液压机主机结构设计与计算
150T液压机设计计算说明书
150t 液压机设计计算说明书本机器(见图1.1)适用于可塑性材料的压制工艺。
如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。
也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。
本机器具有独立的动力机构和电气系统。
采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方式。
本机器的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整，并能完成一般压制工艺。
此工艺又分定压、定程两种工艺动作供选择。
定压成型之工艺动作在压制后具有保压、延时、自动回程、延时自动退回等动作。
本机器主机呈长方形，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。
该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。
全套资料获取可以联系微信Jiandanpindan1682.2 工况分析本次设计在毕业实习调查的基础上，用类比的方法初步确定了立式安装的主液压缸活塞杆带动滑块及动横梁在立柱上滑动下行时，运动部件的质量为500Kg 。
1．工作负载 工件的压制抗力即为工作负载：36150109.8 1.4710t F N =⨯⨯=⨯ 2. 摩擦负载 静摩擦阻力： 0.25009.8980fs F N =⨯⨯=动摩擦阻力： 0.15009.8490fd F N =⨯⨯=3. 惯性负载 0.3()5007500.2n v F m N t ∆==⨯=∆60.5100.02412000b F N =⨯⨯= 自重： 4900G mg N == 4. 液压缸在各工作阶段的负载值：其中：0.9m η= m η——液压缸的机械效率，一般取m η=0.9-0.97。
2.3负载图和速度图的绘制：负载图按上面的数值绘制，速度图按给定条件绘制，如图：三液压机液压系统原理图设计3．1 自动补油的保压回路设计考虑到设计要求，保压时间要达到5s，压力稳定性好。
若采用液压单向阀回路保压时间长，压力稳定性高，设计中利用换向阀中位机能保压，设计了自动补油回路，且保压时间由电气元件时间继电器控制，在0-20min内可调整。
液压系统的设计与计算
一．液压系统的设计与计算1. 明确工作要求，进行工况分析 （1）工况分析液压缸的负载主要包括：工作阻力、惯性阻力、重力、密封阻力和背压阻力等。
设计题目已经在上面给出，是小型油压机液压系统设计，在本液压系统中液压缸的主 要负载有：上滑块的自重、压制时的负载、快速回程时的负载。
一般的油压机多为四立柱式，本设计亦采用此结构。
油压机的上滑块的重量均较大，足可以克服摩擦力和回油阻力自行下落。
工作循环为： 启动—快速下降—压制—保压—快速回退—原位停止。
由于启动时间较短，在设计开始暂 不考虑惯性阻力。
密封负载是指密封装置的摩擦力，其值与密封装置的类型和尺寸、液压缸的制造和油 液的工作压力有关，在未完成液压系统设计之前，不知道密封装置的参数，密封负载无法计算，一般用液压缸的机械效率η cm 加以考虑，本设计中取η cm =0.9。
背压负载是指液压缸回油腔被压所造成的阻力。
在系统方案及液压缸结构尚未确定之 前，在负载计算时可暂不考虑。
启动阶段 快速下降阶段压制阶段上滑块在重力的作用下自行下滑 仍在重力的作用下下滑需要压制力 F 1L = = 1 7000N ，运动方向向下，重力可抵消一部分压 制力负载情况和压制阶段相同需要压制力 F 2L = = 7000N ，这一阶段要考虑到重力负载只有重力作用 保压阶段快速回退阶段原位停止阶段根据以上分析，可计算出液压缸的各个动作阶段中的负载见表 1。
（2）绘制液压缸的负载图和速度图根据上表数值，绘制液压缸的负载图和速度图，这样便于计算及分析液压系统，如下图.1 所示。
图. 1 液压缸的负载图和速度图（a）负载图（b）速度图2. 拟定液压系统原理图（1）快速下行、压制回路的选择液压机液压系统的特点就是产生大的输出力，为了获得很大的压制力，可采用高压泵供压和大直径的油缸，而后者比较常用.当启动后，上滑块快速下行时，就需要大量的油液进入液压缸的上腔。
若采用大规格的泵，不仅造价高，而且在压制、保压、回退时损失较大。
液压机设计
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。
液压机是利用液体来传递压力的液压设备。
液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。
液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。
本机器采用三梁四柱结构形式，机身由工作台、滑块、上横梁、立柱、锁母和调节螺母等组成。
四柱式结构为液压机最常见的结构形式之一。
四柱式结构最显著的特点是工作空间宽敞、便于四面观察和接近模具。
整机结构简单，工艺性较好，但立柱需要大型圆钢或锻件。
液压机在一定的机械、电子系统内，依靠液体介质的静压力，完成能量的积压、传递、放大，实现机械功能的轻巧化、科学化、最大化。
液压机械具有重量轻、功率大、结构简单、布局灵活、控制方便等特点，速度、扭矩、功率均可做无级调节，能迅速换向和变速，调速范围宽，快速性能好，工作平稳、噪音小. 适用于金属材料压制工艺,如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。
也可从事于校正、压装、砂轮成型、冷热挤压金属等同样适应于非金属材料，如塑料、玻璃钢、粉末冶金、绝缘材料等压制成型，以及有关压制方面的新工艺、新技术的试验研究等。
已经广泛应用到医疗、科技、军事、工业、自动化生产、运输、矿山、建筑、航空等领域。
1.2发展趋势(1)高速化，高效化，低能耗。
提高液压机的工作效率，降低生产成本。
(2)机电液一体化。
充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。
(3)自动化、智能化。
微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。
自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。
(4)液压元件集成化，标准化。
集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄漏和污染。
标准化的元件为机器的维修带来方便。
液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。
他与机械压力机相比具有压力和速度可在广泛的范围内无极调整，可在任意位置输入全部功率和保持所需压力，结构布局灵活，个执行机构动作可很方便地到达所希望的配合关系等等很多悠闲。
液压机设计
1 绪论1.1 液压机原理液压机是一种利用液体压力能来传递能量，以实现各种压力加工工艺的机器。
液压机是一种可用于加工金属、塑料、木材、皮革、、橡胶等各种材料的压力加工机械，能完成断崖、冲压、折边、冷挤、校直、弯曲、成形、打包等多种工艺，具有压力和速度可大范围无级调整、可在任意位置输出全部功率和保持所需压力等优点，因而用途十分广泛。
液压机根据帕斯卡原理制成，其工作原理如图1所示。
两个充满工作液体的具有柱寒或活塞的容腔由管道相连接，当小柱塞1上的作用力为F 1时，液体的压力为11F p A =，A 1为柱塞1的工作面积。
根据帕斯卡原理：在密闭的容器中，液体压力在各个方向上是相等的，则压力p 将传递到容腔的每一点，因此，在大柱塞2上特产生向上的作用力F 2，迫使工件3变形，且2211A F F A = 式中：A 2——大柱塞2的工作面积。
图1-1液压机工作原理 1--小柱塞 2--大柱塞 3--工件液压机的机构形式很多，其中以四柱立式液压机最为常见。
液压机一般由本体(主机)及液压系统两部分组成。
最常见的液压机本体结构简图如图2所示。
它由上横梁1、下横梁3、四个立柱2和十六个内外螺母组成一个封闭框架，框架承受全部工作裁荷。
工作缸9固定在上横梁1上，工作缸内接有工作柱塞8，它与活动横粱7相连接。
活动横梁以四鞘立柱为导向，在上、下横哭之间接复运动。
在活动横梁的下表面上，一般固定有上模(上砧)，而下模(下砧)则固定于下横粱上的工作台上。
当高压液体进人工作缸后，在工作柱塞上产生很大的压力，并推动柱塞、活动横梁及上模向下运动，使工件5在上、下模之间产生塑性变形。
回程缸4固定在下横梁上，其中有回程柱塞6，它与活动横梁相连接。
回程时，工作缸通低压，高压液体进入回程缸，推动回程柱塞6向上运动，带动活动攒粱回到原始位置，完成一个工作循环。
图1-2液压缸本体图1—上横梁 2—立柱 3—下横梁 4—回程缸5—工件 6—回程柱塞 7活动横梁 8—工作柱塞 9—工作缸1.2液压机的特点液压机与其他锻压设备相比具有以下特点：(1)基于液压传动的原理，执行元件(缸及柱塞或活塞)结构简单，结构上易于实现很大的工作压力、较大的工作空间和较长的工作行程，因此适应性强，便于压制大型工件或较长较高的工件。
液压系统的设计计算
设计计算是液压系统设计的基础，旨在确保系统正常运行和高效工作。本演 示将介绍设计计算的定义、目的以及液压系统的基本原理和组成。
设计计算的基本参数和公式
1 液压压力
2 流量需求
计算液体在系统中产生的压力，用于驱动 执行元件。
确定系统所需的液体流量，以满足执行元 件的工作需求。
3 功率计算
液压起重机
通过实际案例剖析液压起重机 的设计计算过程，探究安全性 和效率方面的考虑。
设计计算中常见的误区和注意事项
1 系统过度设计
2 忽略动态因素
避免在设计计算中过度考虑系统容量和性 能，以免造成资源浪费。
注意考虑液压系统中的动态负载和运动要 求，以确保系统的稳定性和可靠性。
3 材料和密封选择
4 定期维护
4 速度和加速度
计算液压泵的功率要求，以确保系统能够 提供足够的动力。
考虑液压缸和液压马达的速度和加速度要 求，以满足系统的运动控制需求。
设计计算的步骤和方法
1
需求分析
明确液压系统的功能需求和性能要求，
元件选型
2
以指导后续的设计计算过程。来自根据系统要求选择合适的液压元件，
包括泵、阀、缸等。
3
参数计算
结合元件性能和系统需求，进行液压
系统的参数计算，包括压力、流量、
系统布局
4
功率等。
绘制液压系统的布局图，确定各元件 的安装位置和管路连接方式。
应用案例和实际问题分析
挖掘机液压系统
通过案例分析挖掘机液压系统 的设计和计算方法，探讨实际 应用中遇到的问题。
液压压力机
介绍液压压力机的设计计算， 讨论在不同工况下的设计考虑 和优化方案。
叉车液压主系统的设计计算
第一章液压主系统的设计计算1.力F的计算F—最大起升工作时油缸承受的力忽略掉油缸摩擦和一切门架系统的摩擦来计算所受的力。
因为有两个油缸，所以一个油缸所承受的力是所有力的一半。
由上面的受力图可知：F=（Fm/2 + Fg/2*2 + Fh/2*2 + F阀杆 + Fl）×10由所给资料查得：Fm—内门架重量 Fm=162kgFg—最大载荷 Fg=2000kgF活塞杆--活塞杆重量 F活塞杆=15.9kgFh—货叉及滑架 Fh=256kgFl —链条重量 Fl=8.6kg故F=23620N ；2．起升油缸工作压力P 计算 P=F/A=2)2/50(23620mm N=12.04MP取P=12.5MPa ；起升油缸参数起升高度：3000 mm行程： 1495 mm缸径： 50 mm总长： 1666 mm杆径： 40 mm缸外径： 60 mm总重量： 41.65mm代做毕业设计液压泵的参数公称排量V--32 ml/r额定压力Pr--20Mpa最高压力Pm--25 Mpa最高转速n Max --3000r/min最低转速n min --500 r/min额定转速n r --2000 r/min容积效率η≥93%进油口—M26X1.5出油口—M20X1.5起升油缸的最大起升速度计算因为泵的公称排量为32ml/r,而每转分12 ml/r给倾斜油缸工作，且泵的最高转速为3000r/min,所以起升油缸实际流量Qs=(32-12)*3000r/min=40L/min因Qs=K*F*Vr，k—k=系统泄露系数，1.05—1.2;取k=1.1F—柱塞的截面积F=4/2DπF=3.14×2)2/(mm=19.625250cmVr—油缸起升速度Vr=Qa/k·F=40L×10002cm）cm/（1.1×19.6252=1853cm/min。
液压机总体及控制系统设计
摘要本次毕业设计为压力机总体及控制系统设计。
压力机主要由主机、液压系统和电气控制系统三部分组成。
本文重点对电气控制系统进行了设计和编程，对压力机主机进行了简单的设计，并设计了压力机控制系统配套电气控制柜。
压力机的主机主要由横梁、滑块、工作台、导柱、主缸和顶出缸等组成，通过对主机载荷的分析，对横梁、滑块、工作台和导柱及其互相间的连接进行了简单的设计,进而完成了总体结构设计。
由给定设计参数，通过对压力机工作过程的分析,绘制了压力机工作流程图，确定了控制方案，完成了PLC选型、输入输出分配、器件选择及硬件接线等设计过程,并进行了相应的程序分析和编程。
对其中的保压过程闭环控制进行了一定的分析计算，确定了一些设计参数。
所设计控制系统能实现压力机启停、送料、手动/自动工作和安全互锁等工作要求,保证液压机安全准确工作.最后，本文对专用控制柜进行了设计，包括柜体外形尺寸、室内结构分布、器件安装、通风散热方案等.关键词压力机控制系统 PLCABSTRACTThe graduation design is general structure and control system design of 6300kN hydraulic press。
Hydraulic press mainly composed of three parts: the mainframe，the hydraulic system and the electrical control system。
This paper focuses on the design and programming of the electrical control system, and gives a simple design for the mainframe, and designed the complete electrical control cabinet of the machine。
液压系统的设计与计算(基本)
二、确定主要参数 1.选定工作压力 执行元件工作压力可以根据负载图中的最 大负载或主机的类型来选取。 大负载或主机的类型来选取。 2.确定执行元件的几何参数 a.计算液压缸的主要尺寸 液压缸有效工作面积 ， 必须按液压缸所要求的最低稳定速度来验 算，即
b.确定液压马达的排量 液压马达的排量， 液压马达的排量， 此排量也必须满足液压马达最低稳定转速 的要求， 的要求，即
第二节系液压统的工况分析和主 要参数的确定
一、工况分析 1．负载分析 （1）液压缸的负载分析 工作机构作直线往复运动时， 工作机构作直线往复运动时 ， 液压缸须克 服的外负载为： 服的外负载为： 其中： 其中： ——工作负载， 工作负载， 工作负载
——摩擦阻力， 摩擦阻力， 摩擦阻力 0.2~0.3, 动摩擦系数 ——惯性负载， 惯性负载， 惯性负载
第四节 液压元件的计算与选择
1.液压泵的选择 （1）确定液压泵的最大工作压力
式中 失。
——执行元件的最大工作压力 执行元件的最大工作压力 ——泵到执行元件入口间的压力损 泵到执行元件入口间的压力损
表9-1 进油路压力损失经验值 系统结构情况 总压力损失 （MPa） MPa）
一般节流调速及管路简 0.2∼0.5 单的系统 进油路有调速及管路复 0.5∼1.5 杂的系统
2.选择控制阀 选择控制阀 （1）阀的规格 ） 根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大 流量从产品样本上选定。 流量从产品样本上选定。溢流阀按液压泵的最大 流量选取，选择节流阀和调速阀时， 流量选取，选择节流阀和调速阀时，要考虑最小 稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。 稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。 （2）阀的型式 按安装和操作方式选择。 按安装和操作方式选择。 油管规格的确定和油箱容量的估算见第六章。 油管规格的确定和油箱容量的估算见第六章。
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编号：毕业设计说明书题目：液压机主机结构设计与计算院（系）：机电工程学院专业：机械设计制造及自动化学生姓名：学号：指导教师单位：姓名：职称：题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发2014年6月4日根据任务书的要求，在设计前查阅了相关资料，了解了四柱式通用液压机的工作原理、设计过程，设计了一台四柱式通用液压机的主机部分。
通过工作要求计算出液压机的主要技术规格，进行多种四柱式液压机的方案论证比较，选出了最优设计方案。
根据最优方案，依次设计完成了液压系统、主机结构和泵站的设计计算。
液压机主缸是液压机的主要工作部件，液压机主缸的性能直接影响着液压机整体工艺水平。
通过细致的分析及理论研究解决易损部分设计结构中存在的问题，可以使液压缸整体上达到工艺强度要求，提高液压缸应用的工艺水准及使用寿命。
所以对液压机主缸进行细致严谨的设计计算对对液压机的设计生产有着至关重要的作用。
本论文从总体上对液压机本体结构，主要结构部件进行设计及必要的校核，对液压机主缸主要参数进行计算，并对所得结果进行分析、验算,从而力争使液压机主缸能够满足生产工艺要求，并从整体上提高液压机的工艺水准，使液压机设计水平更上一个新的台阶。
关键词：液压机；结构设计；液压缸According to the mission statement of requirements before designing the access to relevant information, to understand the working principle of universal four-column hydraulic machine, the design process, the design of a common host part of a four-post hydraulic press. Through the work required to calculate the main technical specifications of hydraulic machines, for a variety of four-column hydraulic machine demonstration program compares to elect the optimal design. According to the optimal solution, in order to complete the design of the hydraulic system, the host structure and pumping station design calculations.Hydraulic master cylinder is the main working parts of hydraulic press, hydraulic press master cylinder direct impact on the performance of the overall technological level of hydrauli c machines. Through careful analysis and theory to solve the structure vulnerable part of the d esign problems in it , and the hydraulic cylinder can be reached technological strength of the o verall requirements of the application of technology to improve the standard of the hydraulic c ylinder and life. So the cylinder for hydraulic design of meticulouscalculation of the design and production of hydraulic machines has a vital role.This paper generally focus on the body structure of the hydraulic press, and design the m ajor structural components and its necessary check , calculation of the main parameters of the hydraulic master cylinder, and analysis and checking the results. To strive to make the hydraul ic master cylinder to meet the requirements of production press and raise the overall technolo gical level of the hydraulic press, and hydraulic press design level to advance to a new level. Keywords: Hydraulic press；Structural Design；Hydraulic cylinder目录引言 (1)1 液压机的基本知识 (2)1.1 概述................................................. 错误！未定义书签。
1.2 液压机的型号和主要技术规格 (3)1.2.1液压机的型号 (3)1.2.2液压机的主要技术规格 (3)1.3 液压机的分类 (5)1.4 液压机的发展概况 (5)2 四柱式通用液压机总体方案设计 (6)2.1 四柱式通用液压机的工作原理和动作循环分析 (6)2.1.1四柱式液压机的工作原理分析 (6)2.1.2四柱式液压机的动作顺序分析 (6)2.1.3四柱式液压机的工作循环分析 (7)2.2 主要技术规格的确定 (7)2.3 四柱式通用液压机的总体设计 (9)2.3.1四柱式液压机各部分的方案选择 (9)2.3.2总体布局设计 (9)3 四柱式液压机液压系统与电气系统设计 (10)3.1 液压系统设计 (10)3.1.1液压传动概述 (10)3.1.2液压系统设计参数 (10)3.1.3液压系统原理图的拟定 (10)3.1.4液压系统控制过程分析 (12)3.1.5液压元件的选择 (13)3.2 电气系统设计 (13)4 液压机主机结构设计与校核 (14)4.1 液压缸部件的设计与校核 (14)4.1.1液压缸的结构形式及方案论证比较 (14)4.1.2液压缸的支承形式及方案论证比较 (15)4.1.3柱塞与活动横粱的连接形式与方案论证比较 (16)4.1.4 液压缸基本尺寸计算 (16)4.1.5缸体强度计算 (17)4.2 顶出缸部件的设计与校核 (20)4.2.1顶出缸的尺寸计算 (20)4.2.2活塞杆稳定性的校核 (21)4.3 上横梁的设计与校核 (21)4.3.1上横梁结构形式及方案论证比较 (21)4.3.2上横梁的尺寸计算 (222)4.3.3上横梁的强度计算 (23)4.3.4上横梁的刚度计算 (23)4.4 工作台的设计与校核 (24)4.4.1工作台的结构形式与方案论证比较 (24)4.4.2工作台的尺寸计算 (24)4.4.3工作台的强度计算 (25)4.4.4工作台的刚度计算 (25)4.5 立柱组件的设计与校核 (26)4.5.1立柱的连接形式与方案论证比较 (26)4.5.2立柱的尺寸设计 (26)4.5.3立柱的强度校核 (27)4.5.4立柱螺母及预紧 (27)4.5.5立柱螺母的强度校核 (28)4.6 活动横梁的设计 (29)4.6.1活动横梁的结构设计 (29)4.6.2活动横梁尺寸设计 (29)4.7 主机其他部件设计 (30)4.7.1立柱导套 (30)4.7.2限程套 (30)4.8 主机总体结构设计 (31)5 液压机动力系统的设计与计算 (32)5.1 液压泵的计算与选择 (32)5.1.1液压泵最高工作压力的计算 (32)5.1.2液压泵最大流量计算 (322)5.1.3选择液压泵的规格 (33)5.2 电动机的选择 (333)5.3 油箱的设计与计算 (333)5.3.1油箱有效容积的确定 (333)5.3.2油箱的结构设计 (334)5.4 油管的设计与计算 (34)5.4.1主油缸油管内径计算 (35)5.4.2顶出缸油管内径计算 (35)5.5 泵站设备的布置 (36)5.5.1泵站设计应考虑的问题 (36)5.5.2泵站的结构形式设计 (36)6 四柱液压机安装调试和维护 (37)6.1 四柱液压机的安装 (37)6.2 四柱液压机的调试 (37)6.3 四柱液压机的保养维护 (38)7 结论 (38)谢辞 (39)参考文献 (40)附录 (41)引言作为机械制造行业中一种重要的生产设备，锻压设备己广泛地应用于工业生产的各个领域。
液压机作为一种通用的锻压设备，主要是利用液压传动技术实现各种压力加工工艺，具有功率大、精度高、规格多的特点。
因此在锻压（塑性加工）领域中，液压机被广泛应用于自由锻造、模锻、冲压（板料成形）、挤压、剪切、拉拔成形及超塑性成形等工艺中。
本设计着重叙述了液压机的泵站、液压机的本体结构及设计计算以及液压机液压系统的设计三个方面，里面详细的说明了液压机的基本工作原理、特点、分类、基本参数、液压机的本体结构及其设计计算以及液压机的液压系统的设计，尤其主液压缸的设计与校核阐述了大量内容。
设计液压机的意义在于其不但具有较大的通用性，适用于塑性材料的成形如簿板件的落料、拉伸、压印等；轴类件的校正；零部件的压装；粉末制品的压制。
还具有点动、手动和半自动等操作方式，可按工艺需要任选定时或定位控制，压力和行程可调，操作灵便、工作可靠。
1 液压机的基本知识1.1 概论液压机是根据帕斯卡原理制成，是一种利用液体压力能来传递能量的机器。
在国民经济的各个领域都得到广泛的应用，如锻造液压机，模锻液压机、冲压液压机、万能液压机等。
它们具有许多优点：如结构简单，结构布局灵活；可以根据工艺要求来灵活改变其压力与行程；可以根据工艺要求十分方便的在各种部位布置所需的液压缸；与机械压力机相比，具有压力和速度可在广泛的范围内无级调速；可在任意位置输出全部功率和保持所需压力；各执行机构动作可很方便地达到所希望的配合关系；振动小、易于实现计算机控制及自动控制等等。