四柱液压机设计说明书.docx

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四柱液压机设计说明书

四柱液压机设计说明书

四柱式液压机设计

院（系）：

机械工程学院

专业：

机械设计制造及其自动化

学号：

学生姓名：

指导教师：

职称：

教授

2016年6月

摘要

本设计为中型四柱式液压机，主机最大工作负载设计为2000KN。

主机主要由上梁、导柱、工作台、移动横梁、主缸、顶出缸等组成。

本文重点介绍了液压系统的设计。

通过具体的参数计算及工况分析，制定总体的控制方案。

经方案对比之后，拟定液压控制系统原理图。

液压系统选用插装阀集成控制系统，插装阀集成控制系统具有密封性好，通流能力大，压力损失小等特点。

为解决主缸快进时供油不足的问题，主机顶部设置补油油箱进行补油。

主缸的速度换接与安全行程限制通过行程开关来控制；为了保证工件的成型质量，液压系统中设置保压回路，通过保压使工件稳定成型；为了防止产生液压冲击，系统中设有泄压回路，确保设备安全稳定的工作。

此外，本文对液压站进行了总体布局设计，对重要液压元件进行了结构、外形、工艺设计，对主机、电气控制系统进行了简要设计。

通过液压系统压力损失和温升的验算，本文液压系统的设计可以满足液压机顺序循环的动作要求，能够实现塑性材料的锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲等成型加工工艺。

关键词：

液压系统；四柱液压机；

ABSTRACT

Thispaperdesignforthemediumframeofhydraulicmachines,themainframe’slargestworkloaddesignfor2000KN.Mainframemainlybythebeam、guided、worktable、mobilebeams、mastercylinder、cylinderheadoutofcomponentsetc.Thispaperfocusesonthehydraulicsystemdesign.Throughspecificparametersandhydraulicmechanicsituationanalyzes,formulationofamastercontrolprogram.Bycontrast,developedhydrauliccontrolsystemdiagram.Hydraulicsystemsusecartridgevalveintegratedcontrolsystem,integratedcartridgevalvecontrolsystemhasgoodsealing,flowcapacity,smallpressurelosscharacteristicsetc.Tosolvethemastercylinderexpressenteredtheshortageofoilsupplyinthetopofthemainframeinstalledoiltank.Mastercylinderforthespeedofaccessrestrictionsandsecuritythroughthetripexchangingtocontrolswitches.Toensurethequalityofthework-piecemolding,inthehydraulicsysteminstalledpackingloopthroughpackingwork-piecestabilitymolding;Topreventhydraulicshocks,pressurereliefsystemwithalooptoensurethatthisequipmentcanbeasafeandstablework.Inaddition,thepaperhydraulicstationontheoveralllayoutofthekeycomponentsofthehydraulicstructure、shape、techniqueforaspecificdesign.

Bythelossofhydraulicsystempressureandtemperaturechecked.Hydraulicsystemisdesignedtomeetthehydraulicactionsequenceandcyclerequirementscanbeachievedbyforgingplasticmaterials,stamping,coldextrusion,straightening,bending,andothermoldingprocesses.

Keywords:

HydraulicSystem；HydraulicPressuremachine；

第1章绪论1

1.1液压机现状概要1

1.2本文拟达到的要求2

第2章四柱液压机总体方案设计3

2.1四柱液压机主要设计参数3

2.2四柱液压机工作原理分析3

2.2.1四柱液压机的基本组成3

2.2.2四柱液压机的工作原理4

2.3四柱液压机工艺方案设计6

2.4四柱液压机总体布局方案设计6

2.5四柱液压机零部件设计7

2.5.1主机载荷分析7

2.5.2主机工作台设计10

2.5.3控制台设计10

第3章四柱液压机液压系统设计10

3.1液压传动的优越性概述11

3.2液压系统设计要求11

3.2.1液压机负载确定11

3.2.2液压机主缸工艺过程分析12

3.2.3液压系统设计参数12

3.3液压系统设计12

3.3.1液压机主缸工况分析12

3.3.2液压机顶出缸工况分析15

3.3.3液压系统原理图拟定16

3.3.4液压系统基本参数计算21

3.4液压系统零部件设计28

3.4.1液压机主缸设计28

3.4.2液压机顶出缸设计32

3.4.3液压油管设计33

3.4.4液压油箱设计35

3.5液压站布局设计36

3.5.1液压站设计需要考虑的问题36

3.5.2液压站的结构设计36

3.6液压系统安全、稳定性验算37

3.6.1液压系统压力损失验算37

3.6.2液压系统温升验算41

第4章四柱液压机电气系统设计42

4.1电气控制概述42

4.2四柱液压机电气控制方案42

4.2.1四柱液压机电气控制方式选择42

4.2.2电气控制要求与总体控制方案42

4.3四柱液压电气控制电路设计43

4.3.1四柱液压机主电路设计43

4.3.2四柱液压机控制电路设计43

4.3.3电气控制过程分析45

第5章四柱液压机安装调试和维护46

5.1四柱液压机的安装47

5.2四柱液压机的调试47

5.3四柱液压机的保养维护47

结论48

参考文献49

致谢51

附录152

第1章绪论

1.1液压机现状概要

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（1）拟设计的四柱液压机主要技术参数见表2.1

表2.1液压机技术参数

参数项

参数

公称力（最大负载）

3150KN

工进时液体最大工作压力

30MPa

主缸回程力

500KN

顶出缸顶出力

400KN

主缸滑块行程

800mm

顶出活塞行程

280mm

主缸滑块距工作台最大距离

1300mm

主缸滑块快进速度

0.08m/s

主缸滑块工进最大速度

0.006m/s

主缸快退速度

0.03m/s

顶出活塞顶出速度

0.02m/s

顶出活塞退回速度

0.05m/s

（2）四柱液压机的主要功能

通过液压传动系统传递动力，完成零件的压力成型加工。

（3）四柱液压机的适用范围

液压机主要用于冷挤、校直、弯曲、冲裁、拉伸、粉末冶金、翻边、压装等成型工艺。

2.2四柱液压机工作原理分析

2.2.1四柱液压机的基本组成

四柱液压机主要由主机、液压控制系统、电气控制系统三部分组成。

其中主机包括工作台、导柱、滑块、上缸、顶出缸等结构；液压系统由控制元件、执行元件、辅助元件、动力装置、工作介质等组成；电气控制控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关、电器控制柜等组成。

2.2.2四柱液压机的工作原理

（1）四柱液压机主机组成简图2.1

1-滑块2-导柱3-工作台4-安装地基

5-顶出缸6-主缸7-上横梁8-辅助油箱

图2.1四柱液压机主机组成简图

（2）四柱液压机工作原理分析

四柱液压机的动作顺序通过电气系统、液压系统控制，控制顺序框图如图2.2。

图2.2四柱液压机控制顺序图

从上面的控制顺序框图可以看出，液压机的工作原理由电气控制系统控制液压系统，液压控制系统再控制主机工作，主机动作触及行程开关，将信号反馈给电气控制系统，实现循环控制。

（3）四柱液压机工作循环分析

四柱液压机工作循环如图2.3所示。

图2.3四柱液压机工作循环图

四柱液压机工作

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图2.7（a）剪力图（b）弯矩图

由弯矩图2.7（b）可知，横梁C点1—1截面弯矩最大，该截面是危险截面。

为了保证横梁能够正常工作，必须对该截面进行强度校核。

正应力计算公式为：

（2.2）

式中：

—最大弯曲正应力；

—最大弯矩；

—抗弯截面系数（

）。

矩形截面抗弯系数W计算公式为：

（2.3）

式中：

—矩形截面的宽；

—矩形截面的高。

即：

45钢的弯曲许用应力[

]=100MPa，而横梁的最大弯曲应力

=8.1MPa，远小于材料的许用应

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比较大；

2）液压传动压力高时泄漏较大，效率降低，处理不好油液还会对环境构成污染；

3）液压介质的泄漏和可压缩性使系统没有严格的传动比；

4）液压传动存在的液压冲击、气蚀、困油现象影响了设备的安全工作和使用寿命；

5）液压元件制造精度高，成本贵，系统故障不容易排除，维护技术成本高；

6）液压系统工作环境受温度影响较大，不宜在很高和很低的温度条件下工作。

3.2液压系统设计要求

3.2.1液压机负载确定

参考四柱液压机技术参数表2.1可知，液压机的最大工作负载为3150KN，工进时液体最大压力为30MPa,由此确定液压机设计负载为3150KN型四柱液压机。

3.2.2液压机主机工艺过程分析

压制工件时主机的工艺过程：

按下启动按钮后，主缸上腔进油，横梁滑块在自重作用下快速下行，此时会出现供油不足的情况，补油箱对上缸进行补油。

触击快进转为工进的行程开关后，横梁滑块工进，并对工件逐渐加压。

工件压制完成后进入保压阶段，让产品稳定成型。

保压结束后，转为主缸下腔进油，滑块快速回程，直到原位后停止。

横梁滑块停止运动后，顶出缸下腔进油，将工件顶出，工件顶出后，顶出缸上腔