液壓課程設計--四柱液壓機(已修改)

　

【正文】 1 常州工學院 《液壓與氣動》課 程 設 計 題 目： 四柱 液壓機 系 、班級： 機電工程學院 11機 （ 三 ）班 姓 名： 徐興興 學 號： 11010333 指導教師：徐建方 2022年 12月 29日 2 緒論 本次設計的題目由我實習的公司提供，主要是對鋁合金材料等的加工。公司所生產的產品是氣瓶，材料包括鋁合金、碳纖維、鋼等。設計液壓機是為了更加深刻理解液壓機在加工過程中的工作原理以及實際應用意義。液壓機是利用液體來傳遞壓力的液壓設備。液體在密閉的容器中傳遞壓力時是遵循帕斯卡定律。 液壓機的液壓傳動系統(tǒng)由動力機構、控制機構、執(zhí)行機構、輔助機構和工作介質組成。本機器采用三梁四柱結構形式，機身由工作臺、滑塊、上橫梁、立柱、鎖母和調節(jié)螺母等組成。四柱式結構為液壓機最常見的結構形式之一。四柱式結構最顯著的特點是工作空間 寬敞、便于四面觀察和接近模具。整機結構簡單，工藝性較好，但立柱需要大型圓鋼或鍛件。液壓機在一定的機械、電子系統(tǒng)內，依靠液體介質的靜壓力，完成能量的積壓、傳遞、放大，實現機械功能的輕巧化、科學化、最大化。液壓機械具有重量輕、功率大、結構簡單、布局靈活、控制方便等特點，速度、扭矩、功率均可做無級調節(jié)，能迅速換向和變速，調速范圍寬，快速性能好，工作平穩(wěn)、噪音小 . 適用于金屬材料壓制工藝 ,如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可從事于校正、壓裝、砂輪成型、冷熱擠壓金屬等同樣適應于非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、粉末冶金、絕 緣材料等壓制成型，以及有關壓制方面的新工藝、新技術的試驗研究等。已經廣泛應用到醫(yī)療、科技、軍事、工業(yè)、自動化生產、運輸、礦山、建筑、航空等領域。 本設計題目的要求是按照液壓系統(tǒng)規(guī)定的動作圖表驅動電機、選擇規(guī)定的工作方式，在發(fā)訊元件的指令下，使有關電磁鐵的動作以完成點動和半自動循環(huán)指定的工藝動作。 2 裝在電氣控制箱內，操作人員只需操縱相應的開關按扭，即可對機器進行操作。 由于繼電器接觸器控制是采用固定接線的硬件實現邏輯。如果生產任務或生產工藝發(fā)生變化，就必須重新設計，改變硬件結構，這樣造成時間和資金 的浪費。另外，大型控制系統(tǒng)用繼電器接觸控制，使用繼電器數量多，控制系統(tǒng)體積大，耗電多，且繼電器觸點為機械觸點，工作頻率低，在頻繁動作情況下壽命較短，造成系統(tǒng)故障，系統(tǒng)的可靠性差。而 PLC 控制能改善繼電器控制器上述的不足 , PLC 可靠性高，抗干擾能力強 ,通用性強，控制程序可變，使用方便 ,功能強，適應面廣 ,編程簡單，容易掌握 。體積小、重量輕、功耗低、維護方便 ,減少了控制系統(tǒng)的設計及施工的工作量等特點 ,所以設計時我們采用 PLC 能集中且較方便地制。 (1)高速化，高效化，低能耗。提高液 壓機的工作效率，降低生產成本。 (2)機電液一體化。充分合理利用機械和電子方面的先進技術促進整個液壓系統(tǒng)的完善。 (3)自動化、智能化。微電子技術的高速發(fā)展為液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現的在加工，應能夠實現對系統(tǒng)的自動診斷和調整，具有故障預處理的功能。 3 (4)液壓元件集成化，標準化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止 3 泄漏和污染。標準化的元件為機器的維修帶來方便。 液壓傳動的基本原理：液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機的機械能轉換為液體的壓力能， 通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件 (液壓缸或馬達 )把液體壓力能轉換為機械能，從而驅動工作機構，實現直線往復運動和回轉運動。其中的液體稱為工作介質，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。 在液壓傳動中，液壓油缸就是一個最簡單而又比較完整的液壓傳動系統(tǒng)，分析它的工作過程，可以清楚的了解液壓傳動的基本原理。 [編輯本段 ]液壓傳動系統(tǒng)的組成 液壓系統(tǒng)主要由：動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助 元件和工作介質等五部分組成。 動力元件（油泵） 它的作用是把液體利用原動機的機械能轉換成液壓力能；是液壓傳動中的動力部分。 執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達） 它是將液體的液壓能轉換成機械能。其中，油缸做直線運動，馬達做旋轉運動。 控制元件 包括壓力閥、流量閥和方向閥等。它們的作用是根據需要無級調節(jié)液動機的速度，并對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進行調節(jié)控制。 輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件各種管接頭 (擴口式、焊接式、卡套 式）、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測壓接頭、管夾等及油箱等，它們同樣十分重要。 工作介質 工作介質是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，它經過油泵和液動機實現能量轉換 4 目錄 緒論????????????????????????????? ? 2 第 1 章 設計任務書??????????????????????? 5 一 設計題目??????????????????????? ? 5 二 設計目的??????????????????????? ? 5 三 設計要求??????????????????????? ? 5 四 設計內容??????????????????????? 3 第 2 章 主要參數確定????????????????????? ? 6 . 第 3 章 確定主液壓缸、頂出液壓缸結構尺寸 ? ?????????????? 8 第 4 章 液壓缸運動中的供油量計算???????????????? ? 9 第 5章 確定快速空行程供油方式，液壓泵規(guī)格，驅動電動機功率 ??? 10 第 6章 六柱設計計算 ???????????????????? ?? 11 第 7 章 選取液壓系統(tǒng)圖 ??????????????????? ?? 16 第 8 章 液壓系統(tǒng)工作油路分析????????????????? ? 18 第 9 章 計算和選取液壓元件????????????????? ?? 19 第 10 章 液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證 ????????????????? ? 23 第 11 章 控制部分??????????????????????? 28 總結?????????????????????????????? ? 30 參考文獻????????????????????????? ???? 31 5 第一章 設計說明書 一 設計內容 設計一臺四柱液壓機，要求實現“快進 —— 減速 —— 加壓工作行程 —— 保壓延時 —— 泄壓回程 —— 回程停止”的工作循環(huán)。 甲組：壓制力為 2022000N,行程為 200mm,快進速度為 50mm/s, 壓制速度為 6mm/s,回程速度為 40mm/s. 二 設計目的 ： （ 1）綜合運用液壓傳動及其它先修課的理論知識和生產實際知識，進行液壓傳動設計實踐，從而使這些知識得到進一步的鞏固，加深和發(fā)展。 （ 2） 熟悉和掌握擬定液壓傳動系統(tǒng)圖，液壓缸結構設計，液壓元件選擇以及液壓系統(tǒng)的計算方法。 （ 3） 通過課程設計，提高設計、計算、繪圖的基本技能，熟悉設計資料和技術手冊，培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力，為今后畢業(yè)設計及設計工作打下必要的基礎。 三 設計要求 : 按照液壓系統(tǒng)規(guī)定的動作圖表驅動 電機 、選擇規(guī)定的工作方式，在發(fā)訊元件的指令下，使有關電磁鐵的動作以完成點動和半自動循環(huán)指定的工藝動作。設電氣 控制箱，除依據機器部分的需要必須分散安裝于各處的電器元件（如：電動機、電磁鐵、接近開關、壓力繼電器）外，其它電器均集中安裝在電氣控制箱內，操作人員只需操縱相應的開關按扭，即可對機器進行操作。 四 設計內容： （ 1）設計計算液壓系統(tǒng)，包括液壓系統(tǒng)的擬定，液壓缸的設計，液壓元件及電機的選擇，液壓站的設計。 （ 2）編寫設計計算說明書，包括設計任務，設計計算過程，系統(tǒng)原理圖（系統(tǒng)圖，動作循環(huán)圖，電磁鐵動作表，液壓元件一覽表）。 6 第二章 主要參數確定 液壓系統(tǒng)最高工作壓力 P=30MPa，在本系統(tǒng)中選用 P=25MPa； V 快 =50mm/s,V 工 =6mm/s，令起動時間不超過 秒， 選取工作壓力 F=25000N(按負載 2022030000 計算得 ) 選取 P=2025MPa 取 P1=25MPa [20噸液壓機設計要求 ] (1).液壓系統(tǒng)最高壓力 P=32MPa 一般選用 P=2025MPa (2).主液壓缸用于沖壓的壓制力與回程力之比值為 510%，塑料制品的壓制力與回程力之比為 2%， (3).頂出缸公稱頂出力取主缸公稱噸位的五分之一 (4).頂出缸回程力為主液壓缸公稱噸位的十五分之一 1主缸公稱壓力 1F 200kN 2主缸回程力 2F 40KN 3頂出缸公稱壓力 3F 25kN 4頂出缸回程力 4F 15KN 5滑塊距工作臺最大距離 1800 mm 6滑塊行程 . 1200 mm 7頂出行程 200mm 8工作壓力 25MPa 9滑塊速度 空程速度 1V