液压传动课程压力机液压系统设计

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液压机液压系统设计

液压机液压系统设计

攀枝花学院学生课程设计说明书题目:液压传动课程设计——小型液压机液压系统设计学生姓名:学号:所在院系:机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级:指导教师:职称:攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注:任务书由指导教师填写。

摘要液压机是一种用静压来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械,在许多工业部门得到了广泛的应用。

液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。

液体传动是以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动系统。

本文利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压传动系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格。

确保其实现快速下行、慢速加压、保压、快速回程、停止的工作循环。

关键词:液压机、课程设计、液压传动系统设计AbstractHydraulic machine is a kind of static pressure to the processing of metal, plastic, rubber, the powder product of machinery, in many industrial department a wide range of applications. The design of the hydraulic drive system in modern mechanical design work occupies an important position. Transmission fluid is the liquid medium for the work carried out energy transfer and control of a transmission system.This paper using hydraulic transmission to the basic principle of drawing up a reasonable hydraulic system map ,and then after necessary calculation to determine the liquid pressure system parameters , Then according to the parameters to choose hydraulic components specification. To ensure the realization of the fast down, slow pressure, pressure maintaining, rapid return, stop work cycle.Key words:hydraulic machine, course design, hydraulic transmission system design.目录摘要 (I)Abstract (II)1 任务分析 (1)1.1技术要求 (1)1.2任务分析 (1)2 方案的确定 (2)2.1运动情况分析 (2)3 工况分析 (3)3.1工作负载 (3)3.2 摩擦负载 (3)3.3 惯性负载 (3)3.4 自重 (3)3.5 液压缸在各工作阶段的负载值 (3)4 负载图和速度图 (5)5 液压缸主要参数的确定 (6)5.1 液压缸主要尺寸的确定 (6)5.2 计算在各工作阶段液压缸所需的流量 (6)6 液压系统图 (9)6.1 液压系统图分析 (9)6.2 液压系统原理图 (9)7 液压元件的选择 (11)7.1液压泵的选择 (11)7.2 阀类元件及辅助元件 (11)7.3油箱的容积计算 (12)8 液压系统性能的运算 (13)8.1 压力损失和调定压力的确定 (13)8.2 油液温升的计算 (14)8.3 散热量的计算 (15)结论 (17)参考文献 (18)1 任务分析1.1技术要求设计一台小型液压压力机的液压系统,要求实现快速空程下行—慢速加压—保压—快速回程—停止的工作循环,快速往返速度为V=5.6 m/min,加压速度1V=70mm/min,其往复运动和加速(减速)时间t=0.02s,压制力为320000N,运2动部件总重为40000N,工作行程400mm,(快进380mm,工进20mm),静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1油缸垂直安装,设计该压力机的液压系统传动。

液压传动课程设计组合机床动力滑台液压系统设计

液压传动课程设计组合机床动力滑台液压系统设计

机械设备控制技术课程设计说明书(论文)设计题目:液压传动课程设计所属学院:机械工程学院专业:数控技术姓名:陈延文学号: 5班级:10数控技术起讫时间:指导教师:李闯黑龙江工商职业技术学院目录1.课程设计任务书……………………………………………………第3页2.第一章设计任务书………………………………………………第4页3.第二章液压系统设计计算………………………………………第5页课程设计任务书第一章:设计任务书第一节:设计题目设计一台组合机床动力滑台液压系统。

第二节:设计参数工作台要求完成快进——铣削进给——快退——停止等自动循环,工作台采用平导轨第三节:设计要求1.机床自动化要求:要求系统采用电液结合,实现自动循环,速度换接无冲击,且速度要稳定,能经受必然量的反向负荷。

2.完成如下工作:①按机床要求设计液压系统,绘出液压系统图。

②肯定滑台液压缸的结构参数。

③计算系统各参数,列出电磁铁动作顺序表。

第二章:液压系统设计计算第一节:负载及运动分析1工作负载 负载分析中,暂不考虑回油腔的背压力,液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。

因工作部件是卧式放置,重力的水平分力为零,这样需要考虑的力有:切削力、导轨的摩擦力和惯性力。

导轨的正压力大小等于动力部件的重力.启动时只受静摩擦力,加速时受动摩擦力和惯性力,快进时只受动摩擦力,工进时受切削力和动摩擦力,其中切削力为F fw =10500N,快退时也只受动摩擦力.2摩擦负载因为卧式放置,所以正压力即为重力.由静止开始运动的时候受静摩擦力,运动的时候受动摩擦力.设导轨的静摩擦力为fs F 、动摩擦力为fd F 则: 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力:静摩擦阻力 N F f F N s fs 110055002.0=⨯=⨯= 动摩擦阻力 N F f F N d fd 55055001.0=⨯=⨯= 3惯性负载在系统加速的时候受惯性负载N N t m F m 46.2102.080.9605.45500=⨯⨯=∆∆=υ4各工况负载若是忽略切削力引发的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响,而且设液压缸的机械效率η=,则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出,见表1表1 液压缸各运动阶段负载表5快进、工进和快退时间和速度快进时的行程为l=100mm,整个快进进程可看做速度为v1=4.5m/min的匀速运动,所以快进时间为t=l/v1=100/1000⨯60=1S工进时的行程为l=100mm,此进程的速度为v2=60~1000mm/min,所以此进程的工进时间t=l/ v2=100/(60~1000) ⨯60=(6~100)s快退时的行程为l=200mm, 整个快退进程可看做速度为v3=4.5m/min的匀速运动,所以快退时间为t=l/v3=400/1000⨯60=第二节:肯定液压缸参数1.初选液压缸的工作压力参考同类组合机床见表2,初定液压缸的工作压力表 2 各类机械常常利用的系统工作压力2.肯定液压缸的主要结构尺寸本题要求动力滑台的快进快退速度相等,现采用活塞杆固定的单杆式液压缸。

液压机液压传动与控制系统设计手册

液压机液压传动与控制系统设计手册

液压机液压传动与控制系统设计手册【实用版】目录一、液压机的概述二、液压传动系统的设计1.液压元件的选择2.液压传动系统的原理图设计3.液压传动系统的性能分析三、控制系统的设计1.控制系统的组成2.控制策略的选择3.控制系统的实现四、液压机液压传动与控制系统的实际应用正文一、液压机的概述液压机是一种利用液体压力来传递动力的机械设备,其主要由液压元件、液压传动系统以及控制系统组成。

液压机的工作原理是利用液压油的压力来驱动液压缸,从而实现机械的运动。

液压机的应用广泛,主要用于锻造、冲压、拉伸等工艺过程。

二、液压传动系统的设计1.液压元件的选择液压元件是液压传动系统的核心部分,主要包括液压泵、液压阀、液压缸等。

液压元件的选择主要根据液压机的工作要求、工作环境和液压油的性质来确定。

2.液压传动系统的原理图设计液压传动系统的原理图设计是液压传动系统设计的重要环节。

原理图设计主要包括液压泵、液压阀、液压缸的连接方式和顺序,以及液压油的流动方向和压力分布。

3.液压传动系统的性能分析液压传动系统的性能分析主要包括液压传动系统的工作压力、流量、效率和稳定性等。

通过对液压传动系统的性能分析,可以确保液压传动系统的正常工作和长期稳定性。

三、控制系统的设计1.控制系统的组成控制系统主要由控制器、传感器和执行器组成。

控制器是控制系统的核心部分,主要负责控制液压传动系统的工作。

传感器是控制系统的输入部分,主要用于检测液压传动系统的工作状态。

执行器是控制系统的输出部分,主要用于控制液压传动系统的工作。

2.控制策略的选择控制策略的选择是控制系统设计的重要环节。

控制策略的选择主要根据液压机的工作要求、工作环境和液压油的性质来确定。

常用的控制策略包括比例 - 积分 - 微分控制(PID 控制)、模糊控制和神经网络控制等。

3.控制系统的实现控制系统的实现主要包括控制器程序的设计和执行器的控制。

控制器程序的设计主要采用 MATLAB 仿真软件进行,通过仿真可以验证控制器程序的正确性和有效性。

机械《液压传动与控制》课程设计

机械《液压传动与控制》课程设计

机械《液压传动与控制》课程设计1. 课程设计目的本课程设计旨在让学生通过实际操作和设计,了解和掌握液压传动与控制的基本原理和工作方式。

通过完成设计任务,学生将培养实际动手能力,提高解决实际问题的能力,并加深对液压传动与控制的理论知识的理解。

2. 设计内容根据课程教学大纲和教师要求,学生需要完成以下设计任务:1. 设计一个液压系统,包括液压泵、液压缸等组件的选择和布置。

2. 根据给定的工作条件,计算液压系统所需的液压压力和流量。

3. 设计液压系统的控制电路,包括阀门的选型和布局。

4. 搭建液压系统实验平台,并进行仿真实验验证设计的正确性和可行性。

5. 撰写设计报告,详细描述设计过程、理论依据和实验结果。

3. 设计步骤本课程设计可按以下步骤进行:1. 确定设计任务的具体要求和限制条件,并进行初步的系统设计思路的构建。

2. 进行液压元件的选择和布置设计,包括液压泵、液压缸、油箱等。

3. 根据工作条件,进行液压系统的性能计算,包括压力、流量、速度等。

4. 设计液压系统的控制电路,选择合适的阀门和传感器,并进行布局。

5. 搭建液压系统实验平台,进行仿真实验,并记录实验数据。

6. 根据实验数据和理论计算结果,对设计进行评估和优化。

7. 撰写设计报告,包括设计过程、理论分析、实验结果和结论。

8. 准备设计报告演讲和答辩。

4. 设计要求本课程设计要求学生充分运用液压传动与控制的理论知识,熟练掌握液压系统的设计步骤和方法。

同时,学生需要具备以下能力:- 独立思考和解决问题的能力。

- 动手实践和操作液压系统的能力。

- 善于团队合作和与他人沟通的能力。

- 能够正常使用设计软件和实验设备的能力。

5. 设计评分标准本课程设计将按以下标准进行评分:- 设计报告的完整性和规范性。

- 实验数据的准确性和可靠性。

- 设计思路的合理性和创新性。

- 实验平台的搭建和操作效果。

6. 参考资料以下是本课程设计的一些参考资料,供学生参考使用:- 液压传动与控制课程教材及课件- 液压传动与控制相关的专业书籍和期刊文章- 液压系统设计仿真软件的使用手册以上是《液压传动与控制》课程设计的相关要求和指导,请学生按照要求认真完成设计任务,并及时向教师进行进度汇报和咨询。

压装机液压系统课程设计

压装机液压系统课程设计

压装机液压系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解压装机液压系统的基础理论知识,掌握液压系统的组成、工作原理及主要性能参数。

2. 学生能够了解液压油的选择、维护及液压元件的常见故障分析。

3. 学生掌握压装机液压系统设计的基本流程和步骤,具备分析简单液压系统设计问题的能力。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,进行压装机液压系统的初步设计和计算。

2. 学生能够熟练使用相关绘图软件,绘制液压系统原理图和装配图。

3. 学生具备一定的液压系统故障排除能力,能够解决实际操作中遇到的问题。

情感态度价值观目标:1. 学生通过学习,培养对液压技术的兴趣,提高工程意识和创新意识。

2. 学生在课程学习过程中,培养团队协作精神和沟通能力,增强解决问题的自信心。

3. 学生了解液压系统在工业生产中的重要性,认识到学习液压技术对个人和社会的意义。

课程性质:本课程为专业选修课,适用于具有一定机械基础和液压基础的学生。

学生特点:学生为高二年级机械制造与自动化专业学生,已学习相关机械基础课程,具有一定的识图能力和动手能力。

教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和工程应用能力。

通过课程学习,使学生能够独立完成压装机液压系统的设计和分析任务,为将来的职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. 液压系统基础知识- 液压系统的组成、工作原理及性能参数(对应教材第2章)- 液压油的选择、维护及液压元件功能(对应教材第3章)2. 液压系统设计方法与流程- 压装机液压系统设计要求及步骤(对应教材第5章)- 液压系统原理图、装配图的绘制方法(对应教材第6章)3. 液压系统元件选型与计算- 液压泵、液压马达、液压缸等元件的选型计算(对应教材第7章)- 液压阀的类型及选用方法(对应教材第8章)4. 液压系统故障分析及维护- 常见液压系统故障类型及原因(对应教材第9章)- 液压系统维护方法及故障排除(对应教材第10章)5. 实践教学环节- 压装机液压系统设计实例分析(结合教材实例)- 相关绘图软件操作培训(CAD软件应用)教学内容安排与进度:第1周:液压系统基础知识学习第2周:液压系统设计方法与流程学习第3周:液压系统元件选型与计算第4周:液压系统故障分析及维护第5-6周:实践教学环节,设计实例分析与绘图软件操作培训三、教学方法1. 讲授法:- 对于液压系统的基础理论知识、设计方法与流程等抽象、概念性较强的内容,采用讲授法进行教学,使学生系统地掌握液压系统相关知识点。

压力机液压系统毕业设计

压力机液压系统毕业设计

压力机液压系统毕业设计压力机液压系统毕业设计在现代工业生产中,压力机被广泛应用于金属加工、塑料成型等领域。

而压力机的液压系统则是其核心组成部分之一,起到传递力量、控制运动等重要作用。

因此,设计一个高效可靠的压力机液压系统成为了毕业设计的重要课题之一。

一、设计目标与要求在进行压力机液压系统的毕业设计时,首先需要明确设计目标与要求。

设计目标应包括系统的工作压力、工作速度、工作温度等参数,以及系统的可靠性、安全性等方面的要求。

同时,还需要考虑到系统的节能性、环保性等因素,以满足现代工业对于可持续发展的要求。

二、系统组成与原理压力机液压系统主要由液压泵、液压缸、液压阀组成。

液压泵负责将液体压力转化为机械能,液压缸则通过液体的压力来实现运动,液压阀则起到控制液压系统运行的作用。

在设计液压系统时,需要根据实际工作需求来选择合适的泵、缸和阀。

泵的选择应考虑到其流量、压力和效率等参数,以保证系统的工作效率和可靠性。

缸的选择则需要考虑到其工作力和行程等因素,以满足不同工件的加工需求。

阀的选择则需要根据系统的控制要求来确定,如单向阀、溢流阀、节流阀等。

三、系统控制与安全在压力机液压系统的设计中,系统的控制与安全是不可忽视的因素。

系统的控制应考虑到工作压力、速度、位置等参数的调节,以满足不同工件的加工要求。

同时,还需要考虑到系统的自动化程度,如是否采用PLC控制等。

在系统的安全性设计中,应考虑到压力机在工作过程中可能出现的突发情况,如液压管路破裂、泄漏等。

因此,应采取相应的安全措施,如安装压力传感器、温度传感器等,以及设置相应的报警装置,及时发现并处理潜在的安全隐患。

四、系统优化与改进在压力机液压系统的毕业设计中,优化与改进是不可缺少的环节。

通过对系统的参数、组件等进行优化,可以提高系统的工作效率和可靠性。

同时,还可以考虑采用新型材料、新技术等来改进系统的性能。

例如,可以考虑采用变频调速技术来实现系统的速度调节,以提高系统的工作灵活性和节能性。

液压传动课程设计

液压传动课程设计

【液压传动课程设计说明书设计题目:半自动液压专用铣床液压系统[工程技术系机械设计制造及其自动化4班。

设计者指导教师2016 年 12 月 1 日摘要、液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容,包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。

现以半自动液压专用铣床液压系统为例,介绍液压系统的设计计算方法。

设计一台多用途大台面液压机液压系统,适用于可塑材料的压制工艺,如冲压、弯曲翻边、落板拉伸等。

要求该机的控制方式:用按钮集中控制,可实现调整,手动和半自动,自动控制。

要求该机的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺要求进行调整。

主缸工作循环为:快降、工作行程、保压、回程、空悬。

顶出缸工作循环为:顶出、顶出回程(或浮动压边)。

关键字:液压; 快进; 工进; 快退{前言本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课,是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。

本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识,进行液压传动的设计实践,使理论知识和生产实际知识紧密结合起来,从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。

通过设计实际训练,为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。

,(1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练,它不仅可以巩固所学的理论知识,也可以为以后的设计工作打好基础。

在设计过程中必须严肃认真,刻苦钻研,一丝不苟,精益求精。

(2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。

教师的指导作用是指明设计思路,启发学生独立思考,解答疑难问题,按设计进度进行阶段审查,学生必须发挥主观能动性,积极思考问题,而不应被动地依赖教师查资料、给数据、定方案。

(3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。

任何设计都不能凭空想象出来,利用已有资料可以避免许多重复工作,加快设计进程,同时也是提高设计质量的保证。

华中科技大学液压传动系统课程设计

华中科技大学液压传动系统课程设计

液压系统课程设计讲稿冯天麟液压传动系统课程设计步骤一、设计依据及参数的提出1.根据生产或加工对象工作要求选择液压传动机构的结构形式和规格;2.分析机床或设备的工作循环和执行机构的工作范围;3.对生产设备各种部件(电气、机械、液压)的工作顺序、转换方式和互锁要求等要详细说明或了解;4.一些具体特殊要求的动作(如高速、高压、精度等)对液压传动执行机构的特殊要求;5.液压执行机构的运动速度、载荷及变化范围(调节范围);6.对工作的可靠性、平稳性以及转换精度的要求;7.其它要求(如检测、维修)。

二、负载分析(一)负载特性液压执行机构在运动或加工的过程中所承受的负载有工作阻力、摩擦力、惯性力、重力,密封阻力和背压力。

但是从负载角度归纳为三种负载,即阻力负载、负值负载、惯性负载。

1.阻力负载(或正值负载)——负载方向与进给方向相反,即机床切削力(如:铣、钻、镗等),摩擦力,背压力。

切削力+重力+惯性力切削力+惯性力+摩擦力2.负值负载(或超越负载)——负载方向与执行机构运动方向相同(如:顺铣、重力下降,制动减速等)。

3.惯性负载——机构运动转换过程中由惯性所形成的负载(如前冲和后冲,系统的爬行)。

(二)执行机构负载分析1. 液压缸机械负载计算 (1)液压缸机械负载计算在设计选取功率匹配时,一般主要考虑工进阶段的驱动功率,即负载F 为:()f t g mF F F F η=++F f —摩擦力 F t —负载 F g —惯性力m η一般取0.9~0.95(2)液压缸的工作状态分析 工作循环图负载图(P-t)2. 液压马达的负载及其循环图t f mM M M M =++ 注意:液压马达的低速稳定性的问题;即为非常重要的性能参数三、系统主要参数的确定(一)初定液压缸工作压力1. 液压缸的工作压力选择因素 (1) 液压缸的安装布局;分析驱动力的传递形式如压下力,举升力,斜推力(分力关系)等(2) 系统效率压力低,效率低压力适中 (3) 负载刚度和密封性能(活塞及液压缸径大,负载刚度性能好)切削机床一般选用压力在a 10MP 以下,小型机械在a 1016MP ,大型重型机械在a 2030MP 以下。

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安徽建筑工业学院液压传动设计说明书设计题目压力机液压系统设计机电工程学院班设计者2010 年4 月10 日液压传动任务书1. 液压系统用途(包括工作环境和工作条件)及主要参数:单缸压力机液压系统,工作循环:低压下行→高压下行→保压→低压回程→上限停止。

自动化程度为半自动,液压缸垂直安装。

最大压制力:20×106N;最大回程力:4×104N;低压下行速度:25mm/s;高压下行速度:1mm/s;低压回程速度:25mm/s;工作行程:300mm;液压缸机械效率。

2. 执行元件类型:液压缸3. 液压系统名称:压力机液压系统。

设计内容1. 拟订液压系统原理图;2. 选择系统所选用的液压元件及辅件;3. 设计液压缸;4. 验算液压系统性能;5. 编写上述1、2、3和4的计算说明书。

压力机液压系统设计1 压力机的功能液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。

它常用于压制工艺和压制成形工艺,如:锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。

液压机有多种型号规格,其压制力从几十吨到上万吨。

用乳化液作介质的液压机,被称作水压机,产生的压制力很大,多用于重型机械厂和造船厂等。

用石油型液压油做介质的液压机被称作油压机,产生的压制力较水压机小,在许多工业部门得到广泛应用。

液压机多为立式,其中以四柱式液压机的结构布局最为典型,应用也最广泛。

图所示为液压机外形图,它主要由充液筒、上横梁2、上液压缸3、上滑块4、立柱5、下滑块6、下液压缸7等零部件组成。

这种液压机有4个立柱,在4个立柱之间安置上、下两个液压缸3和7。

上液压缸驱动上滑块4,下液压缸驱动下滑块6。

为了满足大多数压制工艺的要求,上滑块应能实现快速下行→慢速加压→保压延时→快速返回→原位停止的自动工作循环。

下滑块应能实现向上顶出→停留→向下退回→原位停止的工作循环。

上下滑块的运动依次进行,不能同时动作。

2 压力机液压系统设计要求设计一台压制柴油机曲轴轴瓦的液压机的液压系统。

轴瓦毛坯为:长×宽×厚 = 365 mm×92 mm×7.5 mm 的钢板,材料为08Al ,并涂有轴承合金;压制成内径为Φ220 mm 的半圆形轴瓦。

液压机压头的上下运动由主液压缸驱动,顶出液压缸用来顶出工件。

其工作循环为:主缸快速空程下行?慢速下压?快速回程?静止?顶出缸顶出?顶出缸回程。

液压机的结构形式为四柱单缸液压机。

图 液压机外形图1-充液筒;2-上横梁;3-上液压缸;4-上滑块;5-立柱;6-下滑块;7-下液压缸;8-电气操纵箱;9-动力机构3 压力机液压系统工况液压机技术参数:(1)主液压缸(a)负载压制力:压制时工作负载可区分为两个阶段。

第一阶段负载力缓慢地线性增加,达到最大压制力的10%左右,其上升规律也近似于线性,其行程为90 mm(压制总行程为110 mm)第二阶段负载力迅速线性增加到最大压制力18×105 N,其行程为20 mm。

回程力(压头离开工件时的力):一般冲压液压机的压制力与回程力之比为5~10,本压力机取为5,故回程力为F h = ×105 N。

移动件(包括活塞、活动横梁及上模)质量=3058 kg。

(在实际压力机液压系统的设计之前,应该已经完成压力机的结构设计,这里假设已经设计完成压力机的机械结构,移动件的质量已经得到。

)(b)行程及速度快速空程下行:行程S l = 200 mm,速度v1=60 mm/s;工作下压:行程S2 = 110 mm,速度v2=6 mm/s。

快速回程:行程S3 = 310 mm,速度v3=53 mm/s。

(2)顶出液压缸(a)负载:顶出力(顶出开始阶段)F d=×105 N,回程力F dh = 2×105 N。

(b)行程及速度;行程L4 = 120 mm,顶出行程速度v4=55 mm/s,回程速度v5=120 mm/s。

液压缸采用V型密封圈,其机械效率ηcm=。

压头起动、制动时间:s。

设计要求。

本机属于中小型柱式液压机,有较广泛的通用性,除了能进行本例所述的压制工作外,还能进行冲孔、弯曲、较正、压装及冲压成型等工作。

对该机有如下性能要求:(a)为了适应批量生产的需要应具有较高的生产率,故要求本机有较高的空程和回程速度。

(b)除上液压缸外还有顶出缸。

顶出缸除用以顶出工件外,还在其他工艺过程中应用。

主缸和顶出缸应不能同时动作,以防出现该动作事故。

(c)为了降低液压泵的容量,主缸空程下行的快速行程方式采用自重快速下行。

因此本机设有高位充液筒(高位油箱),在移动件快速空程下行时,主缸上部形成负压,充液筒中的油液能吸入主缸,以补充液压泵流量之不足。

(d)主缸和顶出缸的压力能够调节,压力能方便地进行测量。

(e)能进行保压压制。

(f)主缸回程时应有顶泄压措施,以消除或减小换向卸压时的液压冲击。

(g)系统上应有适当的安全保护措施。

4 确定压力机液压缸的主要参数(1)初选液压缸的工作压力(a)主缸负载分析及绘制负载图和速度图液压机的液压缸和压头垂直放置,其重量较大,为防止因自重而下滑;系统中设有平衡回路。

因此在对压头向下运动作负载分析时,压头自重所产生的向下作用力不再计入。

另外,为简化问题,压头导轨上的摩擦力不计。

惯性力;快速下降时起动F az = m ΔvΔt= 3058×错误!= 917 N快速回程时起动与制动F as = m ΔvΔt= 3058×错误!= 810 N压制力:初压阶段由零上升到F1 = ×106 N× = ×105 N终压阶段上升到F2 = ×106 N循环中各阶段负载见表,其负载图见图1.2a。

注:表中的液压缸工作压力的计算利用了后续液压缸的结构尺寸。

运动分析:根据给定条件,空载快速下降行程200 mm,速度60 mm/s。

压制行程110 mm,在开始的90 mm内等速运动。

速度为6 mm/s,最后的20 mm内速度均匀地减至零,回程以53 mm/s的速度上升。

利用以上数据可绘制出速度图,见图。

a 压力机液压系统负载图b 压力机液压缸运动速度图图液压机主液压缸负载和速度图(2)确定液压缸的主要结构参数根据有关资料,液压机的压力范围为20~30 MPa,现有标准液压泵、液压阀的最高工作压力为32 MPa,如选此压力为系统工作压力,液压元件的工作性能会不够稳定,对密封装置的要求以较高,泄漏较大。

参考系列中现已生产的其它规格同类液压机(如63、100、200、300吨液压机)所采用的工作压力,本机选用工作压力为25×106Pa。

液压缸内径D和活塞杆直径d可根据最大总负载和选取的工作压力来确定。

(a)主缸的内径DD =4Fηcmπp=4××106×π×25×106= 0.317m = 317 mm按标准取D =320mm(b)主缸无杆腔的有效工作面积A1A1=π4D2 =π4×=0.0804m2=804 cm2(c)主缸活塞杆直径dd =D2-4F hηcmπp=错误!=0.287 m=287 mm按标准值取d = 280 mmD-d=320–280=40 mm>允许值12.5 mm(据有关资料,(D–d)小于允许值时,液压缸会处于单向自锁状态。

)(4)主缸有杆腔的有效工作面积A2A2 = π4(D2–d2)=π4×(–)= 0.01885 m2 = 188.5 cm2(d)主缸的工作压力活塞快速下行起动时p1 =Fηcm A1= 错误!= 12533 Pa初压阶段末p1 =Fηcm A1= 错误!= ×106 Pa终压阶段末p1 =Fηcm A1= 错误!= ×106 Pa活塞回程起动时p2 =Fηcm A2= 错误!= 21×106 Pa活塞等速运动时p2 =Fηcm A2= 错误!= ×106 Pa回程制动时p2 =Fηcm A2= 错误!= ×106 Pa(e)液压缸缸筒长度液压缸缸筒长度由活塞最大行程、活塞长度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特殊要求的其他长度确定。

其中活塞长度B=(~)D;导向套长度A=(~)d。

为了减少加工难度,一般液压缸缸筒长度不应大于内径的20~30倍。

(3)计算液压缸的工作压力、流量和功率(a)主缸的流量快速下行时q1 = A1v1 = 804×6 = 4824cm3/s = L/min工作行程时q2 = A2v2 = 804× = 482cm3/s = L/min快速回程时q3 = A3v3 = × = 999cm3/s = L/min(b)主缸的功率计算快速下行时(起动):P1 = p1q1 = 12533×4824×10-6 = W工作行程初压阶段末:P2 = p2q2 = ×106×482×10-6 = 1186 W终压阶段:此过程中压力和流量都在变化,情况比较复杂。

压力p在最后20 mm行程内由MPa增加到MPa,其变化规律为p = +错误!= +(MPa)式中S——行程(mm),由压头开始进入终压阶段算起。

流量q在20 mm内由482 cm3/s降到零,其变化规律为q = 482(1-S20)(cm3/s)功率为P = pq = 482×(+)×(1-S 20)求其极值,?P?S= 0得S = (mm)此时功率P最大P max = 482×(+×)×(1-错误!)= W = kW快速回程时;等速阶段P = pq = ×106×999×10-6 = kW起动阶段:此过程中压力和流量都在变化,情况也比较复杂。

设启动时间秒内作等加速运动,起动阶段活塞行程为S = = ×× = 5.3mm在这段行程中压力和流量均是线性变化,压力p由21 MPa降为MPa。

其变化规律为p = 21–错误!S = 21–(MPa)式中S——行程(mm),由压头开始回程时算起。

流量q由零增为999 cm3/s,其变化规律为q = 错误!S = 188S(cm3/s)功率为P = pq = 188S(21–)求其极值,?P?S= 0得S = (mm),此时功率P最大P max = 188××(21–×)= 5755 W = kW由以上数据可画出主液压缸的工况图(压力循环图、流量循环图和功率循环图)见图。

(c)顶出缸的内径D dD d =4F dηcmπp=4××106×π×25×106= 1419 m = 142 mm按标准取D d = 150 mma 压力循环图b 流量循环图c 功率循环图图主液压缸工况图(d)顶出缸无杆腔的有效工作面积A1dA1d = π4D d2 =π4× = 0.0177m2 = 177 cm2(e)顶出缸活塞杆直径d dd d = D d2-4F dhηcmπp= 错误!= 0.1063 m = 106 mm按标准取d d = 110 mm(f)顶出缸有杆腔的有效工作面积A2dA2 d = π4(D d2–d d 2)=π4×(–)= 0.00817m2 = 81.7cm2(g)顶出缸的流量顶出行程q4 = A1 d v4 = 177× = cm3/s = L/min回程q5 = A2 d v5 = ×12 = 980 cm3/s = L/min顶出缸在顶出行程中的负载是变动的,顶出开始压头离工件较大(负载为F d),以后很快减小,而顶出行程中的速度也是变化的,顶出开始时速度由零逐渐增加到v4;由于这些原因,功率计算就较复杂,另外因顶出缸消耗功率在液压机液压系统中占的比例不大,所以此处不作计算。

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