毕业设计（论文）-400KN模锻油压机液压系统设计.docx

400KN模锻油压机液压系统设计太原科技大学本科毕业设计说明书400KN模锻油压机液压系统设计400 kn die forging hydraulic press hydraulic system design太原科技大学Taiyuan University Science and Technology学 院（系）：专 业：学 生 姓 名：学 号：指 导 教 师：评 阅 教 师：完 成 日 期：第2页摘要在老师的带领布置下，确定了我此次毕业设计的题目400KN模锻油压机液压系统设计。通过查阅各类资料文献，以及毕业实习时对油压机实体的观察，我了解到了很多关于油压机的专业知识。油压机是一类压力加工的机械设备，之所以命名为“油压”，是因为它是利用了液压传动技术设计而成的。这类油液压力机与机械压力机相比，最大的特点是油压机可以对工件加工时的压力和速度调整，能够实现油压机在任意位置的全功率输出以及对工件的保压延时，同时油压机的结构布局也十分灵活，且相比于同等压力的机械压力机，油压机的总体结构相对较小。以上条件使得油压机得到了快速的应用与发展。与传统的机械加工不同的是油压机是一种无屑加工，它一般应用于塑性材料的冷挤、校直、弯曲、冲裁以及拉伸等工艺过程的加工当中。在其它一些产品的成型加工工艺过程当中油压机也有一定的应用，例如粉末冶 金、翻 边、压 装等。它还可以实现对某些复杂工件以及不规则工件的加工，其产品的正品率比较高 。同时油压机也是作为锻压机械，可以完成调 直、冷 冲压、冷 挤压等多种锻压工艺。油压机还可以据不同的加工工艺要求，进行压力调整，应用起来十分方便。关键词 ：油压机；液压系统；阀集成；液压站400 KN die forging hydraulic press hydraulic system designAbstractUnder the guidance of our teacher, our graduation design topic was determined. The hydraulic system design of 400KN die forging hydraulic press, which is my graduation topic. By looking at all kinds of information literature, and observation of the hydraulic press entity when graduation practice, I know a lot about the professional knowledge of the hydraulic press.Hydraulic press is a kind of pressure processing machinery and equipment, was named the oil, because it is the use of the design of hydraulic transmission technology. This kind of oil press compared with mechanical press, hydraulic press is the biggest characteristic can adjust the pressure and speed of the workpiece when machining, can realize hydraulic press at any position of the workpiece of the power output, as well as a calender, at the same time the structure of the hydraulic press is also very flexible layout, and compared to the same pressure of mechanical press, the overall structure of the hydraulic press is relatively small. The above conditions got rapid application and development of hydraulic press.Unlike traditional machining hydraulic press is a kind of a chipless machining, it is generally applied to the plastic material of cold extrusion, straightening, bending, cutting and drawing of the machining process. In other products of the forming process of hydraulic press also has a certain application, such as powder metallurgy gold, flanging, such as pressure loading. It can also realize to some machining of complex workpiece and irregular, the functions of their products is quite high. At the same time as forging machinery, hydraulic press is also can be finished straightening, cold stamping, cold extrusion, such as a variety of forging technology. Hydraulic press can also according to different processing requirements, pressure adjustment, application is very convenient.Key words : Hydraulic press ;The hydraulic system; Valve integration; Hydraulic station目 录摘 要IAbstractII引 言11 正文格式说明11 正文格式说明21.1 论文格式基本要求21.2 论文页眉页脚的编排21.3 论文正文格式31.4 章节标题格式31.5 各章之间的分隔符设置41.6 正文中的编号42 图表及公式的格式说明52.1 图的格式说明52.1.1 图的格式示例52.1.2 图的格式描述52.2 表的格式说明62.2.1 表的格式示例62.2.2 表的格式描述72.3 公式的格式说明82.3.1 公式的格式示例82.3.2 公式的格式描述82.4 参考文献的格式说明82.4.1 参考文献在正文中引用的示例82.4.2 参考文献在正文中引用的书写格式82.4.3 参考文献的书写格式82.4.4 参考文献的书写格式示例92.5 量和单位的使用92.5.1 使用方法92.5.2 中华人民共和国法定计量单位92.6 规范表达注意事项132.6.1 名词术语132.6.2 数字132.6.3 外文字母132.6.4 量和单位142.6.5 标点符号143 打印说明153.1 封面153.2 中英文摘要153.3 目录153.4 正文154 论文装订注意事项164.1 设计说明书（论文）164.2 外文翻译164.3 装订规范要求165 第五章题目（黑体，小三，1.5倍行距，段后1行）175.1 第一节题目（黑体，四号，1.5倍行距，段前0.5行）175.1.1 第一节一级题目（黑体，小四，1.5倍行距，段前0.5行）175.2 第二节题目175.2.1 第二节一级题目17结 论18参 考 文 献19附录A 附录内容名称22致 谢23引言我们通常把以液体作为工作介质来完成能量的传递以及控制的方式称为流体传动。按照工作原理的不同，人们将流体传动分为液力传动和液压传动。力学的动量矩原理是液力传动的工作原理，主要利用液体的动能来完成动力的传递。流体力学中的帕斯卡原理是液压传动的工作原理，是利用液体的静压能来进行动力的传递，故又被称为容积式液体传动或静液传动。目前，液压传动在各行业机械制造，冶金，工程机械，农业机械，轻工机械，航空，船舶等行业得到广泛应用。该液压机用于金属，塑料，木材等各种材料进行压力加工机械，也是液压传动的最早应用。油压机问世以后，在19世纪得到了一个良好的发展，目前已广泛应用于工业生产中，它已经成为一个不可缺少的产品成型机械。随着不断更新的科学技术，电子技术，液压技术的提高，油压机也得到了进一步的发展。额定油压机已经升级，控制技术已经变成了传统的继电器控制可编程控制器和工业计算机控制，使油压机的运行更加平稳，控制精度和产品质量也得到了保证，而且生产效率已大大提高。 油压主由主.机、液.压.系.统、控.制.系.统三大部分组成。油压机的液压系统设计和主机的结构设计已经非常成熟，高.速.化、高.效.化、低.能.耗以及控制系统的的改良，都体现了油压机的不断快速发展。机电液一体化，以充分合理利用先进的机械和电子技术促进了液压系统的改进;自动化、智能化，体现在油压机可以自动实现对自身系统的诊断和调整，具有故障预处理功能;在防止泄漏和污染方面，通过液压元件的集成化、标准化，油压机做的十分成功。近年来新型的液压元件，即那些在集成块基础上发展起来的液压元件，其组成的回路有很多独特的优点。例如其结构更加的紧凑、体积也变得更小、重量变得更轻，而且泄漏、振动、噪音的问题明显减少，究其原因是因为我们不需要对它们单独制作连接件，也无需管件连接。此次毕业设计的内容主要是油压机的液压系统设计，在对油压机具体参数的计算和工况分析的基础上，设计或选出液压缸，拟定油压机液压控制系统的原理图，满足设计中油压机需要完成的快速下行、减速工进、保压延时、泄压回程、原位停止等动作要求。顶出缸需实现顶出、退回、停止的动作。对泵、电机、控制阀、过滤器等液压元件和辅助元件的选择，则需在对压力、流量等参数进行完整、正确分析与计算的基础上完成。最后，要对液压站进行总体的布局设计。1. 液压系统的设计要求和工况分析1.1 明确设计中对液压系统的设计要求和设计依据在分析油压机的工作原理以及动作特点的基础上，类比已有油压机的设计可知，油压机的主要执行元件主液压缸，输出的最大压力是油压机的主要规格。主液压缸的速度需根据加工工艺的要求而定，若液压系统是由液压泵直接供给油液的，则主缸的快进速度v300mm/s;工进速度v50mm/s；快退速度与快进速度基本相同。同理，在满足油压机主运动执行机构的条件下，才能够确定油压机液压系统的最大工作压力。如果工作压力选的比较大，则可减小液压缸的缸径，从而减小油压机的外形尺寸，同时可以减少液压系统的流量。查阅相关文献资料可知，油压机液压系统的工作压力常采用2030MP。也有采用超高压的油压机，其压力可达100150MP。至此我们基本确定以压力控制为主的系统即油压机的传动系统。对于这样一个以液压传动为主传动的机械设备，再加之其系统的压.力.高、流.量.大、功.率.大，因而为了保证该液压系统的安全可靠，对于系统效率的提高以及对于系统释压时产生的冲击的防止，需要着重考虑。为了保证此次设计的科学、合理、规范，对于该系统的设计计算以及选型，我们都必须做到有理可依、有据可查，特别是在设计到液压元器件的选型时。本次毕业设计的要求及基本参数如下：设计参数：液压系统最高压力：25MP工作台有效尺寸：1000x1000公称压力：400KN滑块：420Kg 顶出力：100KN滑块行程：350mm 顶出行程：120mm滑块空载下行：80mm/s 压制：12mm/s回程：60mm/s顶出速度：20mm/s 退回：40mm/s要求：设计系统原理图；对系统中标准原件进行计算选型，非标准原件进行设计计算；对整个液压系统进行验算；绘制液压站装配图、油箱装配图、阀集成图及部分零件图；编制说明书根据本设计要求绘制液压机的工作循环图如下图（图1）L主缸快速下行 停止快速回程保压慢速加压 tL顶出缸顶出t 图1 液压机的工作循环图1.2 液压系统的负载分析及工作循环图在研究一部机器的工作过程当中，对它的执行原件所进行的实力情况的分析，就是负载分析。在本设计中，液压缸的负载是变化的，是随着时间的变化而变化。1.2.1 液压机主缸的负载分析在查阅有关液压机的讲解资料后，本设计初步确定本液压机采用三梁四柱式立式布置，液压缸采用立式安装，主缸活塞带动滑块沿柱子做上下往复运动。当主缸活塞带动滑块沿柱子做上下往复运动时，液压缸须克服的外负载组成如下：F=Fe+Ff+Fi式中： Fe - 工作负载； Ff - 摩擦负载； Fi - 惯性负载。a) 工作负载在本设计中工作负载已给出，Fe=400KN 。b) 摩擦负载对液压机来说即活塞的摩擦阻力。启动时为静摩擦阻力，可按下式计算:Ffs=s(G+Fn)启动后为动摩擦阻力，可按下式计算：Ffd=d(G+Fn)式中：G - 运动部件所受重力；本设计中即滑块的重力。 Fn - 垂直于导轨的作用力； Ffs 、Ffd - 静、动摩擦阻力； s 、d - 静、动摩擦因数。据摩擦表面材料及性质选择，通常对于滑动导轨s =0.10.2，d =0.050.12，此处取s =0.2，d=0.1.则： Ffs=0.24209.8=823.32NFfd=0.14209.8=411.6Nc) 惯性负载由牛顿运动定理可知，运动的部件在启动或者制动的过程当中必然会产生一定的惯性力，即此处的惯性负载。可按下式计算：Fi=Gvgt式中: Fi- 惯性力； G- 运动部件所受重力； g- 重力加速度；取9.8m/s2. v- t时间内的速度变化值； t- 启动或制动时间。对于t，一般机床t=0.10.5s，当运动部件的工况是高速且重载的时，t取较大值。本设计中取t=0.2s。则：Fi=Gvgt=4200.080.2=168 N据以上分析计算得主缸在整个工作循环中的负载值如下表，其中m=0.95, m为液压缸的机械效率，一般取0.90.97。表1.1 主缸各工作阶段的负载及其组成工况负载组成推力F/m启动F=G-Ffs3466加速F=Fi-Ffd+G4076.2快进F=G-Ffd3899压制F=Fe+Ffd-G417153.2快退F=G+Ffd 据上表绘制液压缸的负载图和速度图如下所示：417153.2F/N 4076.23899 3466350S/mm4765.9图1 主缸负载图V(mm/s)8012120S/mm60图2 主缸速度图1.2.2 液压机顶出缸的负载分析a) 工作负载 本设计中给出了顶出缸的顶出力为100KN，查阅相关资料确定缸的回程压力为50KN。由此可得出顶出缸顶出及回程时的工作负载分别为：Fe1=100000N Fe2=50000Nb) 惯性负载取顶出与回程时间为0.2s，工作部件质量为420Kg，已知顶出缸顶出速度20mm/s，回程速度40mm/s。则：Fi1=Gvgt=4200.020.2=42N Fi2=Gvgt=4200.040.2=84Nc) 摩擦负载动摩擦负载：Ffd=dG+Fn=0.14209.8=411.6N据以上分析计算得出顶出缸各阶段的负载值如下表：表1.2 顶出缸各阶段负载值及其组成工况负载组成推力F/m顶出F=G+Ffd+Fe1+Fi1162660.6退回F=Fe2+Fi2+Ffd-G48820.6162660.6据上表绘制顶出缸的负载图和速度图如下图所示：F/NS/mm12048820.6图3 顶出缸负载图20V/(mm/s)S/mm12040图4 顶出缸速度图2. 油压机液压系统主要参数的确定2.1 确定液压缸主要参数2.1.1 初选液压缸的工作压力下表是几种常见机器的工作压力：表2.1 常见机器的工作压力机械类型机床农业机械、小型工程机械液压机、重型机械、起重机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/Mp0.80.2352881010162032参照上表及同类型液压系统的工作压力选取液压缸的工作压力为25Mp。2.1.2 确定液压缸主要结构参数(一) 确定油压机主缸主要参数1) 据本设计给出的技术参数，缸筒的内径可按如下公式计算：D=4FP式中： F液压缸工作用力，N； P工作压力，Pa。由主缸负载图可知，最大负载Fmax=417153.2 N.则： D=4417153.23.1425106=0.145 m=145mm据参考文献1表2-20，将液压缸内径圆整为标准值，D=160mm.2) 主缸活塞杆直径d d=D-1为液压缸活塞的往复速度比，按工作压力，据参考文献1表5-21选取=2.则： d=1602-12=0.113m=113mm据参考文献1表2-21，取d=110mm3) 液压缸无杆腔面积 A1=4D2=40.162=0.02m2 液压缸有杆腔面积 A2=4(D2-d2)=0.01m2(二) 顶出缸主要参数的确定1) 顶出缸内径D=4F顶出P=4162660.63.1425106=0.091m2) 顶出缸活塞杆直径 d=D-1=0.0912-12=0.064m据文献1表2-20、表2-21，查取圆整标准值得D=100mm，d=70mm。4) 顶出缸无杆腔面积 A1=4D2=40.12=0.0078m2顶出缸有杆腔面积 A2=4(D2-d2)=0.004m22.2 工作循环中各阶段液压缸的压力、流量2.2.1 压力计算此处取油压机液压缸的机械效率m=0.95。1) 主缸的压力计算a) 快速下行时:启动：P=FA1m=34660.020.95=0.182Mp加速：P=FA1m=4076.20.020.95=0.214Mpb) 慢速压制时：快进: P=FA1m=38990.020.95=0.205Mp压制: P=FA1m=417153.20.020.95=21.9Mpc) 快速回程时：快退：P=FA2m=4765.90.010.95=0.501Mp2) 顶出缸的压力计算a) 顶出缸顶出时： P=FA1m=162660.60.00780.95=21.9Mpb) 顶出缸回程时： P=FA2m=48820.60.0040.95=12.8Mp2.2.2 流量计算1) 主缸流量各工作阶段的流量计算a) 快进阶段：q快入=A1V1=0.02m280mm/s60=96L/minq快出=A2V1=0.01m280mm/s60=48L/minb) 压制阶段：q压入=A1V2=0.02m212mm/s60=14.4L/minq压出=A2V2=0.01m212mm/s60=7.2L/minc) 快退阶段：q退入=A2V3=0.01m260mm/s60=36L/minq退出=A1V3=0.02m260mm/s60=72L/min2) 顶出缸个工作阶段的流量计算a) 顶出阶段：q顶入=A1V1=0.0078m220mm/s60=9.36L/minq顶出=A2V1=0.004m220mm/s60=4.8L/minb) 退回阶段流量：q退入=A2V2=0.004m240mm/s60=9.6L/minq退出=A1V2=0.0078m240mm/s60=18.72L/min整理得主缸与顶出缸的压力、流量数据表如下表：表2.2 油压机主缸与顶出缸的压力、流量数据表工作阶段负载F/N工作压力/MPa输入流量/（L/min）主缸快速下行启动34660.18296加速4076.20.214/慢速压制快进38990.205/压制417153.221.914.4快速退回快退4765.90.50136顶出缸顶出顶出162660.621.99.36退回退回48820.612.89.6据以上数据查阅文献5表6-100，选择CD250型液压缸作为本设计中液压机的主缸与顶出缸。2.3 制定基本方案，拟定液压系统图据以上分析计算可知，油压机工作时需要的功率很大。结合液压传动教材上各类调速回路特点后，不难发现，容积式调速回路十分满足本设计要求。因为容积调速回路中液压泵的输出流量始终是与液压缸或者液压马达的负载流量相适应的，有效避免了因溢流而造成能量损失，而且系统的兄啊率比较高，且不易发热。从第一章的工况分析可知，油压机液压缸在快进时系统处于低压，慢速压制时系统处于高压。为了满足这一设计要求，结合液压传动所学知识，本设计中选用压力补偿变量泵供油。则在液压缸快进时，泵将处于全流量供油状态。同理，在液压缸慢速压制时泵则以高压小流量的方式工作。根据液压传动课上所学，液压机的快速行程可采用增速回路，次回路的最大特点是在液压泵流量不变的前提下，可提高活塞的速度。在液压缸转为慢速压制行程时，应注意避免液压系统产生冲击，此时采用减速回路。本设计中油压机为立式结构，对于不同的工件，液压缸可能需要在不同的位置停留，此时必须采用平衡回路。据以上分析不难发现，油压机工作循环中最重要的过程是保压过程，其与压制产品的质量密切相关，保压时系统的压力很高，此时系统中的能量会转换为其他形式储存，例如液压缸发生弹性变形所储存的能量，油液被压缩后所储产的能量，油液管道因发生膨胀而储存的能量。那么在保压完毕后，为了避免这些能量释放所引起的系统冲击振动、噪音以及可能的管道爆裂，保压完毕后系统必须释压。综合以上分析，拟定模锻油压机的液压系统原理图如下图所示：图5 400KN模锻油压液压系统原理图1油箱；2.过滤器；3.压力补偿变量泵；4、18. 溢流阀；5、17.三位四通电液换向阀；15.二位四通电磁换向阀；14、10.液控单向阀；13.顺序阀；8.泄荷阀；6.压力继电器；7.单向阀；9.压力表；11.充液箱；12、16.液压缸对本设计中液压系统控制过程分析如下：（1） 主缸运动启动：按下启动按钮，所有电磁铁处于失电状态，液压泵输出的流量经过换向阀5中位，再经过换向阀17中位回到油箱，液压泵空载启动。快速下行：电磁铁1YA、3YA得电，阀5切换至右位工作，控制油经换向阀15右位使液控单向阀14打开；进油路：泵阀5右位单向阀7主缸上腔回油路：主缸下腔液控单向阀14换向阀5右位换向阀17中位回油箱；上缸在滑块自重的作用下快速下行，上腔需要流量很大，泵处于全流量状态依然无法满足，此时上腔负压，液控单向阀10打开，充液箱对上腔进行补油。压制：当上缸滑块运动至设定位置时，触动行程开关2XK，3Y失电，换向阀15复位，液控单向阀14关闭，上腔油液经顺序阀13，换向阀5右位，换向阀17中位流回油箱。此时，主缸在泵供给的压力油作用下缓慢接近被压制工件，当滑块触碰到工件后，液压缸阻力迅速上升，上腔压力急剧升高，泵输出的流量相应自动减小。保压：当上腔的压力值达到系统要求值时，压力继电器发出讯号，1YA失电，换向阀5中位，主缸下腔油液处于封闭状态。单向阀7与液控单向阀10使得液压缸上腔得到了良好的密封，上腔保压。释压：保压时间截止后，继电器发出讯号，2YA得电，换向阀5作为工作。此时，主液压缸上腔压力很高，泄荷阀8处于开启状态，泵输出油液经换向阀5、泄荷阀8流回油箱。泵在低压下工作，此压力不足以开启液控单向阀10的主阀芯，但可以打开它的泄荷小阀芯，使主缸上腔油液经泄荷阀阀口流回充液箱。当上腔压力值降低至一定值时，泄荷阀8关闭，泵的供油压力开始逐渐升高，阀10完全打开，此时系统中油液的流动情况如下：进油路：泵换向阀5左位单向阀14主缸下腔回油路：主缸上腔阀10充液箱原位停止：上缸滑块上升并触动行程开关1XK，2YA失电，换向阀5处于中位，单向阀14将主缸下腔封闭，上缸停止。泵换向阀5中位换向阀16中位回油箱，泵卸载。（2） 顶出缸顶出：5YA得电，换向阀16左位工作，活塞伸出。退回：4YA得电，换向阀16右位工作，活塞退回。根据以上分析得出该控制系统电磁阀的动作顺序表，如下表：表2.3 系统电磁阀动作顺序表1YA2YA3YA4YA5YAPJ启动快进+压制+保压+快退+顶出+退回+3 液压元件的选型3.1 确定液压泵及驱动电机的功率（1） 确定液压泵的 工作压力PpP1+P式中：Pp液压泵最大工作压力； P1液压缸最大工作压力； P液压泵出口到液压缸入口之间的总管路损失。由表2可知液压缸的的最大工作压力为21.9MPa；P：对于管路简单且流速不大时取0.20.5MPa，反之则取0.51MPa。本设计中取P=1MPa。则 Pp=21.9+1=22.9MPa上述Pp为系统的静态压力，又考虑到系统在保压时储存有一定的压力能，加之出现在系统各种工况的过渡阶段的动态压力，往往超过系统的静态压力。为不减短液压泵的使用寿命，液压泵的额定压力Pn应满足一下条件Pn=1.25Pp=1.2522.9=28.6MPa（2） 液压泵最大流量qp的确定 qpKqmax式中：qp液压泵最大流量； qmax同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值；由表2知最大流量出现在主缸回程时，为36L/min。 K系统的泄漏系数，本设计中取K=1.1。则 qp=1.136=39.6 L/min（3） 确定液压泵规格据以上数据，查阅文献1表3-36，选取63YCY14-1B型斜盘式压力补偿变量柱塞泵作为本设计中液压系统的动力源。液压泵参数：排量：63ml/r ；额定压力：32MPa；额定转速：1000r/min；功率：34.5KW；容积效率0.85。3.2 驱动电机的确定电动机的额定压力往往取决于消耗功率最大的工况，功率计算公式如下：P=Pp+qp式中：P电动机的功率； qp液压泵的流量； Pp液压泵的工作压力； 液压泵的总效率。柱塞泵取=0.82.比较主缸和顶出缸各工况下所需功率，可知主缸在压制时系统所需功率最大，为P=Pp+qp=21.910614.4600.826.4 KW查阅文献1表9-11，选取B35型Y160M-6电动机，其额定功率：7.5KW，同步转速：1000r/min，满载转速：970r/min。3.3 其他液压元件的选择通过对液压系统参数的计算，并查阅相关液压手册，主要依据该阀在系统中实际通过阀的流量和阀的最大工作压力，以及阀的动.作.方式、安.装方式、压.力损失、工.作性能参数、工作寿命等条件来确定各阀规格。一并列入表6，其他元件的具体选择及系统性能计算此处从略。表3.1 液压元件选型表序号元件名称规格型号额定流量L/min额定压力/MPa额定压降/MPa1过滤器WU-160180160322压力补偿变量柱塞泵63YCY14-1B120323直动式溢流阀YF-B10K40324顺序阀X2F-B20K50325泄荷阀X4F-B20K50326三位四通电液换向阀34DYM-H16BT75320.37三位四通电液换向阀34DYK-H16BT75320.38两位四通电磁换向阀24DI1-H-10B4031.50.39液控单向阀SL20P-3020031.50.210单向阀AHb10B40320.211压力表YN-603512压力继电器BT403.4 管道的选用及尺寸确定管道的选用主要依据是液压系统的工.作压力、通.过流量、工.作环境和液压元件的安.装位置等。钢管价廉、能承.受.高压、刚.性好、耐油、抗.腐.蚀，且拆.装方便，故本设计中采用钢管作为输油管道。但钢管在装配时不能够随意弯曲，本设计中采用管接头来解决该问题。管接头是油.管与油管、油.管与液压元件之间的一种可.拆.卸.式连.接件。对于管路接.入.端.的连.接.螺.纹，本设计中采用密.封.性好且耐.高.压的细牙螺纹，并采用O型密封圈进行端面密封。管接头的类型有很多，根据设计需要本设计中采用卡套式管接头，该管接头结构先进，性.能良好，质.量.轻，体.积.小，使.用方.便，广.泛应.用于液压系统中。适用于油、气及一般腐.蚀.性.介.质的管路系统。管子的规格尺寸多由它连接的液压元件的又扣尺寸决定，只有对一些重要管路才计算其内径和壁厚。按如下公式计算得出：油管内径d：d=4.6qv式中：d油管内径； q油路通过的最大流量 L/min； v油管中允许的流速m/s；对于吸油管v12m/s(一般取1m/s一下),对于压油管v36m/s,对于回油管v1.52.5m/s。则液压泵至液压缸的油管尺寸为：dp=4.6qv=4.639.65=12.9mm液压泵吸油的油管尺寸为：d吸=4.6qv=4.6361.5=22.5mm液压泵回油的油道尺寸为;d回=4.6qv=4.6722.5=24.7mm查阅文献2表5-2，圆整油管内径dp=15mm，外径Dp=22mm.管接头螺纹M181.5,通过流量63L/min。d吸=25mm,外径D吸=34mm，管接头螺纹M272，通过流量160L/min。d回=25mm，外径D回=34mm, 管接头螺纹M272。3.5 油箱容量的确定油箱最基本的参数是容量，其大小关系到液压系统多方面的性能。油箱容量的大小主要取决于工作循环中的油.液温.升以及液.位变.动，同时还与维修时向管.路及.执行.器注.油、循.环油量、液.压油液的寿.命等因素有关。根据本设计的具体情况，本设计中油箱的容量按照经验公式确定，公式如下V=Qv式中：V油箱容量； Qv液压泵每分钟所排出压力油的体积（m3）; 经验系数，见下表：表3.2 各类机械经验系数对照表系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金系统12245761210本设计中取=6，则油箱容量：V=Qv=663150010-6=567 L3.6 系统温升的验算任何系统中都存在着一定的能量损失，液压系统的能量损失主要由系统中油液的压力损失、容积损失和传动过程中的机械损失三大部分组成。这些能量损失都将转化为另一种能量形式存在热量，致使系统温度升高，从而对整个系统产生一系列不良影响。为避免这些不良影响并对系统加以控制，必须对系统进行发热和温升的验算。由于系统中管路具体的布置以及管路长度没有确定，因而无法验算系统压力，故只对系统的温升进行验算。针对本设计进行系统验算时，只需验算最大工况时系统的温升即可，即系统压制时的温升，因为此时系统压力最高。在锻压机一个完全的工作循环中，压制时系统的压力不仅最大，且此阶段时间长，故系统的发热量最大。综上，本设计只需考虑油压机压制时的发热量，并对其进行分析即可。已知压制时：P输入=6.7KW P输出=FV=417153.21210-3=5.0KW则功率损失为：P=P输入-P输出=6.7-5.0=1.7KW油箱的散热面积A为：A=0.0653V2=0.06535672=4.45m2系统的温升为：T=PCrA式中：T系统温升； p发热功率； A油箱散热面积； Cr油箱散热系数。选取原则：自然冷却且通风不良好时，Cr=(89)10-3；自然冷却且通风良好时，Cr=(1517.5)10-3;油箱上设有专用冷却器时，Cr=11017010-3。本设计中取Cr=1510-3。则系统温升:T=PCrA=1.71510-34.45=25.46 查阅文献3可知，油箱中的温度一般推荐3050。因为25.453050，所以验算结果在温升的许可范围内。4.液压阀的集成化设计控制阀是每个液压系统必不可少的元件，且一个系统中时常会有多个控制阀，这些控制阀之间的连接或集成有多种不同方式。而这些液压控制阀的集成是否合理，会直接影响到液压系统的制.造、安.装和使用，同时还可能会对系统的工作性能产生很大的影响。液压阀的集成按各阀之间有无管路连接分为有管集成和无管集成两种方式。有管集成方式占用空.间大，布.置不.便，安.装维.护和故.障诊.断也较困难。且系统运行时的阻力损失较大，各接头处易产生泄漏，使油液中混入空气，从而使系统产生振动、噪声等不良现象。故本设计采用无管式集成方式。将板式、管式等非叠加式液压控制阀固定在某种辅助连接件上，该辅助连接件可以据需求选择自行设计或购买通用的，此种阀集成方式称为无管式集成。这些辅助连接件内开有通油孔道，以实现各阀之间的油路的联通。此种集成方式最明显的优点是结构紧凑、组.装方.便、外.形整.齐美观、安.装位.置灵活、油.路通.道短、压.力失.小、不.易泄.漏等优点。4.1 分解液压系统图并绘制集成块单元回路块式液压控制阀组的集成设计基础是集成单元回路图的绘制，该回路图就是液压系统原理图的等效转换，也是最终在集成快设计时的重要依据。大概步骤为：首先分解系统原理图，并将原理图中的公用油路引至系统图一侧。然后根据执行元件不同的动作功能将系统对应分解为几个单元回路。本设计中将系统原理图分解为五个单元回路：三个安装液压阀的中间集成块，简称中间块；一个安装溢流阀并起支撑作用的基块；一个安装压力继电器和压力表的顶块。用双点化线画出各单元回路的轮廓，并在其中标明必要信息，具体包括每一回路上具体安装的阀的规格，以及其数目；用来联通各阀的油路的情况和测压点的数量、位置。现分解本设计锻压机液压系统原理图，并转换为集成快单元回路如下图所示：图6 集成块单元回路图4.2 集成块设计（1） 公用油道孔尺寸的确定据以完成的集成块单元回路图可知，集成块需设置压力油孔P、回油孔O、控制油孔K三个公用孔道，利用四个螺栓孔和用来连接各个集成块的螺栓的环形孔作为泄油通道。（2） 孔道直径及通油孔间的壁厚的确定a. 通油孔道直径的确定：直接与阀相连接的油口孔道，其直径则需与该阀的油口的直径保持一致。而接连管接头的孔道，其直径应根据通过该孔的流量、流速来确定。计算公式如下：d=4qv式中：q孔道中通过的最大流量，m3；V孔道中的允许流速，按表8确定；d 孔道的内径，m。表4.1 各类孔道允许流速的参考取值油液流经孔道吸油孔道高压孔道回油孔道允许流速/ms-10.51.52.551.52.5说明高压孔道：压力高时取大值，反之取小值，孔道长取小