YA32—200型四柱式萬能液壓機液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計含5張CAD圖
YA32200型四柱式萬能液壓機液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計含5張CAD圖,ya32,型四柱式,萬能,液壓機,液壓,系統(tǒng),設(shè)計,cad
外文資料In hydraulic system installment contamination controlPaper abstract:The hydraulic system pollution is a hydraulic pressure breakdown main reason, after in order to guarantee the installment the hydraulic system to be able the security, the reliable movement, in view of the hydraulic system installment proposed a series of concrete measures, achieve in the construction process contamination control1 OutlineThe technology of hydraulic transmission gets swift and violent development after emerging in the 18th century. Today, the apparatus of hydraulic transmission is widely used in all trades and professions, reflect on the modernized large-scale production line particularly abundantly. The steel hot-rolled H section steel production line of horse, the volume 54 kL of the hydraulic fuel tank, 38 hydraulic motors, of different specifications hydraulic jar up to 717, only the hydraulic pipeline is as long as more than 20,000 meters.The technology of hydraulic transmission has its advantage that cant be compared, this is the main reason that it can develop rapidly , meanwhile, the apparatus of hydraulic transmission has its fragiles aspects, among them the ability to resist pollution is low is an outstanding weakness . According to the records of relevant materials, the hydraulic trouble has 70- 8 to cause by the pollution of fluid. It must keep the systematic cleanness to guarantee the normal , reliable operation of the hydraulic system.2 Danger and reason that the system pollutesPollutant sneak into behind the system can accelerate hydraulic wearing and tearing of part , grind , decrease , burn even destroy or cause the movements of the valve not to work or cause the noising. The pollutant will stop up the throttle hole of the hydraulic component or reduce expenditure in the chink , change the working performance of the hydraulic system, cause movements to lack proper care even not work at all, produce and act and cause the accident by mistake . The dust particle will accelerate the damage of the seal in the hydraulic jar, the superficial one is strained in the tube of jar, make it increase not to let out, thrust insufficient or movements are unstable, creep, the pace drop, produce unusual sound and vibration. Also may cause filter screen stop up, hydraulic pump suck oil to be difficult, go back oil to be smooth producing angry losing , vibration and noise, will puncture the filter screen because resistance is too big while stopping up seriously , totally lose the function of filtering, cause the hydraulic and systematic vicious circle.The reason why the system pollutes is numerous, according to producing mechanism in pollution, divided into 2 kinds: (1)Pollutant made , hidden in the installation in the system. (2)Pollution that is produced in the course of system work. Obviously, pollutant made , hidden in the installation of the system is mostly smear metal , burr , molding sand , coating , abradant , solid particle of welding dreg , rust one and dust etc., they relatively loud in danger in system, must strengthen management at this stage , control pollution, guarantee the hydraulic system after installing can run safly and reliably .3 Pollution control in the hydraulic system is made and installed3.1 Pollution control that the hydraulic part is processedThe processing of the hydraulic part generally demands to adopt the law of processes wetly , all processing processes want , drip , add , lubricate liquid or cleaner , so as to ensure surface process quality.3.2 Washing of hydraulic component , partBefore the new hydraulic pressure one is assembled, the old hydraulic pressure one can be used through washing after being polluted, should accomplish the following several points in the cleaning process.1)Hydraulic pressure pieces of disassembly and assembly , wash , should go on among clean room to accord with the national standard, if there is operating room of conditions that can be filled and pressed, make the indoor pressure higher than outdoors, prevent the atmospheric dust from polluting. If restrain terms from, should operate one to isolate alone even , seldom allow hydraulic pressure assembly one and machining of one sometimes in the same room among the pincers workers, forbid decomposing and assembling the hydraulic pressure one in the open , in warehouse of sometimes the shed , incidental absolutely .The hydraulic pressure of disassembly and assembly is a hour, attenbant should wear fiber difficult work clothes , work cap that come off, in case fiber, dust, hair, scurf,etc. scattered to fall into hydraulic system cause artificial to pollute. Forbid operating one and smoking , taking food inside.2)The hydraulic pressure one should go on in washing the platform to wash special-purposly, if limited by the condition , guarantee cleanness degree of the temporary workingbench .3)The cleaner allows to use the kerosene , petrol and use the same hydraulic oil of trade mark of oil with hydraulic system work.4)The part after washing is forbidden to be polished with the cotton , flax , silk and chemical fibre manufactured goods, prevent the fiber coming off from polluting the system. Forbid with leather tiger to part blast air (leather tiger have dust particle ) too, can dry up the part with the clean and dry compressed air if necessary.5)Part wash , forbid , put in land , cement ground , floor , pincers worker platform and assemble workingbench directly, and should put into container with cover , pour into the hydraulic oil .6)Have already washed but the part that wouldnt be assembled should be put into and antirusted and saved in the oil, moist area and season especially should pay attention to antirusting.3.3 Pollution control in a piece of transportation of hydraulic pressureIn hydraulic component , package transportation , should pay attention to the dustproof , rain-proof , especially hydraulic pressure piece of marine transportation want , fight with rain-proof paper or plastic wrapping paper kind to pack to transport for long-distance, put right amount of desiccant , does not allow rainwater , sea water to be exposed to the hydraulic pressure one . Before casing and after unpacking , should check carefully whether the oil mouth is stopped up , stopped up firm with the stopper, to receive slight oil mouth of pollution take remedy in time , must decompose , wash to the hydraulic pressure one with serious pollution moreover.3.4 The fuel tank refuelsThe fuel tank must be checked its internal cleanness degree before fuel-injection, the one not up to standard will be cleared up ; Cleanness degree that the fluid should be examined it before being joined; Must not allow to pour into the oil the fuel tank directly through filtering at the time of fuel-injection.3.5 The system resumesAfter the system is pickled, developed, can link all components , pipelines on request the job return circuit . This course should pay special attention to being in charge of connecting and keeping a public place clean , finish joining , , try hard to avoid dismantling, should pay attention to , wrap up , well , guarantee , in charge of , connect with clean cloth if necessary , calibre pollute.4 SummaryHydraulic systematic pollution control runs through in the whole construction course, require operators every step should consider the measure of keeping a public place clean , reduce system pollute , guarantee the hydraulic system after constructing can run safly , reliably to the greatest extent.中文譯文液壓系統(tǒng)安裝中的污染控制論文摘要:液壓系統(tǒng)污染是液壓故障的一個主要原因,為了確保安裝后的液壓系統(tǒng)能夠安全、可靠運行,針對液壓系統(tǒng)安裝提出一系列具體措施,以達到施工過程中的的污染控制。1概述液壓傳動技術(shù)在18世紀誕生后即得到迅猛發(fā)展。今天,液壓傳動設(shè)備在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,在現(xiàn)代化的大型生產(chǎn)線上體現(xiàn)得尤為充分。馬鋼熱軋H型鋼生產(chǎn)線,液壓油箱容積54 kL,液壓馬達38個,各種規(guī)格的液壓缸多達717個,僅液壓管線長達2萬多米。 液壓傳動技術(shù)有其不可比擬的優(yōu)點,這是它得以迅猛發(fā)展的主要原因,與此同時,液壓傳動設(shè)備又有其脆弱的一面,其中抗污染能力低是突出的弱點。據(jù)有關(guān)資料記載,液壓故障有70%80%是由油液污染導致的。要保證液壓系統(tǒng)正常、可靠的運行,必須要保持系統(tǒng)的清潔。2系統(tǒng)污染的危害與原因污染物混入系統(tǒng)后會加速液壓零件的磨損、研損、燒傷甚至破壞或者引起閥的動作失靈或者引起噪聲。污染物會堵塞液壓元件的節(jié)流孔或節(jié)流縫隙,改變液壓系統(tǒng)的工作性能,引起動作失調(diào)甚至完全失靈,產(chǎn)生誤動作造成事故?;覊m顆粒在液壓缸內(nèi)會加速密封件的損壞,缸筒內(nèi)表面的拉傷,使泄漏增大,推力不足或者動作不穩(wěn)定、爬行、速度下降,產(chǎn)生異常的聲響與振動。還可能引起濾網(wǎng)堵塞,液壓泵吸油困難,回油不暢而產(chǎn)生氣蝕、振動和噪聲,堵塞嚴重時會因阻力過大而將濾網(wǎng)擊穿,完全喪失過濾作用,造成液壓系統(tǒng)的惡性循環(huán)。 系統(tǒng)污染的原因很多,從污染產(chǎn)生機理來看,分為2種:(1) 制作、安裝過程中潛伏在系統(tǒng)內(nèi)部的污染物。(2) 系統(tǒng)工作過程中產(chǎn)生的污染。顯然,系統(tǒng)制作、安裝過程中潛伏的污染物多為切屑、毛刺、型砂、涂料、磨料、焊渣、銹片和灰塵等固體顆粒,它們對系統(tǒng)的危害比較大,必須在這一階段加強管理,控制污染,確保安裝后的液壓系統(tǒng)能夠安全可靠地運行。3液壓系統(tǒng)制作、安裝中的污染控制3.1液壓零件加工的污染控制 液壓零件的加工一般要求采用“濕加工”法,即所有加工工序都要滴加潤滑液或清洗液,以確保表面加工質(zhì)量。3.2液壓元件、零件的清洗 新的液壓件組裝前,舊的液壓件受到污染后都必須經(jīng)過清洗方可使用,清洗過程中應(yīng)做到以下幾點。1) 液壓件拆裝、清洗應(yīng)在符合國家標準的凈化室中進行,如有條件操作室最好能充壓,使室內(nèi)壓力高于室外,防止大氣灰塵污染。若受條件限制,也應(yīng)將操作間單獨隔離,一般不允許液壓件的裝配間和機械加工間或鉗工間處于同一室內(nèi),絕對禁止在露天、棚子、雜物間或倉庫中分解和裝配液壓件。拆裝液壓件時,操作人員應(yīng)穿戴纖維不易脫落的工作服、工作帽,以防纖維、灰塵、頭發(fā)、皮屑等散落入液壓系統(tǒng)造成人為污染。嚴禁在操作間內(nèi)吸煙、進食。2) 液壓件清洗應(yīng)在專用清洗臺上進行,若受條件限制,也要確保臨時工作臺的清潔度。3) 清洗液允許使用煤油、汽油以及和液壓系統(tǒng)工作用油牌號相同的液壓油。 4) 清洗后的零件不準用棉、麻、絲和化纖織品擦拭,防止脫落的纖維污染系統(tǒng)。也不準用皮老虎向零件鼓風(皮老虎內(nèi)部帶有灰塵顆粒),必要時可以用潔凈干燥的壓縮空氣吹干零件。 5) 清洗后的零件不準直接放在土地、水泥地、地板、鉗工臺和裝配工作臺上,而應(yīng)該放入帶蓋子的容器內(nèi),并注入液壓油。 6) 已清洗過但暫不裝配的零件應(yīng)放入防銹油中保存,潮濕的地區(qū)和季節(jié)尤其要注意防銹。 3.3液壓件運輸中的污染控制 液壓元件、組件運輸中,應(yīng)注意防塵、防雨,對長途運輸特別是海上運輸?shù)囊簤杭欢ㄒ梅烙昙埢蛩芰习b紙打好包裝,放入適量的干燥劑,不允許雨水、海水接觸液壓件。裝箱前和開箱后,應(yīng)仔細檢查所有油口是否用塞子堵住、堵牢,對受到輕度污染的油口及時采取補救措施,對污染嚴重的液壓件必須再次分解、清洗。3.4油箱加油油箱注油前必須檢查其內(nèi)部的清潔度,不合格的要進行清理;油液加入前要檢驗它的清潔度;注油時必須經(jīng)過過濾,不允許將油直接注入油箱。3.5 系統(tǒng)恢復(fù) 系統(tǒng)酸洗、沖洗后,即可將所有元件、管道按要求連成工作回路。此過程要特別注意管接頭保潔,連接完畢后,盡量避免拆卸,必要時要注意用干凈的布包扎好,確保管接頭、管口不受污染。4總結(jié)液壓系統(tǒng)污染控制貫穿于整個施工過程,要求操作者每一步都要考慮到保潔措施,最大限度降低系統(tǒng)污染,確保施工后的液壓系統(tǒng)能夠安全、可靠地運行。 YA32200型四柱式萬能液壓機液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計摘要 本設(shè)計著重介紹液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計和計算.在設(shè)計過程中主要從三個方面考慮,首先對系統(tǒng)的工況進行了全面的分析,然后根據(jù)分析結(jié)果擬訂液壓系統(tǒng)原理圖;其次對液壓元件進行了合理選擇,并根據(jù)所選元件的參數(shù)和要求對系統(tǒng)的發(fā)熱及系統(tǒng)壓力損失進行了驗算和校核;最后對液壓機的主缸進行了詳細的設(shè)計計算,并根據(jù)設(shè)計參數(shù)繪制其有關(guān)圖紙。關(guān)鍵詞: 液壓系統(tǒng) 液壓缸IYA32200 universal hydraulic press design calculationAbstract Originally design and introduce design and calculation of the hydraulic transmission emphatically. Mainly consider from three respects in the course of designing , has carried on overall analysis to the operating mode of the system at first, then work out the hydraulic systematic principle picture according to the analysis result; Go on , choose rationally to hydraulic component secondly, require , generate heat to system according to parameter of component selected and systematic pressure loss go on checking computations and check; Calculate the detailed design to the master cylinder of the press of the liquid finally, and draw its relevant drawings according to the design parameterKey words: Hydraulics Hydraulic cylinder II目錄摘要IAbstractII目錄III緒 論1第一章 液壓系統(tǒng)設(shè)計2第一節(jié) 設(shè)計要求2一. 主要用途及規(guī)格2二. 主機結(jié)構(gòu)及組成2三. 設(shè)計技術(shù)參數(shù)及規(guī)格2四. 系統(tǒng)設(shè)計的其它要求3第二節(jié) 總體設(shè)計規(guī)劃,確定液壓機的執(zhí)行元件3第三節(jié) 明確載荷,繪制系統(tǒng)工況圖4一. 主缸4二. 輔助缸6三. 確定系統(tǒng)的工作壓力7四. 確定執(zhí)行元件的控制和調(diào)速方案7五. 草擬液壓系統(tǒng)原理圖7六. 計算執(zhí)行元件參數(shù)10七. 計算液壓泵的流量,選擇泵12八. 列出表格14九. 選擇控制元件及輔助元件的型號15十. 液壓輔件18十一. 驗算系統(tǒng)性能22十二. 繪制工作圖,編寫技術(shù)文件。27第二章 系統(tǒng)分析28第一節(jié) 系統(tǒng)的工作原理28第二節(jié) 油路分析28一. 主缸的運動28二. 液壓系統(tǒng)的分析33第三章 液壓缸的設(shè)計34第一節(jié) 液壓缸類型的選擇34液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)換為直線運動機械能執(zhí)行元件。34一. 液壓缸的安裝形式34二. 液壓缸的端蓋與缸筒聯(lián)接方式的選擇34第二節(jié) 液壓缸的主要零件設(shè)計35一. 缸筒35二. 缸蓋41三. 活塞42四活塞桿44五. 活塞桿的導向套和密封47六. 緩沖裝置49七. 排氣閥50III八. 油口50結(jié)束語52參考文獻53致 謝54IV緒 論自18世紀末英國制成世界上第一臺水壓機算起,液壓傳動技術(shù)已有二三百年的歷史。直到20世紀30年代它才較普遍地用于起重機、機床及工程機械。在第二次世界大戰(zhàn)期間,由于戰(zhàn)爭需要,出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè),液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動機及自動生產(chǎn)線。本世紀60年代以后,液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。因此,液壓傳動真正的發(fā)展也只是近三四十年的事。當前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時,新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助測試(CAT)、計算機直接控制(CDC)、機電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當前液壓傳動及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。我國的液壓技術(shù)最初應(yīng)用于機床和鍛壓設(shè)備上,后來又用于拖拉機和工程機械?,F(xiàn)在,我國的液壓元件隨著從國外引進一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進行自行設(shè)計,現(xiàn)已形成了系列,并在各種機械設(shè)備上得到了廣泛的使用。第一章 液壓系統(tǒng)設(shè)計第一節(jié) 設(shè)計要求一. 主要用途及規(guī)格液壓機是利用液壓傳動技術(shù)進行壓力加工的設(shè)備,可以用來完成各種鍛壓及加壓成形加工。例如鋼材的鍛壓、金屬結(jié)構(gòu)件的成型、塑料制品和橡膠制品的壓制、粉末制品成型、冷(熱)擠壓金屬成型、薄板拉伸,以及彎曲、翻邊、校正等道工藝,還可以從事沖壓、壓裝、砂輪成形等壓制成形工藝。本機的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進行調(diào)整。并能完成定壓及定程成形兩種工藝方式,定壓成形的工藝方式在壓制后具有保壓,延時及自動回程動作。液壓機是最早應(yīng)用液壓傳動的機械之一,目前液壓傳動已成為壓力加工機械的主要傳動形式。在重型機械制造業(yè)、航空工業(yè)、塑料及有色金屬加工工業(yè)等之中,液壓機已成為重要設(shè)備。本機的最大壓力噸位為200t。二. 主機結(jié)構(gòu)及組成本機器由主機及動力機構(gòu)兩大部分組成。主機部分包括機身、主缸、頂出缸及充液裝置等。動力機構(gòu)由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動機等組成 動力機構(gòu)在電氣裝置的控制下,通過泵和油缸及各種液壓閥實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,調(diào)節(jié)和輸送,完成各種工藝動作的循環(huán)。除此之外液壓機還具有獨立的電氣控制系統(tǒng),并采用按鈕集中控制,可以實現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種工作方式。三. 設(shè)計技術(shù)參數(shù)及規(guī)格表1-1設(shè)計技術(shù)參數(shù)及規(guī)格項目單位YA32200公稱壓力t200回程壓力t45系統(tǒng)最大工作壓力Mpa25頂出壓力t350頂出回程壓力t25控制油路工作壓力Mpa1.21.5頂出活塞最大行程mm250活動橫梁最大行程mm700活動橫梁距工作臺最大距離mm1100頂出活塞距工作臺最大行程mm345活動橫梁行程速度空載下行mm/s60工作12回程52頂出活塞行程速度頂出mm/s65退回95四. 系統(tǒng)設(shè)計的其它要求要求設(shè)計的液壓機具有獨立的動力機構(gòu)和電氣系統(tǒng),并采用按鈕集中控制,可以實現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種工作方式。第2節(jié) 總體設(shè)計規(guī)劃,確定液壓機的執(zhí)行元件考慮到液壓執(zhí)行元件的類型、數(shù)量、安裝位置和主機的連接關(guān)系,對主機的設(shè)計影響很大。所以,我在考慮液壓設(shè)備的總體方案時,確定液壓執(zhí)行元件和確定主機整機結(jié)構(gòu)布局是同時進行的。液壓執(zhí)行元件的選擇由主機的動作要求、載荷輕重和布置空間條件確定。如同設(shè)計液壓機時,液壓缸的類型選擇,常常是在確定總體方案時,從加工制造條件設(shè)備緊湊性、綜合經(jīng)濟性等角度考慮確定的。根據(jù)常用液壓執(zhí)行元件的類型、特點及應(yīng)用的推薦和題目的具體要求,我在這里選擇了單桿式液壓缸作為設(shè)計方案。單桿式液壓缸的功能等效圖為:圖1-1液壓缸功能等效圖其等效功能為A和B非差動連接時 (1-1) A1A2表示活塞式柱塞的有效作用面積F、V表示推力和速度A、B表示進出油口Q、P表示供油流量和壓力第3節(jié) 明確載荷,繪制系統(tǒng)工況圖在設(shè)計任務(wù)書中已經(jīng)對主機的規(guī)格有所闡述,通常能夠知道作用于執(zhí)行元件的載荷。根據(jù)設(shè)計的要求,對液壓系統(tǒng)作進一步的工況分析,查明執(zhí)行元件在工作循環(huán)各個階段中的速度、載荷變化規(guī)律,繪制液壓系統(tǒng)的有關(guān)工況圖。一. 主缸一)動作線圖系統(tǒng)中主缸的工作循環(huán)要求為:快進減速接近工件加壓保壓延時泄壓快速回程,及保壓時保持活塞停留在行程的任意位置。 圖1-2二)系統(tǒng)速度圖 圖1-3三)系統(tǒng)載荷圖 圖1-4主缸工況圖二. 輔助缸一)動作線圖輔助缸(頂出缸)的工作循環(huán)為:活塞上升停止向下退回 圖1-5二)系統(tǒng)速度圖 圖1-6三)系統(tǒng)載荷圖 圖1-7頂出缸工況圖三. 確定系統(tǒng)的工作壓力系統(tǒng)的工作壓力由設(shè)備的類型、載荷大小,結(jié)構(gòu)要求和技術(shù)水平確定。根據(jù)各類型常用的系統(tǒng)壓力推薦數(shù)值(2032Mpa)和設(shè)計任務(wù)書中提供的系統(tǒng)壓力(25Mpa),可以確定我設(shè)計的液壓機的系統(tǒng)最高工作壓力采用25Mpa。四. 確定執(zhí)行元件的控制和調(diào)速方案根據(jù)已定的液壓執(zhí)行元件、速度圖或者動作圖,參看液壓設(shè)計手冊選擇適當?shù)姆较蚩刂啤⑺俣葥Q接回路,以實現(xiàn)對執(zhí)行元件的控制。由于設(shè)計任務(wù)書中提供的速度變換屬于快慢速自動轉(zhuǎn)換的范疇,且執(zhí)行元件就一個液壓缸,故選擇由恒功率變量泵液壓缸組成的無級調(diào)速方案。其調(diào)速、變量特性較好,衡功率調(diào)節(jié)曲線接近雙曲線。如圖1-4所示:圖1-8泵的特性曲線圖 GFED:恒功率調(diào)節(jié)曲線 陰影部分:恒功率調(diào)節(jié)范圍完成以上的選擇,所需液壓泵的類型已基本確定。五. 草擬液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)原理圖由液壓系統(tǒng)圖、工藝循環(huán)順序動作圖表和元件明細表三部分組成。初步擬定的液壓系統(tǒng)圖見附圖1。圖中的各個元件符號按照常態(tài)工況畫出,且在系統(tǒng)的各個主要部位加裝壓力表,以便隨時檢測系統(tǒng)壓力。在擬定工藝循環(huán)順序動作圖表和編制元件明細表時,都嚴格遵照了國家標準規(guī)定。根據(jù)設(shè)計題目要求,我對所選用的元件做一簡單分析。一) 泵的選擇首先對泵分析,液壓機工作循環(huán)中,壓力、行程速度和流量變化較大,泵的輸出功率也較大。如何滿足液壓機工作循環(huán)要求,又使能量消耗最小,是液壓機的液壓系統(tǒng)中要考慮的問題。 通常有兩種供油方案:一種是采用高低壓泵組,用一個高壓小流量柱塞泵和一個低壓大流量齒輪泵組合起來向系統(tǒng)供油;另一種是采用恒功率變量柱塞泵向系統(tǒng)供油,以滿足低壓快速行程和高壓慢速行程的要求。由于我設(shè)計的液壓機系統(tǒng)壓力較高,流量較大,在選擇泵時就要選擇高壓柱塞泵,且必須滿足系統(tǒng)所需的特性,故采用限壓式高壓軸向柱塞泵,即采用恒功率變量柱塞泵向系統(tǒng)供油。二) 閥的選擇主液壓缸和頂出液壓缸的換向都由電液換向閥擔當。為使兩缸動作協(xié)調(diào),兩個電液換向閥4和10這樣配置,即主缸油路的回油要經(jīng)過頂出缸油路的電液換向閥4才能回油箱,從而保證了頂出缸停止動作時,主缸才能運動。而且頂出缸的進油要經(jīng)過控制主缸油路的閥10,這就保證了主缸處于停止時,頂出缸才能運動。當液壓機系統(tǒng)壓力高時,為避免換向沖擊,電液換向閥由外控供油,必須有低壓控制油路,不宜直接引用主油路的高壓油。該系統(tǒng)采用單獨的小流量輔助液壓泵作為能源的低壓控制油路,壓力穩(wěn)定,工作可靠。在對電液換向閥的選擇時,考慮到液壓缸在不工作時處于緊鎖狀態(tài),且泵處于卸荷狀態(tài)。所以在選擇三位四通電液換向閥時,就選擇它的中位機能為M型機能。為了減少管路連接和滿足安裝緊湊性的要求,我們將主回路中的電液換向閥和頂出缸回路中的電液換向閥配合使用,已實現(xiàn)對液壓泵的卸荷。由于系統(tǒng)工作在高壓、大流量狀態(tài),故選擇的換向閥為電液換向閥,而不選用電磁換向閥。而電液換向閥的偏置低壓油就由低壓油路直接供給即可。為了保證系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定,在泵的出口處安裝了先導式溢流閥來調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和穩(wěn)定系統(tǒng)壓力,還在先導式溢流閥的遙控口上安裝了遠程調(diào)壓閥且固定于操作面板上,以便進行調(diào)節(jié)。液壓機主缸活塞及其所帶的滑塊往往很重,為防止活塞回程停止后,因泄漏或其它或其他原因(如泵電機突然掉電)而自動下滑,回路中裝有液控單向閥12和背壓閥13來封閉主缸下腔的油液,起支承平衡作用,保證主缸活塞可靠地停留在任何位置。但為防止因閥12失靈(不通)使主缸下腔產(chǎn)生超高壓事故,背壓閥13起安全作用。其背壓所產(chǎn)生的抗力,足以支持活塞及其所帶動的滑塊的自重,即光靠自重無法頂開背壓閥13,所以活塞不會自動下落。在活塞快速下行時,為防止產(chǎn)生震動和沖擊,就在回油路上采用了液控單向閥的平衡回路來保證其快速平穩(wěn)下行。液控單向閥的低壓控制油由二位四通電磁換向閥來控制接入。考慮到活塞在快速下行時,回油路中又無背壓且泵始終處于最大流量狀態(tài),但仍不能滿足主缸上腔的需油量,從而使主缸的上腔產(chǎn)生負壓。為了解決這個問題,我們在主缸的上腔進油口并接了充液閥及高位油箱。當上腔行成負壓時,高位油箱中的油液就會推開充液閥向主缸的上腔充液。在不改變系統(tǒng)調(diào)速回路級別和電液換向閥的接入工位時,要實現(xiàn)執(zhí)行元件的速度由快速運動馬上變?yōu)槁龠\動,其必然要在回油路上實施背壓措施,故在主缸回油路上與液控單向閥并聯(lián)了一個壓力閥。用它來支承活動衡量的重量,在活動衡量減速后,油液有一定壓力克服彈簧力后使壓力閥接通。隨著壓制時間的延長,系統(tǒng)的壓力也在不斷的增加,為了保證系統(tǒng)能自動切換到“保壓”和“卸荷回程”狀態(tài),我們在進油回油路上安裝了壓力繼電器和保壓延時繼電器,通過設(shè)定時間繼電器的參數(shù)值即可實現(xiàn)保壓時間的長短??紤]到保壓時主缸上腔油液的壓縮和管道膨脹儲存了能量,而使其上腔的油壓很高,再加上主缸為差動油缸,所以當電液換向閥10很快切換到回程位置,會使回程開始的短時間內(nèi)泵3及主缸下腔的油壓升得很高,比保壓時主油路的壓力還要高得多,以致引起沖擊和振動。所以保壓后必須先逐漸泄壓然后再回程,以防沖擊和振動發(fā)生。為此在主缸回程的進油口安裝卸荷閥。該液壓系統(tǒng)保壓完畢,壓力繼電器17控制時間繼電器TS發(fā)信號(定程成形時,由擋鐵壓行程開關(guān)3HC發(fā)信號),使各閥處于回程位置,回程開始。主缸上腔高壓油打開泄壓閥15,由于卸荷閥兩端存在壓力差,在壓力差的作用下充液閥14也被打開,使泵3來的油經(jīng)泄壓閥15中的阻尼孔(形成一定阻力)回油箱,使得進入主缸下腔的相對油液量減少,泵3成為低負荷運轉(zhuǎn)。這時主缸活塞并不馬上回程,待上腔壓力降低,泄壓閥被關(guān)閉后,泵3的油才能進入主缸下腔開始回程。液壓機工作循環(huán)中的保壓過程與制品質(zhì)量密切相關(guān),很多液壓機均要求保壓性能好。保壓后必須逐漸泄壓,泄壓過快,將引起液壓系統(tǒng)劇烈的沖擊,振動和噪聲。因此保壓和泄壓是液壓機系統(tǒng)必須考慮的兩個問題。液壓機在進行“薄板反拉伸成型”工藝中,活動衡量下行后,接觸工件后使頂出缸處于封閉狀態(tài),故頂出缸的排油只能通過調(diào)壓溢流閥流回油箱。以上是對系統(tǒng)設(shè)計時元件選用的介紹,其余部分是各執(zhí)行元件的方向控制回路和電液換向閥的控制回路,系統(tǒng)工作循環(huán)順序動作圖表如下:表1-2 循環(huán)順序動作圖表缸動作電磁鐵動作訊號1DT2DT3DT4DT5DT電動機備注1D2D原始位置AQ-+快速下行1A+-+減速壓制2HC(1A)+-+手動時3HC為下行按限保壓JD-+定程成型時由3HC發(fā)出訊號后自動回程泄壓回程JS(2A)-+-+頂出1HC-+-+退回3A-+-+靜止4A-+緊急停車AT-六. 計算執(zhí)行元件參數(shù)一) 液壓缸內(nèi)徑D根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)最高工作壓力來計算液壓缸的內(nèi)徑。根據(jù)公式計算: (1-2)主缸: 頂出缸:F輸出推力KNP選定工作壓力MPa二) 速度比 根據(jù)公式 ,計算得: (1-3)主缸:頂出缸: v2活塞伸出時的速度m/minv1活塞縮入時的速度m/min三) 活塞桿直徑d根據(jù)速度比的要求計算活塞桿的直徑。 根據(jù)公式 ,計算得 (1-4)主缸: 頂出缸:,取80mm四) 活塞行程S根據(jù)給定條件(活動橫梁最大行程700mm和頂出缸最大行程250mm)可知:主缸: 頂出缸:五) 液壓缸的輸出功率P 根據(jù)公式:,計算得: (1-5)主缸: 頂出缸:六) 主缸有桿腔和無桿腔的有效作用面積A有 A無分別為主缸: A有 0.01884 m2 A無0.0804 m2頂出缸:A有 0.01036 m2 A無0.01539 m2七. 計算液壓泵的流量,選擇泵一) 計算系統(tǒng)各執(zhí)行元件最大需用流量QMAX 根據(jù)公式 Q6VA104,計算得: (1-6)表1-3 系統(tǒng)各執(zhí)行元件最大需用流量QMAX動作過程計算()結(jié)果(L/min)Q定出壓制60.0120.080410457.8Q快速下行60.060.0804104289.44Q主回程60.0520.0188410458.7Q定出60.0650.0153910460Q頂回程60.0950.0103610459根據(jù)計算結(jié)果可知,系統(tǒng)最大所需流量為:QMAX289.44 L/min二) 計算泵的排量V 根據(jù)公式 Q泵QMAX80計算得: (1-7)Q泵289.4480231.55 L/min 由公式V泵計算得: (1-8)V泵ml/rQMAX系統(tǒng)最大所需流量為231.55 L/minn 驅(qū)動泵得電動機的工作轉(zhuǎn)速 1000r/min三) 按流量選擇液壓泵根據(jù)電動機的輸出轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量可知,選用250YCY141B一臺較為合適??紤]到最大流量發(fā)生在活塞快速下行階段,只有在此階段才需大排量的泵,在其他階段會造成功率損失和系統(tǒng)發(fā)熱過大,特增加高位油箱補充油液。可選較小排量的泵。以泵的正常最高流量Qmax=60L/min來計算泵的選擇參數(shù)。 根據(jù)公式可得: (1-9)Qmax系統(tǒng)最大所需流量60 L/minn 驅(qū)動泵的電動機工作轉(zhuǎn)速1470 r/min根據(jù)以上計算結(jié)果來選擇泵的型號,選用63YCY141B型斜盤式軸向柱塞泵。63YCY141B型斜盤式軸向柱塞泵技術(shù)參數(shù)如表4所示。表1-4 63YCY141B型斜盤式軸向柱塞泵技術(shù)參數(shù)型 號排 量ml/r額 定壓 力mpa額 定轉(zhuǎn) 速r/min驅(qū) 動功 率kw容 積效 率%重 量kg理 論流 量l/min63YCY14-1B6332150059.2927192由此可以看出,在液壓缸快速下行時泵的流量(100%Qp)利用率達到最大。當液壓機主油路壓力較高時,為避免換向沖擊,電液換向閥一般由低壓、外控油路來控制,不宜直接引用主油路的高壓油。該系統(tǒng)采用單獨的小流量輔助液壓泵作為能源的低壓控制油路,壓力穩(wěn)定,工作可靠。電液動換向閥控制油系統(tǒng)的工作壓力,一般是1.21.5Mpa。由設(shè)計任務(wù)書提供的低壓控制系統(tǒng)的工作壓力為1.5Mpa,額定流量為20 l/min。查有關(guān)的設(shè)計手冊可知,低壓控制系統(tǒng)采用CB-B20齒輪泵作為控制油源的液壓泵。表1-5 CB-B20齒輪泵技術(shù)參數(shù)型 號流 量L/Min壓 力Mpa轉(zhuǎn) 速r/min容 積效 率%重 量kg驅(qū) 動功 率kwCB-B20202.51450905.21.02八. 列出表格 一)系統(tǒng)工作循環(huán)壓力、流量計算如表6所示 表1-6 系統(tǒng)工作循環(huán)壓力、流量計算表二)系統(tǒng)流量、壓力循環(huán)圖如圖1-5所示 圖1-9 圖1-10 工作周期系統(tǒng)壓力、流量循環(huán)圖九. 選擇控制元件及輔助元件的型號流經(jīng)電液換向閥9的最大流量是在主缸快速下行時的排油流量為91.9 L/Min。在主缸快速下行的起初階段,尚未觸及工件時,主缸活塞在自重作用下迅速下行。這時泵的全部流量通過電液換向閥還不足以補充主缸上腔孔處的體積,因而上腔形成真空。處于液壓機頂部的充液油箱油液在大氣壓作用下,打開充液閥14進入主缸上腔,主缸活塞下行至接觸工件時,壓力升高。故電液換向閥9的最小選取流量為91.9 L/Min。 流經(jīng)電液換向閥4的最大流量是在頂出缸回程時的排油流量,故電液換向閥4的最小選取流量為91.5 L/Min。充液閥的選擇:當液壓缸快速下行時,流經(jīng)充液閥的流量L充=289.4-91.9=196 L/Min 當液壓缸回退時,流經(jīng)充液閥的流量 L充=A0.080461040.052=250L/Min,故選用額定流量為250L/Min,額定壓力為25Mpa的充液閥。表1-7 主要控制元件和輔助元件的型號、規(guī)格件號名 稱型 號規(guī) 格最大使用壓力 Mpa最大使用流量L/Min壓 力Mpa流 量L/Min1低壓控制系統(tǒng)2.5181.21.52軸向柱塞泵63YCY14-1B3210025923三位四通電液換向閥DSHG-06-3C60-E-D12-5025160924先導式溢流閥YF-L10B0.57403205高壓壓力表Y-100040Mpa6先導式溢流閥YF-L20H416321002591.97遠程調(diào)壓閥YF-L8B0.572258三位四通電液換向閥DSHG-06-3C5-E-D12-502516025929低壓壓力表Y-10006Mpa10二位四通電磁換向閥24 EYI1 B20H-T21302.511液控單向閥CPT-10-35-50251252558.712壓力閥C1T-10-50-50252513充液閥CPT-10-50-502525014卸壓閥DZ25DP-315XM31.510015單向閥A-H3220L3210025 本系統(tǒng)選擇的主要控制元件和輔助元件的型號、規(guī)格見表7。因為有的閥的壓力規(guī)格沒有25Mpa這個壓力級,故選用時向較高的壓力檔次選取。十 計算系統(tǒng)工作循環(huán)的輸入功率、繪制功率循環(huán)圖、選擇電動機系統(tǒng)工作循環(huán)主系統(tǒng)輸入功率的計算如表6所示,根據(jù)表6中的數(shù)據(jù)繪制的功率循環(huán)圖如下圖所示:圖1-11 電動機功率循環(huán)圖一) 選擇高壓系統(tǒng)所需的電動機型號 在工作循環(huán)中減速加壓階段所用的功率最大為Pmax=51.3kw ,但它的持續(xù)時間由壓制厚度確定,故不能按它選擇電動機。在整個工作循環(huán)中,泵的壓力和流量在較多時間內(nèi)皆達到最大工作值,驅(qū)動泵的電動機功率為: p=0.8考慮到減速加壓時的所需功率較大,而電動機一般允許短時間超載25%,這樣電動機的功率還可以降低一些,在選擇時應(yīng)按最大功率除以系數(shù)k選取,系數(shù)k=1.52;本機取k=1.7,求得電動機的功率為 選取Y200L-4型電動機,額定功率30kw。二) 選擇低壓系統(tǒng)所需的電動機型號 電液換向閥控制油系統(tǒng)的工作壓力為Pk=1.5Mpa,流量為Qk=20L/Min,泵的效率為=0.84,所需電動機的功率為 選取Y802-4型電動機,額定功率為0.75kw。十一. 液壓輔件一) 計算油箱容積 油箱有效容積VO按兩個泵每分鐘流量之和的6倍計算。一般鍛壓機械的油箱容量通常取為每分鐘流量的612倍。VO=6(QP1+QP2) =6(92+20) =672L根據(jù)以上的計算結(jié)果圓整為標準值即可。取VO=731L的標準油箱(BEX-400)即可。二)油箱部分的長、寬、高本機的機身是由鋼板焊成的箱體形,作為油箱部分的長、寬、高尺寸為:abc=1250860680 mm油面高度為:油面高與油箱高之比為:三)計算油管直徑、壁厚、選擇管子 1 主缸油路管子的選擇 系統(tǒng)上一般管道的通徑按所連接元件的通徑選取,現(xiàn)只計算主系統(tǒng)上所承受壓力較高;且流量較大的管子,取管內(nèi)油液的流速為V36m/s,管的內(nèi)徑為??紤]到主缸的進油管路在壓制時的壓力較高和快速下行時的流量較大,在設(shè)計時要重點校合計算。 當主缸在快速下行時,流過管路的最大流量為Q=91L/Min,則所需管路的通徑為: 取(=3m/s)按標準規(guī)格選取管子30mm。材料:20鋼;供貨狀態(tài):冷加工/軟(R);b=451Mpa;安全系數(shù)n=4,驗算管子的壁厚為:m壁厚的選取值大于驗算值。 當主缸在壓制階段時,流過管路的最大流量為Q=57.9L/Min,則所需管路的通徑為: 取(=3m/s)m從以上計算結(jié)果可知,取兩者中的較大值作為首選,即管子304mm。 考慮到從主系統(tǒng)進油管和充液閥進油管匯集點到主缸之間的管路通過的流量較大,一般為Q=289 L/Min。則所需管路的通徑為: ?。?3m/s)m從以上計算結(jié)果可知,從主系統(tǒng)進油管和充液閥進油管匯集點到主缸之間的管路應(yīng)選用管子50mm即可滿足要求。 2 頂出缸油路管子的選擇在進行薄板拉伸工藝時,頂出缸被迫回程時,管路中的壓力和流量也較大,也得做重點校合計算。當頂出缸被迫回程時,流過管路的最大流量為: Q=6A10 (1-10) =60.0120.0153104=11.016 L/Min則所需管路的通徑為: 取(=3m/s) 按標準規(guī)格選取管子10mm。材料:20鋼;供貨狀態(tài):冷加工/軟(R);b=451Mpa;安全系數(shù)n=4,驗算管子的壁厚為:m壁厚的選取值大于驗算值。 當頂出缸頂出時,流過管路的最大流量為Q=60 L/Min,則所需管路的通徑為 : ?。?3m/s)從以上的計算結(jié)果可知,在頂出缸被迫回程時回路上所需的管子通徑較小,而在頂出缸頂出時回路上所需的管子通徑較大。為了安全起見我選取兩者中較大值的管子作為首選,即管子22mm。3 管接頭的選擇在系統(tǒng)回路中,由于所選管子內(nèi)徑與泵的進出油口內(nèi)徑不同,在安裝過程中應(yīng)用管接頭連接。管接頭的類型1)焊接式管接頭 利用接管與管子焊接,并用O形密封圈端面密封。對管子尺寸精度要求不高,工作壓力40Mpa。 圖1-12 焊接式管接頭2)卡套式管接頭 利用卡套變形卡住管子進行密封,裝拆方便,但對管子尺寸精度要求較高,工作壓力40Mpa。圖1-13 卡套式管接頭3)擴口式管接頭 利用管子端部闊口進行密封,不需要其他密封件。結(jié)構(gòu)簡單,適用于薄壁管件連接,工作壓力 電液換向閥10-單向閥16-主缸上腔+充液筒18-充液閥14回油路線: 主缸下腔-液控單向閥12-電液換向閥10-電液換向閥4-油箱 二)減速加壓 主缸活塞接觸工件后,阻力增加,上腔油液升高,關(guān)閉液控單向閥14。這是只有泵3繼續(xù)向主缸上腔供高壓油,推動活塞慢速下行,對工件加壓。主缸下腔排油將液控單向閥12封閉,經(jīng)背壓閥13回油箱。這樣,當快速行程轉(zhuǎn)為工作行程時,速度減低,從而避免了液壓沖擊。系統(tǒng)中的遠程調(diào)壓閥9可使液壓機在不同的壓力下工作:安全閥8用于防止系統(tǒng)超載。 進油路線: 變量泵3-電液換向閥10-單向閥16-主缸上腔 回油路線: 主缸下腔-背壓閥13-電液換向閥10-電液換向閥4-油箱 三)保壓延時當主缸上腔的油液達到要求的數(shù)值時,由壓力繼電器17發(fā)信號,使電液換向閥10回復(fù)中位,將主缸上下腔油液封閉。這時泵3也泄荷,而單向閥16背高壓油自動關(guān)閉,主缸上腔進入保壓狀態(tài)。但這種實現(xiàn)保壓的方法要求主缸活塞、單向閥、(保壓閥)及其間的管道具有很高的密閉性能,若泄漏較大,壓力會迅速下降,無法實現(xiàn)保壓。在保壓過程中變量泵3的壓力油經(jīng)換向閥10和4回油箱,使泵卸荷。 進油路線: 無回油路線: 變量泵3-電液換向閥10-電液換向閥4-油箱四)泄壓回程保壓時主缸上腔油液的壓縮和管道膨脹儲存了能量,而使其上腔的油壓很高,再加上主缸為差動油缸,所以當電液換向閥10很快切換到回程位置,會使回程開始的短時間內(nèi)泵3及主缸下腔的油壓升得很高,比保壓時主油路的壓力還要高得多,以致引起沖擊和振動。所以保壓后必須先逐漸泄壓然后再回程,以防沖擊和振動發(fā)生。該液壓系統(tǒng)保壓完畢,壓力繼電器17控制時間繼電器TS發(fā)信號(定程成形時,由擋鐵壓行程開3HC,發(fā)信號),使各閥處于回程位置,回程開始。主缸上腔高壓油打開泄壓閥15并且液控單向閥14也被打開,使泵3來的油經(jīng)泄壓閥15中的阻尼孔(形成一定阻力)回油箱,泵3成為低負荷運轉(zhuǎn)。這時主缸活塞并不馬上回程,待上腔壓力降低,泄壓閥被關(guān)閉后,泵3的油才能進入主缸下腔開始回程。主油路先卸壓進油路線: 變量泵3-電液換向閥10-液控單向閥14開回油路線: 變量泵3-電液換向閥10-泄壓閥15 -油箱 主缸上腔-液控單向閥14-充液筒18(大量)五)泄壓回程主油路后回程進油路線: 變量泵3-電液換向閥10-液控單向閥12-主缸下腔回油路線: 主缸上腔-液控單向閥14-充液筒18 六)回程停止當主缸擋鐵壓行程開關(guān)1HC時,使各閥處于停止位置,主缸活塞回程停止。變量泵3經(jīng)電液換向閥10和4卸荷。進油路線: 無回油路線: 變量泵3-電液換向閥10-電液換向閥4-油箱 二 頂出缸的運動頂出缸的動作是在主缸停止時
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