液壓機開題報告(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告 （2015屆）系部： 機電工程系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 萬喜 班 級： 機械三班 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名： 許焰 職稱 副教授 2014年12月30日題目：200T四柱式液壓機結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計1. 結(jié)合課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1000字以上的文獻綜述。1.1 液壓機簡介 液壓機是一種以液體為工作介質(zhì)，根據(jù)帕斯卡原理制成的用于傳遞能量以實現(xiàn)各種工藝的機器,一種用于金屬、非金屬材料（塑料、橡膠、石材、木材等）成形的壓力加工機械。四柱式液壓機適用于各種可塑性材料的壓制工藝，如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。

2、也可從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型工藝。11.2液壓機裝置研究現(xiàn)狀及發(fā)展歷程 液壓機自19世紀(jì)問世以來得到了很快的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，成了產(chǎn)品壓力加工成型不可或缺的機械設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，電子技術(shù)、液壓技術(shù)的不斷成熟，液壓機也得到了更進一步的發(fā)展。到目前為止，液壓機的最大公稱壓力已經(jīng)達(dá)到了750MN，控制技術(shù)也由原來傳統(tǒng)的繼電器控制變?yōu)榭删幊炭刂破骱凸I(yè)計算機控制，這使液壓機的運行平穩(wěn)性、控制精度、產(chǎn)品質(zhì)量有了保證，同 圖1液壓機 時生產(chǎn)效率得到了很大的提高。2 液壓機加工與傳統(tǒng)機械加工相比屬于無屑加工，應(yīng)用范圍廣泛，一般用

3、于塑性材料的冷擠、校直、彎曲、沖裁、拉伸等。此外液壓機還用于粉末冶金、翻邊、壓裝等產(chǎn)品的成型加工工藝。液壓機還能實現(xiàn)復(fù)雜工件和不對稱工件的加工，產(chǎn)品廢品率較低。液壓機根據(jù)加工工件的不同性質(zhì)，還可進行適當(dāng)?shù)膲毫π谐陶{(diào)整，滿足產(chǎn)品的加工要求。液壓機主要由主機、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)三部分組成。液壓機的整個工作過程的實現(xiàn)，首先是由電氣系統(tǒng)來控制液壓系統(tǒng)，然后再由液壓系統(tǒng)控制主機主缸和頂出缸的順序動作。31.2.1液壓機的分類 按照功能和用途可得分為：粉末成型液壓機、汽車重梁液壓機、非金屬專用液壓機、機械修理液壓機、炭素制品液壓機、麿料制品液壓機、陶瓷制品液壓機等。4 2.按照類型又可以分為：四柱式、單柱

4、式（C型）、臥式、立式框架、萬能液壓機等。3.按照噸位大小分為：63噸液壓機、100噸液壓機、150噸液壓機、200噸液壓機、250噸液壓機、300噸液壓機、315噸液壓機、500噸液壓機、630噸液壓機、800噸液壓機等。1.2.2液壓機特點 液壓機作為在板金成型生產(chǎn)制作中應(yīng)用最為廣泛的機械設(shè)備之一, 其之所以能夠成為最為理想的成型工藝設(shè)備, 不僅僅是因為其能夠根據(jù)實際加工的需求, 進行自身的快速調(diào)整, 還能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)雜工件以及不對稱工件的加工生產(chǎn), 降低了廢品率。因此,可以說液壓生產(chǎn)加工技術(shù)與其他機械加工技術(shù)相比有著明顯的優(yōu)越性。5 采用的液壓泵具有高壓、大流量、恒功率、變量等特點，滿足工

5、藝要求并節(jié)省能耗； 能夠準(zhǔn)確控制并完成零件的壓力加工，加工質(zhì)量可以通過調(diào)節(jié)設(shè)備來保證； 主缸活塞滑塊的快速下行靠自重作用來完成，通過輔助油箱補充油液來填充局部真空。這樣的快速運動回路結(jié)構(gòu)簡單，運用的液壓元件少；5 系統(tǒng)性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單，維修、維護方便。71.2.3液壓機結(jié)構(gòu)組成及工作原理（1）液壓機結(jié)構(gòu)組成（如下圖） 四柱液壓機主要由主機、液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)三部分組成。 其中主機包括工作臺、導(dǎo)柱、滑塊、上缸、頂出缸等結(jié)構(gòu)；液壓系統(tǒng)由控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、動力裝置、工作介質(zhì)等組成；電氣控制控制系統(tǒng)主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)、電器控制柜等組成。81-滑塊 2-導(dǎo)柱 3-

6、工作臺 4-安裝地基 5-頂出缸 6-主缸 7-上橫梁 8-輔助油箱圖1.2.3 四柱液壓機主機組成簡圖（2）液壓機工作原理 主缸 快速下行按下啟動按鈕，相應(yīng)的電磁閥得電吸合，主缸活塞滑塊在自重作用下快速下行。此時僅靠液壓泵供油是不能滿足快速下行的要求的，必須靠位于主缸頂部的輔助油箱供油來補充上腔形成的局部真空。 慢速加壓當(dāng)主缸活塞滑塊下行到一定位置并壓下行程開關(guān)時，相應(yīng)的電磁閥得電，輔助油箱供油結(jié)束，轉(zhuǎn)為液壓油泵為主的供油形式，完成快速下行向工進的轉(zhuǎn)換。主缸活塞滑塊不斷下行最終會抵住工件，阻力急劇增大，主缸上腔的壓力提高。 主缸保壓當(dāng)主缸上腔的油壓達(dá)到設(shè)定壓力值后，壓力繼電器發(fā)出信號，相應(yīng)的

7、電磁閥得電，閥芯回到中位密封上下油腔，靠單向閥完成保壓功能。 主缸卸壓保壓一段時間后，保壓過程結(jié)束，時間繼電器發(fā)出信號，使相應(yīng)的電磁閥得電，主缸活塞處于回程狀態(tài)。由于上腔的壓力很高，為了防止液壓沖擊，應(yīng)將上腔先卸壓再讓主缸活塞回程。采用帶卸荷小閥芯的液控單向閥將高壓油泄回油箱，使主缸上腔的高壓油的壓力降到較低值，實現(xiàn)主缸活塞的安全快速回程。9 頂出缸 活塞頂出主缸活塞滑塊回程完畢后，按下頂出按鈕，相應(yīng)的電磁閥得電，這時頂出缸下腔進油，活塞上升將工件頂出。 活塞回程工件頂出后，按下回程按鈕，使控制回程的電磁閥得電，上腔進油，活塞下降，回程完成。 浮動壓邊在進行薄板拉伸時，要求頂出缸有一定的壓力將

8、胚料壓住并隨主缸活塞滑塊一起下行。浮動壓邊可滿足薄板拉伸時的壓緊要求。101.1.2.4液壓機電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)主要用于合理控制液壓系統(tǒng)以及對液壓系統(tǒng)反饋做出反應(yīng)。（1）氣動系統(tǒng)的組成：氣源裝置由空壓機、壓縮空氣的凈化儲存設(shè)備（后冷卻器、油水分離器、儲氣罐、干燥器及輸送管道）、氣動三聯(lián)件（分水過濾器、油霧器及減壓閥）組成，還有一些必要的輔件，如自動排水器、消聲器、緩沖器等，該些輔件是向系統(tǒng)輸送潔凈的壓縮空氣所必不可少的11。（2）對氣動系統(tǒng)能源裝置的基本要求是： 能源裝置外觀應(yīng)美觀，色澤應(yīng)與主機協(xié)調(diào)； 能源裝置上所裝元件的排列布置應(yīng)勻稱，維護方便簡易； 能源裝置應(yīng)

9、節(jié)能； 能源裝置應(yīng)工作平穩(wěn)，產(chǎn)生振動小，噪聲小12； 和電氣、電子控制結(jié)合使用時，能遠(yuǎn)程控制動源裝置以符合主機對所需 的工作變化要求。13（3）氣動系統(tǒng)執(zhí)行元件：執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能的元件，該系統(tǒng)的執(zhí)行元件是氣缸，它驅(qū)動機構(gòu)作直線往復(fù)運動，輸入為壓力和流量，輸出為力和速度14。  （4）氣動系統(tǒng)控制元件：系統(tǒng)采用的均為電磁閥雙向換接，它的特點是換向簡單，進氣和回氣回路簡單，安裝時統(tǒng)一，并且本系統(tǒng)的氣缸是垂直安裝升舉載荷，因此使用進氣節(jié)流。氣缸內(nèi)的緩沖結(jié)構(gòu)提高換向平穩(wěn)性，所以此種換接方法可以被采用15。 1.參考文獻1 邊海岸. 四柱式萬能液壓機

10、液壓系統(tǒng)原理研究. 鄭州：，2007,(3)：13-15.2 朱釩等. 國內(nèi)外液壓機技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢. 機床與液壓，2000（1）:11-12.3 謝為民等. 液壓機監(jiān)控系統(tǒng)的研究. 機床與液壓，1996（2）:42-26.4 . 高速液壓機智能控制方法研究.，2014 （5）:25-30.5 張利平. 現(xiàn)代液壓傳動技術(shù)的新方向-純水液壓傳動. 工程機械，2010（1）: 16-20.6 陳松楷. 機床液壓系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)手冊. 廣州：廣東高等教育出版社， 1993 (2):22-24.7 張利平. 大功率液壓系統(tǒng)泄壓噪聲控制與節(jié)能. 機床與液壓，2001（1）:51-53.8 張利平. 現(xiàn)代機

11、床液壓站設(shè)計的機構(gòu)選型. 制造技術(shù)與機床，2010（10）:22-25.9 李紹林等. 實用模具技術(shù)手冊. 上海科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1998,（1）:112-117.10 章洪甲等. 液壓傳動. 機械工業(yè)出版社，2011,（3）:33-36.11 薛祖德. 液壓傳動. 中央廣播電視大學(xué)出版社，1995,(1):45-55.12 法費桑迪. 液壓機構(gòu)，1965,(1):70-75.13 徐剛，魯潔，黃才元. 金屬板材沖壓成形技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展. 鍛壓 裝備及控制技術(shù)，2010,（4）77-80.14 2004年機床行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標(biāo)分析匯總. 中國機床工具協(xié)會，2005（4）:33-40.

12、15 徐剛，魯潔，黃才元. 金屬成形（鍛壓）機床的發(fā)展趨勢. 鍛壓裝備及控 制技術(shù)，2011,（3）:55-59.2. 選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案。2.1 選題依據(jù) 與傳統(tǒng)的沖壓工藝相比，工藝在減輕重量、減少數(shù)量和模具數(shù)量、提高剛度與、降低生產(chǎn)成本等方面具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢，在工業(yè)領(lǐng)域尤其是工業(yè)中得到了越來越多的應(yīng)用。對于空心變截面結(jié)構(gòu)件，傳統(tǒng)的制造工藝是先沖壓成形兩個半片，然后再焊接成整體，而液壓成形則可以一次整體成形沿構(gòu)件截面有變化的空心結(jié)構(gòu)件。2.2 主要研究內(nèi)容 設(shè)計的主要內(nèi)容及其方法，首先要對機械設(shè)備主機的工況進行詳細(xì)分析，明確主機對液壓系統(tǒng)提出的要求：液壓機技術(shù)參數(shù)

13、要求：工作液體壓力20MPa，最高壓制力200T，最大行程710mm，頂鍛行程速度0-40mm/s，驅(qū)動方式為油壓驅(qū)動，控制方式為PLC控制。2、2、1方案總體設(shè)計內(nèi)容（1）主機的用途、主要結(jié)構(gòu)、布置方式、空間位置情況；（2）執(zhí)行元件的運動方式（直線運動、轉(zhuǎn)動、擺動）動作循環(huán)及其范圍； 2、2、2液壓系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容（1）外界載荷的大小、性質(zhì)及變化范圍，以及執(zhí)行元件的速度及其變化范圍；（2）各液壓執(zhí)行元件動作之間的順序、轉(zhuǎn)換和互鎖要求；（3）對工作性能的要求，液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境；2、2、3電氣控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容電氣控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容包括在控制室內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)對該滑塊運行速度的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)定壓、定程兩種加

14、工工藝，并且能夠?qū)崿F(xiàn)手動、半自動、自動三種操作方式。根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計要求，實現(xiàn)不同電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計和不同電氣控制系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)；能夠有效的選擇不同電氣元件。2、2、4液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的仿真設(shè)計內(nèi)容本次仿真運用宇龍仿真軟件將液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)結(jié)合起來仿真。實現(xiàn)通過不同電氣元件控制不同液壓系統(tǒng)實現(xiàn)滑塊的動作，以及各控元件的動作順序及互鎖情況。 通過仿真解決已有設(shè)計中存在的不足和問題，實現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計。 2.3 研究思路及方案2、3、1總體設(shè)計方案（1）主機：結(jié)構(gòu)形式采用“三梁四柱”的形式，主缸和頂出缸為執(zhí)行元件（2）通過液壓總站和輔助油箱實現(xiàn)主缸的快速下行慢速下行主缸保壓-主缸泄壓的動作

15、（3）采用液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)相結(jié)合的控制方式。具有調(diào)整、手動、半自動三種工作方式，可實現(xiàn)定壓、定程兩種加工工藝；2、3、2液壓系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容 (1)液壓系統(tǒng)：液壓油路采用封閉式回路，供油方式選用變量泵供油，液壓控制元件采用插裝閥形式; (2)針對液壓機快進時供油不足以及工進時的高壓特性，系統(tǒng)設(shè)有補油和卸壓裝置； (3）液壓回路設(shè)計以及液壓閥的選擇根據(jù)具體參數(shù)具體選擇。2、3、3電氣控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容 電氣控制的實現(xiàn)主要通過三菱PLC結(jié)合相應(yīng)開關(guān)，采用PLC控制，PLC要接收各種信號的輸入，向各執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令。機器中配備多種傳感器等信號器來監(jiān)視機器中每一執(zhí)行機構(gòu)的運行情況，經(jīng)判斷后發(fā)出下一步的執(zhí)行

16、指令。人機界面用來顯示機器的運行情況、運行記錄，以及用來由操作者向機器發(fā)指令。 電氣元件根據(jù)具體的液壓設(shè)計和指導(dǎo)書要求進行選擇； 通過急停、限位控制等安全措施進行安全保護。2、3、4液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的仿真設(shè)計方案 根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計要求和電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要求，將相應(yīng)系統(tǒng)通過仿真系統(tǒng)建立起來； 按照指導(dǎo)書要求進行電氣控制觀察液壓系統(tǒng)動作，驗證系統(tǒng)設(shè)計的可靠性、動態(tài)性和可行性等； 記錄所遇到的問題進行設(shè)計改進，解決仿真過程中遇到的問題和不足，達(dá)到有優(yōu)化設(shè)計。3.工作進度及具體安排。起止日期工作內(nèi)容2014年底完成開題報告第八學(xué)期第1-4周畢業(yè)實習(xí)第5-6周(1)閱讀和研究設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計內(nèi)容和要求，分析設(shè)計題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件；(2)通過調(diào)查研究，收集有關(guān)資料并進一步熟悉課題；(3)閱讀有關(guān)內(nèi)容，明確設(shè)計過程中和制訂設(shè)計進度計劃、提出設(shè)計方案并進行比較和選擇。第7-9周液壓