位置感应开关控制。二、进度及预期结果：起止日期主要内容预期结果2012.03.05-2012.03.112012.03.12-2012.03.182012.03.19-2012.05.122012.05.13-2012.05.202012.05.21-2012.

7、05.312012.06.01-2012.06.051. 学习、调研查阅资料，熟悉课题。2. 确定基本方案，进行总体设计。3. 驱动控制部分设计4. 执行部分设计5. 撰写设计说明书6. 细节优化，图纸打印熟悉课题，完成调研报告 完成总体设计 液压站，PLC部分设计 完成压装机构部分设计 说明书撰写完毕 答辩前准备工作就绪完成课题的现有条件网络上各种可用液压元件的样本模型，天津五金城审查意见指导教师：年月日学院意见主管领导：年月日天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表毕业设计 题目微型轴承压入装置液压系统设计学生姓名学生班级指导教师姓名评审项目指标满分评分选题能体现本专业培养目标，题目大小、难

8、度适中；学生工 作量饱满，能得到较全面训练。10题目与生产、科研等实际问题结合紧密。10课题调研 文献检索能独立查阅文献以及从事其它形式的调研，能较好地理 解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息从中 获取新知识的能力。15外文应用能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。5设计说明 书（论文）设计图纸（插图）简洁、规范、无差错，设计栏目齐全 合理，能正确使用国家标准单位，实验数据处理正确， 结果分析准确。35设计说明书（论文）结构严谨，表达清楚，文字通顺， 用语正确，基本无错别字和病句，书写格式符合规范。15设计具有创新性或实用价值。10合计100意见及建议评阅人签名:天津工业大学毕业设计

9、（论文）成绩考核表学生姓名学院名称专业班级题目微型轴承压入装置液压系统设计1 毕业设计（论文）指导教师评语及成绩：成绩:指导教师签字：年 月 日2 毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩：成绩：答辩主席（或组长）签字： _ 年 月 日3 毕业设计（论文）总成绩：a.指导教师 给定成绩b.评阅教师 给定成绩C.毕业答辩成绩总成绩(ax 0.5+bX 0.2+cX 0.3)微型轴承液压压装机由主机及控制机构两大部分组成。 液压机主机部分包括 液压缸、横梁、立柱等。动力机构由油箱、变量叶片泵、控制系统、电动机、叠 加阀等组成。液压机采用PLC控制系统，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的 转换，调节和输

10、送，完成各种工艺动作的循环。该系列液压机具有独立的动力机 构和电气系统，并采用按钮集中控制，可实现手动和自动两种操作方式。该液压机结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力可在规 定的范围内任意调节，操作简单。在本设计中，通过查阅大量文献资料及力士乐 提供的样本，拟订了液压原理图，按压力和流量的大小选择了液压缸，液压泵， 电动机，叠加阀等液压元件和辅助元件。关键词：叠加阀；力士乐；液压机；PLCABSTRACTThe miniature bearings hydraulic pressure capacity consists of the host and control agen

11、cies. The host portion of the hydraulic press, including hydraulic cylinders, beams, columns, etc. Power agency by the composition of the fuel tank, variable vane pump, control system, motor, stack valves, etc. Hydraulic machine adopts PLC con trol system, through the pump and the fuel tank and a va

12、riety of hydraulic valves, energy conversion, regulation and transportation to complete the cycle of the various process action. The series hydraulic press with independent power and electric systems, and use the butt on cen tralized con trol can be both manual and automatic operati on.The hydraulic

13、 machine is compact, reliable sensitive action, speed, energy con sumpti on, low no ise, pressure can be adjusted within the limits prescribed, simple operati on.In this design, through access to a large number of samples provided by the literature and Rexroth has developed a hydraulic schematic dia

14、gram, choose the size of the pressure and flow of hydraulic cyli nders, hydraulic pumps, motors, stack valves and other hydraulic comp onents and auxiliary comp onen ts. Key words: Modular Valves, Rexroth , Hydraulic press, PLC第1章绪论1.1概述本次设计的题目应某汽车部件装配生产厂的要求， 设计生产线用微型轴承压 入装置。装置要求运行可靠、适当降低躁声、装置要少发热、延

15、长密封件的寿命、 并省能。设计液压机是为了更加深刻理解液压机在加工过程中的工作原理以及实 际应用意义。液压机是利用液体来传递压力的液压设备。 液体在密闭的容器中传 递压力时是遵循帕斯卡定律。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。本机器采用四柱结构形式，机身由工作台、 上横梁、立柱等组成。四柱式结构为液压机最常见的结构形式之一。四柱式结构 最显著的特点是工作空间宽敞、 便于四面观察和接近模具。整机结构简单，工艺 性较好，但立柱需要大型圆钢或锻件。液压机在一定的机械、电子系统内，依靠 液体介质的静压力，完成能量的积压、传递、放大，实现机械功能的轻巧化、科 学

16、化、最大化。液压机械具有重量轻、功率大、结构简单、布局灵活、控制方便 等特点，速度、扭矩、功率均可做无级调节，能迅速换向和变速，调速范围宽， 快速性能好，工作平稳、噪音小。适用于金属材料压制工艺，如冲压、弯曲、翻 边、薄板拉伸等。也可从事于校正、压装、砂轮成型、冷热挤压金属等同样适应 于非金属材料，如塑料、玻璃钢、粉末冶金、绝缘材料等压制成型，以及有关压 制方面的新工艺、新技术的试验研究等。已经广泛应用到医疗、科技、军事、工 业、自动化生产、运输、矿山、建筑、航空等领域。本设计题目的要求是按照液压系统规定的动作图表驱动电机、选择规定的工作方式，在发讯元件的指令下，使有关电磁铁的动作以完成指定的

17、工艺动作。设电气控制箱，除依据机器部分的需要必须分散安装于各处的电器元件（如：电动机、电磁铁、接近开关）外，其它电器均集中安装在电气控制箱内，操作人员只 需操纵相应的开关按扭，即可对机器进行操作。由于继电器接触器控制是采用固定接线的硬件实现逻辑。如果生产任务或生 产工艺发生变化，就必须重新设计，改变硬件结构，这样造成时间和资金的浪费。 另外，大型控制系统用继电器接触控制，使用继电器数量多，控制系统体积大， 耗电多，且继电器触点为机械触点，工作频率低，在频繁动作情况下寿命较短， 造成系统故障，系统的可靠性差。而 PLC控制能改善继电器控制器上述的不足， PLC可靠性高，抗干扰能力强，通用性强，控

18、制程序可变，使用方便，功能强，适 应面广，编程简单，容易掌握；体积小、重量轻、功耗低、维护方便，减少了控 制系统的设计及施工的工作量等特点，所以设计时采用PLC能集中且较方便地制。1.2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

19、化的元件为机器的维修带来方便。液压传动的基本原理：液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量， 经过各种控制阀和管路的传递，借 助于液压执行元件（液压缸或马达）把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机 构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油， 它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。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。液压传动系统的组成液压系统主要由：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

20、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

21、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2章液压机本体结构设计2.1液压机基本技术参数1T，3T液压机设计要求1、3T缸推力F130kN2、仃缸推力F210KN3、每分钟往返次数n20次2.2液压缸的基本结构221液压缸的类型JL+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。2.2.2缸筒的连接结构在设计中液压缸选择法兰连接方式。这种结构简单，易装卸。两个

22、液压缸都采用前端法兰安装。2.2.3缸口的结构部分缸口部分采用了 丫形密封圈、导向套、0形防尘圈和锁紧装置等组成，用来 密圭寸和引导活塞杆。由于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。2.2.4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

23、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。在选型中选用的是平底结构。225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。 在选型中选用的是整体式。整体式 排气阀

24、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。2.2.6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。在选型中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

25、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，降低制造成本，仍多采用此种节流缓冲方式。2.3缸体结构的基本参数确定2.3.1 3T液压缸参数231.1 3T 缸的内径（注：所有公式及参数源于液压传动设计指南）=0.0978 M按标准取整D1=0.1M231.2 3T缸活塞杆直径d1 =0.5D=0.5 X 0.1=0.05M按标准取整d1=0.05M231.3 3T 缸实际压力r实=4D12p4 灯 4 1031.4kn231.4 3T缸实际回程力22 n226F2 实=”(D1 -d1 )P (0.1 -0.052) 4 10 =2

26、4KN2.3.1.5 1T 缸的直径J；240 .01兀 x 2.3 =0.0744M按标准取整D2 =0.08M2.3.1.6 1T 缸的活塞杆直径d2 =0.5 D2 =0.5 X 0.08=0.04M按标准取整d2=0.04M2.3.1.7 1T 缸实际压力p3实=；* 4O.822310一52.3.1.8 1T缸实际回程力只实=n (D22 d22)P =n (0.082 -0.042) 2.3 106 = 8.67KN4 42.3.2各缸动作时的流量2.3.2.1 3T缸进油量与排油量(1)活塞腔进油流量Qi=n 0.120.0533 =25.1L/Min4(2)活塞腔的排油流量Q1

27、，Q=n(Di2 -di2)V4=n (0.12 0.052) 0.0533 = 18.84L/Min 42.3.2.2 1T缸的进油量与排油量(1)活塞腔进油流量Q2 n 2Q2d2 V4n=0.0820.0533 =16.08L/Min4(2)活塞杆的排油流量Q2，Q2，=n(D22 -d22)V44=n (0.082 0.042) 0.0533 =12.01L/Min42.3.3 3T 液压缸选型2.3.3.1拉杆液压缸2.3.3.2 CD-单杆液压缸2.3.3.3 CD70单杆液压缸1. 1X系列2. 公称压力70巴3. 活塞直径25 至200 mm4. 活塞杆直径12至140 mm5

28、. 最大行程长度3000 mm2.3.3.4缸头法兰缸头方形法兰233.5活塞直径D=100mm2.3.3.6活塞杆直径d=50mm2.3.3.7 行程L=80mm2.3.3.8油口形式管螺纹按ISO 228/1EE=M22 X 1.5D仁34（最深 0.5mm）DI0.5100mm233.9活塞杆形式淬火并镀硬铬至活塞杆直径w2.3.3.10活塞杆端内螺纹KK=M39 X 2A=57SW仁46sw2.3.3.11终端缓冲缸底端缓冲长度缸底端27mm2.3.3.12 密封型式适于低摩擦运行233.13支撑延长S=50mm导向套滑动的长度 A= (0.6-1.0 ) d=50mm2.3.4 1T

29、液压缸选型2.3.4.1拉杆液压缸2.342 CD-单杆液压缸2.3.4.3 CD70单杆液压缸1. 1X系列2. 公称压力70巴3. 活塞直径25 至200 mm4. 活塞杆直径12至140 mm5. 最大行程长度3000 mm2.3.4.4 缸头法兰缸头方形法兰2.3.4.5活塞直径D=80mm2.3.4.6活塞杆直径d=45mm2.347行程L=80mm2.3.4.8油口形式管螺纹按ISO 228/1EE=M22 X 1.5D仁34（最深 0.5mm）DI*EE*105100mm2.3.4.9活塞杆形式淬火并镀硬铬至活塞杆直径w2.3.4.10活塞杆端内螺纹KK=M33 X 2A=51S

30、W仁41sw-Ai2.3411终端缓冲缸底端缓冲长度缸底端27mm2.3.4.12 密封型式适于低摩擦运行2.3.4.13 支撑延长S=50mm 导向套滑动的长度 A=（0.6-1.0）d=50mm2.4确定供油方式，液压泵规格和电机功率2.4.1供油方式3T和 仃的油缸伸出时的进油量 Q1，Q2分别为25.1L/Min和16.08L/Min， 在整个过程中近似于匀速运动，为了提高容积率，在用油箱供油的同时加装容积 为2L的蓄能器。2.4.2确定液压泵规格2.4.2.1液压泵最大工作压力Pp R + P=4+0.5=4.5 MPa2.4.2.2液压泵最大流量计算液压泵的最大流量按平均流量计算，

31、采用蓄能器辅助供油 y KViqp -qvi # T其中K=1.27、=0.42+0.3仁0.73 L SV2 =0.268+0.201=0.469 L S1 2qP _qV（0.73+0.47）=0.48 L S=28.8 L/Min32.4.2.3初选液压泵的规格一般情况下工程上选用的液压泵的额定压力要比最大压力大25%-60 %取40%Fa =4.5 X 1.4=6.3 MPa额定转速600-1500转/每分容积率v=90%cv 1000Vg液压泵排量的参考值nV=28.8X1000=1500 90%=21.34 ml r查询常用液压元件及技术规格 选择YBX-25型限压式变量叶片泵2.

32、4.3液压泵原理2.4.3.1单作用式叶片泵工作原理单作用式叶片泵由转子、定子、叶片、配油盘、端盖等组成，它们共同形成 了叶片泵的密封工作腔。定子的内表面（工作表面）是一个圆柱表面（筒形），转子偏心地安放在定子中间，叶片装在转子上的槽内，并可以在槽中灵活滑动， 在配油盘上开有吸油窗口和压油窗口。 当转子回转时，由于离心力和叶片根部压 力油的作用，叶片顶部紧贴在定子内表面，这样在定子、转子、每两个叶片和两 侧配油盘之间形成了一个密封工作腔。当转子按顺时针方向回转时，下半周的叶片逐渐伸出，密封的工作腔容积增 大，产生局部真空，油箱中油液在大气压力的作用下，由吸油口经配油盘的吸油 窗口进入这些密封工

33、作腔，这就是吸汕过程。反之，上半周的叶片被定子内表面 推入转子的槽内，密封工作腔的容积逐渐减小，腔内油液受到压缩，经配油盘的压油窗口排出泵外，这就是压油过程在吸油区和压油区之间，各有一段封油区，把它们相互隔开。这种泵的转子 每转一转完成吸油和压油动作各一次，故称单作用式叶片泵。由于这种泵转子上 受到的径向液压力是不对称的，轴上所受径向力不平衡，故又称非卸荷（非平衡） 式叶片泵。正是由于转子受有不平衡的径向液压力的作用， 轴承将承受较大的负 载，其寿命较短，不宜用于高压。当改变定子和转子间的偏心距e的大小时，便可改变泵的排量，故单作用叶 片泵都是变量泵。当e=0时，即转子中心与定子中心重合时，泵

34、的流量为零。243.2 YBX型限压式变量叶片泵原理YBX型限压式变量叶片泵的输出流量可根据载荷变化自行调节，即在调压弹簧的压力调定的情况下，出口压力升到一定值后，其流量随压力增加而减小，直 至为零。根据这一特性，它特别适用于作容积调速的液压系统中的动力源。由于其输出功率与载荷工作速度和载荷大小相适应，故它没有节流调速那样的溢流损 失和节流损失，所以工作效率高，发热少，能耗低及结构简单。2.4.4确定电机功率液压泵的驱动功率PPPp3P p=6.3 汇 106 汉 0.48 汉 10-3=90%=3.36KW电机选用三相异步电机型号 Y132M1-6额定功率4/KW同步转速1000r/min满

35、载转速960r/min，重量75Kg2.5立柱结构设计2.5.1立柱设计计算1. 先按照中心载荷进行初步核算，许用应力匚不应大于55MPa，并参照同类型液压机的立柱，初步定出立柱直径2. 按标准选取立柱螺纹。3. 立柱螺纹区到光滑区过渡圆角应尽可能取大些，最好在3050mn之间 原设计主要参数：F=30KNH=400mmB=385m（宽边立柱中心距）d=32m（立柱光滑部分直径）e=10m（允许偏心距）n=4 （立柱的根数）立柱材料为45#钢，中频淬火 坊b 620MPa 口s 375MPa（1）中心载荷时的应力:30000 (0.032)22=9.33 MPa（2）偏心载荷静载荷合成应由于小

36、型液压机，可将立柱考虑为插入端的悬臂梁，m=0.25mFen n20.1d300000.25 30000 0.01+,/0.032、20.仆0.03234冗()2=9.33 MPa +22.89 MPa =32.22 MPaJ 375MPa尺寸系数已考虑在内，立柱表面为精车，对 于正火的45#钢，表面质量系数为0.9，因此匚0可取为300MPa过渡圆角半径为 30mm疲劳强度校核:r = 32d = 400=0.0832=32 =0.107d min 30由机械设计手册查出Kt =1.58K=1+0.70 (1.58-1 ) =1.41；t =K=1.41 X 32.22=45.43 MPa3

37、00MP二。为200MPa,因此是安全的。立柱是四柱液压机重要的支承件和受力件，同时又是活动横梁的导向基准。 因此，立柱应有足够的强度与刚度，导向表面应有足够的精度，光洁度和必要的 硬度。2.5.2连接形式立柱式机架是常见的机架形式，一般由4根立柱通过螺母将上、下横梁紧固 地连结在一起，组成一个刚性的空间框架。在这个框架中，既安装了液压机本体 的主要零部件，又在液压机工作时，承受液压机的全部工作载荷，并作为液压机 运动部分的导向。整个机架的刚度与精度，在很大程度上取决于立柱与上、 下横 梁的连接形式与连接的紧固程度。在中、小型液压机中，常用的连结形式有以下 4种：1. 立柱用台肩分别支承上、下

38、横梁，然后用外锁紧螺母上、下予以锁紧。这种结构中，上横梁下表面（工作台）上表面间的距离与平行度，全靠4根立柱台肩间尺寸的一致性来保证，因此装配简单，不需调整，装配后机架的精度也无 法调整，且对立柱台肩间尺寸精度的加工要求很高。因此，这种结构仅在无精度要求的小型简易液压机中采用。2. 内外螺母式，即在立柱上分别用内、外两个螺母来固定上、下横梁，用 内螺母来起上述台肩的支承作用，用外锁紧螺母上、下予以锁紧。上横梁下表面 的水平度以及下横梁（工作台）上表面的水平度，两个表面之间的平行度与间距 的保持，全靠安装时内螺母的调整，因此，对立柱的有关轴向尺寸要求不高，但对立柱螺纹精度（与立柱轴线的平行度）及

39、内螺母精度（内螺母的螺纹对于上、 下横梁贴合面的垂直度）要求较高，安装时调整比较麻烦。3. 在与上横梁连结处用台肩代替内螺母，精度调节和加工均不很复杂，但立柱预紧不如第2种方便4. 与第3种形式基本相同，只是在下横梁处用台肩代替内螺母，但精度调 节比第3种简便可靠。本次设计的压装机并不需要承受太大的压力，因此在设计时将4根立柱通过 螺母将上横梁紧固的连接在一起，在下横梁处用焊接的方式连接。图（1）立柱顶端紧固图2.5.3立柱的螺母及预紧立柱螺母一般为圆柱形，小液压机的立柱螺母是整体的。立柱的预紧分加热预紧与液压预紧。本次设计选用的是加热预紧方式。加热预紧是比较常用的方法，为此，立柱端部应钻有加

40、热孔，其深度应大于 横梁的高度。在立柱及上横梁安装好后，先将内、外螺母冷态拧紧，然后用电热 棒或通入蒸汽等加热方法使立柱端部伸长， 达到一定温度后，将外螺母再向下拧 过一个角度，一般是用螺母外径上一点转过的弧长来度量。立柱冷却后，就在螺母与横梁之间产生一个很大的预紧力， 使螺母不易松动。 加热时应注意两对角立柱同时加热。2.6底座底座安装于工作台下部，与基础相连。底座仅承受机器之总重量。底座材料可选用铸铁件或焊接结构。主要考虑到外形的美观，对精度无要求。2.7上部结构的确定原则横梁由铸造制成，目前以铸造为多，一般采用 ZG35B铸钢。横梁的宽边尺 寸由立柱的宽边中心距确定，上梁窄边尺寸应尽可能

41、小些，以便锻造天车的吊钩 容易接近液压机中心，梁的中间高度则由强度确定。由于上横梁外形尺寸很大，为了节约金属和减轻重量，尽量使各个尺寸在 允许的范围内降到最小。梁体做成箱形结构，在安装缸的地方做成圆筒形，安装 立柱的地方做成方筒形，中间加设筋板，以提高刚度，降低局部应力。2.7活塞杆与压装机构的连接方式刚性连接方式，柱塞下端插压入装置内。 此种连接方式在偏心载时，柱塞 跟随活动的压入装置一起倾斜，将压入装置所受偏心力矩的一部分传给工缸导向 套，使导向套承受侧向水平推力或一对力偶，从而加剧导向套及封的磨损。图（3）压入装置图（4）液压缸杆和压入装置的连接2.8下部结构设计要求下部结构的刚度要求应

42、略严一些，以保证整个压机的刚性。下部结构直接与 立柱、工作台等相连，结构和受力状态都很复杂。对于下部结构，其设计原则与 上部结构相同，是在满足相连部件最小几何尺寸要求和工艺要求的条件下，尽可能缩减其纵向、横向尺寸，这是有效提高梁的刚度、强度和减轻结构的重量应首 先把握的主要原则。第3章液压系统及液压元件的选择3.1液压系统原理3.1.1工作原理图（5）液压原理图动作名称电磁换向阀电动机Y1Y2Y3Y41D电机启动+下降+-+-+上升-+-+停止-+图（6）工作原理详述1. 油泵打开，开始工作2. Y1线圈通电，1号液压缸匀速下降，当液压杆到了行程开关1时，线圈Y1断电，线圈Y2通电，液压缸返程

43、，当液压杆到行程开关 2时，液压缸停止运动， 此时三位四通阀处于中间位置。3. Y3线圈通电时，2号液压缸匀速下降，当液压杆到了行程开关3时，线圈Y3断电，丫4线圈通电，液压缸返程，当液压杆到行程开关4时停止运动，此时三位四通阀处于中间位置。3.2管道及管接头管道及管接头用以把液压元件连接起来，组成一个完整的系统。正确的选择 管道和管接头，对液压系统的安装、使用和维修都有着重要的意义。在设计管道 时，管径应适应、路线应最短，管道弯头、接头应尽量小，以减小系统的压力损 失。同时，管道的连接必须牢固可靠，防止振动松脱，并且要便于调整和维修。3.2.1管道3.2.1.1管道的种类液压传动系统常用的管

44、子有钢管、橡胶软管、尼龙管和塑料管等。应当根据 液压元件的装置条件、部位和压力大小来选用油管的材料。 本次课程设计选用钢 管。钢管分为焊接钢管和无缝钢管。压力小于 2.5 Mpa时可选用焊接钢管；压力 大于2.5 MPa时，推荐用10号或15号无缝钢管；对于需要防锈防腐蚀的场合， 可选用不锈钢管；超高压时可选用合金钢管。本设计主要选用合金钢管。钢管价格便宜，工作压力较高，但装配时不能任意弯曲，因此多用于装配部 位限制较少和产品比较定型以及大功率的液压传动装置中，是液压传动系统主要 的油管材料。3.2.1.2管子的内径和壁厚确定管道尺寸一般由选定的标准元件连接口尺寸确定，也可以按管路允许流速进行

45、计算。油缸快进时油管的流量可达28.8L/Min。取管内流速V =5m/sf4q ：4 汇 28.8 疋 10，d= =0.0114 n v Y nx5汇60取 d=14mm3.2.1.3管接头管接头用于油管之间或油管与液压元件之间的连接。对管接头的基本要求是 工作可靠、密封性良好、对液流的阻力小、结构简单、安装和制造方便等。常用 的管接头可分为金属管固定连接管接头、活动连接管接头和软管管接头等三类。在设计中选用符合JB966-77标准的管接头和绞式管接头。3.3液压叠加阀的选择叠加阀叠加式液压阀简称叠加阀，它是近 10年内发展起来的集成式液压原件。采 用这种阀组成液压系统时，不需要另外的连接

46、块，它以自身的阀体作为连接体直 接叠合而成所需的液压传动系统。叠加阀的工作原理与一般液压阀基本相同， 但在具体结构和连接尺寸上则不 相同，它自成系列。每个叠加阀既有一般液压元件的控制功能，又起到通道体的作用，每一种通径系列的叠加阀其主油路通道和螺栓连接孔的位置都与所选用的 相应通径的换向阀相同，因此同一通径的叠加阀都能按要求叠加起来，组成各种不同控制功能的系统。叠加阀的分类与一般液压阀相同，它同样分为压力控制阀、流量控制阀和方 向控制阀3大类，其中方向控制阀仅有单向阀类，主换向阀不属于叠加阀。3.3.1先导式溢流阀溢流阀分类1. 直动型溢流阀当系统中压力低于弹簧调定压力时，阀不起作用，当系统中

47、压力超过弹簧所 调整的压力时，锥阀被打开，油经溢油口回油箱。这种溢流阀称为直接动作溢流 阀。其压力可以进行一定程度的调节。压力受溢流量变化的影响较大，调压偏差大，不适于在高压、大流量下工作 阻力小，动作比较灵敏，压力超调量较小，宜在需要缓冲、制动等场合下使用， 结构简单，成本低。2 先导式溢流阀调整弹簧的压力，即可调整溢流阀的溢流压力。平衡活塞式溢流阀的压力滞 后现象小，震动也较直接动作式小，能够正常操作和无载荷操作，如果加工精度 高，则稳定性较好，但超调（启动时的最高压力超过所需的调整压力）幅度大， 动作迟缓。加工精度要求高，成本高。单向阀式溢流阀的工艺性好，加工、装配 精度容易保证，结构简

48、单a主阀为单向阀结构，过流面积大，流量大，阀的启闭 特性好。阀性能稳定，噪声小。溢流阀的应用1 作为安全阀防止液压系统过载溢流阀用于防止系统过载时，此阀是常闭 的，当阀前压力不超过某一预调的极限时， 此阀关闭不溢油。当阀前压力超过此 极限值时，阀立即打开，油即流回油箱或低压回路，因而可防止液压系统过载。 通常安全阀多用于带变量泵的系统， 其所控制的过载压力，一般比系统的工作压 力咼8% 10%2作为溢流阀使液压系统中压力保持恒定在定量泵系统中，与节流元件及负载并联，此时阀是常开的，常溢油，随着工作机构需油量的不同，阀门的溢油 量时大时小，以调节及平衡进入液压系统中的油量，使液压系统中的压力保持

49、恒定。但由于溢流部分损耗功率，故一般只应用于小功率带定量泵的系统中。 溢流阀的调整压力，应等于系统的工作压力。3 .远程调压将远程调压阀的进油口和溢流阀的遥控口（卸荷口）连接，在 主溢流阀的设定压力范围内，实现远程调压。4 .作卸荷阀用换向阀将溢流阀的遥控口（卸荷口）和油箱连接，可以使油 路卸荷。5. 高低压多级控制用换向阀将溢流阀的遥控口（卸荷口）和几个远程调压 阀连接时，即可实现高低压的多级控制。6. 作顺序阀用将溢流阀顶盖加工出一个泄油口，而堵死主阀与顶盖相连的 轴向孔，并将主阀溢油口作为二次压力出油口，即可作顺序阀用。7 .卸荷溢流阀一般常用于泵、蓄能器系统中，泵在正常工作时，向蓄能器

50、 供油，当蓄能器中油压达到需要压力时，通过系统压力，操纵溢流阀，使泵卸荷, 系统就由蓄能器供油而照常工作；当蓄能器油压下降时，溢流阀关闭，油泵继续 向蓄能器供油，从面保证系统的正常工作。3.3.1.1 ZDB 6 先导式溢流阀1.4X系列2. 规格63. 最大工作压力315巴4. 最大流量60 l/min5.1个压力阀插件6. 叠加阀板设计3.3.1.2调整原件六角套筒和保护罩331.3喷射从P到T3.3.1.4定位孔没有定位孔3.3.1.5 密封氟橡胶密圭寸适用于矿物油（HL,HLP）按 DIN 51524 ,HETG （菜籽油）,HEPG （聚乙二醇）HEES （合成脂）生物快速降解油液按

51、 VDMA 245683.3.2单向阀单向阀分类及应用单向阀分为直动式和直角式两种。直通式结构简单，成本低，体积小，但容 易产生震动，噪声大，在同样流量下，它的阻抗比直角式大，更换弹簧不方便。液压操纵单向阀是由上部锥形阀和下部活塞所组成，在正常油液的通路时， 不接通控制油，与一般直角式单向阀一样。当需要油液反向流动时，活塞下部接 通控制油，使阀杆上升，打开锥形阀，油液即可反向流动。应用：单向阀用于液压系统中防止油液反向流动。 也可作背压阀用，但必须 改变弹簧压力，保持回路的最低压力，增加工作机构的运动平稳性。液控单向阀 与单向阀相同，但可利用控制油开启单向阀，使油液在两个方向上自由流动。3.3

52、21 Z1S 6 单向阀1.4X系列2. 规格63. 最大工作压力350巴4. 最大流量40 l/min5. 叠加阀板设计6. 用在垂直叠加装配中3.3.2.2 封闭管道P中无泄漏闭塞3.2.2.3开启压力0.5bar=50KPa3.2.2.4定位孔无定位孔3.2.2.5 密封氟橡胶密封3.3.3减压阀减压阀应用导阀上的遥控口，需要时可以接上远程调压阀，实现远程调压。单向减压阀，同减压阀和单向元件组成，其作用与减压阀相同。但反向油流 由单向元件自由通过，不受减压阀的限制。1 减压阀是一种使阀门出口压力（二次油路压力）低于进口压力（一次油 路压力）的压力调节阀。一般减压阀均为定压式，减压阀的阀孔

53、缝隙随进口压力 变化而自行调节，因此能自动保证阀的出口压力为恒定。2减压阀也可以作为稳定油路工作压力的调节装置，使油路压力不受油源 压力变化及其他阀门工作时压功啵动韵蟛响3. 减压阀根据不同需要将液压系统区分成不同压力的油路，例如控制机构的 控制油路或其他辅助油路，以使不同的执行机构产生不同的工作力4. 减压阀在节流调速的系统中及操作滑阀的油路中广泛应用。 减压阀常和节 流阀串联在一起，用以保证节流阀前后压力恒定，流过节流阀的测量不随载荷而 变化。5应用时，减压阀的泄油口必须直接接回油箱，并保证泄油路畅通。如果泄油孔有背压时，会影响减压阀及单向减压阀的正常工作。333.1 ZDRK直动式减压阀

54、1.1X系列2. 规格63. 最大工作压力 210巴4. 最大流量 40 l/min5. 叠加阀板设计3.3.3.2设定压力设定至5Mpa3.3.3.3调整原件六角头套筒和保护罩3.3.3.4控制油供应内部控制油进油，外部控制油回油。3.3.3.5不带单向阀3.3.3.6压力控制降低P1通道中的压力3.3.3.6 密封1. 氟橡胶密封适用于2. 矿物油（HL,HLP）按 DIN 51524，3. HETG （菜籽油）,4. HEPG （聚乙二醇）5. HEES （合成脂）6. 生物快速降解油液7. 按 VDMA 245683.3.4节流阀节流阀原理节流阀由节流口和调节节流口大小的装置组成，阀心可作轴向移动，节流开口大小改变，从而调节流