[機械畢業(yè)設計論文]雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)設計說明書

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1、 第45頁 雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)設計 摘 要 隨著航天、汽車、輪船等鈑金件工業(yè)的不斷進步，市場對薄板質量的需求越來越高，對薄板的沖壓性能也越來越高，不僅要求生產效率的提高，生產質量更要求嚴格。因此，薄板沖壓機對鈑金件沖裁、拉伸、成形、彎曲、校正等加工工藝中起到非常重要，同時也能起到提高生產效率和生產質量。 近年來，我國的工程機械取得了蓬勃的發(fā)展，其中， 液壓傳動技術起到了至關重要的作用。而且，隨著液壓傳動技術的快速發(fā)展和廣泛應用，它已成為下業(yè)機械、下程建筑機械等行業(yè)小可缺少的重要技術。然而，盡管液壓技術在機械能與壓力

2、能的轉換已取得很大進展，但它在能量損失和傳動效率上仍然存在著問題。因為，在液壓系統(tǒng)中，隨著油液的流動，有相當多的液體能量損失掉，這種能量損失不僅體現在油液流動過程中的內摩擦損失上，還反映在系統(tǒng)的容積損失上，使系統(tǒng)能量利用率降低，傳動效率無法提高。高能耗和低效率又使油液發(fā)熱增加，使性能達不到理想的狀況，給液壓技術的進一步發(fā)展帶來障。因此，探索和研究高效液壓傳動技術，提高其綜合性能就成為了液壓技術領域研究的重點之一。 關鍵詞：鈑金件；工程機械 ；損失；高效 如需要圖紙等資料，聯系QQ1961660126 研究成果的嚴肅態(tài)度以及向讀者提供有關信息的出

3、處，正文之后一般應列出參考文獻表引文應以原始文獻和第一手資料為原則。所有引用別人的觀點或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉引文獻資料，應如實說明。對已有學術成果的介紹、評論、引用和注釋，應力求客觀、公允、準確。偽注、偽造、篡改文獻和數據等，均屬學術不端行為致謝一項科研成果或技術創(chuàng)新,往往不是獨自一人可以完成的,還需要各方面的人力,財力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有"致謝　　1) 著錄參考文獻可以反映論文作者的科學態(tài)度和論文具有真實、廣泛的科學依據，也反映出該論文的起點和深度。 　　2) 著錄參考文獻能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別

4、開來。 　　3) 著錄參考文獻能起索引作用。 　　4) 著錄參考文獻有利于節(jié)省論文篇幅。 　　[01] Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language Pedagogy[M]. Prentice Hall Regents, 1994. 　　[02] Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of Learning[J]. Educational Reasercher, 1, 1989. 　　[03] Chris, Dede.

5、The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual Worlds[J]. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995. 　　學位申請者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和答辯合格，那么就給予學位。如果說學位申請者的課程考試通過了，但論文在答辯時被評為不合格，那么就不會授予他學位。 　　有資格申請學位并為申請學位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學位論文，學士學位論文。學士學位論文既如需要圖紙等資料，聯系QQ1961660126 是學位

6、論文又是畢業(yè)論文　 中華人民共和國國家標準VDC 001.81、CB 7713-87號文件給學術論文的定義為： 　　學術論文是某一學術課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學研究成果或創(chuàng)新見解的知識和科現象、制定新理論的一種手段，舊的科學理論就必然會不斷地為新理論推翻。”（斯蒂芬梅森）因此，沒有創(chuàng)造性，學術論文就沒有科學價值。 三、創(chuàng)造性 學術論文在形式上是屬于議論文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材料的羅列，應對大量的事實、材料進行分析、研究，使感性認識上升到理性認識。一般來說，學術論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內容必須符合歷史唯物主義和唯物

7、辯證法，符合“實事求是”、“有的放矢”、“既分析又綜合” 的科學研究方法。 　　一般普通刊物（省級、國家級）審核時間為一周，高質量的雜志，審核時間為14-20天。 　　核心期刊審核時間一般為4個月，須經過初審、復審、終審三道程序。 　　3.期刊的級別問題。 　　國家沒有對期刊進行級別劃分。但各單位一般根據期刊的主管單位的級別來對期刊劃為省級期刊和國家級期刊。省級期刊主管單位是省級單位。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。 如需要圖紙等資料，聯系QQ1961660126 Double action thin steel plate punch press hydrau

8、lic system design Abstract Along with sheet metal industrys and so on astronautics, automobile, steamboat unceasing progresses, the market is getting higher and higher to the thin steel plate qualitys demand, is also getting higher and higher to the thin steel plate ramming performance, not only t

9、he request production efficiencys enhancement, the production quality requests strictly. Therefore, the thin steel plate punch press to the sheet metal blanking, the stretch, the forming, curving, processing crafts and so on adjustment gets up is important, simultaneously can also have the enhanceme

10、nt production efficiency and the production quality. the recent years, our countrys engineering machinery has made the vigorous progress, the hydraulic transmission technology played the role which wanted very important. Moreover, along with the hydraulic transmission technologys fast development

11、and the widespread application, it has become the important technology which industry the machinery, professions and so on farewell gift of food construction machinery small may lack. However, although the hydraulic technique has made the very big progress in the mechanical energy and the pressure e

12、nergy transformation, but it still has the problem in the energy loss and the transmission efficiency. Because, in the hydraulic system, along with the fat liquor flowing, has the quite many liquid energy loss, this kind of energy loss not only manifests in the fat liquor flowing process in the inte

13、rnal friction loss, but also reflected that in systems volumetric loss, causes the system energy use factor to reduce, the transmission efficiency is unable to enhance. Gao Nenghao and the low efficiency cause the fat liquor to give off heat increase, enable the performance not to be able to achieve

14、 the ideal condition, brings for hydraulic techniques further development bonds. Therefore, the exploration and the research highly effective hydraulic transmission technology, enhanced its overall performance to become one of hydraulic technique area research key. 目 錄 1 緒論 1 1.1 課題提出

15、的背景及目的 1 1.2 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點及發(fā)展趨勢 2 1.2.1 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點 2 1.2.2 液壓系統(tǒng)的缺點 2 1.2.3 液壓系統(tǒng)發(fā)展趨勢 2 2 雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)的參數 5 2.1 動作要求 5 2.2 給定參數 5 3 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 7 3.1 制定基本方案 7 3.2 繪制液壓系統(tǒng)圖 7 3.3 液壓系統(tǒng)工作原理 8 4初步確定液壓系統(tǒng)參數 9 4.1 液壓缸參數的計算與選用 9 4.1.1受力分析 9 4.1.2 初選系統(tǒng)工作壓力 13 4.1.3 計算缸的主要結構尺寸 14 4.1.4 計算

16、活塞缸所需流量 16 4.1.5 計算柱塞缸所需流量 17 4.2 液壓泵的選擇 18 4.2.1 確定液壓泵的最大工作壓力 18 4.2.2 確定液壓泵的的流量 19 4.2.3 選擇液壓泵的規(guī)格 19 4.3 選擇電動機 19 4.4 液壓閥的選擇 20 4.4.1 溢流閥的選擇 20 4.4.2 換向閥的選擇 21 4.4.3 節(jié)流閥的選擇 23 4.4.4 單向閥的選擇 24 4.5 液壓輔助元件的選擇及計算 26 4.5.1 蓄能器的設計 26 4.5.2 管道尺寸的計算 27 4.5.3 液壓管及管接頭的選擇 28 4.5.4

17、 過濾器的選擇 29 4.5.5 油箱的初步選擇 29 4.5.6 壓力表的選擇 31 4.5.7 過濾器的選擇 31 5 性能驗算 32 5.1 驗算液壓系統(tǒng)性能 32 5.1.1管路沿程壓力損失 32 5.2 液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計算 33 5.2.1 計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率 33 6 液壓站的設計 36 6.1 液壓站的設計概述 36 6.2 液壓站結構設計的注意事項 37 7 環(huán)保性、經濟性以及安全性分析 38 7.1 環(huán)保性分析 38 7.1.1 污染控制 38 7.1.2 泄漏控制 39 7.2 經濟性分析 41 7.3 安全性分析

18、 41 結論 43 感謝 44 參考文獻 45 1 緒論 1.1 課題提出的背景及目的 隨著航天、汽車、輪船等鈑金件工業(yè)的不斷進步，市場對薄板質量的需求越來越高，對薄板的沖壓性能也越來越高，不僅要求生產效率的提高，生產質量更要求嚴格。因此，薄板沖壓機對鈑金件沖裁、拉伸、成形、彎曲、校正等加工工藝中起到非常重要，同時也能起到提高生產效率和生產質量。 我們知道毛坯在沖壓的過程中要實現盡可能小的沖擊，應考慮以下幾方面的問題： 1. 拉伸塊和壓邊滑塊沒有接觸工件時，拉伸塊和壓邊滑塊快速下降。 2. 拉伸塊和壓邊滑塊接近時，拉伸塊和壓邊滑塊減速。 3. 壓邊滑塊壓緊時，拉伸

19、塊開始進入工作行程。 4.拉伸完畢時，拉伸塊先回，再帶動壓邊滑塊一起回程。 5.頂出缸定出工件。 此外還應考慮在板材拉伸時，為了防止毛坯周邊起皺，必須用壓邊圈把毛坯周邊壓緊。形狀復雜又不對稱的工件，要求周邊有不同的壓力。因此，本機四個壓邊缸在四個角上。 根據以上情況，本次雙動薄板沖壓機的設計主要是以達到以上方面為目的的，在設計中，運用所學知識對雙動薄板沖壓機的液壓系統(tǒng)進行設計，提高自己的專業(yè)技能。 現在國內外相關液壓機有金屬冷沖壓機、板材沖壓機、薄板拉伸成型機、砂輪成型機、塑料制品壓制機等。大致主要的循環(huán)按下面步驟： 圖1.1 1.2 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點及發(fā)展趨勢 1

20、.2.1 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點 1．靈活—密閉液體是最靈活的動力源，具有優(yōu)秀的力轉移性能。利用管道和軟管取代機械部件可以排除布局問題。 2．力放大—極小的力可以移動和控制大得多的力。 3．平穩(wěn)—液壓系統(tǒng)在運行過程中平穩(wěn)和安靜。振動保持在最低程度。 4．簡易—這種系統(tǒng)中幾乎沒有運動部件并且磨損點較少，并且系統(tǒng)可自動潤滑。 5．簡潔—與復雜的機械裝置相比，部件設計更加簡單。例如，液壓馬達尺寸比產生相同功率的電動機小得多。 6．經濟—簡易和緊湊，使系統(tǒng)經濟節(jié)能，系統(tǒng)在使用過程中，幾乎不損耗功率。 7．安全—溢流閥保護系統(tǒng)，不致由于過載而受損。 1.2.2 液壓系統(tǒng)的缺點 1. 損失大

21、，效率低，發(fā)熱大。 2. 不能達到定比傳動。 3. 采用油作為介質時還有考慮防火問題。 4. 液壓元件精度高，價格較高。 5. 液壓系統(tǒng)故障比較難找，對操作人員技術要求比較高。 1.2.3 液壓系統(tǒng)發(fā)展趨勢 1795年英國約瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質,以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機。1905年將工作介質水改為油，又進一步得到改善. 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動廣泛應用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀末 20 世紀初的20年間才開始進入正規(guī)的工業(yè)

22、生產階段。 第二次世界大戰(zhàn)(1941-1945)期間，在美國機床中有30%應用了液壓傳動。應該指出，日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后，日本迅速發(fā)展液壓傳動，1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。 現代液壓技術與微電子技術、計算機控制技術、傳感技術等為代表的新技術緊密結合，形成一個完善高效的控制中樞，成為包括傳動、控制、檢測、顯示乃至校正、預報在內的綜合自動化技術。它是中大功率機械設備實現自動化不可缺少的基礎技術，應用面極其廣泛。下面從考查其主要服務領域需求人手，來展望液壓技術的發(fā)展趨勢。 1.可靠性和性能穩(wěn)定性逐漸提高 可靠性和性能穩(wěn)定性是涉及面最

23、廣的綜合指標，它包括元、 器、 輔、附件的可靠性，系統(tǒng)的可靠性設計、制造以及可靠性維護三大方面。隨著諸如工程塑料、復合材料、高強度輕合金等新材料的應用，新工藝新結構的出現，元、器件性能的可靠性得以大大增加。系統(tǒng)可靠性設計理論的成熟與普及，使合理地進行元器件的選配有了理論依據。此外，過濾技術的完善和精度的提高（過濾器精度可達1一3 μm ，而典型現代液壓元件的動態(tài)間隙為0 ,5一5 μm ) ，除了能徹底清除固體雜質外，還能分離油中的氣體和水分。在線實時油污檢測器和電子報警邏輯系統(tǒng)的應用，使得液壓系統(tǒng)的維護從過去的簡單拆修發(fā)展到主動維護，對可預見的諸因素進行全面分析，最大限度地提前消除誘發(fā)故障的

24、潛在因素。 2.增強對環(huán)境的適應性、拓寬應用范圍 液壓傳動雖然具有很多優(yōu)點，但由于存在著發(fā)熱、噪聲、工作介質污染等不盡人意的地方，使其應用受到某種程度上的制約。面對環(huán)保意識越來越強的未來，應采取相應措施逐步解決和改善以上問題。 3.工業(yè)用液壓很多，具體說有： (1)、制動用的，礦上大絞車的制動都是液壓的； (2)、起重用的，比如工程機械上都是，還有千斤頂； (3)、支撐用的，礦上的液壓支架和單體支柱； (4)、調整方向的，船、飛機都是； (5)、調速和緩沖的，機床；但最近幾年弱電的發(fā)展，取代了很多液壓控制。 (6)、傳動作用的； 近年來，我國的工程機械取得了

25、蓬勃的發(fā)展，其中， 液壓傳動技術起到了至關重要的作用。而且，隨著液壓傳動技術的快速發(fā)展和廣泛應用，它已成為下業(yè)機械、下程建筑機械等行業(yè)小可缺少的重要技術。然而，盡管液壓技術在機械能與壓力能的轉換方而， 已取得很大進展，但它在能量損失和傳動效率上仍然存在 著問題。因為，在液壓系統(tǒng)中，隨著油液的流動，有相當多的液體能量損失掉，這種能量損失不僅體現在油液流動 過程中的內摩擦損失上，還反映在系統(tǒng)的容積損失上，使系統(tǒng)能量利用率降低，傳動效率無法提高。高能耗和低效率又使油液發(fā)熱增加，使性能達小到理想的狀況，給液壓技術的進一步發(fā)展帶來障。因此，探索和研究高效液壓傳動技術，提高其綜合性能就成為了液壓技術領域研

26、究的重點之一。 2 雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)的參數 2.1 動作要求 薄板拉伸的過程其具體動作如圖（a）板料5已經裝在下模6上，壓邊滑塊2和拉延滑塊1快速下行。在接觸5之前要減速，圖（b）壓邊圈已經接觸板料并且加上了力P2,板料周圍被壓緊，拉伸滑塊1帶動上摸3繼續(xù)下行。圖（c）拉延滑塊1進行工作過程，壓延力為P1。圖（d）為拉延完畢過程，拉延缸先回程，回程過程中帶動壓邊滑塊和壓邊圈一起回程。圖（e）頂出缸在頂出工件。 圖2.1 2.2 給定參數 拉伸滑塊拉伸力

27、 1000KN 壓邊滑塊壓邊力 500 KN 頂出缸頂出力 350KN 拉伸滑塊回程力 250KN 壓邊滑塊回程力 300KN 系統(tǒng)工作壓力

28、 25MPa 拉伸滑塊距工作臺面最大間隔 1000mm 壓邊滑塊距工作臺面最大間隔 500mm 拉伸滑塊最大行程 630mm 壓邊滑塊最大行程 200mm 拉伸滑塊速度：

29、 空程下行0.1m/s；拉伸下行0.01m/s；回程0.04m/s 壓邊滑塊速度： 下行0.06m/s；回程0.04m/s 3 制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖 3.1 制定基本方案 雙動薄板沖壓機以液壓系統(tǒng)為核心，通過液壓缸活塞桿和柱塞桿的伸出來完成動作要求，動作過程中需要用到換向閥來進行方向控制來實現。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機組合實現所要求

30、的動作。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現多采用插裝閥與先導控制閥的邏輯組合來實現。本系統(tǒng)采用換向閥的有機組合來實現所要求的動作。速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現。本系統(tǒng)采用節(jié)流調速。用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調節(jié)速度。液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內工作，一般在節(jié)流調速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調節(jié)所需壓力，并保持恒定。液壓系統(tǒng)的工作介質完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經溢流閥流回油箱，溢流

31、閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的，一般泵的入口要裝有過濾器。 3.2 繪制液壓系統(tǒng)圖 初步設計液壓系統(tǒng)圖如圖3.1 圖3.1液壓系統(tǒng)原理圖 1、16、17、19、20－柱塞缸；2－先導式溢流閥；3、12、30－兩位四通換向閥；4、11、15-單向閥；5-泵 ；－過濾器；－油箱；8－先導式溢流閥；9-壓力表；10－蓄能器；13－節(jié)流閥；14－三位四通換向閥；18－活塞缸；21、22、23、24－溢流閥；25、26、27、28、29－液控單向閥。 3.3 液壓系統(tǒng)工作原理 拉伸塊快

32、進時，閥5正常工作，油經過閥14右腔進入拉延缸18?；赜屯ㄟ^閥14和閥12通路位置回油箱。此時，閥30處于作為右位，四個液壓缸16、17、19、20自油箱補油。 將閥14置于右路位置，油經過閥13回油箱，實現了壓延缸慢進。 當壓延滑塊接觸工件后，泵5的油經閥30向缸16、17、19、20加壓，同時缸18中的壓力增加，缸7繼續(xù)下行，完成拉延工藝。 閥14處于左位時，缸18上行，單向閥25、26、27、28、29為通路，各缸中油回油箱7。 閥3處于右位時，來自泵的油進入頂出缸，頂出工件。閥3換向后，頂出缸靠自重退回。閥2為溢流閥，頂出器上行時起保護作用，下行時起被壓作用。

33、 4初步確定液壓系統(tǒng)參數 4.1 液壓缸參數的計算與選用 4.1.1受力分析 （1） 活塞缸的受力分析 如圖4—1是一個以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計算簡圖。各有關參數標注圖上，其中Fw是作用在活塞桿上的外部載荷，Fm是活塞與缸壁以及活塞桿與導向套之間的密封阻力。 圖4.1液壓系統(tǒng)計算簡圖 用在活塞桿上的外部載荷，包括摩擦力、工作載荷和速度變化而產生的慣性力作用在柱塞上的外部載荷包括工作載荷和作用于柱活塞桿與滑塊的總重力。 KN 式中：—活塞桿和滑塊的總重量; —重力加速度，mm/s2 本系統(tǒng)液壓缸都屬于豎直運動，所以沒有正壓力既沒有摩擦力 以上三

34、種載荷稱為液壓缸為外部載荷 啟動加速時 加速下滑時沒有工作載荷，只有和即 按文獻43-55得行走機械一般取=0.5一1.5 系統(tǒng)所受總外負載為： 查液壓缸機械效率＝，可計算出液壓缸在各工作階段的負載情況，如表4.1所示： 表4.1液壓缸各階段負載情況 工　況 負載計算公式 液壓缸負載 總外負載 加　速 2373 2497.84 勻 速 2260 2378.94 工　進 1000000 1052631.57 回 程 2260 2378.94 圖4.2活塞缸負載圖 （2）柱塞缸的

35、受力分析 用在活塞桿上的外部載荷，包括摩擦力、工作載荷和速度變化而產生的慣性力作用在柱塞上的外部載荷包括工作載荷和作用于柱活塞桿與滑塊的總重力。 KN 式中：—活塞桿和滑塊的總重量; —重力加速度，mm/s2 本系統(tǒng)液壓缸都屬于豎直運動，所以沒有正壓力既沒有摩擦力 以上三種載荷稱為液壓缸為外部載荷 啟動加速時 加速下滑時沒有工作載荷，只有和即 按文獻[1]43-55得行走機械一般取=0.5一1.5 按文獻43-55得行走機械一般取=0.5一1.5 系統(tǒng)所受總外負載為： 查液壓缸機械效率＝，可計算出液壓缸在各工作階段

36、的負載情況，如表4.2所示： 表4.2液壓缸各階段負載情況 工　況 負載計算公式 液壓缸負載 總外負載 加　速 2351.18 2474.92 勻 速 1567.48 1649.98 工　進 500000 526315 回 程 1567.48 1649.98 圖4.3柱塞缸負載圖 （3）頂出缸的受力分析 表4.3液壓缸各階段負載情況 工　況 負載計算公式 液壓缸負載 總外負載 工　進 350000 368421.05 回 程 1567.48 1649.98 4.1.2 初選系統(tǒng)工作壓力 系統(tǒng)工作

37、壓力由設備類型、載荷大小、結構要求和技術水平而定。壓力的選擇要根據載荷大小和設備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經濟條件及元件供應情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結構尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經濟;反之，壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設備成本。系統(tǒng)工作壓力高，省材料，結構緊湊，重量輕，是液壓的發(fā)展方向，但要注意治漏、噪聲控制私可靠性問題的妥善處理，具體選擇參考表4.4 表4.4各類設備常用的工作壓力 設備類型 壓力范圍/MPa 壓力等級 說明 機床、壓鑄機、汽車

38、<7 低壓 低噪聲、高可靠性系統(tǒng) 農用機械、工礦車輛、注塑機、船用機械、搬運機械、工程機械、冶金機械 7～21 中壓 一般系統(tǒng) 油壓機、冶金機械、挖掘機、重型機械 21～31.5 高壓 空間有限、響應速度高、大功率下降低成本 金剛石壓機、耐壓試驗機、飛機、液壓機具 >31.5 超高壓 追求大作用力、減輕重量 由上表初選工作壓力P為25MPa 4.1.3 計算缸的主要結構尺寸 （1）缸筒內徑 本系統(tǒng)選用雙作用單活塞桿液壓缸，當壓力有輸入無桿腔，活塞桿以推力驅動工作負載，其推力最大： 由此得缸筒內徑 D= 式中 P—工作壓力（Pa） P0—回油背

39、壓（Pa），由于回油直接通油箱，故取P0≈0 —機械效率，考慮密封件的摩擦阻力損失，橡膠密封通常取=0.95 d—活塞桿直徑 由此得缸筒內徑 式中P—工作壓力（Pa） P0—回油背壓（Pa），由于回油直接通油箱，故取P0≈0 —機械效率，考慮密封件的摩擦阻力損失，橡膠密封通常取=0.95 d—活塞桿直徑 由上式得缸筒內徑為228mm，由表4.5圓整為250mm 表4.5 常用液壓缸內徑D（mm） 40 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 （2）計算

40、活塞桿直徑 系統(tǒng)工作壓力為25MPa，由表4.6按工作壓力選取活塞桿直徑為 表4.6 按工作壓力選取d/D 工作壓力/MPa ≤5.0 5.0～7.0 ≥7.0 d/D 0.5～0.55 0.62～0.70 0.7 計算活塞桿直徑 mm 由表4.7將活塞桿直徑圓整為175mm 表4.7 活塞桿直徑d（mm） 缸徑D 125 140 160 180 200 220 250 活塞桿直徑d 70 80 90 100 110 125 140 90 100 110 125 140 180 200 （3）柱塞桿直徑 本系

41、統(tǒng)選用柱塞液壓缸，，柱塞桿以推力驅動工作負載，其推力最大： 由此得缸筒內徑 D= 式中 P—工作壓力（Pa） P0—回油背壓（Pa），由于回油直接通油箱，故取P0≈0 —機械效率，考慮密封件的摩擦阻力損失，橡膠密封通常取=0.95 d—活塞桿直徑 由此得活塞桿徑 式中P—工作壓力（Pa） P0—回油背壓（Pa），由于回油直接通油箱，故取P0≈0 —機械效率，考慮密封件的摩擦阻力損失，橡膠密封通常取=0.95 （4）頂出缸直徑 本系統(tǒng)選用柱塞液壓缸，，柱塞桿以推力驅動工作負載，其推力最大： 由此得活塞桿徑 式中P—工作壓力（

42、Pa） P0—回油背壓（Pa），由于回油直接通油箱，故取P0≈0 —機械效率，考慮密封件的摩擦阻力損失，橡膠密封通常取=0.95 4.1.4 計算活塞缸所需流量 （1）穩(wěn)定下行時活塞缸所需流量 式中:—液壓缸所需流量 A—無桿腔面積 D—缸筒內徑 （2）工作時活塞缸所需流量 式中:—液壓缸所需流量 A—無桿腔面積 D—缸筒內徑 （3）上行時活塞缸所需流量 式中:—液壓缸所需流量 A—無桿腔面積 D—缸筒內直徑 d—活塞桿直徑 4.1.5

43、 計算柱塞缸所需流量 （1）穩(wěn)定下行時柱塞缸所需流量 式中:—液壓缸所需流量 A—無桿腔面積 D—缸筒內徑 （2）上行時柱塞缸所需流量 式中:—液壓缸所需流量 A—無桿腔面積 D—桿徑 （3）頂出時所需流量 4.2 液壓泵的選擇 4.2.1 確定液壓泵的最大工作壓力 （1）液壓泵的最大壓力為工作壓力P1和從泵出口到泵的入口的總的管路流失的和 式中:—液壓缸最大工作壓力 -壓泵出日到液壓缸或液壓馬達入日之間總的竹路損失。的準確計算要待元件選定并繪出管路圖時才能進行，初算時可按經驗

44、數據選取:管路簡單、流速不大的，取=（0.2～0.5） MPa;管路復雜，進口有調閥的，取=(0.5～1.5） MPa。高爐爐頂加料裝置液壓系統(tǒng)取為0.5MPa。 加速時的壓力為 工作時的壓力為 式中:—系統(tǒng)工作壓力 回程時的壓力為 故液壓泵的最大壓力超過25.5 4.2.2 確定液壓泵的的流量 液壓泵的最大流量應為 式中：K—系統(tǒng)泄露系數，取K=1.2; 故液壓泵的最大流量為353.23L/min 4.2.3 選擇液壓泵的規(guī)格 為使液壓泵有一定的壓力儲備，所選泵的額定壓力一半要比最大工作壓力大25%～60%。根據以上求得的

45、值，選擇液壓泵為400CY14-1B系列斜盤式軸向柱塞泵，其主要參數如表4.8所示 4.8 液壓泵規(guī)格表 型號 排量（ml/ r） 壓力（Mpa）額定 轉速（r/min）額定 效率（%） 驅動功率（kW） 質量(kg) 400SCY14-1B 400 31.5 1000 250 254 4.3 選擇電動機 在工作，液壓泵的壓力和流量時，驅動泵的電機功率為： KW 式中：—驅動泵的電機功率KW; —液壓泵的最大工作壓力Mpa; —液壓泵的流量L/min; —液壓泵的總效率，這里取0.85 根據以上計算所得選

46、取電動機為Y2-315S-6型,具體規(guī)格見表4.9 表4.9電動機規(guī)格表 型號 額定功率（KW） 轉速（r/min） 效率（%） 功率因數 Y200L1-6 18.5 970 89.3 0.83 4.4 液壓閥的選擇 4.4.1 溢流閥的選擇 溢流閥是使系統(tǒng)中多余流體通過該閥溢出，從而維持其進口壓力近于恒定的壓力控制閥。 在液壓系統(tǒng)中，溢流閥可作定壓閥，用以維持系統(tǒng)壓力恒定，實現遠程調壓或多級調壓，作安全閥防止液壓系統(tǒng)過載，作制動閥，對執(zhí)行機構進行緩沖、制動，作背壓閥，給系統(tǒng)加載或提供背壓，它還可以與電磁閥組成電磁溢流閥，控制系統(tǒng)卸荷。在雙動模板沖壓機液壓系統(tǒng)

47、中溢流閥有如下作用：與電磁閥組成電磁溢流閥，控制系統(tǒng)卸荷；對執(zhí)行機構進行緩沖、制動，作背壓閥；用以維持系統(tǒng)壓力恒定，實現遠程調壓或多級調壓。 （1）先導式溢流閥2、8的選擇 在本系統(tǒng)中先導式溢流閥2、先導式溢流閥8是控制系統(tǒng)壓力。 4.10技術規(guī)格 液壓泵的經過閥2的最大流量為61.09L/min ； 液壓泵的經過閥8的最大流量為353.23L/min。 溢流閥的通經為10mm,20mm， 由文獻[8]43-281選取先導式溢流閥2為DB10A130B/315，先導式溢流閥8為DBW25A130B/315型。 （2）直動式溢流閥21、22、23、24的選擇 液壓系統(tǒng)中作

48、安全閥防止液壓系統(tǒng)過載。 表4.11直動式溢流閥技術規(guī)格 由文獻[8]43-275選取先導式溢流閥為DBDH10P10B/315型 4.4.2 換向閥的選擇 （1）電磁換向閥的選擇 電磁換向閥是用電磁鐵推動閥芯，從而改變流體流動的方向的控制閥。電磁換向閥有滑閥和球閥兩種結構，通常所說的電磁換向閥為滑閥機構，而稱球閥結構的電磁換向閥為電磁球閥。電磁換向閥可直接用在液壓系統(tǒng)中，控制油路的通斷和切換，也可作先導閥，用來操縱其他閥，如溢流閥、調速閥、液控閥及插裝閥等。 雙動薄板沖壓機的液壓系統(tǒng)中多處用到電磁換向閥，它們的作用是利用閥芯在閥體的移動，來控制發(fā)口的通斷，從而改變油路流動

49、的方向；先導閥，用來操縱其他閥。 電磁換向閥WE10特性曲線圖 圖4.4WE型壓力損失特性曲線 閥3為二位四通電磁換向閥中改變油路流動的方向； 按文獻[8]43-352選取電磁換向閥為10mm； 綜上所訴二位四通電磁換向閥選擇為3WE10A10R/LW型。 閥12為二位四通電磁換向閥在系統(tǒng)中改變油路流動的方向； 按文獻[8]43-352選取電磁換向閥為10mm； 綜上所訴二位四通電磁換向閥選擇為3WE10A10O/LW型。 閥14為三位四通電磁換向閥在系統(tǒng)中改變油路流動的方向； 按文獻[8]43-352選取電磁換向閥為25mm； 綜上所訴二位四通電磁

50、換向閥選擇為354WEH25O50/OW型。 閥30為二位四通電磁換向閥在系統(tǒng)中改變油路流動的方向； 按文獻[8]43-352選取電磁換向閥為10mm； 綜上所訴二位四通電磁換向閥選擇為3WE6A10O/LW型。 （2）電液換向閥的選擇 電液換向閥是電磁換向閥和液控換向閥的組合。它是用電磁換向閥控制液控換向閥的動作，變換流體流動方向的控制閥。電液換向閥主要用在流量超過電磁換向閥正常工作允許范圍的液壓系統(tǒng)中，對執(zhí)行原件的動作進行控制，或對油液的流動方向進行控制。 內部控制的電液換向閥可以不需要單獨的輔助泵相應的控制油路，可使系統(tǒng)的布置變的簡潔。 外部控制的電液換向閥，其先到電磁閥的

51、控制油是由該電液換向閥之外的油路單獨引入的，它可以取自系統(tǒng)的一部分也可以由一臺輔助泵單獨供油。優(yōu)點是供油可以不受系統(tǒng)的影響，換向靈敏，泄油時沒有背壓，換向靈敏。 如上原理理圖所述，雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)選擇外部控制方式。 內部回油的電液換向閥，不需要在閥外回油通路或管道。 外部回油的電液換向閥是單獨回油箱的，對背壓值無限制。 如上所述，雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)選擇內部回油方式。 圖4.5電液換向閥25mm特性曲線 按文獻[8]43-377選取電液換向閥為10mm； 綜上所訴閥14三位四通電液換向閥選擇為354WEH10O50/OW型。 4.4.3 節(jié)流閥的選擇 節(jié)流閥是通

52、過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度以控制流體流量的閥。當節(jié)流閥工作時，調節(jié)節(jié)流閥的手輪，可通過頂桿推動節(jié)流閥芯向下移動，節(jié)流閥芯的復位靠彈簧力來實現，節(jié)流閥芯的上下移動改變著節(jié)流口的開口量，從而實現對流體流量的控制。雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)中的節(jié)流閥是為了是活塞缸勻速下行。 圖4.6節(jié)流閥壓力損失特性曲線 因此由文獻[8]23—329選取13節(jié)流閥為DRVP10S110B型。 4.4.4 單向閥的選擇 單向閥是只允許液流向一個方向流動，而不允許反向流動的閥。它可用于液壓泵的出口，防止系統(tǒng)油液倒流，用于隔開油路之間的聯系，防止油路相互干擾，也可用作旁通閥，與順序閥、減壓閥、節(jié)流閥和調速閥并聯，

53、從而組成單向順序閥、單向減壓閥、單向節(jié)流閥和單向調速閥等。 雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)中的單向閥用在泵的出油口，防止反向流動，也用在頂出缸油路上，起背壓作用，使頂出缸保持定出的高度。 由文獻[8]43-346選取單向閥。 圖4.7單向閥壓力損失特性曲線 單向閥11為S30P110B、單向閥4為S10P110B，單向閥15為S20P110B。 現場實踐證明，液控單向閥在使用維修過程中容易出現問題，以下是注意事項。 (1)必須保證液控單向閥有足夠的控制壓力，絕對不允許控制壓力失壓。應注意控制壓力是否滿足反向開啟的要求。如果液控單向閥的控制引自主系統(tǒng)時，則要分析主系統(tǒng)壓力的變化對控

54、制油路壓力的影響，以免出現液控單向閥的誤動作。 (2)根據液控單向閥在液壓系統(tǒng)中的位置或反向出油腔后的液流阻力（背壓）大小，合理選擇液控單向閥的結構（簡式或復式）及泄油方式（內泄或外泄）。對于內泄式液控單向閥來說，當反向油出口壓力超過一定值時，液控部分將失去控制作用，故內泄式液控單向閥一般用于反向出油腔無背壓或背壓較小的場合；而外泄式液控單向閥可用于反向出油腔背壓較高的場合，以降低最小的控制壓力，節(jié)省控制功率。系統(tǒng)若采用內卸式，則柱塞缸將斷續(xù)下降發(fā)出振動和噪聲。 25、26、28、29為液控單向閥。由文獻43-248選取SVP10PB130B； 27為液控單向閥。由文獻[8]43-24

55、8選取SVP20PB130B； 表4.12液壓元件明細表 序號 元件名稱 型號 2 先導式溢流閥 DB10A130B/315 3、12、30 二位四通換向閥 3WE10AO/LW 8 先導式溢流閥 DBW25A130B/315 14 三位四通電液換向閥 354WEH25O50/OW 13 節(jié)流閥 DRVP10S110B 25、26、28、29 液控單向閥 SVP10PB130B 27 液控單向閥 SVP20PB130B 21、22、23、24 直動式溢流閥 DBDH10P10B/315 11 單向閥 S30P110B 4 單向閥

56、 S10P110B 15 單向閥 S20P110B 4.5 液壓輔助元件的選擇及計算 4.5.1 蓄能器的設計 蓄能器在液壓系統(tǒng)中是用來儲存、釋放能量的裝置。其主要的用途為：滿足系統(tǒng)對速度的、壓力的要求，如：可實現某支路液壓缸的增速、保壓、緩沖、吸收液壓沖擊、降低壓力脈動、減小系統(tǒng)驅動力功率等 蓄能器的種類有：氣體加載式(氣囊式、活塞式、氣瓶式) 、重錘式、彈簧式等。 蓄能器的容積計算： 1 吸收沖擊 式中： M一管路中油液的質量（kg） 管中的流速(m/s) 系統(tǒng)最低壓力（） 系統(tǒng)最高壓力（） 有公式得: = 4.13蓄能器明

57、細表 型號 公稱直徑 L M K 生產廠家 HXQ-B6.3LD 20 125 152 185 747 M121.25 M332 四平液壓件廠 由文獻43-346選取蓄能器為活塞式型號為：HXQ-63。 4.5.2 管道尺寸的計算 管道內徑的計算可按公式 式中：qv—通過管道內的流量(m3/s); —管內允許流速(m/s)，管內的允許流速按表4.14選取合適值。 表4.14允許流速推薦值 管道 推薦流速（m/s） 液壓泵吸油管道 0.5～1.5，一般常取1以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3～6，壓力高，管道短

58、，粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 1.5～2.6 雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)中，主油路的進油、壓油和回油均有各自的管路，各支路也有各自的進油、壓油和回油管路。因此各管路的管道直徑計算如下： （1） 液壓泵吸油管道直徑d m 式中—液壓泵的工作時所需最大流量(m3/s); —按流速推薦值取0.9m/s （2）主油路壓油管道直徑d m 式中—主油路的最大流量(m3/s); —按流速推薦值取6m/s （3）主油路回油管道直徑d m 式中—主油路的最大流量(m3/s); —按流速推薦值取2.5m/s （4）頂出缸油路壓

59、油管道直徑d m 式中—主油路的最大流量(m3/s); —按流速推薦值取6m/s （5）頂出缸油路回油管道直徑d m 式中—主油路的最大流量(m3/s); —按流速推薦值取2.5m/s 4.5.3 液壓管及管接頭的選擇 在液壓傳動系統(tǒng)中，常用的管子有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。 鋼管能承受較高的壓力，價格低廉，但安裝時彎曲半徑不能太小，多用在壓力較高、裝配位置比較方便的地方。常用的鋼管是無縫鋼管，當工作壓力小于1.6MPa時，也可采用焊接鋼管。 銅管分為紫銅管和黃銅管。紫銅管能承受的壓力較低（p≤6.3～10MPa），裝配時可

60、按需要來彎曲，但抗振能力較低，也易使油液氧化，價格昂貴；黃銅管可承受較高壓力（p≤25MPa），但不如紫銅管易彎曲。 尼龍管常用在低壓系統(tǒng)。塑料管一般只用于回油管或泄油管。 膠管用作連接兩個相對運動部件之間的管道。膠管分高壓、低壓兩種。高壓膠管是以鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架，可用于壓力較高的油路。低壓膠管是以麻繩和棉線編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路。 根據雙動薄板沖壓機得液壓系統(tǒng)的工作壓力和所計算的管道內徑，液壓系統(tǒng)的管道采用無縫鋼管。具體管道直徑的參數見4.15管道直徑明細表。 表4.15管道直徑明細表 管路名稱 通過流量 （L/ min） 流速 （m/s

61、） 管道內徑 （m） 實際取值 （mm） 液壓泵吸油管 294.35 0.692 0.035 40 主油路壓油管 353.23 18.753 0.0334 40 主油路回油管 353.23 2.479 0.0334 40 頂出缸油路壓油管道直徑 73.22 3.886 0.01609 20 頂出缸油路回油管道直徑 73.22 2.487 0.0249 25 鋼管在安裝時，彎曲半徑應盡可能大，其最小彎曲半徑取3倍的管子外徑。 4.5.4 過濾器的選擇 （1）進油過濾器的選擇 過濾器的功能是清除液壓系統(tǒng)中的固體污染物，使工作介質保

62、持清潔，延長元件的使用壽命、保證液壓元件工作性能可靠。液壓系統(tǒng)故障的75%左右是由介質的污染造成的。因此過濾器對液壓系統(tǒng)來說是不可缺少的重要輔件。系統(tǒng)中使用的過濾器是吸油過濾器，所以選其型號為ZUH63020，其規(guī)格見表4.16 表4.16 進油過濾器型號及參數 名稱 型號 流量(L/min) 額定壓力(MPa) 過濾精度(μm) 進油過濾器 ZUH63010 630 32 10 4.5.5 油箱的初步選擇 油箱在系統(tǒng)中的功能，主要是儲油和散熱，也起著分離油液中的氣體及沉淀污物的作用。根據系統(tǒng)的具體條件，合理選用油箱的容積、形式和附件，以使油箱充分發(fā)揮作用。 油

63、箱有效容量一般為泵每分鐘流量的3～7倍。對于行走機械，冷卻效果比較好的設備，油箱的容量可選擇小些;對于固定設備，空間、面積不受限制的設備，則應采用較大的容量。如冶金機械液壓系統(tǒng)的油箱容量通常取為每分鐘流量的7～10倍，鍛壓機械的油箱容量通常取為每分鐘流量的6～12倍。 油箱中油液溫度一般推薦30～50℃，最高不應超過65℃ ,最低不低于15℃。對于工具機及其他固定裝置，工作溫度允許在40～55℃。行走機械，工作溫度允許達55℃。在特殊情況下可達80℃。對于高壓系統(tǒng)，為了減少漏油。最好不超過50℃。 另外，油箱容量大小可以從散熱角度設計，計算出系統(tǒng)發(fā)熱量或散熱量(加冷卻器時，再考慮

64、冷卻器散熱后)，從熱平衡角度計算出油箱容積。 初始設計時，按經驗公式確定油箱的容量，然后再圓整。 油箱容量的經驗公式 式中：V——油箱的容積（m3）； ——液壓泵每分鐘排除液壓油的容積（m3）； a——經驗系數，按表4.17選擇。取a=10 表4.17 經驗系數a 系統(tǒng)類型 行走機械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金機械 a 1～2 2～4 5～7 6～12 10 由公式可得 m3 油箱的長寬高比例約在1：1：1～1：2：3之間，起內常設隔板，將回油區(qū)和吸油區(qū)隔開，防止回油被直接吸入，隔板的高度為油面高度的2/3

65、～3/4。泵的吸油管所裝的濾油器的下端距離箱底不得小于200 mm，回油管和吸油管管口處切成45斜口，以增大液流面積。 這里取 ，所以油箱的長寬高都為1.64m。 4.5.6 壓力表的選擇 雙薄板沖壓機選用耐震壓力表，選用型號為YN-67.5-I型。 4.5.7 過濾器的選擇 雙薄板沖壓機選用SL411型冷卻器。 5 性能驗算 5.1 驗算液壓系統(tǒng)性能 液壓系統(tǒng)的參數有許多是由初選或經驗確定的，初步擬定和設計液壓系統(tǒng)是在具體元件和管路未確定的情況下進行的，當各回路形式、液壓元件及連接管路等確

66、定之后，應針對實際情況對所設計的系統(tǒng)進行各項性能分析與驗算。對于液壓升降機液壓系統(tǒng)，需進一步確切地計算系統(tǒng)的壓力損失和系統(tǒng)的發(fā)熱溫升。 5.1.1管路沿程壓力損失 本液壓系統(tǒng)屬于高壓系統(tǒng)，選用礦物油比較經濟實惠，故選用L-HM46液壓油，其密度=900 kg/m3，20℃時運動粘度為=87m2/s 沿程損失與流動類型有關，流動類型用雷諾數Re來判斷，對圓形截面管路 （Pa） 式中：qv—流經管路的流量（m3/s）; —沿程阻力系數 （ = 75/Re）; —流體的運動粘性系數; Re—雷諾數; —管道長度 （m）; —管子直徑 （m）; —液體密度 （kg/m3）(液壓油密度900 kg/m3); v—實際流速 （m/s）。 雙動薄板沖壓機液壓系統(tǒng)中各管路的沿程壓力損失見表5.1 表5.1各管路的沿程壓力損失 管路名稱 實際流速 （m/s） 雷諾數 管道長度 （m） 沿程壓力損失 （Pa） 液壓泵吸油管 0.692 755.60 1 900.55 主油路壓油管 18.