毕业设计（论文）-弯边装置液压系统设计.doc

全套图纸加扣 3012250582弯边装置液压系统设计摘 要弯边装置属于冲压机械设备，它采用液压传动，主要应用于对板型材料弯边，如冰箱的前门板等，此弯边装置的工作目的是将0.5mm厚的钢板弯成槽状，其工作过程如下：接料（由气缸完成）到模具上开模竖直弯边水平弯边水平弯边缸缩回竖直弯边缸缩回定位模合拢闭模，整个工作循环要求在20s之内完成。它的主要工作参数有：竖直弯边缸及水平弯边缸行程均为100mm；定位模缸的行程为80mm。此弯边机的主要组成部分主要有泵站、床身、立柱、竖直和水平弯边部件、竖直压紧部件及定位模部件等。泵站总共有10个油缸组成，传动是平稳连续的。其中，竖直压紧部件是弯边装置的重要组成部分，它的主要作用是压料和进行第一次冲压弯曲。本弯边装置从结构上看，元件单位传递的功率大，结构简单，布局灵活，能迅速换向和变速，元件易实现系列化和标准化。关键词 竖直弯边；水平弯边；压紧部件；定位模缸The design of the curved side machines system of the hydraulic pressureAbstractThe curved side machine belongs to the stamping engine equipments, it adoptions hydraulic pressure to spread to move, it mainly is apply to the side of curving material of the plank type, such as the ex-door of the refrigerator plank and so on, This curved side machines work purpose is to make 0.5 mm the thick steel plate into a slot form, its work process is as follows: Receiving material(Be complete by the air cylinder)Open the molding toolCurving side in uprightCurving side in levelThe level curved side urn retractThe upright curved side urn retractCose the molding tool, The whole work course requests completion in 20 seconds. Its main work parameter have: The upright curved side urn and the level curved side urn route of travel all for the 100 mm; the route of travel of the fixed position mold urn is 80 mm. This curved side machine mainly constitutes of the pump station,lathe bed and pillar,the upright and level curved side parts,the upright impaction parts and the fixed position mold parts etc. The pump station has 10 oil urns to constitute altogether，its spreading to move is steady and continuous.in these the upright impaction parts is the curved side machines importance constitutes part. its main function is to squeeze material and carry on hurtling to press flection for the first time. According to the curved side machines structure, the power that the component unit deliver is high, the structure is simple, the layout is vivid, can change quickly the direction and speed, the component carries out spectrumizes and standardizes easily.Keywords Curving side in upright; Curving side in level; the impaction parts; the fixed position mold urn目 录摘要IAbstractII第1章绪论11.1弯边装置液压系统1第2章总体方案设计32.1方案设想32.2方案设计4第3章工作要求及参数73.1工作要求73.2参数7第4章液压传动系统的设计与计算84.1初步拟定液压系统图84.1.1液压回路的选择84.1.2液压主回路的选择94.2液压系统设计计算114.2.1液压元件的选择和计算114.2.2绘制液压系统工况图234.2.3液压系统的性能验算234.3液压装置的设计314.3.1集成块的设计314.3.2液压泵站的设计314.4液压缸的设计计算324.4.1液压缸的选择324.4.2液压缸的计算33第5章液压缸各部分结构、材料和技术要求395.1缸体和缸盖395.2活塞405.3活塞杆405.4液压缸的缓冲装置41结 论41致 谢42参考文献43附 录4442第1章 绪论本次设计是根据国家教委及哈尔滨理工大学的规定所完成的大学本科学生设计，它是培养我们综合提炼知识、独立思考和科学工作方法的过程。我所进行的课题为弯边装置液压系统设计，主要是泵站的设计，它属于液压传动范畴。1.1 弯边装置液压系统 我国的液压工业开展于本世纪50年代，其产品最初只用于机床和锻造设备，后来才用于工程机械。自1946年从国外引进一些液压元件生产技术，同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压元件已从低压到高压形成系列化，在各种机械上的得到广泛应用。液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，由于要使用原油炼制品作为传动介质，近代液压传动和汽车及飞机一样，是由19世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的。本世纪60年代后原子能技术、空间技术和计算机技术的发展将液压技术推向前进，是它发展成包括传动、控制、监测在内的一门完整的自动化技术。是它在国民经济中各个方面得到应用。它采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、低噪声及经久耐用、高集成化等各方面都取得了重大进展，在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有许多新成就，此外，在液压元件和液压系统的辅助设计、计算机仿真和优化及微机控制等开发性工作方面，更日益显示出显著成绩。液压传动是以液体为介质来传递动力的，它是用液体的压力能来传递动力，它于利用液体动能液压传动是不同的，因此，液压传动中的工作介质是在受控制、受调节的状态下工作的，因此，液压传动与液压控制常难以分开。液压传动主要由以下四部分组成：1. 能源装置：把机械能转变成油液的压力能的装置，最常见的形势是压力泵。2. 控制调节装置：对系统中油液的压力、流量或流动方向进行控制或调解的装置。3. 执行装置：把油压的压力能转变成机械能的装置。4. 辅助装置：上述三部分以外的其它装置，如油箱、滤油器等。液压传动有许多优点：在同体积下，液压装置比电器装置产生更多的动力；液压装置工作比较平稳，能在大范围内实现无级变速；液压传动易于自动化，易于实现过载保护。液压元件已实现了标准化、系列化、通用化，并且用液压传动来实现直线运动比机械传动简单。基于以上优点，本弯边机采用液压传动。当然，液压传动也存在一些缺点，比如：液压传动不能保证严格的传动比，其工作过程常有较多的能量损失，液压传动对温度变化也比较敏感等。总的来说，液压传动的优点是突出的，它的一些缺点有的现已大为改善，有的将随着科学技术的发展而进一步得到克服，并在各种机械设备上得到更加广泛的应用。第2章 总体方案设计弯边装置液压系统设计主要是以液压控制原理为指导，要选择合理的控制方案和合适的元件参数。本章是整个课题的理论部分，是后几章设计计算的基础，是课题的成功的关键。2.1 方案设想弯边装置属于冲压机械设备，冲压是一种独立的金属加工形式，它包括很多不产生切屑的特性工艺过程。就所加工的材料来说，主要是金属板料。冷冲压是最先进的生产工艺方法之一，与其它金属加工方法相比，不论在技术方面或经济方面都有许多优点。根据冲压机械的冲压形式，每部机械又具有机械式、液压式和气动式这三种形式。现对这三种形式进行论述：1. 机械式冲压结构复杂、笨重；噪声大；不宜精确控制，加工精度不高；费事，费力，效率低。2. 液压式冲压从结构看，元件单位重量传递的功率大，结构简单，布局灵活，便于和其它传动方式连用，易于实现自动控制；从工作性能上看，速度、扭矩、功率均可无级调节，能迅速换向和变速，调速范围宽；从使用维护上看，元件的自润滑性好，能实现系统的过载保护及保压，使用寿命长，元件易于实现系列化、标准化；运动平稳可靠。3. 气动式冲压优点：工作介质是空气，来源方便，使用后直接排到大气，泄露不造成污染。黏度小，管路流动压力小，适于远距离输送和集体供气，系统简单。压缩空气在管中的流速快，可直接利用气压信号实现系统的自动控制，完成各种复杂的操作。易于实现快速直线运动、摆动和高速转动，调速方便，与机械传动相比易于布局及操作。气动元件结构简单，适合标准化、系列化，易与控制。工作环境适应性好，工作安全可靠。缺点：空气有可压缩性，载荷变化时，传递动力不够平稳，均匀。工作压力不能太高，传动效率低，不宜获得很大的力和力矩。有较大的排气噪声。根据以上的分析，并考虑本机器的特点，现拟采用液压冲压形式的设计方案。2.2 方案设计从所提供的机器的工作方案可知，总体设计方案主要包括如下几个部分运动过程：接料压料定位竖直弯边冲压水平弯边冲压水平弯边冲压部件缩回竖直弯边冲压部件缩回压料块脱离定位模具放松缩小落料完成以上动作主要包括以下几部分结构：接料装置定位装置竖直弯边部件水平弯边部件床身部件（驱动部件）床身1. 压紧竖直弯边设计（1） 原料落在模具上之后，由压料装置和定位装置完成原料的定位和压紧之后，进行次工位门板的第一次弯曲，据此，设计时主要考虑一下几个方面：将压料和弯曲件组成一个统一的部件，且将压料和弯曲运动连成一个连续的运动，这样做具有省工、省时、结构及操作简单等优点；压料及弯边部件的拖动由两个液压缸完成；设计校正装置，以避免加工失误产生废品及节省原料、工时。（2） 这部分结构的主要作用是压料和进行第一次冲压弯曲，其运动要求主要由以下过程实现：压紧滑块由两个吊环螺钉悬吊在部件上，当门板有原料落在，此压紧部件下降，压紧滑块压在板料上，部件继续下降，通过支撑部件、挡盘，由液压缸提供所允许的压力，来完成对门板原料的固定定位；压料完成后，部件继续下降，在下降到一定高度处，由滑架组件上的冲压板完成第一次弯曲，即竖边弯曲；整个部件的升降运动由部件顶部的两个液压缸拖动，为保证整个部件的运动平衡，组件侧面有两个齿轮，由齿条的啮合运动来调节。2. 立柱部件设计（1） 由于两次弯曲是由同一部机器完成的，是连续的，故压料装置仍保持不动，以保证原料的定位、固定，设计时主要考虑一下几个方面：将第一次弯曲件与床身立柱组成统一部件。第二次弯曲部件的拖动由单独的油缸完成。第一次弯曲及压料组成的部件由床身、立柱支撑带动。将模具及拖动油缸也固定在床身立柱上。床身设计成对称的，左右各一个。床身立柱与床身接触面采用滑板的形式，使床身立柱能在床身上滑动，从而调节两立柱间距，完成加工不同规格的门板的要求。床身立柱的滑动由驱动部件来完成。（2） 这部分结构的主要作用是：支撑压紧竖直弯边部件，第二次冲压部件及模具部件。安装部件的动力油缸。安装滑道，使立柱在床身上移动，以满足生产不同规格的门板的要求。（3） 该部件的运动情况如下所述：部件在床身上滑到要求位置，由床身上的挡板挡住，立柱停止滑动；立柱上端有一液压缸，拖动压紧竖直弯边部件，完成门板的第一次弯曲；第一次弯曲完毕，压紧竖直弯边部件及模具部件静止不动，由二次弯曲部件完成二次弯边；立柱的移动由立柱上的螺母与驱动部件上的螺杆形成的螺旋运动完成的；各部件的润滑装置也设在立柱上。3. 床身部件设计此部件的设计是对整部机器进行支撑、固定。床身部件的成型方式可采用铸造和焊接两种方案。采用强度和刚度较好的A3钢作为部件材料。床身上表面设有滑块和垫板，与立柱滑板相啮合。部件两端安装驱动部件。床身上表面的中间部分设置有接料装置。床身内腔多加工网络板，以加强刚度及强度。4. 铸造件的特点（1） 优点：可形成具有复杂内腔的箱体；适应性广，工业上常用的金属材料如碳素钢、石墨钢、铸铁、青铜、黄铜、铝合金等都可用于铸造；原料来源广泛，价格低廉；铸件的形状和尺寸与要求的形状和尺寸非常的接近。（2） 缺点：1) 金属材料的铸件机械性能不如铸件高。2) 铸件笨重增加床身的重量。3) 铸件组织粗大，内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等缺陷。4) 铸件工序多，工艺复杂。5) 一些工艺过程难以精确的控制，废品率高。5. 焊接件的特点（1） 节省材料工时。（2） 能化大为小，拼小成大。（3） 能生产较为复杂的设备。（4） 加工设备简单，重量轻，操作简单，生产率高。（5） 焊接件能满较高的强度要求。分析比较以上两种方案，并综合考虑本机器床身的作用及要求，决定采用焊接件方法来加工床身部件。6. 冲压模具部件设计接料装置作用及结构简单，在此不做评述。门板原料由接料装置落下后，与其直接相连的部分是模具部分，故先从模具部分考虑：（1） 根据门板的加工工艺要求，模具必须有精确的尺寸、形状、强度及光洁度等工艺要求，故在设计时需要精确的确定模具的尺寸、形状及技术要求，选用较高的强度材料作为模具原料。（2） 由于在此工位加工不同规格的门板，故模具自身形状、尺寸、运动要求可调，可采用凸凹槽式滑道及不同形式的零件、组件等组装而成，完成上述要求。第3章 工作要求及参数1.2.3.3.1 工作要求1. 此弯边装置将0.5mm厚的钢板完成“”形。2. 接料（由气缸完成）放到模具上开模(0.5s）竖直弯边(4s)水平弯边(3s)水平弯边缸缩回(2s)竖直弯边缸缩回(3s)定位模合拢闭模(0.7s)3. 定位模移动时，只需要克服摩擦力，G定位模自重。4. 在竖直弯边和水平弯边时应压紧工件，压紧力恒定。3.2 参数1. 水平弯边缸与竖直弯边缸的行程均为90cm，定位模缸的行程为70cm。2. 弯边力按公式3-1计算： （3-1）式中 为安全系数，=1.3；B为弯曲件宽度，B=（640-502）mm；为弯曲件厚度，=0.5mm；为材料的强度极限，=47kg/mm2；为弯曲件的内弯曲半径，=0.9-1.4。 第4章 液压传动系统的设计与计算 对液压系统的工作要求是设计液压系统的依据。首先必须对机器的结构、工作情况、工艺要求、技术特性进行充分的了解和详细的分析。上两章已经做出了判断分析。2344.1 初步拟定液压系统图拟定液压系统图就是灵活运用各种基本回路和常用回路定出实现工作机构要求的液压系统工作原理图。它是整个液压系统设计的重要的一步，它于作用原理和结构组成具体体现在设计任务中提出的各项要求。拟定液压系统原理图包括两项内容：通过分析对比选择合理的液压回路；把选出来的液压回路组成液压系统图。1)2)3)4)4.14.1.1 液压回路的选择液压回路的选择是根据所给的各项要求和执行元件的工况图来进行的。选择回路时既要考虑调速、调压、换向、顺序动作及动作互锁等要求，又要考虑节省能源，减少发热、冲击，保证动作精度等问题。按循环形式的不同，系统可分为闭式和开式两种，两种系统的比较见表4-1。表 4-1 开、闭式系统之比较循环形式开 式闭 式适应工况一般均能适应。泵可向多个液压执行元件供油限于要求换向平稳、换向速度高的一部分容积调速系统。一般一个泵只向一个液压执行器供油抗污染能力较差，可采用压力油箱来改善较好，但油液过滤要求较高散热较方便，但油箱较大较复杂，需用辅助泵换油冷却效率及管路损失一般用节流调速效率低，管路损失较大用容积调速时，效率较高，管路损失较小根据机器的主要要求，采用开式系统。4.1.2 液压主回路的选择拟定主回路时，按照及其的工作要求直线运动、速度要求比较平稳、负载变化大、行程中变速，根据资料1，表29-2 液压主回路的选择，可以得出，主油路采用容积调速回路较为适宜。两次弯边靠液压，竖直弯边缸返回须克服自重，且行程均为100mm，为了便于加工，竖直弯边缸、水平弯边缸拟用单杆活塞缸。由于压料及弯曲件的拖动由一个液压缸来完成，故保压缸亦采用单杆活塞缸。为统一起见，定位模缸也采用单杆活塞缸。1. 拟定液压系统原理图还应考虑以下几个问题：（1） 组合基本回路时，要注意防止回路间的相互干扰，以保证机器实现正常的工作循环。（2） 从实际出发，尽量采用有互换性的标准液压元件。（3） 系统应力求简单可靠，避免存在多余的回路。（4） 防止液压冲击。（5） 提高系统的工作效率，防止系统发热。2. 具体拟定如下：（1） 要保证整个工作过程是自动完成的，可通过电器元件控制电磁换向阀。拟定：竖直弯边缸、水平弯边缸、定位模缸的进出口均采用电磁换向阀，为方便起见，采用“O” 型换向阀。（2） 为实现行程中变速，且速度要求较平稳，采用限压式变量泵。（3） 由于环境较差，可采用闭式油箱及其所属部件。（4） 为实现保压，在保压缸的进出口处拟用双向减压阀。（5） 为安全、保险和连锁起见，表入响应的阀和位置，见液压系统原理图，如图 4-1 所示。液压系统的动作循环表见表 4-2 所示。4.2 液压系统设计计算 4.24.2.1 液压元件的选择和计算 计算的目的是确定系统的工作压力和流量等主要参数，从而确定系统中各元件应具备的参数值，并据这些参数值进行液压件的选择和非标准液压件的设计。图4-1 液压系统原理图表 4-2 液压系统的动作循环动作名称电磁铁号换向阀位置液压缸状态1DT2DT3DT4DT阀A阀B阀C竖直弯边缸水平弯边缸定位模缸开模右位右位右位停止停止开模竖弯边缸弯边，保压缸保压左位右位右位弯边停止停止水平弯边缸弯边右位左位右位停止弯边停止水平弯边缸缩回右位右位右位停止缩回停止竖弯边缸缩回，保压缸缩回右位右位右位缩回停止停止收模右位右位左位停止停止闭模4.2.1.1 液压缸的外负载 1. 竖弯边力由设计参数公式4-1： （4-1）来确定计算各个弯边力。2. 最小弯曲半径的确定弯曲半径的最小弯曲半径应符合材料的塑性，不可使其发生裂缝，因此最小的弯曲半径应根据外边纤维的许可极限弯曲来确定，弯曲件的圆角半径不宜过大或过小。过大时因受弹性恢复的影响，弯曲件的精度不易保证；过小时弯曲件容易发生裂变。取 式中 为板料厚度。mm最小许可半径弯曲半径仅在结构上绝对需要时采用，在所有其它情况下，应采取较大的弯曲半径。根据设计参数，这里取 =1.2mm。求得：确定压料力式中 为材料在冲压行程结束时的自对弯曲力。=所以：N由于压料及弯曲件的拖动（竖直弯边）由一个液压缸完成，故：3. 水平弯边力4. 定位模缸外负载其中： 由装配图可知 5. 保压缸的外负载4.2.1.2 液压缸的有效面积 按照负载选择液压缸的直径（类比法）mm mm mm mm4.2.1.3 液压系统的工作压力 取 =0.9MPa4.2.1.4 液压执行器所需流量 1. 确定活塞杆径根据表31-，由确定的液压缸的伸缩所需要的时间可知，且本系统的工作压力，由系统工作压力及油缸往复运动时的速度比按公式4-2确定活塞杆径。 （4-2）式中 为活塞的有效面积；为缸径；为活塞杆端有效面积；为活塞杆直径。所以：竖直弯边缸的活塞杆径： mm水平弯边缸的活塞杆径： mm定位模缸的活塞杆径： mm保压缸的活塞杆径： mm2. 液压缸的流量计算（1） 竖直弯边缸：1） 弯边 ml/s2） 缩回 ml/s（2） 水平弯边缸：1） 弯边 ml/s2） 缩回 ml/s（3） 定位模缸：1） 闭模 ml/s2） 开模 ml/s4.2.1.5 液压缸的返回工作压力 1. 竖直弯边缸的返回工作压力由部件图可知，竖直弯边缸返回时的负载 N，缸的有效面积m2MPa2. 水平弯边缸的返回工作压力由部件图可知，水平弯边缸返回时的负载 N，缸的有效面积m2MPa3. 定位模缸的返回工作压力由部件图可知，定位模缸返回时的负载 N，缸的有效面积m2MPa4. 保压缸的返回工作压力由部件图可知，保压缸返回时的负载 N，缸的有效面积m2MPa4.2.1.6 油泵的规格油泵的压力、流量的计算及油泵规格的选择见表 4-3 。HT系列恒压变量柱塞泵为通用式轴向柱塞泵。具有结构简单、强度高、体积小、重量轻、工作压力高、转速高、效率高等优点。它具有一个压力反馈装置，在额定压力范围内可任意调定其输出压力并保持恒定；又可在额定流量范围内，任意调定其输出的最大流量。故在液压传动系统中它具有超压保护的能力，在液压伺服系统中，让可作为电液伺服阀的恒压能源，并在恒压状态下，随负载的需要而提供不同的流量。由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，容易得到高精度的配合，所以这类泵的特点是：泄漏少，容积效率高，可以在高压下工作。但它的缺点是对油液的污染较为敏感，流量脉冲1-5%。表 4-3 油泵的压力、流量的计算及规格选择项目计算式结果说明油泵的工作压力4.0MPa液压执行器的最大工作压力进、回油路总压力损失=1.3 漏损系数不同时工作的各液压执行器的最大工作流量总和油泵流量 306.15ml/s油泵规格的选择型号HT-5.2技术规格额定转速 150r/s；输入功率 29kw；额定压力 200kgf/cm2；动态响应 0.04s注：本系统用一般的容积调速回路，管路较简单故取=0.5。油泵型号：HT-5.24.2.1.7 泵的驱动功率 本系统在整个动作循环中，系统的流量是变化的，所需功率变化较大，为满足整个工作循环的需要，按较大功率段来确定电动机功率，计算公式见4-3。 （4-3）式中 为泵的实际最大工作压力，MPa； 为泵的额定流量，ml/s； 为泵的总效率，。所以：WKM选用电动机型号及其参数：Y160-4 KM r/min4.2.1.8 控制阀的选择 调速阀按系统最大工作压力、最大流量选；溢流阀按系统最大工作压力和泵的最大流量选。详细选择见表 4-4 。表 4-4 液压件的选择元件名称最大通过流量ml/s规格接口尺寸数量型号流量ml/s压力MPa二位四通阀A125.624D-10B500(30)2110()1二位四通阀B167.4724D-10B500(30)2110()1三位四通阀C235.534D-10B500(30)2110()1减压溢流阀835(50)0.7-710()14.2.1.9 管件的选择 1. 管道的选择 （1） 金属管内径的计算 压油管的选择：由以上的计算可知，液压缸的最大流量，根据管内推荐流速，对于压油管可选取，所以，管道内径：m取 mm（2） 压油管壁厚的计算 （4-4）式中 为工作压力，MPa；为管内径，mm； 为许用应力，对于钢管来说；（抗拉强度；安全系数。当MPa时，；当MPa时，；当MPa时，）。此式中取 =100MPa所以：mm因此，压油管选取冷轧无缝钢管。（3） 回油管的选取 取m/s则 mm取 mm mm（4） 泵进出口油管的选取取m/s则 mm因此，吸油管选取的无缝钢管。（5） 胶管内径选取胶管内径与流量、流速的关系，可按公式4-5进行计算： （4-5）式中 Q为管内流量，Q=235.5ml/s； 为胶管的通流截面积，m2； 为管内流速，m/s。故：cm2根据图表10.5，选取相应的胶管内径，选取的钢丝编织胶管，为了统一起见，胶管选取的钢丝编织高压胶管。胶管的选择及设计中应注意的事项：1) 胶管的弯曲半径不宜过小，一般不能小于表33-41所列的值，胶管与其接头处应有一段直的部分，此段长度不应小于管外径的两倍。2) 胶管的长度应考虑到胶管在通入压力油后，长度方向将发生收缩变形，一般收缩量为管长的3-4%，因此，胶管安装时应避免处于拉紧状态。3) 胶管安装时，应保证不发生扭曲变形，为了便于安装，可沿管长涂上颜色，以便于检查。4) 胶管的管接头轴线应尽量放置在运动的平面内，避免两端相互运动时胶管受扭。5) 胶管应避免与机械尖角部分相接处和摩擦，以免损伤。2. 管接头的选择（1） 管接头的类型选用卡套式管接头，其特点是利用卡套变形卡住管子，并进行密封，轴向尺寸限制不严格，易于安装，工作压力可达31.5，但对管子的尺寸要求较高。（2） 卡套式管接头详见附图3，按照表33-26、表 33-27选取。4.2.1.10 油箱、过滤器和冷却器的设计与计算 1. 油箱的设计 （1） 油箱的设计要点油箱除了储油外，还起到了散热和分离油中的泡沫、杂质等的作用，因此，设计时应考虑以下几点：1) 油箱的有效容积应根据液压系统发热、散热相平衡的原则来计算。油箱必须有足够大的容积满足散热，容纳停车时因重力返回油箱的油，操作时油面保持适当高度要求。2) 吸油管和回油管应插入油面以下，以防止卷吸空气或回油冲溅产生气泡，管口与箱底、箱壁的距离不小于管径的3倍。吸油箱口安装80或100的内吸式滤油器，安装的位置便于装卸及清洗，回油口须切成45并面向箱壁。3) 吸油管和回油管的距离应尽量远，两管之间用隔板隔开，以增加油的循环距离，增大散热效果，并使油中的气泡和杂质有较长的升浮和沉淀，隔板的高度约为最低油面高度的2/3。4) 为保持油面清洁，油箱应有密封的顶盖，顶盖上设有带滤网的注油口，带空气滤清器的通气孔，有时，注油孔和通气孔可兼用同一个。为了便于放油，箱底应倾斜。在最低处设有放油塞，箱底和底座间要留有一定的空间。为了防锈、防凝水，油箱内壁应涂耐油防锈材料。5) 油箱上须安装油标指示器及在油箱上安装温度计。6) 为防止吸空，提高油泵转速，可设计冲压油箱。特别对于吸入性能较差的油泵而又不用辅助泵时，用充压油箱能改善其吸油状况。7) 既要满足系统的供油要求，又要保证执行元件全部排油时，油箱不能溢出，以及系统中最大可能充满油时，油箱的油位不低于最低限度。（2） 油箱的容量1) 采用隔离式油箱，其特点是：设置一个单独的油箱，与机床分开，减少油箱发热和液压源振动对机床工作精度的影响。2) 隔离式矩形油箱用3mm钢板焊接成，为了防止油箱内液面压力低于大气压的意外事故发生，需要安装自动停机装置。3) 根据液压系统的发热与散热关系确定油箱的油量，油箱中油液的温度一般推荐在3050范围内工作比较合适，最高不应超过65，最低不应低于15，又考虑到液压泵及其驱动电机和其它液压元件要安装在油箱上，为了便于安装、检查，首先依据公式4-6计算油箱的有效容积。 （4-6）式中 为液压系统的额定流量； 于系统压力有关的经验系数。（根据表37.5-12对于中压系统取5-7，这里取=7）所以：L设计油箱的尺寸为： mm2. 滤油器的设计 滤油器的基本作用是使系统的液体保持清洁，以延长液压及润滑件的寿命和保证系统工作稳定。（1） 滤油器的类型根据表35-11，选用线隙式滤油器，其特点是结构简单，过滤效果好，通油能力大，但不易清洗。（2） 安装类型滤油器放于进油管路上，优点是能保证进入管路系统的油都全部经过过滤，从而使所有设备都在比较干净的油液中工作。（3） 滤油器的选择选择时主要依据系统的过滤精度和滤油能力的要求；同时考虑过滤器的强度，不致因压力高而把滤芯或外壳破坏；有时还要考虑抗腐蚀能力。根据表35-61选择滤油器型号为ZU-A4010S.3. 冷却器的设计冷却器一般要求结构紧凑，体积小，重量轻，散热面积大，散热效率高，压力损失小等。液压系统对油温有较严格要求时，应当核算。根据表10.6-4，表10.6-54，选择列管式水冷却器。根据表37.10-46，图37.10-312，选择型号为：GC-1.3其技术参数见表 4-5 。表 4-5 GC-1.3型冷却器技术参数冷却面积工作压力油侧损失工作水温工作油温进油温度出油温度1.2100.5-125-30554.2.1.11 液压油的选择液压油是液压传动系统的工作介质，又是液压元件的润滑剂。液压油应具有适当的粘度，良好的粘温特性，良好的润滑性，能抗氧化、无腐蚀作用，抗燃烧，不易入画，不破坏密封材料，无毒，有一定的消泡能力。选择液压油时，应根据泵的种类、工作温度、系统压力等，确定适用粘度范围，再选择合适的液压油品种。根据以上叙述及表27-142，表27-162，选择30号普通液压油。30号普通液压油适用于一般机床齿轮变速箱及一般的液压系统。4.2.2 绘制液压系统工况图 各液压缸在不同工作阶段中的压力、流量和功率见表 4-6，液压系统的工况图如图4-2 所示。表 4-6 液压缸压力、流量和功率液压缸工况负载（N）进油腔压（MPa）输入流量Q（l/min）输入功率p(KW)回油腔压力（MPa）计算式定位模缸开模264.60.1922.190.0480收模264.60.1521.360.0320竖直弯边缸弯边6113.591.418.401.6560缩回95001.218.300.3660水平弯边缸弯边3396.440.824.531.2270缩回85000.624.510.40904.2.3 液压系统的性能验算在确定了所用液压元件之后，要画出液压系统的装配草图，见附图3。然后根据需要对整个液压系统的某些技术性能：系统的压力损失、发热温升等进行必要的验算。4.2.3.1 管路系统压力损失的验算 根据附图 3，可知各管长度、管直径、弯头数等，见表 4-7。表 4-7 各管道系数管段管长（m）管外壁壁厚（mm）弯头数由泵至电磁换向阀0.690弯头2个由电磁换向阀至油箱2.590弯头2个胶管4图4-2 液压系统工况图1. 液流的类型 液流的运动特性与雷诺数有关，当时，液流为层流；当时，液流为紊流。此处的为临界雷诺数。计算雷诺数时，可按最大工作流量Q及最小管径判断其流动类型；系统使用30号普通液压油，其运动粘度。雷诺数计算如公式4-7所示： （4-7）式中 为平均流速，m/s ；为管道内径，m ；为液体的运动粘度 St（cm(cm2/s)；为流量，m3/s。所以：计算时，临界雷诺数按表29-10选取，取=2000-3000。因此：=667=2000-3000即，管内液流处于层流状态。2. 沿程压力损失 液体在等径直管中流动时，因摩擦和质点的相互扰动而产生的压力为沿程压力损失。沿程压力损失可按公式4-8计算： （4-8）式中 为管道长度，m；为管道内径，m；为平均流速，m/s；为管内液体摩擦阻力系数，按资料1，表29-11，选择；为液体的重度，N/m3。因此，计算出沿程压力损失见表 4-8。3. 局部压力损失局部压力损失包括液流方向和断面发生变化时所引起的压力损失及液流流经液压元件产生的压力损失两部分。局部压力损失按公式4-9计算： （4-9）式中 为液体的密度，Kg/m3； 为液流流速，m/s ； 为局部阻力系数，根据表29-131至表29-191选取。计算出的局部压力损失结果见表4-9。4. 管路的压力损失及压力效率系统总压力损失的计算：MPa液压系统的调整压力：MPa取 MPa又因前面所选泵的额定压力，可满足要求。管路的压力效率为：4.2.3.2 发热温升的验算液压系统产生的热量，主要包括泵的功率损失，溢流阀的溢流损失，液流通过阀及管道的压力损失所产生热量。一般只求其粗略数值，以便验算系统温升是否超过允许值。若超过则须采取冷却措施。表 4-8 沿程压力损失的计算项 目计算公式结 果（）说 明使用公式泵至电磁换向阀段管路 电磁换向阀至泵段管路 0.062 总沿程压力损失=0.031+0.0620.093各缸不同时动作，且竖直弯边缸工作时压力最大，故只要计算竖直弯边缸的沿程压力损失 注：油面在泵的吸油口之上，故吸油管的沿程压力损失及过滤器的局部损失均可不计。表 4-9 局部压力损失的计算项 目计算公式结 果（）说 明使用公式泵出口处管接头取电磁换向阀0.15资料1，表29-2090弯头资料1，表29-17，90弯头同上总局部压力损失=+0.168系统发热功率的计算见表 4-10。表 4-10 系统发热功率的计算项 目计算公式结 果说 明泵驱动功率1634.6液压缸有效功率679缸有效推力缸的行程系统发热功率955.6系统散热功率31428取 系统温升16.18结论， 所以，系统满足工作要求4.3 液压装置的设计 4.34.3.1 集成块的设计集成块组是按通用的液压回路典型设计的组件，它由集成块、底板和顶块按顺序叠积，用四只长螺栓垂直固紧而成。液压元件通常安装在集成块的前面，后面和右侧面，左侧面不安装液压元件，留着连接油管，以便向执行元件供油。要把经常需要调节的液压元件如溢流阀、调整阀、减压阀等安装在前面或右侧面。每个集成块是液压回路所划分的单元回路，其作用分为调压、换向、调整、顺序、测压等若干单元回路块。每个集成块的上下两面为集成块叠积的结合面，其上有同一坐标位置的垂直方向上钻有公共通油孔，P孔为主压油路，O孔为主回油路，L为泄油孔和连螺栓孔。另外，底板作用是连接集成块组，液压泵所供压力油经底板引入各集成块，液压系统回油路O和泄油路L经底板引入油箱。4.3.2 液压泵站的设计目前国内生产液压泵站的厂家很多，液压泵站的种类也繁多，但多数厂家根据用户的具体要求进行设计和制造，尚未完全系列化、标准化。现在全国用的最多是YZ系列液压泵站，油箱容量有256300L等18种规格,选用各种不同的泵,得到各种不同流量/压力的规格。外型上有上置式(有立式和卧式)和非上置式.其生产厂家有:上海高行液压件厂,长沙液压件厂,南京液压件三厂等。4.3.2.1 液压泵站的结构设计本系统采用集成块式液压站装置。它由以下几部分组成：1.集成块组件2.液压泵装置3.外接管道支架4.油箱部分。其中集成块组和液压泵装置可安装固定在油箱顶盖上，再由油管管接头根据需要加以连接。另外，换向阀之间应留有一定的轴向距离，这样便于手动调整或安装电磁铁。压力表及其开关应布置在便于观察和调整的地方。在油箱的边缘处设置了一些外接管道支架，以便于使外接管道牢固，从而增加了刚性而又整齐美观。随工作部件运动的管道采取软管、伸缩管等。软管安装时应避免发生扭转，以免影响使用寿命，互相平行的管道之间应留有一定的间隔，并用管夹固定。4.3.2.2 液压泵、液压泵与电机的安装方式本系统宜采用旁置安装方式。液压泵与电机的轴线呈水平安装，此种结构将管道及泵安装在油箱侧面，方便安装，散热条件好，但有时液压泵与电机的同轴度不易保证。液压泵的安装靠角支架支撑。泵和电动机之间的联轴器宜采用消除不同轴的挠性联轴器。另外为防止机械振动传给油箱和油管，泵装置与外界的一切连接都应该是弹性的，即泵的吸油管中设橡胶补偿接管。出油管和泄油管中靠近泵的一端用软管，泵与电动机的底座与箱盖或机架之间装设橡胶减振器。液压泵站的安装见液压泵站装配图，即附图3。4.4 液压缸的设计计算4.44.4.1 液压缸的选择 根据机器工作的要求，按表31-5各缸均采用活塞式液压缸。按表 31-6各缸的安装方式的选择见表 4-11。表 4-11 液压缸的安装方式液压缸名称安装方式竖直弯边缸头部外法兰水平弯边缸头部外法兰定位模缸切向座底保压缸尾部外法兰4.4.2 液压缸的计算 4.4.2.1 活塞杆直径的计算 液压缸活塞杆的直径计算，通常有两种方法：根据速度比的要求计算活塞杆直径；根据强度要求计算活塞杆直径。这里根据已知条件选择第二种方法计算活塞杆直径。当活塞杆在稳定