400t液压机设计说明书(共46页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录I 附 录41诚 信 声 明本人声明:1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;2、据查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料;3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有内容均真实、可信。作者签名: 日期: 年 月 日专心-专注-专业400t 液压机设计摘要:液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一,也是理想的成型工艺设备,特别是当液压系统实现具有对压力、行程、速度单独调整功能后,不仅能实现对复杂工件以及不对称工件的加工
2、,而且,废品率非常低,与机械加工系统相比,有极大的优越性。近年来,随着微电子技术、液压技术等的发展,液压机有了更进一步的发展。本次设计主要是对液压机各零部件进行设计计算,以及液压系统原理图的设计分析。该液压机主要零部件包括液压机主缸、滑块、立柱、上横梁、工作台、顶出缸以及油箱。液压机的主机主要由横梁、滑块、立柱、主缸和顶出缸组成。通过对液压机参数的计算分析,对横梁、滑块、工作台和立柱及其主要零件设计,从而完成总体方案设计。总体方案设计完成后进行液压缸的设计计算并校核,电机和液压泵的选择一系列的过程。确定液压缸参数后对液压元件进行选型,选择适合的液压元件从而保证液压系统运行稳定。关键词:液压机、
3、液压泵、液压系统Design of 400t hydraulic pressAbstract: Hydraulic press is one of the most widely used device in the production of molding,it is the ideal molding process equipment, especially when the hydraulic system to achieve with the right pressure, stroke and speed adjustment alone, not only to achiev
4、e the complex and asymmetric parts of the work piece processing, and that the rejection rate is very low, it has great advantages compared to machining systems. In recent years, with the development of microelectronic technology and hydraulic technology, hydraulic press had a further development, in
5、creased its high-tech, many models have been control by the CNC or PC, which improved processing quality and productivity.The design is mainly for the various components of the hydraulic machine design calculations, as well as the design of the hydraulic system diagram analysis. The major components
6、 including hydraulic machine hydraulic master cylinder, slide, column, upper beam, table, top of the cylinder and the fuel tank. Hydraulic machine hosts mainly by beam, slide, column, master cylinder and the top of the cylinder components. Through the analysis of hydraulic parameters of the calculat
7、ion of the beam, slide, table and column design and its main parts, thus completing the overall design. After the completion of the overall design of the hydraulic cylinder design calculation and check of a series of motor and pump selection process. Determine parameters of the hydraulic cylinder co
8、mponents selection, select the appropriate hydraulic components hydraulic system to ensure stable operation.Keywords: hydraulic machine, hydraulic pump, hydraulic system第1章 绪 论1.1 引言近年来,液压机技术发展迅猛,四柱液压机解决了塑性材料的产品成型问题。高的工作压力是该设备工作时的特点,泄漏的液压油将污染环境,液压冲击现象将影响设备安全稳定的工作。这些不足之处将是液压机值得进一步研究和改进的问题。本次设计的题目是400
9、t液压机设计,设计液压机是为了更加深刻理解液压机在加工过程中的工作原理以及实际应用意义。液压机是利用液体来传递压力的液压设备,液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。液压机一般由本体(主机)动力系统及液压控制系统三部分组成。本设计采用三梁四柱结构形式,四柱式结构为液压机最常见的结构形式之一。它由横梁、立柱和螺母组成一个封闭框架,框架承受全部工作载荷。工作缸固定在上横梁上,工作缸内装有工作柱塞,它与活动横梁相连接。活动横梁以立柱为导向,在上、下横梁之间往复运动。在活动横梁的下表面上,一般固定有上砧(上模),而下砧(
10、下模)则固定于下横梁上的工作台上。当高压液体进入工作缸后,在工作柱塞产生很大的压力,并推动工作柱塞、活动横梁及上砧向下运动,使工件 (锻件)在上、下砧之间产生塑性变形,此时回程缸内通低压液体并排出工作液体。回程缸固定在下横梁上,回程柱塞与活动横梁相连接。回程时,工作缸通低压液体,高压液体进入回程缸,推动回程柱塞向上运动,带动活动横梁回到原始位置,完成一个工作循环。设计液压机的意义在于其不但具有较大的通用性,适用于塑性材料的成形如簿板件的落料、拉伸、压印等;轴类件的校正;零部件的压装;粉末制品的压制。还具有点动、手动和半自动等操作方式,可按工艺需要任选定时或定位控制,压力和行程可调,操作灵便、工
11、作可靠。1.2 液压机的现状与发展液压机的液压系统和整机结构等方面发展已经比较成熟,国内外机型无较大差距,要差别在于工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击振动方面有明显改善。(1) 在油路结构设计方面,国内外都趋向于集成化、封闭式设计。插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到广泛的应用。国外已广泛采用封闭式循环油路设计,可有效地防止泄油和污染,更重要的是防止灰尘、空气和化学物质侵入系统,延长了机器的使用寿命。由于加工工艺等方面的原因,国内采用封闭式循环油路设计的系统还不多见。(2)在安全性方面,国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件进行故障的检测和维修,产品可
12、实现负载检测、自动模具保护和错误诊断等功能。(3)液压机的发展最主要体现在控制系统方面。微电子技术飞速发展为改进液压机的性能、提高稳 定性、加工效率等方面提供了前提条件。相比之下,国内机型虽然种类齐全,但技术含量相比较低,缺乏高档机型,这与机电液一体化和中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点,它不需要另外的连接件其结构更为紧凑,体积也相对更小,重量也更轻无需管件连接,从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点,从70年代初期开始出现,至今已得到了
13、很快的发展。目前,各类液压机的发展趋势如下:(1)高速化、高效化、低能耗。提高液压机的工作效率,降低生产成本。(2)机电液一体化。充分利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。(3)自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现在加工,应能够实现对系统的自动诊断和调整,具有故障预处理的功能。(4)液压元件集成化,标准化。集成的液压系统减少了管路连接,有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来了方便。(5)采用静压技术,新型密封材料,减少摩擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。(6)改善
14、液压系统性能,采用负荷传感系统,二次调节系统和采用蓄能器回路。 综上所述,液压机的发展促进了生产力的发展。伴随着电气控制技术、液压传动技术的不断发展,液压机的自动化程度、加工精度将进一步得到提高,实现智能化控制。第2章液压机本体设计2.1 液压机基本技术参数400吨液压机设计要求1、 主缸公称压力 4000kN2、 主缸回程力 1600KN3、 顶出缸公称压力 300kN4、 顶出缸回程力 200KN5、 开口高度 1400 mm6、 滑块行程 . 800 mm7、 顶出行程 300mm8、 工作压力 25MPa9、 滑块速度 空程速度 100mm/s 挤压速度 25 mm/s 回程 60mm
15、/s10、 顶出速度 顶出 140mm/s 回程 150mm/s11、工作台面有效尺寸(长X宽): 1200mmX1260mm2.2 立柱机构设计2.2.1 立柱设计计算参照同类型液压机的立柱,初定立柱直径,取安全系数n=5,液压机立柱采用45#钢,查手则得=610 =610/5=122 取立柱直径为230mm 。2.2.2 立柱的校核 1. 先按照中心载荷进行初步核算,许用应力不应大于122。2. 按标准选取立柱螺纹。3. 立柱螺纹区到光滑区过渡圆角应尽可能取大些,最好在3050mm之间。原设计主要参数为: F=4000KN H=339cm B=149cm(宽边立柱中心距) d=23cm(立
16、柱光滑部分直径) e=10cm(允许偏心距)n=4(立柱的根数)立柱材料为45#钢,中频淬火620MPa,375MPa(1) 中心载荷时的应力: = = =24.06 (2) 偏心载荷静载荷合成应力 由于小型液压机,可将立柱考虑为插入端的悬臂梁,m=0.25 =+=+=22.2+82.2=104.4 150,因此是安全的。对于截面的45#钢,375MPa,尺寸系数已考虑在内,立柱表面为精车,对于正火的45#钢,表面质量系数为0.9,因此可取为300MPa.过渡圆角半径为30mm.疲劳强度校核: =0.1 =0.107 从文献【10】中查出=1.58 K=1=0.70(1.58-1)=1.41
17、=K=1.41104.4=147.2300 为200MPa, 因此是安全的。立柱是四柱液压机重要的支承件和受力件,同时又是活动横梁的导向基准。因此,立柱应有足够的强度与刚度,导向表面应有足够的精度,光洁度和必要的硬度。2.2.3 立柱的结构形式立柱与上横梁、工作台的连接方式是表明立柱结构的主要特征。在选择立柱结构时,应考虑到它与上横梁、工作台间应可靠预紧、安装和便于调整机械的精度。常用形式有:(1) 两梁都用立柱台肩支承,用锁紧螺母加以锁紧,如图2.1a。(2) 两梁都用调节螺母支承,用锁紧螺母加以锁紧,如图2.1b。(3) 上横梁用立柱台肩支承,调节螺母用于工作台面上,两端都用锁紧螺母加以锁
18、紧,如图2.1c。(4) 上横梁用立柱台调节螺母支承,立柱台肩用于工作台面上,两端都用锁紧螺母加以锁紧,如图2.1d。上述结构可以看出:第一种结构中,上横梁与工作台间距由立柱台间尺寸来保证。因此结构简单,装配方便,但装配后机器精度不能调整,预紧也比较困难。因此在无活动横梁又无精度要求的小型简易液压机设计时采用。第二种结构组成零件较多。由于调节螺母起立柱台肩的支承作用,且可调整两梁支承距离,对立柱有关轴向尺寸要求不严格,紧固较容易。但对立柱螺纹精度与调节螺母精度较高,机器精度调整较麻烦,第三种和第四种结构基本相同,精度调整和加工也不复杂,但安装立柱预紧不如第二种方便。本设计采用了第4种结构形式。
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