小型液压机液压系统设计包教答辩

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1、目录1、压力机液压系统设计要求 42、压力机液压系统工况分析 52.1液压缸工作过程运动分析52.2液压缸工作过程负载分析63、液压缸的设计 103.1初选液压缸的工作压力103.2计算液压缸的尺寸103.3计算液压缸的有效面积103.4液压缸各工作阶段的压力、流量、功率计算113.5液压缸的壁厚和外径的计算124、液压缸缸盖厚度的确定 135、液压缸缸盖螺栓计算和选择 136、液压系统图的拟定 146.1供油方式的拟定146.2调速回路的选择146.3速度连接回路的选择146.4保压回路的选择146.5泄压换向方法的选择156.6平衡及锁紧回路的选择166.7系统的工作过程分析167、确定液

2、压泵的型号及电动机的型号 177.1泵工作压力的确定177.2泵的流量确定187.3选择液压泵的规格187.4电动机的选定188、阀类元件及附件的选择 199、确定管道尺寸 1910、液压油箱容积的确定 2011、液压油的选择 2012、液压系统性能的验算 2012.1 压力损失的验算2012.2 油液温升的计算2212.3 散热量的计算23结论 25参考文献 26摘要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。液压传动系统的设计在现代机械 的设计工作中占有重要的地位。液体传动是以液体为工作介质进行能 量传递和控制的一种传动系统。本文利用液压传动

3、的基本原理，拟定 出合理的液压传动系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参 数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格。确保其实现快速下行、 慢速加压、保压、快速回程、停止的工作循环。关键词：液压机、课程设计、液压传动系统设计AbstractHydraulic machine is a kind of static pressure to the processing of metal, plastic, rubber, the powder product of machinery, in many industrial department a wide range of applicat

4、ions. The design of the hydraulic drive system in modern mechanical design work occupies an important position. Transmission fluid is the liquid medium for the work carried out energy transfer and control of a transmission system.This paper using hydraulic transmission to the basic principle of draw

5、ing up a reasonable hydraulic system map ,and then after necessary calculation to determine the liquid pressure system parameters , Then according to the parameters to choose hydraulic components specification. To ensure the realization of the fast down, slow pressure, pressure maintaining, rapid re

6、turn, stop work cycle.Key words: hydraulic machine, course design, hydraulic transmission system design.1压力机的功能液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品 的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯 曲、翻边、薄板拉深、粉末冶 金、压装等等。液压机有多种型号规格， 其压制力从几十吨到上万吨。 用乳化液作介质的液压机，被 称作水压机，产生的压制力很 大，多用于重型机械厂和造船 厂等。用石油型液压油做介质 的液压机被称作油压机，产生 的压

7、制力较水压机小，在许多 工业部门得到广泛应用。图1.1液压机外形图1充液筒；2上横梁；3上液压缸；4 上滑块；5 立柱；6下滑块；7下液 压缸；8电气操纵箱；9动力机构液压机多为立式，其中以 四柱式液压机的结构布局最为 典型，应用也最广泛。图1.1所 示为液压机外形图，它主要由 充液筒、上横梁2、上液压缸3、 上滑块4、立柱5、下滑块6、 下液压缸7等零部件组成。这 种液压机有4个立柱，在4个 立柱之间安置上、下两个液压 缸3和7。上液压缸驱动上滑块4,下液压缸驱动下滑块6。为了满足大多数压 制工艺的要求，上滑块应能实现快速下行-慢速加压-保压延时-快速返回-原 位停止的自动工作循环。下滑块应

8、能实现向上顶出f停留f向下退回f原位停止 的工作循环。上下滑块的运动依次进行，不能同时动作。1、压力机液压系统设计要求设计一台小型液压机的液压系统，要求实现快速空程下行一慢速加压一保 压一快速回程一停止的工作循环。快速往返速度为三3m/mi n,加压速度为=40-70mm/min,压制力为F = 200000N,运动部件总重量为G = 20000N。快速行程 250mm:；慢速行程：50mm，加速减速时间为0.2s。液压机的结构形式为四柱单缸液压机，液压机压头的上下运动由液压缸驱 动，其工作循环为：快速空程下行 慢速下压 静止保压 快速回程 停止。 设计要求如下：本机属于中小型柱式液压机，有较

9、广泛的通用性，除了能进行本 例所述的压制工作外，还能进行冲孔、弯曲、较正、压装及冲压成型等工作。对 该机有如下性能要求：(a) 为了适应批量生产的需要应具有较高的生产率，故要求本机有较高的空 程和回程速度。(b) 液压机上压板运动件的质量比较大并且液压缸竖直安装，这就要求液压 机停止工作后有较好的锁紧性能，保证不因上压板的自重而自行下落，(c) 该液压机在工作过程中承受较大的压力应保证各液压元件的强度和耐压 性，还应该让工进过程尽量平稳。(d) 压力能方便地进行观察和测量。(e) 液压系统的设计应能保证压制过程的可靠性。(f) 液压缸回程时应配有顶部泄压措施，以减小换向卸压时的液压冲击，从 而

10、延长液压元件的使用寿命，降低液压系统的噪音。(g) 液压系统上必须装有适当的安全保护措施，减少并避免意外发生。2、压力机液压系统工况分析液压机的工况分析主要是指对液压执行元件的工作、运动、负载情况进行分 析，分析的目地是为了更好的了解工作过程中执行元件的速度、负载变化规律， 并将相关数据做成曲线和图表，用来拟定液压系统方案以及确定液压系统主要参 数，同时也是其他液压元件选择和设计的依据。在液压系统工况分析中最重要的 是找到工作过程中液压执行元件的最大负载和最大速度。2.1液压缸工作过程运动分析液压缸完成一个工作循环时的动作循环如图1.1所示：载匀速下降-减速下降重载缓慢匀速下降保压静止反向加速

11、上升匀速上升原位静止。在每一次工作循环中行程与速度的关系是：快速空程下行：行程 Sl = 250 mm, 速度 V = 3 m/min = 50 mm/s； 工作下压： 行程 S2 = 50 mm, 速度 v2=lmm/s。 快速回程：行程S3 = 300 mm,速度v3 = 80 mm/s。液压缸采用V型密封圈，其机 械效率m=0.92。压头起动、减速、制动时间：0.2 s。2.2液压缸工作过程负载分析快速下降和快速回程阶段,液压缸一直承受移动工作台的重力,导轨与上压 板的摩擦力。加速减速过程中除受到重力和摩擦力外还受到惯性力。液压缸在工 进过程中受到重力、摩擦力和压制抗力。在负载分析中,由

12、于导轨和上模版之间 间隙小,且为竖直安装,所以工作中受到的摩擦力相当小,相比其它力可以忽略 不计。从设计要求中知道液压机移动件(包括活塞、活动横梁及上模)质量m= 2000 kg。(1) 工作负载工件的压制抗力即为工作负载：FL=200000N(2) 摩擦负载静摩擦阻力： Ffs=0N动摩擦阻力： Ffd=0N(3) 自重：G=mg=20000N(4) 惯性负载如下表所示：运动状态计算公式(g=9.81)惯性力空程加速下降3= F1 gt沁F =509.68 Nal减速G xv = F g X t = Fa2Fa2=499.49 N制动G xv = F gta3Fa3=10.19 N反向回程加

13、速2 XI = Fa4Fa4=509.68 N反向制动G XV = F g X t = Fa5Fa5=509.68 N图表一(5) 背压负载Fb= 25000N(液压缸参数未定，根据运动件自重估算)(6) 液压缸在各工作阶段的负载值：工作阶段负载组成和计算公 式负载力 fl(N)液压缸推力厂FF = l(N) ncm启动F二Fb+Ffs-G50005434.78261向下加速F二Fb+Ffd+Fal-G5509.685988.78261匀速快下F=Fb+Ffd-G50005434.78261减速F=Fb+Ffd+Fa2-G4500.54891.84783工进F=Fb+Ffd+FL-G20500

14、0222826.087保压F=Fb+FL-G205000222826.087反向加速F=Fa4+Ffd+G20509.6822293.1304快速上升F= Ffd+G2000021739.1304制动F= Ffd+G-Fa519490.3221185.1304图表二其中：耳二0.9 2耳 液压缸的机械效率，一般取n =0.9-0.95。由以上m m m数据做出速度位移曲线图，负载位移曲线图；如下图所示3、液压缸的设计3.1 初选液压缸的工作压力此设备负载较大，按设备类型分，属于液压机。根据有关资料，液压机的压 力范围为2030 MPa,根据现有的标准液压泵、液压阀的最高工作压力，(32 Mpa

15、), 如选此压力为系统工作压力，液压元件的工作性能会不够稳定，对液压元件密封 性能要求较高。参考系列中其它规格同类液压机(如63、100、200、300吨液压 机)所采用的工作压力，本机较宜选用工作压力为20X 106Pao液压缸内径D和 活塞杆直径d可根据最大总负载和液压缸标准系列来确定。3.2 计算液压缸的尺寸由工作负载图(图表二)，可以得知液压缸最大负F=205000N，液压缸最大 推力 F t=222826.087N。液压缸机械效率 cm=0.92I 4F = /4X205000nmnp =“0.92X3.14X20000000=0.11913329 m =119.13329 mm查找标准液压缸手册(GT/T23481993 )圆整液压缸直径D=125 mm按快上快下速度比值确定活塞杆的直径D2=80D2_d2 =50求得 d=76.5465 mm3.3 计算液压缸的有效面积