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压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985目录摘 要IIIAbstractIV1 绪论11.1概述11.2 液压系统的设计步骤与设计要求11.3研究主要方面12 液压机整体方案的拟定32.1 设计思路32.2拟定液压原理图42.3动作分析53 液压机液压系统的计算73.1 设计主要技术参数73.2 液压缸的设计73.2.1绘制液压缸速度循环图、负载图73.2.2效率计算83.2.3计算缸径83.2.2 液压缸效率83.2.3缸径的计算83.2.3 活塞缸实际有效工作面积的计算93.2.4 各个工作阶段液压缸所需流量的计算94液压元件的选取114.1选择油泵114.2 液压元件的选择124.3 油管的选择135系统性能验算155.1 验算压力损失、调整泵压力156 液压站的设计186.1油箱位置和油箱容量设计186.2液压站的结构设计186.3 辅件196.3.1 滤油器196.3.2 密封件206.3.3 液压油21参 考 文 献22小型四柱液压机系统设计（液压站设计）摘 要液压机的另一种叫法叫做油压机，它的工作原理是利用液体的静压力来加工工业生产当中的橡胶塑料以及一些金属制品，它是一种典型的机械液压一体化产品，通常用来做机械产品的压制成型工艺，比如冷挤压，锻压，薄板拉伸以及粉末冶金等工业生产领域，作为液压机械来说，液压传动系统在整个液压装置中的地位是最重要的，液压传动系统在进行设计的时候一定要注意和主机相匹配，在真正着手设计的时候一定要从实际的用途出发将各种各样的传动形式有机的结合在一起，将液压传动系统的典型优点充分的发掘出来，力求设计的系统工作可靠性高，结构紧凑，同时具有极高的性价比，比较高的工作效率，另外还要注意系统的维修要尽可能方便，本人首先对，机械专业的液压系统技术支持进行了全面的梳理，同时查阅了大量的国内外相关文献资料，在这个基础上经过本人详细的构思分析的工作，当中要解决的具体任务主要进行的工作是以下几种，（1）传动原理图分析（2）油缸设计（3）液压站设计（4）校核关键词： 机械，油缸，液压传动，液压站II 压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985The design of hydraulic system for the small Four-column Hydraulic Press (design of hydraulic station)AbstractAnother method called hydraulic press is called oil press. Its principle is to use the static pressure of liquid to process Rubber and plastic in industrial production and some metal products. It is a typical mechanical hydraulic integration product. It is usually used for the pressing and forming of mechanical products, such as cold extrusion, forging, thin sheet pulling. Industrial production areas such as extension and powder metallurgy,As a hydraulic machinery, the position of the hydraulic transmission system in the whole hydraulic device is the most important. When the hydraulic transmission system is designed, we must pay attention to the match with the main engine. When the design is really started, it is necessary to combine various kinds of transmission form together from the actual use. The typical advantages of the hydraulic transmission system are fully excavated, and the system is designed to work with high reliability, compact structure, high cost performance, high efficiency, and the maintenance of the system as easily as possible.First of all, I have done a comprehensive combing of the technical support of the hydraulic system of the mechanical specialty, and at the same time consulted a large number of relevant documents at home and abroad, and on this basis, through my detailed analysis of the work, the main tasks to be solved in the specific tasks are the following.(1) analysis of transmission principle diagram(2) oil cylinder design(3) design of hydraulic station(4) checkKeywords: hydraulic machine, hydraulic cylinder, hydraulic system21211 绪论1.1概述液压传动是基于帕斯卡原理的利用液体传递信息、运动及动力的技术。液压系统是为了完成专门的任务而设计的能量传递系统。液压系统分为液压传动系统和液压控制系统。图1.1 液压机1.2 液压系统的设计步骤与设计要求作为液压机械来说，它的传动系统很显然是它的核心组成，所以在进行传动系统设计的时候一定要考虑到和主机的匹配性问题，践行实事求是的精神，同时利用各种运动形式，充分发挥其优点，以求设计出简单高效的系统。1.3研究主要方面（1）对整个液压机的传动原理图进行分析。（2）对液压机的油缸部分完成了设计。（3）完成液压机系统液压站的设计。（4）最后是对液压系统进行教学设计。2 液压机整体方案的拟定2.1 设计思路本文设计的四柱液压机主要有横梁、缸体、机身、缸体、传动系统及控制系统等组成1。主工作缸安装在横梁上，活塞与活动横梁相连，并在立柱的导向下上下移动。方便操作和进行原料的装填。可以用下列方式进行分类。一、按加工时不同动作分类a、上压式液压机的缸体装于靠上部分，活塞在运动的时候方向是从上往下，模具在活动横梁和工作台之间受到巨大的压力，在机器的上方安装则油缸，而横梁在下方是固定安装的，因此在工作台上进行装料的时候，操作是非常方便的，因此这种上压式，液压机的用途极为广泛，我国国产的塑料液压机基本上采用的就是双压式液压机体，b、下压式的结构如图所示，在靠下部分装载主工作缸，在上面的横梁是以固定的形式安装在周围的立柱上面的，油缸的柱塞江红活动横梁，向上进行推举上升，从而完成了成型作业，这种类型的液压机由于整体重心偏低，因此稳定性更好，整个液压系统的主工作缸一般是安装在机身往下的部分，所以不会造成漏油而污染制品。在需要对塑料进行层压的情况一般采用这种液压机。二、按机身的不同结构进行分类a、四柱式液压机的机体由机座、上下横梁、立柱等组成且极其稳定。这种液压机工作可操作的空间更大，便于观察和进行操作，结构简单。但其并不能承受较大非同轴载荷，在这种工作条件下工作精度会受到极大影响。b、框式液压机其机身是由一体式框架所制造，所以拥有较高刚度。2.2拟定液压原理图2.3动作分析工作过程（1）启动，开始的时候将电磁铁的电源切断掉，此时电磁铁将会松开，液压泵此时处于卸荷工作模式，主泵不变的功率输出，换向阀位置是M型中位，电液换向阀此时处于k型中位，（2）活塞此时均匀朝下运动，1YA，5YA接电，液控单向阀的工作油路此时通过电磁换向阀将其接通，然后液控单向阀被开启。液压油的进油路方向主液压泵换向阀单向阀上部的液压缸，液压系统的回油路，下腔单向阀电控阀换向阀t型油缸在重力的作用下，活塞快速下滑，大气吸入阀负压控枪，（3）这是工作阶段，工件2XK适首先接触液压缸接触结束，并且以非常速度慢的速度往下运动，液压缸的活塞碰到了行程开关之后，5YA电源被切断，此时液压油迅速回油，紧接着上腔的压力急剧升高，油路被阻断，（4）保压阶段：上缸的上腔压力已经到达了之前设置的压力，此时继电器就会发出控制信号，1YA断开，紧接着主缸会将进口油路切断掉，吸入阀关闭，此时，油路处于保压状态，液压泵以恒功率对外输出，M型中位k型位主动卸载，（5）卸荷阶段，继电器因为发出信号，2TA此时通电，从而使得1YA处于断电状态，这使得主缸的上腔压力迅速增高，紧接着顺序阀液压泵的，油箱通道此时只能打开，液压缸的上腔先压力下降，油箱记得顺序动作，此时液压泵的油液流向液压换向阀之后流到外控顺序阀。（6）主缸的活塞向上快速运动，吸入法开通的压力值和主缸主缸上腔卸压一致的时候，顺序阀就会被关闭掉，则液压泵的绝大部分油路就被切断了。（7）工件被定出去：活塞迅速的往上运动，由plc发出控制信号，2YA：断电状态，换向阀关闭，3YA通电，液压阀右位， 进油路由1号主泵M型中位换向阀无杆腔回油路有杆腔换向阀T（8）顶出活塞退回原位，4YA通电，3YA断电，换向阀运行在左位状态进油路：主泵M中位换向阀缸上腔回油路：缸下腔换向阀T 小型四柱液压机机架采用三梁四柱结构，其优点是加工起来比其它类型的更加简单。该图为立式单缸三梁四柱结构。机身组成如图所示。主缸安装在上方横梁上，活动横梁与主缸的活塞连接成一体，在四列导向下上下移动，加工磨具。因为全部的机身是一个整体，因此整个工作过程中所有的力都有机身来承担。3 液压机液压系统的计算3.1 设计主要技术参数为一台小型四柱液压机设计一套切实可行的液压系统。工作流程：匀速空载下行，加压工作，延时驻留，快速返回。液压机最大工作压力为220kN，最大行程450mm、空载行程下行速度20mm/s，工作行程150mm，工作速度8mm/s，快速返回速度均为40 mm/s，驻留时间为015s可调，顶出缸最大顶出力为50 kN，顶出活塞最大行程100 mm。液压机滑块及其运动部件总质量暂定为1200Kg，系统能实现自动化控制，设备安全可靠。3.2 液压缸的设计3.2.1绘制液压缸速度循环图、负载图1、选取参数查表取空载下行速度工作速度:起动时间0.2秒3.2.2效率计算效率 3.2.3计算缸径内径D计算方法：负载推力： 式（3-1）式中 -液压缸实际推力220KN；-这里指的是总效率，取=0.8；-这里指的是供油压力查表压力=25MPa；由（3-1）得内径：查表可以取缸筒的内径为125mm。查表取fd=0.1 ， fj=0.2 ，缸=0.95，空载的状态下，往下运动速度V=20mm/s ，起动时间0.2秒工作速度8mm/s，3.2.2 液压缸效率查表效率取3.2.3缸径的计算内径D计算方法：负载为推力 式（3-1）式中 -这里指的是供油压力，即系统压力-这里指的是液压传动过程实际推力220（KN）；-这里指的是总效率，总效率的值是0.8；查表系统压力=25MPa；内径：=109mm最好查表得缸筒的内径125mm。活塞杆外径：查液压传动与控制手册：当活塞收到压力的时候， d/D=0.3-0.5，受压时， d/D=0.5-0.7。即d=0.7D=0.7125=87.5mm。根据标准取d=90mm.3.2.3 活塞缸实际有效工作面积的计算无杆腔实际有效面积：=12266有杆腔实际有效面积：=59103.2.4 各个工作阶段液压缸所需流量的计算快进：Q=14.72L/min工进：Q= =5.89L/min快退：Q= =14.18L/min工作循环中不同阶段状态：根据Ppq得各阶段的功率，其结果如下表所示。4液压元件的选取4.1选择油泵工作压力： 由具体的工作条件确定系统最大压力，根据液压传动选取P=0.5MPa2。P取为19.82MPa。 所选油泵的额定工作压力应为： 取泵的总效率=0.85，则液压泵的驱动电机所要的功率：根据上面计算的压力、流量和功率，查表选用KCB83.3泵。 根据此数据按表3，选取Y250M-6型电动机，然后再来根据液压泵的排量和电机的转速，计算液压泵理论流量的值是83.3r/min，比原来计算的最低流量值要高，因此可以满足系统的要求。4.2 液压元件的选择通过对回路中的最高工作压力进行计算，然后再根据选择的阀的流量值的最大值，可以将这些元器件的数据确定5，所有的元器件的型号规格在表示4-1都列出来了表4-1 液压元件明细表4.3 油管的选择油管规格如下。5系统性能验算5.1 验算压力损失、调整泵压力1.系统压力损失校核以及调整泵的压力空载下行时回路中仅为5.89L/min，并非很大，所以损失可以忽略不计。仅考虑调速阀的压力损失，则：该泵溢流阀必须按照上述压力作出调整，2返回时的压损验算及泵卸压的调整在进行快退的时候，主缸无杆腔液压油的回流量是进流量的两倍，因此它的压力损失跟空载下行比较时要大得多，正是因为这个原因一定要计算回流的时候回油路与进油路产生的压力损失，根据这个来确定最终卸载压力，油管直径d=25m，回油管和液压系统的进油管长度是一样的，都是1.8米计算流量：计算油的密度：液压系统元件形式是集成块式液压油型号N32，系统工作温度最低为15，查出运动粘度：（1）首先必须明确液压油在工作时候的流动状态， 按式经过一系列的换算得到 （5-1）式中 v这里指的是液压油平均流速-这里指的是油的液压油运动粘度 q-这里指的是液压油通过的流量d-这里指的是液压油油管内径计算雷诺数： （进油路）（回油路）根据计算结果可以直接判断了液压油流动状态是层流。（2）压力损失： （5-2）首先计算流速则压损为： 流动速度回油路是进油路的两倍，即v=4.24m/s则压损为： （3）计算局部压损 通过各阀的局部损失按式计算结果：假设进油路压损回油路压损则总的压力损失为：液压缸负载经过表查询得到：快退状态工作压力：快退时泵压力：而经过以上计算容易得出结论，卸载阀10调整压力至少要达到。根据以上的公式计算过程可以看出各种各样的工作情况下，实际的压损比一开始计算的压损都要小，而且两者之间非常接近，这个充分说明整个液压系统在元件参数的选择方面以及油路设计方面都是合理的。66 液压站的设计6.1油箱位置和油箱容量设计在传动系统中尤其是那些开放式的传动系统都配有一个液压油的油箱，油箱主要的功能一般是用来将液压系统的油液储存起来，同时还有一些附加的功能，比如说净化油液，同时但有冷却系统可以将油的的温度保持在合理的范围之内，可以将那些多余的气泡消除掉，当然作为油箱设计的说重点，主要应该考虑到油箱在整个液压系统的位置布置以及整个油箱的体积计算。7油箱的有效容积：箱内应存有液压系统所需要的油液，存量与泵的流量相关，正常情况下，对油箱的有效体积进行计算的时候可以根据下述公司的决定， 式中，-这里指的是油箱容积（L）；K -这里指的是系数；Q -泵额定流量 泵流量Q额=41.76 L/min，查表K=7，则有， 6.2液压站的结构设计液压泵站的类型颇多，分类方式及特点各异。（1）液泵上部放置式液压站 这种液压站中的液压泵安置在上方。液泵安置在上方不会占用太多面积，液压泵在安装的时候一定要注意安装的方式，一般是立式安装，这样它可以不对外产生过大的噪声，而且对于那些意外泄漏的液压油可以有效的搜集起来，因此在一些功率比较小的液压站中，立式安装方式被广泛采用，其液压泵可以使用变量型。对于这种液压系统，由于液压泵置于油箱之上，为了防止液压泵油液进入处产生太大压力差，造成吸穴，应注意各类液压泵的吸液高度不要大于其许用值。8图6.3 上置式安装(2）下置式 此类液压站是将泵布置在靠下的底部位置。如果它安装在与液箱一体的固定座上，则称为整体型液压泵站，按不同安装方式它又可分为两种；如果将泵单独安装在地面上，则称为分离型液压泵站。对于那些非上置式的液压泵站，因为液压泵安装的位置是在油缸页面的下面，因此对于液压泵吸入性能将会有一个非常大的改善，液压泵可以是定量型或变量型，且具有高度低、便于维护的优点，这种液压泵不受使用空间的限制，同时它的开机率相对来说比较低，而一旦开启又要求它立即进入工作状态。96.3 辅件液压装置是一种控制与传递动力的装置，人们可以利用它实现不同能量形态的转换。元件是液压传动系统的基本组成单位，分作四类分别是：液压泵、控制阀、执行机构与液压辅件。液压辅件包括过滤器、密封件、蓄能器、冷却器等。6.3.1 滤油器一、液压系统中过滤器的功用过滤装置作为液压传动系统中的重要辅件，其在污染的预防与控制方面的作用是及其重要的。从液压油的进入，系统的运行，油的污染防控等，都需要用到过滤装置。主要功能：（1）通过过滤来去除液压油中的杂质部分，防止液压组件卡住、损伤、油路不通等故障，提高液压系统的稳定性。（2）通过过滤来去除液压油中的杂质部分以防止液压组件发生预料之外的磨损，可以将设备的使用寿命大大延长，正因为如此一定要满足比较高的过滤精度，同时还要保证运动件在滑动的时候的必要的间隙。（3）通过分析过滤装置滤芯中积累的杂质，分析故障因素，查找受到磨损的液压部件，检测设备的运作状态。10二、过滤器的类型液压系统在选择过滤器的时候可以根据新的材料进行分类，比如可以分为吸附类型、深度类型和表面类型三种。（1）表面型过滤器：这种类型的滤芯实际上在一个几何面上实现的，在滤芯的材料上面有一些均匀的小孔，对于那些比这个小孔尺寸大的颗粒可以进行有效的滤除，但是那些比较小的颗粒可以截留在滤芯的表面，这些颗粒最终会聚集在这个表面上，因此滤芯很容易就会被堵塞，它的缺点就是要进行定期的清洗，比较常用的线缝式过滤器以及编网式过滤器，都属于这种表面形过滤器。（2）深度型过滤器： 这种过滤器的滤芯实际上是有那种多孔可扩性材料制作而成的，内部有很多曲折迂回的粒子通道，那些比较大的颗粒将会被截留在滤芯的外表面，而那些比表面孔径小的颗粒将会进入材料的内部，它们被吸附在通道的内壁上面，各种纤维制品以及毛毡制品，烧结金属的滤芯都属于这种深度型过滤器。（3）吸附型过滤器： 这种过滤器的滤芯材料是将油液中的那些各种各样尺寸的颗粒吸附在滤芯上，比如磁性的过滤器就属于一种非常典型的吸附性过滤期，它的滤芯是有永久磁铁制成的，对于液压油中的铁粉以及铁屑还有那些带有磁性的磨料可以非常有效的吸附，而且这种过滤器一般和其它形式的过滤器进行结合使用，从而制作成的比较复杂的复合式过滤器，磁性过滤器还可以对机械设备的磨损情况进行监测。11三、过滤器的选择虽然不同种类的过滤器有非常大差异的使用性能，但是在进行过滤器型号选择以及设计过滤器的时候，一定要注意过滤器材的流量扬程特性以及相容性特性。另外还要考虑到它的过滤精度以及滤芯的强度等参数，根据文献，该传动系统压力大于7Mpa为中高压系统，过滤精度为1015m，所以选择WU160-100J过滤器进行使用。6.3.2 密封件目前工业上广泛使用的密封元器件主要有自封式、紧密型液压密封以及自封式压紧型液压密封件及两者的组合型三种形式。此类设备常用的自封闭式压紧型液压密封组件， 主要分为两种，一种是方形密封圈，一种是o型密封圈。这两种密封圈的结构都非常简单，而且它们的性价比很高，制造起来也非常方便，在液压传动系统中这两种密封圈用的最多，而且它们主要用作静密封元件和动力封原件。另外由于采用合成橡胶制作的自封式压紧液压密封件工作的时候产生的压缩变形非常大，因此它的静摩擦阻力也比一般的密封圈要大，静摩擦阻力是动摩擦阻力的两倍，还要多这么大的静摩擦阻力在正常使用的时候可能造成操作困难，以及传动系统的再次爬行等不良现象，因此自封式压紧型密封元器件一般来说不会用作动密封场合。现在液压机械设备比较常用的唇形密封件主要有以下几种，y型密封圈，o型密封圈和v型密封圈，及Yx形密封圈等。V形密封圈：这种密封圈使用普遍，因为它具有很好的密封性能，而且使用寿命也非常长，密封性能比较好，在具体的使用过程中可以根据工作压力的高低来确定最终的密封环的个数，并且还可以通过调整压盖来对密封件的磨损进行补偿，但是v型密封圈的缺点是结构极为复杂，另外摩擦阻力相对来说比较大，摩擦的阻力和密封环最终的个数是成正比的，因此一般用在那些速度比较低的液压缸场合，12U形密封圈： U形密封圈的密封性能是非常好的，但是在单独使用的时候容易产生翻滚现象，因此它一般和锡青铜制的支撑环配套使用，另外又是密封圈的摩擦阻力也比较大，而且工作压力越大，那么摩擦阻力也就越大，因此这种密封圈紧用在那种速度比较低或者压力比较低的液压缸里面，13Y形密封圈： Y形密封圈的工作原理是通过微微张开的唇部和密封表面紧紧贴合，在一起来形成密封的，一般可以单独使用，而且它具有非常好的密封性能，Y形密封圈的静摩擦阻力和摩擦阻力都比较好，工作寿命长，使用稳定，因此y型密封圈比较适合大行程以及高速场合的液压缸。14Yx形密封圈： Yx型密封圈，指的是这样一种密封圈，它的横截面的高度与宽度的比值比2要大，而且工作的时候非工作唇高和工作唇高不一样，它具体来说也有两类，一种是轴用的Yx型密封圈，一种是孔用的Yx型密封圈，它安全可靠，摩擦时产生的阻力更小，稳定性好。15综上所述，该液压系统选择Yx形密封圈作为密封件。6.3.3 液压油液压油的错误选择会使液压装置出现一些故障。（1）在进行设计时要考虑的因素实际上还是挺多的，最根本的就是要根据具体的工作场合来选择合适的液压油，在对具体的规格进行确定的时候一般来说要参照以下几种因素，比如液压系统的温度，液压系统的最高工作强度，工作部件的运动速度以及液压泵对液压油的要求，同时还要考虑以下原则，一旦系统的压力非常高，那么为了减少工作过程中的体积损失，应该选择那种比较粘稠的液压油，若压力降低，高粘稠度的液压油并不合适；高压系统应选用有抗磨剂的