液压剪板机液压系统设计毕业论文-毕业论文

液压剪板机液压系统设计1 绪论液压剪板机简介剪板机是借于运动的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂分离。

剪板机可分为：脚踏式（人力）、机械剪板机式、液压摆式剪板机等。

剪板机常用来剪裁直线边缘的板料毛坯。

剪切工艺应能保证被剪板料剪切表面的直线性和平行度要求，并尽量减少板材扭曲，以获得高质量的工件。

随着现代科学的发展剪板机工艺也发生了很大变化，已由传统的手工操作发展到今天的全自动机械化。

液压技术是现代制造的基础，它的广泛应用，很大程度上代替了普通成型加工，使全球制造业发生了根本性变化。

液压技术已被世界各国列为优先发展的关键工业技术，成为当代国际间科技竞争的重点。

因此，液压技术的水准、拥有和普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。

为适合这种行势，需要大量设计一些液压机的工作系统。

本次就是要设计一款剪板机液压系统。

剪板机是一种用于剪切金属板料的机床。

大中型剪板机的主运动（剪刀上、下）多数采用液压传动，即采用液压缸带动剪刀（架）上下。

为了防止板料翘起或移动，剪切时必须用压料脚将板材压紧。

而为了减少送料时摩擦力，送料时采用拖料球支承板料。

这些辅助动作用若干个小辅助缸完成。

剪切时主缸的典型动作循环为：空程下行-剪切-缓冲-快速回程。

在下行过程中主缸可随时停止运动并退回（点动）。

剪板机剪切后应能保证被剪板料剪切面的直线度和平行度要求，并尽量减少板材扭曲，以获得高质量的工件。

剪板机的上刀片固定在刀架上，下刀片固定在工作台上。

工作台上安装有托料球，以便于板料的在上面滑动时不被划伤。

后挡料用于板料定位，位置由电机进行调节。

压料缸用于压紧板料，以防止板料在剪切时移动。

护栏是安全装置，以防止发生工伤事故。

液压剪板机的发展动态金属切削机床是应用液压技术较广泛的领域之一。

采用液压传动技术与控制的机床，可在较宽范围内进行无级调速，具有良好的换向及速度换接性能，易于实现自动工作循环，对提高生产效率，改进产品质量和改善劳动条件，都起着十分重要的作用。

液压系统的设计其实就是液压站的设计，它是独立的液压装置，它按驱动装置要求供油，并控制油流的方向、压力和流量，它适合用于主机与液压装置分离的各种液压机械下。

在用的时候只要将液压站与主机上的执行机构（油缸和油马达）用油管相连，液压机械即可实现各种规定的动作。

液压传动在机械设备中的应用非常广泛。

有的设备是利用其能传递大的动力，且结构简单、体积小、重量轻的优点，如工程机械、矿山机械、冶金机械等；有的设备是利用它操纵控制方便，能较容易地实现较复杂工作循环的优点，如各类金属切削机床、轻工机械、运输机械、军工机械、各类装载机等。

液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。

因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性，液压控制在工业上受到广泛的重视。

液压传动是研究以有压流体为能源介质，来实现各种机械和自动控制的学科。

液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。

目前的情况可以分析看出，单一技术的传动方式构成简单、传动可靠，适用于某些特定的场合和领域。

而在大多数的实际应用中，这些传动技术往往不是孤立存在的，彼此之间都存在着相互的渗透和结合，如液力、液压和电力的传动装置中都或多或少的包含有机械传动环节，而新型的机械和液力传动装置中也设置了电气和液压控制系统。

换句话说，采用有针对性的复合集成的方式，可以充分发挥各种传动方式各自的优势，扬长避短，从而获得最佳的综合效益。

值得注意的是，兼有调节与布局灵活性及高功率密度的液压传动装置在其中充当着重要角色。

自20世纪90年代以来，工程机械进入了一个新的发展时期，新技术的广泛应用使得新结构和新产品不断涌现。

随着微电子技术向工程机械的渗透，工程机械日益向智能化和机电一体化方向发展，对工程机械行走驱动装置提出的要求也越来越苛刻。

近年来，液压技术迅速发展，液压元件日臻完善，使得液压传动在工程机械传动系统中的应用突飞猛进，液压传动所具有的优势也日渐凸现。

可以相信，随着液压技术与微电子技术、计算机控制技术以及传感技术的紧密结合，液压传动技术必将在工程机械行走驱动系统的发展中发挥出越来越重要的作用。

因此对于液压系统的应用于研究对于国民经济发展、提高工厂效益都有非常积极的作用。

2 剪板机液压系统的设计与工作原理剪板机液压系统的工作原理液压系统基本工作要求从电机输出的扭矩通过带传动传给液压泵使之运转，之后机床的运作应分为送料、定位、装夹、进刀、退刀，现在来分别分析以上运动的实现过程。

（1）送料板料的传送主要靠皮带传动来实现。

（2）定位液压系统应设计一个挡料缸，主要用于阻碍板料的继续前进。

在送料过程，当板料运行到挡料缸的位置时，与挡料缸上的行程开关碰撞，此时工件也不再向前运行，工件得到了定位。

（3）装夹在完成板料的定位之后，由行程开关的作用，给电气液压联合控制系统一个信号，使夹紧液压缸进入工作状态从而夹紧工件。

（4）进刀夹紧液压缸夹紧工件之后，液压系统的压力急剧上升，达到某一设定值之后，通往主液压缸的溢流阀打开，此时液压系统便开始向主液压缸供油。

主液压缸与剪切板料的道具相接，通过主液压缸的运动来实现对板料的剪切。

在此过程中选用两个主液压缸驱动刀具剪切。

两个串联的液压缸不可能行程完全一致，这样容易产生误差使刀具倾斜，影响剪切的质量等，因此液压系统中应包含同步回路，以使两个主液压缸在每个行程中都能保持同步，消除相应的误差。

（5）退刀（同时松夹）当主液压缸的活塞杆运行到规定的行程时，由于行程开关挡块的作用，不可能再向前运行，此时便完成了剪切。

行程开关会给电-液控制系统一个信号，通过电-液控制系统的作用，使主液压缸反方向运动进行退刀，与此同时，主液压缸的活塞退了一定的行程时，又与活塞杆的端部上的行程挡块发生碰撞，此行程开关发出信号，使夹紧缸回油，板料被松开。

当夹紧缸回程时又与行程开关碰撞，行程开关发出相应的信号，使整个液压系统回油，恢复到初始状态，以便于进行下一次剪切。

根据实际生产对剪板机液压系统的各个功能的要求，可设计液压系统如图2-1所示。

该液压系统结构简单但功能齐全。

挡料缸能对把板料进行定位，以控制板料的长度。

液压泵首先向顶出缸供油，使板料被夹紧，以便于剪切。

当板料夹紧之后，系统的压力自然上升，液压泵转而向与剪切刀具相连的主液压缸供油，从而驱动刀具下降，对板料进行剪切。

剪切完毕之后，主液压缸上升，随后顶出缸的压力下降，从而进行下一次的剪切。

该系统应用几个行程开关，从而根据动作要求完成系统的各个动作要求，并且可以对系统实现点动控制。

由于剪刀有一定宽度，剪切刀架用两个主缸驱动。

一般将两个活塞杆直接和剪切刀架固定连接，液压系统中采用保证两缸运动保持同步的回路，以保证剪切时刀具正常切割不出现误差。

液压系统中有三个压料缸和三个托料缸，这样能增大板料被夹紧的面积，能使剪切质量提高。

这些缸都是单作用缸，即都利用弹簧实现回程。

1-液压泵 3-电磁溢流阀 3-减压阀 4-单向阀 5-蓄能器 6-单向顺序阀7-电磁溢流阀 8-单向截止阀 9-单向阀 10-减压阀 11-蓄能器13-液控单向阀 13-两位四通电磁换向阀 14-截止阀组图2-1液压剪板机液压系统图（1）板料由送料机构运输到剪板机刀具之下。

当板料Ⅴ的端部抵达挡料缸之后自动停止继续运动。

（2）液压缸Ⅲ活塞伸出压紧板料，托料缸Ⅳ活塞退回，支撑滚珠缩入台面之下，挡料缸Ⅴ活塞后退使挡块离开板边。

（3）剪切油缸Ⅰ、Ⅱ的活塞同步下降，带动剪切刀片剪切板料；因采用了带补偿措施的串联液压缸新同步贿赂，所以出现的同步误差在上下运动的一个周期内即可消除，上刀刃的剪切角可以基本保持不变。

（4）刀架回程，同时压料缸、托料缸和挡料缸相继复位。

综上工作循序，要求液压系统做到：板料被压紧后刀具才能上下运动进行剪切，即要有顺序回路；在剪切时要保持压紧力，即要有保压回路；刀架必须平行移动，保持剪切角不变，即要有同步回路。

液压系统的电气控制过程表2-1电磁铁动作表动作名称信号来源液压元件的工作情况1Y A 2YA 3YA 进程ST1 得电失电得电回程ST2 失电得电得电复位ST3 失电得电失电完成ST4 失电失电失电板料由挡料缸定位之后，电磁铁1YA、3YA通电，电磁阀2和7停止放油，油泵排油经减压阀3、单向阀4进入压料缸Ⅲ、托料缸Ⅳ和挡料缸Ⅴ，压料缸压紧板料，托料缸退回，挡料缸活塞在差压的作用下离开板料，托料缸退回，它的右腔向蓄能器11排油，同时油泵向蓄能器5充液。

压料力由减压阀3调整。

当压力上升超过单向顺序阀6的调整压力时，高压油进入剪切缸Ⅰ的上腔，实现剪切。

蓄能器5的作用是补充压料回路中油的泄露，并减少刀架空行程向下时的功率损耗，减少系统的发热。

用蓄能器，除了能补充压料回路的泄露外，还能使阀6保持开启，油泵的压力可以按照空行程的实际阻力而定，能耗明显的减少。

液压回路的保压主要由蓄能器5补偿泄露、油泵（通过减压阀3）补油、减压阀3和电磁溢流阀7限压来保证。

由于泄露而使刀刃的剪切角超过许可的范围，或板料厚度改变需要调节剪切角时，可以通过阀组14来调节。

打开中间的和右边的两阀时，蓄能器11的压力油进入缸Ⅱ的上下两腔，构成差动回路，使缸Ⅱ的活塞下降，剪切角变小。

如果打开右边的和左边的两个阀，蓄能器11的油进入缸Ⅱ的下强，而其上腔的油排入油箱使活塞上升，剪切角变大。

液压系统中设有换向阀13，工作时油缸Ⅱ的回程腔常处于蓄能器11的压力作用之下，造成被压使刀架下降运动平稳，这时回程腔通过液控单向阀12向蓄能器11充液，储存能量。

刀架停止运动时，又可以实现支撑作用。

回程时1YA断电，泵卸荷，2YA通电，换向阀13切换后，蓄能器11的压力油使液控单向阀12开启，并推动刀架回程，油腔Ⅰ上腔的油通过单向顺序阀6和电磁溢流阀2排回油箱。

刀架回程后，3YA断电，蓄能器5、挡料缸左腔和压紧回路卸荷，蓄能器11的压力油使挡料缸Ⅴ的活塞复位，在弹力的作用下，压料缸和托料缸复位。

由于回程时有泵卸荷，所以回程功耗少。

蓄能器的应用，使效率提高发热量减少，即使长期连续工作，没有冷却器也能保持正常的油温。

ST1、ST2、ST3、ST4为行程开关，用以限定行程的上下终点,并以此为控制信号，控制电磁阀的启闭，使液压系统实现其相应的功能；调整行程开关ST2、ST3的位置，可以高速调节行程的大小；靠此而形成开关还可以实现单次剪切的自动操作，即刀架下行碰到ST1后，自动回程，碰到ST2后停止。

3 液压缸的设计液压缸工作参数要求设计要求主机中能完成空载启动，剪切、和快速回程动作。

辅助动作包括：剪切中途回程、点动向上、点动向下等动作。