单缸压力机设计说明书

1、安徽理工大学毕业论文PAGE PAGE 44本科毕业业设计说说明书单缸液压压压力机机SINGGLE-CYLLINDDER HYDDRAUULICC PRRESSS学院（部部）： 机机械工程程学院 专业班级级：机设设07-8班学生姓名名：奚 康 指导教师师：侯波波副教授授20111 年 6 月月 4日日 安徽理工大学毕业论文单缸液压压压力机机浅谈摘要本次设计计主要内内容有：做了液液压压力力机的总总体结构构设计和和液压系系统的设设计，选选择了液液压元件件的型号号，分析析了系统统的工作作原理，设设计了液液压缸，完完成了液液压缸的的总体设设计，绘绘制了压压力机的的总体装装配图，液液压系统统图和液液压缸

2、的的装配图图。关键词：液压压力力机，液液压缸，液压系系统DESIIGN OF SINNGLEE-CYYLINNDERR HYYDRAAULIIC PPRESSSABSTTRACCTThe maiin eelemmentts oof tthiss deesiggn aare: fiinissh tthe strructturaal ddesiign of thee ovveraall dessignn annd hhydrraullic sysstemm off thhe hhydrraullic preess, annd sseleect moddelss off hyydraauliic c

3、compponeentss, aanallysiis tthe worrkinng pprinncipple, deesiggn aa hyydraauliic ccyliindeer aand hyddrauulicc cyylinnderr coomplleteed ooverralll deesiggn, rennderringg thhe ooverralll asssemmblyy drrawiing preessees, hyddrauulicc syysteem aand hyddrauulicc cyylinnderr maap oof tthe asssembbly draa

4、winng.KEYWWORDDS：Hyddrauulicc Prresss，Hyddrauulicc cyylinnderr，Hyddrauulicc Syysteem，前言毕业论文文是对毕毕业生所所学的专专业基础础知识和和研究能能力、自自学能力力以及各各种综合合能力的的检验。通通过做毕毕业论文文，可以以使学生生在综合合能力、治治学方法法等方面面得到锻锻炼，使使之进一一步理解解所学专专业知识识，扩大大知识面面。毕业设计计是学生生即将完完成学业业的最后后一个重重要环节节，它既既是对学学校所学学知识的的全面总总结和综综合应用用，又为为今后走走向社会会的实际际操作应应用铸就就了一个个良好的的开端。毕

5、毕业设计计是作者者对所学学知识理理论的检检验与总总结，能能够培养养和提高高设计者者独立分分析问题题和解决决问题的的能力，使使学生学学习并掌掌握科学学研究、工工程设计计和撰写写技术报报告的基基本方法法。毕业论文文具有学学术论文文性质，应应能表明明作者在在科学研研究工作作中取得得的新成成果或提提出的新新见解，是是作者的的科研能能力与学学术水平平的标志志。毕业业论文具具有学术术论文所所共有的的一般属属性，应应按照学学术论文文的格式式写作。在毕业论论文的选选题与写写作中，要要注意适适应经济济、社会会发展需需要，注注意理论论结合实实际，特特别强调调对培养养学生的的创新精精神科研研能力水水平。 本次毕毕业

6、设计计涉及的的知识面面有液压压传动，零零件设计计，加工工工艺，金金属材料料，公差差配合，CCAD制制图等多多方面知知识，设设计过程程中要求求具备清清晰的设设计思路路，具体体的设计计方案和和步骤，准准确的设设计参数数和计算算分析。通过毕业业设计，提提高、巩巩固、扩扩大了自自己所学学到的理理论知识识和技能能，提高高自己设设计计算算、制图图、编写写技术文文件的能能力，培培养了我我对机械械设计独独立分析析问题和和解决问问题的能能力，帮帮助我初初步树立立了正确确的实际际思想，掌掌握了一一定的机机械设计计方法步步骤和思思路为以以后的学学习和设设计工作作打下良良好的基基础。由于本人人水平有有限，设设计中尚尚

7、有许多多不足之之处，还还望审阅阅老师给给予批评评和指正正。安徽理工大学毕业论文目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc232071492 摘要(中中文) PAGEREF _Toc232071492 h II HYPERLINK l _Toc232071493 摘要（英英文） PAGEREF _Toc232071493 h III HYPERLINK l _Toc232071494 前 言 PAGEREF _Toc232071494 h IIII HYPERLINK l _Toc232071495 1压力机机概述33 HYPERLINK l _Toc232071496

8、 1.1压压力机发发展的概概况3 HYPERLINK l _Toc232071497 1.2压压力机工工作原理理4 HYPERLINK l _Toc232071498 1.2.1压力力机功能能简介44 HYPERLINK l _Toc232071499 1.2.2压力力机的工工作原理理简介66 HYPERLINK l _Toc232071500 2液压机机总体结结构设计计8 HYPERLINK l _Toc232071501 2.1压压力机总总体设计计结构及及要求88 HYPERLINK l _Toc232071502 2.2 立柱的的强度计计算8 HYPERLINK l _Toc232071

9、503 2.3 横梁的的强度计计算9 HYPERLINK l _Toc232071504 2.4油油箱的设设计9 HYPERLINK l _Toc232071505 3压力机机的液压压系统设设计10 HYPERLINK l _Toc232071506 3.1设设计参数数和应满满足的条条件10 HYPERLINK l _Toc232071507 3.1.1设计计参数110 HYPERLINK l _Toc232071508 3.1.2设计计要求分分析10 HYPERLINK l _Toc232071509 3.2工工况分析析并确定定初步液液压缸直直径10 HYPERLINK l _Toc2320

10、71510 3.2.1负载载分析初初步确定定各工况况的负载载和速度度10 HYPERLINK l _Toc232071511 3.2.2初步步确定液液压缸的的直径111 HYPERLINK l _Toc232071512 3.3液液压系统统的拟定定12 HYPERLINK l _Toc232071513 3.4液液压系统统的工作作原理114 HYPERLINK l _Toc232071514 3.4.1液压压缸的工工作分析析14 HYPERLINK l _Toc232071515 3.4.2液压压系统的的特点 PAGEREF _Toc232071515 h 115 HYPERLINK l _T

11、oc232071516 3.5液液压元件件的计算算和选择择16 HYPERLINK l _Toc232071517 3.5.1液压压缸的计计算和选选择16 HYPERLINK l _Toc232071518 3.5.2液压压泵和电电动机的的选择116 HYPERLINK l _Toc232071519 3.5.3油箱箱的选择择 PAGEREF _Toc232071519 h 17 HYPERLINK l _Toc232071520 3.5.4管路路内径的的选择 PAGEREF _Toc232071520 h 118 HYPERLINK l _Toc232071521 3.5.5滤油油器 PAG

12、EREF _Toc232071521 h 19 HYPERLINK l _Toc232071522 3.5.6阀类类元件的的选择220 HYPERLINK l _Toc232071523 3.6液液压系统统主要性性能的验验算21 HYPERLINK l _Toc232071524 4液压缸缸的设计计 PAGEREF _Toc232071524 h 23 HYPERLINK l _Toc232071525 4.1基基本参数数 PAGEREF _Toc232071525 h 23 HYPERLINK l _Toc232071526 4.2缸缸筒的计计算 PAGEREF _Toc232071526

13、h 23 HYPERLINK l _Toc232071527 4.2.1材料料的选择择 PAGEREF _Toc232071527 h 23 HYPERLINK l _Toc232071528 4.2.2缸筒筒厚度的的计算 PAGEREF _Toc232071528 h 223 HYPERLINK l _Toc232071529 4.2.3油口口直径的的选择 PAGEREF _Toc232071529 h 224 HYPERLINK l _Toc232071530 4.2.4缸底底厚度的的计算与与选择 PAGEREF _Toc232071530 h 225 HYPERLINK l _Toc23

14、2071531 4.2.5中间间法兰的的设计 PAGEREF _Toc232071531 h 225 HYPERLINK l _Toc232071532 4.2.6缸体体的技术术要求 PAGEREF _Toc232071532 h 227 HYPERLINK l _Toc232071533 4.3活活塞 PAGEREF _Toc232071533 h 27 HYPERLINK l _Toc232071534 4.3.1活塞塞杆的计计算 PAGEREF _Toc232071534 h 27 HYPERLINK l _Toc232071535 4.3.2活塞塞的材料料及要求求 PAGEREF _T

15、oc232071535 h 29 HYPERLINK l _Toc232071536 4.4活活塞杆的的设计与与计算 PAGEREF _Toc232071536 h 229 HYPERLINK l _Toc232071537 4.4.1活塞塞杆设计计 PAGEREF _Toc232071537 h 29 HYPERLINK l _Toc232071538 4.4.2活塞塞杆材料料及技术术要求330 HYPERLINK l _Toc232071539 4.5导导向套的的设计与与计算331 HYPERLINK l _Toc232071540 4.6油油口的设设计与计计算 PAGEREF _Toc2

16、32071540 h 333 HYPERLINK l _Toc232071541 5安装使使用与维维修 PAGEREF _Toc232071541 h 35 HYPERLINK l _Toc232071542 结论 PAGEREF _Toc232071542 h 366 HYPERLINK l _Toc232071543 参考文献献 PAGEREF _Toc232071543 h 37 HYPERLINK l _Toc232071544 致谢 PAGEREF _Toc232071544 h 3881压力机机概述1.1压压力机发发展的概概况压力机的的发展历历史只有有1000年。压压力机是是伴随着

17、着工业革革命的的的进行而而开始发发展的，蒸蒸汽机的的出现开开创了工工业革命命的时代代，传统统的锻造造工艺和和设备逐逐渐不能能满足当当时的要要求。因因此在118399年，第第一台蒸蒸汽锤出出现了。此此后伴随随着机械械制造业业的迅速速发展，锻锻件的尺尺寸也越越来越越越大，锻锻锤做到到百吨以以上，即即笨重又又不方便便。在118599-18861年年维也纳纳铁路工工厂就有有了第一一批用于于金属加加工的770000KN、1100000KNN和1220000KN的的液压机机，18884年年英国罗罗切斯特特首先使使用了锻锻造钢锤锤用的锻锻造液压压机，它它与锻锤锤相比具具有很好好的优点点，因此此发展很很快，在

18、在18887-118888年制造造了一系系列锻造造液压机机，其中中包括一一台4000000KN的的大型水水压机，118933年建造造了当时时最大的的120000KKN的锻锻造水压压机。在第二次次世界大大战后，为为了迅速速发展航航空业。美美国在119555年左右右先后制制造了两两台3115000KN和和450000KKN大型型模锻水水压机。近二十年年来，世世界各国国在锻造造操作机机与锻造造液压机机联动机机组，大大型模锻锻液压机机，挤压压机等各各种液压压机方面面又有了了许多新新的发展展，自动动测量和和自动控控制的新新技术在在液压机机上得到到了广泛泛的应用用，机械械化和自自动化程程度有了了很大的的提

19、高。再来看一一下我国国的情况况，在解解放前，我我国属于于半殖民民地半封封建社会会的国家家，没有有独立的的工业体体系，也也根本没没有液压压机的制制造工业业，只有有一些修修配用的的小型液液压机。解放后我我国迅速速建立独独立自主主的完整整的工业业体系，同同时仿造造并自行行设计各各种液压压机，同同时也建建立了一一批这方方面的科科研队伍伍。到了了六十年年代，我我国先后后成套设设计并制制造了一一些重型型液压机机，其中中有30000000KNN的有色色金属模模锻水压压机，11200000KKN有色色金属挤挤压水压压机等。特特别是近近十年来来，又有有了一些些新的发发展。比比如，设设计并制制造了一一批较先先进的

20、锻锻造水压压机，并并已向国国外出口口，与此此相应的的，我国国也陆续续制造了了各种液液压机的的系列及及零部件件标准。但是，我我们也应应清楚地地意识到到我们与与发达国国家相比比还有很很大的差差距，还还不能满满足国民民经济和和国防建建设的需需要。许许多先进进的设备备和大型型机仍需需进口，目目前应充充分发挥挥我们的的优势，加加强我国国在这方方面的竞竞争力，这这不仅是是有助于于我们从从制造业业大国向向制造业业强国的的转变也也是国家家安全的的需要。1.2压压力机工工作原理理1.2.1压力力机功能能简介 压力力机是利利用液压压传动技技术进行行压力加加工的设设备，广广泛用于于金属锻锻压、冷冷挤压、粉粉末冶金金

21、以及金金属、橡橡胶和塑塑料等成成型制品品加工的的压力机机械，也也是最早早应用液液压技术术的机械械之一。与与其他压压力机相相比，它它具有压压力和速速度可在在大范围围内无极极调整，可可在任意意位置输输出全部部功率和和保持所所需压力力、结构构布置灵灵活，各各执行结结构可很很方便地地达到所所希望的的动作配配合等优优点。压力机有有多种型型号规格格，其压压制力从从几十吨吨到上万万吨。按按工作介介质可分分为水压压机和油油压机两两种。用用乳化液液做介质质的液压压机，称称为水压压机，其其压制力力很大，多多用于重重型机械械厂和造造船厂等等。用矿矿物油型型液压有有做介质质的液压压机成为为油压机机，产生生的压智智力较

22、水水压机小小，在许许多工业业部门得得到广泛泛的应用用。图1-11压力机机 图12 压力机机基本结结构液压机的的类型很很多，多多为立式式,其中中四柱式式液压机机最为典典型，应应用也最最为广泛泛。其基基本结构构如图11-1，图图122。1.2.2压力力机的工工作原理理简介该机的四四根立柱柱上安装装有驱动动上滑块块的液压压缸。液液压机的的压制工工艺要求求液压缸缸的工作作循环为为：快速速下行慢速加加压保压延延时快速返返回原位停停止;并并且压力力速度和和保压时时间可调调节。工工艺循环环图如图图1-22所示。图1-33 压压力机工工艺循环环图2液压机机总体结结构设计计2.1压压力机总总体设计计结构及及要求

23、液压机本本体结构构设计应应考虑以以下三个个基本原原则：1 尽可可能地满满足工艺艺要求，便便于操作作。2 具有有合理的的强度与与刚度，使使用可靠靠，不易易损坏。3 具有有很好的的经济性性，重量量轻，制制造维修修方便。其中，工工艺要求求是最主主要的影影响因素素，由于于在液压压机上进进行的工工艺是多多种多样样的，因因此液压压机的本本体结构构型式也也必然是是看，有有立柱式式单臂式式，和框框架式，立立柱式中中又分四四柱，双双柱，三三柱及多多柱等。从从工作缸缸的数量量看，有有单缸，双双缸及多多缸。 本液液压机采采用的结结果为三三梁四柱柱式，它它由上横横梁下横梁梁 四个个立柱和和螺母组组成的一一个封闭闭起来

24、框框架。框架承受受主要工工作载荷荷。工作作缸固定定在上横横梁相连连，活动动横梁以以四根立立柱为导导向，在在上下横横梁之间间往复运运动，活活动横梁梁下面固固定有上上工作台台，下工工作台则则固定于于下横梁梁上，立立柱之间间的距离离可根据据下横梁梁的尺寸寸，和工工作要求求确定，活活动横梁梁的上下下移动距距离根据据设计给给定的工工作行程程确定，本本次设计计给定的的工作行行程为5500mmm，考考虑到加加工过程程中需要要安装夹夹具等设设备，因因此确定定为6000mmm。当高高压液体体进入工工作缸后后，对活活塞杆施施加很大大的压力力。推动动活塞杆杆。活动动杆与活活动横梁梁连接在在一块，因因此在推推动活动动

25、横梁及及工作台台向下运运动，使使两工作作台间的的物体产产生塑性性变形或或保持一一定时间间的压力力，达到到工作要要求，实实现加工工目的。2.2 立柱的的强度计计算 液压机机的立柱柱与上下横梁梁组成一一个封闭闭的受力力框架，偏偏心加载载时，立立柱不但但受轴向向拉力还还承受横横向侧推推力和弯弯矩，使使受力情情况恶化化，由于于多次超超靜定问问题，在在有些液液压机中中，如中中小型锻锻压，液液压机由由于经常常受多次次快速反反复加载载及在缷缷载时能能量的突突然释放放，都会会引起机机架剧烈烈的推动动，在立立柱的强强度计算算时，应应当考虑虑到这些些因素，因因此比较较复杂，困困难较多多。本液液压机采采用近似似计算

26、来来设计立立柱的尺尺寸及校校核立柱柱的强度度。 本立立柱选用用45号号钢。b = 6000MPaa，取安安全系数数 n=5 则则【】 = 6600/5 = 1220 MMPa 每根立立柱所受受的轴向向力为 F= 2*1055/4 = 00.5*1066 N由4F/得D56.47mmm因此考虑虑到有些些地方需需要加工工螺纹，因因此D=65mmm。2.3 横梁的的强度计计算由于横梁梁是三个个方向上上尺寸相相差不太太多的箱箱形另件件。用材材料力学学的强度度分析方方法不能能全面的的反映它它的应力力状况，目目前在进进行一般般的设计计计算时时，而将将许用应应力取得得最低。按按管支梁梁计算出出的横梁梁中间，

27、截截面的应应力值和和该处实实侧值还还比较低低接近。因因此，作作为粗略略计算，这这种方法法目前还还是可行行的，但但无法精精确计算算应力集集中区的的应力。空空间有限限单元法法的发展展提供了了较精确确地计算算横梁各各部分应应力的可可能性，如如可按板板系组合合结构来来编制计计算行程程。2.4油油箱的设设计油箱体一一般用44mm左左右的钢钢板焊接接而成，也也可铸造造。本油油箱由于于要兼作作液压元元件 安安装台，可可将所用用钢板加加厚。选选箱底和和侧壁厚厚为100mm，盖盖板厚为为12mmm根据容积积的要求求，及油油面高度度为箱体体高度880%的的条件并并考虑到到油箱散散热，沉沉淀杂质质的功能能。油箱内装

28、装有隔板板，将泵泵的吸油油管和回回油管隔隔开，侧侧板装有有油位计计和注油油口，其其中油位位计和注注油口应应距离较较近。似似便于注注油者的的观察。油油箱盖板板上装有有空气滤滤消器。以以防止泵泵在吸油油时，空空气中的的杂质微微粒进入入油液中中，泵和和电机安安装在板板上并固固定。吸吸油管路路和回油油管路隔隔开，吸吸油腔与与回油腔腔用滤网网隔开，过过滤系统统回油。油油箱侧管管应设置置清扫窗窗孔，在在油箱清清洗时打打开，便便于擦试试，油箱箱内部。油油箱底部部距地面面有一定定距离，且且有1：30的的斜度，卸卸油口设设在最底底处，以以便在换换油时将将旧油全全部排出出，隔板板底部开开一缸口口，以便便在换旧旧油

29、液时时，从缷缷油口排排出。 油箱密密封要好好，防止止油箱渗渗漏到箱箱外，避避免外界界粉尘物物侵入箱箱内。油油箱内壁壁涂耐油油的防锈锈漆。3压力机机的液压压系统设设计液压系统统是液压压压力机机的动力力控制系系统，液液压系统统设计的的先进性性、合理理性是液液压压力力机技术术先进性性的重要要标志，也也是液压压压力机机运行稳稳定性、可可靠性的的关键。一个完整的液压系统由五个部分组成，即能源装置、执行元件、调节控制元件、辅助元件和液压油。1.能源源装置。它它是将电电机输入入的机械械能转换换为油液液的压力力能（压压力和流流量）输输出的能能量转换换装置，一一般最常常见的形形式是液液压泵。2.执行行元件。它它

30、是将油油液的压压力能转转换成直直线式或或回转式式机械能能输出的的能量转转换装置置，一般般做直线线运动的的是液压压缸，做做回转运运动的是是液压马马达。3.调节节控制元元件。它它是控制制液压系系统中油油液的流流量、压压力和流流动方向向的装置置，包括括方向控控制阀、压压力控制制阀、流流量控制制阀、比比例阀和和逻辑阀阀。这些些元件是是保证系系统正常常工作不不可缺少少的组成成部分。4.辅助助元件。是是除上述述三项以以外的其其它装置置，如油油箱、滤滤油器、蓄蓄能器、油油管等，这这些元件件对保证证液压系系统的可可靠、稳稳定持久久的工作作，有重重大作用用。3.1设设计参数数和应满满足的条条件3.1.1设计计参

31、数压力：FF=2000KNN行程：5500MMM速度：工工进 110MMM/S 快进 1000MM/S3.1.2设计计要求分分析结合生产产实际，考考虑多方方面原因因，得出出以下应应满足的的条件：要产生大大的压制制力（2200KKN）。要有良好好的密封封性。压压力机在在工作过过程中有有保压延延时的要要求，要要求不会会因为泄泄露而降降低工作作的压制制力，达达不到工工作要求求。结构尽量量简单，合合理选择择使成本本尽量降降低。尽量避免免零件加加工过程程中及设设备使用用中污染染环境的的因素。3.2工工况分析析并确定定初步液液压缸直直径3.2.1负载载分析初初步确定定各工况况的负载载和速度度液压缸负负载主

32、要要包括：压制力力摩擦阻阻力惯性性阻力重重力密封封阻力和和背压阻阻力的等等。压制力：根据油油缸和活活塞杆的的连接形形式可知知：F=2000KNN摩擦阻力力重力：由于液压压缸的摩摩擦阻力力和重力力相对于于压制力力很小，故故可忽略略不计。惯性阻力力：由于液压压缸工作作运动时时速度很很小，不不属于快快速往复复运动型型，故惯惯性阻力力可忽略略不计密封阻力力和背压压阻力：将密封阻阻力考虑虑在液压压缸的机机械效率率中去，取取液压缸缸的机械械效率为为0.99背压阻力力是液压压缸回油油路上的的阻力，初初算时可可不考虑虑，其数数值在系系统确定定后才能能定下来来。由于液压压缸的工工况阶段段在压制制阶段，因因此其快

33、快退时的的速度的的范围没没有限制制，所以以在设计计过程中中主要考考虑压制制阶段。这这里液压压缸的负负载图速速度图也也不再列列出。3.2.2初步步确定液液压缸的的直径（1）液液压缸的的内径和和活塞杆杆的内径径初选系系统压力力P=220Mppa由于液液压缸的的机械效效率为nn=0.9，所所以FLL =2222KNN由于FFL =PP1S得S=111.110-33（M3）因为缸的的横截面面积S=所以D=CM=11.89ccm查机械手手册根据据国标GGB23348-19993,取取标准直直径D=1100MM根据下下表3-1：表3-11公称压力力/Mppa12.55-2001.3331.46622取速比

34、=2查机械械设计手手册可知知d=DD=0.7077D代入计算算并取标标准直得得d=770mmm根据已取取得的缸缸径和活活塞杆直直径，计计算液压压缸的实实际有效效面积，无无杆腔面面积A11和有杆杆腔的面面积A22分别为为：A11 =994988.5mmm2，A2=56652mmm23.3液液压系统统的拟定定（1）调调压回路路：（2）液液压缸换换向回路路：综合考虑虑各个支支路的情情况，设设置了一一个压力力继电器器1XJJ，三个个挡铁行行程开关关XK11、XKK2、 XK33，其中中压力继继电器11XJ控控制整个个系统的的压力，当当液压缸缸工作压压力达到到预定值值时，压压力继电电器1XXJ发出出电气

35、控控制信号号，电磁磁铁2DDT断电电，电液液换向阀阀6复中中位，液液压缸进进回液腔腔封闭，液液压系统统卸荷。合合成后的的液压系系统如图图3-22所示：图3-22 单缸缸液压压压力机液液压系统统原理图图1主液液压泵 ； 22定量泵泵 ；33、4溢流阀阀 ；55远程调调压阀 ；6电液换换向阀 ；7压力表表 ；88电磁换换向阀；9液控单单向阀 ；100顺序阀阀 ；111卸荷阀阀（带阻阻尼孔） ；122压力继继电器 ；133单向阀阀 ；114充液阀阀 ；115充液箱箱 ；116液压缸缸； 117滑块；18挡铁。3.4液液压系统统的工作作原理3.4.1液压压缸的工工作分析析液压缸的的工作循循环为：快速下

36、下行慢速加加压保压延延时快速返返回原位停停止，现现对各个个状态进进行分析析。1)快速速下行电磁铁22DT和和3DTT通电，电电液换向向阀6和和电磁换换向阀88均换至至右工位位，后者者使液控控单向阀阀9打开开。此时时液压缸缸进回液液路区畅畅通。进油路：主液压压泵1 电液换换向阀66 单向向阀133 液液压缸118上（无无杆）腔腔；回油路：液压缸缸18下下（有杆杆）腔 液控控单向阀阀9 电液换换向阀66 油箱箱。此时时液压缸缸滑块116因自自重而快快速下降降，主液液压泵11全部流流量尚不不能满足足快速要要求的流流量，液液压缸118上腔腔形成局局部真空空，呈泵泵工况，油油箱（置置于液压压缸顶部部）中

37、油油液在大大气压力力下经液液控充液液阀（液液控单向向阀）114充入入，避免免了上述述不利现现象产生生。2)慢速速接近工工件和逐逐步加压压挡铁177压下行行程开关关XK22时，电电磁铁33DT断断电，电电磁换向向阀8处处于常态态（图示示位置），液液控单向向阀9关关闭，阀阀芯紧闭闭。进油路：主液压压泵1 电液换换向阀66 单向向阀133 液压缸缸18上上腔；回油路：液压缸缸18下下腔 顺序序阀100 电液液换向阀阀6 油箱箱。顺序序阀100使下腔腔建立起起背压，滑滑块靠自自重不能能下降，主主液压泵泵1供给给的压力力油使之之下行。这这时上腔腔压力升升高，充充液阀（液液控单向向阀）114关闭闭，活塞塞

38、速度降降低。当当滑块慢慢速接触触工件时时，阻力力（负载载）急剧剧增加，主主液压泵泵1工作作压力急急剧升高高，排量量自动减减小，液液压缸活活塞速度度进一步步降低，以以极慢的的速度对对工件加加压。3)保压压延时当液压缸缸18工工作压力力达到预预定值时时，压力力继电器器12发发出电气气控制信信号，电电磁铁22DT断断电，电电液换向向阀6复复中位，液液压缸进进回液腔腔封闭，主主液压泵泵1经电电液换向向阀6中中位卸荷荷。保压压时间可可由压力力继电器器12控控制的时时间继电电器调节节。4)快速速回程保压结束束后，时时间继电电器发出出信号使使电磁铁铁2DTT断电，11DT通通电，电电液换向向阀6切切至左位位

39、，同时时进油路路控制油油液使充充液阀（液液控单向向阀）114打开开，为液液压缸118退回回做好准准备。这这时：进油路：主液压压泵1 电液液换向阀阀6 液控控单向阀阀9 液压压缸188下腔；回油路：液压缸缸18上上腔 充液阀阀（液控控单向阀阀）144 油箱箱。需要说明明的是，电电液换向向阀6切切至左位位时，液液压缸118还未未泄压时时，上腔腔压力很很高，卸卸荷阀111（带带阻尼孔孔）呈开开放状态态，主液液压泵11的输出出油液经经此阀阻阻尼孔回回油箱，这这时主液液压泵11工作压压力较低低，不足足以使液液压缸回回程，但但可使充充液阀（液液控单向向阀）114开启启，使液液压缸118上腔腔泄压；当液压压

40、缸上腔腔压力降降到定值值时，卸卸荷阀111关闭闭，此时时主液压压泵1才才开始向向液压缸缸18下下腔供液液，液压压缸快速速回程。5)停止止液压缸位位于其反反向行程程末端时时，挡铁铁下压行行程开关关XK11，电磁磁铁1DDT断电电，电液液换向阀阀6处于于中位，液液压缸被被锁而停停止。主主液压泵泵1此时时处于卸卸荷状态态。在使使用中，可可随时手手动控制制1DTT断电，使使液压缸缸随时处处于停止止状态。其工作循循环和电电磁铁动动作顺序序表如表表3-11所示。表3-11单缸液液压压力力机工作作循环和和电磁铁铁动作顺顺序表动作名称称信号来源源换向滑阀阀工作状状态电磁铁动动态状态态电液换向向阀6电磁换向向阀

41、81DT2DT3DT单缸液压缸快速下行行2DT和和3DTT通电右位右位+慢速加压压挡铁行程程开关XXK2，33DT断断电，44DT通通电右位常态+保压延时时压力继电电器122发出信信号，22DT断断电中位快速回程程压力继电电器122发出信信号，11DT通通电左位+停止行程开关关XK11发出信信号，11DT断断电中位3.4.2液压压系统的的特点液压系统统有如下下特点：（1）此此液压系系统使用用了高压压大流量量恒功率率变量泵泵供液，既既符合工工作要求求，又能能充分发发挥机器器的效益益。（2）利利用液压压缸活塞塞快速下下降使液液压缸自自动充液液，减少少对液压压泵的流流量要求求。（3）液液压缸利利用单

42、向向阀保压压，为减减少工艺艺转换过过程的液液压冲击击，设置置了泄压压回路。（4）采采用专用用液压泵泵提供压压力控制制油液。控控制压力力大小由由溢流阀阀3调定定。3.5液液压元件件的计算算和选择择3.5.1液压压缸的计计算和选选择前面已算算出缸的的活塞直直径D=1100mm，活活塞杆的的直径dd=700mm3.5.2液压压泵和电电动机的的选择（1）选选择液压压泵前面选择择液压系系统的系系统压力力为200Mpaa，因此此根据机机械手册册中提供供的公式式计算泵泵的额定定压力Pb=（11.2551.6）PP=（11.2551.6）20MMpa=2532MMpa因此泵的的额定压压力可取取为Pbb=311

43、.5 Mpaa（2）系系统流量量的计算算液压缸在在工作时时所需流流量为QQ= AA1U=994988.5mmm106010-66=5.7L/minnA1无杆腔腔的面积积U液液压缸的的工进速速度取泄露系系数为11.2Q=KQQ=1.25.77 L/minn=6.84 L/mmin（3）泵泵的选择择A.恒功功率变量量泵先取电动动机的转转速为115000r/mmin则要求泵泵的几何何流量为为qB=4.56mml/rr又因为系系统要求求压力高高且可变变流量，故故选用柱柱塞式恒恒功率变变量泵查机械设设计手册册选用泵泵的型号号为100YCYY14-1B，斜斜盘式轴轴向柱塞塞泵，排排量为110mLL/r ,

44、转转速15500rr/miinB.辅助助泵辅助泵22为低压压小流量量定量泵泵，提供供压力控控制油液液，一般般的液压压泵均可可满足。选取泵的的型号为为YB11-2.5 ，YYB1定定量叶片片泵，排排量为22.5mmL/rr ，转转速14450rr/miin（4）电电动机的的选择泵的输入入功率为为P= =99.8444 + 0.4766 = 10.32（KKW）查机械设设计手册册得电动动机的型型号为YY1600M-44其输出功功率为111kww转速为为14660r/minn3.5.3油箱箱的选择择油箱的作作用是提提供给液液压系统统足够的的油液（储储存油液液）此外外还起着着散发油油中的杂杂质等作作用

45、。有有时候还还兼作液液压元件件的安装装台。 按油箱箱内液面面是否和和大气相相通，油油箱可分分为开式式油箱和和加压油油箱开式式油箱中中的液面面与大气气相通，液液面压力力等于大大气压力力。开式式油箱又又可分为为整体式式和分离离式不两两种。 整体式式油箱与与诗词主主机连作作一体，结结构紧凑凑但结构构复杂，维维修不方方便，散散热性不不好，还还会由于于油温过过高使邻邻近的构构件产生生变形。而而分离式式油箱和和主机分分开，单单独设置置一个油油箱，克克服了上上述缺点点，因此此得到了了广泛应应用，加加力和压压缩气体体（以防防止气体体溶解于于油液中中可用隔隔膜式将将气体与与油隔开开）或者者用弹簧簧或重物物使密封

46、封油箱液液面上增增加一定定的压力力，以提提高泵的的吸油口口压力，防防止泵产产生吸空空现象。 本系统统中，由由于油箱箱要作液液压元件件的安装装台，故故选用开开式油箱箱中的分分离式。油箱容积积的大小小，要考考虑液压压系统工工作时应应保一定定的油液液量，而而液压系系统不工工作时，系系统中的的油箱主主部油流流回油箱箱中，应应不超过过油箱高高度的550%，并并且能散散发出一一定的热热量，使使油温不不超过允允许值。（1）上上油箱的的选择上油箱是是在压力力机快速速下行时时充液，因因此其所所需的容容积最大大为当活活塞杆完完全伸出出时所供供的油液液体积，虽虽然是由由两个油油路同时时供液，但但由于由由泵所提提供的

47、量量比较少少，可忽忽略不计计。所以以所需的的油箱体体积为V= AA1L=994988.5mmm25000mm=4.775LL为为活塞杆杆的导程程 A1同前（2）下下油箱的的选择液压箱的的容积最最小应为为泵的流流量的一一倍或更更大些，一一般为55-7倍倍，这比比采用热热变换的的实际效效果更好好。泵的排量量为QB=nnqB=15500rr/miin10mml/rr10000=115L查机械设设计手册册得油箱箱的计算算公式为为V=（557）QQB=7551000L此系统取取V=1100LL由于压力力机为非非长时间间使用机机器。对对于泵站站电动机机的冷却却直接采采用空冷冷。(3)油油箱的设设计由于前面

48、面计算出出下油箱箱的容积积为1000L，因因此长、宽宽、高取取为8000mmm4000mm4000mm。上上油箱容容积为66.3LL,形状状为圆柱柱形，下下面接一一倒立圆圆台形圆圆柱直径径取为2200mmm，高高度为2200mmm，下下面凸台台直径为为1333mm，高高度为440mmm。3.5.4管路路内径的的选择管道是连连接液压压元件，输输出液压压油的装装置，管管系元件件选择得得当与否否，对液液压系统统工作可可靠性，安安装合理理性，维维修方便便都有影影响。油管和管管接头可可选用标标准件，其其选择原原则是应应使管中中流速不不要太高高（使之之为层流流）尽量量使整个个系统中中的油管管缩短，以以便减

49、小小压力损损失提高高系统效效率，管管材的选选择应根根据压力力的高低低，与泵泵阀等元元件直接接连接的的管接头头，其管管径可根根据所选选泵阀来来决定，选选择管道道时，应应尽可能能使油流流的能量量损失小小些，为为此应有有足够的的通油面面积光滑滑的管壁壁最短的的长度，及及可能避避免弯半半径过小小，和截截面密度度。（1）油油管的选选用和计计算 常用的的油箱有有钢管铜铜管，尼尼龙管，塑塑料管，橡橡胶软管管等多种种它们应应根据元元件的安安装位置置，使用用环境和和工作压压力进行行选择。 钢管能能承受高高压，价价格低廉廉，耐油油，抗腐腐和刚性性都较好好，但装装配中不不能任意意弯曲，常常用于装装配方便便的压力力管

50、道处处，中高高压系统统用无缝缝钢管，低低压系统统中用焊焊接钢管管。 尼龙管管是一种种新型的的乳白色色透明管管，受压压能力因因材料而而异，自自25*1055 80*1055Pa不不等。目目前大都都在低压压管路中中使用。尼尼龙管加加热后便便于弯曲曲成行，扩扩口冷却却后又可可固定成成形有着着广泛用用途。 橡胶管管适用于于两个相相对运动动件之间间的连接接，分高高压和低低压两种种。高压压橡胶软软管由夹夹有几几几层钢丝丝编织的的耐油橡橡胶制成成，钢丝丝层好越越多耐压压越高。 本系统统中，主主机到油油箱之间间的管道道选用钢钢管（无无缝钢管管）吸油油管和回回油管选选用钢管管，泵输输出管道道选用高高压橡胶胶软管

51、，目目的是为为了避负负在液压压元件中中存过多多的管道道弯曲和和管接头头。（2）油油管尺寸寸的计算算正确选用用管的规规格尺寸寸，对确确保高效效率的传传动具有有重要的的意义，压压力管路路中流速速应控制制在4.5m/s以下下对液压压驱动部部件的工工作压力力能比66 m/s的流流速有明明显的提提高，发发热量也也会下降降。查机械设设计手册册得管路路内径的的计算公公式为d11130V12m/s;吸吸油管V36m/s;压压油管，压压力高时时取大值值V1.522.5mm/s;回油路路Q通通过该油油路的液液体流量量，单位位为L/s回油路和和压油路路的油液液来自泵泵的供液液所以Q=15510-3360=2.551

52、0-44所以其直直径为吸油管为为：d11330=117.887mmm压油路为为：d11330=77.999mm压油路为为：d11330=112.663mmm根据机机械设计计手册表表20822，取公公称通径径d=220mmm,外径径28mmm。3.5.5滤油油器1 液压压油的过过滤要求求 在液压压系统中中，由于于工作油油液中的的杂质（包包括从系系统外部部进入的的脏物颗颗粒和系系统中液液元件的的磨损微微粒）进进入液压压系统。容容易引起起液压件件工作表表面的破破坏，而而使液压压元件的的寿命大大大缩短短。为了了保证液液压系统统的正常常工作，提提高液压压元件的的寿命，进进入液压压系统中中的工作作液体必必

53、须滤油油器过滤滤。滤油器的的选取及及安装滤油器的的选取原原则 过滤滤精度应应能满足足液压系系统的要要求过滤能能力应能能满足液液压系统统的要求求滤芯及及外壳应应有足够够的强度度，不致致固油的的压力而而破坏有良好好的抗腐腐蚀性= 5 * GB3容易清清洗和更更换滤芯芯对滤油器器过滤能能力的要要求，应应结合滤滤油器在在液压系系统中的的安装位位置来考考虑，如如滤油器器的安装装在液压压泵的吸吸油泵路路上其过过滤能力力应为泵泵流量的的两倍以以上。 不同的的液压系系统，以以滤油器器过滤精精度的要要求不同同。本系系统选用用为WUU-4001800 其工工作压力力为311.5MMPa流流量400L/mmin.过

54、滤精精度为1180uum 由本液液压系统统中泵的的过滤精精度要求求所决定定，把它它安装在在油泵的的吸油管管上，这这种安装装方式能能保证液液压系统统中的有有设备不不受杂质质的影响响，但增增大了吸吸油阻力力。不过过由于液液压机为为非频繁繁使用，且且使用时时间不长长，再加加上滤油油器流量量足够大大，所以以不易使使滤油器器堵塞就就不易使使泵工作作条件息息化，滤滤油器安安装以后后，可以以定期取取出清洗洗。3.5.6阀类类元件的的选择根据系统统的最高高压力和和最大流流量查机机械设计计手册选选用各类类阀型号号如下表3-22液压元元件表序号元件名称称通过阀的的最大流流量Q（L/minn）规格型号额定流量量（L

55、/minn）额定压力力Mpa1斜盘式轴轴向柱塞塞泵10YCCY144-1BB15202叶片泵YB1-2.552.5203溢流阀2.5DBDAA10PP10/20120204先导式溢溢流阀15DBW110A200205远程调压压阀15YTF33-E110B40206三位四通通电液换换向阀15WEH11040207压力表K-100B8二位四通通电磁换换向阀2.524DFF3B60169液控单向向阀15SV100602010顺序阀9HG033B1222502011卸荷阀15HY-110d110402012压力继电电器HED22013单向阀15S10PP2302014充液阀56.552SV100602

56、03.6液液压系统统主要性性能的验验算液压系统统性能的的验算包包括压力力损失验验算、系系统温升升验算等等，但其其都应根根据系统统的结构构、管路路的长度度及布置置等进行行，由于于系统以以及整个个装置的的整体布布置未定定，这里里省略。(1)由由于此处处选用恒恒功率液液压泵，因因此泵的的输入功功率不变变，近似似为电动动机的输输出功率率，电动动机的输输出功率率为111kW。由于压力力机做功功时只有有在下行行和上行行时，且且时间非非常短，绝绝大多数数时间处处于保压压状态，而而此时不不做功，因因此可认认为总的的发热功功率即是是泵的输输入功率率。(2)计计算散热热功率前面初步步求的油油箱的有有效容积积为13

57、30L，按按V=00.8aabh，求求的求的的油箱各各边之积积： abhh=00.16625mm3油箱的散散热面积积为：A=1.8h（aa+b）+1.55ab=1.880.44（0.4+00.8）+1.550.880.44m2=1.3444m2油箱的散散热功率率为：式中 油箱箱的散热热系数，查查表433.4-2，取取16WW/(mm2)油温温与环境境之差，取取=355=161.334435kkW=00.7552644可见油箱箱的散热热远远满满足不了了系统散散热的要要求，管管道散热热是极小小的，需需要另设设冷却器器。(3)冷冷却器所所需冷却却面积的的计算冷却面积积为： A=式中 K传热系系数，用

58、用管式冷冷却器时时，取KK=1116W/()；平均均温升，=。进油进入入冷却器器的温度度T1=60,油流出出冷却器器的温度度T2=50,冷却水水入口温温度t11=255冷却水水出口的的温度tt2=330。则则：=277.5所需冷却却器的散散热面积积为：A=m22=3.2 mm2考虑到冷冷却器长长期使用用时设备备腐蚀和和油垢，水水垢对传传热的影影响，冷冷却面积积应比计计算值大大30，实际际选用冷冷却器散散热面积积为：A=1.33.22 m22=4.68 m2由于系统统的具体体结构尚尚未确定定，因此此系统的的压力损损失和功功率损失失不便于于验算，因因此此处处简略。4液压缸缸的设计计4.1基基本参数

59、数工作载荷荷 F=2000kN液压缸内内径D=1100mm活塞杆的的直径dd=700mm工作压力力为 PP=200MPaa4.2缸缸筒的计计算4.2.1材料料的选择择根据工作作要求选选用455号钢，其其=6110MPPa，安安全系数数为n=5=1122MMPa4.2.2缸筒筒厚度的的计算（1）根根据材料料的强度度极限的的下列计计算公式式代入数据据的计算的=4.556mmm由于因此必须须满足按按薄壁筒筒计算的的最小壁壁厚即=9.02mmm所以 DD 1110+9.0022mmm 1288.044mm取标准值值的外径径AL=1333mm（2）缸缸筒厚度度验算= 1 * GB3为避免免发生塑塑性 变

60、变型额定定压力满满足 Pn (0.350.442)PPP=22.3slg(D/D)式中s = 60006500 MPPaP = 1009MPPa P(00.3550.442)*1099 =338.115455.788 MPPa满足足要求= 2 * GB3缸筒径径向变形形量D 应应满足D = D*PT(D21+D2/ DD21- DD2)-rr/E 式中 PPT 缸缸筒耐压压试验压压力 PPT = 311.255 MPPaE 弹性模模量 EE = 2.006 *1055r 泊泊松比 为0.3D = 2550 *31.25/2.006*1105(13332 +111022/13332-11102