YF32-400四柱万能液压机设计含8张CAD图
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YF32
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YF32-400四柱万能液压机设计含8张CAD图,YF32,400,万能,液压机,设计,CAD
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YF32-400四柱万能液压机设计YF32-400 design of four-cylinder universal hydraulic machine摘 要在我们的空气压力学和机械化工业生产中,液压机被广泛认为常常是重要设备配置之一,它普遍广泛适用于我们的各个国民经济生产领域。所以由于品种较多,结构与工艺复杂性的综合程度也就会有所大的不同。YF32-400四柱立式万能液压机,它被广泛认为是一种最典型的万能液压机主体结构,它们主要由五个部分组成,即四个液压缸,上横梁,活动横梁,四个独立的立柱,工作台和一个气缸。当前,液压机应用于把各种金属部件进行加工模锻和冲压成型。通常的使用情况下这种新型主机结构采用了三轴双梁四柱式的主体结构,其主要特点之一是主机结构简单、经济、实用。本新型液压产品可广泛应用于大多数有色金属材料压制,粉末冶金金属压制等广阔的工业生产应用技术。在下行入缸液压活塞横向浮动和液压边轴向下行的缸体工衣操作流程设计条件下,可以直接考虑采用让缸体顶部的入缸活塞当作缸体液压成型垫,凭借下缸倒压反拉伸的缸体工艺操作规程及其技术优势来轻松实现利用金属薄板对其缸体进行的倒拉伸和液压成型。在产品设计的整个过程中,尤其重要的一点就是液压系统的开发和设计,因此,本说明书介绍YF32 -400液压电动机的液压系统。在原有数据分析的基础上,对各个主油缸、顶出缸等部分进行了许多相关的计算和分析,根据计算结果设计出液压机的主缸、顶出缸以及活塞并检验其强度，最后得到了一张液压传动系统示意图,并合理选用了液压传动元件。通过本课题,我对以前在校读大学时期自己所学的一些相关设计专业知识也已经有了进一步的基本认识,掌握了很多基础知识,对于设计制图这几个方面也已经有了更深一层的基本认识。自信这次的美术毕业设计对于我将来的美术职业生涯和在校学习都一定能继续发挥着突出巨大的积极促进作用。关键词： 四柱液压机； 液压系统； 液压缸； 滑块AbstractThe hydraulic machine is widely thought of as often one of the important equipment configurations, which is widely used in our various areas of national economic production. Therefore, due to the many varieties, the comprehensive degree of structure and process complexity will be greatly different. Our carefully designed product YF32-400 four-column vertical hydraulic machine. The product series of universal hydraulic machines mainly adopts four-cylinder universal hydraulic machine, it is also widely considered as one of the most typical universal hydraulic machine main structure, it mainly consists of four parts, namely four hydraulic cylinders, upper beam, movable beam, four independent columns, work bench and one cylinder. Currently, the highest precision of the nominal unit pressure gauge of the hydraulic machine has been increased to 750MN, applied to process various metal parts. Usually, this new host structure adopts a three-axis two-beam and four-column main structure, and one of its main characteristics is its own simple, economical and practical structure.Therefore, the new hydraulic products can be widely used in most non-ferrous metal materials pressing and powder metallurgy metal pressing. Under the design conditions of the operating flow of lateral floating hydraulic piston and hydraulic side axial downward, the cylinder piston on the top of the cylinder block can be directly considered as the cylinder hydraulic molding pad, and the reverse stretching and hydraulic molding are easily realized by the process operating rules and technical advantages of the metal plate.The particularly important part of product design is the development and design of hydraulic system, so this specification introduces the hydraulic system of YF32-400 hydraulic motor. Based on the basis of the original data analysis, the main cylinder was calculated and analyzed, design the main cylinder, top cylinder and piston of the hydraulic machine and test its strength，and finally obtained a hydraulic transmission system diagram and reasonably selected hydraulic transmission elements.Through this graduation design, I have a further basic understanding of some relevant design expertise I learned in college, mastered a lot of basic knowledge, and had a deeper basic understanding of these aspects of design and drawing. Confidence that this art graduation design will continue to my future art career and study in school to play a great positive role in promoting.Key words: four-column hydraulic press; The hydraulic system; The hydraulic cylinder; The sliderV目 录摘要6Abstract7第一章、绪论11.1液压机简介及工作原理11.2液压机的分类和特点及用途41.2.1 液压机的分类41.2.2 液压机的特点41.2.3 Y32液压机用途41.2.4液压机型号和主要规格51.2.5 液压机精度61.2.6四柱式万能液压机工艺及加工过程71.3 液压机技术的现状及发展趋势9第二章、原始数据的确定112.1主要技术规格：11第三章、结构概述123.1液压机结构确定123.1.1机身：123.1.2主缸：123.1.3动力机构：123.2电气系统及其工作原理133.2.1概述133.2.2 YF32-4000KN四柱万能液压机液压系统图143.2.3 油路分析：153.2.4 液压元件的选择18第四章、计算部分及其校核204.1液压机主缸的设计204.1.1内径的计算204.1.2 壁厚及外径的计算214.1.3主液压缸活塞杆稳定性校核224.2液压机顶出缸的设计224.2.1顶出缸主要参数设计224.2.2顶出缸壁厚及外径的计算244.2.3顶出缸活塞杆稳定性校核244.3油口直径的计算254.3.1 主液压缸：254.3.2 顶出缸：254.4 液压缸运动中的供油量计算264.4.1 主液压缸的进出油量264.4.2 顶出液压缸退回行程的进出油量264.5 液压缸的缸底厚度厚度计算264.5.1主液压缸：264.5.2 顶出缸：274.6最小导向长度的确定274.6.1 主液压缸：274.6.2 顶出缸：28第五章、缸体强度计算295.1缸体结构尺寸及结构图295.2实际工作压力295.3缸体强度计算295.4缸口部分零件的强度计算32第六章、活塞部分计算356.1 活塞杆受压计算356.2 活塞头部锁母螺纹应力计算356.3 活塞头部导向套计算366.4 活塞与活动横梁梁连接螺母计算36第七章、机身零件设计计算387.1上横梁计算：387.1.1受力计算：387.1.2主截面（I-I）强度计算：387.1.3截面剪切强度计算：407.2工作台计算407.2.1受力计算：407.2.2 I-I截面强度计算：417.2.3 II-II断面上强度计算427.3机架刚度计算427.3.1上横梁受力计算427.3.2工作台的计算437.3.3立柱拉伸变形447.4活动横梁的计算44第八章、机身的紧固及维修保养458.1机身的紧固458.2维修保养45第九章、 控制部分479.1 PLC 概述479.2 控制部分设计479.3压力冲击现象54总结55参考文献56致谢58 第一章、绪论1.1液压机简介及工作原理液压机就是一种以液体作为工作的介质,用帕斯卡定律所做而成的一种利用液体进行压强传动，去通过做功来传递能量以完成各类工艺流程中所需要的加工机器。液压机除了在工业上可以广泛应用于各种锻压和成形工艺外,也广泛应用于校定标准、打包、压块、和电动机压板。液压机用途又依照所需要有很多种。可分为油压机和水压机两大类。水压力机械一般是以水作为主要工作媒介的,油压力机则是以液压油作为主要工作媒介的。由于水压机的总压力较大,经常被化工用来用于进行金属锻造及机械冲压。液压机的规格一般采用公称的工作力或公称的吨位计算。图1-1 液压机工作原理液压机的工作原理：基本的结构工作原理主要是由一台液压油泵把大量的大型液压油从一台插装式的阀块中快速输送驱动出来,通过一台液压单向阀和一台溢流阀将大量的大型液压油自动分配至整个高压油缸的上腔或下部,在一台大型高压气缸油泵的带动作用下,使整个高压油缸能够保持正常液压运动。1795年,英国人发明了液压机。19世纪中期,液压式动力锻锤逐渐完全代替了超大规模的气动蒸汽式压力锻锤。19世纪末,美国人经过设计和改造制成了126000KN自由可变材料锻造的液压机。此后,全世界先后成功设计和生产制造了20余台10万KN级的自由度式锻造大型液压机。YF32 -400四柱式通用液压机是通用型液压机,该类型的产品具有较高的公称压力,较大体积,但其工作原理和结构却与其他通用型液压机没有太多的差别。一般在液压小于采用齿轮泵;液压小于使用叶片泵;液压小于则用柱塞泵。液压机依托于机械管线与电气系统中的各种器件相互联结构成一个整体。其中主机组的部分为机身、主液压油缸及顶出液压油缸。控制单元为:动力机器、电气箱、操纵器、管线、限程设备等。四柱式液压机的动力传动控制机构主要由油箱、控制传动系统、压力阀、方向盘和调节器、电动机以及高压泵等构成。液压机通过电动泵和液压油缸及各种电动液压阀系统来自动实现对液压动力进行机械能量的自动转换,调节和压力传递,完成不同的液压工艺处理动作。这种新型的手动液压机通常是一种独立的机械驱动控制机构和一种电气系统,并且它通常是由一个电控按钮驱动来集中控制,可以轻松做到手动和自动两种不同操纵操作方式。通过详细查询相关技术文献资料可以了解到新型液压机传动是一种被广泛应用的新型流体压力机械及传动材料加工制造机械,也是最早国家开始研究应用新型液压压力传动制造技术的加工机械之一。目前四柱式压力液压机主要采用适合于帮助我国各省和地区的企业实现各种可塑性成型材料上的压力自动增强和液压加工的各种制造设备技术,例如:冷挤,校直,弯曲,冲裁,拉伸。一般气缸液压机每天都至少要按照一个月的工作循环周期连续完成一个工作循环，其中主要包含了以下主要的基本动作:首先动态是启动主缸和顶出活塞滚动滑块迅速地往复下行然后主缸和顶出活塞滚动滑块缓慢地往复下行并逐步往复进行主缸加压然后主缸继续保持加压首先动作是启动主缸顶出装置快速卸压然后主缸顶入装置快速往复运转主缸顶入后使气缸和顶出活塞滑块顶入滚出然后主缸装置顶入后使气缸和顶出活塞滑块返回。另外,在材料进行坯体拉伸吊顶薄板的加工过程中,坯体中的材料还可能会根据实际需要对拉伸顶板推出后的气缸本身进行连续压紧,这样的压紧情况就一定会直接使得拉伸顶板推出后的气缸本身能够不断继续地具有保持一定程度压紧的能力并随主顶出气缸一同持续地下行。若没能够达到原先设计要求的加工精度,则可通过对紧锁螺母进行调节和自动调整,调整液压机的加工精度。液压机设计的要求：1) 液压传动的动作要求:、等基本动作要求。2) 液压传动的负载类型:在液压机加压运动中,液压机的负载和温度变化的特征就是其参数。常见的负载特征有以下五种:(1)负载会随着其工作运动行程的增加而发生稳定性的增大,最后可以达到极限值,负载的特征会呈现直线。对零件进行压装或校正和属于此种类型。(2)当在运动行程内,负载几乎保持不变,并其特征负载呈现出水平线。对工件的挤压、穿孔、拉拔及都属于此种类型。(3)在工作运动的行程中,负载首先逐渐增加,达到最高额值后,又逐渐减小,负载的特征发生了平稳的变化。板料拉深,橡皮模压时即属于此种类型。(4)当负载在相对较短的工作时间内急剧地上升,至最高值,又急剧地下降,直至完全卸载。下料,冲孔时即属于此类型。3) 产品技术应用性能及其产品规格:(1)最大吨位:以决定液压发动机主执行运动中主要动力执行器的最大可能所输入的最大力,即以其吨位大小作为决定液压发动机主执行运动的主要执行性能。(2)工作速度:在能够适应当前现实中各种液压可能应用情况的基本前提条件下,液压机的工作速度及其性能要求应该应当是尽可能地能够达到的以满足各种液压生产工艺及其提高生产工作效率的基本需要。(3)工作运动重量零件的使用重量,工作运动行程,工作运动空间,机器的运动总功率。1.2液压机的分类和特点及用途 1.2.1 液压机的分类液压机按其传动机架的整体构造的工作方式,可以将其分为四种:梁柱、组合框架式、臂式、总成型等。依照其基本用途和主要功能大致我们可以将其分为:手动立式液压机,一般多功能性的手动液压机,校准、包装的手动液压机,铸造的手动液压机,冲压器,层压机,挤压器,打包机,专业性的自动液压机等10余种。 1.2.2 液压机的特点1)基于液压传动的原理,执行机械元件的构造简单,在结构上也容易于满足所要求达到长的工作时间、较大压力及更长的运转行程,适用于大型工件或者是长度和宽度不同的工件。2)液压机的额定最高压力既可以放置在行程的任何位置,也有可以在最高压力点上持续一段时间。3)生产机械操作平稳,碰撞、震动和噪音小,这对于每位职工的身体健康,以及厂房建筑物的根基,周围环境和设备本身的使用寿命等都是具有极其重要的意义。 1.2.3 Y32液压机用途Y32系列的塑料液压机在工艺设计上已经具有一定的通用性,适合于各类塑料可塑性较强材料的各种高温和低压力下的切削成型加工和塑料成形,如压装、冷挤压及金属材料零部件切削成型、塑料制品及其他金属粉末复合材料切削成型等制造工艺。该机的工作压力、运转行程范围、压制速率等可以随着工艺要求而做出相应的调节。可以实现定压和定程工艺。图1-2 Y32液压机产品图1.2.4液压机型号和主要规格目前我国液压机所需要设计和制造的产品品种、规格越来越多,为了避免与其它的机械类型相混淆和在同一技术标准下正确表达本类机的各种性能特点,便于生产经营者的选择,液压机的型号和规格编制必须严格地遵循国家和上级对本类机械的有关要求。例如，YA32315型四柱万能液压机型号表示为：液压机的主要规格详细参数见表,锻压机械的类、列、组别的划分详见表。在制造的过程中因为工艺改进而要求所有相关的零件组成部分都要做出相应的改进。液压元器件、电气元器件等的快速发展与更替,需要将其产品的图纸整顿并重新印刷再版。以区分这一变动便利于生产经营管理与技术经营。所以对于该类的修改往往是在车辆型号的末端添加A、B、C等来设计修改的序号。一般而言,液压机的主要规格是指在这种基础的主导性工艺运动中,主要由执行部件组成的机构最大输入压力。对于吨的各种液压机，其公称压力应按规定执行。现摘要如下;液压机公称压力规定为：6.3、10、16、25、40、63、100、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000吨。1.2.5 液压机精度液压机精度主要包括：；各执行机构相对于工作台面（液压机基准面）的不平度和等相对位置精度。液压机的工作精度主要系数是由各种类型执行器械机构的液压模具在进行安装时几面上不同的平度系数组成;各各种执行器械机构之间的精度相对水平位置是其精度(例如液压机的工作基准面)相对于各工作面在台面上的不平度与相对角垂直度的程度。液压机的机械操作执行精度亦同任何一种类型液压机床的机械操作执行精度一样,是由被液压控制的机械加工件和零部件的操作精度对于要求,压制机的操作工艺流程对于及其不同的操作执行和零部件的机械运动操作精度等的要求而共同决定的。精度如果变得过低就有可能不仅会直接导致机械制件的制造工艺操作精度大幅下降,甚至还有可能会直接导致制件模具移动速度过快而机体受到严重的机械损伤。精确性的标准制定得过高又可能会直接导致产品制造费用的管理成本大大幅度增加。因此合理地设计制订生产出准确和高精度的设计项目与工程技术标准要求也就显得尤为重要。目前,液压机的精度指示标准都是在空载负荷或者静止时进行测量。这样的测量比较简单,但却无法在反应载荷下得到准确的测量精度。在设计过程中还要根据生产工艺的特点和要求针对液压机的刚度特点提出了相应的要求,控制大功率负载下的各种零件发生的变形。满足所有压制部件的精密性要求及提升模具使用寿命。对于高精度的主要要求:1.2.6四柱式万能液压机工艺及加工过程上滑块由四柱导向，顶出缸则置于工作台中心孔内。操作箱置于机身右前侧。动力机构（包括电动机、泵、阀元件等）设置于右侧。各调整元件均集中设置在操纵箱面板上。工艺动作即：。适用于普遍用的金属薄板压制垫是塑料、粉末冶金材料压制等广泛应用的一种工艺,由于在其上又特别增设了一个下行上缸推动活塞向上浮动的液压边垫而下行垫在工艺中的动作,就是一种可以直接达到利用液压顶入的下缸活塞当成的强力液压成型垫,利用下缸倒置和拉伸式的工业原理来直接达到对普通金属薄板材料进行强力拉伸和液压成型的一种技术工艺要求。所以,液压机是由一个油泵直接进行驱动,用一个手动的换向阀来控制油液的方向而实现。图1-3 液压机工作曲线图1) 主机结构设计分析几种典型的液压结构形式2） 导向结构外导柱的基本结构整体形式可以直接做成一个大的T形,加长后外导柱的轨面沿着固定在上和下横梁前后面的一根大型可变空调导轨上方向移动,这一外立式导柱整体结构的主要优点之一就是在整个上和下横梁的有效移动面积内,可以自由地移动布置每个滑块油缸。无论用的是内部机械导柱或者是外部机械导柱的加工结构,都会不可避免地直接造成机械滑块加工结构的更加复杂化,对滑块加工过程精度的控制要求也比较高。第三,采用新型机械运动同步器的该装置可用来大大提高机械运动时的精度及提高对抗偏心等大负荷的运动能力。它们分别具有运动齿轮式的齿条型和同步式的连杆型。齿轮式齿条型在滚动滑块的前后面都分别设有一个与滚动滑块下部滚动平面高度相等一定高度的滚动齿轮轴。轴的两端固定的两个尺寸大小不等的传动齿轮和固定在传动机身内部支撑柱上的传动齿线可以进行相互啮合。保证两个滑块之间的物体平行方向移动。其中两对齿轮啮合运动的稳定精度主要还是取决于两对齿轮各关节的两个圆柱形直径、轴承的运动刚度及两对齿轮和两个滑块之间的横向啮合运动精度,有的齿轮结构设计将两对齿轮和两个滑块的主轴分别直接布置在上、下齿条横梁上,两齿条之间直接固定在一个滑块上。同步式同轴连杆型移动结构的设计基本原理就是通过充分利用两个滑块平行的轴向四边形移动原则结构来精确保证两个移动滑块之间的轴以平行方向移动。它的总体结构设计方法与一种双点式的机械型压力机类似。该挤压系统由于采用新型机械应力同步挤压装置后的导轨滑块偏载精度性能得到了极大地提高,并且不仅大大降低了滑块偏载下落在导轨板表面的机械挤压运动应力及同时改善了挤压应力能量分布的均匀情况。1.3 液压机技术的现状及发展趋势液压机的发展已经比较成熟,国内外产品之间并没有较大的差距,主要是在于生产工艺上的差异性与安装上。良好的制造工艺让机器能够在过滤、冷却和防止受到冲击时产生震荡等方面得到了明显的改进。1) 在我国油路总体结构设计这一重要领域,国内外均十分倾向于研究实现油路集成化、封闭型的油路设计。插装阀、叠加插装阀及其他各种复合型动力元件和传动系统,在大型液压动力传动系统中已经获得了广泛的技术应用。国外已广泛地建议采用全新的一种封闭型燃油循环利用燃料和储油路径的设计,可以有效率地防止汽车排放燃油过程对其中的废物泄油和空气污染,更重要的一点就是说它可以有效防止任何灰尘、空气和其他有害化学物质的直接侵入该燃油系统,延长了整个柴油机器的正常工作使用寿命。2) 在产品技术性和安全性保障方面,国外某些大型企业率先采用基于微处理器对产品进行了液压故障排查检测及日常维修,产品设计可以同时直接实现液压负载故障检查、自动化液压模具故障防护和液压故障检测诊断。3) 控制系统方面的发展。4) 向机电一体化，智能自动化发展。58山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）第二章、原始数据的确定2.1主要技术规格：表2-1 YF32-400液压机基本参数序号项目单位1主缸公称压力kN2主缸回程力规格kN3下缸顶出压力4000kN4下缸回程力500kN5液体最大工作压力25MPa6滑块最大行程800mm7顶出活塞最大行程800mm8工作时最大8mm/s9工作台有效面积左右1250mm前后1250mm10最大开口高度1500mm11电机总功率30kW12工作台距地面高度650mm山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）第三章、结构概述3.1液压机结构确定液压机是由主体主机和控制机构两个重要的部分共同组成,通过管道及其他电气系统设备进行联系。其中主机部件分为三个部份:即机身,主缸,顶出缸。控制单元主要有各种、等。各部分分述如下： 3.1.1机身：液压机的主体机身是主要部件,支撑着液压机的、等,由工作台,上下横梁,立柱,锁紧的螺母及调节的螺母等多个部分构成,机器的精度控制可以直接依靠固定调节螺母及所有紧固在上横梁上端的锁紧调节螺母等来进行手动调节。滑块通过驱动主缸体与活塞相互连接,依靠四柱驱动本机的导向上下移动方式运行,内部安装设计配有一个四柱导向套。在模具滑块和其他工作模具平台的每个表面都分别设有一道道的T形槽,以便于加工安装各种模具。 3.1.2主缸：主缸由整个、缓冲及排气设备等组成。主缸活塞缸体结构依托在主机缸口活塞平台的缸体顶端,靠在主机活塞上侧缸口平台的缸肩和大小的锁母缸体紧固在主缸活塞上侧横梁内,活塞下端面通过滑块进行连接。活塞的主体头部焊接采用优质钢筋钢板焊接,材质主要为碳钢铸铁,用于引导方向。在主油缸内部分设有上下两个弧形压缩密封阀进入油腔,缸口处部分分别安装了一个v形密封阀护圈及一个o形密封圈,并借助于锁紧螺母,以便于保证油缸下腔的完全密封。 3.1.3动力机构：该类型的机械动力传动机构包括、油箱、液动组合阀等部分组成。它主要是通过产生和利用分配一个工作的液压驱动使得主机能够实现各类动作,油箱是一块钢板焊接的零部件,其内部安装有一块滤油板,前端长形油标记为可以观察到的油位。3.2电气系统及其工作原理 3.2.1概述机械的电气控制系统一般都是指电气设备二次控制回路，本机电路主要是采用三相交流电源，频率为。为有效保证电气设备的正常运行安全可靠,需要许多其他功能辅助的控制电气设备为之提供供电服务,可以将其中的某项具有控制电气功能的若干个家用电器控制元件对其进行二次组合,可以简单地将其称为二次电气控制供电回路。该装置主要必须同时具备以下几种基本功能:具有自动化过程控制和自动维修设备、监视保护、自动检查设备、自动测量功能。控制电压为交流电压,信号输出线路选择6伏的交流电压。这两个电压都是由本机控制一台变压器来获取。按照对过程压制管理工艺的设计要求,可将该过程控制管理系统正常设计模式为调整或工作压制模式。其中工作的两种方式在除了可以直接自行实现手动的操作之外,还包括了一种直接带自动成型回程的半自动操作,并且我们同时可按照各种自动成型定压工艺操作方式的不同,分别自行选择定压和定程两种不同的自动成型操作工艺。 3.2.2 YF32-4000KN四柱万能液压机液压系统图图3-1 液压系统图,，,，,，。 表3-1 电磁铁动作表：动 作 顺 序2YA3YA4YA5YA6YA主液压缸快速下行+慢速加压保 压卸压回程+停 止顶出缸顶 出+退 回+压 边+浮动拉伸+ 3.2.3 油路分析：A: 完全启动:电磁阀完全开启断电,主泵立即启动卸荷。的一个m型中位B：快进：液压缸15快速地下行:开始通电，开始工作,电磁换向阀12接通一个的控制油路,打开进油油路：回油油路：的K型中位T液压缸15活塞气缸可以即刻依靠其重力迅速地向下移:C：工进：（增压下行）液压缸内与活塞发生碰撞的行程开关,暂时停断电,经液控阀的单向阀13快速自动返回的活塞吸入机油吸入通路自动断开,上腔的活塞压力可能会自然升高,同时也可能会自动断开(一次吸入大气中的油压一次吸入单向阀11上腔的液压缸不再是没有杆腔)活塞吸入机油通路进油油路：（恒功率输出）上腔回油油路：下腔的K型中位TD：保压：上腔时由于额定压力自动增大而油压升高至自动预调的额定压力,压力增大传感器9发送信息,同时停止供电,液压缸15上腔时在进口时的油路被自动切断,单向吸入阀8和传动吸入单向阀11的高精度密封特殊保压性能充分保证了传动液压缸15活塞对于高压工件的有效保压。（恒功率输出状态）的M型中位的K型中位。E：自动保压工作完成,泄压，液压缸15返工工作过程:当在一段时间内液压继电器系统会自动发出保压信息,自动通电(自动停止)，上的压力很高,打开一个,使液压电液换向阀,由于大多数液压油液都只能是经过一个外控卸荷顺序阀10流动返回到自动油腔,压力差得足以马上自动打开一个可以吸入到主阀11通过液压油箱的自动通道,只能马上打开一个吸入主阀的(卸荷阀阀口),实现一个通过上腔(只有极少数的液压油液经这个卸荷顺序阀口自动返回液压油箱)先进行卸荷,后进行一个通过液压油箱的顺序动作。F：活塞快速上升：上腔泄压达到开启的压力值时，关闭，切断主泵1的大部分油液：进油油路：回油油路：G：顶部输出驱动工件:为使液压驱动气缸15活塞迅速地自动上行至活塞左位,plc发出信号,活塞停止自动断电,电控液压换向阀7自动关闭,停止通电,液压气缸换向阀17右位工作进油油路：回油油路：H：顶出活塞退回：进油油路：回油油路：I：压边浮动拉伸：在进行薄板上的拉伸时,要求在底部和活塞顶部突出的底部下腔之间都需要与底部活塞之间保持一定量的压力,以便在底部和活塞之间需要能够同时跟着底部活塞所用来带动的压力传感器和压力驱动器的模块横向下行对底部薄板上的压力油垫部件进行压力拉伸,自动通电,右位自动工作,自动通电,工作,调节底部下腔的压力油泵和垫所用来带动活塞工作的一定压力。进油油路：吸油油路：J:静止时下滑问题液压机的主缸液压活塞和传动滑块往往较重,为了使其在回路运动停止后,不致机油泄露或其他各种原因(有时例如液压泵和发电机突然启动导致回路掉电)而自动停止发生活塞下滑,回路中分别同时配备了单向液控式自动单向阀13和自动液控式单向背压阀14来完全自动封闭了整个主动气缸并在活塞的上下腔的内部流动油液,起到了支承均匀的传动作用,保证了传动主缸和液压活塞之间能够可靠地使其继续运行停留在任意的固定位置。但为了有效防止由于背压阀13失灵而导致使高压主阀和气门的上下腔启动发生严重超高压启动事故,背压阀14起到安全启动保护阀的作用。其对于整个背力阀压力所自动产生的压力抵抗,足以完全支撑背压活塞和其所同时携带的整个滑块自重,也就是说光靠这个滑块自重不能完全自动顶开一个大的背压阀14,所以整个背压活塞也不会自动停止发生压力下滑。 3.2.4 液压元件的选择液压元件的基本要求： A：动作灵敏,要求冲击和震荡较小,使用安全可靠。油液在流过时受到的压力损害小,可忽略不计。 B：结构要紧凑，其安装，调整，使用，维护方便，通用性要广范，密封性好。液压系统的工作压力与各阀类元件进行选择主要依据在正常工作时所承受的最大压力和通过的实际流量,其次需要综合考虑阀的各种动作形式,功能参数和使用寿命、安装的固定方式等情况去确定如何选用标准阀类的型号和规格:表3-2 元件的选取序 号元 件 名 称实际流量规 格型 号1斜轴式轴向柱塞变量泵600L/min压力31.5Mpa63SCY14-1B2齿轮泵18L/minBBXQ3电动机Y802-4三相异步电机4WU滤油器160L/min40通径，压力损失0.01MpaWU-160*1805先导式溢流阀80L/minCG2V-8FW6溢流阀18L/minYF-L10B7电液换向阀80L/min24DY-B32H-Z8单向阀48L/min10通径，16MpaALF3-E10B9压力继电器IPD01-H6L-YDP1-63B10外控内泄型顺序阀80L/minXD4F-L32H11液控单向阀80L/min32通径YAF3-E610B12三位四通电磁换向阀100L/min10通径34DO-B10H-T13液控单向阀80L/min32通径，32MpaYAF3-E610B14顺序阀80L/minXD2F-L32H15主液压缸16顶出液压缸17电液换向阀80L/min24DY-B32H-Z18节流阀48L/min10通径，16MpaALF3-E10B19二位二通电磁换向阀80L/min22EF3-E10B山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）第四章、计算部分及其校核由于液压缸在垂直摆放时的重量相对较大,为了避免其自重而使油箱下滑,影响整个系统的运行,在该系统中需要设置一个平衡的回路。因此,在对滑轮等零部件的快速、向下运动进行负载分析时,滑块等零部件自重产生的快速、向下运动的作用力可以忽略不计。由于气缸活塞上的密封环圈与气缸内外壳之间的摩擦比较小,本设计中忽略不计。确定主液压缸、顶出式液压缸的结构形状及其设计方法如下4.1液压机主缸的设计4.1.1内径的计算1) 液压缸工作压力为25MPa，机械效率=0.972)图4-1 主液压缸简图3) 活塞杆无杆腔的面积为： a. 则液压缸的内径为： 则按GB/T 2348-1993标准可取b. 由于对速度的要求我们可知,快进速度=快退速度,又因为液压缸中所采用的都是单个活塞缸,并且在快进行程中采用了差动连接,所以我们应该满足公式 整理可得则活塞杆直径为 则按GB/T2348-1993标准可取 c. 主液压缸的有效面积：（为无杆腔面积，为有杆腔面积） d. 主液压缸实际压制力和回程力： e. 主液压缸的工作力：1 主液压缸的平衡压力 2 主液压缸的工进工作压力 3 液压缸回程压力 4.1.2 壁厚及外径的计算该类型的液压缸一般是一种主要用于大型工程机械的专用液压缸,常用的钢管是一种无缝钢管,大多数都用的是一种属于四五薄壁钢管圆筒体的钢管结构,则其壁厚度的大小我们可以按照我们相应的薄壁钢管圆筒体壁厚公式表来进行直接计算:我们同时可以通过考虑直接选择45钢管公式：其中：试验压力，一般选取最大工作压力的倍 无缝钢管的材料为45钢，则=100120Mpa则有：则缸的外径为按照机械设计手册表23-6-60圆整为 4.1.3主液压缸活塞杆稳定性校核 本次设计中采用活塞杆的最大行程是800mm，活塞杆的直径为360mm，则，所以不需要对活塞杆进行校核。4.2液压机顶出缸的设计 4.2.1顶出缸主要参数设计1) 初选顶出缸工作压力 根据液压机类型初选顶出缸工作压力为40Mpa，机械效率2) 顶出缸尺寸的计算图4-2 顶出液压缸简图3) 活塞杆无杆腔的面积为： 4) 则液压缸内径为： 则根据GB/T-1993标准可取D=200mm=20cma. 由于对速度的要求我们可知,快进速度=快退速度,又因为液压缸中所采用的都是单个活塞缸,并且在快进行程中采用了差动连接,所以我们应该满足公式：，整理得则活塞杆直径为 由GB/T2348-1993标准可取b. 顶出液压缸有效面积（其中为无杆腔面积，为有杆腔面积） c. 顶出液压缸的实际顶出力和回程力 d. 顶出缸工作压力 4.2.2顶出缸壁厚及外径的计算该类型的液压缸一般是一种主要用于大型工程机械的专用液压缸,常用的钢管是一种无缝钢管,大多数都用的是一种属于四五薄壁钢管圆筒体的钢管结构,则其壁厚度的大小我们可以按照我们相应的薄壁钢管圆筒体壁厚公式表来进行直接计算:我们同时可以通过考虑直接选择45钢管 公式： 其中：试验压力，一般选取倍 无缝钢管的材料为45钢，则=100120Mpa则有：取则缸的外径为按照机械设计手册表23-6-60圆整为 4.2.3顶出缸活塞杆稳定性校核由于本次设计中每个活塞杆的运动总行程为800mm，活塞杆运动直径大约为140mm，则10，所以不需要对活塞杆稳定性进行校核。4.3油口直径的计算 4.3.1 主液压缸：式中： 可取则：圆整的 4.3.2 顶出缸：式中： 可取则：圆整的4.4 液压缸运动中的供油量计算 4.4.1 主液压缸的进出油量 A. 主液压缸空程快速下行的进出油量： B. 主液压缸工作行程的进出油量： C. 主液压缸回程进出油量： 4.4.2 顶出液压缸退回行程的进出油量 A. 顶出液压缸顶出行程的进出油量： B. 顶出液压缸退回行程的进出油量： 4.5 液压缸的缸底厚度厚度计算 4.5.1主液压缸： 缸底按有油口来计算，公式为： 式中： 则代入上式可得 4.5.2 顶出缸： 缸底按无油口来计算，公式为： 式中： ，锻钢 则代入上式可得4.6最小导向长度的确定 4.6.1 主液压缸： 对于一般情况下的液压缸，最小导向长度H应能够满足以下要求： 式中： 即：取活塞的宽度一般取B=（0.61.0）D;缸盖滑动支撑面的长度为，由液压缸的内径来定为了保证最小的导向长度H,时我们应在气缸顶部的阀门盖与活塞之间设置一个增加H的值,则气缸内隔套管道的长度C由最小的导向长度H所决定，即：活塞的宽度：缸盖滑动支撑面长度：则隔套长度：，所以不需隔套。液压缸的缸体内部的长度就是活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还需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2030倍。则内部长度为：，当液压缸支撑长度时，需要通过综合测量考虑到液压活塞杆的弯曲和运动稳定性。此次弹在设计中无须对其质量进行任何运动性和稳定性的数值计算。 4.6.2 顶出缸：同理，最小的导向长度H=150mm,无导向隔套，本次设计不必进行导向稳定性计算。山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）第五章、缸体强度计算 5.1缸体结构尺寸及结构图图5-1 结构图图中： 5.2实际工作压力液体工作压力为：则主压力：回程压力： 5.3缸体强度计算1 中段强度计算 由结构材料是35锻钢，进行计算： 公式：10001200代入数据可得 因此，满足强度要求。2 支承台肩处强度计算a. 如下图图5-2支承台接触面挤压应力其中： 则因此，满足强度要求。b. 支承台肩断面： 即：其中且,；其中由图可知：， ， 将数据代入上式可得： 则，因此，满足强度要求。 缸底强度计算 缸底按照圆形平板弯曲计算，缸底材料为锻钢。结构图如下：图5-3，其中：， ，因知，则代入上式可得： 5.4缸口部分零件的强度计算由以上这一部分计算所得的活塞杆内径数值为计算依据，查阅机械设计手册第二卷可得，其连接方式选用16个螺栓连接，其中材料为45钢，各螺栓孔径为，螺纹内径为。缸口部分的结构尺寸如下图：图5-41 作用在缸口导套及法兰盘上的力其中：，则有：2 螺栓的计算螺栓拉伸应力公式为： 式中： 且（大于M12螺钉，；小于M12螺钉，）则3 法兰盘的计算 材料选用35钢，弯曲应力为： 式中符号参照缸口结构图，可得： 代入上式可得：4 缸口导套挤压的计算 本设计缸口导套材料选用,导套挤压力为： 参照缸口结构图，可得：，；则： 山西能源学院2021届本科毕业设计（论文） 第六章、活塞部分计算6.1 活塞杆受压计算已知活塞杆材质为35钢，活塞杆直径为d=25cm，长度L130cm。其长度与直径比。在进行加压时,活塞经过受压,因其承载的被压面积相对较大,所以动力学上对其的挤压和稳定性可忽略不计。6.2 活塞头部锁母螺纹应力计算锁母螺纹受力公式：其中：，则代入得： 螺纹剪切应力：螺纹弯曲应力：式中:螺纹选的是M1804 则代入上两式可得： 6.3 活塞头部导向套计算导套材料为HT200，活塞头部结构见下图：图6-1导套挤压应力为： 式中符号见图尺寸为： 代入上式得： 6.4 活塞与活动横梁梁连接螺母计算螺纹剪切应力：螺纹弯曲应力：式中符号尺寸为：螺纹选取则螺纹内径 代入上式可得： 山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）第七章、机身零件设计计算7.1上横梁计算：作用力。,我们可以将其假设成一个自由放置在两个支点上的弯曲梁进行考虑,。 7.1.1受力计算：上横梁一般可认为是受两个集中力作用，两端支承的为简支梁。图7-1所示受力图以及剪力图。其中： 在主截面（I-I）所受弯矩： 7.1.2主截面（I-I）强度计算：表7-1 列表进行计算：主截面强度计算序号截面宽度（cm）截面高度（cm）截面积（cm）面积重心到x轴的距离（cm）截面对x轴的静面积静面积与面积重心到x轴距离乘积各截面积的惯性矩12312364.51485960001.92223286444126400108200422003566366612050012500001010420714013.518902550057652537556.5424024000056.46243728.56125200547101100.552.50.838251025022550012100020809518408412254910927总计651958271.562000282501049611由上表可知1 重心到x轴的距离：所以2 截面对X轴的惯性矩： 3 截面对X轴（形心轴）的惯性矩： 4 在受压截面上弯曲应力： 5 在受拉截面上弯曲应力： 因此，在主截面（I-I）上弯曲应力小于许用应力。上横梁受力图如下：图7-1 7.1.3截面剪切强度计算：根据我们目前所学的材料的力学工程理论分析可知,断面的最大抗压和剪切力主要应该是由一个立板承担,故我们可以按照一个比较简化的立板截面(或矩形)形式进行应力计算,其最大剪切应力位于立板中心的一个横断面上。 其中： 代入上式可得： 7.2工作台计算 7.2.1受力计算：工作台的中心孔直径为34cm,材料选用,台面的挤压应力取为：，则可得模具垫板最小尺寸应为： 式中： 则由可得，则圆直径计算，可知垫板直径，取垫板宽度，立柱中心距则取,均布载荷；在I-I截面上弯矩为： 最大剪切力为：图下为工作台受力简图：图7-2 7.2.2 I-I截面强度计算：计算可得截面特性如下： 在受拉截面上的挤压应力： 在受拉截面上的弯曲应力： 因此，在（I-I）截面上弯曲应力均满足要求。在（I-I）截面上，剪切应力最大值出现在长度为（)和（)两段上，并由立板承受，立板的高度,宽度，则在上述两段中性截面上最大剪切应力为： 7.2.3 II-II断面上强度计算在II-II截面处的弯矩公式： 式中： 代入上式： 因为简化了II-II截面为工字型截面，其惯性矩为 在II-II截面上受拉伸及压缩弯曲应力，其公式为： 则由上述计算可知，强度满足要求。7.3机架刚度计算 7.3.1上横梁受力计算由受力情况可知，上横梁受弯矩及剪切力产生的挠度公式为： 式中： 铸铁： 代入上式得： 则上横梁在公称压力下总变形量f： 7.3.2工作台的计算根据工作台的受力简图，工作台弯曲和剪切变形量公式为:将代入后整理可得： 式中： 代入上式可得： 则工作台在公称吨位作用下总变形量为： 且允许工作台的弯曲变形量为： 故工作台刚度符合要求。 7.3.3立柱拉伸变形立柱受拉伸变形时的变形量公式： 式中： 钢材 代入上式可得：则工作台上平面对横梁下平面中心点处最大位移为： 7.4活动横梁的计算活动横梁是液压机主体结构的一个重要部件，受工作缸重力和液压力的作用，其强度对液压机性能和操作安全很重要。活动式横梁为无限程设备,需要依靠行程启动开关控制其在上下运动时的速度。由于活动横梁的高度比较高,是通过使用模具或者垫板等材料来向横梁传递压力的,因此,活动横梁仅受到了挤压及较小弯矩,对于活动横梁的计算可以忽略不计。 山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）第八章、机身的紧固及维修保养8.1机身的紧固四柱型直流液压动力电动机的内部机身需采用机械锁紧制动螺母对其机身进行可靠性的紧固,并且机身应该保证具备充足的机械预紧制动能力。否则它在大型液压机床上进行高速加压时,在有上立柱调节台肩和任何工作面的台面、调节台的螺母和上立柱横梁之间的任何接触面和表面间均产生一间隙。泄压主机换向工作回程时,则泄压主机将会发生严重振动,并且可能会直接使得主机立柱工作台肩与主机工作台的两个接触面之间直接产生具有冲击性的载荷,可能会直接导致主机锁紧定位螺母的振动松退,主机的工作精度也会受到严重破坏。而且现在更为严重的一个问题就是由于支撑立柱上的台肩和支撑工作台的局部接触物体表面比较小,冲击的荷载也会直接影响造成支撑台肩的立柱局部宽度变粗。四柱万能液压机主要是采用加压来紧固,这种方法主要是用四柱液压机自身进行加压后,立柱支撑承载伸长时,用扳手将调节的螺母旋紧,泄压后立柱返回并收缩成一个紧固连接,其大小由公称压力确定,常取公称压力12倍。拆卸时亦须在高温下进行加压之后旋松,这类工艺方法操作紧固可靠,拆卸也更加便利。与上、下横梁的平面相贴合四个自动调整螺母作用于控制和调整机器精度,此时控制精度所需的附加压力比锁紧时所需的大。8.2维修保养在正确地操作各种机械时,我们应该学会正确地运用各种机械设备,认真地执行检查维修方案并且严格遵守安全的操作,才有可能地延长各种设备的使用寿命,保证安全、可靠地生产。首先我们应该充分地熟悉这种机器的整体结构和性能以及操作过程,熟练地掌握它的特性,另外,根据实际使用的情况对其进行维护保养和安全规范的操作给出几点重要参考意见。日常工作用油采用30号液压油，机油或透平油的选用视温度而定，室温低于20时可用N32号机油，室温高于30时可用N46号或N68号机油，使用油温应在1560范围。对油液要求在进行严格的过滤之后才能允许再加入到油箱,在那里的油箱中注水精度不得小于油标。在工作期间油液的使用中应该尽量保证每年至少要更换一次,第一次的更换期间一般都不多于三个月。滑块要时常灌注润滑油,立柱和杆体外露的表面要保持干净,每次施工前都要先在模具上喷注适量的机油。当电动机器突然停止连续工作24小时以上而且机器无法重新启动时,必须先用手拧开电动水泵和有机回油箱的连接头,注入到与水泵和有机油箱内相同的流量的有机油液。应该尽量做到每半年定期检查一次空气压力表的计量单并对其进行定期校正。当机器长期停止使用时,要把各个加工部位的表面清理干净后再涂上一层防腐油。山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）第九章、控制部分9.1 PLC 概述 PLC 是一种计算机,它有着与通用计算机相类似的结构。它比一般的通用计算机具有更多的与工业过程相连的接口，更直接的适应控制要求的编程语言。在本次设计中控制部分就是用可编程控制器,即 PLC。它能完成、和等功能,可用于控制机器或处于生产过程中的自动控制装置。9.2 控制部分设计 采用梯形图的编程模型,工艺流程图一般都是通过分步完成,所以要按照工艺流程图的要求来进行编译。其中的输入和输出的控制段也都会在电路框图中明确标示。因为它是一个循环的工艺过程,所以我们在编程过程中多处加入了一个延时。图 9.1 继电器-接触器接口电路，。图 9-2 输入、输出地址图 9-2 表示的是与，在和中有注明,因此我们不仅可以在详细阐述整个程序的基本电路结构上方面地便于用户理解。图 9-3 主要工艺流程压机工艺动作：调整:只需按一个相应的按钮,即可以获取相应工艺操作,松开后停止。：按压双手按钮，泄压回程。拉伸工艺：按压双手按钮，泄压回程。流程图体现了整个系统的运行过程,清楚地表述了系统的正常运行情况。9.3压力冲击现象 冲击式的管道压力或许被广泛地加以定义是因为在一些完全相对封闭的流体管道中进行压力应用,通过两个基本压力方程,分别是被称之为管道运动中的平衡压力方程和连续性来应用于一个较短的管道流体压力圆管。它可以依赖于任何可不断变化的任何流体平均值的压力和气体流速在任意一段流体管路的一个方向截面,而且不必再需要将它依赖于任何可不断变化的流体时空和空间距离。一般人都会特别考虑要得到一个实际高压稳流的流动方向。摩擦力将被广泛认为与运动速率的平方公式成一个正比,而这个稳流摩擦的关系也将会被广泛认为非常适合于非稳定的力学事例。总结通过这次的毕业设计,我又到了许多知识,增加了阅历。首先要感谢此次进行毕业设计的机会,是老师和学校给了我们时间，在设计中不但锻炼了我们良好的逻辑思考能力,而且也培养了锲而不舍的追求学习精神和严谨的学习作风。再次要感谢各位老师及众多同学的热心支持与帮助,此次的毕业设计活动就是为了让我在大学四年里把自己所学的知识做个很好地总结。通过此次的毕业设计,我进一步了解到与液压机和单片机很多密切相关的知识,了解当前国内外一些先进的生产制造技术,了解到液压机的设计一般流程,通过对于液压机结构及其系统进行了设计,掌握了一些在机械设计工艺方面的基本知识,对液压机进行简单的控制,为我以后的工作学习奠定了基础。此次通过 YF32-400四柱万能通用液压机的设计,我对于自己以后的学习生活充满了信心和希望。相信本次的毕业设计会对我今后的事情和工作中都有很大的裨益。最后,我在此特别感谢我的指导老师,在这短暂的时光里对我进行了多的细心指导与淳淳教诲,我的这次毕业设计才能真正得以圆满顺利地完成。同样我也一定要衷心地感谢曾经教育过、指导过我的各位老师,感谢曾经给予我支持和帮助的朋友们,谨献上我最真挚
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