ZY1200全自動液壓墻體磚壓機設(shè)計

1、摘要通過對墻體磚壓機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析，確定了本課題的主要設(shè)計內(nèi)容。在確定了液壓機初步設(shè)計方案后，決定采用傳統(tǒng)理論方法對zy1200全自動液壓墻體磚壓機機身結(jié)構(gòu)進行設(shè)計、計算、強度校核，采用auto cad 設(shè)計軟件對上橫梁、底座、上活動梁、下活動梁、主液壓缸、立柱、總裝圖進行了工程繪圖，在參考了某公司生產(chǎn)的四梁四柱液壓墻體磚液壓機液壓系統(tǒng)以及查閱了大量關(guān)于液壓系統(tǒng)設(shè)計的書籍后，確定全自動數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，繪制了液壓系統(tǒng)圖，給出了電氣系統(tǒng)的工作說明書，并對其進行了可行性分析，最后對整個設(shè)計進行系統(tǒng)分析，得出整個設(shè)計切實可行。關(guān)鍵詞 磚壓機 ；機身結(jié)構(gòu) ；液壓系統(tǒng)abstractthr

2、ough to the wall brick press's domestic and foreign research present situation's analysis, has determined this topic main design content. after having determined hydraulic press preliminary design plan, decided that uses the traditional theory method to carry on the design, the computation,

3、the intensity examination to the zy1200 completely automatic hydraulic pressure wall brick press fuselage structure, used autocad design software to the main traverse, the foundation, on the portable beam, under the portable beam, the host hydraulic cylinder, the column, the final assembly drawing t

4、o carry on the project cartography, in referred to some company to have produced four girders four column hydraulic pressure wall brick hydraulic press hydraulic system which as well as has consulted massively after the hydraulic system design books, determined that the semiautomatic numerical contr

5、ol system's design proposal, has drawn up the hydraulic scheme, has given electrical system's working instructions, and has carried on the feasibility analysis to it, finally to entire the design carries on the system analysis, obtains the entire design to be practical and feasible.key word

6、brick press; fuselage structure; hydraulic system49目 錄1 緒論11.1 液壓機工作原理11.2 液壓機的分類31.3 液壓機的基本參數(shù)61.4 液壓機發(fā)展概況81.5 液壓墻體磚壓機概述101.5.1 液壓墻體磚壓機生產(chǎn)的背景101.5.2 液壓墻體磚壓機的優(yōu)勢111.5.3 液壓墻材磚壓機的創(chuàng)新112 zy1200全自動液壓墻體磚壓機機身結(jié)構(gòu)設(shè)計132.1 用途和特點132.2 主要技術(shù)參數(shù)132.3 結(jié)構(gòu)概述132.4 上梁的設(shè)計計算及校核142.5 底座的設(shè)計計算及校核182.6 活動梁的設(shè)計計算及校核222.7 液壓缸的設(shè)計、計算及

7、校核282.8 立柱部分強度計算、校核322.9 機身的緊固362.10 精度調(diào)整383 zy1200全自動液壓墻體磚壓機液壓系統(tǒng)的設(shè)計403.1 電氣系統(tǒng)概述403.2 電氣原理說明404 安裝與試車424.1 安裝424.2調(diào)試434.3 安全與維護44結(jié)論46參考文獻47致 謝48附錄491 緒論1.1 液壓機工作原理液壓機是根據(jù)帕斯卡原理制成，是一種利用液體壓力能來傳遞能量的機器。液壓機一般由本體(主機)、操縱系統(tǒng)及泵站三大部分組成,泵站為動力源，供給液壓機各執(zhí)行機構(gòu)及控制機構(gòu)以高壓工作液體。操縱系統(tǒng)屬于控制機構(gòu)，它通過控制工作液體的流向來使各執(zhí)行機構(gòu)按照工藝要求完成應(yīng)有的動作。本體為

8、液壓機的執(zhí)行機構(gòu)。最常見的液壓機本體結(jié)構(gòu)型式如圖1-1所示，它由上橫梁3、下橫梁5、四個立柱4和十六個內(nèi)外螺母組成一個封閉框架，框架承受全部工作載荷。工作缸1固定在上橫梁3上，工作缸內(nèi)裝有工作柱塞2，與活動橫梁6相連接?；顒訖M梁以四根立桂為導向，在上、下橫梁之間往復運動?；顒訖M梁下面固定有上砧11，而下砧12則固定于下橫梁上的工作臺上。當高壓液體進入工作缸后，對柱塞產(chǎn)生很大的壓力，推動柱塞、活動橫梁及上砧向下運動，使i件在上、下砧間產(chǎn)生塑性變形。上橫梁的兩側(cè)還固定有回程缸7，當高壓液體進入回程缸時，推動回程柱塞8向上，通過頂部小橫梁9及拉桿10，帶動活動橫梁實現(xiàn)回程運動。此時，工作缸應(yīng)通低壓。

9、圖1-1 液壓機本體圖1工作缸 2工作柱塞 3-上橫梁 4立柱 5下橫梁2-活動橫梁 7-回程缸 8-回程柱塞 9-小橫梁10-拉桿 11-上沾 12-下沾圖1-2 液壓機操縱系統(tǒng)的示意圖液壓機操縱系統(tǒng)的示意圖如圖1-2。液壓機的工作循環(huán)一般包括停止、充液行程、工作行程及回程，現(xiàn)分述如后。1) 充液行程操縱手把由“停止”位置移到“充液位置，分配器搖桿軸逆時針方向轉(zhuǎn)動(左視)，回程缸排水閥2打開，活動橫梁靠自重下降，回程缸中液體排入充液罐或水泵站的水箱。此時工作缸內(nèi)液體壓力下降，在工作缸和充液罐中液體壓力差的作用下，充液閥自動打開，充液罐內(nèi)的低壓液體大量流入工作缸內(nèi)，實現(xiàn)動粱空程向下的充液行程。

10、動梁下行到上砧接觸工件時，動梁運動停止，工作缸和充液罐中液體壓力差消失，充液閥在彈簧作用下自動關(guān)閉。為使充液行程平穩(wěn)，在接近充液行程終點時，應(yīng)降低排水閥2的開啟高度，使動梁減速，以減少撞擊與振動。2) 工作行程充液行程結(jié)束后，充液閥應(yīng)完全關(guān)閉，回程缸仍通低壓。操縱手把被移到“工作行程”位置，搖桿軸繼續(xù)作逆時針轉(zhuǎn)動，工作缸進水閥3打開，高壓液體經(jīng)充液閥腔進入工作缸，作用于柱塞上，并通過動梁對工件進行壓力加工。此時，回程缸排水閥2繼續(xù)打開排液。3) 回程工作行程結(jié)束時，操縱手把被反向移到“回程”位置，搖桿軸反向作順時針方向轉(zhuǎn)動，工作缸進水閥3先關(guān)閉，然后工作缸排水閥4打開，卸掉工作缸和管道中高壓液

11、體的壓力，接著回程缸進水閥1打開，使回程缸和充液閥接力器通高壓液體，強迫打開充液閥。動梁在回程缸高壓液體作用下向上運動，迫使工作缸中大量液體排入充渡罐或低壓緩沖器。4) 停止(懸空)將操縱手把移到“停止”位置，工作缸排水閥4繼續(xù)打開，工作缸通低壓，而此時回程缸進水閥1和排水閥2都關(guān)閉，液體被封閉在回程缸內(nèi)，故動梁可停在操作空間的任意位置。液壓機的動力裝置(動力源)具有兩種基本型式；泵直接傳動和泵蓄勢器傳動。泵直接傳動是由泵將高壓液體直接供給液壓機的工作缸、回程缸及其他輔助裝置。泵供給的液體壓力隨工件變形抗力而變化，是不恒定的。液壓機動梁的行程速度取決于泵的供液量，而與工件變形抗力無關(guān)。泵-蓄勢

12、器傳動中增設(shè)了蓄勢器，蓄勢器的主要作用在于儲存高壓液體，平衡泵的負荷。當液壓機工作時，泵和蓄勢器同時供給高壓液，因此在較短時問內(nèi)，可以供給液壓機以大量高壓液。當液壓機耗液量較少或停止工作時，泵供給的高壓液可儲于蓄勢器內(nèi)備用。泵和蓄勢器供給液體的壓力保持在蓄勢器壓力波動值范圍內(nèi)，可認為基本恒定。工作行程速度則隨工件變形抗力的增加而減少。有時為了供給液壓機以更高壓力的工作液體，在工作缸與分配器問增設(shè)增壓器。增壓器的低壓缸由泵或泵蓄勢器站供給一定壓力的工作液體，經(jīng)增壓器增壓后，供給液壓機工作缸使用。液壓機的工作介質(zhì)主要有兩種，采用乳化液的一般稱為水壓機，采用油的稱為油壓機，兩者統(tǒng)稱為液壓機。乳化液由

13、2的乳化脂和98的軟水攪拌而成，它應(yīng)具有較好的防腐蝕和防銹性能并有定的潤滑作用。乳化液價格便宜，不燃燒，不易污染場地，故耗液量大的以及熱加工用的液壓機多采用乳化液作為工作介質(zhì)。油壓機中應(yīng)用最廣的是機械油，有利電采用透平油或其他類型液壓油。油在防腐蝕、防銹和潤滑性能方面都比乳化液好，油的粘度比較大，也容易密封。岡此，近年來，采用油為工作介質(zhì)的越來越多。但是油的成本高，易污染場地。1.2 液壓機的分類液壓機按照機架結(jié)構(gòu)形式分為梁柱式、組合框架式、整體框架式、單臂式等。按照功能和用途可分為手動液壓機、鍛造液壓機、沖壓液壓機，一般用途液壓機，校正、包裝液壓機，層壓液壓機，擠壓液壓機，壓制液壓機，打包液

14、壓機，專用液壓機等10余種類型液壓機本體一般由機架、液壓缸部件、運動部分及其導向裝置組成，從機架組成上分為梁柱組合式、單臂式和框架式。下面介紹兒種典型的結(jié)構(gòu)型式。1) 梁柱組合式梁柱組合式中最常見的是三梁四柱式即四柱式液壓機，它廣泛應(yīng)用于各種用途的液壓機中。四柱式結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，但立柱需要大型圓錒或鍛件.四柱式液壓機最大的缺點是承受偏心載荷能力較差，最大載荷下偏心距一般為跨度(即左右方向的偏心距)的百分之三左右;由于立柱剛度較差，在偏載下活動橫梁與工作臺問易產(chǎn)生傾斜和水平位移，同時立柱導向面磨損后不能調(diào)整和補償。這些缺點在一定程

15、度上限制了它的應(yīng)用范圍。2) 單臂式這種結(jié)構(gòu)多用于沖壓液壓機或小型鍛造液壓機。圖1-3是一種柱塞不動而工作缸運動的結(jié)構(gòu)。柱塞1固定在用四根拉桿9與單臂機架7連接的橫梁2上，而工作缸3可以在單臂機架的導向6中上下往復運動。兩個回程缸5固定在機架上，回程柱塞4通過活動梁s與工作缸連接在一起。單臂液壓機機架為整體鑄鋼結(jié)構(gòu)或鋼板焊接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，工作時可以從三個方向接近，操作方便。但整個機架剛性較差，為了保證機架有足夠的強度和剛度，有時機架顯得比較笨重。圖1-3 單臂鍛造液壓機簡圖1-工作柱塞 2-橫梁 3-工作缸 4-回程柱塞 5-回程缸 6-導向裝置 7-機架 8-活動小梁 9-拉桿3) 雙柱下

16、拉式在過去傳統(tǒng)的三梁四柱式結(jié)構(gòu)中，液壓機本體的重心高出地面很多，穩(wěn)定性較差。近年來，中小型鍛造液壓機每分鐘鍛造次數(shù)已可選80100次，如仍用上述結(jié)構(gòu)，快速鍛造時，本體晃動很大。60年代開始，出現(xiàn)下拉式(下傳動)結(jié)構(gòu)，如圖1-4所示，它由兩根立柱及上、下橫槳組成一個可動的封閉式框架，工作缸安裝在下橫梁上，也隨框架一起運工作柱塞則固定在不動的固定梁上。固定梁上還裝有立柱的導套和回程圖1-4雙柱下拉式鍛造液壓機下拉式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點為：(1) 壓機重心低，幾乎與地面處于同一水平，因此穩(wěn)定性好。從圖23中可以明顯看出，在偏心載荷作用下，當下拉式結(jié)構(gòu)機架變形很大時，重心s仍在原位，而在上傳動結(jié)構(gòu)中在偏載作用下

17、，重心s偏移很多，從而引起機架的嚴重晃動。(2) 工作缸在地面以下，地面上幾乎沒有什么管道，當用油為工作介質(zhì)時，不易著火，比較安全。管道連接處不受壓機晃動或機架變形的影響，不易損壞。(3) 上橫梁寬度不決定于工作缸外徑，因此上橫梁可設(shè)計得較窄，便于操作。(4) 立柱按對角線布置，在縱橫兩個方向上可布置活動工作臺及橫向移砧裝置，操作工人有較寬廣的工作視野，壓機輔助工具也有較大的工作空間。(5) 壓機地面上高度小，可安裝在高度較低的車間里(圖24)。但其缺點為：(1) 地坑深度大大加深，地下工程量較大。(2)運動部分質(zhì)量較大，慣性大。由于下拉式結(jié)構(gòu)具有較多的優(yōu)點，因此得到迅速推廣，中小型鍛造液壓機

18、中近年逐漸采用此種結(jié)構(gòu)。4) 整體框架式一般液壓機機架采用螺紋聯(lián)結(jié)將e下橫粱及立柱聯(lián)成一個剛性封閉框架，但在長期反復載荷作用下，容易松動。且由螺紋到光滑部分往往有應(yīng)力集中，形成強度設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)。采用整體框架結(jié)構(gòu)，消除了上述缺點。但這種整體框架從上、下橫梁到立柱的過渡區(qū)截面變化很大，也容易有應(yīng)力集中，因此必須選擇合理的結(jié)構(gòu)形狀與過渡形線。一般可通過有限單元法計算及光彈試驗，密柵云紋試驗等方法來比較不同的結(jié)構(gòu)型式，確定較好的方案。整體框架可以是整體焊接框架或整體鑄鋼框架，一般均為空心箱形結(jié)構(gòu)，抗彎性能較好，立柱部分做成矩形截面，便于安裝平面可調(diào)導向裝置。立柱電可做成“”字形，以便在兩側(cè)空間安裝

19、電氣控制元件和液壓元件.1.3 液壓機的基本參數(shù)基本參數(shù)是液壓機的基本技術(shù)數(shù)據(jù)，是根據(jù)液壓機的工藝用途及結(jié)構(gòu)類型來確定的，反映了液壓機的工作能力及特點，也基本上定下了液壓機的輪廓尺寸及本體總重，為了使產(chǎn)品系列化、通用化和標準化，以盡可能少的規(guī)格和尺寸來充分滿足多種多樣的工藝要求，從而大大簡化設(shè)計工作及制造工藝，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，降低成本，提高質(zhì)量和便于修配，應(yīng)盡可能制訂出各種液壓機基本奎數(shù)的標準系列。確定基本參數(shù)時，應(yīng)以在此液壓機上進行的主要工藝要求為依據(jù)，結(jié)合有關(guān)工廠的制造、使用條件，深入調(diào)查研究，并分析比較國內(nèi)外同類型產(chǎn)品的參數(shù)及使用效果來確定?，F(xiàn)以三梁四柱式液壓機為例，介紹液壓機的基

20、本參數(shù)：1) 公稱壓力(公稱噸位)及其分級公稱壓力一般是液壓機的主參數(shù)，它反映了液壓機的主要工作能力。公稱壓力為液壓機名義上能發(fā)出的最大力量，在數(shù)值上等于工作液體壓力和工作柱塞總工作面積的乘積(取整數(shù))。為了充分利用設(shè)備，節(jié)約高壓液體并滿足工藝要求，一般大中型液壓機將公稱壓力分為兩級或三級。泵直接傳動的液壓機不需從結(jié)構(gòu)上進行壓力分級。2) 最大凈空距(開口高度)h最大凈空距h是指活動橫梁停在上限位置時從工作臺上表面到活動橫梁下表面的距離。最大凈空距反映液壓機在高度方向上工作空間的大小，它應(yīng)根據(jù)模具(工具)及相應(yīng)墊板的高度，工作行程大小以及放入坯料、取出工件所需空間大小等工藝因素來確定。最大凈空

21、距對液壓機的總高、立柱長度、液壓機穩(wěn)定性以及安裝廠房高度都有很大影響。因此既要盡可能滿足工藝要求，又要盡量減小壓機高度。 單臂式液壓機的最大凈空距為工作缸底的下平面至工作臺上表面的距離.圖1-5液壓機本體主要參數(shù)示意圖3) 最大行程h最大行程h指活動橫梁位于上限位置時活動橫梁的立柱導套下平面到立柱限程套上平面的距離，也郎活動橫粱能移動的最大距離。最大行程應(yīng)根據(jù)工件成形過程中所要求的最大工作行程來確定，它直接影響工作缸和回程缸及其柱塞的長度以及整個機架的高度。4) 立柱中心距l(xiāng)×b在四柱式液壓機中，立柱寬邊中心距和窄邊中心距分別為工和b。立柱中心距反映液壓機平面尺寸上工作空間的大小。立

22、柱寬邊中心距應(yīng)根據(jù)工件及模具(工具)的寬度來確定，立柱窄邊中心距應(yīng)考慮更換及放入各種工具、涂抹潤滑劑、觀察工藝過程等操作上的要求立柱中心距對三個橫梁的平面尺寸和重量均有直接影響，對液壓機的使用性能及本體結(jié)構(gòu)尺寸有著密切關(guān)系。單臂式液壓機在平面上三面敞開，影響平面尺寸上工作空間大小的參數(shù)是喉深，喉深為單臂液壓機工作缸中心線到機架內(nèi)側(cè)表面的距離。5) 回程力計算回程所需的力量時，要考慮活動部分的重量、回程時工藝上所需的力量(如拔模力、提升剁刀等)、工作缸排液阻力、各缸密封處的摩擦力以及動梁導套處的摩擦力等。6) 允許最大偏心距e在液壓機工作時，不可避免地要承受偏心載荷。偏心載荷在液壓機的寬邊與窄邊

23、都會發(fā)生。最大允許偏心距是指工件變形阻力接近公稱壓力時所能允許的最大偏心值。在結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時，必需考慮此偏心值。7) 活動橫梁運動速度活動橫梁運動速度分為工作行程速度及空程(殼液及回程)速度兩種。應(yīng)根據(jù)不同的工藝要求來確定工作行程速度，它的變化范圍很大。鍛造液壓機要求工作速度較高，可達50150mms，而在有些工藝中，液壓機工作速度甚至低于1mms?？粘趟俣纫话爿^高，以提高生產(chǎn)率。但如速度太快，會在停止或換向時引起水擊及振動工作行程及空程的速度直接影響泵站供液量的計算。8) 移動工作臺尺寸及行程在鍛造、模鍛及沖壓液壓機中往往設(shè)置移動工作臺。工作臺的尺寸(長×寬)取決于模具(工具)的平

24、面尺寸及工藝過程的安排，工作臺移動的行程則和更換模具(工具)及工藝操作方式有關(guān)。移動工作臺的尺寸及行程也是反映液壓機工作能力的參數(shù)。9) 頂出器有些液壓機(如模鍛和沖壓液壓機)往往在下橫梁底部裝有頂出器，以頂出工件或拉延時使用。頂出器的力量及行程完全由工藝要求來確定1.4 液壓機發(fā)展概況液壓機發(fā)展的歷史只有一百多年。隨著西方資本主義的發(fā)展，蒸汽機的出現(xiàn)，引起了工業(yè)生產(chǎn)的革命?，F(xiàn)代化的大工業(yè)逐步代替了工場手工業(yè)，具有悠久歷史的鍛造_工藝也連步由手工鍛造轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器鍛造。十六世紀初，出現(xiàn)了第一批水力機械錘。1839年第一臺蒸汽錘出現(xiàn)。此后，伴隨著機械制造工業(yè)的迅速發(fā)展，鍛件尺寸越來越大，鍛錘已做到百

25、噸以上(落下部分重量)，既笨重，振動又大。1859l861年在維也納鐵路工場就有了第一批用于金屬加工的7000kn，10000kn和12000kn液壓機。1804年在英國曼徹斯特首先使用了鍛造鋼錠用的鍛造水壓機，它與鍛錘相比具有很多優(yōu)點，因此發(fā)展很快。在1 8871888年制造了一系列鍛造水壓機，其中包括一臺40000kn的大型水壓機。1893年建造了當時最大的120000kn鍛造水壓機。因而，大鋼錠的鍛造工作逐步就由使用鍛錘過渡到使用鍛造水壓機，大型自由鍛錘逐漸被淘汰，目前只保留了5噸以卞的中小型自由鍛錘.液壓機是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一。目前，液壓機的最大標稱壓力以達750mn，用

26、于金屬的成型。隨著金屬壓制和拉伸制品的需求逐年提高，對產(chǎn)品品種的需求依然日益增多，另一方面，產(chǎn)品的生產(chǎn)批量也逐漸縮小。為與中小批量生產(chǎn)相適應(yīng)，需要能快速調(diào)整的加工設(shè)備，這使液壓機成為理想的成型工藝設(shè)備。特別是當液壓機系統(tǒng)實現(xiàn)具有對壓力、行程速度單獨調(diào)整功能后，不僅能實現(xiàn)對復雜工件以及不對稱工件的加工，而且，廢品率非常低。與機械加工系統(tǒng)相比，有極大的優(yōu)越性。80年代以來，隨著微電子技術(shù)、液壓技術(shù)等的發(fā)展，液壓機有了更進一步的發(fā)展、其高技術(shù)含量增多，眾多機型已采用cmc 或pc 機來控制，提高了產(chǎn)品加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。由于液壓機在工作中的廣泛適用性，它還普遍應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個部門，如板材成形、粉末

27、冶金、管線型材擠壓、膠合板壓制、打包、人造金剛石、耐火磚壓制、電纜包覆、碳極壓制成形、輪軸壓裝、校直等等。各種類型的中小型液壓機發(fā)展十分迅速，有力地促進了各種工業(yè)的發(fā)展。1949年以前，我國沒有自己獨立的工業(yè)體系，也根本沒有液壓機制造工業(yè)，只有一些修配用的小型液壓機。1949 年以后，我國迅速建立了獨立自主的完整工業(yè)體系。我國已能自行設(shè)計和制造汽車、機車、發(fā)電設(shè)備、軋鋼設(shè)備、飛機、火箭、人造衛(wèi)星等產(chǎn)品，這些都促進了各種液壓機的發(fā)展。1957 年至1962 年間，我國已開始自行設(shè)計、自行制造各種鍛壓設(shè)備，其中有近30臺1000kn 到3150kn的中型鍛造水壓機及二臺125mn 的大型模鍛水壓機

28、。60 年代，我國先后成套設(shè)計并制造了一些大型液壓機，其中有300mn 有色金屬模鍛水壓機、120mn 有色金屬擠壓機、80mn 黑色金屬模鍛水壓機等。70 年代以后，我國已向國外出口了多臺各種噸位的液壓機，其中最大的一臺為60mn，說明我國的液壓機設(shè)計和制造已達到一定的先進水平。當前國內(nèi)外液壓機產(chǎn)品控制系統(tǒng)分為以下3 種類型：1) 以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型其電路結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)要求不高，成本較低，相應(yīng)控制功能簡單，適應(yīng)性不強。主要用于單機工作，加工產(chǎn)品精度不高的大批量生產(chǎn)，也可組成簡單的生產(chǎn)線?，F(xiàn)在，國內(nèi)許多液壓機廠還以該機型為主沒，國外眾多廠家只是保留了對該機型的生產(chǎn)能力，而主要面向技術(shù)含

29、量高的機型組織生產(chǎn)。2) 采用可編程控制器（plc）控制系統(tǒng)該系統(tǒng)是在繼電器控制很計算機控制發(fā)展的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器位核心，將自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)溶為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。目前，該機型廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機械和自動化生產(chǎn)過程中。早期的可編程控制器只能進行簡單的邏輯控制，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，一些廠家采用微電子處理器作為可編程序控制器的中央處理單元（cpu），不僅可以進行邏輯控制，還可以對模擬量進行控制，擴大了控制起的功能。可編程控制起有較高的穩(wěn)定性和靈活性，但還是介于繼電器控制和工業(yè)控制機控制之間的一種控制方式，于工業(yè)控制機相比還有很大的差距。當前，國內(nèi)有

30、部分廠家采用該控制系統(tǒng)，如天津鍛壓機械廠有60%的產(chǎn)品采用pic 來提高控制性能和可靠性。國外廠家如丹麥的stenhqj 公司采用stemens 的可編程控制器，實現(xiàn)對壓力和位移的控制。3) 應(yīng)用高級微處理機（或工業(yè)控制計算機）的高性能控制系統(tǒng)該控制方式劃在計算機控制技術(shù)成熟發(fā)展的基礎(chǔ)上采用一種高科技含量的控制方式，以工業(yè)控制機或單片/單板機作為主控單元，通過外圍借口器（如a/d或d/a 等）或直接應(yīng)用數(shù)字閥實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制，同時利用各種傳感器組成閉環(huán)回路方式的主要特點為：具有友好的人機交互性，操作簡單控制精度高；生產(chǎn)高速化，提高生產(chǎn)率；可順利實現(xiàn)對工作參數(shù)（如壓力、速度、行程等）的單獨調(diào)

31、整，能進行復雜工件、不對稱工件的加工；預(yù)存工作模式，縮短調(diào)整時間，與柔性加工要求相適應(yīng)；可通過軟件來消除高速下的換向沖擊，以降低噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；在安全方面可利用軟件進行故障預(yù)診斷，并自動修復故障和顯示錯誤?，F(xiàn)在，國外眾多液壓機生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)這種高性能的工業(yè)控制機控制方式的液壓機產(chǎn)品，如美國multipress、丹麥stenhqj和加拿大brown bog-gs 等公司，而國內(nèi)很少有該類產(chǎn)品。液壓機技術(shù)發(fā)展趨勢：1) 高速化、高效化、低能耗。提高液壓機的工作效率，降低生產(chǎn)成本。2) 機電液一體化。充分利用機械和電子方面的先進技術(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善。3) 自動化、智能化。微電子技術(shù)的高

32、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(xiàn)在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障處理的功能。4) 液壓元件集成化，標準化。集成的液壓系統(tǒng)減少了灌錄連接，有效地防止泄露和污染。標準化的元件為機器的維修帶來了方面。我目液壓機制造工業(yè)雖然已有了較大發(fā)展，但與世界先進水平相比，還有較大差距，還不能滿足國民經(jīng)濟和國防建設(shè)迅速發(fā)展的需要。目前，除應(yīng)當充分發(fā)揮現(xiàn)有各種液壓機的生產(chǎn)潛力，提高設(shè)備利用率，搞好鍛造操作機及其他輔助設(shè)備的配套工作，加強對設(shè)備的維修和設(shè)備本身的技術(shù)改造外，還應(yīng)加強鍛造液壓機和鍛造操作機的聯(lián)動、鍛件尺寸自動顯示和自動控制、鍛造液壓機組的程序控制和自動控

33、制的研究。應(yīng)加強對現(xiàn)代化的大型模鍛渡壓機，大型擠壓液壓機以及其他特種用選液壓機的研究。1.5 液壓墻體磚壓機概述1.5.1 液壓墻體磚壓機生產(chǎn)的背景全國每年生產(chǎn)粘土磚要耗用粘土資源達l3億立方米，相當于毀田近60萬畝，加上產(chǎn)生各類工業(yè)固體廢物達l億t以上，這種毀田燒磚、破壞耕地、廢渣成山、污染環(huán)境的現(xiàn)狀必須徹底改變。二十世紀九十年代初，在國發(fā)199266號文件指導下，全國邁開實心磚改空心磚墻體材料革新步伐，并取得積極進展。到九十年代末，在國辦發(fā)199972號文件精神推動下，加快淘汰實心粘土磚和推廣應(yīng)用新型墻體材料的進程，全國170個城市開始限時禁止使用實心粘土磚。2005年，國辦發(fā)200533

34、號文件進一步明確提出要嚴格限制毀田燒磚，第二批城市禁止使用實心粘土磚工作開始啟動，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，建設(shè)節(jié)約型社會。隨著“禁實”工作深入展開，勢必推動新型墻體材料的迅速發(fā)展；勢必促進住宅產(chǎn)業(yè)化水平的提高；勢必給企業(yè)帶來良好的經(jīng)營商機；勢必給全社會帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。1.5.2 液壓墻體磚壓機的優(yōu)勢千噸自動液壓墻材磚壓機及配套生產(chǎn)線，其工藝技術(shù)及裝配與國內(nèi)外現(xiàn)有壓磚機相比，具有明顯技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。1) 成型壓力大：壓磚機采用高噸位壓力機，成型壓力達到looot，制品成型壓強可達27mpa，而目前國內(nèi)外現(xiàn)有壓磚機壓力均低于600t(周內(nèi)僅為25ot，國外僅為6000。2) 生產(chǎn)效率高：壓磚

35、機每次可壓制32塊標磚(空心磚16塊)，單機每小時產(chǎn)量可達9000塊標磚，其單機生產(chǎn)線年產(chǎn)規(guī)模可達5000萬塊標磚以上(空心磚8萬 以上)，單機生產(chǎn)效率達到國際先進水平。3) 工序自動化：主機采用機電液一體化及智能控制技術(shù)，實現(xiàn)了原料、配料、攪拌、成型、養(yǎng)護等關(guān)鍵工序的自動準確控制，保證了產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，具備有較好原材料體系適應(yīng)性，工藝參數(shù)可隨意調(diào)整。4) 運行安全可靠：主機設(shè)備的液壓件、密封件、電控件均采用國外最先進部件，使用壽命長，運行安全可靠且費用低。5) 產(chǎn)品多元化：可根據(jù)不同資源條件，不同工藝配方，工業(yè)廢渣綜合利用，生產(chǎn)滿足市場需求，且符合建筑節(jié)能標準要求的產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品多元化，達

36、到變廢為寶、保護環(huán)境、保護土地、節(jié)約能源的目的。1.5.3 液壓墻材磚壓機的創(chuàng)新千噸全自動液壓墻材磚壓機是高科技產(chǎn)品，擁有壓力機液壓放大裝置、制磚機布料機構(gòu)、夾磚器、自動制磚機的布料夾磚機構(gòu)、卸磚機、磚的自動生產(chǎn)線、碼垛機等。1) 壓力機液壓放大裝置采用內(nèi)置多功能液壓放大器，可實現(xiàn)增壓、增速及快速充液的功能，有效提高了壓制的速度；同時，內(nèi)置增壓既解決了高壓成型的壓力又使外接管路系統(tǒng)僅工作在中壓范圍內(nèi)，提高了設(shè)備的可靠性。2) 實現(xiàn)分級加壓，多次自動排氣采用分級加壓、多次自動排氣等新工藝，產(chǎn)品完全沒有分層微裂的現(xiàn)象，解決了因粉煤灰原料粉粒太細，級配不合理，導致混合料中含氣量較高，在壓制過程中因排

37、氣困難而產(chǎn)生的水平層裂的難題。3) 雙向壓制、產(chǎn)品質(zhì)量好采用?？蚋邮浇Y(jié)構(gòu)，通過調(diào)整壓制活塞同?？蜻\動的速度差實現(xiàn)雙向加壓，產(chǎn)品密度均勻、質(zhì)量好，解決了單向壓制因物料受力傳遞不均造成的坯體密度不均勻的問題。同時具備脫模功能，結(jié)構(gòu)簡單。4) 半干粉壓制、高壓自動成型采用半干粉千噸全自動液壓壓制，成型壓制力最高可達24mpa，可一次壓制標磚。32塊，使制品生產(chǎn)周期短，坯體初始強度高，利于自動化生產(chǎn)，使得生產(chǎn)效率及制品強度遠遠高于其它設(shè)備。5) 布料均勻，適用于不同物料使用專利技術(shù)的粉料強制攪拌機構(gòu)及控制自動布料器的運動，布料速度無級調(diào)速，布料速度加快且均勻，適用于多種粉料，粉煤灰等廢渣摻量高達90

38、 。 、6) 布料出磚一體化，效率高自動布料器和自動出磚一體系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。7) 自動出磚，簡單可靠專利技術(shù)的氣動出磚機構(gòu)，采用薄膜氣缸的原理設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，實用可靠，即以軟性薄膜直接夾取磚坯，通過調(diào)整氣壓來調(diào)節(jié)夾持力。8) 自動檢測磚厚，自動調(diào)整填料深度液壓比例技術(shù)控制?？虻乃俣群臀恢?，通過直線位移傳感器可自動檢測磚厚尺寸，并能自動調(diào)整料深度，實現(xiàn)磚厚的自動調(diào)整，解決其它設(shè)備制磚尺寸誤差大等問題。9) 全自動碼坯，成品率高配備全自動碼坯裝置，每次可夾取64塊標磚，實現(xiàn)自動夾取、自動碼放。自動化程度高，清除了人工碼坯造成破損率高的缺點，解決了行業(yè)目前碼坯難題或半自動水平等落后局面。

39、1o) 自動控制，觸模式操作plc自動控制壓制、排氣、碼坯等動作，具有多個菜單顯示，觸模式操作，方便調(diào)整壓力、排氣、布料的參數(shù)，操作簡便。11) 快速換模，實現(xiàn)產(chǎn)品多元化主機行程大，方便更換模具，并配備快速換模機構(gòu)，客戶可快速更換模具生產(chǎn)各種規(guī)格的多孔磚、砌塊、路面磚等產(chǎn)品。12) 配方優(yōu)化，整線工藝科學粉煤灰、電石渣、砂、少量石膏等經(jīng)攪拌混合、消化、二次攪拌后，經(jīng)壓機壓制成型(布料一雙向高壓壓制一多次自動排氣一出磚一碼坯，全程自動化控制)后，進入蒸壓釜蒸壓(鈣硅化合反應(yīng))，粉煤灰在蒸壓工藝條件下與電石渣、石膏反應(yīng)生成了強度較高、結(jié)晶較穩(wěn)定的水化硅酸鈣系列礦物，主要以托勃莫來石晶相存在，并生成

40、了抗碳化性能較好的水石榴石，而使制品具有高的強度、低的干燥收縮值，具有很強的抗凍性和耐久性。強度可達到20mpa甚至30mpa，其他性能要求也能達到甚至超過標準要求。2 zy1200全自動液壓墻體磚壓機機身結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 用途和特點zy1200全自動液壓墻體磚壓機（以下簡稱“磚壓機”）是由可編程序控制器控制的，集機，電，液一體化的壓磚機，它能自動完成壓制過程中的壓制，脫模，夾磚及布料等工作。zy1200壓磚機能夠生產(chǎn)各種規(guī)格的粉煤灰磚和灰沙磚等。2.2 主要技術(shù)參數(shù)表2-1 壓磚機參數(shù)表參數(shù)名參數(shù)值最大壓制力 12000kn最大頂出力1000kn最大填料深度400mm活動梁行程800mm柱間凈

41、空距1700mm主機功率 150kw每循環(huán)周期（標磚）1316s液壓系統(tǒng)油量1000l冷卻水量30t/h外形尺寸（主機）1230×2990×6740設(shè)備凈重(主機)55t2.3 結(jié)構(gòu)概述本機主要由主機(包括機架，主液壓缸，充氣油箱，脫模裝置，增壓缸，機械鎖等)，送料裝置，液壓站，液壓控制閥塊以及電器控制系統(tǒng)等組成。1) 機架本機架采用梁柱結(jié)構(gòu)，四根立柱靠預(yù)緊力將上梁和下梁連接成一個封閉的框架，有效提高了整機的剛度?；顒恿阂运母⒅鶠閷?，由主液壓缸帶動做上下往復運動。下活動梁以四根立柱為導向，兩端提升液壓缸帶動下活動梁和模具中框做上下往復運動，導向精度高。2) 主液壓缸主液

42、壓缸在上梁內(nèi)，由主活塞，缸套，端蓋以及優(yōu)質(zhì)的密封圈等組成。主液壓缸靠液壓系統(tǒng)控制最終實現(xiàn)壓磚機的（快下，慢下，加壓以及壓制保壓）壓制動作。3) 充氣油箱充氣油箱位于上梁的頂部，油箱內(nèi)油液的上方充以0.15-0.18mpa的壓縮空氣，油箱的頂部還有2個氣動安全閥。充氣油箱主要用來供給壓磚機液壓系統(tǒng)所需液壓油，并且當活動梁快速下行時，靠充氣油箱內(nèi)油液上方的氣壓對主液壓缸的無桿腔快速大量補油。4) 增壓缸增壓缸裝在上梁的頂部，位于充氣油箱內(nèi)，它主要由大活塞，小活塞，缸筒，缸蓋及導套等組成。增壓缸的增壓腔于主液壓缸的無桿腔相通，通過增壓缸的增壓，使主液壓缸的無桿腔達到壓磚機所需的壓制力。5) 機械鎖它

43、位于上梁，插銷可以相對移動，當壓磚機不工作時，應(yīng)將插銷插入活動梁的插銷座，將活動梁掛住，使活動梁不會下降。這一部分有兩個傳感器，當機械鎖插銷離開后限位置傳感器或靠近前限位置傳感器時，壓磚機將不能完成自動循環(huán)壓制。6) 送料及夾磚裝置送料裝置連接在下活動梁上，主要由布料斗，送料小車（料車），液壓缸以及夾磚裝置等組成，布料斗在料車的上方，汽缸控制料斗閘門的開關(guān)，配合壓制的節(jié)拍，將料車上的粉料均勻的撒落在送料小車的料框中。送料小車則由液壓缸帶動作往復運動，向前運動由夾磚裝置將磚胚夾出壓磚機，接著將粉料喂入模腔內(nèi)，返回時將?？蛏戏哿瞎纹?。料框中的攪拌裝置可使粉料均勻快速落入?？騼?nèi)。7) 脫模裝置脫模裝

44、置主要由兩個脫模液壓缸和下活動梁組成。下活動梁以及四根立柱為導向，兩端液壓缸帶動下活動梁和模具中框做上下往復運動，導向精度高。2.4 上梁的設(shè)計計算及校核1) 截面受力情況圖2-1上梁受力情況在主截面（ii）所收彎距： 式（2.1）其中：p公稱壓力（kgf） p=1200000kgfb油缸內(nèi)徑尺寸(cm) b=66cmb立柱中心距(cm) b=194cm最大剪切應(yīng)力為：2) 截面拉壓強度計算：主截面（ii）可以簡化為：如圖所示（a）-截面 （b）-等量簡化截面圖2-2 上橫梁i-i截面及簡化截面表2-2 上橫梁截面i序號截面高度bi(cm)截面寬度hi(cm)截面積fi=bi*hi(cm2 )

45、面積中心至x軸距離yi(cm)截面對x軸靜面距si=fi*yi(cm3 )截面與面積中心至x軸距離乘積si*yi(cm4)各截面積的慣性距j= = bihi/12(cm4)17428207215932944852382232135370.7234103401404760066640002833.3333449039609035640032076000267300043445153022.534425774562.5258187.5總計1737902767873918967953069392重心至x 軸距離： 式（2.2） 式（2.3）截面對x 軸的慣性距： 式（2.4）截面對x 軸(形心軸)的

46、慣性距： 式（2.5）在受拉截面上的彎曲應(yīng)力： 式（2.6）在受壓截面上的彎曲應(yīng)力： 式（2.7）算得在主截面（ii）上的彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力350kgf/cm23) 截面剪切強度計算：根據(jù)材料力學可知斷面抗剪切力主要由立板承受，故可按簡化截面矩形計算。其最大應(yīng)力t max在中心截面。 式（2.8）其中：q-截面剪切力（kgf）b-簡化截面寬度（cm）b=82cmh-簡化截面高度（cm）h=90cm4) 剛度計算 式（2.9） 式（2.10）公式中：p公稱壓力（kgf） p=1200000kgfb油缸內(nèi)徑尺寸(cm) b=66cmb立柱中心距(cm) b=194cmj上橫梁截面慣性矩（cm4）

47、f上橫梁立板面積（cm2）e材料彈性模數(shù)（kgf/cm2）用于鑄鐵g剪切彈性模數(shù)用于鑄鐵代人上式得：允許下橫梁彎曲變形量為： 式（2.11）故下橫梁剛度滿足要求。2.5 底座的設(shè)計計算及校核1) 截面受力情況圖2-3下底座受力情況在主截面（ii）所收彎距 式（2.12）其中：p公稱壓力（kgf） p=1200000kgfb工作臺尺寸(cm) b=152cmb立柱中心距(cm) b=194cm最大剪切應(yīng)力為：2) 截面拉壓強度計算：主截面（ii）可以簡化為：如圖所示（a）-截面 (b) -等量簡化截面圖2-4 底座i-i截面及簡化截面表2-3 底座截面i 序號截面高度bi(cm)截面寬度hi(c

48、m)截面積fi=bi´hi(cm2 )面積中心至x軸距離yi(cm)截面對x軸靜面距si=fixyi(cm3 )截面與面積中心至x軸距離乘積sixyi(cm4)各截面積的慣性距joi = bihi/12(cm4)185217012120570248897056.66667282302460105258300271215001845003389034204515390069255002308500總計1226050432770365359702493057重心至x 軸距離：截面對x 軸的慣性距：截面對x 軸(形心軸)的慣性距：在受拉截面上的彎曲應(yīng)力：在受壓截面上的彎曲應(yīng)力：算得在主截面

49、（ii）上的彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力3) 截面剪切強度計算：根據(jù)材料力學可知斷面抗剪切力主要由立板承受，故可按簡化截面矩形計算。其最大應(yīng)力t max在中心截面。其中：q-截面剪切力（kgf）b-簡化截面寬度（cm）b=38cmh-簡化截面高度（cm）h=122cm4) 剛度計算 式（2.13） 式（2.14）公式中：p公稱壓力（kgf） p=1200000kgfb工作臺尺寸(cm) b=152cmb立柱中心距(cm) b=194cmj下橫梁截面慣性矩（cm4）f下橫梁立板面積（cm2）e材料彈性模數(shù)（kgf/cm2）用于鑄鐵g剪切彈性模數(shù)用于鑄鐵g代人上式得：允許下橫梁彎曲變形量為：故下橫梁剛度滿

50、足要求。2.6 活動梁的設(shè)計計算及校核1) 截面受力情況圖2-5 活動梁受力情況在主截面（ii）所收彎距： 式（2.15）其中：p公稱壓力（kgf） p=1200000kgfb活塞頭外徑尺寸(cm) b=62cmb工作臺長(cm) b=152cm2) 截面拉壓強度計算：主截面（ii）可以簡化為：如圖所示（a）-截面 （b）-等量簡化截面圖2-6 活動梁i-i截面及簡化截面表2-4 活動梁截面i 序號截面高度bi(cm)截面寬度hi(cm)截面積fi=bi´hi(cm2 )面積中心至x軸距離yi(cm)截面對x軸靜面距si=fi´yi(cm3 )截面與面積中心至x軸距離乘積s

51、i´yi(cm4)各截面積的慣性距joi = bihi/12(cm4)12061205768403898803602521578046.536270168655514625350201000292900084100033333.334621593011.510695122992.517437.5565426025201040346.6667總計60309083325304146866102.5重心至x 軸距離：截面對x 軸的慣性距：截面對x 軸(形心軸)的慣性距：在受拉截面上的彎曲應(yīng)力：在受壓截面上的彎曲應(yīng)力：算得在主截面（ii）上的彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力滑邊在截面（i ii i）所收

52、彎距： 式（2.16）其中：p公稱壓力（kgf） p=1200000kgfb活塞頭外徑尺寸(cm) b=62cmb工作臺長(cm) b=152cm最大剪切應(yīng)力為： 式（2.17）截面（i ii i）可以簡化為：如圖所示（a）-截面 （b）-等量簡化截面圖2-7 活動梁ii-ii截面及簡化截面表2-5 活動梁截面ii 序號截面高度bi(cm)截面寬度hi(cm)截面積fi=bi´hi(cm2 )面積中心至x軸距離yi(cm)截面對x軸靜面距si=fi´yi(cm3 )截面與面積中心至x軸距離乘積si´yi(cm4)各截面積的慣性距joi = bihi/12(cm4)1561584052.54410023152501575024630138030414001242000103500382119029.5856981405.59095.167485434026801360453.3333總計603462947493640016128798.5重心至x 軸距離：截面對x 軸的慣性距：截面對x 軸(形心軸)的慣性距：在受拉截面上的彎曲應(yīng)力：在受壓截面上的彎曲應(yīng)力：算得在主截面（i ii i）上的彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力3) 截面剪切強度計算：根據(jù)材料力學可知斷面抗剪切力主要由立板承受，故可按簡化截面矩形計算。其最大應(yīng)力t max在中心截面。其中：q截面剪