毕业论文终稿-1250压砖机机身及液压系统设计（送全套CAD图纸 答辩通过）

下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763下载论文就送你全套CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图书分类号密级毕业设计论文1250压砖机机身及液压系统设计THEBODYANDHYDRAULICSYSTEMDESIGNOF1250HYDRAULICPRESS学生姓名陈振斌学院名称机电工程学院专业名称机械制造及其自动化指导教师张元越2008年6月2日徐州工程学院毕业设计（论文）I徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名日期年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名导师签名日期年月日日期年月日徐州工程学院毕业设计（论文）II摘要通过对分析液压压砖机的国内外生产及研究现状，确定了本课题的主要设计内容。在确定了压砖机初步设计方案后，采用了传统设计方法对1250T液压压砖机机身结构进行设计计算及强度校核，并采用AUTOCAD设计软件对上横梁、底座、拉伸滑块、压边滑块、拉伸缸、压边缸、顶出缸、立柱及总装图进行了工程绘图，在参考了某公司生产的四梁四柱式液压墙体压砖机机液压系统以及查阅了有关关于液压系统设计的书籍后，确定了全自动数字控制系统的设计方案，绘制了数字控制系统的梯形图，设计了电气系统的工作说明书，并对其进行了可行性分析，最后对整个设计进行系统分析，得出整个设计切实可行。关键词压砖机；机身结构；数字控制系统徐州工程学院毕业设计（论文）IIIABSTRACTTHROUGHTOANALYSEDTHETYPEHYDRAULICPRESSDOMESTICANDFOREIGNRESEARCHPRESENTSITUATION,IHADDETERMINEDTHISTOPICMAINDESIGNCONTENTAFTERIHADDETERMINEDTHETYPEHYDRAULICPRESSPRELIMINARYDESIGNPLAN,USEDTHETRADITIONALTHEORYMETHODTOCARRYONTHEDESIGN,THECOMPUTATION,THEINTENSITYEXAMINATIONTOTHEBODYOF1250THYDRAULICPRESSESFUSELAGESSTRUCTURE,USEDAUTOCADDESIGNSOFTWARETOTHEMAINTRAVERSE,UNDERTHECROSSBEAM,MOVESLIANG,THEMASTERCYLINDER,GOESAGAINSTTHECYLINDER,THECOLUMN,THEFINALASSEMBLYDRAWINGHADCARRIEDONTHEPROJECTCARTOGRAPHY,MEANWHILEHADCARRIEDONTHEMAPPINGTOTHEMASTERCYLINDERAFTERREFERREDTOTHREELIANGFOURCOLUMNSHYDRAULICTYPEHYDRAULICPRESSOFWALLHYDRAULICSYSTEMWHICHSOMECOMPANYPRODUCESASWELLASHASCONSULTEDMASSIVELYANDTHEHYDRAULICSYSTEMDESIGNBOOKS,THEDEFINITESYSTEMOFNUMBERALCONTROLDESIGNPROPOSAL,HADDRAWNUPTHEHYDRAULICSYSTEMSCHEMATICDIAGRAM,HADPRODUCEDTHESYSTEMOFNUMBERALCONTROLWORKINGINSTRUCTIONS,ANDHADCARRIEDONTHEFEASIBILITYANALYSISTOIT,FINALLYCARRIEDONTHESYSTEMANALYSISTOTHEENTIREDESIGN,OBTAINEDTHEENTIREDESIGNTOBEPRACTICALANDFEASIBLEKEYWORDSHYDRAULICPRESSBODYSTRUCTURENUMBERALCONTROLSYSTEM徐州工程学院毕业设计（论文）IV目录1绪论111压砖机的发展112压砖机的概述2121压砖机应用领域2122压砖机的工作原理和主要参数3123国产压砖机的主要技术性能52YZ1250压砖机机身结构设计721用途和特点722结构及工作原理723YZ1250主体结构设计9231上横梁的设计、计算及效核9232下横梁的设计、计算及效核1324液压缸的设计、计算及效核15241负载分析16242主液压缸主要参数的确定16243顶出缸的设计1925立柱部分设计及计算1926柱塞与活塞2527机身的紧固263电气系统的控制2931电气系统的概述2932电气原理说明2933梯形图及编程314调运、安装与调试3541压砖机调运部分3542安装与调试35421条件35徐州工程学院毕业设计（论文）V422安装35423调试3643使用须知37结论39致谢40参考文献41附录144附录252徐州工程学院毕业设计（论文）1徐州工程学院毕业设计（论文）2徐州工程学院毕业设计（论文）3徐州工程学院毕业设计（论文）4徐州工程学院毕业设计（论文）51绪论徐州工程学院毕业设计（论文）611压砖机的发展状况自动压砖机是墙地砖生产的关键设备，是机、电、液一体化的高技术设备。十多年来已进口4000多台，几乎垄断了“七五”、“八五”计划期间的国内市场。一九八七年国家建材局将其列为尚需攻关解决的十五项陶瓷装备之一。至今国内有20多家企业参与自动压砖机的开发生产，共有19家企业制造出样机，但大部分半途而废。至目前为止，年产销量超过50台的仅有两家，年产销量超过10台有5家。国产自动砖机主要是在“九五”期间得到快速发展的。可喜的是，现已能生产4800吨以下吨位的各种系列产品，国内市场占有率已达80以上。除4800T以上超大吨位压机近期尚需进口外，国产压机基本取代进口，成为建陶企业的首选产品。据不完全统计，到目前为止有近1000台的国产自动压砖机在顶线运行。去年下半年以来，受建陶业总体不景气影响以及国产压砖机产量增加，竞争日趋白热化，市场价格大幅度下降，用户拖欠货款严重，各企业经营效益也出现滑坡，这很不利于新兴的国产压砖机行业的发展。对许多批量小、成本高的企业是个严重的考验。自动压砖机是技术复杂的产品，其制造难度高，要保证连续可靠的运行困难更大。1995年前，进口压砖机一般设计三机配两窑，以后进口机的可靠性提高了，许多用户采用一机配一窑。为了节省投资，用户也对国产机要求一机配一窑，这对当时刚刚起步的国产压砖机行业是个严峻的挑战，不但要求有可靠的质量，还要求有完善的售后服务。因此一些开发制造压机企业就达不到要求上不去了。少量的企业由于敢于投入、创新快，质量服务上去了，产销量也跟着上去了。在正常的情况下，压砖机这个新产品都要有23年的“质量提高期”及“市场认同期”，不是想象的那么容易，这是许多投资开发自动压砖机企业对其认识不足而最终导致失败的原因。国产压砖机主机大部分是消化吸收国外成熟可靠的结构，外型结构各家有所不同，但基本采取梁柱结构，主油缸内置于上梁内，活动横梁由立柱导向、活塞与活动梁刚性连接。有些大吨位采用活动梁倒置油缸结构。液压系统基本大同小异，电控系统均采用PLC控制，显示及保护系统各不相同，许多有自己的特色。国产压砖机许多闪光的创新，如海源电气操作控制显示系统、全过滤泵站系统、多功能增压缸；力泰的主缸内置式充液与顶置式增压缸、带三次下落的顶出控制系统；科达的新颖外观设计、网络服务等。海源的全过滤泵站系统、齿轮泵使用、密码屏等均为率先采用，在1997年10月上海压砖机行业研讨会上推广后，国内外许多压砖机厂家也跟着采用。创新需要勇气，并要付出一定的代价，不局限于仿制，能制造出技术先进、具有特色的产品是我们中国企业的骄傲。5年来，国产压砖机的迅速崛起。在国内市场上，目前国产压机已占领市场份额约90，进口机的市场逐渐委缩，价格也大幅下跌，如莱斯600吨，高峰时每台卖3845万美元，现跌至15万美元，西蒂2800吨现仅售28万美元，萨克米4600吨现仅售42万徐州工程学院毕业设计（论文）7美元。在国际市场上，随着海源压机第一次走出国门并获得好评，国产压砖机已陆续出口亚洲朝鲜、越南、印度、沙特等市场，相信不久的将来中国的压机必将称雄第三世界国家。国内外压机在吨位上已没什么差距，国外压机非是做得轻巧，速度提高及稳定性提高，国产压机技术更新很快，目前速度，可靠性上均接近国外先进的压机水平，而价格上的优势及售后服务的及时到位因此可以这么说，国内陶机行业的进步为国家节约了大量的外汇，也为用户节约了大量的投资，并有力地促进了中国建陶行业的发展。国产压砖机的主要技术参数、主要技术性能和整体水平已接近国外现代压砖机的先进水平，而且差距在不断缩小，但是国产压砖机行业发展时间短，发展开发过程中存在一些问题也是难免的，制造企业还应该不断提高产品质量，进一步降低成本，提高自身的竞争力，在巩固国内市场的同时，应积极开拓国际市场，只有在国际市场上占有一席之地，才真正证明国产压机的成功。压砖机技术发展趋势（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）机电液一体化。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，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障处理的功能。（4）液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了灌录连接，有效地防止泄露和污染。标准化的元件为机器的维修带来了方便。12压砖机概述121压砖机应用领域一、在粉煤灰蒸压砖领域的应用。蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和骨料经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的墙材产品，是国家积极推广的综合利废、环保节能新型墙材产品。二、在蒸压灰砂砖领域的应用。蒸压灰砂砖是以石灰和砂为主要原料（砂90，石灰10左右）掺入一定颜料和外加剂，经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的实心或空心砖制品。液压墙体砖压机应用于蒸压灰砂砖生产，可生产各种规格空心砖及空心砌块。因压强可达27MP，压制的砖坯密实度高，可适合河砂、海砂、风砂、沉积砂、山岩砂、尾矿砂等物料，采用合理混合料颗粒级配，低含水率半干压成型。同时，若采取三次分级加压、二次排气，混合料中所含空气在压制过程中顺利排除，物料含水率57，使得制品强度高且不易产生裂缝，收缩率低，并配以海源企业开发的高压蒸压釜，工作压力可达徐州工程学院毕业设计（论文）816KG，使蒸压灰砂砖产品质量提高到国外先进水平，并且制品成本低，容易推广。三、高掺量粉煤灰烧结砖领域的应用。粉煤灰中的主要活性物质是二氧化硅SIO2和三氧化二铝AL2O3在碱性介质中起水化反应OH离子，打破了ALO、SIO的网络，使聚合度降低成为活性状态并与CAOH2反应生成水化铝酸钙和水化硅钙结晶和胶凝物质，形成水泥石而获得强度。图11粉煤灰烧结砖的化学反应四、煤矸石烧结砖领域的应用。（1）用煤矸石制砖节省土地。同样一个年产5000万块标砖的企业，粘土砖厂占地需180200亩，全年耗用粘土8万立方米，按3米深的土层计算，一年要挖废40亩土地。而利用煤矸石制砖，砖厂只需占用30左右亩地，不到20年就可节省近千亩地。（2）用煤矸石制砖节约能源。因废弃的煤矸石中含有一定的发热量，用它来制砖可节省煤炭。可将每万块砖煤耗（含内燃煤）控制在02吨以下，大大低于国家外投煤标准。（3）用煤矸石制砖可以变废为宝，美化环境。废弃的煤矸石山，既不能种粮食，又不能植树，每年的炎夏还会因受暴雨冲刷而毁坏粮田，危害百姓。用煤矸石制砖，可以变废为宝，不仅可以消除污染，美化环境，还可以还草还田。（4）煤矸石砖质量优。煤矸石烧结砖采用的是高强度真空挤出方式，在原料的处理上，通过鄂破、锤破、中粗破、高速细破、筛选、陈化等工艺，增加砖的密实度（刚生产出的坯子就可以站立一个90100KG重量的人）。利用余热烘干后，再通过高温窑炉焙烧（比粘土砖温度高100150），可消失砖体内的有害物质。因煤矸石砖可用于各种承重、非承重部位，还配有配砖，因而施工方便，利于推广。122压砖机的工作原理和主要参数压砖机是利用液体传动技术进行压力加工建筑材料的设备，结构布局灵活，压力和速度可在大的范围内无级调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力，液压元件徐州工程学院毕业设计（论文）9具有通用化、标准化的特点，设计制造较为简单。其工作原理如图12所示。两个充满工作液体的具有柱塞或活塞的容腔由管道相连接，当小柱塞1上的作用力为F1时，液体的压力为PF1/A1式（11）式中A1柱塞1的工作面积。根据帕斯卡原理，在密闭的容器中，液体压力在各个方向上是相等的，则压力P将传递到容腔的每一点，因此，在大柱塞2上将产生向上的作用力F2，迫使工件3变形，且F2F1式（12）式中A2大柱塞2的工作面积。图12液压机工作原理1小柱塞2大柱塞3工件压砖机机设计是由加工对象工件的工艺要求决定的，因此在整个设计过程中，应详细分析压制工作的各执行机构的动作（包括压力、速度、相对位置关系和运动精度），工作空间和装卸要求等等。压砖机的主要技术参数有一、公称压力（公称吨位）公称压力是指液压机名义上能产生的最大力量，在数值上等于工作液体压力和工作柱塞总工作面积的乘积，它反映了液压机的主要工作能力。二、开口高度（最大净空距）H最大净空距H是指活动横梁停在上限位置时，从工作台上表面到活动横梁下表面的距离。最大净空距反映了液压机在高度方向上工作空间的大小，它应根据模具及相应垫板的高度、工作行程大小以及放入坯料、取出工件所需空间大小等工艺因素来确定。最大徐州工程学院毕业设计（论文）10净空距对液压机的总高、立柱长度、压砖机本体稳定性以及安装厂房高度等都有很大影响。三、最大行程S最大行程S是指活动横梁位于上限位置时，活动横梁的立柱导套下平面到立柱限程套上平面的距离，也即活动横梁能够移动的最大距离。最大行程应根据工件成形过程中所要求的最大工作行程来确定，它直接影响工作缸和回程缸及其柱塞的长度以及整个机架的高度。四、工作台尺寸（长宽）工作台一般安装在下横梁上，其上安放模具或工具，工作台尺寸指工作台面上可以利用的有效尺寸，工作台尺寸取决于模具的平面尺寸及工艺过程的安排。五、回程力回程力指液压缸返回上限时所需要的力。六、活动横梁运动速度（滑块速度）活动横梁运动速度可分为工作行程速度、空行程（充液行程）速度及回程速度。七、顶出器公称压力及行程有些液压机还装有顶出器，以顶出或夹紧模具或工件。顶出器的力量及行程完全由工艺要求来确定。123国产压砖机的主要技术性能一、国产压砖机的机架国产压砖机机架结构合理,小吨位压砖机采用简式台肩支承式梁柱结构如6002000T,中大吨位压砖机采用复式套筒拉杆式梁柱结构如28004200T,大吨位压砖机采用钢丝预应力缠绕机架如38007800T。这与萨克米压砖机是完全一致的,是完全可靠成熟的结构。国产压砖机特别注重机架的抗疲劳设计,机架刚度大,变形小,可靠耐久。力泰公司把复式梁柱结构做到4200T,成为这种结构中的最大吨位压砖机,科达公司7800T压砖机是目前钢丝缠绕机架中世界最大吨位的压砖机。二、国产压砖机外型设计以力泰、科达、海源公司为代表的国产压砖机的外型越来越美观、大方、靓丽,同时又各具特色风格,完全可以与国外压砖机相媲美,力泰压砖机给人以尤为精细的感觉。三、国产压砖机的液压系统国产压砖机的液压系统具有简捷可靠,用阀少的特点,与国外压砖机相比具有再创新的特点,3家的压砖机油路已形成各自的特点,但大同小异。国产压砖机主缸液压系统均采用插装阀、动态插装阀、高频响伺服比例节流插装阀、双向比例节流插装阀等控制小吨位压砖机采用定量泵供油,中大吨位压砖机采用变量泵供油。这些与萨克米压砖机都是一样的。所选用的液压件和密封件都是国外著名的品牌,所以国产压砖机液压系统十分可靠。徐州工程学院毕业设计（论文）11四、国产压砖机的顶出装置国产大吨位压砖机的顶出装置独具特色,如力泰研发的单缸伺服比例顶出装置,科达研发的并联同步缸伺服比例顶出装置,均获国家专利。具有结构简单,动作精确,调控精度高以百分之一毫米计,保证了瓷砖精度,达到国际先进水平。五、国产压砖机的节能国产压砖机节能效果显著,这主要是国产压砖机机架强劲、可靠、刚度大、变形小,再加之多项行之有效的节能措施,使国产压砖机的某些机型主油泵电机功率大大低于国外同类压砖机,如力泰YP5000、YP5600,科达KD4800、KD5800型压砖机主油泵电机功率仅为110KW,比国外同类压砖机节省22KW。六、国产压砖机的电控系统国产压砖机的电控系统先进、可靠,普遍采用可编程控制器控制。程序软件更加符合陶瓷砖生产工艺,工作参数及工作状态屏幕显示,可任意调整,可自动诊断故障。应用多种控制方式位置、时间、压力控制,参数调整更加灵活方便,具有广泛的工艺适应性。应用先进的控制软件,可获得精确压力控制。大吨位压砖机采用模拟量和伺服比例控制技术可获得更高的控制精度,实施精确压制。超大吨位压砖机设有动梁与底座平行检测控制系统。自动控制系统,具有先进的远程监控、诊断功能。徐州工程学院毕业设计（论文）122YZ1250压砖机机身结构设计21用途和特点本机器适用于墙体材料的压制工艺。尤其适用于标准墙体砖的压制成型工艺。本机器具有独立的动力机构和液压系统，可实现调节和半自动二种操作方式。是由可编程控制器控制的，集机，电液一体化的压砖机。它能完成压制过程中的压制，脱模，夹砖以及布料等工作。本机执行标准Q/FJH0052004全自动液压墙体砖压砖机。表21主要技术参数序号项目单位规格1最大压制力KN125002最大顶出力KN15003最大填料深度MM4004活动梁行程MM5805柱间净空距MM14006主机功率KW1307每循环周期（标砖）S13168液压系统油量L10009冷却水量T/S3010外形尺寸MM17003200645511设备净重T4522结构及工作原理本机主要由主机（包括机架、主液压缸、充气油箱、脱模装置、增压缸、机械锁等）、送料装置、液压站、液压控制阀块以及电器控制系统等组成。一、机架本机机架采用采用梁柱结构，四根立柱靠预紧力将上梁和下梁连成一个密封的框架，有效的提高了整机的刚度。活动梁以四根立柱为导向，由主液压缸带动做上下往返运动。下活动梁以四根立柱为导向，两端提升液压缸带动下活动梁和模具中框做上下往复运动，导向精度高。二、主液压缸徐州工程学院毕业设计（论文）13主液压缸在上梁内，由主活塞、缸套、端盖以及优质的密封圈等组成。主液压缸靠液压系统控制最终实现压砖机的（快下、慢下、加压以及压制保护）压制动作。三、充气油箱充气油箱位于上梁的顶部，油箱内油液的上方充以015018MPA的压缩空气，油箱的顶部还有二个气动安全阀。充气油箱主要用来供给压砖机液压系统所需的液压油，并且当活动梁快速下行时，靠充气油箱内油液上方的气压对主液压缸的无杆腔快速大量的补油。四、增压缸增压缸装在上梁的顶部，位于充气油箱内，它主要由大活塞、小活塞、缸筒、缸盖以及导套等组成。增压缸的增压腔与主液压缸的无杆腔相通，通过增压缸的增压，使主液压缸的无杆腔达到压砖机所需要的压制力。五、机械锁它位于上梁，插销可以相对移动，当压砖机不工作时，应将插销插入活动梁的插销座，将活动梁挂住，使活动梁不会下降。这一部分有两个传感器。当机械锁插销离开后限位置传感器或靠近前限位置传感器时，压砖机将不能完成自动循环压制。六、送料及夹砖装置送料装置连接在下活动梁上，主要由布料斗、送料小车（料车）、液压缸以及夹砖装置等组成。布料斗在料车的上方，汽缸控制料斗闸门的开关，配合压制的节拍，将料斗上的粉料均匀的撒落在送料小车的框中。送料小车则由液压缸带动做往复运动，向前运动由夹砖装置将砖坯夹出压砖机，接着将粉料喂入膜腔内，返回时将模框上的粉料刮平。料框中的搅拌装置可使粉料均匀快速落入膜腔内。七、脱模装置脱模装置主要由两个脱模液压缸和下活动梁组成。下活动梁以四根立柱为导向，两端液压缸带动下活动梁和模具中框做上下往复运动，导向精度高。八、液压站液压站是为压砖机提供液压能的中心，主要由高压泵、循环泵、冷却器、精密滤油器以及副油箱等组成。液压站上装有测温计，用以检测液压系统的油温。当油温超过油温上限时压砖机自动停机，等油温下降后才能开机。在液压站上还装有滤芯堵塞报警装置，当滤芯堵塞时，报警装置将报警通知更换滤芯。九、液压控制回路（阀块）液压控制回路由四个部分组成（1）主缸上腔控制回路，用以控制主液压缸上腔及增压缸；（2）主缸下腔控制回路，用以控制主液压缸下腔；徐州工程学院毕业设计（论文）14（3）调压回路，用以调定系统压力并控制送料小车；（4）模框集成回路，用以控制脱模装置的动作。23YZ1250主体结构设计本机器主要适用于生产240MM115MM90MM标准墙体砖。本机器具有独立的动力机构和液压系统，可实现调节和半自动二种操作方式。本机器的工作压力、压制速度及滑块的行程和顶出距离，顶出速度在规定的范围内均可根据工艺需要进行调整，并且能完成定压和定程两种工艺方式。在定压成型工艺方式中，压制后具有保压延时，顶出保压和自动补压动作。在调整操作方式中也具有保压延时功能。231上横梁的设计，计算及校核2311结构形式上横梁位于立柱上部，用于安装工作缸，承受工作缸的反作用力。亦可安装回程缸及其它辅助装置。主要结构形式有；铸造及焊接。在成批生产中，一般上横梁都采用HT2040铸造件或ZG35铸钢件。制造单台压砖机时，采用A3普通钢板焊接组成的上横梁较多。焊接件应有较强大的焊缝及可靠的焊接质量。不论采用铸造或焊接组成的上横梁都应进行必要的热处理，消除其内应力。2312上横梁的强度计算上横梁可视为两集中力，两端支承的简支梁。下图为所示受力图及剪力弯距图。图21上横梁所受剪力图徐州工程学院毕业设计（论文）15图22上横梁所受弯矩图图23上横梁受力图其中P公称压力（KGF）P12500KGFD油缸台肩尺寸CMD77CMB立柱中心距CMB166MM在主截面（II）所收弯距MPB（1）式（21）412BD1250000166（1）4114326736548500KGFQ1/2P625000KGF主截面II可简化为如图24所示图24主截面受力简图徐州工程学院毕业设计（论文）16表22主截面II强度计算序号截面高度BICM截面宽度HI截面积FIBIHICM2面积中心至X轴距离YICM截面对X轴的静面距SIFIYI3静面矩与面积中心至X轴距离成积SIYI4CM各截面积的惯性距312HIBJOI4C18410084006857120038841600710622418432938883499211664总计118883257508838876592797664106重心至X轴距离H16511CMFS832570H2HH1118651529CM截面对X轴惯性距JXJ0XSIYI式（22）70116641063887659245888256CM4截面对X轴惯性距JJIH1FI式（23）4588825665128832845815168CM4在受压截面上的弯曲应力式（24）压JMH16845302813KGF/CM2在受拉截面上的弯曲应力式拉JH2（25）22859KGFCM2式中，M弯矩H计算截面的形心至最外点距离应力许用应力。在本计算中为铸铁件。350KGF/CM2算得在主截面（II）上的弯曲应力小于许用应力截面剪切强度计算徐州工程学院毕业设计（论文）17根据材料力学可知断面抗剪切力主要由立板承受，故可按简化截面矩形计算。其最大应力TMAX在中心截面。X式MABHQ15（26）70632121KGF/CM2其中Q截面剪切力（KGF）B简化截面宽度（CM）B65CMH简化截面高度（CM）H70CM刚度计算F弯2B22B（）2式EJDBP96）（D（27）式中P公称吨位（KGF）P1250000KGFB立柱中心距（CM）B166CMD油缸与上横梁联接处台肩尺寸CMD77CMJ上横梁主截面的惯性距CM4J845815168CM4F1受剪主力板面积（CM2）F1705342400CM2E材料弹性模数（KGF/CM2）用于铸铁E105106KGF/CM2G剪切弹性模数用于铸铁G6105KGF/CM2代入上式2166221662弯F845160196756）（3147徐州工程学院毕业设计（论文）18120857861715410890135910、0155CMF剪0376510422）（00016CM上横梁在公称压力下总变形量F1F1F弯F剪00155000166001348CM允许上横梁扰度值为015MM/M。通过以上计算上横梁的强度和刚度是安全的。232下横梁的设计、计算和效核下图为下横梁受力简图图25下横梁所受剪力图图26下横梁所受弯矩图徐州工程学院毕业设计（论文）19图27下横梁受力简图B166CMP1250000KGF工作台中心装点模具，其左右宽度为135CM，前后为80CM台面挤压许用应力取1000KGF/CM2F13580105F125010800F12050M116612500001462330606250KGF/CM最大剪切应力为QP625000KGF2表23下横梁主截面强度II计算序号截面高度BICM截面宽度HICM截面积FIBIHICM2面积中心至X轴距离YICM截面对X轴的静面距SIFIYICM3静面矩与面积中心至X轴距离成积SIYICM4各截面积的惯性距JOIBIHI312144229682221296468512156170重心至X轴距离H122CMFS9682H2HH1442222截面对X轴的惯性距JXJOISIYI式（28）468512156170624682徐州工程学院毕业设计（论文）20截面对X轴形心轴的惯性距JJIH1FI6246824429863750634在受压截面上的弯曲应力17953KGFCM2压M375064在受拉截面上的弯曲应力17953KGFCM2压JH12算得在主截面（II）上的弯曲应力小于许用应力满足要求。下横梁刚度计算F弯式（29）EJP66412432BB）（将B代入2BF弯8132JEP65473J12BF弯36165273040500033CMF剪12XBDGFP209181440658200087F2F剪F弯0012允许下横梁弯曲变形量为F（012020）016800199200332故下横梁刚度满足要求。24液压缸的设计、计算和效核根据设计要求，公称力12500KN，顶出力1500KN，上活动梁重力为1000N，模具重力为5000N，下活动梁重力为1000N，负载设为40KN滑块最大行程580MM。徐州工程学院毕业设计（论文）21现拟定拉伸缸快速下降行程为480MM，速度100MM/S；拉伸缸慢速下降行程为100MM，速度10MM/S；拉伸缸回程速度80MM/S；顶出缸顶出行程速度80MM/S；顶出缸回程速度240MM/S启动加速和减速时间均为05秒液压缸机械效率为091（考虑密封阻力）；241负载分析一、工作负载G112500KN；G21500KN二、摩擦负载FFFFN/SIN/2式（210）由于工作为垂直起升，所以垂直作用于导轨的载荷可由其间隙和结构尺寸求得FN120N，取FS02，FD01则有静摩擦负载FFS02120/SIN45KN3394N；动摩擦负载FFD（01120/SIN45）KN1697N；三、惯性负载拉伸缸快速下行FA112244NTVGG501896拉伸缸减速下行FA21102N顶出缸上行FA39796NTVG50896顶出缸回程FA429388NG24拉伸缸回程FA58155NTVG5089根据以上计算，液压缸的各阶段的工作负载如表24（M091）表24液压缸各阶段的负载工况计算公式总负载F/N缸推力F/N启动FFLFFS12506033941374289444主缸快速下行FFLFFDFA112516139411374301034主缸减速下行FFLFFDFA212506127171374299689主缸回程FFLFA5608155668302顶出缸上行FFLFFDFA3211149367197徐州工程学院毕业设计（论文）22顶出缸回程FFLFFDFA421310856935242主液压缸主要参数的确定一、液压缸内径计算根据分析此设备的负载较大，所以初选主缸的工作压力为45MPA液压缸内径D用下式计算D式P4F（211）04513897260632M按照标准取630MM。二、确定液压缸的长度液压缸的长度L应根据所需最大工作行程来确定，且一般不大于内径的20倍。根据标准本系统选630MM。三、活塞杆直径D根据快上和快下的速度的比值来确定活塞杆直径102DD10D569MM按照标准取D560MM。四、活塞杆强度校核活塞杆直径按下式校核748DF符合要求。活塞杆所受负载F活塞杆材料许用应力。取45号钢五、确定液压缸的壁厚本系统属于高压系统，为满足强度需求，可用薄壁筒的计算方式计算缸筒最薄处的壁厚式（212）2PYD缸体壁厚（CM）PY试验压力（PA）,一般取PY（1213）P徐州工程学院毕业设计（论文）23P液压缸的最高工作压力（PA）D液压缸内径（CM）缸体材料的许用应力（PA）。当P20MPA时，用钢材，100110MPA时，可用铸铁，60MPA。本系统为高压缸，选用15MNVN。许用应力200MPA根据上式92CM2063451图28主液压缸简图六、缸筒壁厚的校核/D92/630146按下式进行校核式（213）MAX32PDMAX38724506符合强度标准，故选液压缸壁厚为9CM七、缸底部分受力如下图徐州工程学院毕业设计（论文）24图29缸底部分受力分析最大弯曲应力发生在圆板的周边，根据TRESCA强度准则，最大当量应力为式（214）2D1750TPR公式中P缸内液体压力；R1缸的内半径；T缸底厚度；缸底应开孔而引入的削弱系数12RA2RA为缸底进液孔直径。则有4603MPAD732527按这种方法计算时取低值，为80MPA，所以，安全。243顶出缸的设计顶出缸的设计与主缸设计基本一致，在此从略。计算得顶出缸简图。徐州工程学院毕业设计（论文）25图210顶出缸简图25立柱部分设计计算立柱受力情况是由液压机结构、工艺过程的受力和预紧状态下的受力状况决定的。因此，要仔细分析以上因素的影响，选择合适的计算方法，一般有以下集中情况一、立柱预紧状态下的受力分析和强度计算。二、中心载荷下立柱的受力分析和强度计算。三、偏心载荷状态下，对活塞式和柱塞式油缸，立柱和导套间隙均等状态下，立柱的受力分析和强度计算。四、偏心载荷状态下，对活塞式和柱塞式油缸，立柱和导向套间隙不等，因此，仅一侧立柱承受偏心负荷产生的水平力时，立柱的受立分析和强度计算。在以上各种情况下，受力分析和强度计算中，均做了以下假设一、活塞（柱塞）与活动横梁均为刚性连接。二、空间受力情况可简化为平面框架，框架每侧代表两根立柱，且每侧的两根立柱受力均等。三、上横梁和工作台的刚度均远远大于立柱的刚度，因此可认为上横梁和工作台是绝对刚体。四、各作用力均可简化为集中力。五、不考虑由于制造、安装而后使用过程中受热影响等产生的附加应力。这些假使均属一般性的，而且与实际设计的结构基本相符。中心载荷作用下立柱强度计算在中心载荷作用下，立柱只承受拉伸应力，其应力可按下式计算式（215）78502NDP公式中P公称压力（KGF）徐州工程学院毕业设计（论文）26D立柱最小直径（取螺纹退刀槽处的直径）（CM）N立柱数量（一般为N4）立柱许用拉伸应力。对45钢来说500800KGF/CM2则根据上式计算2/5374378501CMKGF计算可得，符合设计要求。完全的中心载荷和受力完全均等，仅仅是一种理想的状态。实际结构中，各零件连接处不可避免的会有不均匀现象；立柱端面变化处的应力集中；工作中总会由于模具安装不准确，工件变形阻力不对称等各种因素使实际应力分布不均匀，形成局部应力较计算应力为高的现象。因此许用应力取得较低是必要的，合理的。一、立柱受力情况及结构尺寸F图211立柱受力简图P1250000KGFL262CMB166CME03B498CMYLMAX105CMYLMIN47CMYMAX0644YMIN0211ZMAX0551ZMIN0118YZ0762徐州工程学院毕业设计（论文）27本计算仍取EE0立柱插入上梁部分D123CMF1CM26541D/2W10098D31192366CM2立柱插入下活动梁部分D226CMF253066CM2W20098D31722448CM2二、受力分析将四柱结构简化或用平面结构代替。设两侧立柱受力均匀，上横梁和下活动梁为绝对刚体。受力情况如下图水平力作用下计算图形（）左立柱（右立柱（）上横梁（）合成弯矩图图213计算图形徐州工程学院毕业设计（论文）28三、立柱插入处应力立柱插入上横梁截面211/15024CMKGFMWMKFP式中035176469845022ZYBE130782M1PE12500004986225000KGFCM则2/46256192503456CMKGF立柱插入下活动梁截面式212MWMKFP（216）式中0351）ZYBE68728422则2/34K0165304CMGF符合设计要求。四、立柱预紧部分计算设计时取预紧系数Z15,由于立柱插入上横梁处直径D124CM,插入工作台内的直径为D226CM,两处退刀槽尺寸均为D323CM,故只计算插入上横梁部位即可满足要求。P1250000KGFZ15E121105KGF/CM2E2106106KGF/CM2F14D2164CMF2225578CF1每一立柱插入部分截面积（CM2）F2每一立柱对工作台或上横梁受压区承压面积KE051612E预紧力P1为P1P式12FKE徐州工程学院毕业设计（论文）29（217）KGF51012504678501工作状态下立柱所受总拉力P2为PP12FKE452167805013510KGF则插入部分拉应力为2612/745403/0CMKGFFFP螺纹空刀槽处拉应力为22632/8173401CKGFDP立柱台肩部分挤压应力为22521/481630CMKGFDD）（挤五、立柱螺纹强度计算根据设计结构已知D23CMD24CMD12375CMNPS013CMH265CMK081N4P2135106KGF紧固螺纹受力P1为P1KGFNI382054螺纹底部厚度AKS081030243CM螺纹剪切应力为式21/8521043752438DCMKGFAP（218）式中A螺纹牙根部宽度（CM）去AKS徐州工程学院毕业设计（论文）30K螺纹完满系数，K081螺纹挤压应力为式2221/4507347850CMKGFDP（挤（219）螺纹的弯曲应力为式（220）221/1358407348CMKGFADTP弯T螺纹牙高（CM）T1/2DD1算得，满足设计要求。26柱塞与活塞柱塞一般用45号或5号碳钢制成，也可采用冷硬铸钢，表面硬度应高于HRC45。表面处理的方法有以下几种0采用调质处理，但硬度往往达不到要求；火焰表面淬火，该方法比较简单，但有时会形成软带；用中频或工频淬火，该方法可以达到要求表面镀骆，该方法效果很好，硬度可达HRC5055，但镀层不宜太厚；表面堆焊不锈钢，这种方法也可取得很好的效果，热处理后硬度可达HRC50以上；氮化处理，这种方法处理后的柱塞硬度很高，耐磨性和耐腐蚀性都比较好，如采用渗氮钢34CRALA、35CRAL、38CRMOAL等渗氮后，硬度可达HRC60以上；对45号钢柱塞进行离子软氮化处理，硬度可达HRC64，具有处理时间短、质量好、变形小、表面粗糙度低等优点。柱塞在承受中心载荷时，只受轴向压力，在承受偏心载荷时，还存在弯矩的作用应按压弯联合作用来进行强度核算。根据设计需要，现决定采用实心柱塞如图所示一、截面强度校验中心载荷时只承受轴向压力，其横截面上的压应力为SP式（221）公式中P液体压力。徐州工程学院毕业设计（论文）31图224柱塞简图偏心载荷时，截面受弯联合作用，次截面上的轴向合成英里（单位为PA）为式（222）104WMPH公式中截面的弯矩，单位为CM，可近似地取为MFNE其中FN为液压机的总压力，单位为N；E为最大允许偏心距，单位为CM；截面的截面系数，单位为CM3对于椴钢PA6105因此则有MPA6431052满足设计要求。二、有关尺寸的选择1DH21HL公式中H柱塞插入横梁内的长度；L1、L2分别为直径D1和D2处与活动横梁的配合长度；D2比D1小24。当柱塞长度L与尊敬D1之比大于10时，要进行纵向失稳的稳定性校核。27机身的紧固四柱式液压机机身必须用锁紧螺母和可靠的紧固，并具有足够的预紧力，否则在液压机加压时，立柱台肩与工作台面、调节螺母与上横梁接触平面间产生间隙。泄压换向回程时，产生振动，并使立柱台肩和工作台接触平面间产生冲击载荷，可导至锁紧螺母松退，立柱精度因此被破坏。更为严重的是由于立柱台肩和工作台接触面积较小，冲击载荷会造成台肩局部墩粗。墩伤接触的工作台表面，造成检修时，立柱不易从活动横梁导套孔中抽出。徐州工程学院毕业设计（论文）32紧固的方法有以下几种一、普通紧固郑重方法是用扳手来旋紧锁紧螺母，它所能达到的预紧力，受到扳手孔，扳手强度以及安装所能施加的旋紧力等限制，力量是较小的。因此，只能用吨位小的液压机的联结装配中。二、加压情况下紧固这种方式利用液压机本身加压后，使立柱承载伸长时，用扳手将调节螺母旋紧，泄压后立柱回缩得到紧固连接，其预紧力的大小主要由液压机压力大小来决定，通常取工称压力的152倍，泄压时也需加压后旋松。此方法紧固较可靠，泄载也较方便，对于四螺母结构立柱与工作台面贴合的四个调节螺母的紧固，采用此方法较为有利。与上横梁下平面贴合之四个调节螺母用于调节机器精度，此时，调节精度时所需加的压力要比所经力大。对于三螺母结构，只能做到上横梁连接部分的预紧，对工作台连接部分，则只能用其他方法预紧。三、加热紧固此方法是靠立柱一端的热胀，在立柱的一端钻4060MM直径的孔，孔的深度要大雨横梁高度，孔内通过高压蒸汽或用火焰加热，也可采用电加热法。加热时应将两对角立柱同时加热。式（222）01214LPFEL式中E1，E2立柱和工作台材料弹性模量KGF/CM2F1，F2每一立柱预紧部分截面积而后工作台预紧受压区截面积（CM）P1、L0分别为预紧力KGF、立柱预紧部分长度（CM）加热升高温度式（223）01CLT式中U每加热1的线膨胀系数。C0对于钢材U0000011991/C加热后立柱温度TT1T0式（224）式中T0室温。立柱螺母旋进角度式（225）360SL式中S螺距（CM）四、液压紧固利用液压油缸加压来使立柱伸长而锁紧螺母，工作原理见图所示徐州工程学院毕业设计（论文）33图225液压紧固法液压缸1支撑于导套3上，活塞2及立柱5用螺母4连接起来。当液压缸内通入高压油P时，活塞2上升将立柱拉长后即可锁紧。用此法立柱螺纹部应加长，以保证活塞2旋入后有足够的强度。徐州工程学院毕业设计（论文）3431250压砖机电气系统的控制31电气系统的概述本机采用三相交流380V、50HZ电源，控制电压交流220V和信号中路，电压63V是通过控制变压器得到的。本机设有电器箱一只，并排安装在主机旁边，箱内装有电源开关、熔断器、接触器、控制变压器和可编程程序控制器等元件。活动按钮站上设有时间继电器、选择开关、控制按钮、信号灯等，可实现对压机的集中控制，同时可通过各种指示灯随时掌握主机的工作情况。考虑到接线和维修方便，本机设有二个电气分线盒，分别安装在主机梁顶上的动力站上和工作台下部。根据工艺要求，本机电气控制系统为全自动电气控制系统。在工作过程中，主机的空载下降、压制压下、主缸充液、排气、卸压、主缸上升、脱模缸下降为连贯动作。在工作过程中，如按“静止”按钮则滑块停止工作，若恢复“静止”按钮则滑块继续工作。32电气原理说明一、动力电路（1）QF为电源总关，它是由电动空气开关组成，按下活动按钮站上的电源。总关按钮，但必须把电气箱的门关闭好，本机接通三相电源，此时“有电”指示灯发光。如果要维修电气箱，可以把电气箱门拉开，把开门断电开关按下既可，但必须是专业人员进行维修。（2）本机各油泵的拖动均采用三相鼠笼异步电动机，其中M101、M113采用星三角转换降压起动方式，其余均采用直接起动方式。二、可编程序控制器本机采用先进的可编程序控制器控制中心，各种工作旋钮、按钮、行程开关、时间继电器、压力传感器把信息或信号传递给可编程序控制器，可编程序控制器根据已编制好的程序，运行程序并执行其运行结果，从而去控制各种输出元件电磁铁、时间继电器，其程序已由生产厂家根据实际情况编制好，并贮存在CPU单元的RAM中，通过编程器可以更改程序。但非专业人员切勿动置。三、压机工作过程及说明（1）将电源控制钥匙旋钮开到通状态；（2）设置工作规范。四、编程控制示例现以主缸动作为例，简述电机动作顺序如下（参见液压原理图）（1）主缸空载快下徐州工程学院毕业设计（论文）35上模快速下行的条件为接近开关SQ5。布料小车回到工作后位，接近开关SQ11触发。比例先导阀DT113得电，使插装阀109A的开启量为定值，同时电磁阀DT206、DT303、DT304得电，关闭插装阀，打开开关507，这样主油缸活塞杆腔排油，动梁开始下行。（2）主缸空载慢下当上模越过为启动制动而输入的设定点时，关闭DT303，打开插装阀303，调节阀307的大小来确定制动冲击压力，这样上模下行的速度下降。（3）惯性压制压下DT303得电，插装阀303关闭，使主液压缸上下腔受力均等，主液压缸惯性下降。（4）一次排气低压加压完毕，电磁阀DT303、DT304均失电，插装阀302打开，增压器及主油缸内的压力油均泄放掉。排气时间设为T4。（5）封闭充液窗口排气完毕，DT204得电，插装阀204关闭。