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液压机 设计 本体 13 CAD

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SZYYJ-1000 四柱液压机使用说明书XXX XXXXXXSZYYJ-1000使 用 说 明 书 目 录一、 外形图- 1二、 用途和特点- 2三、 主要技术参数- 2四、结构概述-3五、液压系统概述- 4六、电气系统概述-6 七、安装和试车-7 八、故障和消除方法- 9九.维护保养和安全操作规程- 10十.易损件表- 11附 图 一.液压原理图-12 二.电气原理图-13 三地基图-15SZYYJ-1000使 用 说 明 书共 15页第 2 页 二、用途和特点：本机器使用于可塑性材料的压制工艺，如弯曲、翻边等，也可以从事校正、压装、冷挤、塑料制品及粉末制品的压制成型工艺。 本机器具有独立的动力机构和电气系统，采用按钮集中控制，可实现调整、手动和半自动三种操作方式。液体工作压力、滑块行程均可根据工艺需要进行调整，并能完成定压和定程两种工艺方式，在压制后具有保压延时及自动回程动作。动力源选用YCY轴向柱塞泵。三、主要技术参数：序号项 目单位规 格备 注1公称力KN100002液体最大工作压力MPa253主缸回程力KN3004下缸顶出力KN-5滑块最大行程mm4006下缸最大行程mm-7滑块距工作台面最大距离mm8608滑块行程速度空载下行mm/s100工作mm/s520回程mm/s60-1509下缸活塞行程速度顶出mm/s-回程mm/s-10工作台有效面积左右mm1770前后mm150011立柱中心距尺寸左右mm1370前后mm110012工作台距地面高mm57013主机轮廓尺寸左右mm1770前后mm2000地面以上mm500014机器占地面积前后mm2800左右mm358015电动机总功率KW60SZYYJ-1000使 用 说 明 书共 15 页第 3 页四、结构概述：本机器由主机及控制机构两大部分组成，通过液压管路及电器装置联系起来组成一个整体，主机部分由机身、主缸、顶出缸、顶料缸及充液装置组成：控制部分由动力机构、限程装置、管路及电气操纵部分组成，现将各部分结构和作用分述如下： （一）机身（见外形总图） 机身由上横梁、工作台、立柱、滑块、调整螺母、锁紧螺母等组成，四根立柱作为滑块上下运动导向，上横梁和工作台由锁紧螺母紧固于两端，机器精度由调节螺母及紧固于上横梁上端的锁紧螺母来调整。滑块内装有导向套。（二）主缸 主缸缸体依靠缸口台肩及大锁母紧固于上横梁中心孔内，活塞杆下端用锁母于滑块相连接，缸口铸铁套作导向用，活塞大头部外圆处装有方向相反的“UN”型密封圈，内圆装有“O”型密封圈，在缸体形成两个油腔，缸口部分也装有“UN”型密封圈和“O”型密封圈，借助法兰锁紧以保证下腔密封，主缸尾部大孔内装有充液阀。 （三）顶出缸与顶料缸 顶出缸装于工作台中心孔内，用锁紧螺母固定，顶料缸则是倾斜45度。 （四）动力机构： 动力机构主要由油箱、轴向柱塞泵、电动机和二通插装阀组成，它是产生和分配工作油液使分配工作油液使主机实现各种动作的机构。油箱为钢板焊接件，箱内设滤油装置，箱后装有观察油面高度的油标，一侧开有清洗油箱用的窗口。电动机、油泵以及二通插装阀组置于油箱顶部。 1. 63YCY141B型轴向柱塞泵 本机采用63YCY141B型轴向柱塞泵，结构和原理见该泵说明书。 2. 二通插装阀组 二通插装阀组是一种新型的液压元件，它具有流动阻力小、通油能力大、动作速度快；密封性能好、无泄漏、不易卡死；抗污染能力强、体积小、寿命长、易于维修等特点。 （五）充液阀：该阀由阀体、活塞、单向阀、卸载阀和弹簧等组成，动作原理和液控单向阀相似。当滑块快速下行时，泵所提供的油液不能及时充满主缸上腔，因而造成一定的负压，吸开了单向阀，充液筒内大量油液补入主缸上腔。反向时，动作原理则和液控单向阀相同，卸载阀的作用是为了减少换向时的冲击。SZYYJ-1000使 用 说 明 书共 15 页第 4 页五、液压系统概述：（一）概述液压系统由能源转换装置（油泵和油缸），能量调节装置（各种阀）以及能量输送装置（管路）等组成，在电气系统的控制下驱动滑块和顶出缸活塞运动来完成各种工艺要求的动作。本机器具有调整、手动和半自动三种工艺规范，可按具体制件的工艺要求进行选择。a、调整操作为按压相应按钮得到要求的点动动作。b、手动操作为按压相应按钮得到要求的连续动作。C、半自动操作为按压工作按钮使滑块自动的完成一个工艺动作循环。（二）液压原理的动作说明 液压系统参见液压原理图，现以半自动工作循环定压成形为例作下述说明： 首先接通电源，按压相应按钮启动电动机，电动机带动轴向柱塞泵运转，泵所供出的油液经阀“C1”回油箱，此时系统处于空负荷运转状态。将工作方式选择开关旋到半自动工作位置，按压“压制”按钮，（辅助部分）倾斜缸回，达到下限SQ6，（主机）电磁铁“YV1”、 “YV2”、“YV3”、 “YV6”、 “YV8”、“YV9”同时通电。“YV1”、“YV2“”通电先导电磁换向阀“F2”、“F1”换向，插装阀“C1”、“C2”关闭，系统建压。“YV8”、“YV9”通电，先导电磁换向阀“F10”换向，使插装阀“C9” 、“C12” 开启，接通主缸下腔和油箱的通路，使滑块处于无支承状态，在重力作用下，向下运动。“YV3”、“YV6”通电，先导电磁换向阀“C6”换向，开启插装阀“C11”，压力油进入主缸上腔，滑块在自重作用下向下作快速运动，经“C11”来的油液远远不能满足主缸上腔容积变化的需要，于是在主缸上腔中产生负压，使得阀“F12”开启，充液筒中的油液补入主缸上腔，以满足其容积变化的要求。 滑块下行碰撞行程开关“SQ2”时，“SQ2”发出讯号，使得电磁铁“YV8”断电，先导电磁换向阀换向，插装阀“C9”关闭，主缸下腔回油路切断，滑块不能在自重作用下向下作运动，这时主缸上腔负压消失。在弹簧作用下，充液阀“F12”关闭，泵之来油经插装阀“C11”继续供入主缸上腔，使得主缸上腔压力升高，当压力升至阀“F12”预调压力时，“F6”油路接通，滑块在压力油作用下，慢速下行，接触工件后，开始加压，当压力升至电接点压力表“b1”调定值时，“b1”发出讯号，使电磁铁“YV1”、 “YV2”、“YV3”、 “YV6”、“YV9”断电，先导电磁换向阀均回复为原始状态，插装阀“C6”、“C11”关闭，“C2”、“C1”开启，这时系统处于空运转状态，主缸上腔内的高压油在阀“F7”、“F8”、“F12”和活塞大小部的密封圈之间被封闭，使主缸系统处于保压状态，同时，时间继电器“KT1”也开始计时动作，达到预 SZYYJ-1000使 用 说 明 书共 15 页第 5 页定时间时发出讯号，使电磁铁“YV1”、“YV4”、“YV10”接通。“YV1”接通，先导电磁换向阀“F1”换向，系统建压。“YV4”接通，先导电磁换向阀“F4”换向，接通阀“F6”油路，使得主缸下腔压力值不得超过阀“F6”的预定值(该值只能平衡滑块本身的重量)。“YV10”接通，先导电磁换向阀“F9”换向，插装阀“C13”开启，泵之来油经插装阀“C13”回油箱，这时，系统压力值为“F17”的调定值，同时，充液阀“F12”控制活塞下 行，先推开卸载阀，主缸上腔开始卸压，当压力值降至预定压力值时(约2MPa)，时间继电器“KT3”发讯，使得电磁铁“YV4”、“YV10”断电，先导电磁换向阀“F4”、“F9”换回中位，同时，充液阀“F12”控制活塞推开主阀芯，这时系统压力升至阀“F5”调定值，推动滑块回程，上腔油液经充液阀“F12”回充液筒，当滑块回程碰撞行程开关“SQ1”时，“SQ1”发讯使电磁铁“YV1”、“YV2”、“YV3”、“YV5”、“YV7”断电，插装阀“C2”、“C 1”开启，这时，系统处于空转状态，回程停止，（辅助部分）倾斜缸顶出，达到上限SQ5，顶料缸顶出，并保持设置的时间（KT5），当时间到了，顶料缸退回，至此，完成了滑块的整个半自动 循环。 在工作循环开始前，按压“顶出”按钮，使顶出缸活塞顶出至所需位置时停止，通过压力顶板，压边杆和压边圈（由用户自备模具零件）托住制件，滑块上安装凹模，工作台上固定凸模，滑块下行时，凹模首先接触制件，并通过压边圈、压边杆和压边顶板，迫使下缸活塞随同下行，由于顶出缸下腔处于封闭状态，腔内油液在这个力的作用下，压力不断升高，至阀“F14”的调定值时，“F14”油路接通，“C5”开启，稳定溢流，上腔则通过阀“F9”吸油自补，从而得到要求的压边力，顶出缸下腔的压边值一般最大调整在25MPa。 定程成行工艺的操作和定压成形工艺基本相同，只是事先将行程开关“SQ3”调至预定位置，滑块下行至预定位置时碰撞行程开关“SQ3”后立即自动回程完成一个压制循环，其它操作均相同。SZYYJ-1000使 用 说 明 书共 15页第 6页 “调整”或“手动”操作方式，事先将选择开关搬至相应位置，按压按钮，即可得到相应动作。 六、液压系统概述（本系统为常规继电器控制）、概述：（参见电路图） 本电器系统之任务是按照液压系统规定之动作图表，驱动电动机，选择规定的工作方式在发讯元件的指令下，使有关电磁铁动作，以完成指定的工艺动作。 根据本机器生产工艺的要求，设有“调整”、“手动”、“半自动”三种工作方式，其操作按钮布置于独立的可移动按钮站上。 （1）、调整工作方式： 将转换开关“SA2”搬至“调整”位置，（即接点1825断路），“SA3”搬至一侧断电位置（即接点2532断路），这时按压按钮，即得到相应动作，放手后即停止动作。 （2）、手动工作方式： 将转换开关“SA2”搬至“工作”位置，（即接点1825接通），“SA3”搬至一侧断电位置（即接点2532断路），这时用手按一下某一按钮即得到一个相应的完整动作。当这一动作完成后，即停止，而不连续进行下一个动作，在此动作过程中，只育用手按压静止按钮“SB4”时，动作才能中途停止。 （3）、半自动工作方式： 1.定压成型： 将转换开关“SA2”搬于“工作”位置，（即接点1825接通），“SA3”搬于另一侧通电位置（即接点2532接通），同时按压工作按钮“SB5”、“SB6”滑块即可自动按顺序进行“快速”、“慢速”下行并加压，保压延时后，卸压和回程以及回程停止等动作，其余动作均由手动按钮来完成。 2.定程成型： 事先将行程开关“SQ3”调至所需位置，滑块下行并加压后，碰撞“SQ3”即可回程（应事先将电接点压力表调至大于加压的压力值上）。 、电气原理图说明： 以半自动定压成型工艺工作方式说明如下： 1.首先根据节按本工作方式调整好各选择开关位置，然后将电气箱门关上，使开关“QF”接通，这时信号灯“HL1”发光。 2.按压按钮“SB3”交流接触器“KM1”、“KM2”和时间继电器“KT1”同时吸合，这时系统处于星形起动状态，经延时12秒后，“KM2”、“KM1”断开，此时电动机和油泵处于空负荷运转状态。 SZYYJ-1000使 用 说 明 书共 15 页第 7页按压“SB8” KA5、YV1、YV6活塞顶出按压“SB9” KA6、YV1、YV7活塞退回其余调整动作或手动单一动作方式只须将转换开关“SA2”、“SA3”按节说明事先调整好，按压有关按钮即可实现，故不再重述。 、电气联锁及电气保护装置1.控制电路的短路保护，采用熔断器。2.电动机的过载保护，采用热继电器；短路保护，采用空气开关。3.本机器在半自动及手动工作方式中，在压制或保压过程内，因故障而发生意外时，可直接按“回程”按钮“SB7”，滑块立即回程，如超行程时，碰到行程开关“SQ4”滑块立即停止。4.本机器电气装置均有安全可靠的接地装置，用户应按要求接上总接地线。七、安装和试车： 本机器到厂后，应先拆开包装箱顶板，再拆四壁箱板，最后卸下固定零件的螺拴等紧固件，然后仔细清洗各零部件，吊运时，应注意被吊件的重心，要合理选择吊运位置，并注意勿使薄板零件承载，以免损坏仪表和零件。 机器应安装在混凝土基础上，基础设计请参考地基图，其他防水措施及安全照明设施等，均由用户基础设计人员根据本地具体清况决定。 现将安装顺序说明如下： (一)首先将工作台，动力机构照外观图所示的相对位置安装，并将工作台上平面找平，要求台面与水平面的不平行度不大于0.20/1000mm，然后将地脚螺拴紧固。 (二)装入顶出缸并把锁紧螺母锁紧。 （三）事先准备两金属柱（或管），其长度L6000.2mm，两端平行度不大于0.05mm，该柱(或管)应具有承受1000T力量的足够强度及接触面积（工作台及滑块的材料分别为HT200和HT250），将滑块吊起，在工作台两侧（左右方向）放入两柱，以支承住滑块。 （四）将四立柱分别从对角方向插入滑块及工作台立柱孔内，支承上横梁的调节螺母上平面与工作台上平面之间的距离调至16750.3mm,然后将主缸及上横梁装好,吊起穿入立柱,锁紧立柱两端的锁紧螺母,将上横梁、工作台和立柱固定。 （五）安装充液阀。 （六）按外形总图、液压原理图及电气原理图、电气接线图，接好管路，电气线路等，油箱及充液筒内注入过滤后的干净油液，加油量约为575升。 至此，安装工作结束，可以试车。SZYYJ-1000使 用 说 明 书共 15 页第 8 页 现将试车顺序说明如下： （一）、将工作方式开关转至“调整”位置，将动力站上各压力控制阀的调节手柄松开。 （二）接通电源，点动电动机接通电源，点动电动机，看其旋向是否和规定的旋向一致，该工作做完后，即可正式启动电动机，使油泵处于空负荷运转状态，时间不得少于5分钟，然后检查各部位是否正常，如无异常现象，即可将系统压力升至6MPa左右，以备下一步工作需要。 （三）按压“按压”按钮，使主缸活塞下行，要求活塞头部能准确地导入滑块上的定位孔内，若不合适时，应调整四个调整螺母，使其能准确地穿入定位孔内，然后将大法兰安装好，并保证法兰端面与滑块上平面相距5mm间隙，这时压力升至预调的6MPa停车后，在保压状态下用板手拧紧连接螺栓。 （四）按压“回程”按钮，使滑块升至上死点，将试车砧子（金属垫块）放至工作台中央，试车砧子高度应不小于500mm，长及宽尺寸不小于600mm，砧子上下平面的平行度应小于0.02/500mm，并有承受满负荷的足够强度。 按照合格证明书规定的精度标准调整，一般，先调整滑块下平面和工作台上平面的平行度，具体方法是在加压时调整上横梁下面的四个调节螺母。合格后，紧固上面的四个锁紧螺母。 （五）按前述工作方式试车，将先导阀“F15”调整至滑块在任意位置停留时，不应有下滑现象，但是应注意压力值应保证回程力的需要，慢速下行时，先导阀“F17”应调整至主缸上腔压力值小于1MPa为宜。 （六）加压范围一般为525MPa，即1001000T，在电接点压力表“b1”调整时，先导阀“F18”、“F20”也要作相应调整，一般系统压力应高于电接点压力表“b1”的预定压力1MPa左右，在小于5MPa使用时，表“b1”可能有上冲现象。（七）拉伸时，压边力的调整环节为先导阀“F14”、“F12”，一般“F14”的调整值应固定在25MPa，需要变化时，可调整“F12”。 系统压力的调整环节为先导阀“F18、F20”，一般溢流阀“F18”固定在25MPa，系统压力值根据需要调整远程调压阀“F20”得到。（八）测量各动作行程速度是否合乎要求，行程限程装置的各元件动作是否可靠。（九）测量保压性能加压后停车，要求保压10分钟压力降不大于2.45MPa。（十）再次测量主机精度 至此，整个试车工作结束，可以投入生产使用。SZYYJ-1000使 用 说 明 书共 15 页第 9 页 八、故障和消除方法：序号故障现象产生原因排除方法1动作失灵1.电气接线不牢或接错2.油箱注油不足1.按第六章所述检查电气部分2.加油至油标位置2滑块爬行1.系统内积存空气或泵吸油口进气2.精度调整不当或立柱缺油1.检查吸油管是否进气，然后多次上下运行并加压2.重新调整精度，立柱表面加油3滑块下行时带压支承压力过大调整先导阀“F17”使带压不大于1MPa4停车后，滑块下溜严重1.缸口（或活塞）密封圈漏油2.先导阀F15预调压力太小3.插装阀“C3”“C4”阀口密封不好1.检查密封环，如损坏，则应更换2.调整压力值3.检查阀口，重新配研5压力表指针摆动厉害1.压力表油路内存有空气2.管路机械振动3.压力表损坏1.上压时拧松接头放气2.将管路卡牢3.更换压力表6高压时行程速度不够，上压慢1.轴向柱塞泵流量调的过小2.泵磨损或烧伤3.系统内漏严重1.按泵的要求说明进行调整2.若泵的泄油口出油量大于41/min，应拆下检修3.检修各相应环节7保压时压力降的太快1.参与密封的各阀口密封不严或管路漏油2.缸内密封圈损坏1.检修阀“F1”“F2”的密封扣是否合格 否则应重新研配，修焊渗漏管路2.更换密封圈SZYYJ-1000使 用 说 明 书共 15 页第 10 页 上述介绍只对一般情况作概略说明，实际使用过程中，发现故障，应先分析原因，随后逐一检查排除。 九、维护保养和安全操作规程 正确使用机器设备，认真执行维护和遵受安全操作规程，是延长设备使用寿命，保证安全生产的必要条件。为保证这一条件，首先应熟悉机器的结构性能和操作程序，掌握其特性。为方便用户，根据一般使用情况提供有关维护保养及安全操作的几点意见，供参考。（一）维护保养 1.工作用油推荐采用30液压油，若选用机械油或透平油应视温度而定，室温低于20时，用20机械油或22透平油，室温高于30时，可用30或40机械油，使用油温应在1565范围内。 2.油液应进行严格过滤后才许加入油箱，油箱内注油不能低于油标，充液筒内应加满至回油口。 3工作油液每半年应更换一次，其中第一次更换时间不应超过2个月。4.立柱及外露活塞表面应该常喷注机油，每日工作前应先喷注一次。5.在公称力10000KN下，集中最大载荷最大允许偏心为60mm，偏心过大，易使立柱拉伤或出现其它不良现象。 6.每半年检查校正一次压力表。 7.机器较长时间停用时，应将各加工表面擦洗干净，并涂防锈油。若顶出系统不用时，将F12或F14远控阀松开。 8.根据使用班次，定期（23个月）检查充液阀固定螺母，不得有松动。 （二）安全操作规程： 1.不了解机器结构性能或操作程序者，不应擅自开动机器。 2.机器在工作过程中，不应进行检修和调整模具。 3.当机器发现严重漏油或其它异常现象（如动作不可靠，噪声大，振动等）时，应停车分析原因，设法排除，不允许带病投入生产。 4.不得超载或超过最大偏心距使用。 5.严禁超过滑块的最大行程使用（模具最小闭合高度不得小于380mm）。 6.电气设备接地必须牢固可靠。 7.当机器不用时，应将滑块落下，并与模具闭合。SZYYJ1000(SM)使用说明书共 15页第 11页十.易损件表部件名称代 号部件名称规 格数量备 注动力站GB1235-76O形圈162.43主缸GB1235-76O形圈703.11603.117508.62UN密封圈D7103MERKELd6701MERKEL防尘圈d6701MERKEL充液系统GB1235-76O形圈242.41603.11900101703.12110x3.1230x3.12管路GB1235-76O形圈顶出系统GB1235-76O形圈D65X3.13D46X3.13D50X3.16D50X2.56防尘圈d 403耐磨环d 453摘 要自18世纪末世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。本世纪60年代以后，液压技术随着空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压系统在各种机械设备上得到了广泛的使用。压力机是锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金、成形、打包等加工工艺中广泛应用的压力加工机械设备。液压压力机（简称液压机）是压力机的一种类型，它通过液压系统产生很大的静压力实现对工件进行挤压、校直、冷弯等加工。液压机的结构类型有单柱式、三柱时、四柱式等形式。PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力有很好的应用，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.近年，工业计算机技术（IPC）和现场总线技术（FCS）发展迅速，挤占了一部分PLC市场，PLC增长速度出现渐缓的趋势，但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。PLC发展的重点：1、人机界面更加友好；2、网络通讯能力大大加强；3、开放性和互操作性大大发展；4、PLC的功能进一步增强，应用范围越来越广泛；5、工业以太网的发展对PLC有重要影响。关键字：液压系统, 压力机, PLC, 自动控制,ABSTRACTSince the end of the eighteenth Century the worlds first counting hydraulic press, hydraulic transmission technology has a history of two hundred or three hundred years. After 60 years of this century, hydraulic technology and with the rapid development of computer technology, the development of space technology. The current hydraulic technology is rapid, high voltage, high power, high efficiency, low noise, durable, highly integrated direction. Hydraulic technology in China was first applied in machine tools and forging equipment, and later used for tractor and engineering machinery. Now, the hydraulic system of our country has been widely used in all kinds of machinery and equipment.The press is the pressure processing machinery and equipment widely used in forging, stamping, cold extrusion, straightening, bending, forming, powder metallurgy, packaging and other processes. Hydraulic press (referred to as the hydraulic machine) is a type of press, the hydraulic system to produce a static pressure great implementation of extrusion, straightening, bending and machining of a workpiece. Structure type hydraulic machine has a single column, three column, four-column type etc.PLC has a very good application capability in dealing with analog, digital operation ability, man-machine interface capabilities and network capabilities, PLC gradually entering the field of process control, the DCS system is in a dominant position in the field of process control in some applications to replace.In recent years, industrial computer technology (IPC) and field bus technology (FCS) is developing rapidly, has occupied a part of the PLC market, PLC growth rate gradually slowed down trend, but in the industrial automation control especially in order control position, in the foreseeable future, cannot be substituted.The focus on PLC development: 1, man-machine interface more friendly; 2, network communication ability is greatly enhanced; 3, the openness and interoperability greatly development; 4, the function of PLC further enhanced, more and more extensive range of applications; 5, the development of industrial Ethernet has important effect on PLC.Keywords: hydraulic system, press, PLC, automatic control,引 言液压传动是在“流体力学”、“工程力学”、“机械制造技术”等基础上发展起来的一门比较新兴的技术。随着我国工业和科学技术的不断发展，液压传动技术在汽车工业、造船工业、动力工业等方面得到了越来越广泛的应用。因此，液压机也越来越受到人们的欢迎。四柱式万能液压机适用于各种可塑性材料的压制工艺，如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型工艺。该系列产品具有独立的动力机构及电气系统，并采用按钮集中控制，工艺动作采用继电器控制，可实现调整、手动和半自动化操作三种操作方式。工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整，并能完成定压及定程成型两种工作方式。定压成型之工艺方式在压制后具有保压、延时及自动回程动作。对四柱式万能液压机液压系统性能的深入研究，有利于该型液压机的工程使用者和维护者理论知识和技术能力的提高本设计是根据指导老师给的毕业设计大纲设计的液压传动四柱液压机，着重叙述了液压机的概论、液压机的本体结构及设计计算以及液压机液压系统的设计三个方面进行阐述的，里面详细的说明了液压机的基本工作原理、特点、分类、基本参数、液压机的本体结构及其设计计算以及液压机的液压系统的设计，尤其液压系统的设计阐述了大量内容。本设计采用了国际单位制和标准的液压职能符号，本人在设计的过程中得到了老师的细心指导在此表示深深的谢意，另外也得到了很多同学的帮助，在此也一并表示谢意。由于时间和自己的水平有限，设计中难免存在缺点和错误，恳请老师们批评指正。 目 录第一章 概论 1第一节 液压机的工作原理 1第二节 液压传动系统组成 2第三节 液压传动的优缺点及应用 3第二章 液压机本体结构设计 5第一节 液压机基本技术参数 5第二节 液压缸的基本结构设计 6第三节 缸体结构的基本参数确定 7第四节 各缸动作时的流量 9第五节 上缸的设计计算 10第六节 确定快速空程的供液方式、油泵规格和电动机功率 22第三章 压力机的功能 24第四章 压力机液压系统设计要求 25第五章 压力机液压系统工况 26第一节 主液压缸 26第二节 顶出液压缸 26第六章 确定压力机液压缸的主要参数 28 第一节 初选液压缸的工作压力 28第二节 确定液压缸的主要结构参数 29第三节 计算液压缸的工作压力、流量和功率 31第七章 拟订压力机液压系统原理图 34第一节 确定液压系统方案 34第二节 拟定液压系统原理图 37第八章 选择液压元件 39第一节 液压系统计算与选择液压元件 39第二节 选择液压控制阀 39第三节 选择辅助元件 40第九章 液压系统性能的验算 42第十章 液压控制装置集成设计 44第十一章 液压缸的校核 46结论 48致谢 49参考文献 50VI第一章 概论 用液体作为工作介质来实现能量传递的传动方式称为液体传动。液体传动按其工作原理的不同分两类。主要以液体动能进行工作的称为液力传动（如离心泵、液力变矩器等）；主要以液体压力能进行工作的称为液压传动。四柱液压机的工作原理油泵把液压油输送到集成插装阀块，通过各个单向阀和溢流阀把液压油分配到油缸的上腔或者下腔，在高压油的作用下，使油缸进行运动.液压机是利用液体来传递压力的设备。液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。四柱液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。第一节 液压机的工作原理液压系统是有泵、滤芯、管路、和各种阀体组成的，最基本的要有一个液压泵提供压力，一个溢流阀防止系统压力过高及时卸荷。换向阀控制液压缸油液的流向来控制液压缸的伸缩。另外还有很多如：减压阀、节流阀、液控单向阀等等是根据工作需要选择的，建议你看一下各种基本阀体的工作原理和实现功效，这样方便理解。现在机械上多数是组合阀，各种不同的阀体组合在一起实现功效，挺复杂，不过要是单纯理解原理知道他是咋干活的，不涉及到计算和研究还是很好理解的！无非是两种控制 一种是压力控制阀芯的开启，一种是电磁产生磁力控制阀芯的开启。液压原理图和咱们当初学电路画电路图有的一拼，但是相对更直观更好理解，因为东西都看的见摸得着。比如节流阀，你完全可以把它当成个水龙头，控制液体流量的么。开大点流量大开小点流量小！四柱液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。四柱液压机的工作原理油泵把液压油输送到集成插装阀块，通过各个单向阀和溢流阀把液压油分配到油缸的上腔或者下腔，在高压油的作用下，使油缸进行运动.液压机是利用液体来传递压力的设备。液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。第二节 四柱液压传动系统组成图1-1为一台四柱液压机系统原理基本组成。我们可以通过它进一步理解一般液压机系统应具备的基本性能和组成情况。图1-1 四柱液压机在图1-1中，四柱液压机是利用液压泵将原动机的机械能通过液压控制系统换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和液压控制管路的传递进入油缸，推动固定在上横梁上的主缸带动上下活动梁来回移动，由四个立柱导向将上下模具闭合，压制所需要的工件，再于顶出缸把压制好的工件顶出。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。 液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1、动力元件（油泵） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 2、执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3、控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。 5、工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。第三节 液压传动的优缺点及应用一、液压传动的优缺点液压机传动与其他传动方式相比较，有如下的优点：（1）液压传动能方面地实现无极调速，调速范围大。（2）在相同功率情况下，液压传动能量转换元件的体积减小，重量较轻。（3）工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。（4）便于实现过载保护，而且工作油液能使传动零件实现自润滑，故使用寿命较长。（5）操作简单，便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。（6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化。液压机传动的主要缺陷是：（1）液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使传动无法保证严格的传动比。（2）液体传动有较多的能力损失（泄漏损失、摩擦损失等），故传动效率不高，不宜作远距离传动。（3）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在很高和很低的温度下工作。（4）液压传动出现故障时不易找出原因。总的来说，液压传动的优点是十分出的，它的缺点将随着科学科技的发展而逐渐得到克服。二、液压机的发展趋势（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。充分合理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。自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。 （4）液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来方便在1964年开始从国外引进液压元件生产技术，同时自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已经形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。目前，我国机械工业在认真消化、推广从国外引进的先进液压技术的同时，大力研制开发国产液压件新产品（如高压齿轮泵、比例阀、叠加阀及新系列中高压阀等）加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准的执行性的国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差的不符合国家标准的液压件产品采取逐步淘汰的措施。可以看出，液压传动技术在我国的应用与发展已经进入了 一个崭新的历史阶段。第二章 液压机本体结构设计第一节 液压机基本技术参数一、800吨液压机设计要求1、 主缸公称压力 8000kN2、 主缸回程力 1600KN3、 顶出缸公称压力 1000kN4、 顶出缸回程力 600KN5、 滑块距工作台最大距离 1800 mm6、 滑块行程 . 1200 mm7、 顶出行程 400mm8、 工作压力 25MPa9、 滑块速度 空程速度 120mm/s 挤压速度 15-25 mm/s 回程 110mm/s10、 顶出速度 顶出 140mm/s 回程 150mm/s11、工作台中心孔 100 mm12、工作台面大小 根据设备稳定性进行设计。(2200*1600，1600*1600,3150*2000)第二节 液压缸的基本结构设计一、液压缸的类型图2.1双作用单活塞杆液压缸液压缸选用双作用单活塞杆液压缸，活塞在行程终了时缓冲。因为工作过程中需要往复运动，从图可见，油缸被活塞头分隔为两腔，侧面有两个进油口，因此，可以获得往复的运动。实质上起到两个柱塞缸的作用。此种结构形式的油缸，在中小型液压机上应用最广。二、钢筒的连接结构在设计中上、下缸都选择法兰连接方式。这种结构简单，易加工，易装卸。上缸采用前端法兰安装，下缸采用后端法兰安装。缸口部分采用了Y形密封圈、导向套、O形防尘圈和锁紧装置等组成，用来密封和引导活塞杆。由于在设计中缸孔和活塞杆直径的差值不同，故缸口部分的结构也有所不同。三、缸底结构缸底结构常应用有平底、圆底形式的整体和可拆结构形式。平底结构具有易加工、轴向长度短、结构简单等优点。所以目前整体结构中大多采用平底结构。圆底整体结构相对于平底来说受力情况较好，因此，在相同应力，重量较轻。另外，在整体铸造的结构中，圆形缸底有助于消除过渡处的铸造缺陷。但是，在液压机上所使用的油缸一般壁厚均较大，而缸底的受力总是较缸壁小。因此，上述优点就显得不太突出，这也是目前在整体结构中大多采用平底结构的一个原因。然而整体结构的共同缺点为缸孔加工工艺性差，更换密封圈时，活塞不能从缸底方向拆出，但由于较可拆式缸底结构受力情况好、结构简单、可靠，因此在中小型液压机中使用也较广。在设计中选用的是平底结构。四、油缸放气装置通常油缸在装配后或系统内有空气进入时，使油缸内部存留一部分空气，而常常不易及时被油液带出。这样，在油缸工作过程中由于空气的可压缩性，将使活塞行程中出现振动。因此，除在系统采取密封措施、严防空气侵入外，常在油缸两腔最高处设置放气阀，排出缸内残留的空气，使油缸稳定的工作排气阀的结构形式包括整体式和组合式。在设计中选用的是整体式。整体式排气阀阀体与阀针合为一体，用螺纹与钢筒或缸盖连接，靠头部锥面起密封作用。排气时，拧松螺纹，缸内空气从锥面间隙中挤出，并经斜孔排出缸外。这种排气阀简单、方便、但螺纹与锥面密封处同心度要求较高，否则拧紧排气阀后不能密封，会造成泄露。五、缓冲装置缓冲装置的工作原理是使钢筒低压腔内油液(全部或部分)通过节流把动能转换为热能，热能则由循环的油液带到液压缸外缓冲装置的结构有恒节流面积缓冲装置和变节流型缓冲装置。在设计中我采用的是恒节流面积缓冲装置，此类缓冲装置在缓冲过程中，由于其节流面积不变，故在缓冲开始时，产生的缓冲制动力很大，但很快就降低下来，最后不起什么作用，缓冲效果很差。但是在一般系列化的成品液压缸中，由于事先无法知道活塞的实际运动速度以及运动部分的质量和载荷等，因此为了使结构简单，便于设计，降低制造成本，仍多采用此种节流缓冲方式。第三节 缸体结构的基本参数确定一、主缸参数 1.主缸的内径:（注：所用公式都来源于文献【10】【17】）=0.638M （2-1）按标准取整=0.640M2.主缸活塞杆直径=（2-2）=0.573M （2-2）按标准取整=0.58M3.主缸实际压力:= （2-3）4.主缸实际回程力:= （2-4）5.顶出缸的直径:=0.226M按标准取整=0.25M6.顶出缸的活塞杆直径=0.177M按标准取整=0.18M7.顶出缸实际顶出力: = 8.顶出缸实际回程力：=第四节 各缸动作时的流量一、主缸进油流量与排油流量：1.快速空行程时的活塞腔进油流量= （2-5）2.快速空行程时的活塞腔的排油流量= （2-6）3.工作行程时的活塞腔进油流量=4.工作行程时的活塞腔的排油流量=5.回程时的活塞杆腔进油流量=6.回程时的活塞腔的排油流量=二、顶出缸的进油流量与排油流量：1.顶出时的活塞腔进油流量=2.顶出时的活塞杆的排油流量=3.回程时的活塞杆腔进油流量=4.回程时的活塞腔的排油流量=表2.1上缸钢筒所选材料型号MPaMPa%4561036014 第五节 上缸的设计计算一、筒壁厚计算 公式: =+ （2-7）当0.3时，用使用公式:=0.122 m （2-8）取 =0.2m-为缸筒材料强度要求的最小，M -为钢筒外径公差余量，M-为腐蚀余量，M -试验压力，16M时，取=1.25P P管内最大工作压力为25 M -钢筒材料的许用应力，M =/n-钢筒材料的抗拉强度，M n安全系数，通常取n=5当时,材料使用不够经济,应改用高屈服强度的材料.二、筒壁厚校核额定工作压力, 应该低于一个极限值,以保证其安全. MPa=0.35=47MPa （2-9）=外径 D=内径同时额定工作压力也应该完全塑性变形的发生:=2.3320=86.9 MPa （2-10）-缸筒完全塑性的变形压力, -材料屈服强度MPa-钢筒耐压试验压力，MPa =30.4236.50 MPa （2-11）三、缸筒的暴裂压力 =2.3610=165.7MPa （2-12）四、缸筒底部厚度缸筒底部为平面时:0.433 0.433 mm （2-13） 取 mm -筒底厚，MM 五、核算缸底部分强度按照平板公式即米海耶夫推荐的公式计算，缸底进油孔直径为20cm则 =0.6875 （2-14） = =69.8 MPa （2-15）按这种方法计算=100MPa 所以安全六、缸筒端部法兰厚度: =67.0mm （2-16） 取 h=100mm -法兰外圆半径; -螺孔直径; 螺钉 M30b螺钉中心到倒角端的长度=32cm = 42cm =48.5cm = =10cm h=10cm= =37cm = = =47.25cm图2.2部分工作缸七、校核法兰部分强度：=0.067cm （2-17） （2-18）其中 P=110.2=11.02KN/cm （2-19） =0.0335 （2-20） =0.367 （2-21） =1 （2-22） =0.42 （2-23）所以 =95.1MPa （2-24） =57.1+34.6=91.7 MPa 满足要求依据上面公式当垫片的厚度为大于10cm时就能满足要求，为了满足横梁的强度和工艺性，垫片厚度选用25cm。因此可以推算横梁的厚度取大于25cm即满足要求。 八、缸筒法兰连接螺钉：表2.2 螺钉所选材料型号MPaMPa%35540320171.螺钉处的拉应力= MPa = =8.5 MPa （2-25）z-螺钉数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m2.螺纹处的剪应力: =0.475 MPa （2-26） = MPa （2-27）-屈服极限 -安全系数; 53.合成应力:= = MPa （2-28）九、垫片与横梁间螺钉的校核：1.螺钉处的拉应力= MPa = =3.8 MPa （2-29）z-螺钉数12根; k-拧紧螺纹的系数变载荷 取k=4; -螺纹底径, m2.螺纹处的剪应力: =0.475 MPa （2-30） = MPa （2-31）-屈服极限 -安全系数; 53.合成应力:= = MPa （2-32）十、活塞杆直径d的校核：表2-3 活塞杆所选材料型号MPaMPa%45MnB10308359 （2-33）d=0.58M 满足要求F活塞杆上的作用力 活塞杆材料的许用应力，=/1.4 十一、下缸的设计计算：表2.4钢筒所选材料型号MPaMPa%4561036014十二、下缸管壁厚：公式: =+当0.3时，用使用公式: = =0.048 m取 =0.07m-为缸筒材料强度要求的最小，M -为钢筒外径公差余量，M-为腐蚀余量，M -试验压力，16M时，取=1.25P P管内最大工作压力为25 M -钢筒材料的许用应力，M =/n-钢筒材料的抗拉强度，M n安全系数，通常取n=5当时,材料使用不够经济,应改用高屈服强度的材料.十三、下缸筒壁厚校核额定工作压力, 应该低于一个极限值,以保证其安全. MPa=0.35=43.6MPa=外径 D=内径 同时额定工作压力也应该完全塑性变形的发生:=2.3320=78.9 MPa-缸筒完全塑性的变形压力, -材料屈服强度MPa-钢筒耐压试验压力，MPa =27.6233.14 MPa十四、缸筒的暴裂压力 =2.3610=150.4MPa十五、缸筒底部厚度 缸筒底部为平面:0.433 0.433 mm 取 mm-筒底厚，MM 十六、核算缸底部分强度按照平板公式即米海耶夫推荐的公式计算，缸底进油孔直径为8cm，则 =0.68 = =43.1MPa按这种方法计算=100MPa 所以安全 十七、缸筒端部法兰厚度:h =36.3mm 取 h=40mm -法兰外圆半径; -螺孔直径; 螺栓 M12b螺栓中心到倒角端的长度=12.5cm = 16cm =20.2cm = =3.5cm h=4cm = =14.25cm = = =20.1cm十八、校核法兰部分强度：=0.182cm其中 P=137.1=13.71KN/cm =0.364 =0.175 =1.493 =0.48所以 =53.9 MPa =264+39.2=303.2 MPa6.3 MPa）油箱容量V = （612）qP。本例取V = 8qP = 894.5 = 756 L（qP用液压泵的额定流量）.取油箱容量为800 L。充油筒容量V1 = （23）Vg = 325 = 75（L）式中 Vg主液压缸的最大工作容积。在本例中，Vg = A1Smax = 80431 = 24924cm3 25（L）二、油管的计算和选择如参考元件接口尺寸，可选油管内径d = 20mm。计算法确定：液压泵至液压缸上腔和下腔的油管d = 取v = 4m/s，q = 65.9 L/mind = = 1.87 cm，选d = 20 mm.与参考元件接口尺寸所选的规格相同。充液筒至液压缸的油管应稍加大，可参考阀1的接口尺寸确定选d = 32 mm的油管，油管壁厚：。选用钢管： = 83.25MPa，取n = 4， b = 333MPa（10钢）。 = = = 3.84 mm，取 = 4 mm 三、选择液压油本系统是高压系统，油液的泄漏是主要矛盾。为了减少泄漏应选择粘度较大的油，本系统选用68号抗磨液压油。第九章 液压系统性能的验算一、油路压力的计算本系统是容积调速，系统在各运动阶段的压力由负载决定。本系统在开始设计时已经说明，运动部件在导轨上的摩擦和自重的影响均忽略不计（对实际计算产生的影响很小），因此要考虑的仅仅是阀和管路的压力损失，而本系统对压力的要求主要是工作行程终了时能达到的最大压力值，由于此时速度已接近于零，阀门和管路的损失也接近于零，所以本例不详细计算压力损失值。二、确定安全阀、平衡阀和顺序阀的调整压力安全阀调整压力ps = 1.1p泵 = 1.125106 = 27.5 MPa平衡阀调整压力pX = = = 1.59 MPa顺序阀7的调整压力：该阀的作用是使液压泵在卸荷时泵的出口油压不致降为零，出口油压应满足液控单向阀和电液换向阀所需控制油压的要求。由资料查的SV10型液控单向阀的控制压力5105 Pa，另外WEH10型电液换向阀所需的控制油压不得低于10105 Pa，故取顺序阀的调整压力为（1012）105 Pa。三、验算电机功率由工况图知主缸在快速起动阶段中S = 2.9 mm处功率为最大，Pmax = 5.76 kW在Pmax时液压泵的流量较小，管路和阀的损失不大。在选择电机时也已考虑功率留有一定量的储备，所以电机功率不必再进行验算，此处对液压泵卸荷状态下的功率再作一下计算，此时卸荷压力p卸等于阀7的调整压力p卸18105 Paq泵取泵的额定流量qP = 94.5 L/min。p卸 = p卸qP = （1810594.5）/6010-3 = 2835W = 2.835 kW将液压机在工作循环中的功率进行比较后得知主缸快速回程起动阶段的功率为最大，所以用这个功率来计算电机功率是合理的。四、