四柱萬能液壓機(jī)設(shè)計說明書.doc

12一、 系統(tǒng)工況分析1、 負(fù)載分析（1）、主缸工作負(fù)載 給定液壓機(jī)的公稱壓力為300T，回程壓力40T，即工作負(fù)載Ft1=3000KN，F(xiàn)t2=400KN慣性負(fù)載 快進(jìn)和回程估計加速時間都是0.5s，工作部件總質(zhì)量1000kg，則根據(jù)快進(jìn)和回程速度分別為100mm/s、52mm/s得，F(xiàn)m1=200N，F(xiàn)m2=104N阻力負(fù)載 運動摩擦阻力可以忽略，密封阻力為工作負(fù)載的5%，F(xiàn)fs1=150KN，F(xiàn)fs2=20KN（2）、頂出缸工作負(fù)載 給定下缸最大頂出力為30T，回程壓力15T，即工作負(fù)載Ft1=300KN，F(xiàn)t2=150KN慣性負(fù)載 快進(jìn)和回程估計加速時間都是0.5s，工作部件總質(zhì)量500kg，則根據(jù)頂出和回程速度分別為65mm/s、138mm/s得，F(xiàn)m1=65N，F(xiàn)m2=138N阻力負(fù)載 運動摩擦阻力可以忽略，密封阻力為工作負(fù)載的5%，F(xiàn)fs1=15KN，F(xiàn)fs2=7.5KN液壓缸在各工作階段的負(fù)載值2、 負(fù)載圖和速度圖主缸快進(jìn)速度100mm/s，上滑塊壓制速度6.8mm/s，上滑塊回程速度52mm/s，下缸頂出速度65mm/s，回程速度138mm/s。上滑塊最大行程800mm，工進(jìn)行程200mm,下缸最大行程250mm。3、 確定系統(tǒng)的工作壓力書239頁表11-2、表11-3根據(jù)表1、2確定，負(fù)載執(zhí)行元件的工作壓力上缸25MPa二、 液壓缸主要參數(shù)的確定1、 選擇液壓缸的形式書239頁表11-1根據(jù)表3確定液壓缸的形式為雙作用單活塞桿液壓缸2、 確定液壓缸的主要參數(shù)2.1、主缸參數(shù)主缸的內(nèi)徑:（注：所用公式都來源于文獻(xiàn)【10】【17】）=0.390M （2-1）主缸活塞桿直徑=（2-2）=0.363M （2-2）按標(biāo)準(zhǔn)取整=0.37M2.2、頂出缸參數(shù)頂出缸的直徑:=0.124M按標(biāo)準(zhǔn)取整=0.13M頂出缸的活塞桿直徑=0.096M按標(biāo)準(zhǔn)取整=0.1M3、 液壓缸力和流量計算3.1、壓力計算主缸實際壓力:= （2-3）主缸實際回程力:= （2-4）頂出缸實際頂出力: = 頂出缸實際回程力：=3.2、 流量計算主缸進(jìn)油流量與排油流量：(1)快速空行程時的活塞腔進(jìn)油流量= （2-5）（2）快速空行程時的活塞腔的排油流量= （2-6）（3）工作行程時的活塞腔進(jìn)油流量=（4）工作行程時的活塞腔的排油流量=（5）回程時的活塞桿腔進(jìn)油流量=（6） 回程時的活塞腔的排油流量=頂出缸的進(jìn)油流量與排油流量：(1)頂出時的活塞腔進(jìn)油流量=（2）頂出時的活塞桿的排油流量=（3）回程時的活塞桿腔進(jìn)油流量=（4）回程時的活塞腔的排油流量=三、 液壓系統(tǒng)原理圖1.主油箱 2.三相異步電動機(jī) 3.斜盤式軸向柱塞泵 4.順序閥5.先導(dǎo)溢流閥6三位四通電磁換向閥 7. 二位四通電磁換向閥8.壓力繼電器9. 單向閥10.壓力表11.補油箱12.上缸13.背壓閥14.液控單向閥 15.行程開關(guān)16.下缸17.節(jié)流閥圖1是油路控制原理系統(tǒng)圖，工作時，電液換向閥6通電，壓力油由泵3打出， 經(jīng)順序閥4，進(jìn)入電液換向閥6的右位，再通過單向閥9 ，進(jìn)入上缸12的上腔。同時，經(jīng)電磁閥7補油進(jìn)入油缸上腔。回油從上缸的下腔經(jīng)過（單向順序閥）背壓閥13和液控單向閥14 ， 通過電液換向閥7， 流回到油箱。與此同時， 上缸在自重的作用下， 加速了向下的快速運動，使上缸的上腔瞬時間形成了真空帶，補油箱的油會通過液控單向閥 ，被吸進(jìn)上缸的上腔， 以消除真空， 保持上缸的快速下移。當(dāng)上缸帶動上模與下模合模后， 壓力油繼續(xù)輸入上油缸的上腔， 油缸上腔的壓力開始升高，由于油壓的升高，補油箱處的液控單向閥被關(guān)閉， 切斷了補油箱的供油，使上缸12下行速度開始放慢。油缸上腔壓力繼續(xù)升高， 當(dāng)壓力超過了壓力繼電器10的調(diào)定值時， 壓力繼電器發(fā)出信號，控制電液換向閥6轉(zhuǎn)換到中位， 切斷油缸12上腔的供油， 上缸停止運動，系統(tǒng)開始保壓，保壓時間為40s。保壓完后， 電液換向閥6的左位被接通， 泵3打出的壓力油， 經(jīng)過順序閥4， 通過電液換向閥6的左位，再經(jīng)過液控單向閥14 、（單向順序閥）背壓閥13 ， 進(jìn)入上油缸12 的下腔， 推動油缸向上運動，同時電磁閥7切換到左位，油箱補油加速回程。 油缸12上腔的回油通過液控單向閥 ， 流回到補油箱11 。使得上缸能快速退回原位。當(dāng)將電液換向閥6的中位和電液換向閥的右位接通時， 泵3打出的壓力油，經(jīng)過電液換向閥的左位， 進(jìn)入下缸16的下腔，回油從下缸16的上腔經(jīng)過電液換向閥的左位，流入回油箱，下缸上行頂出工件。在工件取出后， 換向閥的右位開始工作， 壓力油進(jìn)入下缸16的上腔， 下缸下腔的回油經(jīng)過閥的右位流入回油箱， 下缸向下運動， 恢復(fù)原位。閥13在保壓時可防止上油缸12上腔的油液倒流，行程開關(guān) 15 用于控制上、下缸的極限位置，壓力表分別顯示上、下油缸和整個系統(tǒng)的壓力。工藝加工過程表3.1 工藝加工過程圖動作名稱動作訊號電磁換向閥電動機(jī)1YA2YA3YA4YA5YA6YA1D電機(jī)啟動AQ+快速下行1A+減速及壓制2HC(1A)+保壓JP+卸壓JS(2A)+回程停止1HC+頂出缸頂出3A+退回4A+靜止5A四、 選擇液壓元件1、 確定液壓泵流量和規(guī)格型號 系統(tǒng)工作時所需高壓液體最大流量是主缸工作行程活塞腔的進(jìn)油流量，為，主缸活塞回程時所需流量，為，頂出缸頂出時所需進(jìn)油流量，為.主缸回程和頂出缸頂出時，他們只是在開始時需要高壓而其他情況則不需要高壓.根據(jù)工況分析，決定選用一臺ZB型斜軸式軸向柱塞泵公稱流量為，轉(zhuǎn)速為，功率為130.2/KW，型號160BGY14-1B。 電機(jī)選用三相異步電機(jī)，型號Y315L2-6，額定功率132/KW ，轉(zhuǎn)速為 ，電流246/A，效率93.8%，功率因數(shù)0.87，重量1210千克。 圖2.3 軸向柱塞泵表4 元件的型號及規(guī)格三相異步電動機(jī)Y315L2-8斜盤式軸向柱塞泵277L/minCZB*-250先導(dǎo)式順序閥120L/minXFF3-E20B先導(dǎo)溢流閥160L/minYF-B20H三位四通電液換向閥120L/minS-DSG-03-3C二位四通電磁換向閥155L/minZCLR-D15壓力繼電器PD-Hd-L1單向閥160L/minDF-B20K3壓力表KF-L8/30E背壓閥63L/minFBF3-D10B液控單向閥160L/minDFY-B20H2行程開關(guān)Y-Hb6F節(jié)流閥200L/minZ2FS16-3X/S2濾油器250L/minWU-250180F2、管道管道及管接頭用以把液壓元件連接起來，組成一個完整的系統(tǒng)。正確的選擇管道和管接頭，對液壓系統(tǒng)的安裝、使用和維修都有著重要的意義。在設(shè)計管道時，管徑應(yīng)適應(yīng)、路線應(yīng)最短，管道彎頭、接頭應(yīng)盡量小，以減小系統(tǒng)的壓力損失。同時，管道的連接必須牢固可靠，防止振動松脫，并且要便于調(diào)整和維修。管子的種類液壓傳動系統(tǒng)常用的管子有鋼管、橡膠軟管、尼龍管和塑料管等。應(yīng)當(dāng)根據(jù)液壓元件的裝置條件、部位和壓力大小來選用油管的材料。我選用的是鋼管。鋼管 分為焊接鋼管和無縫鋼管。壓力小于2.5 Mpa時可選用焊接鋼管；壓力大于2.5 MPa時，推薦用10號或15號無縫鋼管；對于需要防銹防腐蝕的場合，可選用不銹鋼管；超高壓時可選用合金鋼管。本設(shè)計主要選用合金鋼管。鋼管價格便宜，工作壓力較高，但裝配時不能任意彎曲，因此多用于裝配部位限制較少和產(chǎn)品比較定型以及大功率的液壓傳動裝置中，是液壓傳動系統(tǒng)主要的油管材料。管子的內(nèi)徑和壁厚的確定管道尺寸一般由