YA32—200型四柱式万能液压机液压系统及主缸的设计含5张CAD图纸.zip

IYA32200 型四柱式万能液压机液压系统及主缸的设计摘要 本设计着重介绍液压传动系统的设计和计算.在设计过程中主要从三个方面考虑，首先对系统的工况进行了全面的分析，然后根据分析结果拟订液压系统原理图；其次对液压元件进行了合理选择，并根据所选元件的参数和要求对系统的发热及系统压力损失进行了验算和校核；最后对液压机的主缸进行了详细的设计计算，并根据设计参数绘制其有关图纸。关键词关键词：液压系统 液压缸IIYA32200 universal hydraulic press design calculationAbstract Originally design and introduce design and calculation of the hydraulic transmission emphatically.Mainly consider from three respects in the course of designing,has carried on overall analysis to the operating mode of the system at first,then work out the hydraulic systematic principle picture according to the analysis result;Go on,choose rationally to hydraulic component secondly,require,generate heat to system according to parameter of component selected and systematic pressure loss go on checking computations and check;Calculate the detailed design to the master cylinder of the press of the liquid finally,and draw its relevant drawings according to the design parameterKey words:Hydraulics Hydraulic cylinder III目录摘要.IAbstract.II目录.III绪 论.V第一章 液压系统设计.VI第一节 设计要求.VI一.主要用途及规格.VI二.主机结构及组成.VI三.设计技术参数及规格.VI四.系统设计的其它要求.VII第二节 总体设计规划，确定液压机的执行元件.VII第三节 明确载荷，绘制系统工况图.VIII一.主缸.VIII二.辅助缸.X三.确定系统的工作压力.XI四.确定执行元件的控制和调速方案.XI五.草拟液压系统原理图.XI六.计算执行元件参数.XIV七.计算液压泵的流量，选择泵.XVI八.列出表格.XVIII九.选择控制元件及辅助元件的型号.XIX十.液压辅件.XXII十一.验算系统性能.XXVI十二.绘制工作图，编写技术文件。.XXXI第二章 系统分析.XXXII第一节 系统的工作原理.XXXII第二节 油路分析.XXXII一.主缸的运动.XXXII二.液压系统的分析.XXXVII第三章 液压缸的设计.XXXVIII第一节 液压缸类型的选择.XXXVIII液压缸是将液压能转换为直线运动机械能执行元件。.XXXVIII一.液压缸的安装形式.XXXVIII二.液压缸的端盖与缸筒联接方式的选择.XXXVIII第二节 液压缸的主要零件设计.XXXIX一.缸筒.XXXIX二.缸盖.XLV三.活塞.XLVI四活塞杆.XLVIII五.活塞杆的导向套和密封.LI六.缓冲装置.LIII七.排气阀.LIVIV八.油口.LIV结束语.LVI参考文献.LVII外文资料.LVIII中文译文.LXIV致 谢.LXVIIV绪 论自 18 世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，液压传动技术已有二三百年的历史。直到 20 世纪 30 年代它才较普遍地用于起重机、机床及工程机械。在第二次世界大战期间，由于战争需要，出现了由响应迅速、精度高的液压控制机构所装备的各种军事武器。第二次世界大战结束后，战后液压技术迅速转向民用工业，液压技术不断应用于各种自动机及自动生产线。本世纪 60 年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉机和工程机械。现在，我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、生产技术以及进行自行设计，现已形成了系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。VI第一章 液压系统设计第一节 设计要求一.主要用途及规格液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备，可以用来完成各种锻压及加压成形加工。例如钢材的锻压、金属结构件的成型、塑料制品和橡胶制品的压制、粉末制品成型、冷（热）挤压金属成型、薄板拉伸，以及弯曲、翻边、校正等道工艺，还可以从事冲压、压装、砂轮成形等压制成形工艺。本机的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整。并能完成定压及定程成形两种工艺方式，定压成形的工艺方式在压制后具有保压，延时及自动回程动作。液压机是最早应用液压传动的机械之一，目前液压传动已成为压力加工机械的主要传动形式。在重型机械制造业、航空工业、塑料及有色金属加工工业等之中，液压机已成为重要设备。本机的最大压力吨位为 200t。二.主机结构及组成本机器由主机及动力机构两大部分组成。主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机等组成 动力机构在电气装置的控制下，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。除此之外液压机还具有独立的电气控制系统，并采用按钮集中控制，可以实现调整、手动及半自动三种工作方式。三.设计技术参数及规格VII表 1-1 设计技术参数及规格项目单位YA32200公称压力t200回程压力t45系统最大工作压力Mpa25顶出压力t350顶出回程压力t25控制油路工作压力Mpa1.21.5顶出活塞最大行程mm250活动横梁最大行程mm700活动横梁距工作台最大距离mm1100顶出活塞距工作台最大行程mm345空载下行60工作12活动横梁行程速度回程mm/s52顶出65顶出活塞行程速度退回mm/s95四.系统设计的其它要求要求设计的液压机具有独立的动力机构和电气系统，并采用按钮集中控制，可以实现调整、手动及半自动三种工作方式。第二节 总体设计规划，确定液压机的执行元件考虑到液压执行元件的类型、数量、安装位置和主机的连接关系，对主机的设计影响很大。所以，我在考虑液压设备的总体方案时，确定液压执行元件和确定主机整机结构布局是同时进行的。液压执行元件的选择由主机的动作要求、载荷轻重和布置空间条件确定。如同设计液压机时，液压缸的类型选择，常常是在确定总体方案时，从加工制造条件设备紧凑性、综合经济性等角度考虑确定的。VIII根据常用液压执行元件的类型、特点及应用的推荐和题目的具体要求，我在这里选择了单杆式液压缸作为设计方案。单杆式液压缸的功能等效图为：A1A2v1F1v2F2AB图 1-1 液压缸功能等效图其等效功能为A 和 B 非差动连接时 11PFA 11AQV （1-1）22PFA 22AQV A1A2表示活塞式柱塞的有效作用面积F、V 表示推力和速度A、B 表示进出油口Q、P 表示供油流量和压力第三节 明确载荷，绘制系统工况图在设计任务书中已经对主机的规格有所阐述，通常能够知道作用于执行元件的载荷。根据设计的要求，对液压系统作进一步的工况分析，查明执行元件在工作循环各个阶段中的速度、载荷变化规律，绘制液压系统的有关工况图。一.主缸一）动作线图系统中主缸的工作循环要求为：快进减速接近工件加压保压延时泄压快速回程，及保压时保持活塞停留在行程的任意位置。IX开始快进减速、加压 保压、延时快速退回停止t动作线图主缸长度L 图 1-2二）系统速度图 t60m/s12m/s52m/sm/s系统速度图 图 1-3三）系统载荷图 2000KNtKN系统载荷图图 1-4 主缸工况图X二.辅助缸一）动作线图辅助缸（顶出缸）的工作循环为：活塞上升停止向下退回 快 进减 速加 压保 压泄 压快 速回 程停 止t开 始翻 边、压 边 工 艺 动 作 线顶 出 工 艺 动 作 线动 作 线 图顶出缸长度L 图 1-5二）系统速度图 tm/s6 5 m/s9 5 m/s1 2 m/s系 统 速 度 图 图 1-6三）系统载荷图 图 1-7 顶出缸工况图XI三.确定系统的工作压力系统的工作压力由设备的类型、载荷大小，结构要求和技术水平确定。根据各类型常用的系统压力推荐数值（2032Mpa）和设计任务书中提供的系统压力（25Mpa），可以确定我设计的液压机的系统最高工作压力采用 25Mpa。四.确定执行元件的控制和调速方案根据已定的液压执行元件、速度图或者动作图，参看液压设计手册选择适当的方向控制、速度换接回路，以实现对执行元件的控制。由于设计任务书中提供的速度变换属于快慢速自动转换的范畴，且执行元件就一个液压缸，故选择由恒功率变量泵液压缸组成的无级调速方案。其调速、变量特性较好，衡功率调节曲线接近双曲线。如图 1-4 所示：Q200%3%B32MmpapDDAGG(F)泵的特性曲线图图 1-8 泵的特性曲线图 GFED：恒功率调节曲线 阴影部分：恒功率调节范围完成以上的选择，所需液压泵的类型已基本确定。五.草拟液压系统原理图液压系统原理图由液压系统图、工艺循环顺序动作图表和元件明细表三部分组成。初步拟定的液压系统图见附图 1。图中的各个元件符号按照常态工况画出，且在系统的各个主要部位加装压力表，以便随时检测系统压力。在拟定工艺循环顺序动作图表和编XII制元件明细表时，都严格遵照了国家标准规定。根据设计题目要求，我对所选用的元件做一简单分析。一)泵的选择首先对泵分析，液压机工作循环中，压力、行程速度和流量变化较大，泵的输出功率也较大。如何满足液压机工作循环要求，又使能量消耗最小，是液压机的液压系统中要考虑的问题。通常有两种供油方案：一种是采用高低压泵组，用一个高压小流量柱塞泵和一个低压大流量齿轮泵组合起来向系统供油；另一种是采用恒功率变量柱塞泵向系统供油，以满足低压快速行程和高压慢速行程的要求。由于我设计的液压机系统压力较高，流量较大，在选择泵时就要选择高压柱塞泵，且必须满足系统所需的特性，故采用限压式高压轴向柱塞泵，即采用恒功率变量柱塞泵向系统供油。二）阀的选择主液压缸和顶出液压缸的换向都由电液换向阀担当。为使两缸动作协调，两个电液换向阀 4 和 10 这样配置，即主缸油路的回油要经过顶出缸油路的电液换向阀 4 才能回油箱，从而保证了顶出缸停止动作时，主缸才能运动。而且顶出缸的进油要经过控制主缸油路的阀 10，这就保证了主缸处于停止时，顶出缸才能运动。当液压机系统压力高时，为避免换向冲击，电液换向阀由外控供油，必须有低压控制油路，不宜直接引用主油路的高压油。该系统采用单独的小流量辅助液压泵作为能源的低压控制油路，压力稳定，工作可靠。在对电液换向阀的选择时，考虑到液压缸在不工作时处于紧锁状态，且泵处于卸荷状态。所以在选择三位四通电液换向阀时，就选择它的中位机能为 M 型机能。为了减少管路连接和满足安装紧凑性的要求，我们将主回路中的电液换向阀和顶出缸回路中的电液换向阀配合使用，已实现对液压泵的卸荷。由于系统工作在高压、大流量状态，故选择的换向阀为电液换向阀，而不选用电