| 10T立式油壓機(jī)設(shè)計(jì)
摘要本論文論述的是10T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先對(duì)液壓技術(shù)的發(fā)展作了概述，為了適應(yīng)液壓系統(tǒng)的發(fā)展方向，即系統(tǒng)重量輕，體積小，效率高，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作、維修、保養(yǎng)方便。在分析了液壓壓力機(jī)床液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)上總結(jié)液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了合理的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，確定了系統(tǒng)的主要參數(shù)。在設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，選用徑向柱塞泵作為系統(tǒng)的動(dòng)力源，它對(duì)既要實(shí)現(xiàn)快進(jìn)行程，又要實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給的執(zhí)行元件是一種理想油源。液壓裝置的總體布局設(shè)計(jì)是完成油箱的總體設(shè)計(jì)以及閥類零件和輔件的選擇后進(jìn)行的，液壓裝置中各部分元件的布置要均勻，便于裝配、調(diào)整、維修和使用并要注意整體的整齊和美觀。采用集中式布置的液壓系統(tǒng)油源與控制及調(diào)節(jié)裝置置于主機(jī)之外構(gòu)成一個(gè)液壓泵站，裝配維修方便，根本上消除了動(dòng)力源的振動(dòng)和油溫對(duì)主機(jī)的影響。
關(guān)鍵詞 10T立式油壓機(jī)；液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)；液壓缸；
緒論 油壓機(jī)是一種通過(guò)專用液壓油做為工作介質(zhì)，通過(guò)液壓泵作為動(dòng)力源，靠泵的作用力使液壓油通過(guò)液壓管路進(jìn)入油缸/活塞 ，然后油缸/活塞里有幾組互相配合的密封件，不同位置的密封都是不同的，但都起到密封的作用，使液壓油不能泄露。最后通過(guò)單向閥使液壓油在油箱循環(huán)使油缸/活塞循環(huán)做功從而完成一定機(jī)械動(dòng)作來(lái)作為生產(chǎn)力的一種機(jī)械。油壓機(jī)由主機(jī)及控制機(jī)構(gòu)兩大部分組成。油壓機(jī)主機(jī)部分包括機(jī)身、主缸、頂出缸及充液裝置等。動(dòng)力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)及各種壓力閥和方向閥等組成。動(dòng)力機(jī)構(gòu)在電氣裝置的控制下，通過(guò)泵和油缸及各種液壓閥實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán)。
1、油壓機(jī)的概論
油壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一。自19世紀(jì)問(wèn)世以來(lái)發(fā)展很快，已成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備之一。由于油壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。如板材成型；管、線、型材擠壓；粉末冶金、塑料及橡膠制品成型；膠合板壓制、打包；人造金剛石、耐火磚壓制和炭極壓制成型；輪軸壓裝、校直等等。各種類型液壓機(jī)的迅速發(fā)展，有力地促進(jìn)了各種工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。八十年代以來(lái)，隨著微電子技術(shù)、液壓技術(shù)等的發(fā)展和普及應(yīng)用，液壓機(jī)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。目前，液壓機(jī)的最大標(biāo)稱壓力已達(dá)750MN［4］，用于金屬的模鍛成型。眾多機(jī)型已采用CNC或工業(yè)PC機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，使產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率有了極大的提高。
隨著人們生活水平的提高，金屬壓制和拉伸制品的需求逐年提高，同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品品種的需求也越來(lái)越多，另一方面產(chǎn)品的生產(chǎn)批量日益縮小。為與中、小批量生產(chǎn)相適應(yīng)，需要能夠快速調(diào)整的加工設(shè)備，這使液壓機(jī)成為理想的成型工藝設(shè)備。特別是當(dāng)液壓機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具有對(duì)壓力、行程速度單獨(dú)調(diào)整功能后，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜工件以及不對(duì)稱工件的加工，而且，實(shí)現(xiàn)了極低的廢品率。這種加工方式還適合于長(zhǎng)行程、難成型以及高強(qiáng)度的材料�？勺兊膭�(dòng)力組合、短的加工時(shí)間、根據(jù)工件長(zhǎng)度的簡(jiǎn)易的壓力行程調(diào)整，這與機(jī)械加工系統(tǒng)相比，有其優(yōu)越性。
液壓機(jī)作為一種通用的無(wú)削成型加工設(shè)備，其工作原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成各種壓力加工的。其工作特點(diǎn)一是動(dòng)力傳動(dòng)為“柔性”傳動(dòng)，不象機(jī)械加工設(shè)備一樣動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，這種驅(qū)動(dòng)原理避免了機(jī)器過(guò)載的情況；二是液壓機(jī)的拉伸過(guò)程中只有單一的直線驅(qū)動(dòng)力，沒(méi)有“成角的”驅(qū)動(dòng)力，這使加工系統(tǒng)有較長(zhǎng)的生命期和高的工件成品率。液壓機(jī)有單動(dòng)、雙動(dòng)、三動(dòng)三種基本的動(dòng)作方式。在單動(dòng)方式中，壓頭（或滑板）作為移動(dòng)部件單向移動(dòng)完成壓制過(guò)程。這種工作方式?jīng)]有壓邊裝置。單動(dòng)壓力機(jī)主要用于薄型工件成型中，適用于卷材和帶型材料。雙動(dòng)型壓力機(jī)有兩個(gè)移動(dòng)部件：滑板（或沖頭）和模板。其工作過(guò)程是，沖頭（或滑板）自上而下拉伸沖料，模板充作固定壓板。在壓制成型后，模板能實(shí)現(xiàn)打料頂出功能�？筛鶕�(jù)材料和工件的特征參數(shù)來(lái)調(diào)整模板的壓力。三動(dòng)型壓力機(jī)中，深拉伸滑塊和壓邊滑塊自上而下移動(dòng)，由模板實(shí)現(xiàn)打料動(dòng)作。但是，模板也可以充作壓邊塊來(lái)實(shí)現(xiàn)專門的成型操作。這種壓力機(jī)也可以做雙動(dòng)機(jī)用。由于內(nèi)滑板和壓邊塊相關(guān)連，因此，成型壓力和壓邊力合成整個(gè)系統(tǒng)的總負(fù)載。按照機(jī)架結(jié)構(gòu)形式液壓機(jī)可分為梁柱式、組合框架型、整體框架式、單臂式等。按照功能用途液壓機(jī)可分為手動(dòng)液壓機(jī)、鍛造液壓機(jī)、沖壓液壓機(jī)、一般用途液壓機(jī)、校正、壓裝液壓機(jī)、層壓液壓機(jī)、擠壓液壓機(jī)、壓制液壓機(jī)、打包壓塊液壓機(jī)、專用液壓機(jī)十組類型。
2、油壓機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)
 圖2-1
1-滑塊 2-導(dǎo)柱 3-工作臺(tái) 4-安裝基地 5-頂出缸 6-主缸 7-上橫梁 8-輔助油箱
上圖為液壓機(jī)主機(jī)組成簡(jiǎn)圖，液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足以下三個(gè)原則：
1、盡可能的滿足工藝要求，便于操作；
2、具有合理的強(qiáng)度和剛度，使用可靠，不易損壞；
3、具有良好的經(jīng)濟(jì)性，重量輕，制造維修方便。其中 工藝要求是最主要的影響因素，由于液壓機(jī)上進(jìn)行的工藝是多種多樣的，因此液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)也必然是多種多樣的。
下圖為油壓機(jī)的控制順序圖，由電氣控制和液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制。
圖2-2油壓機(jī)的控制順序圖
2.1油壓機(jī)的工藝方案設(shè)計(jì)
2.2.1控制方式的選擇
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(dòng)、半自動(dòng)三種工作形式�？蓪�(shí)現(xiàn)定壓和定程兩種加工工藝。
2.2.2液壓系統(tǒng)
液壓油路采用封閉式回路，供油方式選用變壓泵供油，液壓控制元件采用插裝閥形式。
2.2.3電氣控制
采用繼電器、行程開關(guān)、接觸器、手動(dòng)按鈕等元件進(jìn)行手動(dòng)和半自動(dòng)控制。
2.2.4主機(jī)
主機(jī)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。
2.2油壓機(jī)的工作原理分析
液壓傳動(dòng)是利用液體壓力來(lái)傳遞動(dòng)力和進(jìn)行控制的一種傳動(dòng)方式． 液壓裝置是由液壓泵，液壓缸（液壓馬達(dá)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)），液壓控制閥和液壓輔助元件
液壓泵：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能的轉(zhuǎn)化裝置．液壓缸（液壓馬達(dá)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)）：將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
控制閥：控制液壓油的流量，流向，壓力，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作順序等及保護(hù)液壓回路作用．講的通俗一點(diǎn)就是控制和調(diào)節(jié)液壓介質(zhì)的流向，壓力和流量．從而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向，輸出的力或力矩．運(yùn)動(dòng)速度．動(dòng)作順序，以及限制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的工作壓力，防止過(guò)載等作用（如單向閥，換向閥，溢流閥，減壓閥，順序閥，節(jié)流閥．調(diào)速閥等）。
輔助元件：1、油箱：用來(lái)儲(chǔ)油，散熱．分離油中空氣和雜質(zhì)作用 2、油管及油管接頭 3、濾油器 4、壓力表 5、密封元件。
2.3油壓機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)
下表所示為此次壓機(jī)的主要參數(shù)：
|
序號(hào) |
項(xiàng)目 |
參數(shù) |
|
1 |
公稱力（最大負(fù)載） |
100KN |
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2 |
工進(jìn)時(shí)液體最大工作壓力 |
25MPa |
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3 |
主缸回程力 |
20KN |
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4 |
頂出缸頂出力 |
20KN |
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5 |
主缸滑塊行程 |
300mm |
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6 |
頂出活塞行程 |
100mm |
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7 |
主缸滑塊距工作臺(tái)最大距離 |
500mm |
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8 |
主缸滑塊快進(jìn)速度 |
0.08m/s |
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9 |
主缸滑塊工進(jìn)最大速度 |
0.006m/s |
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10 |
主缸快退速度 |
0.03m/s |
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11 |
頂出活塞頂出速度 |
0.02m/s |
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12 |
頂出活塞退回速度 |
0.05m/s |
表2-1
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