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1、液压机是一种用静压来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械，在许多工 业部门得到了广泛的应用。液压机的类型很多，其中四柱式液压机是最为典型， 应用也最广泛。这种液压机在它的四个立柱之间安置着主、辅两个液压缸。主液 压缸驱动上滑块，实现“快速下行一慢速下行、加压一保压一卸压换向一快速返 回一原位停止”的动作循环。在这种液压机上，可以进行冲剪、弯曲、翻边、拉深、装配、冷挤、成形等 多种加工工艺关键词 液压系统，液压机，冲压模目录摘要I1明确系统设计要求11.1设计要求11.2设计任务说明11.2.1冲压模液压系统的工作原理 11.2.2主机动作循环图 12运动参数和负载参数分析23确定液压缸参数编制
2、工况图34拟定液压系统图55液压元件的选择75.1 液压泵 75.2阀类元件及辅助元件75.3油管元件85.4油箱的容积计算96液压系统性能的运算96.1压力损失和调定压力的确定96.1.1沿程压力损失 96.1.2局部压力损失106.1.3总的压力损失106.1.4 压力阀的调定值计算 106.2油液温升验算 117油箱设计 127.1壁厚、箱顶及箱顶元件的设计 127.2箱壁、清洗孔、吊耳、液位计的设计 127.3箱底、放油塞及支架的设计137.4油箱内隔板及除气网的设置 137.5油箱的装配图及零件图的绘制13参考文献141 .明确系统设计要求1.1,设计要求1、主机的用途、主要结构、总
3、体布局；主机对液压系统执行元件在位置布 置和空间尺寸以及质量上的限制。2、主机的工艺流程或工作循环；液压执行元件的运动方式（移动、转动或 摆动）及其工作范围。3、主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求，各动作的同步要求及同步 精度。4、液压吃性元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。5、对液压系统工作性能（如工作平稳性、转换精度等）、工作效率、自动化 程度等方面的要求。6、液压系统的工作环境和工作条件，如周围介质、环境温度、湿度、尘埃 情况、外界冲击振动等。7、其他方面的要求，如液压装置在外观、色彩、经济性等方面的规定或限 制。1.2设计任务说明1.2.1.冲压模液压系统的工作原理：冲压模的凸
4、模安装在油缸上，凹模安装在工作台上，在工作台上10mm处安 装有一接近开关，当冲压油缸快速下行到接近开关处时，变为慢速下降，直到将 钢板冲进凹模，到达凹模的底部时，开时保压5秒，然后快速返回。设计参数， 快速下行速度：0.05m/s；慢进下行速度：0.008m/s；最大冲压力：700KN；快 速行程：350mm；慢事行程：100mm，起动时间为0.02s。1.2.2 .首先根据主机要求画出动作循环图，如图1.1所示图1.12运动参数和负载参数分析由于冲压机作上下直线运动，且行程不大（450mm）,故可选择单杆液压缸 作执行件。根据技术要求和已知参数对液压缸各工况负载进行计算，计算结果如 下见表
5、2.1表2.1液压缸各工况负载工况计算公式外负载/N其它工况质量忽略不计0慢速压制F = 700000700000根据已知参数，各工况持续时间近似计算结果见表2.2表2.2工况持续时间工况计算公式时间/s快速下降l 350 t =T = 1七 507慢速压制l 100 t =2 v 812.5保压3 = 55快速返回t = L = 450 = 94 V509利用以上数据并在负载和速度过渡过阶段做粗略的线性处理得如图所示的冲 压机液压缸负载循环图和速度循环图如图2.1所示。F7UU8UUPO11：01史速下降:压制保压:1快速返回111!1 111111111| 1V或1I11111J11i11
6、1111111111_ I1/-；-t/c.tj-te A14/VU-图2. T液压缸负载循环图和速度循环图3确定液压缸参数编制工况图（1）计算液压缸有效面积根据表23.2-7先选择液压缸的工作压力P = 25MPa将液压缸的无杆腔作为 1主工作腔，考虑到液压缸下降时，滑块自重采用液压方式平衡，即要有一定的背压力，通过调节溢流阀3来产生背压力，取背压力P = 0.5MPa，则可计算出液 2压缸无杆腔的有效面积，取机械效率为门以=0.9液压缸无杆腔的有效面积：A =二一 =700000 = 0.03m21 门 X P 0.9 X 25 X106液压缸内径：D = ,：41 = 4，；03 = 0
7、.195m = 195mm按GB/T2348-1993,取标准值D=200mm=20cm。根据有杆腔无杆腔面积比取标准 值 d=12.5cm兀兀一 一.液压缸的实际有效面积为：A =耳D2 =耳x 202 = 314cm2兀，兀_A - 一（D2 一d2） = 一 （202 -12.52）= 191.3cm2244对于双作用单活塞缸来说，如3.1图所示。图3.1活塞缸A1 活塞无杆腔侧有效面积，m2, A2 活塞有杆腔侧有效面积，m2P供油压力（工作油压），MPaD活塞直径（即液压缸内径），md活塞杆直径，m（2）液压缸在工作循环中各阶段的压力和流量计算见表3.1表3.1各阶段的压力和流量计算
8、工作阶段计算公式负载/N工作腔压力/Pa输入流量cm3 / sL / min快速下降P =q = v A1A 门11 11 m282601000000157094.2减速压制保 压八FP2 = Anq2 = v2 A11 m70000025000000251.215.1快速返回八F,P3 = A nq33 A22 m13774800000956.557.4（3）循环中各阶段的功率计算如表3.2：表3.2各阶段的功率计算减速保压P = p2q2 = 25 x 106 x 251.2 x 10-6 = 6280W由表3.1和3.2的数据绘出工况图3.2图3.2凸模液压机液压缸工况图4拟定液压系统图
9、考虑到液压机工作时所需功率较大，固采用容积调速方式。（1）当液压缸反向回程时，泵的流量恢复全流量供油。液压缸的运动方向采 用在位四通M型电磁换向阀和二位二通电磁换向阀控制。停机时三位四通换向阀 处于中位，使液压泵卸荷；（2）为了防止压力头在下降过程中因自重而出现速度失控的现象，在液压缸 有杆腔回路上设置一个调速阀；（3）为了压制时保压，在无杆腔进油路上和有杆腔回油路上设置一个液控单 向阀；（4）为了使液压缸下降过程中压力头由于自重使下降速度越来越快，在三位 四通换向阀处于右位时，回油路口应设置一个溢流阀作背压阀使回油路有压力而 不至于使速度失控；（5）为了使系统工作时压力恒定，在泵的出口设置一
10、个溢流阀，来调定系统 压力。由于本机采用接近开关控制，利用接近开关来切换换向阀的开与关以实行 自动控制；(6) 为使液压缸在压制时不至于压力过大，设置一个压力继电器，利用压力 继电器控制最大压力，当压力达到调定压力时，压力继电器发出电信号，控制电 磁阀实现保压；液压系统原理图，如图4.1 m0.kio-o.2由涔1 H I j X 闩 iya4 动作信号来源电磁阀1YA2YA2YA三力之：7 = :.宅翼快速下行按下启动按钮减谏压制到达接近开美KE保压压力继电器到设定值快速返回时间继电器到时停止到接近开美KL图4.1液压系统原理图5液压元件的选择5.1液压泵由液压缸的工况图，可以看出液压缸的最
11、高工作压力出现在加压压制阶段时 P1 = 25MPa，此时液压缸的输入流量很小，且进油路元件较少故泵到液压缸的 进油压力损失估计取为AP = 0.5MPa所以泵的最高工作压力 P =0.5 + 25 = 25.5M P a液压泵的最大供油量q按液压缸最大输入流量 &4.2L/min）计算，取泄漏系数 K=1.1,则 q =1.1x94.2 = 103.6L/min o根据以上计算结果查阅1，选用规格为 &14-1B的轴向柱塞泵，额定压力 P=31.5MPa，排量为 100ml/r，额定转速为 1200r/min，流量为 q=120L/min。由于液压缸在保压时输入功率最大，这时液压缸的压力为2
12、5.5MPa，流量为1.1 x 15.1= 16.L /min取泵的总效率门=0.85。则液压泵的驱动电机所要的功率为：P =当土 = 25拈.6 = 8.3KW，根据此数 60n60 x 0.85据按JB/T9619-1999，选取Y160M-4型电动机，其额定功率P = 11KW，额定转 速1460r/min,按所选电动机的转速和液压泵的排量，液压泵最大理论流量q = nxv = 1460x 100/1000 = 146L/min大于计算所需的流量 103.6L/min，满足 使用要求。5.2阀类元件及辅助元件根据阀类元件及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流 量可选出这
13、些液压元件的型号及规格见表5.1序号元件名称额定压 力 /MPa额定流量 ml/r型号及规格说明1轴向柱塞泵31.5120CY14-1B额定转速1200r/min驱动电机功率为11KW2溢流阀32120YF3-*-20B-C通径20mm调压范围是0.56.33背压阀32120YF3-*-20B-C4三位四通换向阀31.512034DF3Y-H10B-D5调速阀321252FRM166二位二通电磁换向阀31.5120A-H*32L7液控单向阀32125CPGD6-E-04-508压力继电器35一一HED1KA最高工作压力60MPa5.3油管元件各元件间连接管道的规格按元件接口处尺寸决定，液压缸进出油管则按输入 排出的最大流量计算，由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进出位置已 与已定数值不同，所以重新计算如下表5.2说明液压缸快进，快退，速度.，与 与设计要求相近，这表明所选液压泵的型号，规格是适宜的。3表5.2液压缸在各个阶段的流量和速度流量速度快进工进快退输入流量L/minq = (A x q )/(A - A )11p12314 x 16.6=42.5314 -191.3q1 = 15.1q = q = 103.6排出
