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1、机电一体化技术姜磊摘要 立式四柱液压机机身由上下横梁和四根立柱组成。液压机的各个部件都安装在机身上,其中上横梁的中间孔安装工作刚，下横梁的中间孔安装顶出缸,工作台上面开有T型槽,用来安装模具。活动樑的四个角上的孔套装在四个立柱上，上方和工作缸活塞相连接,有其带动横梁上下活动。机身在液压机工作中承受全部的载荷。 该液压机结构紧凑,动作灵敏可靠,速度快，能耗小,噪音低,压力和行程可在规定的范围内任意调节,操作简单。在本设计中，通过查阅大量文献资料,设计了液压缸的尺寸，拟订了液压原理图。按压力和流量的大小选择了液压泵,电动机，控制阀,过滤器等液压元件和辅助元件。关键词:四柱;液压机；目录引言一、液压
2、机液压系统的原理设计1. 液压机的基本结构2. 工况分析3. 拟定液压系统原理图（)确定供油方式(2)自动补油保压回路的设计(3)释压回路的设计液压系统图的总体设计（1） 主缸运动工作循环（2） 顶出缸运动循环（3） 液压缸实际所需流量设计二、液压元件的选择1确定液压泵规格和驱动电机功率2阀类元件及辅助元件的选择3管道尺寸的确定三、 液压系统的验算1系统温升的验算四、 液压系统最新发展1、 国外液压系统的发展2、 远程液压传动系统的发展总结参考文献致谢引言四柱式结构为液压机最常见的结构形式之一。四柱式结构最显著的特点是工作空间宽敞、便于四面观察和接近模具。整机结构简单，工艺性较好,但立柱需要大
3、型圆钢或锻件。液压机在一定的机械、电子系统内,依靠液体介质的静压力，完成能量的积压、传递、放大,实现机械功能的轻巧化、科学化、最大化。液压机械具有重量轻、功率大、结构简单、布局灵活、控制方便等特点，速度、扭矩、功率均可做无级调节，能迅速换向和变速,调速范围宽，快速性能好，工作平稳、噪音小 适用于金属材料压制工艺,如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可从事于校正、压装、砂轮成型、冷热挤压金属等同样适应于非金属材料,如塑料、玻璃钢、粉末冶金、绝缘材料等压制成型，以及有关压制方面的新工艺、新技术的试验研究等。已经广泛应用到医疗、科技、军事、工业、自动化生产、运输、矿山、建筑、航空等领域。一、液压机液压
4、系统的原理设计1. 液压机的基本结构立式四柱液压机机身由上下横梁和四根立柱组成。液压机的各个部件都安装在机身上，其中上横梁的中间孔安装工作刚，下横梁的中间孔安装顶出缸,工作台上面开有型槽,用来安装模具。活动樑的四个角上的孔套装在四个立柱上，上方和工作缸活塞相连接,有其带动横梁上下活动。机身在液压机中承工作受全部的载荷。工作缸采用活塞式双作用缸，当压力油进入工作缸上腔活塞带动横梁向下运动,其速度慢，压力大,当压力油进入工作缸下腔，活塞向上运动其速度较快,压力较小，符合一般的慢速压制、快速回程的工艺要求。活动横梁是立柱式液压机的运动部件,位于液压机机身的中间,中间圆孔和上横梁的工作活塞杆连接，四角
5、孔在工作活塞的带动下，靠立柱导向作上下运动,活动横梁的底面也开有T型槽，用来安装模具。2. 工况分析运动部件的质量为500KG.动作名称外负载（)速度（/mn)快速下降00慢速施压0000.快速提升00012原位停止(1）工作负载 工件的压制抗力即为工作负载:t=1009.=14706(2）液压缸在各工作阶段的负载值:其中:n=0.9 m液压缸的机械效率，一般取nm=09-.97（4） 负载循环图和速度循环图的绘制负载图按上面的数值绘制,速度图案给定的条件绘制 下方拟定液压系统原理图（1） 确定供油方式考虑到该机床在工作时需要承受较大的工作压力,系统功率也较大先采用轴向柱塞泵6Y1B,具有将3
6、2MPa压力的纯净也压油输入到各种油压机、液动机等系统中,以生产巨大的工作动力。（2） 自动补油保压回路的设计保压回路的功用是使系统在液压缸不懂或因工件变形而产生微小位移的工况下能保持稳定不变的压力。考虑到设计要求，保压时间要达到5s，压力稳定性好。选用液控单向阀包压回路，则保压时间更长压力稳定性高，选用M刑3位4通,利用其中位滑阀机能，式液压缸两腔封闭,系统不卸荷。设计了自动补油回路,且保压时间由电气元件时间继电器控制，此回路完全适合于保压性能较高的高压系统，如液压机等。自动补油的包压回路系统图的工作原理：按下启动按钮，电磁铁IY通电,电磁换向阀6右位接入系统，油液一部分压力油通过节流调速阀
7、8进入主缸上腔;另一部分油液将液控单向阀7打开，使主缸下腔回油,主缸活塞带动上滑块快速下行，主缸上腔压力降低，其顶部充液湘的油经液控单向阀1向主缸上墙补油。当主缸活塞带动上滑块接触到被压制的工件时,主缸上墙压力不高，夜空单向阀1关闭,重液湘不再向主缸上墙供油,且液压泵流量自动减少,滑块下一速度降低，慢速加压工作。（3） 释压回路的设计 释压回路的功用在于使高压大容量高压缸中储存的能量缓缓的释放，以免它突然释放时产生很大的液压冲击，一般液压缸直径大于25MM、压力高于7Mp时，其油枪在排油钱就必须施压。根据生产实际的需要,选择用节流阀的是压回路。其工作原理；当保压延时结束后,时间继电器发出信号,
8、式电磁阀6YA通电,二位二通电磁换向阀0处于下位，从而使主腔上腔压力油通过节流阀,电磁阀，与邮箱相同，从而使主缸上墙油卸压,施压快慢由节流阀调节 机器在工作的时候如果出现机器被以外杂物或工件卡死,这是泵工作的时候,输出的压力油随着工作时间二曾达，无法使液压油到达液压缸中，为；了保护液压泵及液压元件的安全，在泵出油处加一个制动时溢流阀,其安全阀作用,当泵的压力达到溢流阀的导通压力时,溢流阀打开,液压油刘辉邮箱，起到安全保护作用。在液压系统中，一般都用溢流阀接在液压泵附近，同时也可以增加液压系统的稳定性,提高加工零件精度。4.液压系统图的总体设计（1） 主缸运功工作循环1. 快速下行。按下启动按钮
9、,电磁铁IYA通电。这是油路进油路为:变量泵1换向阀右位节流阀8压力及电器11和液压缸上腔回油路为:液压缸下腔15一打开的夜空单向阀7换向阀右位电磁阀5背压阀4油箱.保压时的油路情况:油路分析：当上腔快速下降到一定的时候，压力及电器1发出信号。使换向阀6的电磁铁YA断电,换向阀回到中位，液压系统保压。而液压泵1在中位时,直接通过背压阀直接回到油箱。.回程时的油路情况:液压缸下腔回油路为:变量泵1换向阀左位夜空单向阀液压油箱15的下腔液压缸上腔回油路为:液压腔的上腔夜空单向阀4副油箱3液压缸上腔回油路为节流阀8换向阀6左位电磁阀5背压阀4油箱（2） 顶出缸运动工作循环 1. 向上顶出当电磁铁4A
10、通电,5YA失电,位4通换向阀6处于中位时,此时顶出缸的进油路为:液压泵换向阀19左位单向节流阀1下液压缸下腔 顶出缸的回油路为:下液压缸上腔换向阀19左位油箱2. 停留 当下滑快上移动到其活塞碰到顶盖时，便可停留在这个位置上3. 向下退回当停留结束时，即操作员取下工件时,启动开关，使电磁阀YA通电，阀19换位右位。压力油进入顶出缸上腔,其下腔回油,下滑快下一。进油路:液压泵换向阀右位单向节流阀17下液压缸上腔回油路为：下液压缸下腔换向阀19右位油箱4. 原位停止当下滑块退到原位时，时在电磁铁3YA,YA都断电,换向阀19处于中位时得到()液压缸实际所需流量就算1 .工作快速回程时所需流量 Q
11、=A1ncv ncv 液压缸的容积效率，取cv=0.96 1=0.0030310360/.96103=152. 工作缸压制时所需流量 2=A1V2/ncv200803.011036/0.96103=08753. 工作缸回程时所需流量 Q=A2V3 nv0.018840.0610360/9613=70.5二、液压元件的选择 (1）确定液压泵规格和驱动电动机功率 有前面的工况分析，有最大压制力和液压主机类型,初定上液压泵的工作压力取为25Ma，考虑到进出油路上阀和管道的压力损失为MPa,则液压泵的最高工作压力为PpP1+P1=（25+)16=2Pa上述所得的Pp是系统的静态压力,为确保泵的寿命一般
12、在泵的80n=Pp/.=2/0.83.25Pa液压泵的最大流量为：pL()x式中qp-液压泵的最大流量（q)x同时动作的各执行所需流量之和的最大值,如果这是的溢流阀正进行工作，尚需加溢流阀的最小溢流量23KL系统泄漏系数,一般取K=1.1-1.3，现取K1.qp KL（q）max+q=.1(765+2.5）=80.4651. 选择泵的规格 （1） 工作压力高（2） 流量范围大（3） 改变柱塞的行程就能改变流量,容易制成各种变量型（4） 柱塞油泵主要零件均受压，使材料强度得到充分利用，寿命长,单位功率重量小,但柱塞式变量泵结构复杂，材料及加工精度要求高,加工量大，价格昂贵。现选用63CY14B，
13、排量63/,额定压力32Pa,额定转速500驱动功率592KN,容积功率92%，重量71K，容积效率达92与之匹配的的电动机的功率为=Ppnp13=(18.0)/（0.82）18.37KW()阀类元件及辅助元件的选择 1.对液压阀的基本要求:（1）动作灵敏,使用可靠，工作时冲击和振动小。油液流过时压力损失小。（2）密封性能好。结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便,通用性大 .根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件及辅助元件型号和规格 主要依据时根据该阀在系统工作的最大压力和通过该阀的实际流量,其他还需要考虑阀的动作方式，安装固定方式,压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等条件来选则序号元件名称估计通过流量规格斜盘式柱塞泵156832a驱动功率.22WU网式旅游泵16040通径压力损失0.01Pa3直动式溢流阀20通径32M板式连接4背压阀00通径21Pa板式连接5二位二通电磁阀806三位四通电磁阀01通径压力1.Ma7液控单向阀8032通径2MPa8节流阀8010通径1Pa9节流阀10通径Ma0二位二通电磁阀306通径压力20MPa1压力及电器-通径0.5MPa12压力开关表-32Pa6测点3油箱1液控单向阀2通径32Ma1上液压缸6下液压缸
