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1、固体燃料拉伸试件冲切机液压系统设计毕业论文目录第一章绪论11.1液压传动的意义11.2液压技术应用概述21.2.1 液压技术在机械制造工业中的应用21.2.2 液压技术的发展31.2.3 液压技术在生产中的地位41.3本章小结4第二章设计题目和要求分析4第三章固体燃料拉伸试件冲切机液压系统原理设计53.1 整体方案的比较设计53.1.1能源装置的方案比较53.1.2控制装置的方案比较63.1.3整体方案确定及冲切机基本结构63.2 拟定液压系统原理图83.2.1确定供油方式83.2.2 速度控制回路方案83.2.3 换向回路方案83.2.4 压力控制回路83.2.5 辅助回路83.2.6 液压
2、系统图83.3 液压系统的工作循环93.4 本章小结10第四章液压系统的计算和元件选型114.1液压缸主要参数的确定114.2液压泵的主要参数的确定124.3油泵电动机的主要参数的确定124.4 元件最终选型134.5 管道尺寸的确定164.6液压系统的验算184.7 本章小结20第五章液压系统的结构设计215.1 液压装置的结构型式215.2 液压泵的安装方式215.3液压油箱的设计225.3.1 液压油箱有效容积的确定225.3.2 液压油箱的外形尺寸设计235.3.3 液压油箱的结构设计235.4液压动力源装置的结构设计255.4.1电动机与液压泵的联接方式255.4.2 液压泵结构设计
3、的注意事项255.5 本章小结26结论28致谢31第一章 绪论1.1 液压传动的意义随着现代工业的迅速发展，冲切机在机械制造业中应用越来越广泛。它是机械工业，特别是汽车、拖拉机、电机、仪表以及军工等生产部门进行机床革新、推动生产发展的重要设备。在冲切机床的零件总数中，通用零、部件所占有的比重是较大的。一般可达6070%，最高者则可达90%以上。其中动力部分占有较重要的地位，其驱动方式有机械动力和液压动力两种。机械动力滑台的进给运动是由电机带动动力箱将动力通过丝杠传给滑台，此种滑台在机械加工中实现微量进给时容易出现爬行现象影响加工精度。此外，机械动力滑台在应用中还表现出如下缺点：1、速度换接不平
4、稳，微量进给时易出现爬行现象。2、加工中发热量大，加工精度不稳定。3、效率低、噪声大、大批大量生产中不易实现自动化。用于冲切机床上的液压动力滑台主要由滑台、滑座及液压缸三部分组成。是完成刀具进给运动的部件。它利用液压传动系统实现滑台向前或向后的运动：由液压缸的左右运动来拖动滑台在滑座上移动再由电气控制系统控制液压传动系统。实现滑台的工作循环。液压动力滑台与机械动力滑台在用途上是完全一样，二者不同之处只是进给驱动方式不同。如前所述机械动力滑台的进给运动是由丝杠螺母来实现的，而液压动力滑台的进给运动则是借助压力油通入油缸的有杆腔和无杆腔来实现的。它的使用大大改善了机械动力滑台的缺点。液压传动之所以
5、在工程实际中应用广泛，是因为它与机械传动等相比，具有许多优点。（1）液压传动可在运行过程中方便地实现无级，调速围可达1000：1。液压传动装置可在极低的速度下输出很大的力。（2）在输出相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、质量轻、结构紧凑、惯性小。由于液压系统中的压力比电枢磁场中单位面积上的磁力大三十倍到四十倍，液压传动装置的体积和质量只占相同功率电动机的12%左右。因此，液压传动易于实现快速启动、制动及频繁换向，每分钟的换向次数可达500次（左右摆动）、1000次（往复移动）。（3）液压传动易于实现自动化，特别是采用电液和气液传动时，可实现复杂的自动控制。（4）液压传动易于实现过载保护。当
6、液压系统超负荷时，液压油可以经溢流阀流回油箱，系统得到过载保护。（5）易于设计、制造。液压元件已经实现了标准化、系列化和通用化。液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也有很大的灵活性。液压动力滑台在机床上的应用提高了零件的加工精度，提高了其市场竞争力。它的使用赋予了机床良好的加工性能，若与电气控制配合使用易于实现自动化。采用液压传动与电气控制的机床，可在较宽广围进行无级调速，具有良好的换向及速度换接性能，易于实现自动工作循环；对提高生产效率，改进产品质量和改善劳动条件，都起着十分重要的作用。 1.2 液压技术应用概述1.2.1 液压技术在机械制造工业中的应用液压技术作为实现现
7、代传动与控制的关键基础技术之一，已成为工业机械、工程建设机械及国际尖端产品不可缺少的重要技术基础。是它们向自动化、高精度、高效率、高速度、小型化、轻量化方向发展的关键技术。世界工业发达国家都将液压工业列为竞争发展的行业，其发展速度远高于机械工业的发展速度。液压元件及其控制已发展成为综合的液压工程技术。机械制造是为国民经济各部门和自身技术改造提供先进技术装备的工业部门。铸造、锻压、焊接、热处理、及切削等是机械制造工业获取毛坯、成形产品及提高零件机械性能的重要生产方法，在众多金属冷、热加工机器设备中普遍使用液压技术，其中压力机和金属切削机床是应用液压技术较早较广的领域。在车、铣、刨、磨、钻各类液压
8、机床中，主要利用液压技术可在较宽围进行无级调速，具有良好的换向及换接性能，易于实现工作循环等优点，完成工件及刀具的加紧、控制进给速度和驱动主轴作业，尽管现代数控机床、加工中心等先进制造设备中采用离电伺服系统，但采用液压传动与控制仍然是现代金属切削机床自动化的重要途径。在锻造机、液压机、折弯机、剪切机等压力加工设备中，主要利用液压传动传递力较大、便于压力调节控制和过载保护的特点，进行下料、成形加工等作业。铸造、锻压、焊接、热处理等机器设备的生产作业环境极为恶劣，温度高、粉尘多、湿度大、有腐蚀性气体、振动噪声大。因此要求机器要有良好的适应性、可靠性和维护性。在造型机及浇铸机、焊接机、淬火机等铸造、
9、焊接及热处理机器设备中，主要利用液压技术便于无级调速和远距离遥控作业等特点，进行造型及铸型输送与浇铸、高温零件抓取等作业，以减轻劳动者劳动强度、避免和减少热辐射和有害气体对人身的侵袭并提高生产率。1.2.2液压技术的发展目前，液压传动及控制技术不仅用于传动的机械操纵、助力装置，也用于机械的模拟加工、转速控制、发动机燃料进给控制，以及车辆动力转向、主动悬挂装置和制动系统，同时也发展到航空航天和海洋作业等领域。当前液压技术正在继续向以下几个方面发展：节能近几年来，由于世界能源的紧缺，各国都把液压传动的节能问题作为液压技术发展的重要课题。20世纪70年代后期，德、美等国相继研制成功负载敏感泵及低功率
10、电磁铁等。最近美国威克斯公司又研制成功用于功率匹配系统的CMX阀。液压与微电子、计算机技术相结合20世纪80年代以来，逐步完善和普及的计算机控制技术和集成传感器技术为液压技术与电子技术相结合创造了条件。随着微电子、计算机技术的发展，出现了各种数字阀和数字泵，并出现了把单片机直接装在了液压组件上的具有位置或力反馈的闭环控制液压元件及装置。提高液压传动的可靠性由于有限元法在液压元件设计上的应用，可靠性实验、研究工作的广泛开展以及新材料、新工艺的发展等，使液压元件的寿命得到了提高。由于对飞机、船舶、冶金等一些重要液压系统采用多裕度设计，并在系统中设置旁路净化回路及具有初级智能的自动智能的自动故障检测
11、仪表等，加强了油液的污染度控制。上述领域的一些重要成果，使液压系统的可靠性逐渐提高。高度集成化叠加阀、集成块、插装阀的应用以及把各种控制阀集成于液压泵及液压执行元件上形成组合元件，有些还把单片机等集成在其控制机构上，达到了集机、电、液于一体化的高度集成化。此外，高压高转速低噪声组件的研究，高效滤材的研究，环保型工作介质及其相应高压液压组件的研究等也是值得关注的动向。1.2.3液压技术在生产中的地位当前，液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一，已成为工业机械、工程建设机械及国际尖端产品不可缺少的重要技术基础。是它们向自动化、高精度、高效率、高速度、小型化、轻量化方向发展的关键技术。世界
12、工业发达国家都将液压工业列为竞争发展的行业，其发展速度远高于机械工业的发展速度。液压元件及其控制已发展成为综合的液压工程技术，其应用和发展已被视为衡量一个国家的工业水平和现代工业发展水平的重要标志。1.3 本章小结本章主要对液压技术的意义、发展和应用进行了阐述，说明了本冲切机所采用的液压技术有着广阔的应用前景和使用价值。第二章 设计题目和要求分析此次毕设的题目为：固体燃料拉伸试件冲切机液压系统设计。该题目来源于航天六院。该项目包含了机械、液压和自动控制等方面。要求学生综合运用所学的基础理论知识、技术基础知识、专业知识解决工程技术中的实践问题，掌握工程设计方法，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技
13、术文件的能力。根据任务书要求，本设计需要完成以下几个方面的工作：整体方案设计液压系统的基本组成应包括以下几个部分：1）能源装置液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。2）执行装置液压机（液压缸、液压马达）。通过它将液压能转换成机械能，推动负载做功。3）控制装置液压阀。通过它们的控制和调节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力（或力矩）、速度和方向，根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控
14、制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。4）辅助装置油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。5）工作介质液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信息。液压系统原理图的设计根据本次设计任务，液压系统原理图的设计主要涉及以下几方面的容：1） 确定供油方式2） 速度控制回路方案3） 换向回路方案4） 压力控制回路5） 辅助回路计算和选择液压元件液压系统装配图；部分零件图。此外，为了容的丰富和设计更形象，易于理解，我还设计了本液压系统的3D效果图。第三章 固体
15、燃料拉伸试件冲切机液压系统原理设计3.1整体方案的比较设计3.1.1能源装置的方案比较液压动力源的布置方案有以下几种：1） 上置式液压动力源泵组布置在油箱之上的配置方案称为上置式液压动力源。上置式液压动力源占地面积小，结构紧凑，便于收集漏油。2） 非上置式液压动力源将泵组布置在底座或是地基上的配置方案称为非上置式液压动力源，这种配置方式的特点是动力源位于油箱液面以下，能有效改善液压泵的吸入能力。综合以上两种方案，考虑到一般压力机的设计，采用上置式液压动力源，占地面小，且易于其他的机械操作。3.1.2控制装置的方案比较液压控制阀在冲切机液压系统中的功用通过控制调节系统中油液的流向、压力和流量，使执行器及其驱动的工作机构获得所需的运动方向、推力及要求的运动速度等。本次设计所涉及的有调速阀，溢流阀，换向阀，压力控制阀，这里只讨论方向控制阀和压力控制阀的选择方案。换向阀有手动、机械、电磁、电液动等形式的，其中手动和机械的方案不利于加工的自动化，电液动方案安装和油路连接较电磁阀复杂，因此选择电磁换向阀。对于中位机能的选择，有以下H、Y、O几种方案，考虑到
