液压压砖机设计【8张CAD图纸和说明书】

摘要
国产压砖机的技术参数、技术性能等己达到或部分超过国外先进压砖机的水平，但液压系统的设计主要借助于经验，而理论上的研究工作较少。因此，对自动压砖机的液压系统理论基础仅进行研究，为改进、优化液压系统，提高压制次数，缩短循环时间，提升压砖机的产能提供理论支持有一定的积极意义。本文主要任务就是了解液压压砖机的整体结构，对液压机本体结构的主要部件进行强度核算，保证机器的运行安全。同时根据压力和流量这两个液压系统的主要参数来选择液压元件、辅件和原动机的规格。最后对液压机的技术性能进行估算，以便从几种设计方案中比较出最佳方案，或判断其设计质量。本文中进行了：系统压力损失计算，系统效率计算，系统发热与温升计算，液压冲击计算等。

关键词：压砖机；本体结构；优化设计

Abstract
The design and manufacturing level of hydraulic automation tile press has taken remarkable achievement not only by introduction, duplication and digestion of oversea advanced equipment, but also by independent manufacturing of hydraulic automation tile press with knowledge authorization. Although the technological parameters and functions of domestic hydraulic automation tile press has been gained or exceeded partly oversea advanced technological level of hydraulic automation tile press, design on the hydraulic system is based on working experience with less theoretic research. Therefore, it is positive to do theoretic base research on hydraulic system to improve, optimize hydraulic system, shorten cycle time and increase production. Learn the whole construction of the hydraulic jewel press machine, and figure up the strength of the main components to ensure its safe running.?Pressure and flow capacity are the main parameter of hydraulic system, according to which we can calculate and choose the specifications of elements, auxiliaries and the prime motor. And last,estimate the technical data of hydraulic press to cull a best one from the several designed plans, or to judge its quality.? This paper contains: calculations of system pressure, system efficiency, system heat emitting and temperature raising, hydraulic shock and so on.?
key words: brick press  noumenon configuration  optimum design

目录
1 绪论…………………………………………………………………………………………..1
1.1液压压砖机的现状与发展趋势…………………………………………………………..1
1.1.1国内液压压砖机的现状与发展趋势………………………………………………….1
1.1.2国外液压压砖机的现状与发展趋势………………………………………………….2
2 设计计算的内容和步骤……………………………………………………………………..4
3 液压机本体结构及设计计算………………………………………………………………..5
3.1液压压砖机液压系统的组成及功能……………………………………………………..5
3.2液压压砖机的液压回路…………………………………………………………………..5
3.3本体结构的选择…………………………………………………………………………..5
3.4立柱的强度计算…………………………………………………………………………..6
3.5横粱的强度与刚度计算…………………………………………………………………..7
4 确定液压系统的主要参数…………………………………………………………………..11
4.1 初选系统压力…………………………………………………………………………….11
4.2 计算液压缸主要尺寸及其选择………………………………………………………….11
4.3 计算液压马达排量……………………………………………………………………….15
4.4 计算液压缸或液压马达流量…………………………………………………………….16
4.4.1液压缸的最大流量…………………………………………………………………….16
4.4.2 液压马达的最大流量…………………………………………………………………16
4.5 液压马达的选用………………………………………………………………………….17
5 拟订液压系统图……………………………………………………………………………..18
5.1 确定和选择基本回路…………………………………………………………………….18
5.2 调速方式的选择………………………………………………………………………….18
5.3 油路循环形式的选择…………………………………………………………………….19
5.4 需要综合考虑的其他问题……………………………………………………………….19
6 液压元件的选用……………………………………………………………………………...21
6.1 液压泵的选择……………………………………………………………………………..21
6.1.1 确定液压泵的工作压力……………………………………………………………….23
6.1.2 确定液压泵的流量…………………………………………………………………….23
6.1.3 选择液压泵的规格…………………………………………………………………….24
6.1.4 确定驱动液压泵的功率……………………………………………………………….24
6.2 控制阀的选择…………………………………………………………………………….26
6.2.1 压力控制阀的选择原则……………………………………………………………….26
6.2.2 流量控制阀的选择…………………………………………………………………….26
6.2.3 方向控制阀的选择…………………………………………………………………….26
6.3 蓄能器的选择…………………………………………………………………………….28
6.4 管道种类的选择………………………………………………………………………….28
6.4.1 管道内径的确定……………………………………………………………………….29
6.4.2管道壁厚的确定………………………………………………………………………..30
6.4.3 管接头的选择………………………………………………………………………….31
6.5确定油箱容量……………………………………………………………………………..31
6.6 过滤器的选用…………………………………………………………………………….32
6.7 液压油的选用…………………………………………………………………………….33
7 液压系统性能估算…………………………………………………………………………...35
7.1 系统压力损失计算………………………………………………………………………..35
7.2 系统效率估算……………………………………………………………………………..36
7.3 液压冲击估算……………………………………………………………………………..37
8 压制油缸优化设计…………………………………………………………………………...39
8.1前言………………………………………………………………………………………...39
8.2单层厚壁油缸的应力和应变分析………………………………………………………...39
8.3薄壁油缸的应力和应变分析……………………………………………………………...41
8.3.1油缸压力为零时，薄壁油缸的应力和应变…………………………………………..42
8.3.2油缸应力为P时，薄壁油缸的应力和应变…………………………………………..43
8.4薄壁油缸的优化设计……………………………………………………………………...44
8.4.1优化目标的提出………………………………………………………………………..44
8.5总结………………………………………………………………………………………...45
结论……………………………………………………………………………………………...46
致谢……………………………………………………………………………………………...47
参考文献………………………………………………………………………………………...48
附录……………………………………………………………………………………………...49
附录1………………………………………………………………………………………..49
附录2……………………………………………………………………………………….58

1 绪  论
    全自动液压压砖机是集机、电、液、气、计算机技术和陶瓷工艺技术高度一体化的高科技专用设备，也是当代世界墙地砖生产线上最关键的装备。说它专用，主要是出于它的加工原料为含少量水的喷雾干燥颗粒状泥粉料，成形工艺技术是按照特定的升压线实施多次加压及排气，有别于一般的液压力机。说它关键，主要是在流水线上作业，前面连接着原料加工，后面连接着干燥烧成，压砖机能否正常应对前后的环节的生产，甚至对整条流水线的正常运转都有着重大的意义。
1.1 液压压砖机的现状与发展趋势
1.1.1 国内液压压砖机的现状与发展趋势
    中国现已是世界公认的墙地砖生产大国，有着世界最大的压砖机市场。但在压砖机上，却一直依赖于进口，其中主要来年自意大利和德国，自国家“七五”计划以来，由国家建材局组织实施的墙地砖技术装备现代化和国产化项目不断取得进步，在自主开发与国外先进技术相结合，引进技术与消化吸收相结合的方针指导下，国产液压压砖机取得了从无到有、从小到大的重大发展和技术进步，填补了国内空白，并且产品还开始出口到东南亚等国。目前国内己生产出从百吨到万吨等多种规格的液压压砖机，累计达近万台。国产液压压砖机在主要技术参数、主要技术性能、主机结构、液压系统、电路系统等方面己达到国外先进水平，能在上线生产可靠运行，完全可替代进口相同吨位压砖机。国内已掌握液压压砖机的设计和制造技术，具有设计、制造各种结构和各种吨位压砖机的能力和经验。随着压砖机的种类越来越齐全，吨位越来越大，技术越来越成熟，一批批拥有丰富理论知识和实际经验的专业科研队伍逐步形成。相信在不久以后，在世界的舞台上，中国将会成为压砖机强国，国产压砖机将会起着举足轻重的作用，也必将为社会发展作出重大贡献。
    与国外的液压压砖机相比，虽说国产压砖机在主要技术参数、主机结构型式以及液压元件、密封件、电气元件的选用上，它们已无多大区别，但在压砖机的性能、质量、可靠性、工艺水平、外观等方面尚有一定的差距。要尽快赶上或超过国外液压压砖机的水平，还应该做好几点工作:
    1)继续研究和完善液压压砖机的主机结构、液压系统、电控部分，使之特点化，国外产品的共同点都是以液压机构为工作机构，引入当代的科技成果，逐步完善，最终走向机电液一体化的高技术装备，但他们又都保持着企业的特点，如在液压油路的设计、控制显示手段、机架结构、布料系统设计等。因此，行业人士看压砖机，一看就知道是什么压砖机，又都知道是哪个公司生产的压砖机，也能评论这些压砖机的优点与劣势。
    2)时刻关注国外液压压砖机的最新技术，及时消化吸收并创新体现在国内的液压压砖机上，使国产液压压砖机能跟随科技进步和市场需求的变化不断改进产品，开发新产品。国外的压砖机企业紧跟行业终端产品而开发，紧跟社会的新科技不断提高，在这一点上值得国内同行借鉴。
    3)成本意识有待提高，在保证液压压砖机的可靠性、先进性和精品的前提下，应注意降低制造成本，使国产液压压砖机价格低于国外液压压砖机，增强市场竞争力。
1.1.2 国外液压压砖机的现状与发展趋势
    从20世纪70年代至今，国内外墙地砖压制成形机械设备有了很大的发展，取得了长足的进步。意大利、德国、日本、中国等国家的一些陶瓷机械制造公司不断推出了一大批结构日益完善、生产效率高、自动化程度高的全自动液压压砖机。这些全自动液压压砖机总的特点是压制力大，主机结构刚度大，压制制度(压力、压制速度、压制时间)灵活可调，各种参数数字显示，压制过程监控，故障跟踪显示，程序存储方便，自动化程度高，高效节能，性能可靠，操作维护简单，并且可以满足不同墙地砖压制成形工艺的要求。
意大利是墙地砖压制成形机械设备主要生产国，有萨克米(Sacmi )、西蒂(SiTi),娜塞提(Nassetti )、唯高(Welko )四家公司。德国生产全自动液压压砖机的公司有莱斯·布赫(LAEIS BUCHER)公司、道尔斯特(DORST)公司、内奇(Netzsch )公司，但目前国内使用的德国墙地砖成形液压压砖机主要是莱斯.布赫公司制造。
    综观国外全自动液压压砖机近几年的发展，结合国内外等多家液压压砖机产商的产品特点，不难概括出今后全自动液压压砖机的发展趋势:
    1)朝大吨位发展
3000, 4000, 5000, 7200吨等系列大吨位液压压砖机已于数年前进入市场，有消息称，10000吨以上液压压砖机也己投入生产。
2)推出宽台面的液压压砖机
不少公司推出了一些宽台面的液压压砖机，增加砖坯的压制块数，以提高生产率。
3)液压系统趋于简化，注重系统的节能
最典型的是国外液压压砖机液压系统动力源己从传统的定量泵驱动发展为新型的高效变量泵驱动。增加了一些压力能回收油路，尽量减少能量消耗。
4)注重液压系统的清洁和过滤
因为液压系统的故障75%均由于是液压油的不洁而造成的，故各公司都十分注重液压系统的清洁和液压油的过滤，普遍采用全过滤方式(即在主泵的进、出口均设置过滤器)，提高过滤精度。
5)增加机架的整体刚性，减少压制时机架的弹性变形
6)大量采用电液比例控制技术
电液比例技术是作为连接现代电子技术和大功率液压设备之间的桥梁，已经成为现代控制工程技术的基本构成之一，在近15年中得到了广泛应用。它具有节能、可靠、简化系统、调节方便和价格较低等优点。国外液压压砖机首先在料车的速度控制上应用了电液比例控制技术，其后应用到活动横梁的速度控制上，近年来又有应用到顶模装置的速度控制上。采用电液比例控制技术和先进的检测元件，可使料车速度、活动横梁速度、顶模装置的速度在任意行程任意位置实现无级调节与转换，且转换位置准确，重复精度高，调节方便、易实现。
7)采用先进的PLC控制系统
可实现各种参数的自动显示，压制程序的修改，过程的监控，故障诊断的实时帮助和随机教学等功能。
 8)全新概念的布料系统
为满足人们对砖坯装饰的要求越来越高，使生产的砖达到天然石材的效果，因此近两年来在布料系统上做了许多的研究和改进，如二次布料装置、自由布料技术等。

2 设计计算的内容和步骤
液压系统有液压传动系统和液压控制系统之分。前者以传递动力为主，追求传动特性的完善；后者以实施控制为主，追求控制特性的完善。但从结构和组成原理看，二者无本质的差别。本次设计，是液压传动系统的设计。一台机器究竟采用什么样的传动方式，必须根据机器的工作要求，对机械、电力、液压、和气压等各种传动方案进行全面的方案论证，正确估计液压传动的必要性、可行性和经济性。当确定采用液压传动。设计内容和步骤如图2-1所示。