液压压力机设计

毕业设计(论文)开题报告

题目： 35吨液压压力机设计

学生姓名：学号：

专业：机械设计制造及其自动化

指导教师：

2014 年4月8日

1文献综述

1.1液压压力机的发展与研究现状

压力机的发展历史只有100年。压力机是伴随着工业革命的的进行而开始发展的，蒸汽机的出现开创了工业革命的时代，传统的锻造工艺和设备逐渐不能满足当时的要求。因此在1839年，第一台蒸汽锤出现了。此后伴随着机械制造业的迅速发展，锻件的尺寸也越来越越大，锻锤做到百吨以上，即笨重又不方便。在1859-1861年维也纳铁路工厂就有了第一批用于金属加工的7000KN、10000KN和12000KN的液压机，1884年英国罗切斯特首先使用了锻造钢锤用的锻造液压机，它与锻锤相比具有很好的优点，因此发展很快，在1887-1888年制造了一系列锻造液压机，其中包括一台40000KN的大型水压机，1893年建造了当时最大的12000KN的锻造水压机。在第二次世界大战后，为了迅速发展航空业。美国在1955年左右先后制造了两台31500KN和45000KN大型模锻水压机。

近二十年来，世界各国在锻造操作机与锻造液压机联动机组，大型模锻液压机，挤压机等各种液压机方面又有了许多新的发展，自动测量和自动控制的新技术在液压机上得到了广泛的应用，机械化和自动化程度有了很大的提高。再来看一下我国的情况，在解放前，我国属于半殖民地半封建社会的国家，没有独立的工业体系，也根本没有液压机的制造工业，只有一些修配用的小型液压机。解放后我国迅速建立独立自主的完整的工业体系，同时仿造并自行设计各种液压机，同时也建立了一批这方面的科研队伍。到了六十年代，我国先后成套设计并制造了一些重型液压机，其中有300000KN的有色金属模锻水压机，120000KN有色金属挤压水压机等。特别是近十年来，又有了一些新的发展。比如，设计并制造了一批较先进的锻造水压机，并已向国外出口，与此相应的，我国也陆续制造了各种液压机的系列及零部件标准。但是，我们也应清楚地意识到我们与发达国家相比还有很大的差距，还不能满足国民经济和国防建设的需要。许多先进的设备和大型机仍需进口，目前应充分发挥我们的优势，加强我国在这方面的竞争力，这不仅是有助于我们从制造业大国向制造业强国的转变也是国家安全的需要。

1.2 液压压力机的应用

作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用[1]。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构

成和现代控制工程的基本技术要素[2]。

液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，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。本文根据小型液压机的用途﹑特点和要求，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，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计[3]。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环[4]。

1.3 液压压力机的类型

1.3.1 分类

（1）油压机按结构形式分类

现主要分为：四柱式油压机（三梁四柱式、五梁四柱式）、双柱式油压机、单柱式油压机（C形结构）、框架式油压机等[5]。

（2）按油压机的用途分类

主要分为金属成型油压机、折弯油压机、拉伸油压机、冲裁油压机、粉末（金属，非金属）成型油压机、压装油压机、挤压油压机，挤压成型等。

1.3.2 特点

油压机泵直接传动的油压机有下列特点

1、油压机活动横梁的行程速度取决于泵的供液量，而与工艺过程中的锻件变形阻力无关。若泵的供液量为常量，则油压机的工作速度为定值[6]。

2、泵的供液压力和所消耗的功率与被加工工件的变形阻力有关，工作变形阻力大，泵的供液压力和所消耗的功率也大，反之则小。

3、可利用活动横梁行程速度恒定和泵供液压力变化的特点，作为操纵分配器的信号，以实现油压机的自动控制[7]。

4、基本投资省，占地面积小，日常维护和保养简单。泵直接传动系统中的液压泵均按油压机的最大工作速度和工作压力选定，而油压机在充液行程、回程、辅助工序和所需工作压力较小时，液压泵都得不到充分利用，尤其是大吨位的油压机，其利用系数很低。因此，油压机趋于将工作速度和工作压力进行分级传动[8]。

1.4 四柱式油压机（如图1所示）

图1 四柱式油压机

四柱式油压机是一种通过专用液压油做为工作介质，将油压能转化为机械能的机械设备。因其由四个柱构成主要框架，故叫四柱式油压机[9]。主要油压泵，油压缸，油压控制阀和油压辅助元件组成。由液压泵作为动力源，靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸内的活塞，然后油缸中活塞内几组互相配合的密封件产生机械能，从而产生巨大的压力[10]。

特别适用于装填位置小，手工填装困难的多件一次压制的场合，如打火机，钟表及玩具等行业。油压泵是油压机的动力源，是靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸/活塞油缸/活塞里有几组互相配合的密封件，不同位置的密封都是不同的，但都起到密封的作用，使液压油不能泄露。最后通过单向阀使液压油在油箱循环使油缸/活塞循环做功，实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环[11]。油压缸：将油压能转化为机械能油压传动是利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。

1.5 双柱式油压机（如图2所示）

图2 双柱式油压机

双柱油压机计算机优化结构设计，三粱双柱式结构，简单、经济、实用。液压控制采用插装阀集成系统，动作可靠，使用寿命长，液压冲击小．减少了连结管路与泄漏点。独立的电气控制系统，工作可靠，动作直观，维修方便。采用按钮集中控制，具有调整，双手单次循环二种操作方式。通过操作面板选择，可实现定程，定压二种成形工艺，并具有保压延时等性能。工作压力、行程根据工艺需要在规定范围内可调。双柱油压机特点[12]：

1、用双柱三板型钢构，精度高，刚性好，抗压强度高；；

2、油压回路设计简便，马力需求小，维护保养容易；

3、压力、行程、保压等可按压制工艺要求调整；

4、采用进口液压元件及电器元件，经久耐用；

5、双手制操作，设有急停和寸动功能，安全高效；

6、机台下方配备脚轮座，移动轻便，工作平稳；

双柱油压机性能[13]

（1）能提供足够的压力，并能够对压力进行调整。同时要求压力在一定时间内能够达到和保持预定的压力。

（2）为了使在安装压模、预压、分次装料或在发生故障时能进行调节，模压机的活动横梁在行程中的任一位置上均能停止和返回，并能进行速度控制和施加工作压力，以适应使用不同高度压模的要求。