| 10T立式油壓機設計
摘要本論文論述的是10T四柱液壓機液壓系統(tǒng)的設計。首先對液壓技術的發(fā)展作了概述，為了適應液壓系統(tǒng)的發(fā)展方向，即系統(tǒng)重量輕，體積小，效率高，工作可靠，結構簡單，操作、維修、保養(yǎng)方便。在分析了液壓壓力機床液壓傳動的基礎上總結液壓傳動的優(yōu)缺點，提出了合理的設計方案。根據設計要求，對液壓傳動系統(tǒng)進行工況分析，確定了系統(tǒng)的主要參數(shù)。在設計液壓傳動系統(tǒng)時，選用徑向柱塞泵作為系統(tǒng)的動力源，它對既要實現(xiàn)快進行程，又要實現(xiàn)工作進給的執(zhí)行元件是一種理想油源。液壓裝置的總體布局設計是完成油箱的總體設計以及閥類零件和輔件的選擇后進行的，液壓裝置中各部分元件的布置要均勻，便于裝配、調整、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)油源與控制及調節(jié)裝置置于主機之外構成一個液壓泵站，裝配維修方便，根本上消除了動力源的振動和油溫對主機的影響。
關鍵詞 10T立式油壓機；液壓系統(tǒng)設計；液壓缸；
緒論 油壓機是一種通過專用液壓油做為工作介質，通過液壓泵作為動力源，靠泵的作用力使液壓油通過液壓管路進入油缸/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械動作來作為生產力的一種機械。油壓機由主機及控制機構兩大部分組成。油壓機主機部分包括機身、主缸、頂出缸及充液裝置等。動力機構由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動機及各種壓力閥和方向閥等組成。動力機構在電氣裝置的控制下，通過泵和油缸及各種液壓閥實現(xiàn)能量的轉換，調節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。
1、油壓機的概論
油壓機是制品成型生產中應用最廣的設備之一。自19世紀問世以來發(fā)展很快，已成為工業(yè)生產中必不可少的設備之一。由于油壓機在工作中的廣泛適應性，使其在國民經濟各部門獲得了廣泛的應用。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。各種類型液壓機的迅速發(fā)展，有力地促進了各種工業(yè)的發(fā)展和進步。八十年代以來，隨著微電子技術、液壓技術等的發(fā)展和普及應用，液壓機有了更進一步的發(fā)展。目前，液壓機的最大標稱壓力已達750MN［4］，用于金屬的模鍛成型。眾多機型已采用CNC或工業(yè)PC機來進行控制，使產品的加工質量和生產率有了極大的提高。
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，對產品品種的需求也越來越多，另一方面產品的生產批量日益縮小。為與中、小批量生產相適應，需要能夠快速調整的加工設備，這使液壓機成為理想的成型工藝設備。特別是當液壓機系統(tǒng)實現(xiàn)具有對壓力、行程速度單獨調整功能后，不僅能夠實現(xiàn)對復雜工件以及不對稱工件的加工，而且，實現(xiàn)了極低的廢品率。這種加工方式還適合于長行程、難成型以及高強度的材料�？勺兊膭恿M合、短的加工時間、根據工件長度的簡易的壓力行程調整，這與機械加工系統(tǒng)相比，有其優(yōu)越性。
液壓機作為一種通用的無削成型加工設備，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。其工作特點一是動力傳動為“柔性”傳動，不象機械加工設備一樣動力傳動系統(tǒng)復雜，這種驅動原理避免了機器過載的情況；二是液壓機的拉伸過程中只有單一的直線驅動力，沒有“成角的”驅動力，這使加工系統(tǒng)有較長的生命期和高的工件成品率。液壓機有單動、雙動、三動三種基本的動作方式。在單動方式中，壓頭（或滑板）作為移動部件單向移動完成壓制過程。這種工作方式沒有壓邊裝置。單動壓力機主要用于薄型工件成型中，適用于卷材和帶型材料。雙動型壓力機有兩個移動部件：滑板（或沖頭）和模板。其工作過程是，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，模板能實現(xiàn)打料頂出功能�？筛鶕牧虾凸ぜ奶卣鲄�(shù)來調整模板的壓力。三動型壓力機中，深拉伸滑塊和壓邊滑塊自上而下移動，由模板實現(xiàn)打料動作。但是，模板也可以充作壓邊塊來實現(xiàn)專門的成型操作。這種壓力機也可以做雙動機用。由于內滑板和壓邊塊相關連，因此，成型壓力和壓邊力合成整個系統(tǒng)的總負載。按照機架結構形式液壓機可分為梁柱式、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、壓裝液壓機、層壓液壓機、擠壓液壓機、壓制液壓機、打包壓塊液壓機、專用液壓機十組類型。
2、油壓機的總體方案設計
圖2-1
1-滑塊 2-導柱 3-工作臺 4-安裝基地 5-頂出缸 6-主缸 7-上橫梁 8-輔助油箱
上圖為液壓機主機組成簡圖，液壓機本體結構設計應該滿足以下三個原則：
1、盡可能的滿足工藝要求，便于操作；
2、具有合理的強度和剛度，使用可靠，不易損壞；
3、具有良好的經濟性，重量輕，制造維修方便。其中 工藝要求是最主要的影響因素，由于液壓機上進行的工藝是多種多樣的，因此液壓機的本體結構也必然是多種多樣的。
下圖為油壓機的控制順序圖，由電氣控制和液壓系統(tǒng)進行控制。
圖2-2油壓機的控制順序圖
2.1油壓機的工藝方案設計
2.2.1控制方式的選擇
采用液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)相結合的控制方式，具有調整、手動、半自動三種工作形式�？蓪崿F(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、接觸器、手動按鈕等元件進行手動和半自動控制。
2.2.4主機
主機結構形式采用“三梁四柱”的形式，主缸和頂出缸為執(zhí)行元件。
2.2油壓機的工作原理分析
液壓傳動是利用液體壓力來傳遞動力和進行控制的一種傳動方式． 液壓裝置是由液壓泵，液壓缸（液壓馬達等執(zhí)行機構），液壓控制閥和液壓輔助元件
液壓泵：將機械能轉換成液壓能的轉化裝置．液壓缸（液壓馬達等執(zhí)行機構）：將液壓能轉化為機械能。
控制閥：控制液壓油的流量，流向，壓力，液壓執(zhí)行機構的工作順序等及保護液壓回路作用．講的通俗一點就是控制和調節(jié)液壓介質的流向，壓力和流量．從而控制執(zhí)行機構的運動方向，輸出的力或力矩．運動速度．動作順序，以及限制和調節(jié)液壓系統(tǒng)的工作壓力，防止過載等作用（如單向閥，換向閥，溢流閥，減壓閥，順序閥，節(jié)流閥．調速閥等）。
輔助元件：1、油箱：用來儲油，散熱．分離油中空氣和雜質作用 2、油管及油管接頭 3、濾油器 4、壓力表 5、密封元件。
2.3油壓機主要設計參數(shù)
下表所示為此次壓機的主要參數(shù)：
|
序號 |
項目 |
參數(shù) |
|
1 |
公稱力（最大負載） |
100KN |
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2 |
工進時液體最大工作壓力 |
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 |
主缸滑塊距工作臺最大距離 |
500mm |
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8 |
主缸滑塊快進速度 |
0.08m/s |
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9 |
主缸滑塊工進最大速度 |
0.006m/s |
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10 |
主缸快退速度 |
0.03m/s |
|
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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