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f of be to of we on as a to as so In it is to N of to On to or it r 2006 +81836884547; +F. C so is it so as of Up to as 1 is as 2 is an as 4. In to a As be in is in a is an is in be to of a is D is is to a 2is of is no is a of by a AM of to be to of to a 006 of as 3. a on an a is 3, 0 005; in 3 (2007) 371379560531, 400 006; N 2. 3. by a 1. et , 15. 61011 12. is a to or an It by an as a it is a of of On 4. by 3 (2007) 371379of a in a In to or is in is a It is to of to of is to in It be if on is it is to a 13. To be it is to of in As an 14. a a 15,is of a 16, a to of 17, we to as so 5 is a a is a A be to of A PC is an as By PI at of N et (2007) 371379 373it L to of 18a is a a to a is to be We to to a to of to s to an 5. 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难技术工人的。正是这个原因，在家具制造业中，研究一种可以部分取代技术熟练工人工作的抛光机是有必要的。 工业机器人已经取得显著发展。如涂漆、焊接、搬运等。要完成这些工作，重要的是对机器人手臂上端位置的准确控制。当机器人运用于抛光、去毛刺或磨削任务时，利用少许力控制会不可避免的出现对物体的损坏。举例来说。抛光机械手和喷图机械手在 15中被呈现。自动化机器人的修边和磨削在 610被 介绍。两个具有代表性的控制方法被提出，它们是阻抗控制 11和混合位置 /力量控制 12。在为机械手减少或吸收冲击力方面，阻抗控制是最有效的的控制法之一。其优点在于它能控制机械阻抗、惯性等。阻抗控制没有力量控制模态和位置控制模态，但它是力量和速度组合的最终效应。在另一方面，混合位置 /力量控制方法同时控制机械手的位置和力量。然而，六个制约因素包括三个自由度位置和三个自由度力量不能同时达到最佳。为了避免干扰力控系统和位控系统，力量控制模态或位置控制模态在每个方向上事先被选定。 表面跟踪控制是工业机械手的基本方法 。一般有两种控制方案，一种是机械手臂顶端的定位 /定向控制。另一种是使其稳定的保持在工件表面的曲线上的力量控制。应该指出的是如果工件表面几何信息未知，那么，在工件表面加工的速度就很难有所提高。为使其紧贴表面进给速度必须取较小值。此外，在保持沿预定轨迹工作的同时难以控制抛光机械手的方向。 笔者曾进行有关方面的研究。就力量控制来说，阻抗控模型来调整抛光工具和工件表面的距离。在 15中，模拟环境模型能模拟出环境的刚度。其结果通过了模型 验证。在测量时，重力补偿器可以消除刀具重量对测量结果的影响 。在 17中，关于刀具定位和定向控制，它更进一步考虑如何为工业机器人实现非示教运动。在 18的陈述中 ， 据被用来处理新的有关抛光参数的拟定。 在文中，机器人抛光工具系统被集成用于具有自由型态家具的设计。其抛光系统提供了实际的表面跟着控制，使工业机器人不仅在的迪卡尔空间通过了以个理想的阻抗模型调整机械手臂，而且使其沿着正确的方向运动的同时跟随表面接触。该抛光力大小是根据连接产生的力和摩擦力来设定的。本文还陈述了如何将抛光系统应用到没有复杂示教程序的木制工艺品中的制作中。从一些抛光试验效果可知抛光机 器人使用跟踪控制系统 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 3 页 是可行的。 2. 抛光系统 最近，开放式建筑工业机器人是根据使用者的各种不同需要在改进。工业机器人有一个开放的基于 统的编程接口。这样我们可以试着编写一些用于伺服控制的新程序。例如力量控制程序，柔性控制程序等。 六自由度工业机器人如图 5 所示： 由日本川崎重工业提供的控制器。该机器人系统开发了用于工业，其顶端有一个高灵敏度力量传感器。抛光刀具经以个力量感应器后可以很容易附于机器人手臂的顶端。光纤电缆将一个人计算机和服务器连接。基于控制器提供了几个 用编程接口）的功能。例如伺服控制角度、正传、反转等。举例来说利用这些 数可以很容易且安全的对位置和方向进行控制。在下一节，表面跟踪控制器在一个装有 数的自动抛光机中变为现实。 3. 抛光机器的表面跟踪控制系统 表面跟踪系统有两个主要特点：一是这既不是传统复杂的教学工作也没有处理（ 据到 据）的要求。另一种是同时对作用在自由形态弯曲表面刀具上的力、刀具位置、定位方向的控制。 4. 实验结果 在本节中，利用模拟机器抛光机给出的试验结果的结果。轨道抛光工具被 熟练的工人广泛用于工件弯曲表面的打磨。基于轨道的抛光工具能运行各种奇异的运动。这就原于轨道抛光机不仅是个强大的打磨工具，而且磨出的表面质量好、擦伤少。在这个试验中，轨道抛光工具被选择而且在经由一个力量传感器被安装在机械手手臂顶端。基本尺寸长、宽、高 7510抛光工具重 800g ,在抛光一个工件时，垫圈与磨砂低附着表面。图 12 一个数据加工的工件表面，这里一个有代表性常规抛光机不能加工的形状。其表面的抛光数据进给量值设为 3工件抛光前如图 12 所示，其每次进给量设值不大于 1先机 械手去除了其顶端使用的粗糙砂光纸 #80，然后采用磨砂纸将其磨到一个中等粗糙 #220，最后磨到 #400， 补偿直径和纸被切割到 65大的超 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 4 页 过用于数控加工过程中的球头铣刀直径（ 17。因此，我精选进给量 据的抛光机如图 9 所示而且替换了如图 10 所示控制器的 。切割偏移量被设为 15小值，以便防止工艺品的边缘过度打磨。表 1 显示了其他打磨条件和表面跟踪控制的参数如图 如图 13 所示工作时的抛光机。抛光力大小控制如图 14 所示。灵敏的空气类型的工具会产 生巨大的噪声和振动。力量控制系统有工业机器手，力量感应器，空气驱动器和木制的材料。因为这样的工作环境抛光力大小会变和振动，这就是为什么抛光往往会有毛刺和噪声。而且，其加工出来的表面质量远远高于技工加工出来的质量。虽然它是如此困难和难以同技工保持同样的抛光力大小、工具位置和定位方向。但机器抛光机可以完成更加精细任务。另一抛光机加工木制桌如图 15 所示。触摸感觉无论是手指还是手掌均令人非常满意。一点等高线的迹象都没有，以及边缘周围没有过度的打磨，表面上没有凸起。此外，我们还用触笔仪器进行测量，使得加工出来的表面粗 糙度（ 最大高度 （ 的算术平均值在 1 3内。 抛光机器人加工的新款家具如图 16、 17 所示。从实验的结果我们可以确定。机器抛光系统可以完成对木制工艺品的弯曲表面加工。 5. 结论与将来的工作 这份文件涉及的机器人抛光系统用于家具工艺品的美观设计和自由曲面造型。该系统已经开发且用于工业机器人。这样的系统有一个开放的控制器。系统有两个新特点：一个是这种表面跟踪控制器在控制抛光力大小的同时还可以控制位置和定位方向。另一个是根本不需要传统复杂的示教运动。基于工业机器的常规抛光系统理想轨迹的位置和定位方向 控制是通过复杂示教运动所获得的。在这种情况下，操作员必学输入大量的沿着物体表面运动的数据，不过抛光系统的三维 以直接模拟出所需要的 而使得该示教运动得以省略。通过实验可知，那附于抛光机械手臂顶端的刀具可以平滑的跟随弯曲表面移动。在接触的同时且能保持一定的抛光力和正确的方向。也有人表明，该系统完成的弯曲表面不仅质量好而且造型非常美。打磨的条件、控制的进给量、所选砂纸的表面质量等工艺参数在此文中以表述。 然而若将机械手抛光系统用 黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 5 页 于其它不同材料，其参数值需要重新设定。因为那理想参数的选定在 很大程度上往往于木制材料有关。将来我们的计划是整理木质材料于理想参数对应的数据库。目前，我们的计划是整理木制材料于理想参数对应的数据库。那参数的调整应与物种内部变化的方向保持一致。 毕业设计 文献翻译 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 何龙 指导教师 杨汉嵩 2012 年 03 月 20 日 黄河科技学院 本科毕业设 计 （论文 ） 任务书 工 学院 机 械 系 机械设计制造及其自动化 专业 2008 级 2 班 学号 080105068 学生 何 龙 指导教师 杨 汉 嵩 毕业设计（论文）题目 拆卸压力机设计 一、毕业设计（论文）工作内容与基本要求 （目标、任务、途径 、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）（纸张不够可加页） 在工厂或一些修理部门，经常遇到工件的拆装问题，有些精度要求不高的零部件可以直接用锤子敲打，而对 于 一些要求精度高的零部件（如轴承）拆装，就需要用专门的工具去拆装，本课题是根据该要求，设计出一台脚踏式拆卸压力机 。 本课题要求设计一个液压拆卸压力机，行程在 80 100 之间，公称压力在 1000右，工作平稳灵活。 在做本课题时，需要查阅机械制图、机械设计、 液压与气压传动学 等资料，结合实际情况，进行设计。 二、 工作任务与工作量要求： 设计出 满足要求的 脚踏式拆卸压力机 ，并完成该 压力机 的 装配图 与部分零件图 ， 查阅文献资料不少于 12 篇，其中外文资料不少于 2 篇 。 1、文献综述一篇，不少于 3000 字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于 3000 汉字。 2、毕业设计说明书一份，内容与字数都不少于规定的任务量。 3、图纸若干（折合后不少于 纸 3 张，可以用计算机绘图） 。 4、包含本次设计的所有内容的光盘一张。 毕业设计（论文）撰写规范及有关要求，请查阅黄河科技学院本科毕业设计（论文）指导手册。 三、时间安排 1 完成 开题报告、文献翻译、文献综述 及总体方案设计 5 完成总体设计、 完成部分机构的装配图及部分零件图并 撰写说明书 12 修改论文、资格审查等 14 周 毕业答辩 毕业设计（论文）时间 ： 2012 年 2 月 13 日至 2012 年 5 月 15 日 计 划 答 辩 时 间： 2012 年 5 月 19 日 专业（教研室）审批意见： 审批人 签名： 黄河科技学院 毕业设计开题报告 课题名称 拆卸压力机 设计 课题来源 教师拟订 课题类型 导教师 杨汉嵩 学生姓名 何龙 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105068 一、 调研资料的准备 根据任务书要求，在做该课题时查阅与课题相关的资料，主要有：机械设计、液压与气压传动、机械制图以及与设计有关的手册 。 二、设计的目的与要求 大学毕业设计，是让学生利用所学的理论知识来处理实际问题的能力，是培养学生理论与实践相结合的一个重要的实践性环节，是 对大学 所学知识 总结与运用。因此，本 环节在教学过程中有着特别重要的意义。本课题 :拆卸压力机 构总体 设计 此基础上拟定而成的。 本课题要求设计一个液压拆卸压力机，行程在 80 100 之间，公称压力在 1000右，工作平稳灵活。拟订该机器的主要部分进行装配路线。 三、思路与预期成果 1、设计思路： （ 1） 对该压力机进行总体设计 。 （ 2） 对压力缸进行设计，对油路进行设计。 2、预期的成果 （ 1） 完成文献综述一篇，不少与 3000 字，与专业相关的英文翻译一篇，不少于 3000 字 （ 2） 完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份 （ 3） 绘制装配图，部分零件图 （ 4） 刻录包含本次设计的所有内容的光盘一张 四、任务完成的阶段内容及时间安排 1 周 2 周 收集设计资料并完成开题报告 3 周 4 周 完成英文资料翻译并写出文献综述 5 周 6 周 进行总体 设计和 部分零部件的选择与设计 7 周 10 周 绘制装配图和部分 零件图 、编写毕业设计说明书 11 周 修改整理，准备答辩 五、完成设计（论文）所具备的条件因素 修完机械设计，液压与气压传动等课程，借助 图书馆的相 关文献资料 ，以及网络等资源。 指导教师签名 : 日期 : 课题来源：（ 1）教师拟订；（ 2）学生建议；（ 3）企业和社会征集；（ 4）科研单位提供 课题类型：（ 1） A 工程设计（艺术设计）； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； E 调研报告 （ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题 要求（ 1）、（ 2）均要填，如 目 录 1任务书 1 2开题报告 3指导教师评阅表 4主审教师评审表 5 毕业设计（论文）答辩评审与总成绩评定表 6毕业设计说明书（或毕业论文） 7文献综述 8文献翻译 9光盘 10设计图纸或实验数据记录 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 1 页 液压压力机 摘 要 液压机由 主机及控制机构两大部分组成。液压机主机部分包括液压缸、 横梁、立柱及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、控制系统、压力阀、方向阀等组成。液压机采用 制系统，通过泵和油缸及各种液压阀实现 能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。该系列液压机具有独立的 动力机构和电气系统，并采用按钮集中控制，可实现手动和自动两种操作方式。 该液压机结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力和行程 可在规定的范围内任意调节，操作简单。在本设计中，通过查阅大量文献资料， 设计了液压缸的尺寸，拟订了液压原理图。按压力和流量的大小选择了液压泵， 电动机，控制阀，过滤器等液压元件和辅助元件 。 关键词： 液压 压力 机 ， 液压系统 ， 工作原理 1概述 液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一，也是理想的成型工艺设备，特别是当液压机系统实现具有对压力、行程、速度单独调整功能后，不仅能实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且，废品率非常低，与机械加工系统相比，有极大的优越性。近年来，随着微电子技术、液压技术等的发展，液压机有了更进一步的发展，其高技术含量增多，众多机型已采用 来控 制，提高了产品加工质量和生产率。 液压机主缸是液压机的主要工作部件，液压机主缸的性能直接影响着液压机整体工艺水平。通过细致的分析及理论研究解决易损部分设计结构中存在的问题，可以使液压缸整体上达到工艺强度要求，提高液压缸应用的工艺水准及使用寿命。所以对液压机主缸进行细致严谨的设计计算对对液压机的设计生产有着至关重要的作用。 四柱式液压机是最为常见、应用最广泛的液压 机 ， 机身由上梁、下梁和四条立柱组成， 主缸安装在 上梁内， 活动横梁与主缸的活塞联接成一体。 活动横 梁以立柱为导向上下运动， 可实现 “主缸快速 下行 慢速下行压制 主缸上行，下缸上行退料上行结 束， 自动停机 ” 的工作循环。 设置有空载快速、 慢速靠 模及工作拉伸两种速度，还设有液压压边机构和退 料机构， 适用于可塑性材料的压制工艺， 特别适用于 薄板拉深、 翻边等工艺， 也可用于金属零件的冷挤压 能耗低、 操作方便、 工作平 工艺。具有工作效率高、 稳、 安全等特点。 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 2 页 液压机 所用的工作介质的 作用不仅是传递压强，而且保证机器工作部件工作灵敏、可靠、寿命长和泄漏少。液压机对工作介质的基本要求是： 有适宜的流动性和低的可压缩性，以提高传动的效率； 能防锈蚀； 有好的润滑性能； 易于密封； 性能稳定，长期工作而不变质。液压机最初用水作为工作介质，以后改用在水中加入少量乳化油而成的乳化液，以增加润滑性和减少锈蚀。 19 世纪后期出现了以矿物油为工作介质的油压机。油有良好的润滑性、防腐蚀性和适度的粘性，有利于改善液压机的性能。 20世纪下半叶出现了新型的水基乳化液，其乳化形态是 “油包水 ”，而不是原来的 “水包油 ”。“油包水 ”乳化液的外相为油，它的润滑性和防蚀性接近油，且含油量很少，不易燃烧。但水基乳化液价格较贵，限制了它的推广。 0 度时，可用 作用油推荐采用 32 号、 46 号抗磨液压油，使用油温在 15 60 摄氏度范围内。 2油液业进行严格过滤后才允许加入油箱。 3工作油液每一年更换一次，其中第一次更换时间不应超过三个月； 4滑块应经常注润滑油，立柱外表露面应经常保持清洁，每次工作前应先喷注机油。 5 在公称压力 500T 下集中载荷最大允许偏心 40心过大易使立柱拉伤或出现其它 不良现象。 6每半年校正检查一次压力表； 7 机器较长期停用，应将各加 厂表面擦洗干净并涂以防锈油。 点及用途 液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一。目前，液压机的最大标称压力已达750于金属的模锻成型。随着金属压制和拉伸制品的需求逐年增高，对产品品种的要求也日益增多；另一方面，产品的生产批量也逐渐缩小。为与中小批量生产相适应，需要能快速调整的加工设备，这使液压机成为理想的成型工艺设备，特别是当液压机系统实现具有对压力、行程、速度单独调整功能后，不仅能实现对复杂工件以及不对 称工件的加工，而且，废品率非常低，与机械加工系统相比，有极大的优越性。近年来，随 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 3 页 着微电子技术、液压技术等的发展，液压机有了更进一步的发展，其高技术含量增多，众多机型已采用 来控制，提高了产品加工质量和生产率 1。 液压机有以下几个优点： 1） 液压机最大的特点是容易获得最大的压力。在锻造过程中锻锤是靠冲击力打击锻件，因而会产生较强的振动。为了提高打击效率和减轻振动，需要有很大的砧座和良好的地基，因而锻锤不可能造得很大。曲柄压力机是靠曲柄连杆机构传递能量，由于受到曲柄连杆机构强度的限制，一般只制造 到 100下。液压机利用静压力工作，不需要大的砧座和监视的地基。由于采用了液压传动，其动力设备可以与主机分开，可以适当加大柱塞的直径或采用多缸联合工作的方式来获得更大的工作压力。目前大型液压机均已造到 100上。 2） 得更大的工作行程，并可在全行程的任意位置施加最大的工作压力；在工作行程的任意位置都可以回程。机械传动的曲柄压力机的滑块行程是不变的，并且只能在滑块下止点前较小的行程内产生标称压力。而且必须在下止点后才能回程，如果过载将会发生闷车现象，导致损坏。液压机则与其相反，所以液压机对要求工作行程 较长而且变形均匀的工艺（如拉伸、积压等）十分适应。 3） 更大的工作空间。液压机本体没有庞大的机械传动机构，其液压缸可根据操作的要求来布置，因而可以容易地获得较大的工作空间。 4） 作压力可以调整，可以实现保压，并可防止过载。例如，有三个缸的液压机可以很容易地获得三级不同的工作压力。将高压液体通入中间工作缸得到第一级压力；通入两侧工作缸得到第二级压力 ； 3 个工作缸同时通入高压液体就得到第三级压力。液压机可以作长时间的保压。液压系统有调压装置，可以根据要求来调整液体的压力。他的安全装置，能可靠地防止过载。 5） 调速 方便。通过调整通入工作缸液体的流量，可以实现各种行程速度。例如，实现空程下降和回程时高速，工作行程时慢速，而且这种调速是无级的。 6） 液压机结构简单，操作方便。液压机的本体结构很简单，而且容易制造。特别是中、小型的液压机，由于液压元件的标准化、系列化和通用化程度的提高，使其设计与制造更为简便，成本降低。液压机还易于实现自动控制和遥控。 7） 液压机工作平稳。碰撞、振动和噪声都较小，有利于改善工人的劳动强度和工作条件。 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 4 页 8） 液压机的动力传动为柔性传动，较机械加工复杂的传动系统简单，可避免机械过载的情况。 9） 液 压机基本的动作方式有三种：单动、双动、三动。但其拉伸过程中只有单一的直线驱动力，是加工系统有较长的使用寿命和较高的工件成品率。 除了以上优点外液压机还有一些缺点，比如： 1） 液压机采用液压油为工作介质，因而对液压元件的精度要求和密封条件要求较高。另外，不可避免的泄露会带来环境的污染。 2） 液压机的工作速度较其他设备低。由于液体流动时会产生较大的阻力损失，当液压机高速运动时，这种损失就更为明显。所以液压机的最高工作速度受到限制。 由于液压机具有以上特点，因此得到了广泛的应用。除了大型的锻件的锻造、拉伸、剪切、 挤压等工序外，还应用于塑料压型、层压板、粉末冶金、废金属处理、棉花打包等工序。 用途 该液压机适用于可塑性材料的压制工艺。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（热）挤压金属成型、薄板拉伸以及横压、弯压、翻透、校正等工艺。 四柱液压机具有独立的动力机构和电器系统，采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方式。 四柱式万能液压机适用于各种可塑性材料的压制 , 如冲压 ,弯曲 ,翻边 ,薄板拉伸等 : 上液压缸驱动上滑块 , 实现 快速下行 慢速加压 保压延时 释 压换向 快速返回 原位停止 的动作 循环 ; 下液压缸驱动下滑块 , 实现 向上顶出 停留 向下退回 原位停止 的动作循环 . 制定系统方案： ( 1 ) 执行机构的确定，液压机动作机构 ，分为上液压缸和下液压缸即顶出缸两部分 , 均为直线 往复运动 , 所以采用单活塞杆双作用液压缸直接驱 动 . ( 2 ) 液压缸的动作回路 下降 ,慢速下行 ,保压延时 ,释压换向 ,快速返回 , 原位停止的动作 ; 下液压缸要实现向上顶出 ,停留 , 向下退回 ,原位停止的动作 阀直接控制 , 快速运动时需要有较大流量供给 运动时只需要小流量供给即可 . 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 5 页 ( 3 ) 上液压缸的动作回路 回时 , 为了使液压机动作平稳 , 不会在换向时产生冲 击和噪声 , 采用释压阀对液压缸上腔进行释压 . ( 4 ) 安全措施 载保护 , 特分别加了安全阀 . ( 5 ) 液压源的选择 . 液压技术是实现现代化穿动与控制的关键技术之一，世界各国对液 压工业的发展都给予很大重视。世界液压元件的总销售额为 350 亿美元。据统计，世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的 2% 而我国只占 1%左右，这充分说明我国液压技术使用率较低，努力扩大其应用领域，将有广阔的发展前景 1。液压气动技术具有独特的优点，如 :液压技术具有功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点；气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点，并易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。因此，液压气动技术广泛用于国民经济各部 门。但是近年来，液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争，如：数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此，必须努力发挥液压气动技术的优点，克服缺点，注意和电子技术相结合，不断扩大应用领域，同时降低能耗，提高效率，适应环保需求，提高可靠性，这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 6 页 液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 液压机的液压系统和整机机构等方面发展已经相当成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工 工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击振动等方面有明显的改善 2。 路设计方面，国内外都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到了广泛的应用。国外已广泛采用封闭式循环油路设计，可有效地防止泄露和污染，更重要的是防止灰尘、空气和化学物质侵入系统，延长了机器的使用寿命。由于加工工艺等方面的原因，国内采用封闭式循环油路设计的系统还不多见。 在安全性方面，国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件实现故障的检测和维修，产品可实现负载检测、自动模具保护和错误诊断 等功能。 液压机的发展最主要体现在控制系统方面。微电子技术飞速发展，为改进液压机的性能，提高稳定性、加工效率等方面提供了前提条件。相比之下，国内机型虽然品种齐全，但技术含量相比较低，缺乏高档机型，这与机电液一体化和中小批量肉刑发展趋势不相适应。 当前，国内外液压机产品中控制系统分为以下三种类型： 以继电器为主控制元件的传统型控制系统。其电路结构简单，技术要求不高，成本较低，相应控制功能简单，适应性不强。主要用于单机工作，加工产品精度不高的大批量生产，也可组成简单的生产线。现在国内许多液压机厂还以该机型为主， 国外众多厂家只是保留了对该机型的生产能力，而主要面向技术含量更高的机型组织生产。 采用可编程控制器 （ 控制系统。该系统是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通讯技术溶为一体的新型工业自动控制装置。目前，该机型广泛应用于各种生产机械和自动化生产过程中，早期的可编程控制器只能进行简单的逻辑控制，随着技术的不断发展，一些厂家采用微电子处理器作为可编程控制器的中央处理单元 （ ，不仅可以进行逻辑控制，还可以对模拟量进行控制，扩大了控制器 的功能。可编程控制器有较高的稳定性和灵活性，但还是介于继电器控制和工业控制之间的一种控制方式，与工业控制机相比还有很大差距。当前，国内有部分厂家采用该控制系统，如天津锻压机械厂有 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 7 页 60%的产品采用 制来提高可靠性和控制性。国外的厂家如丹麦的 司采用 可编程控制器，实现对压力和位移的控制。 应用高级微处理机（或工业控制计算机）的高性能控制系统。该控制方式是在计算机控制技术成熟发展的基础上采用的一种高科技含量的控制方式，以工业控制机或单片/单板机作为住控制单元，通过外围数字接口器 件（如 A/D 或 D/A 板等）或直接应用数字阀实现对液压系统的控制，同时利用各种传感器组成闭环回路式的控制系统，达到精确控制的目的。这种控制方式的主要特点为：具有友好的人机交互性；可顺利实现对工件参数（如压力、速度、行程）的单独调整，能进行复杂工件、不对称工件的加工；预存工作模式，缩短调整时间，与柔性加工要求相适应；可通过软件来消除高速下的换向冲击，以降低噪声，提高系统的稳定性；在安全方面可利用软件进行故障诊断，并自动修复故障和显示错误。 现在，国外众多液压机生产厂家都生产这种高性能的工业控制机控制方 式的液压机产品，如美国的 麦的 加拿大的 公司，而国内少有该类产品。 目，随着科技发展的日新月异，液压机的技术含量也在日益增高，其主要发展趋势可分为如下几点： 1） 高速化、高效化、低能耗，提高液压机的工作效率，降低生产成本。 2） 机电掖一体化，充分利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。 3） 自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件，自动化不仅仅体现在加工方面，应能够实现对系统 的自动诊断和调整，具有故障预处理功能。 4） 压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄露和污染，标准化的元件为机器的维修带来方便。 参考文献 1 雷天觉新编液压工程手册 M北京：北京理工大学出版社， 1998 2 张利平液压气动系统设计手册 M北京：机械工业出版社， 1997 黄河科技学院毕业设计 (文献综述 ) 第 8 页 3 何存兴液压传动与气压传动 M武汉：华中科技大学出版社， 2000 4 李昌熙 ,乔石 矿山机械液压传动 M北京：煤炭工业出版社， 1985. 5 吴慧中 机械设计专家系统 研究与实践 M北京：中国铁道出版社， 1994. 6戴绍诚 高产高效综合机械化采煤技术与装备 M北京：煤炭工业出版社， 1998 7 周恩涛可编程控制器原理及其在液压系统中的应用 M. 北京：机械工业出版社， 2003 8 屈维得 机械振动手册 M. 北京：机械工业出版社， 1992. 9 杨黎明 机电一体化手册 M. 北京：机械工业出版社， 1994. 10 左键明 液压与气压传动 M 械工业出版社， 2005. 11 M. in a 007. 12 J E： 毕业设计 文献综述 院（系）名称 工学院 机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 何龙 指导教师 杨汉嵩 2012 年 3 月 25 日 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 1 页 1 绪 论 在当今企业生产和一些维修部门，经常遇到工件的拆装问题。有些精度要求不高的零件可以直接用锤子敲打，而对于一些要求高精度的的零件（如轴承）拆卸，就需要用专门的工具去拆装，为此，设计一台拆卸压力机构是非常有必要的 。本设计的主要部分是液压技术的设计与选用。下面对液压技术的发展史进行概述。 压技术的发展史 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重 要标志。 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。1925 年维克斯 (明了压力平衡式叶片泵 ,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。 20 世纪初康 斯坦丁 尼斯克 (G能量波动传递所进行的理论及实际研究 ;1910 年对液力传动 (液力联轴节、液力变矩器等 )方面的贡献，使这两方面领域得到了发展 。 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 ” 。近 20 30 年间，日本液压传动发展之快，届世界领先地位 。 前情况及发展趋势 液压技术是实现现代化 穿动与控制的关键技术之一，世 界各国对液压工业的发展都给予很大重 视。世界液压元件的总销售额为 350 亿美元。据统计，世界各主要国家液压工业 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 2 页 销售额占机械工业产值的 2% 而我国只占 1%左右，这充分说明我国液压技术使用率较低，努力扩大其应用领域，将有广阔的发展前景 1。液压气动技术具有独特的优点，如 :液压技术具有功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点；气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点，并易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。因此，液压气动技术广泛用于国 民经济各部门。但是近年来，液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争，如：数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此，必须努力发挥液压气动技术的优点，克服缺点，注意和电子技术相结合，不断扩大应用领域，同时降低能耗，提高效率，适应环保需求，提高可靠性，这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 压产品技术发展趋势 由于液压技术广泛应用了高科技成果，如：自控技术、计算机技术、微电子技术、可靠性及新工艺新材料等，使传统技术有了新的发展，也使产品的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向 21 世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。其主要的发展趋势将集中在以下几个方面。 少损耗，充分利用能量 液压技术在将机械能转换成压力能及反转换过程中，总存在能量损耗。为减少能量的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失；减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量；采用静压技术和新型密封 材料，减少摩擦损失；改善液压系统性能，采用负荷传感系统、二次调节系统和采用蓄能器回路。 漏控制 泄漏控制包括：防止液体泄漏到外部造成环境污染和外部环境对系统的侵害两个方面。今后，将发展无泄漏元件和系统，如发展集成化和复合化的元件和系统，实现无管 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 3 页 连接，研制新型密封和无泄漏管接头，电机油泵组合装置等。无泄漏将是世界液压界今后努力的重要方向之一。 染控制 过去，液压界主要致力于控制固体颗粒的污染，而对水、空气等的污染控制往往不够重视。今后应重视解决：严格控制产品生产过程中的污 染，发展封闭式系统，防止外部污染物侵入系统；应改进元件和系统设计，使之具有更大的耐污染能力。同时开发耐污染能力强的高效滤材和过滤器。研究对污染的在线测量；开发油水分离净化装置和排湿元件，以及开发能清除油中的气体、水分、化学物质和微生物的过滤元江及检测装置。 动维护 开展液压系统的故障预测，实现主动维护技术。必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的开发研究，建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机和知识库中的知识，推算出引起故障的原因，提出维修方案和预防措施。要进一步开发液压系 统故障诊断专家系统通用工具软件，开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自校正，在故障发生之前进行补偿，这是液压行业努力的方向。 电一体化 机电一体化可实现液压系统柔性化、智能化，充分发挥液压传动出力大、惯性小、响应快等优点，其主要发展动向如下：液压系统将有过去的电液开发系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统，同时对压力、流量、位置、温度、速度等传感器实现标准化；提高液压元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更适应机电一体化需求，发展与计算机直接接口的高频，低功耗的电磁电控元件；液压系 统的流量、压力、温度、油污染度等数值将实现自动测量和诊断；电子直接控制元件将得到广泛采用，如电控液压泵，可实现液压泵的各种调节方式，实现软启动、合理分配功率、自动保护等；借助现场总线，实现高水平信息系统，简化液压系统的调节、争端和维护 4。 压 术 充分利用现有的液压 计软件，进行二次开发，建立知识库信息系统，它将 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 4 页 构成设计 销售 设计的闭环系统。将计算机防真及适时控制结合起来，在试制样机前，便可用软件修改其特性参数，以达到最佳设计效果。下一个目标是，利用 术支持液压产品到零不见设计的全过程，并把 及现代管理系统集成在一起建立集成计算机制造系统（ 使液压设计与制造技术有一个突破性的发展 5。 材料、新工艺的应用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液压的发展引起新的飞跃。为了保护环境，研究采用生物降解迅速的压力流体，如采用菜油基和合成脂基或者水及海水等介质替代矿物液压油。铸造工艺的发展，将促进液压元件性能的提高，如铸造流道在阀体和集成块中的广泛使用，可优化元件内部流动，减少压力损失和降低 噪声，实现元件小型化。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 5 页 2 总体方案设计 本装置由三大部分组成：支架部分、压系统和控制系统。 压力拆卸机的执行元件是平移液压缸，拆卸机的固定装置是由一 个可在导轨上移动的固定台和与螺钉连接的一个平移液压缸组成，将液压缸的前端置于固定台上。 采用 脚踏压力装置 来提供具有一定压力的液压油，再由液压缸将液压能转换成活塞杆的作用力， 作用于 轴 完成 轴承 的拆卸与安装 。液压缸的上下运动方向的改变通过换向阀来实现，单向阀主要来完成液压油的单向流动，实现小液压缸的吸油压油。 工作原理示意图如图 示 ： 图 力机 原理 简图 选系统工作压力 压力的选定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，压力选的太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、机制精度也要求较高，必然要 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 6 页 提高设备成本。一般来说，对于固定的的尺寸不太受限的设备，压力可以选的低一些。本次设计是行程为 90称压力 1000右的脚踏式液压拆卸压力机的设计，即载荷为 10按表 据工作载荷选取工作压力（ 表 2作压力系列表 载荷 /0 工作压 力 20 速度比 2 由工作压力 p 此处选取 。 1 （ d 活塞杆直径 速度比 D 液压缸内径 代入得 3 9 m m 圆整得 40d m m 压缸结构参数的计算 液压缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚、油口直径、缸底厚度、缸头厚度等 ，其具体 计算步骤如下： （ 1） 缸筒壁厚的计算 对于 低压系统或 16D 时，液压缸缸筒的厚度一般按薄壁壁筒计算。 2 （ 液压缸缸筒壁厚（ m） 实验压力（ 工作压力 16P时， 当工作压力 16P时， D 液压缸内径（ m）； 缸体材料的许用应力 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 11 页 b 缸体材料的抗拉强度（ n 安全系数， 5n ，一般取 5n 。 锻钢 1 0 0 1 2 0 M P a 铸钢 1 0 0 1 1 0 M P a 钢管 1 0 0 1 1 0 M P a 铸铁 60 综上求的： 2 ，为满足结构要求取 6 （ 2） 液压 缸油口直径计算 液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度 v 和油口最高液流速度0000 . 1 3 v （ 0d 液压缸油口直径（ m） D 液压缸内径（ m） v 液压缸最大输出速度（ m/ 0v 油口液流速度（ m/s） 估算得：0d=10 3） 缸底厚度计算 缸底的设计带有油孔，其计算公式如下： 00 . 4 3 3 () （ h 缸底厚度（ m） D 液压缸内径（ m） 实验压力（ 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 12 页 0d 缸底油孔直径（ m） 计算得： 取 由于缸底需要大油孔，故根据结构与连接要求取 48 4） 缸头厚度的计算 由于在液压缸缸头上有活塞杆导向孔，因此其厚度的计算方法与缸底不同。对于常用的法兰缸头，其螺钉连接法兰计算方法如下： 03 ( ) （ 2 2 2()44 HF d p d d q （ h 法兰厚度（ m） F 法兰受力总和（ N） d 密封环内径（ m） 密封环外径（ m） p 系统工作压力（ q 附加密封力（ 0D 螺钉孔分布圆直径（ m） 密封环平均直径（ m） 法兰材料的许用压力（ 计算得： 19h ，取 20h 压缸 I 结构及工艺设计 （ 1） 液压缸结构 缸筒是液压缸的主要零件，它与缸盖、缸底、油口、等零件构成密封的容腔，用以容纳压力油液，同时还是活塞运动的轨道。因此，液压缸要有足够的强度，并能长期承受最高工作压力及短期动态实验压力而不至于产生永久变形；内表面在活塞密封件的及 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 13 页 导 向环的摩擦力作用下，能长期工作而磨损少，尺寸公差等级和形位公差等级足以保证活塞密封件的密封性。根据上面计算可知液压缸内径为 80厚 6 图 压缸缸体 由机械设计手册（第二版） 5 中标准液压缸来选取本次液压缸的油口直径为 10接油口尺寸为 结构图如 图 示。 此液压缸的的缸头为螺纹连接，缸盖为焊接，作为双作用液压缸，油孔 开在缸壁 和缸盖处。 （ 2） 液压缸长度的确定 液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的 20 30 倍 ，此处设计为292 （ 3） 液压缸体技术要求 缸体内径采用 配合，表面粗糙度 要进行研磨；热处理为调质，硬度 241285往油口的的内孔口应倒角，不允许有飞边、毛刺，以免刮伤密封件。为便于装配和不损坏密封件，缸筒内孔口应倒角 15 度。在缸筒上焊接油口时必须在半精加工以前进行，以免精加工后焊接而 引起内孔变形。 压缸活塞杆设计 （ 1） 活塞杆结构 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 14 页 活塞杆有实心杆和空心杆，空心活塞杆的一端，要留出焊接和热处理时用的通气孔。本次设计采用实心式活塞杆，分为四个轴段，轴肩高度根据结构要求取 h=（ .1）d， 其中 d 为与零件的相配处轴的直径，轴端螺纹尺寸为 。轴上零件有开口螺母、垫片、密封圈、活塞、导向套、挡圈、防尘圈等。具体机构如图 示： 图 塞杆 （ 2） 活塞杆技术要求 活塞杆的热处理：粗加工后调质到硬度为 229285要时，在经过高频淬火，硬度达 4555活塞杆的圆度公差值，按 10 级精度选取。活塞杆要在导向套中滑动，一般采用H8/合。太紧了，摩擦力大；太松了，容易引起卡滞现象和单边磨损。其圆度公 差不大于直径公差的一半。安装活塞的轴径与外圆的同轴度公差不大于 保证活塞杆与外圆的同轴度，避免活塞与缸筒、活塞杆与导向套的卡滞现象。安装活塞的轴肩端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于 以保证活塞安装时不产生歪斜。 活塞杆的圆柱度公差，应按 8 级精度选取。 活塞杆的径向跳动公差为 活塞杆上的螺纹，由于载荷小，机械振动也比较小，按 7 级精度加工制造。 活塞杆上工作表面的粗糙度为 滑了，表面形成不了油膜，反而不利于润滑。为了提高耐磨性和防腐蚀性也可进行 镀锘处理，活塞杆内端的卡环槽、螺纹和缓冲柱塞也要保证与轴线的同心。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 15 页 图 塞结构 塞结构 由于活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复运动，因此它与缸筒的配合应适当，即不能过紧，也不能间隙过大。配合过紧，不紧使最低启动压力增大，降低效率，而且容易损坏缸筒和活塞的滑动配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄漏，降低容积效率，使液压缸达不到要求的设计性能。其结构形式如 图 活塞宽度一般为活塞外径的 ，此处为 70塞外径配合一般采用 径对内孔的同轴度公差不大于 00表面的圆度和圆柱度公差不大于外径公差的一半。 综上液压 缸 的主要参数如 表 示。 表 压缸 参数 缸径 壁厚 活塞杆 油口尺寸 活塞长度 尺寸（ 80 6 40 10 70 压缸 的设计 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 16 页 压缸类型的选择 拆卸压力机主要用于用于轴承的拆卸，只需活塞单向运动：根据机械设计手册 （ 5） 表 32 液压缸的类型，确定小液压缸也为单作用活塞式液压缸。 压缸主要几何尺寸的计算 （ 1） 液压缸内径 D 的计算 液压系统中大液压缸液压油的压力为 于液压系 统中换向阀、单向阀、油路的压降，小液压缸的实际油压稍大。此处估计压降为 小液压缸的油压为P=3才能提供大液压缸 工作压力。假设示意图中为小液压缸提供的所需推力 F 为 2000N，并以此来求取小液压缸缸径。计算如下： 图 3压缸受力示意图 2222 4 A P （ 2P 小液压缸工作压力 F 小液压缸所需提供压力（ 2D 小液压缸内径（ 综上代入得：2 根据 机械设计手册 （ 5）表 26， 液压缸内径标准系列2 =32入上述公式从新计算得 F=2412N，即脚踏装置提供给小液压缸的驱动力为 2412N。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 17 页 （ 2） 小活塞杆直径 2d 的计算 根据强度要求要求来计算活塞杆直径2d，由活塞杆在稳定状态下，仅承受轴向拉压载荷，活塞杆直径按简单的拉、压强度计算。此时： 22 3 . 5 7 1 0 （ 活塞杆直径的许用应力（ 当活塞杆为碳钢时， 1 0 0 1 2 0 F 液压缸所受压力（ N） 求得 ，故活塞杆很易满足强度要求，为满足结构要求在按速度比 要求来计算 活塞杆直径。根据大液压缸设计时所依据，工作压力 取速度比。由工作压力 3p ，此处选取 。 221 （ 2d 活塞杆直径 速度比 2D 小液压缸内径 代入得2 1 5 d m m，根据机械设计手册（第二版） 5，活塞杆标准系列， 圆整得2 18d 液压缸结构参数的计算 小液压缸的结构与大液压缸有所不同 ， 其内部结构除了大液压缸结构零件外，还主要有单向阀装置，来实现压力油的输入与输出。 （ 1） 缸筒壁厚的计算 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 18 页 对于 3低压系统或 16D 时，液压缸缸筒的厚度一般按薄壁壁筒计算。 22 （ 液压缸缸筒壁厚（ m） 实验压力（ 工作压力 16P时， 当工作压力 16P时， D 液压缸内径（ m）； 缸体材料的许用应力 b 缸体材料的抗拉强度（ n 安全系数， 5n ，一般取 5n 。 对于 钢管 1 0 0 1 1 0 M P a 综上求得 ： ，为满足结构要求 同样 取 4 （ 2） 液压缸油口直径计算 液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度 v 和油口最高液流速度00200 . 1 3 v （ 0d 液压缸油口直径（ m） 2D 液压缸内径（ m） v 小 液压缸最大输 入 速度（ m/ 0v 油口液流速度（ m/s） 估算得：0d=整取油口尺寸0d=5 （ 3） 缸头，缸底厚度计算 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 19 页 缸底的设计带有油孔，其计算 公式如下： 22 200 . 4 3 3 () （ h 小液压 缸底厚度（ m） 2D 小 液压缸内径（ m） 实验压力（ 0d 缸底油孔直径（ m） 计算得： 取 6h 由于缸底需要组合安装单向阀体，这里只取缸头的厚度为 6底的厚度根据单向阀体的尺寸大小确定，考虑到其复杂性，采用阀体与小液压缸分离式结构，阀体只选取标准件。 （ 4） 小液压缸行程计算 小液压缸是为大液压缸提供压力油的，是驱动装置，其行程的计算要根据大液 压缸容积计算。这里假设，小液压缸的吸油、压油的过程 10 次才能实现大液压缸的 100 n=10。具体计算步骤如下： 21112 （ 22222 （ 12V 1D 大液压缸的内径（ 2D 小液压缸的内径（ 1s 大液压缸的行程（ 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 20 页 2s 小液压缸的行程（ 1V 大液压缸的容积（ 2V 小液压缸的容积（ n 液压缸来回行程次数 计算得小液压缸的行程：2 6 2 取整 65 （ 5） 液压缸流量的计算 222 2 2 2DQ n s A n s （ 字母 意义同上，带入计算得流量： 0 / m 。 综上计算得小液压缸的主要参数如 表 示 ： 表 压缸 参数 缸径 壁厚 活塞杆 油口尺寸 活塞长度 行程 尺寸（ 2 4 18 5 26 65 液压缸结构及工艺设计 小液压缸的结构设计类同于大液压缸，只是进出油口需要安装滚珠结构件，形成单向阀式整体结构，来实现 小液压缸从油箱里规律吸油、压油过程。加工工艺参数类同 于大液压缸。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 21 页 4 液压控制阀 向控制阀 方向控制阀在液压系统中主要用来通断油路或改变油液流动的方向，从而控制液压执行元件的起动或停止，改变其运动方向。主它要分为单向阀和换向阀， 单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种 ，本次脚踏式压力机的设计中主要用到单向阀和换向阀两种阀体。单向阀主要用于小液压缸的驱动装置，来实现压力油的输入和输出；换向阀通过改变油路，主要用来实现液压缸的上下运动。 向阀结构 普通单向阀简称单向阀，它的作用是使用油液只能 沿一个方向流动，不许反向倒流。图 3 所示为直通式单向阀的结构及图形符号。压力油从 入时，克服弹簧 3 作用在阀芯 2 上的力，使阀芯 2 向右移动，打开阀口，油液从 流向 。当压力油从 压力和弹簧力将阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，液流不能通过。 1 2a b 3P 1 P 2P 2P 1( a ) 结构原理图 ( b ) 图形符号图 向阀结构简图 单向阀的弹簧主要用来克服阀芯的摩擦阻力和惯性力，使阀芯可靠复位，为了减小压力损失，弹簧钢度较小，一般单向阀的开启为 换上刚度较大 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 22 页 的 弹簧，使阀的开启压力达到 可当背压阀使用）。 向阀 换向阀 是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀。是实现液压油流的沟通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。可分为手动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀等。 又称克里斯阀，阀门的一种，具有多向可调的通道，可适时改变流体流向。 工作时借着阀外的驱动传动机构转动驱动轴，带动摇拐臂，启动阀板，使工作流体时而从左入口通向阀的下部出口，时而从右入口变换通向下部出口，实现了周期变换流向的目的。 这种变换阀在石油、化 工生产中有着广泛的应用，在合成氨造气系统中最为常用。此外，换向阀还可作成阀瓣式的结构，多用于较小流量的场合。工作时只需转动手轮通过阀瓣来变换工作流体的流向。 液动系统对换向阀性能的的主要要求是：油液流经换向阀时压力损失要小；互不相同的油口间的泄漏要小；换向要平稳、迅速且可靠。 图 动换向阀 结构简图 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 23 页 换向阀的种类很多，其分类方式也各不相同，一般来说按阀心相对于阀体的运动方式来分有滑阀和转阀两种；按操作方式分类有手动、机动、电磁动、液动和电液动等多种；按阀芯工作时在阀体中所处的位置有二位和三位等；本次 设计中主要通过改变油路来实现大液压缸的上下运动， 由于压力机为脚踏驱动，不需要缓冲与保压，故选取二位 四通结构的手动换向阀即可。 手动换向阀的结构如 图 示。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 24 页 5. 油箱 设计 油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。邮箱可分为开式油箱和闭式油箱两种。开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。开式油箱，结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式。闭式油箱一般用于压力邮箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达 如果按油箱的形状来分，还可以分为巨型油箱和圆罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安装液压器件，所以备广泛采用；圆罐形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占地空间较大，在大型冶金设备中经常采用。本次设计需油量 0.，油箱设计在小液压缸缸体，成整体式结构。 箱设计要点 1）油箱必须有足够大的容积。一方面尽可能的满足散热的要求，另一方面在液压系统停止工作时应能容纳系统的所有工作介质；而工作时又能保持适当的液位。 2） 吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口与箱底、箱壁距离 一般不小于管径的 3 倍。回油管要倾斜 45 度角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉淀物，同时也有利于散热。 3） 为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最底处设置放油阀。对于不易开启的油箱要设置开启孔，以便于油箱内部的清理。 考虑到油箱内部表面的的防腐处理时，不但要顾及与介质的相容性，还要考虑处理后的可加工性、制造到投入之间的的时间间隔以及经济性，条件允许时采用不锈钢制油箱。 箱容量设计 油箱容 量与系统的流量有关，一般容量可取最大容量的 35 倍。另外，油箱容量大小可以从散热角度设计。计算出系统发热量与散热量，在考虑冷却器散热后，从热平衡角度计算出油箱容量。而本次设计中是脚踏驱动，只需根据足够的容量确定。由以上计算的 Q=加油管储油 等估算油箱的容量为 V= 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 25 页 6. 管路 在液压传动中常用的管子有钢管、铜管、胶管、尼龙管和塑料管等。本次设计中液压系统的压力在 23低压系统，采用尼龙管。 子内径计算 管子内径 d（单位 按流速选取： 1130 Qd v （ Q 液体流量（ 3/ v 流速（ /于压力机取 3 6 /v m s 代入估算得 。根据胶管内径系列取 6d 。 接头 根据机械设计手册（第二版） 5，表 5 管接头类型，选取卡套式管接头结构。利用卡套变形进行密封，结构先进，性能良好，重量轻，体积小，使用方便，广泛应用于液压系统中。工作压力可达 求管