双动薄板冲压机液压系统设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 双动薄板冲压机液压系统设计 摘 要 随着航天、汽车、轮船等钣金件工业的不断进步，市场对薄板质量的需求越来越高，对薄板的冲压性能也越来越高，不仅要求生产效率的提高，生产质量更要求严格。因此，薄板冲压机对钣金件冲裁、拉伸、成形、弯曲、校正等加工工艺中起到非常重要，同时也能起到提高生产效率和生产质量。 近年来，我国的工程机械取得了蓬勃的发展，其中， 液压传动技术起到了至关重要的作用。而且，随着液压传动技术的快速发展和广泛应用，它已成为下业机械、下程建筑机械等行业小可缺少的重要技术。然而，尽管液压技术在机械能与 压力能的转换已取得很大进展，但它在能量损失和传动效率上仍然存在着问题。因为，在液压系统中，随着油液的流动，有相当多的液体能量损失掉，这种能量损失不仅体现在油液流动过程中的内摩擦损失上，还反映在系统的容积损失上，使系统能量利用率降低，传动效率无法提高。高能耗和低效率又使油液发热增加，使性能达 不 到理想的状况，给液压技术的进一步发展带来障。因此，探索和研究高效液压传动技术，提高其综合性能就成为了液压技术领域研究的重点之一。 关键词： 钣金件； 工程机械 ； 损失 ； 高效 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 s so on is to s is to s to so on up is s s it so on of in it in in of in in in s to is to to to be to s to of 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 目 录 1 绪论 . 1 题提出的背景及目的 . 1 压系统的优点和缺点及发展趋势 . 2 压系统的优点 . 2 液压系统的缺点 . 2 液压系统发展趋势 . 2 2 双动薄板冲压机液压系统的参数 . 5 动作要求 . 5 定参数 . 5 3 制定基本方案和绘制液压系统图 . 7 制定基本方案 . 7 绘制液压系统图 . 7 液压系统工作原理 . 8 4 初步确定液压系统参数 . 9 液压缸参数的计算与选用 . 9 力分析 . 9 初选系统工作压力 . 13 计算缸的主要结构尺寸 . 14 计算活塞缸所需流量 . 16 计算柱塞缸所需流量 . 17 压泵的选择 . 18 确定液压泵的最大工作压力 . 18 确定液压泵的的流量 . 19 选择液压泵的规格 . 19 选择电动机 . 19 液压阀的选择 . 20 溢流阀的选择 . 20 换向阀的选择 . 21 节流阀的选择 . 23 单向阀的选择 . 24 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 液压辅助元件 的选择及计算 . 26 能器的设计 . 26 道尺寸的计算 . 27 液压管及管接头的选择 . 28 过滤器的选择 . 29 油箱的初步选择 . 29 力表的选择 . 31 滤器的选择 . 31 5 性能验算 . 32 算液压系统性能 . 32 路沿程压力损失 . 32 压系统发热温升计算 . 33 算液压系统的发热功率 . 33 6 液压站的设计 . 36 液压站的设计概述 . 36 液压站结构设计的注意事项 . 37 7 环保性、经济性以及安全性分析 . 38 环保性分析 . 38 污染控制 . 38 泄漏控制 . 39 经济性分析 . 41 安全性分析 . 41 结论 . 43 感谢 . 44 参考文献 . 45 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 1 绪论 题提出的背景及目的 随着航天、汽车、轮船等钣金件工业的不断进步，市场对薄板质量的需求越来越高，对薄板的冲压性能也越来越高，不仅要求生产效率的提高，生产质量更要求严格。因此，薄板冲压机对 钣金件冲裁、拉伸、成形、弯曲、校正等加工工艺中起到非常重要，同时也能起到提高生产效率和生产质量。 我们知道毛坯在冲压的过程中要实现尽可能小的冲击，应考虑以下几方面的问题： 1. 拉伸块和压边滑块没有接触工件时，拉伸块和压边滑块快速下降。 2. 拉伸块和压边滑块接近时，拉伸块和压边滑块减速。 3. 压边滑块压紧时，拉伸块开始进入工作行程。 伸块先回，再带动压边滑块一起回程。 此外还应考虑在板材拉伸时，为了防止毛坯周边起皱，必须用压边圈把毛坯周边压紧。形状复杂又不对称的工 件，要求周边有不同的压力。因此，本机四个压边缸在四个角上。 根据以上情况，本次双动薄板冲压机的设计主要是以达到以上方面为目的的，在设计中，运用所学知识对双动薄板冲压机的液压系统进行设计，提高自己的专业技能。 现在国内外相关液压机有金属冷冲压机、板材冲压机、薄板拉伸成型机、砂轮成型机、塑料制品压制机等。大致主要的循环按下面步骤： 图 买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 压系统的优点和缺点及发展趋势 压系统的优点 1灵活 密闭液体是最灵活的动力源，具有优秀的力转移性能。利用管道和软管取代机械部件可以排除布局问 题。 2力放大 极小的力可以移动和控制大得多的力。 3平稳 液压系统在运行过程中平稳和安静。振动保持在最低程度。 4简易 这种系统中几乎没有运动部件并且磨损点较少，并且系统可自动润滑。 5简洁 与复杂的机械装置相比，部件设计更加简单。例如，液压马达尺寸比产生相同功率的电动机小得多。 6经济 简易和紧凑，使系统经济节能，系统在使用过程中，几乎不损耗功率。 7安全 溢流阀保护系统，不致由于过载而受损。 液压系统的缺点 1. 损失大，效率低，发热大。 2. 不能达到定比传动。 3. 采 用油作为介质时还有考虑防火问题。 4. 液压元件精度高，价格较高。 5. 液压系统故障比较难找，对操作人员技术要求比较高。 液压系统发展趋势 1795 年英国约瑟夫 布拉曼 (749在伦敦用水作为工作介质 ,以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。 1905 年将工作介质水改为油，又进一步得到改善 . 第一次世界大战 (1914液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后，发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年 间才开始进入正规的工业生产阶段。 第二次世界大战 (1941间，在美国机床中有 30%应用了液压传动。应该指出，日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后，日本迅速发展液压传动， 1956 年成立了 “液压工业会 ”。 现代液压技术与微电子技术、计算机控制技术、传感技术等为代表的新技术紧密结购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 合，形成一个完善高效的控制中枢，成为包括传动、控制、检测、显示乃至校正、预报在内的综合自动化技术。它是中大功率机械设备实现自动化不可缺少的基础技术，应用面极其广泛。下面从考查其主要服务领域 需求人手，来展望液压技术的发展趋势。 可靠性和性能稳定性是涉及面最广的综合指标，它包括元、 器、 辅、附件的可靠性，系统的可靠性设计、制造以及可靠性维护三大方面。随着诸如工程塑料、复合材料、高强度轻合金等新材料的应用，新工艺新结构的出现，元、器件性能的可靠性得以大大增加。系统可靠性设计理论的成熟与普及，使合理地进行元器件的选配有了理论依据。此外，过滤技术的完善和精度的提高（过滤器精度可达 1 一 3 m ，而典型现代液压元件的动态间隙为 0 ,5 一 5 m ) ，除了能彻底清除 固体杂质外，还能分离油中的气体和水分。在线实时油污检测器和电子报警逻辑系统的应用，使得液压系统的维护从过去的简单拆修发展到主动维护，对可预见的诸因素进行全面分析，最大限度地提前消除诱发故障的潜在因素。 宽应用范围 液压传动虽然具有很多优点，但由于存在着发热、噪声、工作介质污染等不尽人意的地方，使其应用受到某种程度上的制约。面对环保意识越来越强的未来，应采取相应措施逐步解决和改善以上问题。 体说有： (1)、制动用的，矿上大绞车的制动都是液压的； (2)、起重用的，比如工程机械上都是，还有千斤顶； (3)、支撑用的，矿上的液压支架和单体支柱； (4)、调整方向的，船、飞机都是； (5)、调速和缓冲的，机床；但最近几年弱电的发展，取代了很多液压控制。 (6)、传动作用的； 近年来，我国的工程机械取得了蓬勃的发展，其中， 液压传动技术起到了至关重要的作用。而且，随着液压传动技术的快速发展和广泛应用，它已成为下业机械、下程建筑机械等行业小可缺少的重要技术。然而，尽管液压技术在机械能与压力能的转换方而， 已取得很大进展，但它在能量损失和传动效率上仍然存在 着问题。因为，在液压系统中，随着油液的流动，有相当多的液体能量损失掉，这种能量损失不仅体现在油液购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 流动 过程中的内摩擦损失上，还反映在系统的容积损失上，使系统能量利用率降低，传动效率无法提高。高能耗和低效率又使油液发热增加，使性能达小到理想的状况，给液压技术的进一步发展带来障。因此，探索和研究高效液压传动技术，提高其综合性能就成为了液压技术领域研究的重点之一 。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 2 双动薄板冲压机液压系统的参数 动作要求 薄板拉伸的过程其具体动作如图（ a）板料 5 已经 装在下模 6 上，压边滑块 2 和拉延滑块 1 快速下行。在接触 5 之前要减速，图（ b）压边圈已经接触板料并且加上了力料周围被压紧，拉伸滑块 1 带动上摸 3 继续下行。图（ c）拉延滑块 1 进行工作过程，压延力为 （ d）为拉延完毕过程，拉延缸先回程，回程过程中带动压边滑块和压边圈一起回程。图（ e）顶出缸在顶出工件。 图 定参数 拉伸滑块拉伸力 1000边滑块压边力 500 出缸顶出力 350伸滑块回程力 250边滑块回程力 300统工作压力 25伸滑块距工作台面最大间隔 1000边滑块距工作台面最大间隔 500伸滑块最大行程 630边滑块最大行程 200买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 拉伸滑块速度： 空程下行 s；拉伸下行 s；回程 s 压边滑块速度： 下行 s；回程 s 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 3 制定基本方案和绘制液压系统图 制定基本方案 双动薄板冲压机以液压系统为核心，通过液压缸活塞杆和柱塞杆的伸出来完成动作要求，动作过程中需要用到换向阀来进行方向控制来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有 机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。本系统采用换向阀的有机组合来实现所要求的动作。速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。本系统采用节流调速。用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。油液的净化装置是液压源中不可缺少的，一般泵的入口要装有过滤器。 绘制液压系统图 初步设计液压系统图如图 买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 图 压系统原理图 1、 16、 17、 19、 20柱塞缸； 2先导式溢流阀； 3、 12、 30两位四通换向阀； 4、 11、 15； 6 过滤器； 7 油箱； 8先导式溢流阀； 910蓄能器； 13节流阀； 14三位四通换向阀； 18活塞缸； 21、 22、 23、 24溢流阀； 25、 26、 27、 28、 29液控单向阀。 液压系统工作原理 拉伸块快进时，阀 5 正常工作，油经过阀 14 右腔进入拉延缸 18。回油通过阀 14 和阀 12 通路位置回油箱。此时，阀 30 处于作为右位，四个液压缸 16、 17、 19、 20 自油箱补油。 将阀 14 置于右路位置，油经过阀 13 回油箱，实现了压延缸慢进。 当压延滑块接触工件后，泵 5 的油经阀 30 向缸 16、 17、 19、 20 加压，同时缸 18中的压力增加，缸 7 继续下行，完成拉延工艺。 阀 14 处于左位时，缸 18 上行，单向阀 25、 26、 27、 28、 29 为通路，各缸中油回油箱 7。 阀 3 处于右位时，来自泵的油进入 顶 出缸， 顶出 工件。阀 3 换向后，顶出 缸 靠自重退回。阀 2 为溢流阀，顶出器上行时起保护作用，下行时起被压作用。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 4 初步确定液压系统参数 液压缸参数的计算与选用 力分析 （ 1） 活塞缸的受力分析 如图 41 是一个以液压缸为执行元件的液压 系统计算简图。各有关参数标注图上，其中 作用在活塞杆上的外部载荷， 活塞与缸壁以及活塞杆与导向套之间的密封阻力。 图 压系统计算简图 用在活塞杆上的外部载荷括摩擦力作载荷G 。 2 2 6 0102 2 61 N 式中： m 活塞杆和滑块的总重量 ; g 重力加速度， 10=g mm/系统液压缸都属于竖直运动，所以没有正压力既没有摩擦力纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 以上三种载荷称为液压缸为外部载荷 1加速下滑时没有工作载荷有G 即1=按文献 43行走机械一般取= 1 6 01 a 3 7 32 2 6 011311 =+=+= 系统所受总外负载为：F 9 7 311 查液压缸机械效率m 可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如表 表 压缸各阶段负载情况 工 况 负载计算公式 液压缸负载 /外负载 ( / ) / 加 速 11 2373 速 12 2260 进 F 13 =1000000 程 F 24 =2260 买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 图 塞缸负载图 （ 2）柱塞缸的受力分析 用在活塞杆上的外部载荷包括摩擦力作载荷 6 7107 4 62 = N 式中： m 活塞杆和滑块的总重量 ; g 重力加速度， 10=g mm/系统液压缸都属于竖直运动，所以没有正压力既没有摩擦力 以上三种载荷称为液压缸为外部载荷 启动加速时 1+=加速下滑时没有工作载荷 只有 1G 即 1= 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 按文献 143行走机械一般取= 6 71 a 按文献 43行走机械一般取= 5 6 73 3 7 +=+= 系统所受总 外负载为： 7 5 11 查液压缸机械效率 可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如表 表 压缸各阶段负载情况 工 况 负载计算公式 液压缸负载 /外负载 ( / ) / 加 速 1= 速 12 进 柱柱 F 11 =500000 526315 回 程 柱柱 F 22 =买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 图 塞缸负载图 （ 3）顶出缸的受力分析 表 压缸各阶段负载情况 工 况 负载计算公式 液压缸负载 /外负载 ( / ) / 工 进 柱柱 F 11 =350000 程 柱柱 F 22 = 初选系统工作压力 系统工作压力由设备类型、载荷大小、结构要求和技术水平而定。压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从 材料消耗角度看也不经济 ;反之，压力选得太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。系统工作压力高，省材料，结构紧凑，重量轻，是液压的发展方向，但要注意治漏、噪声控制私可靠性问题的妥善处理，具体选择参考表 类设备常用的工作压力 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 设备类型 压力范围/力等级 说明 机床、压铸机、汽车 高压 追求大作用力、减轻重量 由上表初选工作压力 P 为 25 计算缸的主要结构尺寸 （ 1）缸筒内径 本系统选用双作用单活塞杆液压缸，当压力有输入无杆腔，活塞杆以推力驱动工作负载，其推力最大： 2020 由此得缸筒内径 D= 000P m式中 P工作压力（ 油背压（ 由于回油直接通油 箱，故取 m机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取m=d活塞杆直径 由此得缸筒内径 ( 4 6 30200 式中 P工作压力（ 油背压（ 由于回油直接通油箱，故取 m机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取m=买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 d活塞杆直径 由上式得缸筒内径为 228表 整为 250 用液压缸内径 D（ 40 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 （ 2）计算活塞杆直径 系统工作压力为 25表 工作压力选取活塞杆直径为 d 表 工作压力选取 d/D 工作压力 /7.0 d/D 算活塞杆直径 1 7 52 5 = Dd 表 活塞杆直径圆整为 175 塞杆直径 d（ 缸径 D 125 140 160 180 200 220 250 活塞杆直径 d 70 80 90 100 110 125 140 90 100 110 125 140 180 200 （ 3）柱塞杆直径 本系统选用柱塞液压缸，柱塞杆以推力驱动工作负载，其推力最大： 2020 由此得缸筒内径 D= 0004 m 式中 P工作压力（ 油背压（ 由于回油直接通油箱，故取 m机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取m=买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 d活塞杆直径 由此得活塞杆径 4 6 30200 式中 P工作压力（ 油背压（ 由于回油直接通油箱，故取 m机械效率，考虑密封件的 摩擦阻力损失，橡胶密封通常取m= 4）顶出缸直径 本系统选用柱塞液压缸，柱塞杆以推力驱动工作负载，其推力最大： 2020 由此得活塞杆径 4 6 30200 式中 P工作压力（ 油背压（ 由于回油直接通油箱，故取 m机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取m= 计算活塞缸所需流量 （ 1）稳定下行时活塞缸所需流量 0 0 4 2211 式中 : 1Q 液压缸所需流量 A无杆腔面积 D缸筒内径 （ 2）工作时活塞缸所需流量 0 0 0 4 22222 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 式中 : 2Q 液压缸所需流量 A无杆腔面积 D缸筒内径 （ 3）上行时活塞缸所需流量 0 0 0 9 )32232233 式中 : 2Q 液压缸所需流量 A无杆腔面积 D缸筒内直径 d活塞杆直径 计算柱塞缸所需流量 （ 1）稳定下行时柱塞缸所需流量 0 0 0 3 8 2211 式中 : 1Q 液压缸所需流量 A无杆腔面积 D缸筒内径 （ 2）上行时柱塞缸所 需流量 0 0 0 2 5 23232 式中 : 2Q 液压缸所需流量 A无杆腔面积 D杆径 （ 3）顶出时所需流量 0 0 1 0 1 23232 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 压泵的选择 确定液压泵的最大工作压力 （ 1）液压泵的最大压力 工作压力 1 式中 : 1P 液压缸最大工作压力 p p 的准确计算要待元件选定并绘出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取 :管路简单、流速不大的，取 p =（ 路复杂，进口有调阀的，取 p =( 炉炉顶加料装置液压 系统取 p 为 加速时的压力为 5 0 7 342211 5 0 0 =+=+= 工作时的压力为 52 =0252 式中 :P 系统工作压力 回程时的压力为 40 . 1 5422213 故液压泵的最大压力超过 买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 确定液压泵的 的流量 液压泵的最大流量应为 ( ) ( ) m i n/ 3/0 0 5 8 8 4 9 3m a = 式中： K系统泄露系数，取 K=故液压泵的最大流量 选择液压泵的规格 为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一半要比最大工作压力大 25%60%。根据以上求得的 ，选择液压泵为 400列斜盘式轴向柱塞泵，其主要参数如表 示 压泵规格表 型号 排 量 （ r） 压力 （ 额定 转速（ r/额定 效率（ %） 驱动功率（ 质量(40000 000 92 250 254 选择电动机 在工作，液压泵的压力和流量时，驱动泵的电机功率为： 中： P 驱动泵的电机功率 压泵的最大工作压力 压泵的流量 L/p液压泵的总效率，这里取 据以上计算所得选取电动机为 ,具体规格见表 动机规格表 型号 额定功率 转速（ r/ 效率（ %） 功率因数 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1