300噸水泥制品壓力機(jī)說明書

1、300噸水泥制品壓力機(jī)摘要目前，液壓壓力機(jī)被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。技術(shù)也在不斷地更新。要解決控制問題，只從機(jī)械和液壓角度來考慮很難使產(chǎn)品有質(zhì)的飛躍，必須引入良好控制性能和信息處理能力的電子技術(shù)或電業(yè)轉(zhuǎn)換技術(shù)。我設(shè)計(jì)的 “300噸液壓壓力機(jī)”正是應(yīng)用了電和液的混合技術(shù)。該設(shè)計(jì)分為液壓部分和主機(jī)部分。文中首先簡(jiǎn)要的概括了液壓機(jī)的相關(guān)知識(shí)及發(fā)展前景，接著詳細(xì)的闡述了液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)，從工況分析到確定系統(tǒng)的主要參數(shù)，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了液壓缸。（主要尺寸，活塞和活塞桿，緩沖裝置、排氣裝置等）。在這些設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選擇了液壓元件及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算。其次，主機(jī)部分設(shè)計(jì)了液壓機(jī)的主要部件（上橫梁、活動(dòng)橫梁、工作臺(tái)

2、、立柱）的尺寸，機(jī)架的強(qiáng)度和剛度的校核。接著，對(duì)液壓機(jī)過載問題做了一些簡(jiǎn)單的陳述。最后，對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞：壓力機(jī)過載 電液位置控制 液壓機(jī) 液壓系統(tǒng) 液壓缸 電液轉(zhuǎn)換技術(shù)300 tons of cement products hydraulic pressthe abstractat present, hydraulic press has been widely used in various fields. technology also in constant updates. to solve the problem, just from the control of mec

3、hanical and hydraulic pressure angle to consider to make products have a qualitative leap, must introduce good control performance and the information processing capability of electronic technology or electric power conversion technology. i designed 300 tons of hydraulic press is the application of

4、electric and hydraulic hybrid technology.this design is divided into hydraulic parts and main part. the paper firstly summarizes related knowledge of hydraulic and development prospects were described in detail, and then press hydraulic system, working principle and design from the analysis of the m

5、ain parameters of the system to determine the key design, the hydraulic cylinder. (main dimensions, piston, piston rod and buffering device, exhaust device, etc.). in the design, and on the basis of the choice of system and hydraulic components.secondly, the main part of the main components of hydra

6、ulic design (beam, and the size of the worktable, column), frame of the strength and stiffness of the check.then, the problem of hydraulic overloading do some simple statements.finally, this design was summarized.keywords: press electro-hydraulic position control hydraulic overloading hydraulic syst

7、em of hydraulic cylinder electro-hydraulic conversion technology目錄摘要ithe abstractii第1章 緒論11.1液壓壓力機(jī)介紹11.2液壓機(jī)的特點(diǎn)21.3電液比例控制技術(shù)31.3.1電液比例控制技術(shù)概述31.3.2電液比例控制技術(shù)的特點(diǎn)41.3.3電液比例位置控制系統(tǒng)51.3.4電液比例控制技術(shù)在液壓機(jī)中的應(yīng)用6第2章 總體方案設(shè)計(jì)82.1 總述82.2 各分方案的選擇92.3 方案綜合與論證9第3章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算103.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求103.1.1概述103.1.2設(shè)計(jì)要求113.1.3確定液壓系統(tǒng)參數(shù)113.

8、2工況分析113.2.1負(fù)載分析及負(fù)載圖113.2.2運(yùn)動(dòng)分析及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖143.3初選系統(tǒng)壓力153.4液壓系統(tǒng)圖的擬定163.4.1液壓回路的選擇163.4.2液壓回路的綜合193.5液壓機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)193.5.1概述193.5.2液壓機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的基本要求203.5.3液壓系統(tǒng)工作原理213.5.4液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)22第4章 液壓元件的設(shè)計(jì)及液壓油的選取234.1液壓泵的選擇234.1.1確定液壓泵的工作壓力234.1.2碗定液壓泵的流量234.1.3選擇液壓泵的規(guī)格244.2油箱的設(shè)計(jì)244.2.1空氣濾清器264.2.2油位指示器264.3液壓油的選用264.3.1液壓油的污

9、染控制274.4速度選擇274.5輔助裝置的選取284.5.1管件的選擇284.5.2濾油器的選擇原則294.5.3蓄能器的選擇294.6液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算304.6.1系統(tǒng)壓力損失計(jì)算304.6.2系統(tǒng)發(fā)熱量計(jì)算314.6.3液壓缸緩沖計(jì)算324.7液壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及編制技術(shù)文件344.7.1液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)344.7.2液壓裝置中的元件的配置形式344.7.3液壓系統(tǒng)輔助裝置的設(shè)計(jì)與選取35第5章 液壓缸主要零部件的設(shè)計(jì)375.1概述375.2液壓缸的主要尺寸375.3活塞直徑的確定385.4主油缸395.4.1主油缸外徑的確定395.4.2主油缸尺寸的確定405.4.3缸筒厚度驗(yàn)算405.4

10、.4缸底厚度的計(jì)算435.4.5缸頭厚度的計(jì)算435.4.6缸底與缸筒之間的聯(lián)接445.4.7缸頭與缸筒的聯(lián)結(jié)計(jì)算445.5油缸的進(jìn)出油口尺寸（采用標(biāo)準(zhǔn)系列）455.6活塞桿465.6.1活塞桿長(zhǎng)度的確定465.6.2活塞桿直徑的確定465.6.3活塞桿直徑的校核465.6.4活塞桿彎曲穩(wěn)定性驗(yàn)算475.6.5活塞桿與活塞之間的聯(lián)接方式的確定485.6.6活塞桿的技術(shù)要求485.7排氣閥485.8缸口部分零件強(qiáng)度的計(jì)算495.9液壓缸的緩沖裝置49第6章 液壓機(jī)主機(jī)部分的設(shè)計(jì)496.1概述496.2機(jī)身結(jié)構(gòu)526.3上橫梁計(jì)算526.4工作臺(tái)計(jì)算556.5機(jī)架剛度計(jì)算596.5.1上橫梁596

11、.5.2工作臺(tái)606.5.3立柱拉伸變形606.5.4活動(dòng)橫梁616.6立柱設(shè)計(jì)計(jì)算616.6.1立柱受力分析616.6.2立柱的強(qiáng)度校核626.6.3立柱受力情況及結(jié)構(gòu)尺寸636.6.4立柱預(yù)緊部分的計(jì)算656.6.5立柱螺紋強(qiáng)度計(jì)算66第7章 壓力機(jī)過載677.1壓力機(jī)過載故障原因677.2壓力機(jī)過載保護(hù)裝置67參考文獻(xiàn)68結(jié)束語(yǔ)6971第1章 緒論 1.1液壓壓力機(jī)介紹近年來，世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，制造業(yè)起著支柱作用。尤其在中國(guó)這一發(fā)展中國(guó)家，制造業(yè)的發(fā)展更是日新月異。制造業(yè)就是對(duì)各種材料進(jìn)行加工制造，使其符合人們的使用需要。在制造加工的方法中，壓力加工是不可缺少的一

12、種加工方法。在制造業(yè)的每一個(gè)領(lǐng)域，例如航空、汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、儀表這些行業(yè)都缺少不了壓力加工?？梢?，壓力加工是非常重要的。壓力加工應(yīng)用的主要工具就是各種鍛壓機(jī)械。鍛壓機(jī)械主要用于金屬成形，所以又稱為金屬成形機(jī)床。鍛壓機(jī)械是通過對(duì)金屬施加壓力使之成形的，力大是其基本特點(diǎn)，故多為重型設(shè)備。鍛壓機(jī)械的發(fā)展也是有一個(gè)漫長(zhǎng)過程的。最初人們?yōu)榱酥圃旃ぞ?，用人力、畜力轉(zhuǎn)動(dòng)輪子來舉起重錘鍛打工件。這是最古老的鍛壓機(jī)械。14世紀(jì)出現(xiàn)了水力落錘。1516世紀(jì)航海業(yè)蓬勃發(fā)展，為了鍛造鐵錨等，出現(xiàn)了水力驅(qū)動(dòng)的杠桿錘。18世紀(jì)出現(xiàn)了蒸汽機(jī)和火車，因而需要更大的鍛件。1842年，英國(guó)工程師內(nèi)史密斯創(chuàng)制第一臺(tái)蒸汽錘，開始

13、了蒸汽動(dòng)力鍛壓機(jī)械的時(shí)代。1795年,英國(guó)的布拉默發(fā)明水壓機(jī)，但直到19世紀(jì)中葉，由于大鍛件的需要才應(yīng)用于鍛造。隨著電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，十九世紀(jì)末出現(xiàn)了以電為動(dòng)力的機(jī)械壓力機(jī)和空氣錘，并獲得迅速發(fā)展。二十世紀(jì)60年代以后，鍛壓機(jī)械改變了從19世紀(jì)開始的，向重型和大型方向發(fā)展的趨勢(shì)，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動(dòng)、精密、專用、多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展。于是出現(xiàn)了每分種行程2000次的高速壓力機(jī)、六萬千牛的三坐標(biāo)多工位壓力機(jī)、兩萬五千千牛的精密沖裁壓力機(jī)。各種機(jī)械控制的、數(shù)字控制的和計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)鍛壓機(jī)械以及與之配套的操作機(jī)、機(jī)械手和工業(yè)機(jī)器人也相繼研制成功?，F(xiàn)代化的鍛壓機(jī)械可生產(chǎn)精確制品，有良好的勞動(dòng)條件，環(huán)境

14、污染很小。鍛壓機(jī)械主要包括各種鍛錘、各種壓力機(jī)和其他輔助機(jī)械。壓力機(jī)又根據(jù)不同的動(dòng)力及傳動(dòng)形式分為機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)。機(jī)械壓力機(jī)是用曲柄連桿或肘桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，工作平穩(wěn)、工作精度高、操作條件好、生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適于在自動(dòng)線上工作。 液壓機(jī)是以高壓液體(油、乳化液等)傳送工作壓力的鍛壓機(jī)械。液壓機(jī)的行程是可變的，能夠在任意位置發(fā)出最大的工作力。液壓機(jī)工作平穩(wěn)，沒有震動(dòng)，容易達(dá)到較大的鍛造深度，最適合于大鍛件的鍛造和大規(guī)格板料的拉深、打包和壓塊等工作。液壓機(jī)主要包括水壓機(jī)和油壓機(jī)。油壓機(jī)就是用液壓傳動(dòng)的壓力機(jī)，也稱液壓壓力機(jī)。這種壓力機(jī)的主要作用是對(duì)可塑性材料進(jìn)行

15、壓制，如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品的壓制成型。許多液壓壓力機(jī)還用于 電器零部件的壓裝、成型落料、壓痕、壓印及粉末制品的壓制等工藝。液壓壓力機(jī)的普遍外形如圖1-1所示。我設(shè)計(jì)三梁四柱式“300t水泥制品壓力機(jī)”。傳動(dòng)裝置采用液壓傳動(dòng)，工件機(jī)構(gòu)是單活塞桿的壓力缸。機(jī)身由上橫梁、工作臺(tái)、四根立柱組成一個(gè)固定機(jī)架。產(chǎn)品由液壓機(jī)專用電器系統(tǒng)或電腦控制系統(tǒng)（用戶可自行選擇），動(dòng)作可靠，性能大大提高，電腦控制系統(tǒng)能根據(jù)工藝要求輸入程序，調(diào)整壓力，快慢速行程范圍等工藝參數(shù)，完成自動(dòng)操作。用穩(wěn)壓系統(tǒng)采用電液比例換向閥、電磁換向閥等。結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、壓

16、力損失小、動(dòng)作可靠、維修方便。1.2液壓機(jī)的特點(diǎn) 壓機(jī)與其它鍛壓設(shè)備相比，有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1)工作平穩(wěn)，撞擊，振動(dòng)和噪聲較小，對(duì)工人健康，廠房基礎(chǔ)，周圍環(huán)境及設(shè)備本身有很大的好處(2)用泵直接傳動(dòng)時(shí)，安裝功率比相應(yīng)的機(jī)械壓力機(jī)大。(3)執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)很大的工作壓力，較大的工作空間和較長(zhǎng)的工作行程，因此，適應(yīng)性強(qiáng)，便于壓制大型工件或較長(zhǎng)較高的工件。 (3)在行程的任意位置均可產(chǎn)生壓力機(jī)額定的最大壓力，可以在轉(zhuǎn)換點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間保壓。 (4)滑塊速度可以在一定范圍內(nèi)在相當(dāng)大的程度上進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可以適應(yīng)工藝過程對(duì)滑塊速度的不同要求。 (5)滑塊的總行程可以在一定范圍內(nèi)任意的無級(jí)的改變，滑塊

17、行程的下轉(zhuǎn)換點(diǎn)可以根據(jù)壓力或行程位置來控制或改變。(6)由于工作缸內(nèi)升壓及降壓都需要一定的時(shí)間，閥的換向也需要一定的時(shí)間，而且空行程速度不夠高，因此，在快速方面不如機(jī)械壓力機(jī)好。 (7)由于液體有可壓縮性，在快速卸載時(shí)可能會(huì)引起壓力機(jī)本體或液壓系統(tǒng)的振動(dòng)，因此，不太適合于沖栽，剪切等工藝。1.3電液比例控制技術(shù)1.3.1電液比例控制技術(shù)概述微電子技術(shù)的發(fā)展使微機(jī)、超大規(guī)模集成電路和傳感器技術(shù)有突破性進(jìn)展，全世界己進(jìn)入以機(jī)電液一體化為核心的設(shè)備革命階段，上乘機(jī)械實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化是其發(fā)展的 必然趨勢(shì)。近年來上乘機(jī)械的發(fā)展主要是操作和控制機(jī)枸的改進(jìn)，要解決控制問體，只從機(jī)械和液壓角度來考慮很難使產(chǎn)品

18、有質(zhì)的飛躍，必須引入具有良好控制性能和信息處理能力的電子技術(shù)或電液轉(zhuǎn)換技術(shù)。 因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制理論對(duì)液壓控制技術(shù)的發(fā)展顯得日益重要，現(xiàn)代液壓控制技術(shù)從第二次世界大戰(zhàn)以后得到迅速發(fā)展。到60年代后期，各類民用工程對(duì)電液控制技術(shù)的需求，顯得更加迫切與廣泛。但是，由于傳統(tǒng)的電液伺服閥對(duì)流體介質(zhì)清潔度要求十分苛刻，制造成本和維護(hù)費(fèi)用比較高昂，系統(tǒng)能耗也比較大，難以為各工業(yè)用戶所接受；而傳統(tǒng)的液壓開關(guān)量控制又不能滿足高質(zhì)量控制系統(tǒng)的要求，工程技術(shù)實(shí)際迫切需要開發(fā)一種可靠、價(jià)廉、控制精度和響應(yīng)特性好的控制形式。電液比控制技術(shù)正是為了適應(yīng)這一要求，從60年代末迅速發(fā)展起來的，電液比例控制技術(shù)是電液控制

19、技術(shù)的一項(xiàng)新發(fā)展，是連接現(xiàn)代微電子技術(shù)和大功率工程設(shè)備之間的橋梁，己成為機(jī)電一體化技術(shù)的重要內(nèi)容和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)構(gòu)成之一，德國(guó)博世公司開發(fā)的農(nóng)用拖拉機(jī)液壓提聲器電子控制系統(tǒng)，引入了比例kl可編程控制器和數(shù)據(jù)總線技術(shù)，使其電控系統(tǒng)功能更加完善，成本顯著降低，迅速占領(lǐng)了歐美各種拖拉機(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)。比例技術(shù)的發(fā)展大致可以劃分為三個(gè)階段：從1967年瑞士breinger公司生產(chǎn)kl比例符合閥起，到70年代初日本油研公司申請(qǐng)了壓力和流量比例閥二項(xiàng)專利為止，標(biāo)志著比例技術(shù)的誕生時(shí)期。這一階段的比例閥僅僅是將比例型的電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器，如比例電磁鐵代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓閥的開關(guān)電磁鐵或手調(diào)螺桿機(jī)構(gòu)而已。閥的結(jié)構(gòu)原理

20、和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則幾乎沒有變化，大多數(shù)不含內(nèi)反饋閉環(huán)。其工作頻寬也僅在15hz之間，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)在4%7%之間。多用于開環(huán)控制，這個(gè)時(shí)期的閥可以稱之為早期比例閥。 從1975年到1980年間可以認(rèn)為比例技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了第二階段。采用各種內(nèi)反饋原理的比例器件大量問世，耐高壓比例電磁鐵和比例放大器在技術(shù)上也日趨成熟，比例器件的工作頻寬已達(dá)515hz，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)減小到3%左右?？捎糜陂_環(huán)、閉環(huán)控制，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 80年代，比例技術(shù)進(jìn)入了發(fā)展的第三階段。比例器件設(shè)計(jì)原理進(jìn)一步完善，采用壓力、流量、電校正等手段，使閥的穩(wěn)態(tài)精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性都有了進(jìn)一步的提高。除了因制造成本所限，比例閥在中位保留死區(qū)以外，它

21、的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性均已和工業(yè)伺服閥沒多大差別。另一項(xiàng)重大進(jìn)展是比例技術(shù)開始和插裝閥控制技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出各種不同功能和規(guī)格的二通、三通型比例插裝閥，形成了80年代的電液比例插裝技術(shù)的新特征。同時(shí)，由于傳感器和電子技術(shù)的發(fā)展還出現(xiàn)了電液一體化的比例器件。電液比例技術(shù)逐步形成了80年代的集成化趨勢(shì)。第三個(gè)值得指出的進(jìn)展是電液比例容積器件，各類比例泵、比例控制馬達(dá)相繼出現(xiàn)，為大功率工程控制系統(tǒng)的節(jié)能提供了技術(shù)基礎(chǔ)。進(jìn)入90年代以后，國(guó)外的比例閥（電反饋）的工作頻寬大多在10hz以上。如德國(guó)rexroth公司生產(chǎn)的力士樂4wreio型10系列電液比例方向流量閥，對(duì)不同的電器信號(hào)可數(shù)出不同的流量。1.3.

22、2電液比例控制技術(shù)的特點(diǎn)所謂電液比例控制系統(tǒng)是指在應(yīng)用流體傳動(dòng)與控制的工程系統(tǒng)中，凡是系統(tǒng)的輸出量,如壓力、流量、位移、速度、加速度、力、力矩等，能由輸入控制信號(hào)連續(xù)成比例的控制閥，都可稱為電液比例控制系統(tǒng)制精度和較快的響應(yīng)等指。因此，制造較復(fù)雜，特別是要求有高質(zhì)量控制水平的地方，傳統(tǒng)液壓閥逐漸被比例閥代替。電液比例控制系統(tǒng)是電子一液壓一機(jī)械(e-h-m)放大轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。從控制特性看，更接近于伺服控制系統(tǒng)：從經(jīng)濟(jì)性和可靠性看，更接近于開關(guān)控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)為：(l)能實(shí)現(xiàn)快速平穩(wěn)的開環(huán)控制，特別是大慣量控制，如液壓電梯：也能實(shí)現(xiàn)精確的閉環(huán)控制，獲得精密的工件或完成精細(xì)的工作要求，如氣輪機(jī)進(jìn)氣閥位置

23、比例控制；還可以實(shí)現(xiàn)高精度的同步控制，其控制精度可達(dá)0. 02mm。(2)兼?zhèn)淞穗姎夂碗娮蛹夹g(shù)的快速性、靈活性和液壓技術(shù)輸出功率大的雙重優(yōu)點(diǎn)控制性能好，傳動(dòng)能力大。(3)可明顯地簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜程序控制，降低費(fèi)用，政善控制過程品質(zhì)，提高可靠性，縮短工作循環(huán)時(shí)間、對(duì)一些較復(fù)雜的工作循環(huán)，要求在工作過程中不斷改變壓力或速度，采用電液比例控制技術(shù)不僅能大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而且可提高系統(tǒng)性能。(4)比例放大器中有斜坡信號(hào)發(fā)生器，以設(shè)定的階躍作為輸入信號(hào)，使斜坡信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)緩慢上升的或下降的輸出信號(hào)，輸出信號(hào)的變化速率通過電位調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)被控系統(tǒng)工作壓力、速度、加速度等的無沖擊緩沖過渡，

24、避免大的振動(dòng)和沖擊。對(duì)位置系統(tǒng)來說可以準(zhǔn)確定位。(5)能實(shí)現(xiàn)按比例地控制液流的方向、流量和壓力，還可以連續(xù)成比例地實(shí)現(xiàn)流量、壓力與方向三者之間的多種復(fù)合控制功能。(6)可以改善主機(jī)的設(shè)計(jì)柔性，實(shí)現(xiàn)多通道并行控制。例如：工程機(jī)械中的多路閥通常必須集中設(shè)置，而不得不使執(zhí)行元件的連接管路延長(zhǎng)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和管路損失，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性不利。采用電液比例控制閥代替多路閥，則可將閥布置的位置，克服上述缺點(diǎn)。(7)便于計(jì)算機(jī)控制，便于建立故障診斷專家系統(tǒng)，容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化，同時(shí)，電液比例控制系統(tǒng)也存在一些缺點(diǎn)： 與開關(guān)控制相比，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜：與伺服系統(tǒng)相比，影響速度慢。電液比例閉環(huán)控制系統(tǒng)易出現(xiàn)

25、不穩(wěn)定狀態(tài)。死區(qū)范圍大。1.3.3電液比例位置控制系統(tǒng)電液比例位置控制系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛，其控制量是位移和轉(zhuǎn)角。工程實(shí)際應(yīng)用中，位置和轉(zhuǎn)角控制裝置通常由帶位置反饋的節(jié)流閥、比例方向閥等組成。另外，同步控制實(shí)質(zhì)上屬于一種特殊的位置控制。電液比例位置控制系統(tǒng)的構(gòu)成可以簡(jiǎn)化為如圖1-1所示。電液比例位置控制系統(tǒng)一般由液壓動(dòng)力源、控制機(jī)構(gòu)、控制對(duì)象和位置控制器組成?？刂茩C(jī)構(gòu)由電液比例閥、液壓缸（液壓馬達(dá)）和負(fù)載三部分組成。位置控制器由計(jì)算機(jī)或單片機(jī)、信息整形、位移反饋、校正裝置和抗干擾回路五部分組成。其中，位移反饋由位移傳感器組成。計(jì)算機(jī)或單片機(jī)中存儲(chǔ)有給定位移曲線，通過函數(shù)發(fā)生器發(fā)出指令；信息整形用于

26、提高系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性。校正裝置用于提高系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)品質(zhì)?？垢蓴_回路用來消除外來干擾。電液比例位置控制系統(tǒng)可以分為定位控制、跟蹤控制和保持控制三類。定位控制是使執(zhí)行元件定位于預(yù)走位置的控制，其目標(biāo)位置恒定。跟蹤控制是使執(zhí)行元件在某一時(shí)刻定位于特定的位置上的控制，其目標(biāo)位置是隨著輸入指令信號(hào)連續(xù)變化的。位置控制是把執(zhí)行元件移到所需要的位置后將其固定在該位置的控制類型。電液位置比例位置控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)與伺服系統(tǒng)相似，即穩(wěn)定速度、位置誤差系數(shù)、響應(yīng)時(shí)間或穿越頻率等。1.3.4電液比例控制技術(shù)在液壓機(jī)中的應(yīng)用1比例壓力控制傳統(tǒng)液壓機(jī)主要采用了手動(dòng)溢流閥來調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力。采用比例壓力閥系統(tǒng)調(diào)節(jié)液

27、壓機(jī)系統(tǒng)壓力時(shí)，可以通過電氣系統(tǒng)直接對(duì)液壓機(jī)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過plc或pc程序?qū)σ簤簷C(jī)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。其優(yōu)勢(shì)在于：(l)調(diào)整方便，可直接通過輸入設(shè)備（觸摸顯示屏pc、撥碼盤）輸入液壓機(jī)系統(tǒng)的控制壓力，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力精確調(diào)整，不僅節(jié)省了調(diào)節(jié)的時(shí)間，而且避免了手動(dòng)調(diào)整的不精確。(2)配合位移或里傳感器等測(cè)量環(huán)節(jié)，構(gòu)成了系統(tǒng)壓力控制閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)壓力隨位移或壓力的函數(shù)變化。此功能在拉伸液壓機(jī)的壓邊力連續(xù)控制系統(tǒng)中非常有用。(3)系統(tǒng)壓力調(diào)整靈活，在液壓機(jī)一次工作過程中可通過各種方式方便靈活的改變液壓機(jī)的壓力。(4)壓力參數(shù)可存儲(chǔ)，液壓機(jī)設(shè)定的各種壓力參數(shù)可存儲(chǔ)和調(diào)入，為制造工藝的合理制定提供數(shù)據(jù)支持以上

28、各點(diǎn)是傳統(tǒng)手動(dòng)調(diào)壓閥無法實(shí)現(xiàn)的。在一般的液壓機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)壓力的控制精度要不高，一般采用開環(huán)控制壓力。但是隨著機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，要求液壓機(jī)壓力具有較高控制精度的要求，必須配置壓力傳感器來進(jìn)行璧還壓力控制。 通過比例壓力控制技術(shù)則比較同意實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)要求。2比例流量（速度）控制液壓機(jī)中對(duì)滑塊的速度控制主要采用閥控和泵控兩種方式。比例控制系統(tǒng)中，閥控主要采用比例節(jié)流閥或比例調(diào)速閥、比例伺服閥等通過節(jié)流的形式實(shí)現(xiàn)啞啞系統(tǒng)的流量控制，從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度，但是這種控制凡是會(huì)造成系統(tǒng)發(fā)熱，多用于流量較小的場(chǎng)合中。泵控方式主要采用比例流量閥實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的控制，常用在大流量的液壓系統(tǒng)中。但其缺點(diǎn)是控制精度比閥

29、控方式要低。在設(shè)計(jì)比例速度控制液壓系統(tǒng)時(shí)，常常通過將兩種方式結(jié)合起來采用比例流量控制閥和比例閥配合使用，既減少系統(tǒng)發(fā)熱又可提高速度和滑塊位置的控制精度。同樣，采用比例速度控制也具有和多優(yōu)點(diǎn)，比如：在壓機(jī)工作中可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度的程序控制；速度的社頂參數(shù)可方便的存儲(chǔ)和調(diào)入等；通過控制速度可實(shí)現(xiàn)多缸同步：速度的控制可采用開環(huán)和閉環(huán)兩種控制方式。3精確的位置控制在精密校直、點(diǎn)壓成型、精密模鍛、模具研配等液壓機(jī)中，滑塊的位置精度要求很高，一般小于0. 05mm，可通過比例伺服閥和位移傳感器來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精確定位，此功能用在精密校直液壓機(jī)中控制壓頭的位置精度可達(dá)到0. 03mm以內(nèi)。比例位置控制科學(xué)實(shí)

30、現(xiàn)位置的程序控制、設(shè)定等功能。而常規(guī)液壓系統(tǒng)通過開關(guān)閥和形成開關(guān)控制清塊的形成，滑塊的位置重復(fù)精度雖然比單純應(yīng)用伺服閥精度低，但它對(duì)液壓油的過濾精度要求不高，整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比要優(yōu)于伺服控制液壓系統(tǒng)，己逐步成為位置控制液壓系統(tǒng)的首要設(shè)計(jì)方案。4多缸同步通過電液比例系統(tǒng)控制液壓油缸的速度問題，將該技術(shù)進(jìn)一步延伸，電液比例系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制。多缸同步問題是液壓系統(tǒng)中關(guān)注最多的問題，傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)多采用同步閥或分流閥控制，但存在同步誤差大、不能自我修正等問題，所以，只能用在對(duì)同步要求不高的場(chǎng)合。目前有多種比例同步系統(tǒng)已經(jīng)成熟應(yīng)用，如折彎?rùn)C(jī)的液壓同步系統(tǒng)等。在同步系統(tǒng)中用的最多的是采用比例伺服閥

31、和位移傳感器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，如六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)等。在液壓機(jī)中，鄉(xiāng)缸同步系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在滑塊的兩點(diǎn)調(diào)平和四點(diǎn)調(diào)平系統(tǒng)中，有效的提高了液壓機(jī)的抗偏載能力，這種系統(tǒng)在汽車縱梁成型液壓機(jī)中應(yīng)用較多。5符合控制電液比例閥傳統(tǒng)的液壓泵多為定量、恒功率、恒壓等簡(jiǎn)單功能。比例泵則可通過電氣系統(tǒng)控制泵的流量、壓力、和功率。近紀(jì)念來，國(guó)外部分液壓元件公司(如：boscrexrath groupparker)開的一種數(shù)字泵，其壓力、流量、功率均可通過比例放大器調(diào)節(jié)，壓力和流量的控制精度可達(dá)0.5x。這種泵的出現(xiàn)很大程度上簡(jiǎn)化了液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)（可取消原來的壓力閥和流量閥），又可實(shí)現(xiàn)呀路、速度的比例控制。第2章

32、 總體方案設(shè)計(jì)2.1 總述 對(duì)于液壓壓力機(jī)來說，從總體上分析，它主要包括以下幾個(gè)部分。分別為液壓控制與執(zhí)行部分、機(jī)械部分、計(jì)算機(jī)及電器控制部分。設(shè)計(jì)液壓壓力機(jī)，就是要將各個(gè)部分設(shè)計(jì)出來并將其有機(jī)的結(jié)合起來，形成一個(gè)適用于各種生產(chǎn)實(shí)際的液壓壓力機(jī)。從總體布置著手可以選出不同的方案。通過對(duì)各組成部分的各種布置和結(jié)合，可以得到若干種方案。同時(shí)每一部分的具體設(shè)計(jì)又有許多不同的方案。在本章的第二節(jié)通過對(duì)液壓壓力機(jī)的整體分析與設(shè)計(jì)得出了幾個(gè)方案。在第三節(jié)通過對(duì)方案的綜合，定出最后的方案，并在綜合的基礎(chǔ)上作了補(bǔ)充。順便將各個(gè)分部分的設(shè)計(jì)方案從大的角度上加以確定。2.2 各分方案的選擇方案一：將壓力機(jī)機(jī)身分成

33、兩部分。一部分為工作臺(tái)，另一部分為安裝各液壓元件的箱體式結(jié)構(gòu)，其實(shí)也就是液壓泵站與液壓閥臺(tái)的組合。將工作臺(tái)與箱體分開放置。工作臺(tái)采用兩立柱帶滑塊式，兩個(gè)立柱當(dāng)成滑塊的導(dǎo)軌。并布置上下兩平板將兩個(gè)立柱固定。上平板上裝上液壓缸，下平板上開出t形槽來安裝鍛模，滑塊上也開出t形槽來安裝上模膛。 將各種閥用焊接的方式固定在箱體內(nèi)的鋼架上，并用油管將其連接起來?？刂泼姘逯苯右较潴w前部適用于操作的地方。油箱、液壓泵、電機(jī)按直線排列到箱體的鋼架上。方案二：將工作臺(tái)置于箱體結(jié)構(gòu)上部，并和箱體用螺栓固定。工作臺(tái)仍采用兩立柱帶滑塊式。在工作臺(tái)下平板上加工出t形槽，而滑塊上則不加工t形槽，只加工出與活塞桿連接的螺紋

34、孔?；钊麠U可以和滑塊連接，也可以只和鍛模連接。設(shè)計(jì)出閥板，用來集中安裝閥。設(shè)計(jì)底座來安裝液壓泵、電機(jī)、油箱。將閥板和底座合理的安裝在箱體中，組成一個(gè)小液壓站?？刂婆_(tái)也置于箱體之上。方案三：工作臺(tái)采用門式帶滑塊式，上部用橫梁固定，下部用平板固定。箱體與工作臺(tái)分開放置。滑塊的導(dǎo)軌做成長(zhǎng)方形，并仿照機(jī)床導(dǎo)軌制作?；瑝K和下平臺(tái)都加工出t形槽用來安放鍛模。箱體中各元件的安裝和方案二基本相同。從外部引出控制臺(tái)。2.3 方案綜合與論證最后將以上三種整體布置方案加以綜合，得出一個(gè)相對(duì)較好的方案，做為液壓壓力機(jī)的最終方案。將工作臺(tái)置于箱體結(jié)構(gòu)上部，并和箱體用螺栓固定。工作臺(tái)采用兩立柱帶滑塊式，兩個(gè)立柱當(dāng)成滑塊的

35、導(dǎo)軌。并布置上下兩平板將兩個(gè)立柱固定。上平板上裝上液壓缸，下平板上開出t形槽來安裝鍛模，滑塊上也開出t形槽來安裝上模膛。設(shè)計(jì)一個(gè)閥板，將各閥及一些電器元件集中固定在上面，同時(shí)設(shè)計(jì)底座來安裝液壓泵、電機(jī)、油箱。然后將兩個(gè)板安裝在箱體中。箱體前部采用雙開門式以便與維修。控制臺(tái)也置于箱體之上，安裝微機(jī)及電控按鈕。對(duì)于液壓控制系統(tǒng)，采用閉環(huán)位置控制，還要加進(jìn)去計(jì)算機(jī)程序控制。工作臺(tái)的兩根立柱與上下平板之間用螺母連接。箱體采用焊接式，箱體與工作臺(tái)之間用螺栓連接?？刂婆_(tái)安裝工業(yè)用計(jì)算機(jī)，無顯示，鍵盤輸入。各壓力表集中安在控制臺(tái)上，控制臺(tái)的體積要盡量小。要設(shè)計(jì)專門的電源來給各傳感器、a/d d/a卡、比例閥

36、等元件供電。第3章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求3.1.1概述液壓機(jī)是利用液壓傳動(dòng)技術(shù)述行加工的設(shè)備。它與機(jī)械壓力相比，具有壓力和速度可在廣泛的范圍內(nèi)無攝調(diào)整，可在在意位置輸出全幫功享和保持所需壓力，結(jié)構(gòu)布局靈活。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作可很方便地達(dá)到所希望的配合關(guān)系等等很多優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)液壓元件具有高度盼適用化標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和銩逢均較為簡(jiǎn)單。所以液壓機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門得到了丑益廣泛的應(yīng)用。目前，中小型液壓機(jī)絕大部分均采用礦用油做介質(zhì)，例如液壓油，機(jī)械油等。同時(shí)大多采用單機(jī)直接傳動(dòng)。液壓機(jī)設(shè)計(jì)也和其它任何機(jī)械設(shè)計(jì)一樣，是由加工對(duì)象工件的工藝要求決定。因此整個(gè)設(shè)計(jì)過程首先就應(yīng)詳細(xì)分析壓制工件對(duì)執(zhí)行機(jī)

37、構(gòu)的動(dòng)作（包括壓力、速度、相對(duì)位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)精度），工作空間和裝卸料要求等等并根據(jù)加工的實(shí)際條件，參考液壓機(jī)設(shè)計(jì)的一些典型結(jié)構(gòu)和對(duì)搜集的同類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能等參考資料進(jìn)行分柝比較，確定整體設(shè)計(jì)方案，基后對(duì)主要部件和液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等等的零部件設(shè)計(jì)提出具體的要求，進(jìn)行詳細(xì)核算。在此基礎(chǔ)上繪制全部工作圖和編制驗(yàn)收技術(shù)條件等全部技術(shù)條件。至此，設(shè)計(jì)階段基本完成。但設(shè)計(jì)是否正確，必須用實(shí)際來檢驗(yàn)。即通過是指和工藝試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，使設(shè)計(jì)符合預(yù)期的全部要求，在液壓設(shè)計(jì)過程中，我們需要研究解決的問題有以下幾點(diǎn)：分析壓制工藝過程對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)器的要求，確定主要技術(shù)規(guī)格和動(dòng)作線圖?？傮w方案的設(shè)計(jì)主要零部件強(qiáng)度和

38、剛度的計(jì)算液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)液壓機(jī)設(shè)計(jì)包括兩大部分：一是液壓部分設(shè)計(jì)；一是主機(jī)部分設(shè)計(jì)。3.1.2設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)的目的：本系統(tǒng)主要用于加工一些不同材料的壓力產(chǎn)品，完成一定的加工功能，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。技術(shù)要求及參數(shù)：最大壓制力：300 t 位置控制精度：0.2mm 工件最大尺寸：900mm900mm500mm指導(dǎo)思想：從實(shí)際出發(fā)，吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，力求設(shè)計(jì)出重量輕、體積小、成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好、操作方便的通用型電液位置控制壓力機(jī)。3.1.3確定液壓系統(tǒng)參數(shù)壓力和流量是液壓系統(tǒng)最主要的兩個(gè)參數(shù)。根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)來計(jì)算和選擇液壓元件、附件和原動(dòng)機(jī)的規(guī)格型號(hào)。系統(tǒng)壓力

39、選定后，液壓缸的主要尺寸即可確定，液壓缸的主要尺寸確定后，即可根據(jù)液壓缸的速度確定其流量。3.2工況分析3.2.1負(fù)載分析及負(fù)載圖伏在分析就是研究一部機(jī)器在工作過程中，它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力情況（液壓缸隨時(shí)間的變化情況）。工作機(jī)構(gòu)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸必須克服的外負(fù)載： （2.1）式中： 工作負(fù)載 摩擦負(fù)載 慣性負(fù)載工作負(fù)載與機(jī)器的工作性質(zhì)有關(guān)，有恒值負(fù)載和變值負(fù)載。如液壓機(jī)，在鐓粗、延伸等工藝過程中，其負(fù)載隨時(shí)間平穩(wěn)的增長(zhǎng)，而在擠壓、拉拔等工藝過程中，其負(fù)載幾乎不變。工作負(fù)載可分為阻力負(fù)載和超越負(fù)載，阻止液壓缸運(yùn)動(dòng)的負(fù)載稱為阻力負(fù)載，又稱正值負(fù)載；助長(zhǎng)液壓缸的負(fù)載稱為超越負(fù)載。例如液壓缸在提升

40、重物時(shí)為阻力負(fù)載，重物下降時(shí)為超越負(fù)載。 （2.2）2摩擦負(fù)載即液壓缸驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)時(shí)所要克服的機(jī)械摩擦阻力。如缸體與活塞之間的摩擦負(fù)載等。根據(jù)參考書目機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)39頁(yè)表296摩擦系數(shù)，根據(jù)摩擦表面的材料及性質(zhì)通常靜摩擦系數(shù) =0.10.3，取 =0.2 ，動(dòng)摩擦系數(shù)=0.050.1，取=0.08。（0.2+0.08）3000=840 （2.3）3慣性負(fù)載 即運(yùn)動(dòng)部件在啟動(dòng)和制動(dòng)過程中，其平均慣性力可按照下式進(jìn)行計(jì)算。 式中： 慣性力 運(yùn)動(dòng)部件所受重力 重力加速度 時(shí)間內(nèi)速度變化值 時(shí)間變化值一般機(jī)床可取=0.10.5，輕載低速運(yùn)動(dòng)部件取較小值，重載高速運(yùn)動(dòng)部件可取較大值，行走機(jī)械=0.5

41、1.5，可以大約估計(jì)運(yùn)動(dòng)部件的總重量，故 =11.2=1.2 （2.4）液壓缸在一個(gè)工作循環(huán)中，一般情況下，要經(jīng)歷一下四種伏在工況：?jiǎn)?dòng)階段： (2.5)加速階段：=235.2+1.2+3000=3236.4 (2.6)恒速階段： (2.7)制動(dòng)階段： (2.8)根據(jù)以上各個(gè)階段的負(fù)載和它所經(jīng)歷的時(shí)間，便可繪制負(fù)載循環(huán)圖2-1.其中為啟動(dòng)過程，為加速過程，為恒速過程，為制動(dòng)過程。它清楚的表明了液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)內(nèi)負(fù)載的變化規(guī)律，圖中最大負(fù)載是初選液壓缸的工作壓力和確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸的依據(jù)。3.2.2運(yùn)動(dòng)分析及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 運(yùn)動(dòng)分析就是研究一部機(jī)器按工藝要求以怎樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完成一個(gè)工作循環(huán)，并

42、繪制位移循環(huán)圖2-2和速度循環(huán)圖2-3。液壓機(jī)的液壓缸位移循環(huán)圖，其縱坐標(biāo)表示活塞位移，縱坐標(biāo)表示時(shí)間，曲線斜率表示活塞移動(dòng)速度，它清楚的表明了該液壓機(jī)的工作循環(huán)由快速下行、壓制、保壓、泄壓、慢回和快速回程的六個(gè)階段組成。速度循環(huán)圖：位移循環(huán)圖曲線斜率表示了執(zhí)行元件的速度，故由位移循環(huán)圖可以繪出速度循環(huán)圖。 3.3初選系統(tǒng)壓力液壓機(jī)系統(tǒng)工作壓力的選擇要滿足主運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)最大輸出力的要求。系統(tǒng)壓力選定的是否合理，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的合理程度。在液壓系統(tǒng)功率一定的情況下，若系統(tǒng)壓力選的過低，則液壓元件、輔件的尺寸和重量就增加；選擇較大的工作壓力，可顯著的減輕缸徑，使液壓機(jī)尺寸減少，液壓系統(tǒng)流

43、量相應(yīng)減少。然而，若系統(tǒng)壓力選的過高，由于對(duì)制造元件、輔件的材料、密封、制造精度等要求的提高，反而會(huì)增大液壓設(shè)備的尺寸、重量和造價(jià)，其系統(tǒng)功率和使用壽命也會(huì)相應(yīng)的下降。目前，我國(guó)幾類機(jī)器常用的系統(tǒng)工作壓力： 表2.1幾類機(jī)器常用系統(tǒng)壓力設(shè)備類型 機(jī) 床農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械、工程機(jī)械的輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)、中大型挖掘機(jī)、重型機(jī)械磨床組 合機(jī) 床龍 門刨 床拉 床系統(tǒng)壓力/mp0.82352881010162032p=25mp3.4液壓系統(tǒng)圖的擬定在明確液壓系統(tǒng)要完成的功能和加工要求后粗略的給液壓缸一個(gè)外拉力，便可以確定液壓系統(tǒng)的基本形式，其內(nèi)容如下：3.4.1液壓回路的選擇1調(diào)壓回路所謂調(diào)壓回路，它

44、是用來控制系統(tǒng)的工作壓力，使它不超過某一預(yù)先調(diào)好的數(shù)值，或使工作機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中，個(gè)階段中具有不同的壓力。有些調(diào)壓回路還可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓力的變換。在圖24（a）中溢流閥與節(jié)流閥組成節(jié)流調(diào)速回路時(shí)，溢流閥經(jīng)常開啟溢流，他的調(diào)定壓力必須大于執(zhí)行元件的最大工作壓力湖人管路上各種壓力之和。在不同溢流量時(shí)，壓力調(diào)定值是有波動(dòng)的。圖24（b）為遠(yuǎn)程調(diào)壓回路，主溢流閥的調(diào)定壓力必須大于每個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力。比較兩個(gè)回路，圖（b）較為合理，因?yàn)樗{(diào)壓易于控制，準(zhǔn)確。2卸荷回路溢流閥流回油箱，造成動(dòng)力消耗，引起油液發(fā)熱，使油液加快變質(zhì)，而且還影響液壓系統(tǒng)的性能及泵的壽命，為此需保壓泵卸荷回路。圖25（a）中，

45、當(dāng)液壓缸活塞向左運(yùn)動(dòng)返回終點(diǎn)時(shí)，單向閥的旁通油口開啟，泵輸出的油液經(jīng)此油口回油箱，液壓泵卸荷。圖25（b）是m型電液比例換向閥的卸荷回路。換向閥在中位時(shí)液壓泵卸荷。因此，選（b）圖。3平衡回路平衡回路主要用來防止垂直或傾斜放置的液壓缸和與之相連的工作部件。因自重而自行下落，在活塞向下運(yùn)動(dòng)的回路上串聯(lián)一個(gè)產(chǎn)生一定背壓的元件，防止因自重而自行下落的回路稱為平衡回路。故回路中必須有垂直或傾斜放置的液壓缸所以要選取垂直放置的液壓缸。在圖(a)中，調(diào)整平衡閥的開啟壓力稍大于立式活塞缸和工作部件自重形成的下腔背壓，可防部件自行下落，平衡閥起平衡錘的作用，平衡閥是由單向閥和溢流閥組成。因回油腔有背壓而運(yùn)動(dòng)平

46、穩(wěn)，但功率損失較大。由于平衡閥是滑閥結(jié)構(gòu)，有泄漏，長(zhǎng)期停放將緩慢下降，故僅適用于運(yùn)動(dòng)部件重量不很大和停留時(shí)間較短的系統(tǒng)。如長(zhǎng)期停留不動(dòng)，就采用錐閥結(jié)構(gòu)的液控單向閥組成鎖緊回路，所以選擇圖(b)回路。4釋壓回路釋壓回路的功用在于使用高壓大容量液壓缸中存儲(chǔ)的能量緩緩釋放，以免它突然釋放時(shí)產(chǎn)生很大的液壓沖擊。一般液壓缸直徑大于25cm，壓力高于75mp時(shí)，其油腔在排油前就必須釋壓。由圖(a)可見，液壓缸上腔的高壓油在換向閥5處于中位（液壓泵卸荷）時(shí)，通過節(jié)流閥、單向閥和換向閥釋壓，釋壓快慢由節(jié)流閥調(diào)節(jié)，當(dāng)此腔壓力降至壓力繼電器的調(diào)定壓力是，換向閥切至左位，液控單向閥打開，使液壓缸的上腔的油通過該閥排

47、到液壓缸頂部的副油箱中，這種釋壓回路無法在釋壓前保壓。因此，選圖(b)。3.4.2液壓回路的綜合液壓系統(tǒng)組成：調(diào)壓回路、卸荷回路、平衡回路、釋壓回路、保壓回路。3.5液壓機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)作循環(huán)3.5.1概述液壓機(jī)是一種利用液體壓力來傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)器，其傳動(dòng)方式可分為泵直接傳動(dòng)和泵蓄能器傳動(dòng)兩種。壓力機(jī)一般由機(jī)身和液壓系統(tǒng)兩部分組成。最常見的本體結(jié)構(gòu)由上橫梁，下橫梁，四個(gè)立柱和內(nèi)外螺母組成一個(gè)封閉的框架，框架承受全部的工作載荷。當(dāng)高壓液體進(jìn)入工作缸后，在工作活塞上產(chǎn)生很大的壓力，并推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，使工件在上、下模之間產(chǎn)生變形，回程時(shí)，工作缸通低壓，高壓液體進(jìn)入回程缸，推動(dòng)回程活

48、塞向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)它回到原始位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。壓力機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)包括停止，沖液行程，工作行程及回程。沖液行程一般包括快速下降過程，活塞從停止在上面的位置靠自重下降，直到上模接觸到工件為止。工件行程為慢加壓及保壓過程，上模接觸工件后，阻力增大，壓力升高，推動(dòng)活塞繼續(xù)下行，對(duì)工件進(jìn)行壓力加工?；爻踢^程為快速上升過程，停止是活塞及運(yùn)動(dòng)部分停于運(yùn)動(dòng)所需的位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。3.5.2液壓機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的基本要求： （1）為完成一般的壓制工藝，要求主缸（上液壓缸）驅(qū)動(dòng)上滑塊能實(shí)現(xiàn)“快速下行慢速加壓保壓延時(shí)快速返回原位停止”的工作循環(huán)；要求頂出缸（下液壓缸）驅(qū)動(dòng)下滑快實(shí)現(xiàn)“向上頂出停留向下退回原位

49、停止”的動(dòng)作循環(huán)。（2）液壓系統(tǒng)中的壓力要能經(jīng)常變換和調(diào)節(jié)，并能產(chǎn)生較大的壓制力（噸位），以滿足工作要求。（3）流量大、功率大，空行程和加壓行程的速度差異大。因此要求功率利用合理，工作平穩(wěn)性和安全可靠性要求高。3.5.3液壓系統(tǒng)工作原理（1）啟動(dòng)：油泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，全部換向閥的電磁鐵處于斷電狀態(tài)，泵輸出的油經(jīng)三位四通換向閥10（中位）及閥4（中位）流回油箱，泵空載啟動(dòng)。（2）活動(dòng)橫梁空程快速下降：電磁鐵1dt及5dt通電，閥10及閥11換至右位，控制油經(jīng)閥11（右位），打開液控單向閥12。進(jìn)油路：泵閥10右位閥16主缸上腔?；赜吐罚褐鞲紫虑婚y12閥10閥4油箱。（3）活動(dòng)橫梁慢速下行及工作加壓：

50、活動(dòng)橫梁降至一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開關(guān)2s，使5dt斷電，閥11復(fù)位，液控單向閥12關(guān)閉。主缸下腔油經(jīng)支承閥13排回油箱?；顒?dòng)橫梁不再靠重力作用下降，而是靠液壓泵的壓力油給活塞加壓，使活動(dòng)橫梁下降。此時(shí)，橫梁速度減慢，其速度取決于泵的供油量。 主缸保壓 當(dāng)主缸上腔壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，由計(jì)算機(jī)發(fā)出指令信號(hào)，使1dt失電，電液比例換向閥10回中位，主缸上下腔封閉，單向閥16和充液閥14的錐面保證了良好的密封性，使主缸保壓。保壓期間，泵1經(jīng)換向閥10、4的中位卸載。保壓期間由計(jì)算機(jī)控制，并由壓力傳感器將系統(tǒng)的壓力反饋回去，壓力上下浮動(dòng)差值為200n，若超過此值，則由計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，控制電液比例換向閥的換向

51、和閥芯開口的大小，使壓力達(dá)到預(yù)定值。泄壓，主缸回程保壓結(jié)束，計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)，2dt得電，換向閥10處于左位。由于主缸上腔壓力很高，壓力油使卸荷閥（外控順序閥）15開啟，泵1輸出的油液經(jīng)外控順序閥i5回油箱。泵1在低壓下工作，此壓力不足以打開充液閥（液控單向閥）14的主閥芯，而是先打開該閥的卸載閥芯，使主缸上腔油液經(jīng)此卸載閥芯開口泄回上位油箱，壓力逐漸降低。當(dāng)主缸上腔壓力卸到一定值后，卸荷閥（外控順序閥）l5關(guān)閉，泵1壓力升高，充液閥（液控單向閥）12完全打開，此時(shí)，進(jìn)油路；泵l-電液比例換向閥10左位一液控單向閥12一主缸下腔：回油路：主缸上腔一充液閥（液控單向閥）14一上位油箱。實(shí)現(xiàn)主缸快速

52、回程。主缸原位停止當(dāng)主缸滑塊上升至原來位置，開關(guān)idt、2dt失電，換向閥10處于中位，液控單向閥12將主缸下腔封閉，主缸原位停止不動(dòng)。泵1輸出的油液經(jīng)電液比例換向閥4、10中位卸載。下頂出缸頂出3dt得電，閥4處于左位。進(jìn)油路：泵1-換向閥10中位一換向閥4左位一頂出缸下腔。 回油路；下缸上腔一換向閥4左位一油箱。頂出缸活塞上升，頂出。下頂出缸退回3dt失電4dt得電，換向閥4處于右位，頂出缸活塞下行退回。3.5.4液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）由于液壓機(jī)是一種大功率的液壓系統(tǒng)，能量合理利用十分重要。因此這種系統(tǒng)一般采用高壓大流量的恒功率的定量泵。（2）液壓機(jī)的主缸一般都有很大的重量，因而充分利

53、用其自重作為快速下行時(shí)的動(dòng)力，用沖液箱經(jīng)沖液閥對(duì)主缸工作腔沖液是一種簡(jiǎn)便使用的方案。同時(shí)，液壓機(jī)液壓系統(tǒng)一般也必須考慮設(shè)置平衡回路，以防止在停機(jī)時(shí)主缸因自重而下滑。（3）液壓機(jī)的制品質(zhì)量與液壓系統(tǒng)的保壓性能有很大關(guān)系，由于換向閥存在泄漏，因而必須采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀?，用夜控單向閥來保壓是一種用的較多的方法。（4）液壓機(jī)從保壓到退回時(shí)，一般都用泄壓回路來解決高壓能的釋放問題。（5）為了保證不發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作，主缸與頂出缸比須互鎖。（6）液壓機(jī)系統(tǒng)的控制油液應(yīng)有專門的低壓泵供油，而不應(yīng)直接由系統(tǒng)作高壓油作控制油源。第4章 液壓元件的設(shè)計(jì)及液壓油的選取4.1液壓泵的選擇4.1.1確定液壓泵的工作壓力液壓

54、泵的最大工作壓力 p= (3.7)式中： 執(zhí)行元件的最大工作壓力，由工況圖p-t中選取最大值。液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的沿程阻力損失和局部阻力損失之和。初算時(shí)按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單，流速不大的取ap=0.20.5mpa；管路復(fù)雜，流速大的取=0.51. 5mpa； = =25+1=26mpa4.1.2碗定液壓泵的流量液壓泵的流量要大于同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)液壓缸所需要的最大流量，并考慮到系統(tǒng)的漏損和液壓泵磨損后容積效率的下降。即： qpk(q)max (3.8)式中：k一系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取1.11.3；大流量取小值，小流量取大值。 (q)-同時(shí)動(dòng)作液壓缸的最大流量?？蓮膓-t圖上查取。對(duì)于工作

55、過程始終用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，在確定流量時(shí)，尚需加上溢流閥的的最小溢流量，一般取3l/minqpk(q) =1.2(15.08+2) =20.496l/min4.1.3選擇液壓泵的規(guī)格按照系統(tǒng)中的擬定的僅是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力。系統(tǒng)工作過程中存在過渡過程中的動(dòng)態(tài)壓力，其壓力最大值往往比靜態(tài)壓力要大很多，所以選擇液壓泵的額定壓力時(shí)應(yīng)比系統(tǒng)的最高壓力大25%-60%，使液壓泵的壓力儲(chǔ)備應(yīng)取大值。則： pp=p(1+25%)=26 (1+0.25)=32.5mpa (3.9)確定驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率 (3.10) 式中： pp -液壓泵的最大工作壓力 qp-液壓泵的流量 -液壓泵的總效率液壓泵的總效率即是液壓泵的容積效率與機(jī)械效率之乘積，根據(jù)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)164頁(yè)表7-5的數(shù)值估計(jì)，液壓泵的規(guī)格取最大值。 =本系統(tǒng)選則高壓齒輪變量泵cbz63，公稱排量63ml/r，理論排量62. 63ml/r，額定壓力25mpa，最高壓力31. 5mpa，額定轉(zhuǎn)速2000r/min，最高轉(zhuǎn)速2500r/min，工作油溫-20110，驅(qū)動(dòng)功率38.20kw，效率94%，生產(chǎn)企業(yè)；濟(jì)南液壓件廠。輔助泵為齒輪定量泵，額定壓力為