小型液压机液压系统设计.doc

1、 摘 要本文通过具体的参数计算及工况分析，制定总体的控制方案，绘制工况图。经方案对比之后，拟定液压控制系统原理图。本系统应用的电气控制系统，便于对系统进行控制，可以实现半自动控制，可以实现过载保护，保证系统正常运行。通过液压系统压力损失和温升的验算，本文液压系统的设计可以满足压力机顺序循环的动作要求，能够实现塑性材料的很多成型加工工艺。根据小型压力机的用途特点以及要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，这样就可以根据这些参数来选用液压元件的规格，随之也就可以进行系统的结构设计。而小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压

2、系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该液压压力机设有脚踏开关，实现了半自动工艺动作的循环,也确保实现快速下行、慢速加压、保压、快速回程、停止的工作循环。液压系统传动方式也具有显著的优点：液压机单位重量的输出的功率和单位尺寸的输出功率；液压传动装置体积小、结构紧凑、布置灵活，易实现无级调速，调速范围宽，便于与电气控制相配合实现自动化；易实现过载保护和保压，安全可靠；元件易于实现系列化、标准化、通用化；液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化便于实现数字化。【关键词】:液压机、现代化机械、液压传动系统设计目录摘要.1Abstract.2前言.31 任务的分析.4 1.1 技术要

3、求.4 1.2 任务分析.42 系统方案的确定.5 2.1 运动情况的分析.5 2.1.1 变压式节流调速回路.5 2.1.2 容积调速回路.53 工作状况的分析.6 3.1 工作负载.6 3.2 摩擦负载.6 3.3 惯性负载.6 3.4 自重.6 3.5 液压缸在各工作阶段的负载值.64 负载循环图和速度循环图.75 液压系统原理图.8 5.1 液压系需求分析.8 5.2 确定供油方式.9 5.3 液压系统原理图.9 5.4调速方式的选择.106 液压系统的计算和选择液压元件.10 6.1液压泵的选择.10 6.2电动机的选择.10 6.3 阀内元件及辅助原件.11 6.4 油箱的容积计算

4、.11 6.5 液压缸主要尺寸的确定.11 6.6各工作阶段液压缸所需的流量.127 液压系统的验算.13 7.1压力损失和调定压力的确定.13 7.2系统温升的计算.13 7.3 散热量的计算.14结束语.15结论.16参考文献.17致谢.18前 言在实现传动与控制的重要技术要求中，液压技术在全国各个领域得到广泛的应用。自19世纪问世以来发展很快，液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促

5、进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国内外液压机都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它不需要另

6、外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从70年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。我国从1970年开始对这种阀进行研究和生产，并已将其广泛的应用于冶金、锻压等设备上，显示了很大的优越性。与其它传动控制技术相比，液压技术具有很多特点：能量大、密度高装配灵活方便速度调解广工作性平稳且加速性好，便于控制和过载保护，有利于实现自动化与机电液压一体化系统设计的制造和使用维护等多种显著的技术，因此使其成为现代化机械工程的基本技术和现代控制工程的基本

7、技术要素。 液压机是一种用压力来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械，在许多工业部门得到了广泛的应用。同样，液压压力机也适用于可塑性材料的压制工艺，如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等，也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型,液体传动是以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动系统。因此这些都会使得液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有很重要的位置。主要功能说明：1 任务分析1.1技术要求 设计一台小型液压压力机的液压系统，要求实现：快速空程下行慢速加压保压快速回程停止的工作循环。快速往返速度为3m/min,加压速度为=50mm/min,压制力为F30

8、0000N，运动部件总重量为G25000N。快速行程400mm；慢事行程：40mm，起动时间为0.4s。静摩擦系数，动摩擦系数油缸垂直安装，设计该压力机的液压系统传动。 1.2任务分析 液压方式平衡滑块重量。设计根据滑块重量为25000N ，为了防止滑块受重力下滑，因此可用液压缸的启动、制动时间为=0.2s 。液压机滑块上下为直线往复运动，且行程较小（400mm）,故可选单杆液压缸作执行器,且液压缸的机械效率。根据液压机的工作循环为快速下降、慢速加压、保压、快速回程四个阶段。各个阶段的转换由一个三位四通的换向阀和一个二位二通的换向阀控制。当三位四通换向阀工作在左位时实现快速回程。中位时实现液压

9、泵的卸荷，亦即液压机保压。工作在右位时实现液压泵的快进和工进。其工进速度由一个调速阀来控制。快进和工进之间的转换由二位二通换向阀控制。液压机快速下降时，要求其速度较快，减少在空中运行的时间，液压泵采用全压式供油，且采用差动连接。由于液压机压力比较大，而此时进油腔的压力比较大，所以在由保压到快速回程阶段须要一个节流阀，以防在高压冲击液压元件，并可使油路卸荷平稳。为了对油路压力进行监控，在液压泵出口安装一个溢流阀，同时也对系统起过载保护作用。因为滑块受自身重力作用，滑块要产生下滑运动。所以油路要设计一个单向阀，来构成一个平衡回路，产生一定大小的背压力，这样也使得工进过程平稳。在液压力泵的出油口设计一个单向阀，可防止油压对液压泵的冲击，对泵起到保护作用。2 方案的确定2.1运动情况分析 从液压机工作的情况来看，其外负载和工作速度随着时间的变化也在不断发生变化，所以设计液压回路时必须满足随负载和执行元件的速度不断变化的要求。因此可以选用变压式节流调速回路和容积式调速回路两种方式。2.1.1变压式节流调速回路节流调速的工作原理，是通过改变回路中流量控制元件通流面积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量来调节其速度。而变压式节流调速的工作压力随负载而变，节流阀调节排回油箱的流量，从而对流入液压缸的的流量进行控制。但存在缺点，那就是：液压泵的损失对液压缸的工作