磁材自动成型液压机设计

摘要如今的磁材料的生产厂家所用的干式磁性材料自动成型液压机大部分都是靠发达国家进口，外国进口液压机性能出色，但价格比国产液压机昂贵，一套设备将近100万元人民币，国内只有少数企业有类似的产品，而且客户反映达不到生产所需要求，基本无法进行生产，且绝大多数设备无法达到工艺要求。因此对粉末自动成型液压机的成型工艺和液压系统的研究很有必要。此次对干式磁材料自动成型轧制工艺设计进行了分析，并设计了整套自动成型液压机的液压系统和设备。本文针对普通开关控制液压磁材自动成型液压机设计机在生产中所表现的不足之处进行改进，重要参数如压力、流量、位置等的控制，通过电液比例元件来实现，设计出高精度比例控制干式磁粉自动成型液压机。该机能够实现干式磁粉成型的速度和压力的比例控制，方便调节，前后工序参数切换平稳，尽量减少了不必要元件，简化了系统，工作可靠，压制成品的品质得到极大提高。这套电液比例控制液压系统比之前的液压系统有着更为齐全的功能，调整方便、平滑切换不同的过程控制参数，系统组件，运行可靠，产品质量提高。比例液压系统技术改造后，功能齐全，操作方便，大大降低了故障率，保证系统工作可靠。关键词：比例控制；液压机；液压系统；粉末成型

AbstractNowadays,mostofthedry-typemagneticmaterialautomaticforminghydraulicpressesusedbymanufacturersofmagneticmaterialsareimportedfromdevelopedcountries.Thehydraulicpressesimportedfromabroadhaveexcellentperformance,butthepricesaremoreexpensivethanthoseofdomestichydraulicpressesAsetofequipmentnearly100millionyuan,onlyafewdomesticenterpriseshavesimilarproducts,andcustomersreportedthattheycannotmeettheproductionrequirements,basiccannotbeproduced,andthevastmajorityofequipmentcannotmeettheprocessrequirements.Therefore,itisnecessarytostudytheformingprocessandhydraulicsystemofthepowderautomaticforminghydraulicpress.Thispaperanalyzestheprocessdesignofdrymagneticmaterialautomaticformingrolling,anddesignsthehydraulicsystemandequipmentofthewholesetofautomaticforminghydraulicpress.Inthispaper,theshortcomingsofthecommonswitchcontrolhydraulicpressinproductionareimproved.Thecontrolofimportantparameterssuchaspressure,flow,position,etc.isrealizedbyelectro-hydraulicproportionalelementsAhighprecisionproportionalcontroldrymagneticpowderautomaticforminghydraulicpressisdesigned.Themachinecancontroltheratioofspeedandpressureofdrymagneticpowderforming,adjustitconveniently,switchtheworkingparametersbetweenfrontandbacksmoothly,reducetheunnecessarycomponentsasfaraspossible,simplifythesystem,workreliably,andimprovethequalityofpressedproductsgreatly.Thiselectro-hydraulicproportionalcontrolhydraulicsystemhasmorecompletefunctionsthantheprevioushydraulicsystem,easyadjustment,smoothswitchingofdifferentprocesscontrolparameters,systemcomponents,reliableoperation,productquality.Afterthetechnicaltransformationoftheproportionalhydraulicsystem,thefunctioniscomplete,theoperationisconvenient,reducedthefailurerategreatly,guaranteedthesystemworkreliably.Keywords：Proportionalcontrol,Hydraulicpress,Hydraulicsystem,Magneticfieldforming

第1章绪论1.1课题背景目前，粉末压制成形工艺已成为生产高质量磁性元件的主要的方法。粉末成型液压机是通过压缩的方法使粉末成形的液压机，用于生产特定形状磁性元件使用广泛。液压机是应用最广泛的磁性元件成形设备，自19世纪以来，随着液压机的飞速发展，液压机已广泛应用于国民经济的各个领域。通过持续的摸索，液压机的液压系统和整个机体相关技术更趋成熟，近几年，液压机的发展不仅在液压系统方面，而主要在高速，高效，低能耗等方面；最重要的是开发了机械电子，充分利用先进的机电技术，提高了液压系统的智能化和自动化程度，成功实现了系统的自动诊断和调整、故障预处理等功能。液压机现如今已用于国民经济的大部分领域，是主要的锻压设备。以下是它的几个特征：1.相比于别的设备，液压机可以提供更大的压力，更大的工作环境与更长的行程，所以能压制大型或硬度强度都较高的工件;2.工作平稳，冲击振动与噪音都不大。对工作人员的健康有很大的好处。3.液压成型的结构简单，容易制造。便于中小企业制造加工。虽然液压机一直在不断地发展进步，但如今不足还是很多，随着技术的进步，液压机会出现在各种各样的复杂的专业场合，适应更高更具体的要求。只有使液压机的技术性能更先进，设计出更符合实际生产需求的产品，才能赢得市场，提高企业的生产效率，提高经济效益。1.2研究意义液压机是利用液体压力能转化成机械能以实现加工机械。由于液压系统可以提供平稳、连续的压力，在特定形状工件的加工制造过程中占有绝对优势，尤其是在各种轻型制造工业的需求的拉动下，液压机的应用越来越广泛。所以发展高效率高可靠性的快速锻压成型液压机非常有意义。液压机的主要是液压系统和主机构成，如今国内这两部分已经达到了先进水平，但在加工和装配工艺上还存在差距。成熟先进的工艺使机器在冷却、过滤及减小振动和降低冲击等方面，都有极大的提高。液压机的基本原理是帕斯卡原理，利用液体的压力能转变成机械能，来提供加工所需的动力。液压机一般由操纵系统、泵站及主机三大主要部分组成。泵站是提供动力的装置，给工作液体加以压力，使各执行机构按工艺顺序完成应有的动作；主机是执行机构，是元件加工的工具。液压机广泛应用于拉伸、冷挤压、弯曲和翻边等工艺过程，主要是利用静压力进行产品的加工。适用于金属材料粉末和非金属材料粉末的压制成型，如塑料、磁性材料、绝缘材料等材料制品的压制成型，成型技术也可以用于校准和安装过程。本文所设计液压机在以下四方面进行了改进：（1）工作台较大，行程较长，以满足各种各样的过程的工艺需求；（2）设置了顶出机构，方便加工结束后卸下工件；（3）增加了时间延迟和自动恢复的功能，增加了恒压压制工艺，适合各种材料的粉末的压制成型；（4）液压机工作压力，模具下压速度和行程大小可以进行比例调节，自动化程度高，精度较高。1.3国内外研究现状分析当前磁环、磁鼓等磁性元件使用在很多领域，像各向异性、各向同性磁环、永磁环、磁鼓等元件大量应用在电脑、汽车、音响、步进电机等行业之中，它们的尺寸大小不尽相同，长度、直径从几毫米到几百毫米不等，有的产品的结构非常复杂，在它的圆周面上有着多达十余对的各向异性磁极，所以它的生产制造过程是非常复杂的，体密压制成型是加工过程中最为重要的环节，这个环节的加工精度与液压机的性能和所设置的各项压力、流量参数是直接相关的，若有任何一个重要参数设定得不符合要求，都将导致产品出现“轴向裂纹”、“径向裂纹”、“掉皮”、“脱底”和“脱盖”等非常明显的缺陷，形成废品。现今日本进口液压机基本上已经成为生产磁性元件的各厂家的主要选择，日本进口液压机性能出色，但在价格上较国产液压机昂贵不少，每套设备的价格接近100万元。在国内，类似的液压机产品只有少数企业有这样的生产技术并可以进行生产，但客户大多都反映国内生产的液压机达不到生产所需的要求，基本上不能用于快速、大量、集成化的生产，而且国内液压设备无法达到生产所需工艺要求，同时随着电子产品一日千里的快速发展，国内市场将会越来越展现出其庞大的需求。所以，很有必要将干式粉末成型工艺和液压系统的研究提上日程，在不久的将来创造可观的经济效益。通过对液压系统和对有关工艺的改进，我们自己生产的磁材成型液压机能接近或赶超欧美、日本等国家的水平，更重要的是其价格要比进口的便宜得多。从液压机的技术水平上来讲，我国的技术水平已经达到国际先进水平。我国部分液压机厂家通过和一些液压机技术更加先进的液压机生产企业的合作，引进了相关方面先进的技术，积累了国外企业很多生产、管理经验，技术上得到了相当可观的发展。但是在液压机某些核心组件、模块的关键技术上，如液压系统的关键部位和电控部分，依然要在与发达国家知名液压机企业的合作中，继续进行相关技术的引进和吸收，电控部分的高精度的原件仍然要依赖进口。目前，国内液压机的生产还是以单个液压机或者单机构成的互不联系的孤立生产线为主，上下料还是要依靠人力来进行，全国只有3%的液压设备可以进行自动上、下料。自动化程度高、速度快、产量高，多台液压设备组合工作的自动生产线基本上还处于婴儿阶段。从液压设备的种类上来看，小动力液压机仍占据国内液压机产量的主要部分，达到国内液压机产量的大约70%，但产值不高，还不到30%。中档液压机因其中含有一定的国际上先进的液压技术，所以价格比低档液压机高出不少，其产值超过了国内液压机总产值的50%，一些含有国际上先进的控制技术的高档液压设备因其价格高，只在一些工艺精度要求较高的场合中才会用到，市场需求不高，因而产量不高，产值大概在国内液压机总产值的15%，一般来说高档液压机都会利用国际先进的电液比例控制技术，在一些精度要求较高的场合中来提高产品的精度，以及其它一些特殊的加工要求。从品质上来讲，我国用户对液压产品的要求越来越高，我国厂家也将产品品质作为主要研究目标。因为国内的液压机技术的基础是由建国初期从前苏联学习和吸收的，在液压机整体的刚度和强度上，国内生产的液压机一定程度上要好于日本、韩国的产品，可以与欧美发达国家的产品相媲美。与发达国家先进的产品相比，但从可靠性来说，依然存在缺陷：（1）从产品性能来说，仍存在比较高的故障率，主要是在液压系统的上面，大多是由国内技术不成熟导致生产的液压元件和电气元件的质量不过关引起的；（2）国产液压机很多都存在严重漏油的问题；（3）液压系统中核心零部件的加工精度和质量仍需提高;（4）在液压机的整体结构的合理、美观方面上，国内产品与国际上先进产品相比仍有一定差距。但随着国内液压机生产厂家与国外厂家不断的合作，对先进技术进行引进和吸收，积累先进的管理经验，国内液压机的质量水平会逐渐接近甚至赶超国际先进水平。自建国以来，在由前苏联引进吸收的技术作为基础之上，我国液压机行业经过了半个世纪的发展，在液压机整体技术、整体结构等方面已经趋于成熟，但和舒勒、川崎油工、米勒万家顿这些国际知名的液压机制造巨头相比，在整体质量、关键零部件的精度、控制模块的自动化程度上都有很大的差距。虽然国内产品产量大，但是价格只在国际上先进产品的1／4～1／lO，行业整体利润率偏低。然而闭门造车式地发展肯定是行不通的，国内液压机生产企业要多多与国际上知名厂商进行沟通、合作，不断引进吸收先进技术，不断积累先进的生产管理经验，积极参与国际竞争，在吸收引进的同时进行技术创新，在国际高端液压机市场抢占一席之地，不能仅仅靠“薄利多销”停滞不前，要把产品的技术和质量摆在最重要的位置，才能使我国从“制造大国”向“创造大国”转型。1.4论文研究的主要内容本文根据一个普通开关液压机设计中的压力、流量各项参数，油液流量方向和大小的调节采用比例方向阀来完成，改进了普通阀调节不灵敏、自动化程度低的缺点。课题主要的内容是设计一个有电液比例控制的液压系统的粉末成型液压机，其中囊括了磁性粉末成型的工艺工况分析，对液压工作原理的研究和设计及系统原理图的初步设定，液压缸的计算和设计，液压系统控制机构中各元件的设计与选型，电机和泵的计算与选择，换向阀阀块的设计，整个液压系统的性能校核、验算等。

第2章磁粉成型工艺分析磁粉液压机目前已经越来越受到各行各业的重视，粉末压制成形工艺已成为生产高质量磁性元件的主要的方法。通过主要研究的方向了解到液压机广泛应用于拉伸、冷挤压、弯曲和翻边等工艺过程，主要是利用静压力进行产品的加工。同时粉末成型工艺也是重要的组成部分，具体工艺过程和设计要点如下文所示。2.1工艺过程磁性粉末压制的模具由底模、芯模、下模和上模组成。底模固定在机架上，其余三部分由液压缸驱动工作。在干式磁性粉末成型液压机上，将磁粉压制成磁性元件的工艺过程主要包括准备、装料、欠装料、出芯、充磁、压制和取出六个步骤，如图2-1所示。图2-1环状磁性元件压制工艺过程示意图工序：下模上调→填磁性粉末→芯杆上调→拂去多余粉料→下模微升→上模快降→上模慢降→上模慢压（V）（同时底模以V/2下降）→延时保压→下模下拉脱模→上模上升→芯杆下降2.2工艺要求（1）模具位置要求。控制上模缸、控制下模缸和控制芯杆缸的时间位置曲线；如图2-2所示。下模在准备装料阶段要求精确地定位，停止位置精度要求在0.3mm以内；芯模在准备阶段和出芯阶段定位精度也有较高要求，停止位置精度要求在0.5mm以内。图2-2下缸、上缸和芯杆缸时间位置控制曲线示意图（2）模具速度要求。上模要有快进、工进、慢进3种下降速度。芯模要有快下和脱模2档下降速度；下模要有浮动、脱模、快下3档下降速度。（3）模具压力要求。上模要求在工进和慢进过程中控制液压缸回油腔产生不同的背压力，匀速地提升压制力，上模和芯模在下降时都要有背压平衡模具，让模具平缓工作，保证均匀平衡稳定地脱模；并设置安全阀。2.3设计要点2.3.1按比例可调的浮动压制的上下缸速度在磁粉固化过程中，为了保证磁性粉末压制成型后的密度符合要求，设置一个比例阀来控制上模缸和下模缸，使二者带动的上模具和下模具能够按比例调节移动。通过输入电流信号，控制上模具的下降速度，同时下模具按比例进行下压，以达到浮动压制磁粉的目的，确保磁粉经压制固化后密度的均匀性。2.3.2脱模方式脱模方式一般有两类：“缩回脱模”和“下拉脱模”。所以，在综合“下拉脱模”、“缩回脱模”的两种通常的脱模方式，采纳了一种新的方式“同时脱模”，就是将油液由下模刚下腔排出，供给上模缸下腔，进行同时缩回下模缸和上模缸，从而避免了压制完成的成品磁性元件由于脱模方式不合适产生次品、废品。2.3.3高精度定程控制在以往的设计中，一般都使用普通的感应开关分别控制上、下模的往复运动，精度不够，造成的误差较大，往往超过几毫米。现在选择高精度的位移传感器，实现整个控制模块的数字化传输、监控、反馈，将上、下模的位置精度控制在±0.10毫米，将磁性材料成品精度尺寸提高。2.3.4恒压压制根据进口压力传感器的检测，观测即时压力值，马上打开小液压泵，以保证压力稳定，消除系统泄漏引起的压降，以确保系统压力波动在工程压力的1%以内。2.3.5隔离保护有机玻璃挡板至少15mm，避免磁性粉末向外界飞溅污染环境、伤及工作人员，又可以防止在磁性粉末的压制过程中外界杂质的掺入，导致成品的质量下降。本章小结本章主要是对磁粉成型工艺的分析，以及对它的工艺过程的进行更加详细的理解，和讲述压制磁性粉末模具的芯模、底模、下模、上模四部分组成，以及这四部分工作作用。其次还讲解了磁性压制粉末的工艺要求，包括模具位置要求、模具速度要求、模具压力要求。最后说明了本章的设计要点，包括上下缸速度按比例可调的浮动压制、脱模方式、高精度定程控制、恒压压制和隔离保护等，以上就是本章主要研究的内容。

第3章液压机原理及结构设计通过上一章对磁粉成型工艺的分析，知道了液压机的主要组成和各个零件需要注意的地方以及它们的作用。所以下一章主要是对液压机原理和它的结构设计。其中包括液压系统原理设计和液压机电气控制系统设计和通过公式计算得知它的主要技术参数的确定。3.1液压系统原理设计根据上一章的工艺分析，结合所学习的各种液压基本回路，笔者设计出如图3-1所示的电液比例控制液压机液压系统。图3-1液压机液压系统原理图下面是每个工序的具体工作回路：快速下行：进油路：油箱→节流阀5→液压泵7→过滤器12→换向阀17→上模缸上腔回油路：上模缸下腔→单向阀16→换向阀17→节流阀18→冷却器20→回油滤油器21→油箱慢速加压：调节节流阀，减小输出流量，上模进入慢速加压保压延时：上模缸换向阀恢复到中位快速返回：进油路：油箱→节流阀5→液压泵7→过滤器12→换向阀17→上模缸下腔回油路：上模缸上腔→单向阀16→换向阀17→节流阀18→冷却器20→回油滤油器21→油箱3.2液压机电气控制系统设计3.2.1电气控制系统结构拟定电气控制系统主要有（PLC）、温度控制与油液位置、阀门控制、行程控制、污染度控制等几个部分组成。利用可编程控制器（PLC）来控制液压泵、加热装置、冷却装置、各控制阀的开关，对液压油温度过高、液压油液位异常、滤油器故障等异常情况进行监测、报警，并实现各电气控制元件之间的互锁关系。电气控制模块中设有手动、半手动、自动三种控制方式，可根据需要选择控制方式。在液压缸位置的控制上，本设计采用了闭环控制，在每个工序中进行实时监测，PLC控制器将接受行程开关所发出的每一个检测信号，根据接收到的信号调节比例方向阀将要发出的位置信号大小，及时完成速度的调节和位置的精确制定，保证定位误差在0.3mm以下，速度和压力利用开环控制，实现工序间各项参数平稳地切换，保证系统稳定工作。下面是控制系统的几个重要组成部分：（1）油源及其温度控制，不同输出压力由溢流阀进行控制以对应不同的工况。（2）污染度控制，在泵之前装有滤油器，并在油箱中安放磁铁吸附金属颗粒，保证有也的清洁度，确保系统没有因为有也不纯引发的故障。（3）上、下模缸控制和模缸控制。图3-2压机控制系统组成结构示意图3.2.2PLC与普通继电器相比的优点可编程控制器简称PLC，是以微处理器为基础的自动控制装置，采用数字电子操作系统，利用可编程存储器存储指令·，并通过数字和模拟输入/输出控制各种类型的加工过程，它将自动化技术，计算机技术，通讯技术集成在一起。传统控制系统的自动控制主要过通过继电器来实现的。这种方法虽然成本低，但有许多致命的毛病，它只合适用在简单的逻辑控制，一旦控制方式发生变化，只能通过硬件的重组来完成。继电器运用硬接线逻辑进行开、关控制，这种方式有一个严重缺陷是系统状态一旦确定以后，难以再进行改动。而PLC能将控制逻辑以数据的形式储存在控制器内部的存储器之中，所以若要改变系统的控制逻辑，方法就是将PLC存储器中的逻辑数据进行更改。数据更改需要使用控制器配备的编程器进行编制。从控制的可靠性方面来讲，继电器的触电大都是金属机械触点，触点的频繁接触极易造成磨损，接触处产生的瞬间的强大电流也会使触点产生磨损，接线会在频繁的机械振动中产生松动，因而继电器的可靠性较差，需要经常更换触点，造成很大的麻烦。而PLC使用电子电路来替代触点，更确切地讲，PLC使用内部存储器的控制逻辑数据代替触点，所以不存在触点易磨损的缺点。而且所占空间小、自动化程度高、使用寿命长，还有自动检测功能，能够实时监控系统的运行。继电器逻辑只有开关两个形态的控制，而可编程控制器除了这两个以外，一些功能齐全的PLC也有A/D、D/A转换功能，可以自动调整模拟量磁材成型液压机结构简介磁材成型液压机结构如图3-3所示。图3-3液压机结构图1.导杆2.滑块3.上模缸4.阴模5.下模缸6.固定工作台7.芯杆8.芯杆支撑面9.阴模支撑面10.顶出缸和芯杆缸组件图3.3主要技术参数经过试用检验，该液压系统工作可靠，主要性能指标如下：①系统公称力：45KN；②液压系统能承受的最大压力：25MPa③滑块最高压制力为45KN④滑块快速下行速度120mm/s，慢下速度50mm/s，压制速度20mm/s，滑块最大行程450mm；⑤下模缸顶出力：35KN；⑥下模缸运行参数：顶出速度50mm/s，退回速度50mm/s，滑块最大行程150mm；⑦芯杆缸顶出力：15KN；⑧芯杆缸运行参数：顶出速度50mm/s，退回速度50mm/s，行程160mm；本章小结本章主要研究的是液压机原理及结构设计，根据上一章的工艺分析以及结合所学知识，明确了液压系统原理设计和液压机电气控制系统设计以及磁材成型液压机的结构简介。其中通过液压系统原理图更加对液压机的工作原理有了更深的认识。也了解了PLC与普通继电器相比的优点和电气系统结构拟定，最后经过使用检测确定了其主要技术参数，对下一章液压缸的计算和选型打下了非常坚定的基础，以上就是本章的主要研究与说明内容。

第4章液压缸计算与选型因为上一章已经对主要技术参数有所确定以及了解到PLC与普通继电器相比的优点，所以本章主要是对液压缸的计算和选型。其中液压缸包括下模缸、芯杆缸、上模缸的计算，通过公式计算得出具体的参数，再通过文献确定液压缸的选型。4.1下模缸根据文献[13]表21-6-3公式：Pmax（MPa）（4-1）Pmax为最高允许压力；PN为额定压力（或公称压力）；则PN=MPa=16.67MPa，这里取PN=17MPa（高压）系统压力初定为17MPa。缸的顶出力为35KN。根据公式：（4-2）由公式（4-3）根据行程速比系数=0.7，活塞杆直径（4-4）查文献[13]-21-6-2圆整液压缸内径D2=52毫米，圆整液压缸的活塞直接为28mm。根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。顶出速度=退出速度=50=3活塞杆伸出：（4-5）式中为液压缸的容积效率，取0.96；D单位为m；V单位为m/min；活塞杆缩回：（4-6）浮动压制时，退回速度=10=0.6活塞杆缩回：（4-7）4.2芯杆缸系统压力初定为17MPa。缸的顶出力为15KN。根据公式：（4-8）由公式（4-9）根据行程速比系数=0.7，活塞杆的直径（4-10）查文献[13]，表21-6-2顶出速度=退回速度=50=3查文献[13]，表21-6-2根据油缸的流量公式活塞杆伸出：（4-11）式中油缸的容积效率，取0.96；D单位为m；V单位为m/min；活塞杆缩回：（4-12）4.3上模缸系统压力初定为17MPa。缸的最大压制力为45KN。根据公式：（4-13）由公式（4-14）根据行程速比系数=0.7，活塞杆的直径（4-15）查文献[13]，表21-6-2圆整液压缸的内径D1=63mm，圆整液压缸的活塞杆直径d1=40mm。快速下行速度=120=7.2，慢速下行速度=50=3活塞伸出：（4-16）D单位为m；V单位为m/min；活塞杆缩回：（4-17）本章小结本章主要是通过前两章的准备和研究进行了液压缸的计算和选型，其中本章包括通过计算与文献选出下模缸的活塞杆直径以及确定单杆活塞液压缸。以及计算选出芯杆缸和上模缸的远征液压缸直径和活塞杆直径，。让笔者更好的了解液压机模缸和直径的规格以及他们在合适的液压机中的作用。本章主要部分是进行计算选材和确定液压缸的选型为下一章液压元件选择打好基础。

第5章液压元件的选择因为上一章已经对液压缸选型有了确定，所以本章就是对液压元件的选择最为主要研究内容。本章先确定液压泵规格和驱动电机功率，其次在对阀类元件及辅助元件和工作介质的选择，最后是对油箱的设计和冷却剂的计算和选择。通过确定油箱的选择来确定管路和阀块的设定。5.1确定液压泵规格和驱动电机功率初定液压泵工作压力为17MPa，液压泵的最高工作压力是：=（17+1）MPa=18MPa（5-1）为确保液压泵的使用年限，选泵的额定压力Pn要满足：Pn=Pp=18/0.8MPa（5-2）上模缸的流量最大=23.379L/min，如此时溢流阀正在工作，溢流阀的最小溢流量2-3L/min（5-3）（5-4）因液压系统工作压力高，、大流量、功率大，所以选择轴向柱塞泵。查阅相关资料，选用A2FO23/6/R-PBB05定量泵轴向柱塞泵，该泵的基本参数为：每转排量22.9ml/r，转速为1500r/min，额定压力取31.5MPa。选用电动机转速为1500r/min，则驱动电动机功率为：（5-5）查文献[13]第四卷电动机产品目录，拟选用电动机型号Y2-160M-4，功率11KW，转数1460r/min，效率88%。5.2阀类元件及辅助元件的选择

表5-1元件型号选择序号元件名称估计通过流量L/min型号规格1油箱焊接钢板2交流牵引电磁铁MQ3-12.33加热器SRY2-220/14滤清器5带发讯器的蝶阀34DN71X-166减震喉32KTX（1）-657轴向柱塞泵34.1A2F023/61R-PBB8电机Y2-16M-49卸荷溢流阀34DAW25B139-315W24-5010高压软管4SP10-SFL20/SFL3011压力表YIN-I-6012进油过滤器30ZU-H4010S13比例减压阀28BJY-F16A16通径14比例方向阀254WRZ_10_E25-7X_6EG24ETK410通径15软管16叠加式液控单向阀25Z2S16B3-5017比例方向阀304WRZ_10_E25-7X_6EG24ETK410通径18比例溢流阀322FRE_10-4X_50LBK4M10通径19截止阀2520冷却器322LQFWA0.5F21回油过滤器30RFB-402022温度计WSG-41023液位计LSK124-3-60024测压接头PT-00A125下模缸自制26上模缸自制5.2.1油箱的设计油箱的构造与设计要点：（1）容积一定要大，因为保证系统工作时，可以足够保持一定的液位高度；另一方面也保证系统能良好地进行散热，如果在油箱容量不能增大和又不能满足系统散热导致系统温度过高时，这时需要安置冷却装置。（2）放置过滤器。在油箱所在的回油口处，基本都放置回油过滤器，用来确保系统所需要的过滤精度，用来确保返回油箱的油液能达到系统准许的污染标准。油箱地排油口（即泵的吸口）基本上都安装有吸油网式过滤器，这是因为要防止污染物意外掉入油箱中。这样的过滤器都设置在油箱最底处，非常不好清理，即使有放置这种过滤器，过滤网也是在油箱中非常低的地方。（3）设置油箱重要油口。可以尽量能让油箱排油口和回油口它俩的距离远一点，管口都要放在油的最下面以下插入，避免发生回油时油液飞溅产生气泡与油液吸空。管口要具备要求好的斜角，大部分都是以45°最好，因为能增大吸油和出油的截面面积，确保油液流动时，限制速度过快地变动。在箱壁对面的方向放置管口。吸油管离箱底的高度H2D（D为管径），回油管要离箱底距离h23D，和箱边距离h1<3D。（4）在吸油和回油管之间放置一个隔板，用来确保液流循环正常工作，分离并沉淀油流中的气泡与杂质。隔板有多种结构，其中有常用的回油式、溢流式和溢流式标准型。而且还能达到过滤垃圾的效果。（5）基本上油箱底部最低的地方都要放置放油孔，确保当换油时，能让油液和杂质都可以顺利的从放油孔排出去。在进行油箱的结构设计时，应该想到在清洗换油时怎么才能更加的方便，这时就要弄个油箱清洗口，用来清洗一段时间储存在油箱里的垃圾和杂质。（6）一定要配置空气滤清器在处于开式油箱上面的通气孔上。将油液通过过滤器从注油口流入，基本上不把油箱中的油液立马注入油箱，这样能确保注入油箱中油液的污染等级可以达到系统要求的污染标准级别。（7）一定要配置安装板，把液压泵与电动机都放在油箱盖板上面的安装板上。用螺栓把它牢固在油箱盖板上面。（8）必须要在油箱上安装液位计，便于发现当油箱倒入油液时的液位所在位置和在工作时便于可以观察液位位置。。”（9油箱下部或者上盖附近四周放置接油盘，以防止油液外溅，落在地面上，造成环境污染和浪费。有油盘就必须有排油口，以便于将油盘中盛满的油及时排出。为了清除油箱内部的焊渣和铁锈，应盖在油箱的内壁进行喷砂或抛丸处理。等着油箱里面的垃圾被清理完事以后，依据不一样的工作介质用涂层处理了。一般都采用磷化处理油箱内壁而不用矿物油。较于高水基或乙二醇、水等介质，要采取与介质相溶的涂料来涂刷内壁，可以阻止油漆掉落，油液被玷污。油箱的容积与计算：基本上，油箱有效体积是泵一分钟流量的3到7倍。相比冷却效果更加优秀的、能移动的设备，可以使油箱的体积设计的小一点；相比固定的设备，所占空间和体积无限制的设备，要把油箱的体积设计的大一点。需对油箱里油液温度进行把控，基本都在30-50℃，最低也不能低于15℃。而工具机和其他固定设备，允许工作温度处于40-55℃。可移动的机械，允许温度可到65℃。特别情况下，可达80℃。但基本情况下，为了避免漏油，要能不超过50℃。油箱的有效容积：V=（7~10）q=（7~10）34.35L=240.45~343.5L（5-6）查阅相关资料，选择油箱型号为：AB40-01-/0250AN13。5.2.2工作介质的选择要选随温度变化影响不大的合适粘度，良好的润滑性，较好的抗氧化性能，不与密封材料相溶，要有良好的抗乳化性、洁净度、消泡和抗泡沫性以及良好的化学稳定性等。查阅相关手册，选取液压工作介质型号为：，运动粘度为：35-40mm2/s-1。5.2.3冷却器的计算与选择系统发热功率（5-7）式中——系统发热功率，W——油泵的中输入功率，W——液压回油效率——油泵效率，其中机械效率为95%，容积效率是85%——执行元件的效率，一般取95%——执行元件输入流量和工作压力乘积总和——各油泵输入流量和供油压力乘积总和=（5-8）泵的发热只与泵的容积效率有关，故=85%=9.068=5.268kW冷却器的算热面积（5-9）式中液压油的进口温度要取估值为45K冷却水进口温度要取估值为20K液压油的出口温度要取估值为3K冷却水出口温度也取估值为30K初步计算多管式水冷将数据带入公式得=K（5-10）=选型为2LQFWA0.5F。5.2.4加热器和计算和选择如果设备位于低温环境工作时，为确保油温适中，须加热油箱。可利用电加热或蒸汽加热。加热器的加热功率：（5-11）初算代入上式得：选择SRY型油用管状，型号：SRY2-220/1，电加热功率1kw。5.2.5管路的计算与选择选取导管内径尺寸时，应适应系统要求的通流能力。壁厚应满足管材的强度要求和工作压力。选择液压导管的两个重要参数是内径和壁厚。一般取油液的流速值是：短管道以及收缩处吸油管路取；压油管路；回油管路；泄油管路。依据公式（5-12）查阅液压设计手册，圆整为32mm，低压，壁厚取3mm。压油管路查阅液压设计手册，圆整为12mm，高压，壁厚取2mm。回油管路查阅液压设计手册，圆整为20mm，低压，壁厚取2.5mm。泄露油管路查阅液压设计手册，圆整为25mm，低压，壁厚取2mm。5.2.6控制阀阀块设计一般选用铸铁或锻钢作为阀块的材料：（1）应基本上将阀块体内油路通道设计的简洁大方，设计中要尽量避免设置深孔、斜孔与工艺孔。（2）相较于要进行水平或垂直安装的元件，一定要按照元件的安装要求将原件设计成集成模块。（3）设计块体的外形和大小时，要确保阀体内油道孔壁厚大于允许的最小壁厚，争取把阀块设计的重量和体积都小而且结构还低紧凑。（4）比如溢流阀、调速阀等一些在系统工作中需要经常调整的元件，要把它们安装在便于观察和调整的明显位置。（5）要设置足够数量的测压点在阀块上，以便在调试试验时进行测量。（6）集成阀块上与外界连接的油口，要留有足够空间以安装法兰盘和管接头。（7）考虑到加工偏移，设计深孔的孔径和孔深时，要保证二者之比不大于10。本章小结本章是最后进行的液压元件的选择，通过却认定液压泵的规格和驱动电机功率，通过计算和学习选出合适的范围，再通过查找文献来确定电动机的型号为Y2-160M-4，随后进行阀类元件及辅助元件的选择，主要依据阀门系统的最大工作压力、安装方式和其他工作参数等条件选择规格阀门。最后通过文献和计算选出油箱和加热器以及管路和控制阀阀快的设计。

第6章磁材成型液压机技术经济分析通过以上几章的叙述，已经对磁材成型液压机组成和它的作用和需要注意的地方都有了一定的认知。所以最后一章是对磁材成型液压机技术经济的分析和国内粉末成型液压机的技术分析。知道国内外液压机一些地方的差距和国内液压机经济前景来过去几年的经济概述。6.1国内粉末成型液压机技术分析粉末液压机作为一个新兴的液压设备，广泛应用于各种金属粉末、磁粉、陶瓷粉等材料产品的成型。粉末冶金技术是一种重要的材料压制和成型技术。高品质、低成本的粉末造型一直是重要的研究课题之一。在21世纪许多行业，特别是在汽车行业，非常依赖粉末成型技术，来生产高质量、高精度的零部件。近年来，通过不断与国外知名企业的合作，引进国外先进技术和自主发展创新，在中国粉末成型技术呈现出快速发展的态势，是中国机械制造领域发展最快的行业之一。在液压机的整体结构上，国内液压机所具有的的技术水平已经达到了国际上较为先进的水平。一些国内液压机厂家通过与发达国家一些液压机技术比较成熟的液压机生产企业的合作，引进了相关方面先进的技术，积累了国外企业很多生产、管理经验，技术上得到了相当可观的发展。但是在液压机某些核心组件、模块的关键技术上，如液压系统的关键部位和电控部分，依然要在与发达国家知名液压机企业的合作中，继续进行相关技术的引进和吸收，电控部分的高精度的原件仍然要依赖进口。6.2国内外技术差距中国与外国发达国家技术差距明显，但我国的液压技术发展迅速，产量高。如今自动化、模块化是国内粉末成型技术主要的研究方向。差距主要是下面几点：（1）高速高产量。高产是磁性材料成型厂家多年来一直追求的目标，当前世界上先进粉末成型机的产值