四柱液压压力机系统设计说明书

液压与气压传动

课程设计说明书

学院：机电工程学院

设计题目：四柱液压压力机系统设计

专业班级：机械设计制造及其自动化2011-1 学生：

2013年12月

1工况分析与计算

1.1工况分析

1.1.1工作循环

1.1.2工作循环图绘制

1.2负载分析与计算

1.2.1负载分析

1.2.2负载计算

（1）负载压力计算

（2）负载流量计算

1.2.3负载图与速度图绘制

2液压系统图的拟定

2.1系统功能分析

2.2系统图的拟定

2.3系统图的绘制

2.4系统功能说明

3液压元件的计算与选择

3.1确定液压泵的型号及电动机功率3.2阀类元件及辅助元件的选择

3.3元件列表

4液压缸设计

4.1液压缸结构的拟定

4.2液压缸结构的计算

4.3液压缸结构图

4.4液压缸结构校核

5设计总结

1.1工况分析

本系统中的负载压力及执行部件的自重较高，系统所需流量较高，功率损失较大，发热量大。因此选用双作用单出活塞缸作为执行元件，斜盘式柱塞泵作为动力元件，采用循环水冷却。

1.1.1工作循环

主缸（上液压缸）驱动上滑块实现“快速下行—慢速加压—保压延时—快速返回—原位停止”的动作循环

顶出缸（下液压缸）驱动下滑块实现：“向上顶出—停留—快速返回—原位停止”的动作循环。

1.1.2工作循环图绘制

工作循环图见图1-1。 主缸

快退 顶出缸

图1-1 液压缸工作循环图

快进

工进

快退

快进 工进

保压

1.2.1负载分析

平衡负载：1000KN

1)启动：0=-=平衡F F F G 2)加速：KN t g v G F a 25.212

.0608.95

.21000=⨯⨯⨯=∆∆=

KN F F F F G 25.21-a =+=平衡 3)快下行程：0-==平衡F F F G 4)减速：KN t g v G F a 55.192

.0608.92.0-5.21000=⨯⨯⨯=∆∆=

）

（ KN F F F F G 55.19-a =+=平衡 5)工进行程：KN F F G 800== 6)制动：KN t g v G F a 7.12

.0608.92

.01000=⨯⨯⨯=∆∆=

7)保压：0=F

8)快上启动：a G F F F += KN t g v G F a 3.10852

.0608.910

1000=⨯⨯⨯=∆∆=

9)快退：KN F F G 1000== 10)制动：a G F F F -=

KN t g v G F a 7.9142

.0608.910

1000=⨯⨯⨯=∆∆=

以上式中F-----液压缸载荷 a F -----下行部件所受惯性力 G-----模具下行部分重力 t ∆-----活塞速度变化量

t ∆-----活塞缸速度变化所用时间。

1.2.2负载计算

确定主液压缸结构尺寸

液压系统最高工作压力32mpa ，在本系统中选用工作压力为20mpa 。 模具下行部分质量取1000KN 。 主液压缸内径D ：

mm 6.2252256.010

2014.3101000446

3

==⨯⨯⨯⨯==m P G D π主

根据GB/T2348-1993 主液压缸内径D 值取圆整mm 250=主D 主液压缸活塞杆径d: mm 12555.0d ==主主D

根据GB/T2348-1993，主液压杆活塞杆直径取标准值d 主=125mm 。 主液压缸有杆腔面积1A ：

222

1490004

14

.32504mm D A =⨯==π

主液压缸无杆腔面积2A

222222360004

)

125250(14.34)

(mm d D A =-⨯=-=

π

活塞杆的稳定性校核

活塞杆总行程为550mm ，活塞杆直径为125mm ，102.2250550<==d l ，因此不需要进行稳定性校核。

负载流量计算

m in 5.1225.2491L A q =⨯==快下快下υ

m in 8.92.0491L A q =⨯==工进工进υ m in 36010362L A q =⨯==快上快上υ

负载压力计算

pa 0049.001M A F p ===快下快下

pa 32.16049.08001M KN A F p ===工进工进

pa 7.27049

.010002M KN A F p ===快退快退

pa 14.30039

.03.10851M KN

A F p ===快退加速快退加速

液压缸各工作阶段的压力流量及功率见表1-1。

表1-1 液压缸各工作阶段的压力流量及功率

1.2.3负载图与工况图的绘制

主缸工况图见图1-2，主缸负载图见图1-3。

图1-2 主缸工况图

负载图见图1-3

图1-3 主缸负载图

2.液压系统的拟定

2.1系统功能分析

液压压力机是一种用静压力来加工金属，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。

2.2系统图的拟定

本系统为压力机液压系统，以力的变换控制为主，应从选择调压回路开始系统的设计。用行程阀控制主缸快进到工进的程序换接,用电接点压力表控制保压开始和卸压结束。液压系统的功率较大，要求温升较小，采用容积调速，开式供油系统。系统在不同工作阶段需要两种以上的工作压力，通过先导式溢流阀来获取多级压力。

由于在不同的行程中主缸的流量有明显的变化，因此选用变量泵为系统供油，采用外界油箱补偿快进行程中所需流量。顶出缸的流量较小，所选变量泵完全能够提供顶出缸所需流量，因此采用一个油泵为系统供油。由于本系统的压力流量较大，采用液控换向阀控制系统的行程，为了便于操作，采用电液控制换向阀。下行部件的的质量较大，采用液控单向阀来平衡下行部件的重力，防止下滑过快。

2.3系统图的绘制

液压系统图见图2-1

图2-1 液压系统图