KY27-500单动薄板冲压液压机本体

图书分类号：密级：毕业设计(论文)KY27-500单动薄板冲压液压机本体及液压系统设计THEDESIGNOFKY27-500SHEETSTAMPINGHYDRAULICPRESSBODYANDHYDRAULICSYSTEM学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要液压机是一种以液体为工作介质，根据帕斯卡原理制成的用于传递能量以实现各种工艺的机器。27系列单动薄板冲压液压机，机身结构通常为框架式或三梁四柱，液压系统为大流量插装阀系统，结构简单，通用性强，适应于拉伸、弯曲、校正、压装等工艺。本文主要完成了对该液压机各部分结构的设计计算、强度校核，运用软件绘制了上横梁、下横梁、滑块、顶出缸、立柱、机身等结构，确定其液压系统的设计方案，使整个设计切实可行。关键词：液压机;单动薄板冲压液压机;三梁四柱;大流量插装阀AbstractHydraulicmachineisakindofusingliquidasworkingmedium,accordingtotheprincipleofPascalmadeforthetransferofenergytoachieveavarietyofprocessmachine.27seriesofsheetstampinghydraulicpress,bodystructureisaframeorathreefourbeam,hydraulicsystemforlargeflowcartridgevalvesystem,simplestructure,strongversatility,adapttothetensile,bending,calibration,pressureequipment,suchastheprocess.Mainlycompletedthestructureofthehydraulicmachine,thedesigncalculation,strengthcheck,tousethesoftwaretodrawtheupperbeam,lowerbeam,aslideblock,aliftingcylinder,anuprightpost,afuselagestructure,determinethedesignschemeofthehydraulicsystem,sothatthewholedesignisfeasible.Keywords:hydraulicsingleactionsheetstampinghydraulicpressThreebeamfourcolumnflowcartridgevalve目录摘要 ③应用高级微处理器(或工业控制计算机)的高性能液压机[10]。

a国内采用的继电器控制方式是落后的传统控制方式。这种控制方式功能单一，不能用于高精度要求的生产。国外厂家却早已淘汰了这种机型，而主要采用以下两种先进的机型。

b可编程控制器是计算机技术，通信技术，一个新的工业自动控制装置自动化技术解决方案[22]。可编程控制器控制方式介于工业控制机控制方式和继电器方式之间。虽然可编程控制器操作灵活、安全可靠，但功能性与工业控制机相比较低。c工业控制机控制方式是基于计算机控制技术的一种高科技的控制方式[21]。它的主要控制元件是单片机，液压系统为数字控制阀。其主要特点如下：

①人与计算机可进行良好的互动，易实现操作。②易于实现高效化、高速化。③可单独调整工作参数(压力、速度、行程等)。④提前存储相应工作模式。⑤使用软件来减缓高速下的振动冲击，使噪声降低，从而提高系统的安全性。⑥利用软件进行故障预诊断来保障安全。

⑦易实现生产线的调度控制、集成控制并形成柔性生产线。液压机由主机和液压系统两大主要部分构成，国内机型与国外差异不大。但在安装方面和加工工艺方面存在明显差距。良好的加工工艺性能大大改善了机器的防止振动和抗冲击性能。国内液压系统广泛采用敞开式循环系统，而国外已开始采用先进的封闭式循环系统[10]。这种油路设计泄油量少，环境污染小，液压系统能够减少空气、灰尘等杂质的进入，易于维修保养。1.3液压机的工作原理及主要技术参数(一)液压机的工作原理在一个封闭了的容器里的液体，只要液体所处的原静止状态能够维持不变，那么一旦对液体所施加的压力发生变化，液体内部的任何一处都会发生同样大小的变化，这就是帕斯卡原理，简单地说就是液体内的压力由外负载决定。而液压机系统的工作主要就是利用帕斯卡原理，它是一种利用这种等值变化来传递压力能的机器[11]。液压机主要构成部分包括主机、操纵系统以及液压泵站[11]。液压泵站是液压机保持正常工作的所有动力的来源，它可以提高给液压机本体中的每一个执行机构以及液压机操作系统中的控制机构所需要的高压液体。液压机的本体是其最主要的部分，常见的液压机本体的结构有三梁四柱式、整体框架式、单臂式、双柱下拉式等。下面通过实例简单说明其工作原理。如图1-1所示是一个三梁四柱式的液压机本体结构，三个横梁和四个立柱通过十六个内外螺母的固定连接形成了一个空间的固定框架，工作过程中它将承受所有的应力载荷。上下横梁是固定住的，液压机主缸一般是与上横梁通过焊接固定在一起的。活动横梁则通过主缸中的工作柱塞与上横梁连接起来，并以四根竖直的立柱作为移动导向进行上下的往复运动。活动横梁和下横梁只有有一组砧，上砧固定在活动横梁的下面，下砧固定在下横梁的上面。这样液压机本机中的各个机构就形成了各自之间的连接。工作原理如下：将加工工件放置于上、下砧之间，液压泵站将高压液体通入主机，进入工作缸。高压液体使得工作柱塞向下运动，进一步推动活动横梁向下运动，从而利用上、下砧对工件施以高压，迫使工件发生弯曲变形。完成后，高压液体则通过横梁两侧的回程缸返回，带动活动横梁向上运动，此时，工作缸应通低压，最终完成工作过程。（二）液压机的主要技术参数不同种类的液压机都拥有各自的基本参数，这些基本的技术参数是由液压机自身的结构以及在工艺方面所产生的不同作用来决定的。一般来说，基本参数一旦确定，液压机基本的大小尺寸以及重量都会随之确定，它也可以表现液压机的特点和工作性能。液压机的主要技术参数：①公称压力（公称吨位）公称压力通常是液压机的主要参数，它可以体现液压机的工作能力。值得注意的是，公称压力仅仅是液压机名义上的最大工作压力[1]，一般实际的最大工作压力都要稍大于公称压力，我们在下面进行设计校核是应当尽量选择实际最大压力，以保证液压机结构的安全。②开口高度（最大净空距）H开口高度H指的是当活动横梁停向上运动极限的位置时，活动横梁下表面与工作台的上表面之间的距离[1]。但是值得注意的是，单臂式液压机的开口高度H与四柱式液压机的有所区别，它是从工作台上表面到压头下平面之间的距离。③最大行程S最大行程S指的就是液压机在工作过程中，活动横梁所能够在垂直方向上移动的最大距离[1]。一般来说，加工不同工件时工件所需要的最大工作行程都不太一样，最大行程S也会随之改变。最大行程的大小也能够体现主缸以及液压缸的大小。④工作台尺寸（长×宽）工作台在一般情况下是与下横梁连接在一起的，在工作台上装有固定工件的模具，所装模具的大小决定了工作台的尺寸。工作台尺寸指工作台在液压机工作过程中所能利用到的有效尺寸[1]。⑤回程力回程力指液压缸能够完成快速返回到最上方时所需要的总力，计算回程力大小的过程中应当考虑液压缸本身的重力、移动摩擦力等因素[1]。⑥活动横梁的运动速度活动横梁运动速度可分为空载状态下的运动速度、顶出时的运动速度以及回程过程中的运动速度[1]。一般情况下，空载运动速度最大，这样做是为了提高机器的生产效率，但设计是仍得考虑到速度变换时能量转变会导致液压机的振动，所以应当控制空载的最大速度。1.4液压机的发展趋势相比传统的冲压工艺，液压成形工艺技术的优点是重量轻、刚度强度高、生产成本低等，广泛应用于工业领域。在工业领域中，人们不断寻求通过降低结构质量以节省运行中的能量，先进制造技术得到不断发展[12]。液压技术的发展给我们带来了巨大财富，要跟上时代的步伐，液压技术的不断探索是现代化传动与控制发展不可或缺的一部分，每个国家都非常地看重液压工业的进一步发展发展。液压传动产品的发展对国防建设与国名经济有着很大影响，只有不断发展液压技术，提高国防产品以及机电产品的功能多样性，才能保证完成重大工程项目与重大技术装备。最近几年，国内外通过持续地创新、坚持改善液压元件和液压系统的性能，不断融入现代化的高新技术，跟上了时代需求的脚步，现在归纳液压机总体的发展趋势主要有一下几点：a降低液压机的功率损失，将能量的利用率最大化。b做好污染控制。c机电一体化。d争取做到零泄漏，解决环境污染的问题。e消除工作故障的因素，继续保证液压系统的性能稳定性。f做到液压元件的集成化，实现单功能元件向多功能的转变。2KY27-500单动薄板冲压液压机本体结构及设计计算2.1KY27-500单动薄板冲压液压机用途和特点。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4安装与试车4.1安装用户需要按装箱单来进行严格检查，判断另一部分的完整情况，从而确定机器无任何问题[17]。将机器安装在钢筋混凝土上，设计人员应根据当地实际情况来实施具体施工要求，完成施工计划图纸。机器安装可按下列顺序进行：1)首先按照机器图样的相对位置来正确安装工作台底座、液压动力站、电气控制箱及按钮站等，确保其安装正确。2)顶出缸安装入工作台之中心孔内，锁紧下方的螺母，下缸行程控制支架位于下缸缸底。3)滑块放置在孔中心的工作台上面，调整两个工作平面之间垫块的高度摆正立柱孔的位置。4)将滑块插入四根立柱之中，调整立柱上的调节螺母，使滑块与工作台面达到要求的高度。5)首先于上横梁中安装油缸并用大螺母锁紧，然后垂直吊起主缸及上横梁将其套在四根立柱上，再用锁紧螺母将四根立柱拧紧在立柱上，最后充分紧固下锁紧螺母。6)将充满筒装于主缸上方，保持密封垫的密封性，使其不会发生泄漏。7)根据形状和一般参考液压原理图，安装所有的管道。8)向油箱和充液筒内加入符合要求的干净油液。上述工作完成后，安装工作已经完成，你可以试试机。4.2试车试车可按下列顺序进行：1)仔细检查安装是否完成，以确保管道的路线是正确的，掌握机器的运行情况。2)没有运行之前松开机器的控制手柄。3)工作前将驱动油纯液体进入高压油泵体，泵的液体可以拧下口接头，注入油液直至充满油泵。4)通电源，然后启动电动机并观察它们旋转方向，若旋向相同则不变，否则将电线接头倒相。调整完毕后，即可正式启动电动机，使油泵不断运转，此时保证电动机和油泵能够正常工作。5)电路选择为调整工作方式，按压压制按钮，使主缸活塞下行；按压回程按钮，使主缸活塞回程。如果将各溢流阀调节得过松，则可能降低工作油压而影响活塞回程，是活塞回程不能进行，这时可稍微旋转溢流阀手柄，增大压力使活塞开始回程。6)滑块由下向上吊起使上下工作台面相距600mm。主缸活塞向下运行直至接触滑块上平面后，法兰被螺栓紧固，使法兰端面与滑块上平面之间的距离为5mm。当活塞与滑块的中心是否密切观察，若有偏差调整调节螺母同心紧固后，当有一个大的偏差，不要强行压入，以免损坏机器。7)将滑块与主缸活塞联接紧固后，按所规定的精度标准调整机身精度，使精度符合要求，确保机器的安全后才能继续试车。完成精度调整后，要紧固立柱锁紧螺母。8)准备一高度大于600mm，接触平面大于600cm，并能够承受5000KN力量，垫块之上下平面的不平行度允差为0.02/400的金属垫片（试车坫子或工作模具）。9)金属垫上加压，通过缓慢旋紧液流阀手柄，调整液体压力时逐级上升。10)调节螺栓使其在主缸回程油路中保持一定压力，能够使滑块在任意位置时不下滑。11)选择半自动电路工作方式，调节行程开关至所要求位置。进行自动工作循环试验。12)负荷试车后再次测试主机的测量精度，主机仍在与精度的要求一致。完成以上工作，整个试车工作已经结束，该机可投入生产使用。5液压系统故障诊断与安全操作5.1故障诊断与消除方法液压设备由液压、机械、电气及其仪表等装置有机组合而成，系统的故障诊断十分复杂，要考虑各个方面的因素。因此，之前我们必须彻底掌握整个液压系统的传动原理、结构特点，这样才能够准确的分析出液压故障，然后由故障现象找出引起因素，逐步深入研究，逐步将可疑因素缩小直至确定故障原因，小到任何液压元件都不要遗漏掉。表3-1故障诊断和消除方法序号故障分析产生原因消除方法1不出油、压力不足电动机转向不足2、吸油管或过滤器堵塞3、连接处泄露，混入空气1、检查电动机转向2、疏通管道，清洗过滤器3、紧固螺钉，避免泄露2噪音严重压力波动厉害吸油管或过滤器堵塞泵与联轴节不同心3、油位低1、清洗过滤器使吸油管通畅2、在连接部位或密封处加点油3、加油液3爬行1、有空气侵入液压缸2、液压缸端盖密封圈压的太紧或太松1、增设排气装置2、调整密封圈，使它不松不紧4冲击靠间隙密封的活塞液压缸间隙过大端头缓冲的单向阀失灵，缓冲不起作用按规定配活塞与液压缸的间隙，减少泄漏现象修正单向阀5推力不足1、液压缸和活塞配合间隙太大2、泄漏过多1、更换O型密封圈2、紧固各结合面6泄漏严重管接头没拧紧2、密封破坏1、拧紧联接螺钉2、检查更换密封7液压泵过热由于磨损造成破坏用粘度过低或过高的油工作1、修理或更换2、选用粘度适合的油5.2安全操作规程1不懂解机器操作程序或结构性能着不应擅自开动机器。2机器在运行过程中不应进行挑战模具或修理及检修。3当机器发生故障时应停车分析原因，及时找出解决方法并设法排除，保证其安全性。4不能负载运行。5滑块必须在行程范围之内。6电气设备必须接地。7操作者离开机器前应把总电源关闭总结这一次的毕业设计，是我运用大学四年内所学理论知识的成果，也是对我将所学知识与现实生活结合度的考核。在设计过程中，我发现了自己所存在的许多不足之处，认识到在专业知识方面，还有很多需要学习的地方。通过数个月的工作，我提高了自己解决专业方面问题的能力，也为未来的学习方向奠定了基础。在这次毕业设计中，主要成果如下：（1）这次我的设计课题是，对机械设计专业的学生而言，这个题目并不陌生。但是当自己真真正正动手开始设计时，才发现有很多数据，很多方面需要考虑选择，需要斟酌分析。因此，我发现在学习的道路上，没什么人能说了如指掌，有的只是无尽的努力与探索。通过查阅各种资料使我深入了解了液压机的特点及性能，渐渐在头脑中形成了本课题的基本框架。经过多次的补充和修改，完成了此次毕业设计。本课题设计内容包括了KY27-500单动薄板冲压液压机各部分结构的设计计算、强度校核，液压系统的设计等。（3）此次设计，我是用的CAD作为二维平面软件，Pro/e作为三维画图软件。设计过程中，一边建模一边学习新的方法，巩固了之前的知识，也了解了新的方法，从而更加熟悉所用软件。（4）在设计过程中，我对机械设计，机械原理，力学等多门课程的知识有了更深层次的了解，能融会贯通的将多门课程综合运用到所需解决的问题上。我也在这一过程中，发现了自己的不足，深深体会到学无止境的道理。让我明白学习必须脚踏实地，永远保持一颗谦逊的心。致谢参考文献[1]俞新陆等．液压机[M]．北京：机械工业出版社，1990（6-7）[2]王步瀛．机械零件强度计算的理论和方法[M]．北京：高等教育出版社，1986[3]天津液压机床厂．中小型液压机设计[P]．天津