通用液压系统.docx
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通用液压系统
液压与气压传动三级项目
-----通用液压机液压系统
学院:
机械工程学院
班级:
10锻压一班
小组成员:
日期:
2013-6-20
摘要
这次液压与气压的传动的三级项目的题目由任课老师提供。
设计液压机是为了更加深刻理解液压机在加工过程中的工作原理以及实际应用意义,也是通过这个项目来考验我们在日常学习中理解了多少。
我们这一小组选择的是通用液压机液压系统。
通用液压机的内容十分的广泛,包括很多。
所以我们这一小组主要研究了Y32-315型通用液压机的液压系统
我们是通过书面上的知识以及网上查找的资料来完成这次的研究任务,我们主要是分析了液压系统的机构原理和系统图原理以此来加深我们对液压机的认识和对液压系统图分析能力,由于我们的能力有限所以没有进行严谨的分析与计算。
通过这次的项目我们学习到了许多书本上以及课堂上没有的知识,让我们受益匪浅。
关键词:
液压与气压的传动通用液压机原理分析
前言
液压机是一种以液体为介质来传递能量以实现多种锻压工艺的机器。
液压机与其他压力机相比，具有压力和速度可在较大范围内无级调节、动作灵活、各执行机构动作可方便地达到所希望的配合关系等优点。
同时液压元件的通用化和标准化，也给其设计、制造和使用带来了方便。
自从1795年英国人布拉曼取得第一个手动液压机专利至今，液压机发展十分迅速，在冶金、锻压、机加工、交通运输、航空航天等行业部门，特别是在粉末冶金、管、线型材挤压，胶合板压制，打包，人造金刚石、耐火砖压制，电缆包覆，碳极压制成形，零件压装、校直等方面应用广泛。
液压机在锻压机械标准ZB—J62030—90中属于第二类，类别代号为“Y”。
在实际生产中，由于压力机的行程速度较快，生产率高，所以冲压加工设备多数采用曲柄压力机。
对成形速度有要求的某些冲压加工，液压机较慢的工作行程速度更符合其工艺的要求，而且容易做到保压和调节工作行程长度，在一定范围内得以应用。
通用液压机是一种用途广泛的液压机，称为一般用途液压机，也称万能液压机。
共有5种类型，其中Y30系列为单柱液压机，Y31系列为双柱液压机，Y32系列为四柱液压机，Y33系列为四柱上移式液压机，Y36系列为切边液压机。
它们常用于材料的压制工艺，如冲裁、弯曲、翻边以及薄板拉深等，也可用于校正、压装、砂轮成形，金属零件冷挤压成形，粉末制品压制成形以及塑料制品压制成形等工艺。
这类液压机多用在生产批量不大但工艺要求多样化的车间。
我们这小组研究的就是Y32系列的Y32-315型通用液压机。
Y32系列为四柱式结构。
液压控制采用插装阀集成系统，动作可靠，使用寿命长，液压冲击小，减小了连接管路与泄漏点。
独立的电气控制系统，PLC控制，工作灵敏度可靠。
采用按钮集中控制，具有调整、双手单次循环两种操作方式。
通过移动操作面板选择，可实现定程、定压两种成型工艺，工作压力、行程可根据工艺需要在规定范围内可调。
适用领域：
Y32-315型通用液压机主要适用于各类压力容器封头的冷、热成型压制，也可以用于各类厚、薄钢板的压鼓、折边、校平等工艺。
基于这些我们主要讨论了Y32-315型通用液压机的整体机构、系统原理图、系统性能、基本元件选型和系统的工作特点等方面。
一.Y32-315型通用液压机本体机构---------------6
二.Y32-315型通用液压机液压系统工作原理-------9
三.系统性能分析------------------------------13
四.基本元件选型------------------------------14
五.Y32-315型通用液压机液压系统工作特点------16
六.分析与总结--------------------------------16
七.参考文献----------------------------------17
一、Y32-315型通用液压机本体机构
Y32-315型通用液压机结构原理图
液压机的主要运动是上滑块机构和下滑块顶出机构的运动，上滑块机构由主液压缸（上缸）驱动，顶出机构由辅助液压缸（下缸）驱动。
液压机的上滑块机构通过四个导柱导向、主缸驱动，实现上滑块机构“快速下行→慢速加压→保压延时→快速回程→原位停止”的动作循环。
下缸布置在工作台中间孔内，驱动下滑快顶出机构实现“向上顶出→向下退回”或“浮动压边下行→停止→顶出”的两种动作循环，如图所示。
液压机液压系统以压力控制为主，系统具有高压、大流量、大功率的特点。
如何提高系统效率，防止系统产生液压冲击是该系统设计中需要注意的问题。
液压机工作循环图
液压传动系统的组成
液压系统主要由：
动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。
1）动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。
2）执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。
其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。
3）控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。
它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。
4）辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头（扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。
5）工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。
液压机的基本技术参数
序号
项目
单位
规格
1
公称压力
KN
3150
2
主缸回程力
KN
630
3
顶缸顶出力
KN
630
4
液体最大工作压力
MPa
25
5
滑块最大行程
mm
800
6
滑块距工作台最大距离
mm
1250
7
顶出活塞杆端面距工作台上面距离
mm
360
8
滑块行程速度
空载下行
mm/s
100
工作
mm/s
6-8
回程
mm/s
60
9
顶出活塞行程速度
顶出
mm/s
45
退回
mm/s
60
10
工作台有效面积
左右
mm
1260
前后
mm
1200
11
立柱中心距
左右
mm
1400
前后
mm
900
12
工作台距离地面高
mm
650
13
机器占地面积
左右
mm
3230
前后
mm
2200
地面以上高
mm
约4350
14
电机功率
KW
18.5
二、Y32-315型通用液压机液压系统工作原理
Y32-315型通用液压机的液压系统图
图为Y32-315型通用液压机液压系统图，表为该机的液压系统动作循环表，压力机产品照片。
该系统采用“主、辅泵”供油方式，主液压泵l是一个高压、大流量、恒功率控制的压力反馈变量柱塞泵，远程调压阀5控制高压溢流阀4限定系统最高工作压力，其最高压力可达32MPa；辅助泵2是一个低压小流量定量泵（与主泵为单轴双联结构），其作用是为电液换向阀、液动阀换向和液控单向阀的正确动作提供控制油源，泵2的压力由低压溢流阀3调定。
液压机工作的特点是上缸竖直放置，当上滑块组件没有接触到工件时，系统为空载高速运动，当上滑块组件接触到工件后，系统压力急剧升高，且上缸的运动速度迅速降低，直至为零，进行保压。
该系统的工作原理如下
1）启动按下启动按钮，主泵1和辅助泵2同时启动，此时系统中所有电磁铁均处于失电状态，主泵1输出的油经电液换向阀6中位及阀21中位流回油箱（处于卸荷状态），辅助泵2输出的油液经低压溢流阀3流回油箱，系统实现空载启动。
2）上液压缸快速下行按下上缸快速下行按钮，电磁铁1YA、5YA得电，电液换向阀6换右位接入系统，控制油液经电磁阀8右位使液控单向阀9打开，上缸带动上滑块实现空载快速运动。
此时系统的油液流动情况为
进油路主泵1→换向阀6右位→单向阀13→上缸16上腔。
回油路上缸16下腔→液控单向阀9→换向阀6右位→换向阀21中位→油箱。
由于上缸竖直安放，且滑块组件的重量较大，上缸在上滑块组件自重作用下快速下降，此时泵1虽处于最大流量状态，但仍不能满足上缸快速下降的流量需要，因而在上缸上腔会形成负压，上部油箱15的油液在一定的外部压力作用下，经液控单向阀14（充液阀）进入上缸上腔，实现对上缸上腔的补油。
3）上缸慢速接近工件并加压当上滑块组件降至一定位置时（事先调好），压下行程开关2S后，电磁铁5YA失电，阀8左位接入系统，使液控单向阀9关闭，上缸下腔油液经背压阀10、阀6右位、阀21中位回油箱。
这时，上缸上腔压力升高，充液阀14关闭。
上缸滑块组件在泵1供油的压力油作用下慢速接近要压制成型的工件。
当上缸滑块组件接触工件后，由于负载急剧增加，使上腔压力进一步升高，压力反馈恒功率柱塞变量泵1的输出流量将自动减小。
此时系统的油液流动情况为
进油路主泵1→换向阀6右位→单向阀13→上缸16上腔。
回油路上缸16下腔→背压阀10→换向阀6右位→换向阀21中位→油箱。
4）保压当上缸上腔压力达到预定值时，压力继电器7发出信号，使电磁铁1YA失电，阀6回中位，上缸的上、下腔封闭，由于阀14和13具有良好的密封性能，使上缸上腔实现保压，其保压时间由压力继电器7控制的时间继电器调整实现。
在上腔保压期间，主泵1经由阀6和21的中位后卸荷。
5）上缸上腔泄压、回程当保压过程结束，时间继电器发出信号，电磁铁2YA得电，阀6左位接入系统。
由于上缸上腔压力很高，液动换向阀12上位接入系统，压力油经阀6左位、阀12上位使外控顺序阀11开启，此时泵1输出油液经顺序阀11流回油箱。
泵1在低压下工作，由于充液阀14的阀芯为复合式结构，具有先卸荷再开启的功能，所以阀14在泵1较低压力作用下，只能打开其阀芯上的卸荷针阀，使上缸上腔的很小一部分油液经充液阀14流回油箱15，上腔压力逐渐降低，当该压力降到一定值后，阀12下位接入系统，外控顺序阀11关闭，泵1供油压力升高，使阀14完全打开，此时，系统的液体流动情况为
进油路泵1→阀6左位→阀9→上缸下腔；
回油路上缸上腔→阀14→上部油箱15。
6）上缸原位停止当上缸滑块组件上升至行程挡块压下行程开关1S，使电磁铁2Y失电，阀6中位接入系统，液控单向阀9将主缸下腔封闭，上缸在起点原位停止不动。
泵1输出油液经阀6、21中位回油箱，泵1卸荷。
7）下液压缸顶出及退回当电磁铁3Y得电，换向阀21左位接入系统。
此时的液体流动情况为
进油路泵1→换向阀6中位→换向阀21左位→下缸17下腔；
回油路下缸17上腔→换向阀21左位→油箱。
下缸17活塞上升，顶出压好的工件。
当电磁铁3Y失电，4Y得电，换向阀21右位接入系统，下缸活塞下行，使下滑块组件退回到原位。
8）浮动压边有些模具工作时需要对工件进行压紧拉伸，当在压力机上用模具作薄板拉伸压边时，要求下滑块组件上升到一定位置实现上下模具的合模，使合模后的模具既保持—定的压力将工件夹紧，又能使模具随上滑块组件的下压而下降（浮动压边）。
这时，换向阀21处于中位，由于上缸的压紧力远远大于下缸往上的上顶力，上缸滑块组件下压时下缸活塞被迫随之下行，下缸下腔油液经节流器19和背压阀20流回油箱，
表Y32-315型通用液压机液压系统动作循环表
动作程序
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
上
缸
快速下行
＋
－
－
－
＋
慢速加压
＋
－
－
－
－
保压
－
－
－
－
－
泄压回程
－
＋
－
－
－
停止
－
－
－
－
－
下
缸
顶出
－
－
＋
－
－
退回
－
－
－
＋
－
压边
＋
－
－
－
－
停止
－
－
－
－
－
注：
“＋”表示电磁铁通电；“－”表示电磁铁断电。
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