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-3-本科毕业设计开题报告（2007届）学院、系：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：-4-题目：中型四柱式万能液压机及液压系统设计1.课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。（1）液压传动技术的研究发展动向及应用情况①液压传动技术的发展与研究动向随着科学技术的不断进步，目前液压技术正向着高压、高速、大功率、高效、低噪音、经久耐用、高度集成化的方向发展。由于计算机科学技术的成熟，一些新型液压元件和液压系统的设计都运用了计算机CAD、CAT、CDC、计算机实时控制、计算机仿真与优化等计算机辅助技术，很大程度上提高了产品设计的质量。虽然液压传动技术方便简洁，但是液压传动中存在着一些亟待解决的问题，如：液压系统工作时的稳定性、工作介质的泄漏、液压冲击对设备可靠性的影响等等，这些问题都是液压传动技术需要研究和解决的。任何技术的改革和创新，都必须以稳定、可靠的工作为前提，这样才具有它的实际意义。②液压传动技术的应用液压传动技术发展到今天已经拥有较为完善的理论和实践基础。虽然液压传动还存在一些缺陷，但总体上优点还是盖过了缺点。正因为液压传动具有很多机械传动所不具备的优点，液压传动技术在机械工业的各个领域得到了广泛的应用，如：矿山机械、工程机械、冶金机械、建筑机械、起重机械等。液压技术的应用实现了从手动到半自动化、自动化的逐步发展，从而也推动了机械工业的向前发展。在整个机械传动工程中，液压传动技术扮演了举足轻重的角色。（2）液压传动的特点①液压传动的优点液压传动技术与传统的机械传动相比，液压传动操作方便简单，调速范围广，很容易实现直线运动，具有自动过载保护功能。液压传动容易实现自动化操作，采用电液联合控制后，可以实现更高程度的自动控制以及远程遥控。液压传动系统可以灵活布置各个元件，由于工作介质为矿物油，良好的润滑条件延长了元件的使用寿命。②液压传动的缺点由于液压传动的工作介质是流体矿物油，因而沿程、局部阻力损失和泄漏较大，泄漏的矿物油将直接对环境造成污染，有时候还容易引发各种安全事故。液压油受温度的影响很大，因而不能在很高或很低的温度条件下工作。因为液压油存在一定的压缩性，所以液压传动的传动比不恒定，不能保证很高的传动精度。密封状况的好坏对液压传动影响很大，因而液压元件必须具有较高的制造精度。液压传动的故-5-障排除不如机械传动、电气传动那样容易，因此对维护人员有较高的技术水平要求。（3）四柱液压机的基本情况概述目前四柱液压机在我国主要用于实现塑性材料的压力加工工艺如：冷挤、校直、弯曲、冲裁、拉伸等。此外液压机还用于粉末冶金、翻边、压装等成型工艺。液压机按工作介质的不同可分为油压机和水压机，前者的压力传导是通过油液来实现，而后者则靠乳化液实现，因工况要求的不同来选择不同类型的液压机。四柱液压机由电气控制系统、液压控制系统、主机三部分组成，通过液压油管和电气装置的构成统一整体。其中电气控制系统由电控箱、操作箱、电气管道等构成；液压控制系统由动力机构、液压管道、限位装置、液压元件等构成；主机则由机身、主缸、顶出缸等构成。一般情况下液压机完成一次工作循环包括如下主要动作：主缸活塞滑块快速下行→主缸活塞滑块慢速下行并逐渐加压→主缸保压→主缸卸压→主缸活塞滑块快速回程→顶出缸活塞顶出→顶出缸活塞回程。在拉伸薄板时，胚料还需要顶出缸压紧，这样的工况就要求顶出缸保持一定的压紧力并随着主缸一起下行。如果没有达到所需的加工精度，可以通过调节锁紧螺母和调节螺母来调整液压机的加工精度。（4）四柱液压机的工作原理及过程①主缸◆快速下行——按下启动按钮，相应的电磁阀得电吸合，主缸活塞滑块在自重作用下快速下行。此时仅靠液压泵供油是不能满足快速下行的要求的，必须靠位于主缸顶部的辅助油箱供油来补充上腔形成的局部真空。◆慢速加压——当主缸活塞滑块下行到一定位置并压下行程开关时，相应的电磁阀得电，辅助油箱供油结束，转为液压油泵为主的供油形式，完成快速下行向工进的转换。主缸活塞滑块不断下行最终会抵住工件，阻力急剧增大，主缸上腔的压力提高。◆主缸保压——当主缸上腔的油压达到设定压力值后，压力继电器发出信号，相应的电磁阀得电，阀芯回到中位密封上下油腔，靠单向阀完成保压功能。◆主缸卸压——保压一段时间后，保压过程结束，时间继电器发出信号，使相应的电磁阀得电，主缸活塞处于回程状态。由于上腔的压力很高，为了防止液压冲击，应将上腔先卸压再让主缸活塞回程。采用带卸荷小阀芯的液控单向阀将高压油泄回油箱，使主缸上腔的高压油的压力降到较低值，实现主缸活塞的安全快速回程。②顶出缸◆活塞顶出——主缸活塞滑块回程完毕后，按下顶出按钮，相应的电磁阀得电，这时顶出缸下腔进油，活塞上升将工件顶出。-6-◆活塞回程——工件顶出后，按下回程按钮，使控制回程的电磁阀得电，上腔进油，活塞下降，回程完成。◆浮动压边——在进行薄板拉伸时，要求顶出缸有一定的压力将胚料压住并随主缸活塞滑块一起下行。浮动压边可满足薄板拉伸时的压紧要求。（5）四柱液压机系统的特点及应用范围①四柱式液压机系统的优点★该液压系统采用的液压泵具有高压、大流量、恒功率、变量等特点，满足工艺要求并节省能耗；★该液压系统能够准确控制并完成零件的压力加工，加工质量可以通过调节设备来保证；★主缸活塞滑块的快速下行靠自重作用来完成，通过辅助油箱补充油液来填充局部真空。这样的快速运动回路结构简单，运用的液压元件少；★液压机运用单向阀完成主缸的保压功能，采用带有卸荷小阀芯的液控单向阀构成泄压回路，完成主缸的卸压；★液压机的主缸与顶出缸运动互锁。即主缸运动时顶出缸是不能够运动的，反过来也一样。这样可以提高液压机工作中的安全性和稳定性；★液压机的液压和电气控制采用按钮集中控制，可实现调整、手动、半自动等操作工艺，简单明了。②四柱式液压机系统存在的不足▲液压机属于高压工作设备,进行零件的压力加工时,随着压力的不断升高泄漏也会不断增大,这样不利于保证零件的加工精度，同时对环境也造成污染；▲液压机压力加工完成后，卸压时存在很大的液压冲击，对设备损害很大；▲按下液压机启动按钮后，执行部件并不能够立刻动作，还需有一段“反映时间”，动作灵敏性不及电气控制；▲液压机出现故障不容易及时找到并排除，给维护带来很大的技术难题和不便；▲液压机工作时会形成液压冲击、气蚀等现象，形成了噪音，不利于营造好的工作环境。③四柱液压机的应用液压机主要用于可塑性材料的压制，如：冲压、拉伸、弯曲、翻边、热挤压、校正、压装成型、粉末制品压制成型、磨料制品压制成型以及塑料制品的压制成型等压力加工工艺。

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