玻璃制品液壓壓結(jié)機設計——均勻震蕩部分設計；液壓系統(tǒng)和液壓泵站設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

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本次設計的是玻璃制品液壓壓機，我的任務是均勻震蕩部分以及液壓系統(tǒng)和液壓泵站的設計。均勻震蕩部分用于將原料粉末震蕩均勻，確保密度均勻，初步設計是用一個震蕩器。 ? 主要關(guān)鍵問題是液壓系統(tǒng)的設計。液壓系統(tǒng)為整個系統(tǒng)運動提供動力來源，控制著模具的開合，送料機構(gòu)運動等。工作循環(huán)復雜，各項性能指標要求較嚴。而且各機構(gòu)的動作有先后之分，需要設計合適的液壓系統(tǒng)控制各機構(gòu)的嚴格運行。 3．對課題要求及預期目標的可行性分析 (包括解決關(guān)鍵問題技術(shù)和所需條件兩方面) 本次壓機要求實現(xiàn)液壓驅(qū)動，帶動模具的開合、原料粉末的均勻震蕩、送料機構(gòu)的執(zhí)行等機構(gòu)運動。電動機帶動液壓缸工作，液壓缸驅(qū)動下模運動到與型腔結(jié)合，之后液壓閥控制送料機構(gòu)運動，計量裝置將所需的玻粉倒入模具中，然后震蕩器震動，保證密度均勻。液壓缸繼續(xù)帶動下模及型腔運動與上模結(jié)合進行壓制，保壓一定時間后，換向閥換向，液壓缸帶動下模、型腔下移。型腔在自身作用下從上模中脫出。下模繼續(xù)運動，從型腔中脫出，而后通過推桿、推板將成品件平穩(wěn)頂出，得到玻璃壓坯件。 本壓機工作循環(huán)復雜，各項性能指標要求較嚴，采用液壓電氣控制。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4．完成本課題的工作計劃及進度安排 第1-2周 畢業(yè)實習 第3周 方案論證，確定方案，完成調(diào)研報告、開題報告、外文翻譯 第4-10周 玻璃制品液壓壓機均勻震蕩部分、液壓系統(tǒng)、液壓泵站、總體裝置的設計 第11-12周 主要零件的設計，撰寫設計說明書 第13周 審查設計、完善文件、準備答辯 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5．指導教師審閱意見 ? ? ? ? ? ? ? ? 指導教師(簽字)：　　　　　　 年 月 日 ? 6．指導小組意見 ? ? ? ? 指導小組組長(簽字)： 　　 　　　 年 月 日 6 中原工學院畢業(yè)設計（論文）說明書 畢業(yè)設計說明書 題目名稱： 玻璃制品液壓壓結(jié)機——均勻震蕩部分設計；液壓系統(tǒng)和液壓泵站設計 院系名稱： 機 電 學 院 班 級： 機 自 072 學 號： 200700314213 學生姓名： 路志明 指導教師： 樊 瑞 2011年 05月 摘要 作為現(xiàn)代機械設備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段，液壓技術(shù)在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域得到了廣泛的應用。與其他傳動控制技術(shù)相比，液壓技術(shù)具有能量密度高﹑配置靈活方便﹑調(diào)速范圍大﹑工作平穩(wěn)且快速性好﹑易于控制并過載保護﹑易于實現(xiàn)自動化和機電液一體化整合﹑系統(tǒng)設計制造和使用維護方便等多種顯著的技術(shù)優(yōu)勢，因而使其成為現(xiàn)代機械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素。 液壓壓力機是壓縮成型和壓注成型的主要設備，適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。本文根據(jù)小型壓力機的用途﹑特點和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計。小型壓力機的液壓系統(tǒng)呈長方形布置，外形新穎美觀，動力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、動作靈敏可靠。該機并設有腳踏開關(guān)，可實現(xiàn)半自動工藝動作的循環(huán)。 關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；機電液一體化 ABSTRACT As one of the modern machinery equipment transmission and control important technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily realized automation and electromechanical integration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages in technology , which make it become the basic technology of modern mechanical engineering and the basic technology of modern control engineering. The hydraulic press and pressure machine is the main equipment for molding plastic injection and repressing material formation, such as stamping, bending, flanging, metal sheet drawing, etc. Also it can be engaged in the adjustment, the mounting indentation, the grinding wheel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed formation. This article according to the usage, characteristics and requirements of the purposes of the YB32-150 type hydraulic pressure press machine uses the basic principle of hydraulic transmission, draws up a reasonable hydraulic system and undergoes the necessary calculation to determine the parameters of hydraulic system which determine to choose hydraulic components and system structure of the specification. The hydraulic system of YB32-150 hydraulic pressure press Machine is rectangular arrangement .its' external appearance is new and original beautiful, the driving force system adopts hydraulic pressure system that makes the structure simple and compact, the action quick and reliable. This machine is equipped with the foot switch which can realize the semiautomatic craft movement circulation. Keywords: hydraulic system, electromechanical integration 前言 航天用電連聯(lián)器主要擔負著控制系統(tǒng)的電能傳輸和信號控制與傳遞。航天產(chǎn)品往往使用了數(shù)以千計的各種型號規(guī)格的電聯(lián)接器。這些電聯(lián)接器的質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到整個系統(tǒng)工程的成敗。為保證航天用電聯(lián)接器的高質(zhì)量和高可靠性, 必須從設計選型到最后使用, 對每個環(huán)節(jié)實行嚴格的質(zhì)量閉環(huán)管理和控制。而這種電聯(lián)接器要求有極高的尺寸、形狀、位置精度，極高的密度均勻性及質(zhì)量穩(wěn)定性，極高的導電性，但各導電體之間要用玻璃在高溫、高壓下絕緣、密封，電壓達到1000V，瞬間達到2000V而不擊穿，一般用專用液壓壓結(jié)機通過精密玻璃模具來制造這種電聯(lián)接器。 隨著近 50 年的科學技術(shù)的進步與發(fā)展，液壓技術(shù)已經(jīng)成為了一門影響現(xiàn)代機械裝備技術(shù)的重要基礎(chǔ)學科和基礎(chǔ)技術(shù)，液壓機是一種利用液體壓力來傳遞能量,以實現(xiàn)各種壓力加工工藝的機床。 隨著新工藝及新技術(shù)的應用，液壓機在金屬加工及非金屬成形方面的應用越來越廣泛，在機床行業(yè)中的占有份額正在大幅度攀升。 本次的設計題目是玻璃制品液壓壓結(jié)機機構(gòu)設計，為了加深對電聯(lián)接器以及這種液壓壓結(jié)機的認識，在開始設計之前，我積極在各大網(wǎng)站、論壇及文庫中搜集這方面的資料，加以分析總結(jié)，對自己這次的設計內(nèi)容有了初步的認識，并且對自己所承擔的液壓系統(tǒng)及液壓泵站有了更深的了解，達到自己預期的結(jié)果。 目錄 均勻震蕩部分 5 液壓系統(tǒng)和液壓泵站的設計 6 液壓系統(tǒng)的確定 6 設計要求 6 明確載荷，繪制系統(tǒng)工況圖 8 確定系統(tǒng)工作壓力 9 確定液壓執(zhí)行元件的控制和調(diào)速方案 9 草擬系統(tǒng)圖 9 計算執(zhí)行元件的主要參數(shù) 11 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 11 液壓缸實際所需流量計算 12 液壓元件的選擇 13 確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動電機功率 13 閥類元件及輔助元件的選擇 15 管道尺寸的確定 16 液壓油路板的結(jié)構(gòu)設計 20 液壓集成塊結(jié)構(gòu)及設計 21 液壓集成回路設計 21 液壓集成塊及其設計 22 液壓泵站結(jié)構(gòu)設計 24 液壓泵站的結(jié)構(gòu)形式 24 液壓泵的安裝方式 24 液壓油箱的設計 25 油箱有效容積的確定 25 油箱外形尺寸的設計 26 油箱的機構(gòu)設計 26 總結(jié) 29 參考文獻 29 均勻震蕩部分 震蕩部分的設計采用振動電機最為合理經(jīng)濟。 部件采用頻率為50Hz的振蕩電機，將其安裝在下模正下方。當下模與型腔合上后且加入玻璃粉末后開始振動，以保證玻粉密度的均勻性。為保證磨具精度，采用彈簧隔振以緩沖磨具振動。本次設計震蕩電機選用由新鄉(xiāng)市川田振動機械廠生產(chǎn)的型號為YZU-10-2，最大激振力為10KN，額定轉(zhuǎn)速2860RPM，額定功率0.75KW。 液壓系統(tǒng)和液壓泵站的設計 液壓系統(tǒng)的確定 設計要求 1）主機用途及規(guī)格 本機用于粉末狀的玻璃粉壓制成型 2）要求主機完成的工藝過程 下置液壓缸快進推動下模向上運動與型腔合上后，送料缸送料，將玻粉倒入行腔與下模結(jié)合的部分后回去，之后振蕩器震動，將玻粉震動均勻。下置油缸帶動下模與型腔一起工進運動與上模結(jié)合，進行壓制，用限位塊保證制件高度為5mm。保壓一段時間后，換向閥換向，下置油缸帶動下模與型腔向下運動。型腔在自身作用下從下模中脫出。下模繼續(xù)下移至于頂桿接觸，頂桿將制件定出等到玻璃壓坯件。 3）系統(tǒng)設計技術(shù)參數(shù) 參數(shù)名稱 數(shù)值 最大壓制力/kN 200 頂出缸快進行程/mm 145 頂出缸慢進行程/mm 55 頂出缸快進速度mm/min 1200 頂出缸慢進速度mm/min 902 送料缸行程/mm 202 送料缸速度mm/min 902 頂出缸回退速度mm/min 902 4）系統(tǒng)設計的其他要求 本壓機要求實現(xiàn)自動往復式生產(chǎn)運作，壓制液壓缸要求實現(xiàn)速度分級運動以實現(xiàn)時間的節(jié)約，生產(chǎn)工時的減少。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)點動、半自動、全自動操作 總體規(guī)劃、確定液壓執(zhí)行元件 機構(gòu)名稱 常用方案 優(yōu)點 缺點 采用方案 合模機構(gòu) 復合增速缸 1. 整機結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)件少 2. 無需動梁閉合量調(diào)節(jié)機構(gòu) 1. 復合缸機構(gòu)復雜，加工制造難度大 2. 要設計充液閥；泵的流量大，液壓系統(tǒng)復雜 3. 行程速度低，生茶效率低 雙作用單活塞桿液壓缸 機構(gòu)簡單 1. 活塞桿長度較大，剛性較差 2. 需要較大的的液壓壓力 ü 頂出機構(gòu) 機械打料 裝置簡單 頂出力不能控制，有剛性沖擊 活塞缸 能夠自動防止過載 結(jié)構(gòu)稍微復雜 ü 明確載荷，繪制系統(tǒng)工況圖 1）明確工藝循環(huán)作用于各執(zhí)行元件的載荷 1．工作負載 工件的壓制抗力即為工作負載： 2. 摩擦負載 靜摩擦阻力： 動摩擦阻力： 3. 慣性負載 自重： 4. 液壓缸在各工作階段的負載值： 其中： ——液壓缸的機械效率，一般取=0.9-0.97。 工作循環(huán)各階段的外負載 工況 負載組成 推力 F/ 2）繪制系統(tǒng)工況圖 負載圖按上面的數(shù)值繪制，速度圖按給定條件繪制，如圖所示 速度負載循環(huán)圖 確定系統(tǒng)工作壓力 參照資料和生產(chǎn)實際，本機液壓系統(tǒng)的工作壓力采用25MPa 確定液壓執(zhí)行元件的控制和調(diào)速方案 根據(jù)實際要求，本壓機能夠?qū)崿F(xiàn)速度調(diào)節(jié)，故本次設計液壓系統(tǒng)采用靠節(jié)流閥控制的節(jié)流調(diào)速回路控制，以實現(xiàn)快進和工進的轉(zhuǎn)換，提高生產(chǎn)效率。 草擬系統(tǒng)圖 電磁閥執(zhí)行順序 DT1 DT2 DT3 DT4 DT5 DT6 DT7 缸1快進 + - - - - - - 缸2送料 - - + - - + - 缸2回程 - - - + - + - 振動電機振動 - - - - - - - 缸1工進 + - - - + - - 保壓 - - - - + - - 缸1回程 - + - - + - - 電路圖 計算執(zhí)行元件的主要參數(shù) 按液壓機床類型初選液壓缸的工作壓力為25Mpa,根據(jù)快進和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸。快進時采用差動連接，并通過充液補油法來實現(xiàn)，這種情況下液壓缸無桿腔工作面積應為有桿腔工作面積的6倍，即活塞桿直徑與缸筒直徑滿足的關(guān)系。 快進時，液壓缸回油路上必須具有背壓,防止上壓板由于自重而自動下滑，根據(jù)《液壓系統(tǒng)設計簡明手冊》表2-2中，可取=1Mpa，快進時，液壓缸是做差動連接，但由于油管中有壓降存在，有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計時可取,快退時，回油腔是有背壓的，這時亦按2Mpa來估算。 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 以單活塞桿液壓缸為例來說明其計算過程。 單活塞桿液壓缸計算示意圖 —— 液壓缸工作腔的壓力 Pa —— 液壓缸回油腔的壓力 Pa 故： D=0.1m 當按GB2348-80將這些直徑圓整成進標準值時得：,D=100mm d=50mm 由此求得液壓缸面積的實際有效面積為： 液壓缸實際所需流量計算 ① 工作快速空程時所需流量 液壓缸的容積效率，取 ② 工作缸壓制時所需流量 ③ 工作缸回程時所需流量 液壓元件的選擇 確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動電機功率 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機類型，初定上液壓泵的工作壓力取為，考慮到進出油路上閥和管道的壓力損失為（含回油路上的壓力損失折算到進油腔），則液壓泵的最高工作壓力為 上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右因此選泵的額定壓力應滿足： 液壓泵的最大流量應為： 式中液壓泵的最大流量 同時動作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時的溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量。 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。 1．選擇液壓泵的規(guī)格 由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負載壓力大，功率大。大流量。所以選軸向柱塞變量泵。柱塞變量泵適用于負載大、功率大的機械設備（如龍門刨床、拉床、液壓機），柱塞式變量泵有以下的特點： 1） 工作壓力高。因為柱塞與缸孔加工容易，尺寸精度及表面質(zhì)量可以達到很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達到的工作壓力，一般是（），最高可以達到。 2） 流量范圍較大。因為只要適當加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變增大。 3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。 4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強度得到充分利用，壽命長，單位功率重量小。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復雜。材料及加工精度要求高，加工量大，價格昂貴。 根據(jù)以上算得的和在查閱相關(guān)手冊《機械設計手冊》成大先P20-195得：現(xiàn)選用，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，驅(qū)動功率59.2KN，容積效率，重量71kg，容積效率達92%。 2．與液壓泵匹配的電動機的選定 　由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在工作缸壓制階段，這時液壓泵的供油壓力值為26Mpa，流量為已選定泵的流量值。液壓泵的總效率。柱塞泵為，取0.82。 選用1000r/min的電動機，則驅(qū)動電機功率為： 選擇電動機 ，其額定功率為18.5KW。 閥類元件及輔助元件的選擇 1. 對液壓閥的基本要求： (1). 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。油液流過時壓力損失小。 (2). 密封性能好。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護方便，通用性大 2. 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件及輔助元件型號和規(guī)格 主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過該閥的實際流量，其他還需考慮閥的動作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來選擇標準閥類的規(guī)格： 壓機液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號規(guī)格 序號 元件名稱 估計通過流量 型號 規(guī)格 1 雙聯(lián)葉片泵 156.8 PV2R12-33/8 32Mpa，驅(qū)動功率59.2KN 2 WU網(wǎng)式濾油器 160 WU-160*180 40通徑，壓力損失0.01MPa 3 直動式溢流閥 120 DBT1/315G24 10通徑，32Mpa，板式聯(lián)接 4 二位二通電磁閥 80 22EF3-E10B 5 三位四通電磁閥 100 34DO-B10H-T 10通徑，壓力31.5MPa 6 三位四通電磁閥 100 34DO-B10H-T 10通徑，壓力31.5MPa 7 節(jié)流閥 80 QFF3-E10B 10通徑，16MPa 8 遠程調(diào)壓閥 100 YTF3-10B 10通徑，16MPa 9 壓力繼電器 － DP1-63B 8通徑，10.5-35 MPa 10 壓力繼電器 － DP1-63B 8通徑，10.5-35 MPa 11 油箱 12 液壓缸 HSGF100/50-5-1-1-1 13 減壓閥 40 JF3-10B 管道尺寸的確定 油管系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，必須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。本設計中油管采用鋼管，因為本設計中所須的壓力是高壓，P=31.25MPa ， 鋼管能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無縫管，低壓用焊接管。本設計在彎曲的地方可以用管接頭來實現(xiàn)彎曲。 尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。 膠管用做聯(lián)接兩個相對運動部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難，成本很高，因此非必要時一般不用。 1. 管接頭的選用： 管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。 管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見聯(lián)接方式有： 焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。管路旋入端用的連接螺紋采用國際標準米制錐螺紋（ZM）和普通細牙螺紋（M）。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和采用聚四氟乙烯等進行密封，廣泛用于中、低壓液壓系統(tǒng)；細牙螺紋密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，但要求采用組合墊圈或O形圈進行端面密封，有時也采用紫銅墊圈。 2. 管道內(nèi)徑計算： （1） 式中 Q——通過管道內(nèi)的流量 v——管內(nèi)允許流速 ，見表： 液壓系統(tǒng)各管道流速推薦值 油液流經(jīng)的管道 推薦流速 m/s 液壓泵吸油管 0.5～1.5 液壓系統(tǒng)壓油管道 3～6，壓力高，管道短粘度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 1.5～2.6 (1). 液壓泵壓油管道的內(nèi)徑： 取v=4m/s 根據(jù)《機械設計手冊》成大先P20-641查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm; 管接頭聯(lián)接螺紋M27×2。 (2). 液壓泵回油管道的內(nèi)徑： 取v=2.4m/s 根據(jù)《機械設計手冊》成大先P20-641查得：取d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm; 管接頭聯(lián)接螺紋M33×2。 3. 管道壁厚的計算 式中： p——管道內(nèi)最高工作壓力 Pa d——管道內(nèi)徑 m ——管道材料的許用應力 Pa， ——管道材料的抗拉強度 Pa n——安全系數(shù)，對鋼管來說，時，取n=8；時， 取n=6； 時，取n=4。 根據(jù)上述的參數(shù)可以得到： 我們選鋼管的材料為45#鋼，由此可得材料的抗拉強度=600MPa; (1). 液壓泵壓油管道的壁厚 (2). 液壓泵回油管道的壁厚 所以所選管道適用。 液壓系統(tǒng)的演算 上面已經(jīng)計算出該液壓系統(tǒng)中進，回油管的內(nèi)徑分別為32mm,42mm。 但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長度尚未確定，所以壓力損失無法驗算。 系統(tǒng)溫升的驗算 在整個工作循環(huán)中，工進階段所占的時間最長，且發(fā)熱量最大。為了簡化計算，主要考慮工進時的發(fā)熱量。一般情況下，工進時做功的功率損失大引起發(fā)熱量較大，所以只考慮工進時的發(fā)熱量，然后取其值進行分析。 當V=10mm/s時，即v=600mm/min 即 此時泵的效率為0.9，泵的出口壓力為26MP，則有 即 此時的功率損失為： 假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取， 油箱的散熱面積A為 系統(tǒng)的溫升為 根據(jù)《機械設計手冊》成大先P20-767：油箱中溫度一般推薦30-50 所以驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。 液壓集成油路的設計 通常使用的液壓元件有板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過油管來實現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。因此，管式元件一般用于結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。 板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接、集成塊連接和疊加閥連接。把一個液壓回路中各元件合理地布置在一塊液壓油路板上，這與管式連接比較，除了進出液壓油液通過管道外，各液壓元件用螺釘規(guī)則地固定在一塊液壓閥板上，元件之間由液壓油路板上的孔道勾通。板式元件的液壓系統(tǒng)安裝 、調(diào)試和維修方便，壓力損失小，外形美觀。但是，其結(jié)構(gòu)標準化程度差， 互換性不好，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，制造加工困難，使用受到限制。此外，還可以把液壓元件分別固定在幾塊集成塊上，再把各集成塊按設計規(guī)律裝配成一個液壓集成回路，這種方式與油路板比較，標準化、系列化程度高，互換性能好，維修、拆裝方便，元件更換容易；集成塊可進行專業(yè)化生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設計生產(chǎn)周期短。使用近年來在液壓油路板和集成塊基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型液壓元件疊加閥組成回路也有其獨特的優(yōu)點，它不需要另外的連接件，由疊加閥直接疊加而成。其結(jié)構(gòu)更為緊湊，體積更小，重量更輕，無管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和噪聲。 本次設計采用系統(tǒng)由集成塊組成，由于本液壓系統(tǒng)的壓力比較大，所以調(diào)壓閥選擇DB/DBW型直動溢流閥，而換向閥等以及其他的閥采用廣州機床研究所的GE系列閥。 液壓油路板的結(jié)構(gòu)設計 液壓油路板一般用灰鑄鐵來制造，要求材料致密，無縮孔疏松等缺陷。液壓油路板的結(jié)構(gòu)如圖所示，液壓油路板正面用螺釘固定液壓元件，表面粗糙度值為Ra0.8um,背面連接壓力油管（P）、回油管（T）、泄露油管（L）和工作油管（A﹑B）等。油管與液壓油路板通過管接頭用米制細牙螺紋或英制管螺紋連接。液壓元件之間通過液壓油路板內(nèi)部的孔道連接，除正面外，其它加工面和孔道的表面粗糙度值為Ra6.3～12.5um. 液壓油路板的結(jié)構(gòu) 此外液壓油路板的安裝固定也是很重要的。油路板一般采用框架固定，要求安裝﹑維修和檢測方便。它可安裝固定在機床或機床附屬設備上，但比較方便的是安裝在液壓站上。 液壓集成塊結(jié)構(gòu)及設計 液壓集成回路設計 1）把液壓回路劃分為若干單元回路，每個單元回路一般由三個液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設計液壓單元集成回路時，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設計工作量，提高通用性。 2）把各個液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，一個完整的液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設計完成后，要和液壓回路進行比較，分析工作原理 是否相同，否則說明液壓集成回路出了差錯。 液壓集成塊及其設計 液壓壓力機由底板﹑換向集成塊﹑釋壓集成塊﹑頂蓋組成，由緊固螺栓把它們連接起來，再由四個螺釘將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油箱與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上，組成一個完整的液壓系統(tǒng)。 （1）底板及供油塊設計 圖為底板塊及供油塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應的壓力油P由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄漏油路L經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。 （2）頂蓋設計 頂蓋集成塊的設計 ， 圖是頂蓋。頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開關(guān)及壓力表來觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力的。 （3）集成塊設計 集成塊的設計步驟： 1）制作液壓元件樣板。根據(jù)產(chǎn)品樣本，對照實物繪制液壓元件頂視圖輪廓尺寸，虛線繪出液壓元件底面各油口位置的尺寸，按照輪廓線剪下來，便是液壓元件樣板。若產(chǎn)品樣本與實物有出入，則以實物為準。 若產(chǎn)品樣本中的液壓元件配有底板，則樣板可按底板提供的尺寸來制作。若沒有底板，則要注意，有的樣本提供的是元件的俯視圖，做樣板時應把產(chǎn)品樣本中的圖翻成180°。 2）決定通道的孔徑。集成塊上的公用通道，即壓力油孔P﹑回油孔T﹑泄露孔L(有時不用)及四個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不小于壓力油孔。 直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定。孔與孔之間的連接孔（即工藝孔）用螺塞在集成塊表面堵死。 與液壓油管連接的液壓油孔可采用米制細牙螺紋或英制管螺紋。 3）集成塊上液壓元件的布置。把制做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板應以連接板為準。 電磁閥應布置在集成塊的前﹑后面上，要避免電磁閥兩端的電磁鐵與其它部分進行相碰。液壓元件的布置應以在集成塊上加工的孔最少為好?？椎老嗤ǖ囊簤涸M可能布置在同一水平面，或在直徑d的范圍內(nèi)，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔之間的最小壁厚h必須進行強度校核。 液壓元件在水平面上的孔道若與公共孔道相通，則應盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑d范圍內(nèi)，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應互相垂直，不然也要鉆中間孔道。 設計專用集成塊時，要注意其高度應比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm,以避免上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊緊固。 4）集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道﹑集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄露孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分三層進行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下左右移動一段距離。溢流閥的先導部分可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。 5）集成塊零件圖的繪制 集成塊的六個面都是加工面，其中有三個面要裝液壓元件，一個側(cè)面引出管道。塊內(nèi)孔道縱橫交錯，層次多，需要由多個視圖和2～3個剖視圖才能表達清楚。孔系的位置精度要求較高，因此尺寸﹑公差及表面粗糙度應標注清楚，技術(shù)要求也應予說明。集成塊的視圖比較復雜，視圖應盡可能少用虛線表達。 為了便于檢查和裝配集成塊，應把單向集成回路圖和集成塊上液壓元件布置圖繪在旁邊。而且應將各孔道編上號，列表說明各個孔的尺寸﹑深度以及與哪些孔相交等情況。 液壓泵站結(jié)構(gòu)設計 液壓站是由液壓油箱，液壓泵裝置及液壓控制裝置三大部分組成。液壓油箱裝有空氣濾清器，濾油器，液面指示器和清洗孔等。液壓站裝置包括不同類型的液壓泵，驅(qū)動電機及其它們之間的聯(lián)軸器等，液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。 液壓泵站的結(jié)構(gòu)形式 機床液壓站的結(jié)構(gòu)型式有分散式和集中式兩種類型。 （1）集中式 這種型式將機床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置獨立于機床之外，單獨設置一個液壓站。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隔開；缺點是液壓站增加了占地面積。 （2）分散式 這種型式將機床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置分散在機床的各處。例如，利用機床或底座作為液壓油箱存放液壓油。把控制調(diào)節(jié)裝置放在便于操作的地方。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏油回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修方便。同時供油裝置的振動、液壓油的發(fā)熱都將對機床的工作精度產(chǎn)生不良影響，故較少采用，一般非標設備不推薦使用。本次設計采用集中式。 液壓泵的安裝方式 液壓站裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動電動機及其聯(lián)軸器等。其安裝方式為立式和臥式兩種。 1. 立式安裝 將液壓泵和與之相聯(lián)接的油管放在液壓油箱內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)型式緊湊、美觀，同時電動機與液壓泵的同軸度能保證，吸油條件好，漏油可直接回液壓油箱，并節(jié)省占地面積。但安裝維修不方便，散熱條件不好。 2. 臥式安裝 液壓泵及管道都安裝在液壓油箱外面，安裝維修方便，散熱條件好，但有時電動機與液壓泵的同軸度不易保證。 考慮到維修，散熱等方面的要求。本設計中采用立式聯(lián)接。 液壓油箱的設計 液壓油箱的作用是貯存液壓油、充分供給液壓系統(tǒng)一定溫度范圍的清潔油液，并對回油進行冷卻，分離出所含的雜質(zhì)和氣泡。 油箱有效容積的確定 液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，通常按壓力范圍來考慮。液壓油箱的有效容量可概略地確定為： 系統(tǒng)類型 低壓系統(tǒng)（） 中壓系統(tǒng)（） 中高壓或大功率系統(tǒng)（） 2～4 5～7 6～12 根據(jù)實際設計需要，選擇的，所以此系統(tǒng)屬于中高壓系統(tǒng)，所以取： 式中 －液壓油箱有效容量； －液壓泵額定流量。 參照《機械設計手冊》成大先P20-767鍛壓機械的油箱容積通常取為每分鐘流量的6-12倍。 即： 取 應當注意：設備停止運轉(zhuǎn)后，設備中的那部分油液會因重力作用而流回液壓油箱。為了防止液壓油從油箱中溢出，油箱中的液壓油位不能太高，一般不應超過液壓油箱高度的80%。 所以，實際油箱的體積為： 油箱外形尺寸的設計 液壓油箱的有效面積確定后，需設計液壓油箱的外形尺寸，一般設計尺寸比（長：寬：高）為1：1：1～1：2：3。但有時為了提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時，可將液壓油箱的容量予以增大，本設計中的油箱根據(jù)液壓泵與電動機的聯(lián)接方式的需要以及安裝其它液壓元件需要，選擇長為1.5m,寬為1.1m，高為1.0m。 油箱的機構(gòu)設計 一般的開式油箱是用鋼板焊接而成的，大型的油箱則是用型鋼作為骨架的，再在外表焊接鋼板。油箱的形狀一般是正方形或長方形，為了便于清洗油箱內(nèi)壁及箱內(nèi)濾油器，油箱蓋板一般都是可拆裝的。設計油箱時應考慮的幾點要求： 1. 壁板：壁板厚度一般是3～4mm；容量大的油箱一般取4～6mm。本設計中取油箱的壁厚為6mm。對于大容量的油箱，為了清洗方便，也可以在油箱側(cè)壁開較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。 2. 底板與底腳：底板應比側(cè)板稍厚一些，底板應有適當傾斜以便排凈存油和清洗，液壓油箱底部應做成傾斜式箱底，并將放油塞安放在最低處。油箱的底部應裝設底腳，底腳高度一般為150～200mm，以利于通風散熱及排出箱內(nèi)油液。一般采用型鋼來加工底腳。本設計中用的是槽鋼加工的。 3. 頂板：頂板一般取得厚一些，為6～10mm，因為本設計把泵、閥和電動機安裝在油箱頂部上時，頂板厚度選最大值10mm。頂板上的元件和部件的安裝面應該經(jīng)過機械加工，以保證安裝精度，同時為了減少機加工工作量，安裝面應該用形狀和尺寸適當?shù)暮皲摪搴附印? 4. 隔板：油箱內(nèi)一般設有隔板，隔板的作用是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開，增大油液循環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀。隔板的安裝型式有多種，隔板一般沿油箱的縱向布置，其高度一般為最低液面高度的2/3～3/4。有時隔板可以設計成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過；在中部開有較大的窗口并配上適當面積的濾網(wǎng)，對油液進行粗濾。 5. 側(cè)板：側(cè)板厚度一般為3-4mm，側(cè)板四周頂部應該加工成高出油箱頂板3～4mm，為了使液壓元件的在工作等的情況下泄漏出來的油不至于灑落在地面上或操作者的身上，同時可以防止液壓油箱的頂板在潮濕的氣候中腐蝕。 回油管及吸油管為了防止出現(xiàn)吸空和回油沖擊油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管應布置在油箱最低液面50～100mm以下，管口與箱底距離不應小于2倍的管徑，防止吸入沉淀物。管口應切成，切口面向箱壁，與箱壁之距離為3倍管徑?；赜凸艿某隹诮^對不允許放在液面以上。本設計的管口與箱底的距離為160mm，切口與箱壁的距離為250mm。 6. 回油集管的考慮：單獨設置回油管當然是理想的，但不得已時則應使用回油集管。對溢流閥、順序閥等，應注意合理設計回油集管，不要人為地施以背壓。 7. 吸油管： 吸油管前一般應該設置濾油器，其精度為100～200目的網(wǎng)式或線式隙式濾油器。濾油器要有足夠大的容量，避免阻力太大。濾油器與箱底間的距離應不小于20mm。吸油管應插入液壓油面以下，防止吸油時卷吸空氣或因流入液壓油箱的液壓油攪動油面，致使油中混入氣泡。 8. 泄油油管的配置： 管子直徑和長度要適當，管口應該在液面之上，以避免產(chǎn)生背壓。泄漏油管以單獨配管為最好，盡量避免與回油管集流配管的方法。 9. 過濾網(wǎng)的配置：過濾網(wǎng)可以設計成液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開，這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾。過濾網(wǎng)通常使用50～100目左右的金屬網(wǎng)。 10. 濾油器： 濾油器的作用及過濾精度 液壓系統(tǒng)中的液壓油經(jīng)?；煊须s質(zhì)，如空氣中的塵埃、氧化皮、鐵屑、金屬粉末。密封材料碎片、油漆皮和 紗纖維。這些雜質(zhì)是造成液壓元件故障的額重要原因，它們會造成油泵、油馬達及閥類元件內(nèi)運動件和密封件的磨損和劃傷，閥芯卡死，小孔堵塞等故障，影響液壓系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。近年來對液壓油的污染控制已經(jīng)開始引起人們的極大重視。 為了便于隨時檢查和觀察箱內(nèi)液體液位的情況，應該在油箱壁板的側(cè)面安裝液面指示器，指示最高、最低油位。液面指示器一般選用帶有溫度計的液面指示器。 油箱頂板需要裝設空氣濾清器，對進入油箱的空氣進行過濾，防止大氣中的雜質(zhì)污染液壓油?？諝鉃V清器的過濾能力一般為油泵流量的兩倍，其過濾精度應與液壓系統(tǒng)中最細的濾油器的精度相同。 油箱內(nèi)部應刷淺色的耐油油漆。以防止銹蝕。 總結(jié) 歷時十幾周的畢業(yè)設計在緊張有序中即將結(jié)束，回憶這個過程這段經(jīng)歷，感覺收益頗多。 當我初涉設計時，主、客觀問題層出不窮，按著設計計劃，設計思路有序地進行，圍繞壓機系統(tǒng)設計該題目，既了解了液壓機系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)范，又涉及到了專業(yè)知識，加強了自己的專業(yè)，拓寬了知識面。 在此我感謝學校給與我的培育之恩，老師的教育之情。本次畢業(yè)設計是樊瑞老師指導的，從畢業(yè)設計前期資料的收集到具體的實施過程，至始至終都在樊老師的精心指導和大力的支持幫助下完成的。樊老師為本設計提出了許多寶貴性的、具有指導性的意見和建議，在她的指導下本設計才得以圓滿完成。樊老師的指導和幫助我將銘記于心！在此表示由衷的感謝！也有很對同學在此過程中給予我很大的幫助，在此同樣很感謝他們！ 參考文獻 1、 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