3150KN专用液压机的液压系统设计【含4张CAD图纸】
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3150KN专用液压机的液压系统设计摘要本机器适用于一般金属压制、塑料、粉末冶金压制、可塑型材料的压制工艺。它由主机及控制机构两大部分组成，通过管路及电气装置联系起来构成一整体。主机部分包括机身，主缸，顶出缸及充液装置等组成。控制机构包括动力机构，上下限程装置，管路及电气箱等部分组成。其液压系统由能源转换装置（泵和油缸），能量调节装置（各种阀）以及能量输送装置（油箱，充液油箱，管路）等组成。本机器的工作压力，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，并能完成顶出工艺，不带顶出工艺，拉伸工艺三种工艺方式。本机器主机呈长方形，外型新颖美观，动力系统结构简单，紧凑，动作灵敏可靠，并可实现调整，手动及半自动三种操作方式。整机均提供了典型的工艺动作即上滑块快速下行、慢速加压、保压延时、快速回程与停止。下缸活塞顶出、退回或浮动压边下行、停止、顶出。由于增设了下缸活塞浮动压边下行的工艺动作，就可利用顶出缸做液压垫，利用倒拉伸工艺实现金属薄板拉神成型的工艺要求。关键词 压制；液压系统；压边3150KN Special Hydraulic Machine Hydraulic System DesignAbstractThe machinery for general suppression of metal plastic, powder metallurgy suppression, plastic materials can suppress the process. It consists of host and control most of the two institutions, through pipelines and installations linked to constitute a whole. Including the host part of the fuselage, the main tank, a tank top and liquid-filled devices, and other components. Control agencies, including force, the maximum and minimum levels-devices, pipes and electrical boxes and other components. Its hydraulic system by the energy conversion devices (pumps and fuel tanks), energy-conditioning (all valve) and energy transmission devices (fuel tank, liquid-filled tank, piping) composed. The machines work pressure, the suppression of speed, no-load fast and slow down the scope of the itinerary can be adjusted in accordance with the need for technology and top-out process can be completed, without a roof process, drawing process of three ways. The host was rectangular machines, new aesthetic appearance, the power system used cartridge valve, the structure is simple, compact, sensitive and reliable action, and to achieve adjustment, the three semi-automatic and manual mode of operation.offer of a typical action that is rapidly descending on the slider, slow pressure, Bao calendar, with the rapid return to stop. The cylinder piston to the top, back-pressure or floating down, stop, to the top. As provided under the pressure cylinder piston floating down the side of action, we can make use of hydraulic cylinders to the top pad, using inverted drawing process to achieve sheet metal forming the pull of God demands.Keywords suppressed; hydraulic system; Pressure目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 背景11.2国内外液压机技术发展状况及发展趋势11.2.1国内外液压机发展状况21.2.2液压机技术发展趋势21.2.3国内外液压机的类型21.3研究的意义31.4问题的提出和研究的内容41.4.1问题的提出41.4.2液压系统设计的步骤4第2章 液压系统设计62.1 概述62.1.1 液压传动系统的主要组成62.1.2 液压机的结构形式和工艺方式62.2 明确工作要求，进行工况分析72.2.1结构概述72.2.2工作情况82.2.3 设计参数92.2.4 负载分析及绘制负载图和速度图92.3 拟订液压系统原理图102.3.1 系统原理图的设计步骤112.3.2 液压系统原理图的问题132.3.3 液压系统的工作原理132.4 液压件的计算与选择162.4.1 确定缸的有效面积162.4.2 绘制工况图182.4.3 元件选择20第3章 液压系统的验算263.1 管路系统压力损失的计算263.1.1 流动类型263.1.2 局部压力损失273.1.3 沿程压力损失283.1.4 管道总压力损失293.2 系统发热温升的验算29第4章 液压系统的维护与保养314.1 液压系统的维护314.2 液压系统的保养324.3 可能发生的故障和消除方法33结论34致谢35参考文献36附录37- IV -第1章 绪论1.1 背景从公元前200多年前到17世纪初，包括希腊人发明的螺旋提水工具和中国出现的水轮机等，可以说是液压技术最古老的应用。然而，液压传动直到20世纪30年代才真正得到推广应用。19世纪工业上所用的液压传动装置是以水作为介质，因其密封问题一直未能很好地解决以及电气技术的发展和竞争，曾一度导致液压技术停滞不前。直到1905年美国人詹涅（Janney）首先将矿物油代替水做液压介质后才开始改观。20世纪30年代后，由于车辆、航空、舰船等功率传动的推动。相继出现了斜轴式及弯轴式轴向柱塞泵、径向和轴向液压马达；1936年Harry Vickers发明了先导控制压力阀为标志的管式系列液压控制元件。第二次世界大战期间，由于军事工业需要反应快、精度高、功率大的液压传动装置而推动了也液压技术的发展；战后，液压技术迅速转向民用，在机床、工程机械、农业机械、汽车等行行业逐步得到推广。到20世纪60年代后，随着原子能，空间技术、计算机技术的发展，液压技术也得到了很大的发展，并渗透到各个工业领域中去。当前液压技术正向着高速、高压、大功率、高效率、低噪音、长寿命、高度集成化、复合化、数字化、小型化、轻量化等方向发展；同时，新型液压元件和液压系统的计算辅助测试（CAT）、计算机直接控制（CDC）、机电一体化技术、计算机访真和优化设计技术、可靠性技术、基于绿色制造的水介质传动技术以及污染控制方面，也是当前液压技术发展和研究的方向。目前，我国已形成门类齐全的标准化、系列化、通用化液压元件系列产品。同时我国在消化、吸收国外先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性以及新技术应用的研究，积极采用新的国际标准，不断调整产品结构，对一些性能差的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术特别是控制技术和计算机技术的发展，液压传动与控制技术将得到进一步发展，应用将更加广泛1。1.2国内外液压机技术发展状况及发展趋势液压传动相对于机械传动而言，是一门新的传动技术，如果从1795年世界第一台水压机问世算起，至今已有200余年的历史，然而直到20世纪30年代液压传动才真正推广应用。第二次世界大战期间，由于军事工业需要反应快、精度高、功率大的液压传动装置，从而推动了液压技术的发展。然后，液压技术迅速转向民用，在机床、农业机械、工程机械、汽车等行业中逐步得到推广。20世纪60年代后，随着原子能技术、空间技术、计算机技术的发展。液压技术也得到很大的发展，并渗透到各个工业领域中。液压机的液压系统和整机结构等方面发展已经比较成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在与加工工艺和安装方法。良好的工艺使机器在过滤，冷却及防止冲击振动方面有明显改善3。1.2.1国内外液压机发展状况1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，国内机型虽然种类齐全，但技术含量相对比较低，缺乏高档机型，这与机电一体化和中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。2在油路结构设计方面，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广泛的应用。国外采用封闭式循环油路设计，可有效地防止泄油和污染，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。3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进行故障的检测和维修，产品可实现负载检测、自动模具保护和错误诊断等功能。4。1.2.2液压机技术发展趋势 1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，具有故障预处理的功能。 2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。3液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了管理连接，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来了方便。4在环保、节能方面，今后在液压机的设计及制造中应引起各制造企业的足够重视。5 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。 61.2.3国内外液压机的类型 当前国内外液压机产品中控制系统分为以下3种类型。 1采用可编程控制器（PLC）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。国内有部分厂家采用该控制系统，如天津锻压机械厂有60%的产品采用PLC来提高控制性能和可靠性。国外厂家如丹麦的STENHQJ公司采用STEMENS的可编程控制器，实现对压力和位移的控制。 2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P单板机作为主控单元，通过外围接口器件（如APD或DPA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：具有良好的人机交互性，操作简单，控制精度高，生产高速化，提高生产率，可顺利实现对工作参数（如压力、速度、行程等）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预诊断，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MUTIPRESS、丹麦STENHQJ和加拿大BROWNBOGGS等公司，而国内很少有该类产品。 3以继电器为主控元件的传统型：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，国内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高的机型组织生产 5。1.3研究的意义 液压传动与其它传动相比有以下特点：1.在同等体积下，液压装置能比电气装置产生出产生更大的动力，换句话说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑。2. 液压装置工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。3. 液压装置容易做到对速度的无级调速，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行。4.液压装置易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。5.液压装置易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动，压力和流量进行调节和控制。6.液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。7.液压系统设计、制造和使用维护方便。8.液压元件易于实现系列化，标准化和通风化，便于设计，制造和推广使用。9.由于液压传动的泄漏和液压的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。10.液压传动有较多的能量损失（泄漏损失，摩擦损失等），因此，传动效率相对低。11.液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度下工作。12.液压传动在出现故障时不易诊断。液压机按照机架结构形式分为组合框架式、梁柱式、单臂式等。按照功能和用途可分为手动液压机，冲压液压机，锻造液压机，一般用途液压机，校正、包装液压机，层压液压机，压制液压机，挤压液压机，打包液压机，专用液压机等10余种类型。 液压机有以下几个特点： 1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比较简单，可避免机器过载的情况。 2液压机基本的动作方式有3种：单动、双动和三动。但其拉伸过程中只有单一的直线驱动力，使加工系统有较长的使用寿命和高的工件成品率2。1.4问题的提出和研究的内容液压机的设计是由加工对象和工件的工艺要求决定的。在整个设计过程首先应详细分析压制工件对各执行机构的动作（包括压力、速度、相对位置关系和运动精度），工作空间和装卸料要求等。并根据加工的实际条件，参考液压机设计的一些典型结构和对搜集的同类产品结构性能等参考资料进行分析比较，确定总体设计方案，然后对主要零部件及核算检验7。1.4.1问题的提出在液压机设计过程中，我们需要解决的问题有如下几点： 1分析压制工艺过程对设计机器的要求，确定主要技术规格和动作线图。 2总体设计方案的确定。 3主要零部件强度和刚度计算。4液压系统设计。5电气系统设计。6现场服务。本设计主要解决液压系统的设计8。1.4.2液压系统设计的步骤液压系统设计步骤大致如下：1明确工作要求，进行工况分析。2拟订液压系统原理图。3计算，选择液压元件，设计非标准元件。4性能验算。绘制正式工作图和编制技术文件。第2章 液压系统设计2.1 概述液压机是一种广泛使用的压力加工设备，具有多种型号，系列产品。本设计的液压机主要用于可塑性材料的压制工艺，如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等，也用于校正、压装、塑料及粉末制品的压制成型工艺。2.1.1 液压传动系统的主要组成 液压传动系统主要是由以下五个部分组成：1.能源装置 把机械能转换成流体压力能的装置。常见的是液压泵或空气压缩机，给系统提供压力油或压缩空气。2.执行元件 把流体的压力能转换成机械能输出的装置。它可以是做直线运动的液压缸或气缸，也可以是作回转运动的液压马达或气压马达。3.控制元件 对系统中流体压力、流量和流动方向进行控制或调节的装置，以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。如溢流阀、流量控制阀、换向阀等。4.辅助元件 保证系统正常工作所需要的上述三种以外的装置。如油箱、过滤器、分水过滤器、消声器、管件等。5.工作介质 工作介质是指传动液体或传动气体，在液压传动系统中通常称为液压油液，在气压传动系统中通常指压缩空气。2.1.2 液压机的结构形式和工艺方式3150KN专用液压机的液压系统由能源转换装置（泵和油缸）、能量调节装置（各种阀）以及能量输送装置（油箱、充液油箱、管路）等组成。借助电气系统的控制，驱动滑块和顶出活塞活动，完成各种工艺动作循环。结构形式：1.本设备采用整体框架式结构，具有在温差较大状态下精度及间隙保持性较高的固定式X型导轨作导向。2.工作油缸采用柱塞缸。3.具有顶出机构及移动工作台工艺方式：本机器具有调整、手动和半自动三种工艺方式可供选择。调整操作为按压相应按钮得到要求的寸动动作。手动操作为按压相应按钮得到要求的连续动作。半自动操作为按压相应按钮使之自动完成一个工艺动作循环。在半自动操作中，分带顶出工艺、不带顶出工艺、拉伸工艺三种工艺方式供选择。每种又分定压成型和定程成型两种工艺动作。该机还可由脚踏开关控制，得到工艺动作循环。2.2 明确工作要求，进行工况分析对液压系统的工作要求以及工况分析是设计液压系统的根据。首先必须对机器的结构、工作情况、工艺要求、技术特性进行充分的了解并进行详细的分析。应明确的几个问题是：1. 明确哪些机构的运动需要用液压传动来完成。2. 明确液压系统应具备的主要性能。包括根据工作情况确定的最大负载、力或力矩、工作行程、速度或转速、调速范围以及对运动的平稳性、动作精度和效率的要求等。3. 明确各运动的工作顺序或自动工作循环。最好做出机器各机构的工作顺序或自动工作循环的图表，并注意到各运动之间存在的联锁作用。4. 明确液压系统工作条件和环境条件。周围介质、环境温度、湿度大小、风砂与尘埃情况、外界冲击振动等;防火与防爆等方面的要求。5.经济性与成本等方面的要求。2.2.1结构概述3150KN通用液压机是有主机及控制机构两大部分组成，通过管路及电气装置联系起来构成一整体。主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等组成。控制机构包括动力机构、上下限程装置、管路及电气箱等部分组成。现将各部分结构和作用分述如下：1.机身机身由上横梁、滑块、工作台、立柱、锁紧螺母及调节螺母等组成。依靠框架式结构作为主架，上横梁及工作台由锁紧螺母紧固与两端。机器精度靠调节螺母及紧固与上横梁上端之锁紧螺母来调整。滑块与主缸活塞由联接法兰和螺栓紧固联接。滑块内装有导向套。滑块及工作台表面均有T形槽，以便于模具安装。2.主缸主缸缸体依靠缸口台肩及大锁母紧固于上横梁内活塞下端用联接法兰、螺栓与活动横梁联接。活塞头部之材料为铸铁，做导向用。活塞头部外圆处装有方向相反的密封圈，内园用O型圈密封。将缸内形成上、下两个油腔，缸口部分也装有密封圈，借助法兰锁紧，以保证下腔密封。在法兰上下均装有密封圈，其间有螺孔及活塞，由该处注油以做缸口导套润滑油。3.顶出缸顶出缸装于工作台中心孔内，用锁紧螺母加以固定。结构与主缸基本相同。4.动力机构 动力机构由油箱、变量泵、电动机及集成块和压力阀等组成。它是生产和分配工作液压而使主机实现各种动作的机构。油箱为钢板焊接件。油箱上部有注油口并装有空气滤清器。在泵的吸油口处均装有网式滤油器。油箱前端之油标为观察油位用2.2.2工作情况 主机为框架式结构，上滑块由X形导轨导向，上液压缸驱动，实现“快速下行慢速加压保压延时快速回程原位停止”的动作循环。下液压缸布置在工作台中间孔内，驱动下滑块实现“向上顶出向下退回”或“浮动压边下行停止顶出”的动作循环，如图2.1所示。 快进 加压 保压 回程 停止 顶出工艺 浮动压边工艺图2-1 液压机的工作循环2.2.3 设计参数本设备采用整体框架式结构，具有在温差较大状态下精度及间隙保持性较高的固定式X型导轨作导向。工作油缸采用柱塞缸，回程缸采用2个活塞式油缸。具有顶出机构及移动工作台。设计参数见表2-1表2-1设计参数序号项目单位参数1公称力MN3.152液体最大工作压力MPa37.53回程力MN24最大开口mm15005工作行程mm10006工作台有效尺寸左右mm2000前后mm20007移动工作台移动行程mm20508下顶出液压缸顶出力KN1000行程mm250顶出速度mm/s35回程速度mm/s709滑块速度空程下降mm/s100一般速度mm/s1-12连续可调回程mm/s12010移动工作台承载T152.2.4 负载分析及绘制负载图和速度图对于主缸：把启动、加速作为一个过程，取F快=50KN F工=3150KNF退=2000KN V快=0.1m/s V工=0.012m/s V退=0.12m/s主缸负载图见图2-2。主缸速度图见2-3F (KN) 3150 V (m/s) 0.1 50 0.012 S (m) S (m) 2000 0.12 图2-2 主缸负载图 图2-3 主缸速度图对于顶出缸：F工=1000KN F退=50KN V工=0.035m/s V退=0.07m/s顶出缸负载图见图2-4。顶出缸速度图见图2-5。F (KN) 1000 V (m/s) 0.035 S (m) S (m) 50 0.07 图2-4 顶出缸负载图 图2-5 顶出缸速度图2.3 拟订液压系统原理图 系统原理图就是灵活运用各种基本回路和常用回路定出实现工作机构要求的液压系统工作原理图，它拟订液压原理是设计系统的关键,它对系统的性能及设计方案的合理性、经济性具有决定性的影响.对于拟订系统原理图一般包括两项内容:一是通过分析、对比选出合适的回路;二是把选出的基本回路进行有机组合,构成完整的系统原理图.2.3.1 系统原理图的设计步骤 1确定执行元件的形式 液压传动系统中的执行元件主要有液压缸和液压马达,根据主机动作机构的运动要求来具体选用哪种形式.通常,直线运动机构一般采用液压缸驱动,旋转运动机构采用液压马达驱动,但也不尽然.总之,要合理的选择执行元件,综合考虑液-机-电各种传动方式的相互配合,使所设计的液压传动系统更加简单、高效、经济。. 2确定回路类型 一般具有较大空间可以存放油箱且不另设散热装置的系统都采用开式回路:凡允许采用辅助泵进行补油并借此进行冷却油交换来达到冷却目的的系统,都采用闭式回路.通常节流调速系统采用开式回路,容积调速系统采用闭式回路. 开式与闭式的比较见表2-2.表2-2开式系统和闭式系统的比较循环形式开 式闭 式适应工况一般均可适应，可向多个液压执行器供油限于要求换向平稳，换向速度高的一部分容积调速系统，一般一泵只向一个液压执行器供油散 热较方便，但油箱较大比较复杂，需用辅泵换油冷却抗污染能力较差，可采用压力油箱来改善 较好，但油液过滤要求比较高效率及管路损失一般用节流调速效率较低，管路损失较大用容积调速时，效率较高，管路损失较小其 他对泵的自吸性能要求高对泵的自吸性能要求低 3选择合适回路在拟订液压原理图时，应根据各类主机的工作特点和性能要求，首先确定对主机主要性能起决定性影响的主要回路。例如对于机床液压系统，调速和速度换接回路是主要回路；对于压力机液压系统，调压回路是主要回路。然后在考虑其他辅助回路，有垂直运动部件的系统要考虑平衡回路，有多个执行元件的系统要考虑顺序动作、同步或互不干扰回路，有空载运行要求的系统要考虑卸荷回路等。具体做法有： （1）制订调速控制方案根据执行元件工况图上压力、流量和功率的大小以及系统对温升、工作平稳性等方面的要求选择调速回路。对于负载功率大的执行元件，一般都采用容积调速回路，即由变量泵供油，避免过多的溢流损失，提高系统的效率；如果对速度稳定性要求较高，也可采用容积节流调速回路。对于负载功率小、运动速度低的系统，采用节流调速回路。工作平稳性要求不高的执行元件，宜采用节流阀调速回路；负载变化较大，速度稳定性要求较高的场合，宜采用调速阀调速回路。调速方式决定之后，回路的循环形式也随之而定。容积调速大多采用闭式回路；节流调速、容积节流调速一般采用开式回路。 （2）制订压力控制方案选择各种压力控制回路时，应仔细推敲各种回路在选用时所需注意的问题以及特点和适用场合。例如卸荷回路，选择时要考虑卸荷所造成的功率损失、温升、流量和压力的瞬时变化等。恒压系统如进口节流和出口节流调速回路等，一般采用溢流阀起稳压溢流作用，同时也限定了系统的最高压力。定压容积节流调速回路本身能够定压不需压力控制阀。另外还可采用恒压变量泵加安全阀的方式。对非恒压系统，如旁路节流调速、容积调速和非定压容积节流调速，其系统的最高压力由安全阀限定。对系统中某一个支路要求比油源压力低的稳压输出，可采用减压阀实现。（3）制订顺序动作控制方案主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型的不同，有的按固定程序进行，有的则是随机的或认为的。对于工程机械，操纵机构多为手动，一般用手动多路换向阀控制；对于加工机械，各液压执行元件的顺序动作多数采用行程控制，行程控制普遍采用行程开关控制，因其信号传输方便，而行程阀由于涉及油路的连接，只适用于管路安装较紧凑的场合。另外还有时间控制、压力控制和可编程序控制等。选择一些主要液压回路是，还需注意以下几点:（1）调压回路的选择主要决定于系统的调速方案。在节流调速系统中，一般采用调压回路；在容积调速和容积节流调速或旁路节流调速系统中，则均采用限压回路。一个油源同时提供两种不同压力时，可以采用减压回路。对于工作时间相对辅助时间较短而功率又较大的系统，可以考虑增加一个卸荷回路。（2）速度换接回路的选择主要依据换接时位置精度和平稳性的要求。同是还应结构简单，调整方便，控制灵活。（3）多个液压缸同步顺序动作回路的选择主要考虑顺序动作的可变换性、行程的可调性、顺序动作的可靠性等。（4）多个液压缸同步动作回路的选择主要考虑同步精度、系统调整、控制和维护的难易程度等。当选择液压回路出现多种可能方案时，应平行展开，反复进行分析对比，不要轻易做出取舍决定。 4编制整机的系统原理图整机的系统图主要是由以上所确定的各回路组合而成，将挑选出来的各个回路合并整理，增加必要的元件或辅助回路，加以综合，构成一个完整的系统。在满足工作机构运动要求及生产率的前提下，力求所设计的系统结构简单、工作安全可靠、动作平稳、效率高、调整和维护保养方便。在拟订主回路或辅助回路时，大体可按下列顺序进行：先画出驱动各个工作机构的液压执行器运动换向的方向控制回路（装设换向阀等）；定出实现执行器速度大小的速度控制回路（装设调速阀等）；定出实现执行器力（力矩）要求的压力控制回路；然后再按照实现各种顺序动作和自动循环的控制原则；接入相应的阀（顺序阀等）或装置（行程开关等），最后接入起安全、保险和联锁作用的阀和装置（压力继电器、压力表等）以及各种辅件（过滤器、冷却器、油箱等）。2.3.2 液压系统原理图的问题拟订液压系统原理图还应注意这样几个问题：1. 去掉重复多余的元件，力求使系统结构简单，同时要仔细斟酌，避免由于某个元件的去掉或并用而引起相互干扰。2. 增设安全装置，确保设备及操作者的人身安全。3. 工作介质的净化必须予以足够的重视。特别是比较精密、重要的设备，可以单设一套自循环的油液过滤系统。 4. 对于大型的贵重设备，为确保生产的连续性，在液压系统的关键部位要加设必要的备用回路或备用元件。5. 为方便系统的安装、维修、检查、管理，在回路上要适当装设一些截止阀、测压点。6.尽量选用标准元件和定型的液压装置。本液压机的液压原理图如图2-6所示。2.3.3 液压系统的工作原理液压泵为恒功率式变量轴向柱塞泵，用来供给系统以高压油，其压力由远程调压阀调定。1. 主缸活塞快速下行 按下启动安钮，电磁铁1YA通电，先导阀和主缸换向阀左位接入系统。 1-液控单向阀 2、3-单向阀 4-充液油箱 5-上腔液压缸6、8、9、11、12、13-溢流阀 10-先导减压阀 14-下腔液压缸15-电液换向阀 16、18-电磁换向阀 17-液压换向阀19-泵 20-油箱图2-6 3150KN液压机液压系统图其主油路为：进油路：液压泵顺序阀主缸换向阀单向阀3主缸上腔；回油路：主缸下腔液控单向阀2主缸换向阀下缸换向阀油箱。这时主缸活塞连同上滑块在自重作用下快速下行，尽管泵已输出最大流量，但主缸上腔仍因油液不足而形成负压，吸开充液阀1，充液筒内的油便补入主缸上腔。2. 主缸活塞慢速加压 上滑块快速下行接触工作件后，主缸上腔压力升高，充液阀1关闭，变量泵通过压力反馈，输出流量自动减小，此时上滑块转入慢速加压。3. 主缸保压延时 当系统 压力升高到压力继电器的调定值时，压力继电器发出信号使1YA断电，先导阀和主缸换向阀恢复到中位。此时液压泵通过换向阀中位卸荷，主缸上腔的高压油被活塞密封环和单向阀所封闭，处于保压状态。接受电信号后的时间继电器开始延时，保压延时的时间可在024min内调整。4. 主缸泄压后快速返回 由于主缸上腔油压高、直径大、行程长，缸内油液在加压过程中储存了很多能量，为此，主缸必须先泄压后再回程。保压结束后，时间继电器使电磁铁5YA通电，先导阀左位接入系统，使主缸上腔的油液开始泄压。压力降低后，电磁铁5YA断电。使电磁铁2YA通电，先导阀右位接入系统，控制油路即可使主缸换向阀处于右位工作，从而实现上滑块的快速返回。其主油路为：进油路：液压泵顺序阀主缸换向阀液控单向阀2主缸下腔。回油路：主缸上腔充液阀1充液筒。充液筒内液面超过预定位置时，多余油液由溢流管流回油箱。5. 主缸活塞原位停止 上滑块回程至挡块压下行程开关，电磁铁2YA断电，先导阀和主缸换向阀都处于中位，这时上滑块停止不动，液压泵在较低压力下卸荷。 6. 顶出缸活塞向上顶出电磁铁4YA通电后，顶出缸换向阀右位接入系统。其油路为进油路：液压泵顺序阀主缸换向阀顶出缸换向阀顶出缸；回油路：顶出缸上腔顶出缸换向阀油箱。7. 顶出缸活塞向下退回和原位停止 4YA断电、3YA通电时油路换向，顶出缸活塞向下退回。当挡块压下原位开关时，电磁铁3YA断电，顶出缸换向阀处于中位，顶出缸活塞原位停止。8. 顶出缸活塞浮动压边 作薄板拉伸压边十时，要求顶出缸既保持一定压力，又能随着主缸上滑块一起下降。这时4YA先通电、再断电，顶出缸下腔的油液被顶出缸换向阀封住。当主缸上滑块下压时，预出缸活塞被迫随之下行，顶出缸下腔回油经下缸溢流阀流回油箱，从而建立起所需的压边力。2.4 液压件的计算与选择 液压件的计算与选择对于整个液压系统的快速性、稳定性和准确性有至关重要的作用。通过准确确定工作压力和流量等主要参数，从而确定系统中各元件应具备的参数值，并根据这些参数值进行液压件的选择和非标准液压件的设计。2.4.1 确定缸的有效面积 液压缸的设计是在对整个液压系统进行了工况分析，编制了负载图，并选定了工作压力之后进行的。设计时先根据使用要求选择结构类型，然后按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性和缓冲验算，最后再进行结构设计。缸的结构简单，工作可靠，与其他机械结构的组合可以满足工程上的各种要求，因此在液压与气压传动系统中得到广泛的使用。缸有很多形式，按按照作用方式它可分为单作用和双作用两种。单作用缸只能使活塞（或柱塞）作单方向运动，即液体或气体只是通向缸的一腔，而反方向运动则必须依靠外力（如弹簧或自重等）来实现，双作用缸在两个方向上的运动都由液体或气体的推动来实现。根据本液压机的实际情况，选单择杆活塞缸。 活塞缸示意图见图2-7。 Fmax D d P P0图2-7 活塞缸示意图由于液压机属于高压系统，P0在初算时可忽略不计，即P0=01.对于主缸：（1）p=37.5MP （2）Fmax=3150KN （3）往复速比，按公式2-1计算得4 V=V回/V往 （2-1）=0.12/0.1=1.2 即 d=(V-1)/ V D=0.41D（4）m=0.9 缸径的直径计算公式为2-24则pD2/4-p0(D2-d2)/4m=Fmax pD2m/4=Fmax （2-2）D=4Fmax/(pm) =43.151063.1437.51060.9 =0.344m=344m按缸径尺寸系列，取D=400mm，则 d=0.41D=0.41400=164mm 按活塞杆尺寸系列，取 d=180mm根据已取的缸径和活塞直径，计算液压缸实际有效工作面积，无杆腔面积A1和有杆腔面积A2分别为。按公式2-3，2-4计算2： A1=D2/4 （2-3）=3.140.42/4=0.1256m2 A2=（D2-d2）/4 （2-4）=3.14(0.42-0.182)/4=0.1001m22.对于顶出缸：（1） p=37.5MPa （2） Fmax=1000KN （3） 往复速比 V=V回/V往 =0.070/0.035=2即 d=(V-1)/ V D=0.71D（4）m=0.9则 D=4Fmax/(pm) =411063.1437.51060.9=0.194m=194mm按缸径尺寸系列，取D=200mm则 d=0.71D=0.71200=142mm 按活塞杆尺寸系列，取d=160mm根据已取的缸径和活塞直径，计算顶出缸实际有效工作面积，无杆腔面积A1和有杆腔面积A2分别为：A1=D2/4=3.140.2/4=0.0314m2A2=（D2-d2）/4=3.14(0.22-0.162)=0.011m22.4.2 绘制工况图 各执行元件的主要参数确定之后，不但可以复算执行元件在工作循环各阶段的工作压力，还可求出需要输入的流量和功率。这时就可作出系统中各执行元件在其工作过程中的工况图，即执行元件在一个工作循环中的压力、流量、功率与时间（或位移）的变化曲线图。将系统中各执行元件的工况图加以合并，便得到整个系统的工况图。系统的工况图可以显示整个工作循环中的系统压力、流量和功率的最大值及其分布情况，为后续设计步骤中选择元件、选择回路或修正设计提供合理的依据。 1计算主缸各运动阶段的压力、流量和功率快进时：压力 p=F快/A1=50103/0.1256=0.4Mpa 流量 q=V快A1=0.10.1256=0.01256m3/s 功率 P=pq=0.41060.01256=5KW工进时：压力 p=F工/A1=3150103/0.1256=25Mpa 流量 q=V工A1=0.0120.1256=0.0015m3/s 功率 P= pq=251060.0015=37.5KW快退时：压力 p=F退/A2=2000103/0.1001=2Mpa 流量 q=V退A2=0.120.1001=0.012m3/s 功率 P= pq=21060.012=24KW 2顶出缸各运动阶段的压力、流量和功率顶出时：压力 p=F退/A1=1000103/0.0314=31.8Mpa 流量 q=V工A1=0.0350.0314=0.0011m3/s 功率 P= pq=31.81060.0011=34.98KW退回时：压力 p=F退/A2=50103/0.011=4.5Mpa 流量 q=V退A2=0.070.011=0.00077m/s 功率 P= pq=4.51060.00077=3.5KW3绘制工况图。主缸与顶出缸各阶段压力图见图2-8.流量图见图 2-9.功率图见图2-10主缸P/Mpa 25 顶出缸P/Mpa 31.8 0.4 2 4.5图2-8.主缸与顶出缸各阶段压力 q/m3/s 0.01256 q/m3/s 0.0015 0.0011 0.00077 0.012图2-9.主缸与顶出缸各阶段流量P/KW 37.5 P/KW 34.98 5 3.5 24图2-10.主缸与顶出缸各阶段功率2.4.3 元件选择1.泵的选择首先根据设计要求和系统工况确定液压泵的类型，然后根据液压泵的最大供油量来选择液压泵的规格。本液压机选择轴向柱塞泵，它与齿轮泵和叶片泵相比有以下优点：（1）工作压力高 由于柱塞泵的密封工作腔是柱塞在缸体内孔中往复移动得到的，其相对配合的柱塞外圆及缸体内孔加工精度容易保证，因此，其工作中泄露较小，容积效率高。此外，柱塞泵的主要零件在工作中处于受压状态，故使零件材料的机械性能得到充分的利用，所以零件强度高。基于上述两点，这类泵工作压力一般为2040MPa,最高可达1000MPa.（2）结构紧凑。特别是轴向柱塞泵其径向尺寸小，转动惯量也小。不足的是它的轴向尺寸较大，轴向作用力也较大，结构较复杂。（3）流量调节方便。要改变柱塞泵行程便可改变液压泵的流量，并且易于实现单向或双向变量。柱塞泵特别适用于高压、大流量和流量需要调节的场合下，如工程机械、液压机、重型机床等设备中。计算液压泵工作压力P0 流量泵的工作压力应考虑液压缸最高有效工作压力和系统的压力损失。对于高压大流量的系统，取P=1.5MPa,则液压泵工作压力P0，按公式2-5计算4：P0P工+P （2-5）=25+1.5=26.5MPa 计算液压泵流量qp液压泵流量应考虑液压缸最大工作流量和回路的泄露量，常取回路泄露系数K=1.21.3。取K=1.2，则液压泵工作流量qp，按公式2-6计算4：qpK（P）max （2-6）=1.20.012=0.0144m3/s 选择液压泵规格型号根据PP和qp值查阅液压泵规格型号表进行选择，经查阅选定：160YCY14-1B型轴向柱塞泵。选择电机规格型号计算平均几何功率，按公式2-7计算4 Pm=(P12t1+P12t2)/(t1+t2) （2-7）而 t1=s1/v1=0.7/0.1=7s P1=5KW t2=s2/v2=0.1/0.012=8.3s P2=37.5KW则 Pm=527+37.528.37+8.3=27.83KW电动机功率Pm27.83KW选择电机时，除考虑功率外还要考虑机泵转速匹配和机泵连接形式等，决定选用J02-81-6型异步电机。2.阀的选择液压与气压传动控制调节元件主要是指各类阀。它们的功能是控制和调节流体的流动方向、压力和流量，以满足执行元件所需要的启动、停止、运动方向、力或力矩、速度或转速、动作顺序和克服负载等要求，从而使系统按照指定的要求协调地工作。无论是哪类阀对它们的基本要求都是动作灵敏，使用可靠，密封性能好，结构紧凑，安装调整、使用维修方便，通用性强等。阀的性能参数是对阀进行评价和选用的依据。它反映了阀的规格大小和工作特性。在我国液压与气压传动技术的发展过程中，开发了若干个不同等级和不同连接方式的阀系列。它们不但性能各有差异，而且参数的表达方式也不相同。阀的规格大小用通径Dg（单位mm）表示。Dg是阀连接口的名义尺寸，它和连接口的实际尺寸不一定相等，因后者还受流体流速等参数的影响。有些系列阀的规格用额定流量来表示；也有的既用通径，又给出所对应的流量，但即使是在同一压力级别，对于不同的阀，同一通径所对应的流量也是不一定相同。阀的主要参数，即额定压力和额定流量。还有一些与具体阀有关的量，如通过额定流量时的额定压力损失、最小稳定流量、开启压力等等，只要工作压力和流量不超过额定值，阀即可正常工作。根据所拟订的液压系统图，计算或分析通过各阀的最大流量和最高工作压力，选择阀的规格，选好的元件规格如表2-3表2-3 液压元件明细表 序号元件名称数量通过流量选用规格1顺序阀1XF-L322三位四通电液阀1WEH32M50-50/6A3三位四通电磁阀134DYY-B32H-T4三位四通液控阀1WHG50-50/6A5两位两通电磁阀122D-32B6压力继电器1PF-B8H7单向阀1160l/minDF-B32K18液控单向阀1108l/minDFY-B32H9溢流阀2YF-B32H续表2-310溢流阀2YF-B32C11溢流阀1YFA-B3212先导式溢流阀1CG-H10FV3.管道的确定 （1）管道的种类及用途液压系统常用油管有钢管、紫铜管、塑料管、尼龙管、橡胶软管等。应当根据液压装置工作条件和压力大小来选择油管。常用管道的用途及优缺点见表2-4。表2-4管子材料及应用场合种类特点和适用场合钢管耐油、耐高压、强度高，工作可靠，但装配时不易弯曲成形常在装拆方便处做压力管道。中压以上用无缝钢管，低压用焊接钢管紫铜管价高，承受能力低（6.510MPa），抗冲击和震动能力差，易使油液氧化，但易弯曲成各种形状，常用在仪表和液压系统装配不便处。尼龙管乳白色半透明，可观察流动情况。能代替部分紫钢管，价格低廉，加热后可任意弯曲成形和扩口，冷却后既定形，安装方便。承压能力因材料而异，其值为2.88MPa之间，最高耐压可达16Mpa，有发展前途。塑料管耐油，装配方便，长期使用会老化，只用作压力低于0.5MPa的回油管和泄油管。橡胶软管用于相对运动间的连接，分高压和低压两种。高压软管是由耐油橡胶夹以几层钢丝编织网或钢丝缠绕层做成，适用于中、高压系统。低压胶管由耐油橡胶夹帆布制成，用于回油管道。装接方便，能减轻液压系统的冲击，价贵，寿命低 （2）内径d的确定 对于吸油管，按通径取d=50mm流速 v=4qmax/(d2) =0.002640.052=1.32m/sv经查阅合理 对于压油管，按通径取d=32mm流速 v=4qmax/(d2) =0.002640.0322=3.23m/sv 经查阅合理 对于控制回路，由于通过流量较少，所以按通径取d=32mm 对于回油路，按通径取d=32mm流速 v=4qmax/(d2) = 0.0125640.0322=15.625m/sv 经查阅不合理，取d=80mm流速 v=4qmax/(d2) =0.0125640.082=2.5m/sv 对于充液油箱到主缸的管件，取d=50mm流速 v=4qmax/(d2) =(0.01256-0.0027)40.052=5m/sv 经查阅合理 3.壁厚的计算pd/(2p)对于吸油管，取p=25Mpa d=50mmp=b/s安全系数s=4 因为钢管材料为20钢，所以b=410N/mm则 p=b/s=410/4 N/mm=102.5 N/mmpd/(2p)=251060.052102.5106=0.006m取=6mm对于压油管和控制回路pd/(2p)= 251060.0322102.5106=0.0039m取=6mm对于回油管pd/(2p)= 251060.082102.5106=0.0098m取=10mm对于充液油箱到主缸的管件pd/(2p)=251060.052102.5106=0.006m取=6mm4.油箱的设计 （1）油箱的设计油箱在液压系统中主要功用是储存液压系统所需的足够油液，散发油液中的热量，分离油液中的气体和沉淀污物。另外中小型液压系统，往往把泵和一些控制元件安装在邮箱顶板上使液压系统结构紧凑。按油箱液面是否与大气相通，可分为开式油箱和闭式油箱。开式油箱广泛用于一般的液压系统，闭式油箱则用于水下和受压元件无稳定气压及对工作稳定性或噪音有严格要求的场合（空气混入油液是工作不稳定和产生噪音的主要原因）。油箱除了其基本功用外，有时它还兼做液压元件的安装台。因此设计油箱时应注意以下几点：（1）油箱应有足够的容量（通常取液压泵每分钟流量的312倍进行估算）。液压系统工作时油面应保持一定高度（一般不超过油箱高度的80%）以防止液压泵吸空。（2）油箱中应设吸油过滤器要有足够的通流能力。因需经常清洗过滤器，所以在油箱结构上考虑拆卸方便。（3）油箱底部做成适当斜度，并设放油塞。大油箱为清洗方便应在侧面设计清洗窗孔。油箱箱盖上应安装空气过滤器，其通气流量不小于泵流量的1.5倍，以保证具有较好的抗污能力。（4）在油箱侧壁安装油位指示器，以指示最低最高油位。（5）油箱散热条件要好，必要时安装温度计、温控计和热交换器。（6）大、中型油箱应设有吊钩或孔。本系统为高压系统，按经验公式，油箱容量为V=（612）qp=（612）0.0026m3/s=（612）156L/min =9361872L取 V=1000L=1m考虑到有关部件要装于油箱之上，为安装、检修方便，设计油箱尺寸为12508001000mm （2）充液油箱的设计充液油箱的容量为Vqmax=0.01256 m根据需要，取充液油箱的尺寸为10008001130mm5.液压油的选择液压油应具有适当的粘度，良好的粘温特性，良好的润滑性，能抗氧化，无腐蚀作用，抗燃烧，不易乳化，不破坏密封材料，无毒，有一定的消泡能力。选择液压油时，应根据泵的种类、工作温度、系统压力等，确定适用的粘度范围，再选择适合的液压油品种。考虑到工作压力较高，选择40号普通液压油。6.过滤器的选择常见液压系统故障是由于液压介质收到污染而引起的，因此在液压系统中安装过滤器是十分必要的。过滤器的主要功用是对液压油进行过滤，控制油的洁净程度。在液压系统中，常见的过滤器按滤芯的材料和结构形式的不同可分为网式、线隙式纸芯式、烧结式及磁性过滤器等；按过滤器的连接方式可分为管式、法兰式和板式等；按过滤器的安放的位置的不同，还可分为吸滤器、压滤器和回流过滤器。有的过滤器还带有污染堵塞发信装置。由于网式过滤器结构简单、清洗方便、通油能力大，常用于吸油管路作吸滤器，对油液进行粗滤，所以本液压系统选用WU-250180F型过滤器。第3章 液压系统的验算在确定了所用液压件之后，要画出液压系统的装配草图（管路及阀件布置图）。然后根据需要对整个液压系统的某些技术性能：系统的压力损失、发热温升、液压冲击、泄漏量等进行必要的验算。根据分析计算发现问题，对某些不合理的设计进行调整，或采取其他的必要措施。3.1 管路系统压力损失的计算实际液体流动时管道会产生阻力。为了克服阻力，流动的液体需要损耗一部分能量，这种能量损失可归为P。P具有压力的量纲，通常称为压力损失。在液压传动系统中，压力损失使液压能转变为热能，它将导致系统的温度升高。因此，在涉及液压系统时，要尽量减少压力损失。选定系统的液压元件、安装形式、油管和管接头后，画出管路的安装图，然后对系统总的压力损失进行验算，压力损失包括管道内的沿程损失和局部损失以及阀类元件的局部损失三项。如果算出的管路压力损失P与初算时设定值相差太大，则必须以此P代替假定值，进行重新计算，或对原设计进行修改，以降低P值。对系统压力损失进行验算时，应按系统工作循环的不同阶段，对进油路和回油路分别进行计算，对于较简单的液压系统，压力损失的验算可以省略。由装配草图可知各管段长度、管直径、弯头数为表3-1。 表3-1 液压系统各管段长度、管径、弯头管 段管 长m管外径壁厚mm弯头数由泵至单向阀0.832690o弯头一个由单向阀至插装阀0.332690o弯头一个由插装阀至单向阀0.232690o弯头一个由单向阀至缸0.532690o弯头一个3.1.1 流动类型层流和紊流是两种不同的流态。层流时，液体的流速低，液体质点受粘性约束，不能随意运动，粘性力起主导作用，液体的能量主要是消耗在液体之间的摩擦损失上；紊流时，液体的流速较高，粘性的制约作用减弱，惯性力起主导作用，液体的能量主要是消耗在动能损失上。雷诺数是液体在管道中流动状态的判断数。对于不同情况下的液体流动状态，如果液体流动时的雷诺数Re相同，它的流动状态也就相同。可按最大工作流量q=0.01256m/s及最小管进径d=32mm,判断流动类型。系统使用40号液压油，其运动粘度=40cSt.则雷诺数Re为：Re=d104 =1.274qd104 =1.2740.01256103320.4104=1.25104Re=1.25104Re=2000 根据查阅为紊流3.1.2 局部压力损失 液体流经管道的弯头、接头、突变截面以及阀口、滤网等局部装置时，液流方向和流速发生变化，在这些地方形成旋涡、气穴，并发生强烈的撞击现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失。当液体流过上述各种局部装置时，流动状况极为复杂，影响因素较多，局部压力损失值不易从理论上进行分析计算。因此，局部压力损失的阻力系数，一般要依靠实验来确定。局部压力损失的计算见表3-2表3-2局部压力损失的计算项 目计 算 公 式结 果说 明使用公式Pr=22g=9009.81N/mg=9.81m/s泵出口管道入口处Pr1Pr1=0.061.87229.819009.8194.4Pa由表29-161入口处为圆角rd0=532=0.156时=0.06v=1.87m/s900弯头处Pr2Pr2=1.21.87229.8149009.817050 Pa900弯头4个由表29-17 a=900=1.12流入油缸管道出口Pr3Pr3=11.87229.819009.811574 Pa由表29-141直管流出=1（紊流）单向阀Pr44105 Pa由表29-201在额定流量下工作的压力损失为2105 Pa，单向阀2个 插装阀Pr53105 Pa续表3-2总局部损失PrPr=Pr1+Pr2+Pr3+Pr4+Pr5 =94.4+7050+1574+4105+31057.8073105 Pa3.1.3 沿程压力损失液体在等直径管中流动是，因摩擦和质点的相互干扰而产生的压力损失被称为沿程压力损失。液体的流动状态不同，所产生的沿程压力损失也有所不同。本系统的沿程压力损失的计算见表3-3。表3-3 沿程压力损失的计算项 目计 算 公 式结 果说 明使用公式PL=ld22g=9009.81N/mg=9.81m/s泵至单向阀管段PL1=0.83210-31.87229.81 9009.810.031.1810Pal=0.8md=3210-3mv=qA=0.001540.00322=1.87m/s=0.3164Re-0.25 =0.3164(1.25104)-0.25 =0.03单向阀至插装阀管段PL2=0.030.33210-31.87229.819009.810.4410Pal=0.3md=3210-3mv=1.87m/s=0.03插装阀至单向阀管段PL3=0.030.23210-31.87229.819009.810.310Pal=0.2md=3210-3mv=1.87m/s=0.03单向阀至缸管段PL4=0.030.53210-31.87229.819009.810.7410Pal=0.5md=3210-3mv=1.87m/s=0.03总沿程压力损失PL=PL1+PL2+PL3+PL4=1.1810+0.4410 +0.310+0.74102.6610Pa这里两缸不同时动作，故只计一个即可注：本液压机采用倒罐吸油，油面在泵的吸油口上，故吸油管的沿程压力损失及过滤器的局部损失可不计。3.1.4 管道总压力损失管道总压力损失P=PL+Pr=2.6610+7.8073105 =7.1105 PaP取=1.5Mpa满足要求3.2 系统发热温升的验算 液压系统工作时，液压泵和执行元件存在着容积损失和机械损失，管路和各种阀类元件通过液流时要产生压力损失和泄漏。所有的这些损失所消耗的能量均转变成热能，使油温升高。连续工作一段时间后，系统所产生的热量与散发到空气中的热量相等即达到热平衡状态，此后温度不再升高。不同的主机，因工作条件与工况的不同，最高允许油温是不同的，系统发热温升的验算，就是计算系统的实际油温，如果实际油温小于最高允许温度，则系统满足要求。系统中散发热量的元件主要是油箱。 发热温升的计算见表3-4表3-4发热温升的计算项 目计 算 公 式结 果说 明泵驱动功率Nin Nin=P0Pt=251060.00260.972222WP0=25MpaP=0.0026m/st=0.9系统散热功率NlNl=KA（1-2） =1706.1（900-400）51850W由有表29-25 1K=170W/m20c由表29-23 1=9002=400油箱尺寸：12508001000其散热面积A=2（1.250.8+0.8 1+11.25）=6.1m续表3-4液压缸驱动功率NefNef=1Ti=12FiSi=115.3501020.7+3000100.121895WT=t1+t2=7+8.3=15.3s系统发热功率NhNh= Nin- Nef =72222-2189550327W系统温升=NhKA=503271706.148.50C结论散热功率Nl=51850W发热功率Nh=50327W；温升=48.50C1-2=900-400=500 所以满足工作要求第4章 液压系统的维护与保养4.1 液压系统的维护 1.选择适合的液压油 液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用，液压油选择不恰当是液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因。应按随机使用说明书中规定的牌号选择液压油，特殊情况需要使用代用油时，应力求其性能与原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用，以防液压油产生化学反应、性能发生变化。深褐色、乳白色、有异味的液压油是变质油，不能使用。 2.防止固体杂质混入液压系统，清洁的液压油是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件，有的有阻尼小孔、有的有缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等，危及液压系统的安全运行。一般固体杂质入侵液压系统的途径有：液压油不洁；加油工具不洁；加油和维修、保养不慎；液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵系统： （1）加油时 液压油必须过滤加注，加油工具应可靠清洁。不能为了提高加油速度而去掉油箱加油口处的过滤器。加油人员应使用干净的手套和工作服，以防固体杂质和纤维杂质掉入油中。（2）液压系统的清洗清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油，油温在4580之间，用大流量尽可能将系统中杂质带走。液压系统要反复清洗三次以上，每次清洗完后，趁油热时将其全部放出系统。清洗完毕再清洗滤清器、更换新滤芯后加注新油。3. 防止空气和水入侵液压系统（1）防止空气入侵液压系统在常压常温下液压油中含有容积比为68%的空气，当压力降低时空气会从油中游离出来，气泡破裂使液压元件“气蚀”，产生噪声。大量的空气进入油中将使“气蚀”现象加剧，液压油压缩性增大，工作不稳定，降低工作效率，执行元件出现工作“爬行”等不良后果。另外，空气还会使液压油氧化，加速油的变质。防止空气入侵应注意以下几点：维修和换油后要按随机使用说明书规定排除系统中的空气，才能正常作业。液压油泵的吸油管口不得露出油面，吸油管路必须密封良好。油泵驱动轴的密封应良好，要注意更换该处油封时应使用“双唇”正品油封，不能用“单唇”油封代替，因为“单唇”油封只能单向封油，不具备封气的功能。（2）防止水入侵液压系统油中含有过量水分，会使液压元件锈蚀、油液乳化变质、润滑油膜强度降低，加速机械磨损。 除了维修保养时要防止水分入侵外，还要注意储油桶不用时，要拧紧盖子，最好倒置放置；含水量大的油要经多次过滤，每过滤一次要更换一次烘干的滤纸，在没有专用仪器检测时，可将油滴到烧热的铁板上，没有蒸气冒出并立即燃烧方能加注。4. 作业中注意事项（1）机械作业要柔和平顺机械作业应避免粗暴，否则必然产生冲击负荷，使机械故障频发，大大缩短使用寿命。作业时产生的冲击负荷，一方面使机械结构件早期磨损、断裂、破碎，一方面使液压系统中产生冲击压力，冲击压力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管、溢流阀频繁动作油温上升。要有效地避免产生冲击负荷：必须严格执行操作规程；液压阀开、闭不能过猛过快；避免使工作装置构件运动到极限位置产生强烈撞击；没有冲击功能的液压设备不能用工作装置（如挖掘机的铲斗）猛烈冲击作业对象以达到破碎的目的。还有一个值得注意的问题：操作手要保持稳定。因为每台设备操纵系统的自由间隙都有一定差异，连接部位的磨损程度不同因而其间隙也不同，发动机及液压系统出力的大小也不尽相同，这些因素赋予了设备的个性。只有使用该设备的操作手认真摸索，修正自己的操纵动作以适应设备的个性，经过长期作业后，才能养成符合设备个性的良好操作习惯。一般机械行业坚持定人定机制度，这也是因素之一。（2）要注意气蚀和溢流噪声作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音，如果液压泵出现“气蚀”噪声，经排气后不能消除，应查明原因排除故障后才能使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢，并伴有溢流阀溢流声响，应立即停机检修。4.2 液压系统的保养拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位，造成系统油道暴露时要避开扬尘，拆卸部位要先彻底清洁后才能打开。如拆卸液压油箱加油盖时，先除去油箱盖四周的泥土，拧松油箱盖后，清除残留在接合部位的杂物（不能用水冲洗以免水渗入油箱），确认清洁后才能打开油箱盖。如需使用擦拭材料和铁锤时，应选择不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面附着橡胶的专用铁锤。液压元件、液压胶管要认真清洗，用高压风吹干后组装。选用包装完好的正品滤芯（内包装损坏，虽然滤芯完好，也可能不洁）。换油时同时清洗滤清器，安装滤芯前应用擦拭材料认真清洁滤清器壳内底部污物。4.3 可能发生的故障和消除方法 1液压冲击它产生的原因是：在液压系统管道内流动的液体由于快速换向或突然关闭各种阀，使得瞬时压力值增至很大。其危害是：产生巨大的振动和噪音，油温升高，使密封装置、管件及其他元件损坏。减小或防止液压冲击的预防措施有：减慢阀的换向速度，即在换向阀前加单向截流阀；在阀的后面加储能器；加大管道通径，采用软管；在冲击源后设置可起卸荷作用的安全阀。 2爬行爬行就是油缸低速运行时出现的时断时续的速度不匀现象。爬行会导致工作稳定性恶化，严重影响产品的加工精度，缩短设备及模具的寿命。产生爬行的原因主要有：润滑不良；系统中有空气；机械刚性过低，装置不牢或零件变形、磨损及尺寸超差都会引起爬行。如油缸的活塞及活塞杆不同心、活塞杆弯曲、活塞与缸体的相对磨损、缸体锥度、椭圆度超差等都会产生爬行；系统压力脉动过大或系统压力过低也可能造成爬行。防止爬行的方法有：保证液压系统有足够的刚性；保持良好的润滑；采用导轨油，即在基础油中加入各种油性添加剂的导轨油；换装在最小流量下能保持性能稳定的调速阀；正确安装和调整液压装置，对油缸、活塞及活塞杆等相对运动零件要保证规定的形体精度、几何精度和表面光洁度，使活塞杆在整个行程中受到的摩擦阻力保持均匀。- 56 -结论通过这次毕业设计的研究，完成了3150KN液压机进行了液压系统的设计。3150KN液压机适用于可塑性材料的压制工艺，如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、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。3150KN液压机的动力机构和电气系统。采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方式。它的工作压力、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，并能完成顶出工艺、不带顶出工艺、拉伸工艺三种工艺方式。每种工艺又分定压、定程两种工艺动作供选择。定压成型之工艺动作在压制后具有保压、延时、自动回程、自动顶出、延时自动退回等动作。其主机承长方形，外形新颖美观，动力系统采用了插装阀，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。通过此次课毕业设计研究，使我对3150KN液压机有了系统的认识，充分掌握了系统的动作原理和基本机构，了解了本液压机的结构特点和主要用途，并对液压传动这门课有了更深层次的掌握和运用。致谢本课题的选题、课题研究及撰写绘制工作都是在周德繁老师的悉心指导下完成的。周德繁老师严谨的教学作风，渊博的知识，负责的态度以及对学生严格的高标准的要求，使我收益良多。周老师在工作、学习、思想及生活方面给予我极大的帮助，使我难以忘怀。在此向周德繁老师表示深深的感谢和崇高的敬意。在课题的研究和设计中，还得到了许多同学的帮助，在此表示诚挚的感谢。参考文献1 刘延俊.液压与气压传动.机械工业出版社，20062 雷天觉.液压工程手册.机械工业出版社，2001：50603 张世伟，朱福元.液压系统的计算与结构设计.宁夏人民出版社，20074 鄂中凯，方昆凡，李绍荣等.机械零件设计手册续篇液压传动和气压传动.冶金工业出版社，2000：14975 姜继海，宋锦春，高常识.液压与气压传动.高等教育出版社，20026 曾祥荣等.液压传动.国防工业出版社，20027 王懿瑶.液压传动与控制.机械工业出版社，20038 李慕杰.液压传动与气压传动.机械工业出版社，20099 田克华.互换性与测试技术基础.哈尔滨工业大学出版社，200610 薛祖德.液压传动.中央广播电视大学出版社，2005：243811 沈鸿，周建南，汪道函等.电机工程手册，第4卷.机械工业出版社，2002：20-120-312 Frank Yeaple.Fluid Power Design Handkook.Marcel Dekker,Inc,2004:545813 Peter Rohner.Industrial Hydraulic Control.Prentice-Hall,Inc,2006:3036附录 Hydraulic SystemChapter 1 IntroductionHydraulic Pump Station also known as the stations are independent h- ydraulic device. It requested by the oil gradually. And controlling the hydraulic oil flow direction, pressure and flow rate, applied to the mainframe and hy- draulic devices separability of hydraulic machinery. Users will be provided after the purchase hydraulic station and host of implementing agencies (motor oil or fuel tanks) connected with tubing, Hydraulic machinery can be realized from these movements and the work cycle.Hydraulic pump station is installed, Manifold or valve combination, t- anks, a combination of electrical boxes.Functional components : Pump device - is equipped with motors and pumps, hydraulic station is the source of power. to mechanical energy into hydraulic oil pressure can be. Manifold - from hydraulic valve body and channel assembled. Right direction for implementation of hydraulic oil, pressure and flow control. Valve portfolio - plate valve is installed in up board after board conn-ects with the same functional IC. Tank - plate welding semi-closed containers, also loaded with oil filtering network, air filters, used oil, oil filters and cooling. Electrical boxes - at the two patterns. A set of external fuse terminal plate; distribution of a full range of electrical control. Hydraulic Station principle : motor driven pump rotation, which pump oil absorption from the oil tank. to mechanical energy into hydraulic pressure to the station, hydraulic oil through Manifold (or valve combinations) realized the direction, pressure, After adjusting flow pipe and external to the cylinder hydraulic machinery or motor oil, so as to control the direction of the motive fluid transformation force the size and speed the pace of promoting the various acting hydraulic machinery. A development course China Hydraulic (including hydraulic, the same below), pneumatic and seals industrial development process can be broadly divided into three phases, namely : 20 early 1950s to the early 1960s, the initial stage; 60s and 70 for specialized production system ;8090s growth stage for the rapid development stage. Which, hydraulic industry in the early 1950s from the machine tool industry production of fake Su-grinder, broaching machine, copying lathe, and other hydraulic drive started, Hydraulic Components from the plant hydraulic machine shop, self-occupied. After entering the 1960s, the application of hydraulic technology from the machine gradually extended to the agricultural machinery and mechanical engineering fields, attached to the original velocity of hydraulic shop some stand out as pieces of hydraulic professional production. To the late 1960s, early 1970s, with the development of mechanized production, especially in the second automobile factory in providing efficient, automated equipment, along with the Hydraulic Components manufacturing has experienced rapid development of the situation, a group of SMEs have become professional hydraulic parts factory. 1968 Chinas annual output of hydraulic components have nearly 200,000 in 1973, machine tools, agricultural machinery, mechanical engineering industries, the production of hydraulic parts factory has been the professional development of more than 100 and an annual output more than one million. an independent hydraulic manufacturing industry has begun to take shape. Then, hydraulic pieces of fake products from the Soviet Union for the introduction of the product development and technical design combining the products to the pressure, Hypertension, and the development of the electro-hydraulic servo valves and systems, hydraulic application areas further expanded. Aerodynamic than the start of the industrial hydraulic years later, in 1967 began to establish professional pneumatic components factory, Pneumatic Components only as commodity production and sales. Sealed with rubber and plastics, mechanical seals and sealing flexible graphite sealing industry, the early 1950s from the production ordinary O-rings. rubber and plastics extrusion, such as oil seal sealing and seal asbestos products start to the early 1960s, begun production of mechanical seals and flexible graphite sealing products. 1970s, the burning of the former Ministry, a Ministry, the Ministry of Agricultural Mechanization System, a group of professional production plants have been established, and the official establishment of industries to seal industrial development has laid the foundation for growth.Since the 1980s, in the countrys reform and opening up policy guidelines, with the development of the machinery industry, based mainframe pieces behind the conflicts have become increasingly prominent and attracted the attention of the relevant departments. To this end, the Ministry of the original one in 1982, formed the basis of common pieces of Industry, will be scattered in the original machine tools, agricultural machinery, mechanical engineering industries centralized hydraulic, pneumatic and seals specialized factories, placing them under common management infrastructure pieces Bureau, so that the industry in the planning, investment, technology and scientific research and development in areas such as infrastructure pieces Bureau of guidance and support. Since then entered a phase of rapid development, has introduced more than 60 items of advanced technology from abroad, including more than 40 items of hydraulic, pneumatic 7. After digestion and absorption and transformation, now have mass production, and industry-leading products. In recent years, the industry increased the technological transformation efforts, in 1991, Local enterprises and the self-financing total input of about 20 billion yuan, of which more than 1.6 billion yuan Hydraulic. Through technological transformation and technology research, and a number of major enterprises to further improve the level of technology, technique and equipment to be greatly improved. In order to form a higher starting point, specialization, and run production has laid a good foundation. In recent years, many countries in the development of common ownership guidelines, under different ownership SMEs rapid rise showing great vitality. With the further opening up, three-funded enterprises rapid development of industry standards for improving and expanding exports play an important role. Today, China has and the United States, Japan, Germany and other countries famous manufacturers joint ventures or wholly-owned by foreign manufacturers to establish a piston pump / motor, planetary reduction gears, steering gear, hydraulic control valve, hydraulic system, hydrostatic transmission, hydraulic Casting. pneumatic control valve, cylinder, gas processing triple pieces, mechanical seals, rubber and seal products more than 50 production enterprises, attracting foreign investment over 200 million U.S. dollars. the current situation 1.21Basic Profiles After 40 years of efforts, China hydraulic, pneumatic and sealing industry has formed a relatively complete categories. a certain level of technical capacity and the industrial system. According to the 1995 Third National Industrial Census statistics, hydraulic, Pneumatic seals and industrial 370,000 annual sales income of 100 million yuan in state-owned, village-run, private and cooperative enterprises, individual, three capital enterprises with a total of more than 1,300, of which about 700 hydraulic, Pneumatic seals and the approximately 300 thousand. By 1996 with the international trade statistics, the total output value of Chinas industry hydraulic 2.348 billion yuan, accounting for the worlds 6; Pneumatic industry output 419 million yuan, accounting for world No. 10. 1.22 the current supply and demand profiles Through the introduction of technology, independent development and technological innovation, and high-pressure piston pump, gear pumps, vane pump, General Motors hydraulic valves, tanks, Non-lubricated aerodynamic pieces and various seals of the first large technology products has increased noticeably. stability of the mass production may, for various mainframe products provide a level of assurance. In addition, hydraulic and pneumatic components of the CAD system, pollution control, proportional servo technology has scored some achievements, and is already in production. Currently, hydraulic, pneumatic and seals products total about 3,000 species, more than 23,000 specifications. Among them, there are 1,200 hydraulic varieties, more than 10,000 specifications (including hydraulic products 60 varieties 500 specifications); Pneumatic are 1,350 varieties, more than 8,000 specifications; Rubber seal 350 species more than 5,000 specifications have been basically cater to the different types of mainframe products to the general needs, complete sets of equipment for major varieties of matching rate was over 60%, and started a small amount of exports. 1998 pieces of homemade hydraulic output 4.8 million. sales of about 28 billion (of which about 70% mechanical systems); aerodynamic pieces yield 3.6 million. sales of about 5.5 billion (of which about 60% of mechanical systems); Seals output of about 800 million. sales of about 10 billion (of which about 50% mechanical systems). According to the China Hydraulic Pneumatic Seals Industry Association 1998 annual report, hydraulic product sales rate of 97. 5% (101% for hydraulic), pneumatic 95.9%, 98.7% sealed. This fully reflects the basic marketing convergence.My hydraulic, pneumatic and sealing industry has attained a great deal of progress, but with mainframe development needs, and the worlds advanced level, there are still many gaps, mainly reflected in the product variety, performance and reliability, and so on. Hydraulic products as an example, products abroad only one-third, life for half abroad. In order to meet key mainframe, and mainframe imports of major technology and equipment needs, every year a large number of hydraulic, pneumatic and sealing products imports. According to customs statistics and the analysis of data, in 1998 hydraulic, pneumatic and seals in the import about 200 million U.S. dollars, Hydraulic which about 1.4 billion dollars, aerodynamic nearly 030 million U.S. dollars, sealed about 030 million U.S. dollars. compared with a slight decline in 1997. By sums, currently imported products on the domestic market share of about 30%. 1998 pieces of the domestic market demand for hydraulic total of about six million, the total sales of nearly 40 billion; aerodynamic pieces of the total demand of about 5 million, with sales more than 700 million yuan; Seals total demand of about 1.1 billion. total sales of about 1.3 billion. the development trend of the future 1.31 affect the development of the main factors (1) product development ability, and the level of technological development and speed can not completely meet the advanced mainframe products, major equipment and technology imported equipment and maintenance support; (2) the number of enterprises manufacturing technology, the level of equipment and management standards are comparatively backward, coupled with a strong sense of quality, resulting in low levels of product performance, quality, Reliability poor services in a timely manner, lack of user satisfaction and trust of the brand-name products;(3) industry specialization of production low, scattered strength, low repeat serious, between regions and enterprises of convergence products, blindly compete with each other, driving down prices, the decline of enterprise returns, lack of funds, liquidity difficulties, product development and technological transformation is inadequate and seriously restricted the industry to improve the overall level of competition and the increase of strength; (4) The internationalization of the domestic market and the increasing degree of foreign companies have entered the Chinese market and participate in competition with the domestic private and cooperative enterprises, individuals, foreign-funded enterprises, such as the rise of state-owned enterprises due to the growing impact. 1.32 the development trend As the socialist market economy continues to deepen, hydraulic, pneumatic and sealing products in the market supply and demand and there is a greater change, long ago to a shortage of the sellers market has basically become a structural surplus of the characteristics of the buyers market place . Overall capacity, is already in oversupply situation, in particular the general low level of hydraulic, pneumatic and seals, the general oversupply; and the host of urgent high-tech high-parameter, high value-added high-end products, and they do not satisfy the market needs, only dependent on imports. China joins the WTO, its impact may be even greater. Therefore, the 15 during the growth of the output value of industry, must not depend on volume growth and the industry should address the structural problems of their own, increase the intensity of the adjustment of the industrial structure and product mix, is, we should rely on the improvement of quality, and promote technical upgrading of products to meet market demand and stimulating, seek greater development.2 The application of hydraulic power sliding stage2.1 Power sliding Taiwan introducedThis paper deals with the investigation for slide units impact and motion stability in modular machine tool fay means of the method of power bond graph and state space analysis. The dynamic mathematical model of self-adjusting back pressure speed control system used to drive slide unit is established. Main reasons and affecting factors for slide unit impact and motion unstability are analysed through computer digital simulation, It is concluded from those that, if the structural dimensions of hydraulic cylinder and back pressure valve are designed rationally, the slide units dynamics will markedly be improved.NOMENCLATURESfflow sourceSeisliding friction force in slide unitRequivalent viscous friction coefficient in slide unitIimass of slide unit and cylinderhmass of SABP valve spoolCi,C2hydraulic capacitances of rod chamber and non-rod chamber in cylinder re-spec-tivelyC3spring compliance of SABP valveRrR2hydraulic resistances of damping holesR9hydraulic resistance of orifice of SABP valveSe2presetting force of spring in SABP valveI4J5equivalent liquid inertia in pipe linesCCgequivalent hydraulic capacitances in pipe lines equivalent hydraulic resistances in pipe linesV-j Voil-containing volumes in non-rod chamber and rod chamber respectivelyP,r:, P-ioil pressures in non-rod chamber and rod chamber respectivelyFload acted on slide unitVslide unit velocity* Department of Mechanical Engineering, Dalian Ur.iversity of Technology, Dalian. China.2.2 IntroductionDuring operation of modular machine tool, the changes of slid units speed and load acted on it in both magnitude and direction will affect working performar.ee to a different extent Particularly the impact caused by sudden vanishing of load and the motion unstability due to periodical change of load in operation will affect the surface quality of the workpiece machined, and the tool would be broken off under serious conditions, By using the method of power bond graph and state space analysis, the dynamic mathematical model of the system used to drive slide unit is established, that is called as self-adjusting back pressure speed control system and abbreviated to SABP system. In order to improve slide units dynamics, it is necessary to find out the main reasons and affecting factors, that must be based on computer digital simulation and study on the results.2.3 Dynamic Mathematica ModeldThe schematic diagram of SABP system is shown in Fig.l, the system is used to perform the cycle of feeding, stopping and returning. Four way control valve works in the right position during slide units feeding. The supply pressure of the pump is approximately constant under the action of pressure relief valve, the oil through the control valve and pressure compensated flow control valve enters the non-rod chamber to put slide unit forward. At the same time, the oil from the rod chamber is discharged through SABP valve and directional control valve to tank. In this process, the state of two check valves and pressure relief valve is not changed, To establish the mathematical model as reasonably and simply as possible, consideration must be focused on main affecting factors for a complex non-linear system such as the SABP system. It is illustrated by theoretical analysis and test result , that the transient time of the system is much longer than that of the flow control valve, and the flowrate overshoot of the valve in transients affects very small to slide unit speed because of the ;large effective sectional area of non-rod chamber in cylinder. For investigating the systems dynamics widely and deeply, the initial modeltn is further simplified in this paper, and so the study can be efficiently made with microcomputer. It is assumed that the flowrate through the flow control valve isconstant in the whole transient process, and is denoted to a flow source.Fig.2 shows the structure diagram of the dynamic model of the system, it is composed of cylinder, slide unit, SABP valve and pipe line; etc.By using the method of power bond graph and state space analysis in this paper, the dynamic mathematical model of the system is to be established- The power bond graph is a power flow diagram, which expresses abstractly the actions among sub-systems as three effects, i.e. resistance effect, capacitive effect and inertia effect, according to the way of energy transform, on the basis of practical structure and by means of method of lumped parameters. The model is characterized by a clear conception in physics, and non-linear system can be accurately analysed in combination with method of state space analysis, thus it is a effective method used in the dynamic investigation of complex non-linear system in thetimedomain.From main performances of components in SAEP system, the power bond graph of the system has been formed by means of the rule of model establishing and is shown in Fig.3. Half arrow in each bond indicates a direction of power How, two variahles of power are effort variable and flow variable. O-junction illustrates algebraic summation of flow variables at common effort, i.e. parallel connection, 1-junction does algebraic summation of effort variables at common flow, i.e. series connection. The symbol TF represents power transformer between two types of energy, and transforming modulus between efforts or flows is noted below the symbol TF. Short transverse bar across one end of each bond shows causality between two variables. A full arrow expresses a control action. Among three actions, there is an integration or differential form in capacitive effect and inertia effect between two variables. So state equation may be derived from Fig.3, there are nine state variables in this complex nonlinear equation. Studying on the slide units dynamics is started with impact and motion stability. The equation is simulated by using the method of 4th order Runge-Kutta integration procedure on IBM-PC computer. Fig.4 and Fig.5 illustrate the results respectively.Slide units impact phenominon results from loads vanishing in the transients, for example, the situation of drilling through workpiece, Fig.4 expounds the variations of the load and speed of slide unit, the pressures of chambers in cylinder. When slide unit motions evenly under the action of load, the oil pressure in non-rod chamber is very high, and there is a lot of hydraulic energy accumulated in side. The pressure decreases at once with loads discharging rapidly. During the process of oil pressure converting from high to low, the system absorbs some of the energy, so slide unit impacts forward with high speed. And then the oil in rod chamber is compressed to increase back pressure, some of the energy is consumed, which plays a part of restraining the impact of the slide unit. It must be noted that inlet pressure of SABP valve telys on the interaction of pressures of two chambers, and increases rapidly at the instant of loads vanishing, and then stabilizes at some value greater than initial one. This pressure is also greater than one of traditional speed control system, therefore the energy can be absorbed much more in the rod chamber. In result, the impact of slide unit in SABP system is 20% lawer than in traditionals. It is thus clear that slide unit with SABP system for driving has a good performance in restraining the impact and SABP valve plays an important part in that,2.4 Motion stabilityWhen load acting on slide unit varies periodically, such as the situation of milling, slide units speed will bring about some pulse. In order to meet the requirements of manufacturing quality, the magnitude of the speed pulse must be reduced as small as possible. The variation of the load is assumed to be of sine wave, in order to simplify discussion of the problem, The result of digital simulation is shown in Fig.5 It can be seen that, the response of the system is the sameas traditionls and the differences between them are very small. The reason for this is that the variation of the load is not targe, there the pressures in chambers vary very little that is, the effect of the SABP valve is not obvious.2.5 ImprovementIt is shown by studying, that dynamics of slide unit which used SABP speed control system as driving system is better than that of traditional system. To reduce the slide units impact, the back pressure of rod chamber has to be increased rapidly in the transients of loads vanishing; on the other hand, to enhance the slide units motion stability, it is necessary to raise the system rigidity. However, main recommendation lies in decreasing the volume of oil. It is known from system structure that, there is a lot of oil-containing volume between the rod chamber and drain pipe as shown in Fig.6a. Because the volume exists, not only the effect of SABP valve is delayed and reduced, hut also the rigidity of the system is decreased. Therefore, it is hindered to further improve the impact and motion stability. To make the slide unit dynamics better, the structural dimensions of cylinders chamber and the SABP valve must be designed suitably. Based on simulations under the various structural dimensions and comparison among the results, the following two measures can be taken for improvements:The ratio between volumeV4 and V3 is changed from 5.5 to 1 approximately, as shown in Fig,6b the bottom diameter of spool of the SABP valve is increased from 10 mm to 13 mm and the length of side of triangular damping slot is decreased from 1 mm to 0.7mm the slide unites impact quantity can be reduced by 30%, and the time of dynamic response is shortened. In addition, slide units motion stability may be improved obviously. It is thus evident that improvements are very effective.液压系统绪论液压站又称液压泵站，是独立的液压装置。它按逐级要求供油。并控制液压油流的方向、压力和流量，适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械上。用户购后只要将液压站与主机上的执行机构（油缸或油马达）用油管相连，液压机械即可实现各种规定的动作和工作循环。液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成。各部件功能为：泵装置上装有电机和油泵，是液压站的动力源，将机械能转化为液压油的压力能。集成块由液压阀及通道体组装而成。对液压油实行方向、压力和流量调节。阀组合板式阀装在立板上，板后管连接，与集成块功能相同。油箱板焊的半封闭容器，上还装有滤油网、空气滤清器等，用来储油、油的冷却及过滤。电气盒分两种型式。一种设置外接引线的端子板；一种配置了全套控制电器。液压站的工作原理：电机带动油泵转动，泵从油箱中吸油供油，将机械能转化为液压站的压力能，液压油通过集成块（或阀组合）实现了方向、压力、流量调节后经外接管路并至液压机械的油缸或油马达中，从而控制液动机方向的变换、力量的大小及速度的快慢，推动各种液压机械做功。1.1发展历程 我国液压（含液力，下同）、气动和密封件工业发展历程，大致可分为三个阶段，即：20世纪50年代初到60年代初为起步阶段；6070年代为专业化生产体系成长阶段；8090年代为快速发展阶段。其中，液压工业于50年代初从机床行业生产仿苏的磨床、拉床、仿形车床等液压传动起步，液压元件由机床厂的液压车间生产，自产自用。进入60年代后，液压技术的应用从机床逐渐推广到农业机械和工程机械等领域，原来附属于主机厂的液压车间有的独立出来，成为液压件专业生产厂。到了60年代末、70年代初，随着生产机械化的发展，特别是在为第二汽车制造厂等提供高效、自动化设备的带动下，液压元件制造业出现了迅速发展的局面，一批中小企业也成为液压件专业制造厂。1968年中国液压元件年产量已接近20万件；1973年在机床、农机、工程机械等行业，生产液压件的专业厂已发展到100余家，年产量超过100万件，一个独立的液压件制造业已初步形成。这时，液压件产品已从仿苏产
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