圖書分類號：密級：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)KY27-500單動薄板沖壓液壓機(jī)本體及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)THEDESIGNOFKY27-500SHEETSTAMPINGHYDRAULICPRESSBODYANDHYDRAULICSYSTEM學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日日期：年月日摘要液壓機(jī)是一種以液體為工作介質(zhì)，根據(jù)帕斯卡原理制成的用于傳遞能量以實(shí)現(xiàn)各種工藝的機(jī)器。27系列單動薄板沖壓液壓機(jī)，機(jī)身結(jié)構(gòu)通常為框架式或三梁四柱，液壓系統(tǒng)為大流量插裝閥系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，適應(yīng)于拉伸、彎曲、校正、壓裝等工藝。本文主要完成了對該液壓機(jī)各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核，運(yùn)用軟件繪制了上橫梁、下橫梁、滑塊、頂出缸、立柱、機(jī)身等結(jié)構(gòu)，確定其液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，使整個(gè)設(shè)計(jì)切實(shí)可行。關(guān)鍵詞：液壓機(jī);單動薄板沖壓液壓機(jī);三梁四柱;大流量插裝閥AbstractHydraulicmachineisakindofusingliquidasworkingmedium,accordingtotheprincipleofPascalmadeforthetransferofenergytoachieveavarietyofprocessmachine.27seriesofsheetstampinghydraulicpress,bodystructureisaframeorathreefourbeam,hydraulicsystemforlargeflowcartridgevalvesystem,simplestructure,strongversatility,adapttothetensile,bending,calibration,pressureequipment,suchastheprocess.Mainlycompletedthestructureofthehydraulicmachine,thedesigncalculation,strengthcheck,tousethesoftwaretodrawtheupperbeam,lowerbeam,aslideblock,aliftingcylinder,anuprightpost,afuselagestructure,determinethedesignschemeofthehydraulicsystem,sothatthewholedesignisfeasible.Keywords:hydraulicsingleactionsheetstampinghydraulicpressThreebeamfourcolumnflowcartridgevalve目錄摘要 ③應(yīng)用高級微處理器(或工業(yè)控制計(jì)算機(jī))的高性能液壓機(jī)[10]。

a國內(nèi)采用的繼電器控制方式是落后的傳統(tǒng)控制方式。這種控制方式功能單一，不能用于高精度要求的生產(chǎn)。國外廠家卻早已淘汰了這種機(jī)型，而主要采用以下兩種先進(jìn)的機(jī)型。

b可編程控制器是計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)，一個(gè)新的工業(yè)自動控制裝置自動化技術(shù)解決方案[22]?？删幊炭刂破骺刂品绞浇橛诠I(yè)控制機(jī)控制方式和繼電器方式之間。雖然可編程控制器操作靈活、安全可靠，但功能性與工業(yè)控制機(jī)相比較低。c工業(yè)控制機(jī)控制方式是基于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的一種高科技的控制方式[21]。它的主要控制元件是單片機(jī)，液壓系統(tǒng)為數(shù)字控制閥。其主要特點(diǎn)如下：

①人與計(jì)算機(jī)可進(jìn)行良好的互動，易實(shí)現(xiàn)操作。②易于實(shí)現(xiàn)高效化、高速化。③可單獨(dú)調(diào)整工作參數(shù)(壓力、速度、行程等)。④提前存儲相應(yīng)工作模式。⑤使用軟件來減緩高速下的振動沖擊，使噪聲降低，從而提高系統(tǒng)的安全性。⑥利用軟件進(jìn)行故障預(yù)診斷來保障安全。

⑦易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的調(diào)度控制、集成控制并形成柔性生產(chǎn)線。液壓機(jī)由主機(jī)和液壓系統(tǒng)兩大主要部分構(gòu)成，國內(nèi)機(jī)型與國外差異不大。但在安裝方面和加工工藝方面存在明顯差距。良好的加工工藝性能大大改善了機(jī)器的防止振動和抗沖擊性能。國內(nèi)液壓系統(tǒng)廣泛采用敞開式循環(huán)系統(tǒng)，而國外已開始采用先進(jìn)的封閉式循環(huán)系統(tǒng)[10]。這種油路設(shè)計(jì)泄油量少，環(huán)境污染小，液壓系統(tǒng)能夠減少空氣、灰塵等雜質(zhì)的進(jìn)入，易于維修保養(yǎng)。1.3液壓機(jī)的工作原理及主要技術(shù)參數(shù)(一)液壓機(jī)的工作原理在一個(gè)封閉了的容器里的液體，只要液體所處的原靜止?fàn)顟B(tài)能夠維持不變，那么一旦對液體所施加的壓力發(fā)生變化，液體內(nèi)部的任何一處都會發(fā)生同樣大小的變化，這就是帕斯卡原理，簡單地說就是液體內(nèi)的壓力由外負(fù)載決定。而液壓機(jī)系統(tǒng)的工作主要就是利用帕斯卡原理，它是一種利用這種等值變化來傳遞壓力能的機(jī)器[11]。液壓機(jī)主要構(gòu)成部分包括主機(jī)、操縱系統(tǒng)以及液壓泵站[11]。液壓泵站是液壓機(jī)保持正常工作的所有動力的來源，它可以提高給液壓機(jī)本體中的每一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及液壓機(jī)操作系統(tǒng)中的控制機(jī)構(gòu)所需要的高壓液體。液壓機(jī)的本體是其最主要的部分，常見的液壓機(jī)本體的結(jié)構(gòu)有三梁四柱式、整體框架式、單臂式、雙柱下拉式等。下面通過實(shí)例簡單說明其工作原理。如圖1-1所示是一個(gè)三梁四柱式的液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)，三個(gè)橫梁和四個(gè)立柱通過十六個(gè)內(nèi)外螺母的固定連接形成了一個(gè)空間的固定框架，工作過程中它將承受所有的應(yīng)力載荷。上下橫梁是固定住的，液壓機(jī)主缸一般是與上橫梁通過焊接固定在一起的?；顒訖M梁則通過主缸中的工作柱塞與上橫梁連接起來，并以四根豎直的立柱作為移動導(dǎo)向進(jìn)行上下的往復(fù)運(yùn)動?；顒訖M梁和下橫梁只有有一組砧，上砧固定在活動橫梁的下面，下砧固定在下橫梁的上面。這樣液壓機(jī)本機(jī)中的各個(gè)機(jī)構(gòu)就形成了各自之間的連接。工作原理如下：將加工工件放置于上、下砧之間，液壓泵站將高壓液體通入主機(jī)，進(jìn)入工作缸。高壓液體使得工作柱塞向下運(yùn)動，進(jìn)一步推動活動橫梁向下運(yùn)動，從而利用上、下砧對工件施以高壓，迫使工件發(fā)生彎曲變形。完成后，高壓液體則通過橫梁兩側(cè)的回程缸返回，帶動活動橫梁向上運(yùn)動，此時(shí)，工作缸應(yīng)通低壓，最終完成工作過程。（二）液壓機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)不同種類的液壓機(jī)都擁有各自的基本參數(shù)，這些基本的技術(shù)參數(shù)是由液壓機(jī)自身的結(jié)構(gòu)以及在工藝方面所產(chǎn)生的不同作用來決定的。一般來說，基本參數(shù)一旦確定，液壓機(jī)基本的大小尺寸以及重量都會隨之確定，它也可以表現(xiàn)液壓機(jī)的特點(diǎn)和工作性能。液壓機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：①公稱壓力（公稱噸位）公稱壓力通常是液壓機(jī)的主要參數(shù)，它可以體現(xiàn)液壓機(jī)的工作能力。值得注意的是，公稱壓力僅僅是液壓機(jī)名義上的最大工作壓力[1]，一般實(shí)際的最大工作壓力都要稍大于公稱壓力，我們在下面進(jìn)行設(shè)計(jì)校核是應(yīng)當(dāng)盡量選擇實(shí)際最大壓力，以保證液壓機(jī)結(jié)構(gòu)的安全。②開口高度（最大凈空距）H開口高度H指的是當(dāng)活動橫梁停向上運(yùn)動極限的位置時(shí)，活動橫梁下表面與工作臺的上表面之間的距離[1]。但是值得注意的是，單臂式液壓機(jī)的開口高度H與四柱式液壓機(jī)的有所區(qū)別，它是從工作臺上表面到壓頭下平面之間的距離。③最大行程S最大行程S指的就是液壓機(jī)在工作過程中，活動橫梁所能夠在垂直方向上移動的最大距離[1]。一般來說，加工不同工件時(shí)工件所需要的最大工作行程都不太一樣，最大行程S也會隨之改變。最大行程的大小也能夠體現(xiàn)主缸以及液壓缸的大小。④工作臺尺寸（長×寬）工作臺在一般情況下是與下橫梁連接在一起的，在工作臺上裝有固定工件的模具，所裝模具的大小決定了工作臺的尺寸。工作臺尺寸指工作臺在液壓機(jī)工作過程中所能利用到的有效尺寸[1]。⑤回程力回程力指液壓缸能夠完成快速返回到最上方時(shí)所需要的總力，計(jì)算回程力大小的過程中應(yīng)當(dāng)考慮液壓缸本身的重力、移動摩擦力等因素[1]。⑥活動橫梁的運(yùn)動速度活動橫梁運(yùn)動速度可分為空載狀態(tài)下的運(yùn)動速度、頂出時(shí)的運(yùn)動速度以及回程過程中的運(yùn)動速度[1]。一般情況下，空載運(yùn)動速度最大，這樣做是為了提高機(jī)器的生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)是仍得考慮到速度變換時(shí)能量轉(zhuǎn)變會導(dǎo)致液壓機(jī)的振動，所以應(yīng)當(dāng)控制空載的最大速度。1.4液壓機(jī)的發(fā)展趨勢相比傳統(tǒng)的沖壓工藝，液壓成形工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是重量輕、剛度強(qiáng)度高、生產(chǎn)成本低等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。在工業(yè)領(lǐng)域中，人們不斷尋求通過降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量以節(jié)省運(yùn)行中的能量，先進(jìn)制造技術(shù)得到不斷發(fā)展[12]。液壓技術(shù)的發(fā)展給我們帶來了巨大財(cái)富，要跟上時(shí)代的步伐，液壓技術(shù)的不斷探索是現(xiàn)代化傳動與控制發(fā)展不可或缺的一部分，每個(gè)國家都非常地看重液壓工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展發(fā)展。液壓傳動產(chǎn)品的發(fā)展對國防建設(shè)與國名經(jīng)濟(jì)有著很大影響，只有不斷發(fā)展液壓技術(shù)，提高國防產(chǎn)品以及機(jī)電產(chǎn)品的功能多樣性，才能保證完成重大工程項(xiàng)目與重大技術(shù)裝備。最近幾年，國內(nèi)外通過持續(xù)地創(chuàng)新、堅(jiān)持改善液壓元件和液壓系統(tǒng)的性能，不斷融入現(xiàn)代化的高新技術(shù)，跟上了時(shí)代需求的腳步，現(xiàn)在歸納液壓機(jī)總體的發(fā)展趨勢主要有一下幾點(diǎn)：a降低液壓機(jī)的功率損失，將能量的利用率最大化。b做好污染控制。c機(jī)電一體化。d爭取做到零泄漏，解決環(huán)境污染的問題。e消除工作故障的因素，繼續(xù)保證液壓系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性。f做到液壓元件的集成化，實(shí)現(xiàn)單功能元件向多功能的轉(zhuǎn)變。2KY27-500單動薄板沖壓液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)計(jì)算2.1KY27-500單動薄板沖壓液壓機(jī)用途和特點(diǎn)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4安裝與試車4.1安裝用戶需要按裝箱單來進(jìn)行嚴(yán)格檢查，判斷另一部分的完整情況，從而確定機(jī)器無任何問題[17]。將機(jī)器安裝在鋼筋混凝土上，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況來實(shí)施具體施工要求，完成施工計(jì)劃圖紙。機(jī)器安裝可按下列順序進(jìn)行：1)首先按照機(jī)器圖樣的相對位置來正確安裝工作臺底座、液壓動力站、電氣控制箱及按鈕站等，確保其安裝正確。2)頂出缸安裝入工作臺之中心孔內(nèi)，鎖緊下方的螺母，下缸行程控制支架位于下缸缸底。3)滑塊放置在孔中心的工作臺上面，調(diào)整兩個(gè)工作平面之間墊塊的高度擺正立柱孔的位置。4)將滑塊插入四根立柱之中，調(diào)整立柱上的調(diào)節(jié)螺母，使滑塊與工作臺面達(dá)到要求的高度。5)首先于上橫梁中安裝油缸并用大螺母鎖緊，然后垂直吊起主缸及上橫梁將其套在四根立柱上，再用鎖緊螺母將四根立柱擰緊在立柱上，最后充分緊固下鎖緊螺母。6)將充滿筒裝于主缸上方，保持密封墊的密封性，使其不會發(fā)生泄漏。7)根據(jù)形狀和一般參考液壓原理圖，安裝所有的管道。8)向油箱和充液筒內(nèi)加入符合要求的干凈油液。上述工作完成后，安裝工作已經(jīng)完成，你可以試試機(jī)。4.2試車試車可按下列順序進(jìn)行：1)仔細(xì)檢查安裝是否完成，以確保管道的路線是正確的，掌握機(jī)器的運(yùn)行情況。2)沒有運(yùn)行之前松開機(jī)器的控制手柄。3)工作前將驅(qū)動油純液體進(jìn)入高壓油泵體，泵的液體可以擰下口接頭，注入油液直至充滿油泵。4)通電源，然后啟動電動機(jī)并觀察它們旋轉(zhuǎn)方向，若旋向相同則不變，否則將電線接頭倒相。調(diào)整完畢后，即可正式啟動電動機(jī)，使油泵不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)保證電動機(jī)和油泵能夠正常工作。5)電路選擇為調(diào)整工作方式，按壓壓制按鈕，使主缸活塞下行；按壓回程按鈕，使主缸活塞回程。如果將各溢流閥調(diào)節(jié)得過松，則可能降低工作油壓而影響活塞回程，是活塞回程不能進(jìn)行，這時(shí)可稍微旋轉(zhuǎn)溢流閥手柄，增大壓力使活塞開始回程。6)滑塊由下向上吊起使上下工作臺面相距600mm。主缸活塞向下運(yùn)行直至接觸滑塊上平面后，法蘭被螺栓緊固，使法蘭端面與滑塊上平面之間的距離為5mm。當(dāng)活塞與滑塊的中心是否密切觀察，若有偏差調(diào)整調(diào)節(jié)螺母同心緊固后，當(dāng)有一個(gè)大的偏差，不要強(qiáng)行壓入，以免損壞機(jī)器。7)將滑塊與主缸活塞聯(lián)接緊固后，按所規(guī)定的精度標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整機(jī)身精度，使精度符合要求，確保機(jī)器的安全后才能繼續(xù)試車。完成精度調(diào)整后，要緊固立柱鎖緊螺母。8)準(zhǔn)備一高度大于600mm，接觸平面大于600cm，并能夠承受5000KN力量，墊塊之上下平面的不平行度允差為0.02/400的金屬墊片（試車坫子或工作模具）。9)金屬墊上加壓，通過緩慢旋緊液流閥手柄，調(diào)整液體壓力時(shí)逐級上升。10)調(diào)節(jié)螺栓使其在主缸回程油路中保持一定壓力，能夠使滑塊在任意位置時(shí)不下滑。11)選擇半自動電路工作方式，調(diào)節(jié)行程開關(guān)至所要求位置。進(jìn)行自動工作循環(huán)試驗(yàn)。12)負(fù)荷試車后再次測試主機(jī)的測量精度，主機(jī)仍在與精度的要求一致。完成以上工作，整個(gè)試車工作已經(jīng)結(jié)束，該機(jī)可投入生產(chǎn)使用。5液壓系統(tǒng)故障診斷與安全操作5.1故障診斷與消除方法液壓設(shè)備由液壓、機(jī)械、電氣及其儀表等裝置有機(jī)組合而成，系統(tǒng)的故障診斷十分復(fù)雜，要考慮各個(gè)方面的因素。因此，之前我們必須徹底掌握整個(gè)液壓系統(tǒng)的傳動原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，這樣才能夠準(zhǔn)確的分析出液壓故障，然后由故障現(xiàn)象找出引起因素，逐步深入研究，逐步將可疑因素縮小直至確定故障原因，小到任何液壓元件都不要遺漏掉。表3-1故障診斷和消除方法序號故障分析產(chǎn)生原因消除方法1不出油、壓力不足電動機(jī)轉(zhuǎn)向不足2、吸油管或過濾器堵塞3、連接處泄露，混入空氣1、檢查電動機(jī)轉(zhuǎn)向2、疏通管道，清洗過濾器3、緊固螺釘，避免泄露2噪音嚴(yán)重壓力波動厲害吸油管或過濾器堵塞泵與聯(lián)軸節(jié)不同心3、油位低1、清洗過濾器使吸油管通暢2、在連接部位或密封處加點(diǎn)油3、加油液3爬行1、有空氣侵入液壓缸2、液壓缸端蓋密封圈壓的太緊或太松1、增設(shè)排氣裝置2、調(diào)整密封圈，使它不松不緊4沖擊靠間隙密封的活塞液壓缸間隙過大端頭緩沖的單向閥失靈，緩沖不起作用按規(guī)定配活塞與液壓缸的間隙，減少泄漏現(xiàn)象修正單向閥5推力不足1、液壓缸和活塞配合間隙太大2、泄漏過多1、更換O型密封圈2、緊固各結(jié)合面6泄漏嚴(yán)重管接頭沒擰緊2、密封破壞1、擰緊聯(lián)接螺釘2、檢查更換密封7液壓泵過熱由于磨損造成破壞用粘度過低或過高的油工作1、修理或更換2、選用粘度適合的油5.2安全操作規(guī)程1不懂解機(jī)器操作程序或結(jié)構(gòu)性能著不應(yīng)擅自開動機(jī)器。2機(jī)器在運(yùn)行過程中不應(yīng)進(jìn)行挑戰(zhàn)模具或修理及檢修。3當(dāng)機(jī)器發(fā)生故障時(shí)應(yīng)停車分析原因，及時(shí)找出解決方法并設(shè)法排除，保證其安全性。4不能負(fù)載運(yùn)行。5滑塊必須在行程范圍之內(nèi)。6電氣設(shè)備必須接地。7操作者離開機(jī)器前應(yīng)把總電源關(guān)閉總結(jié)這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我運(yùn)用大學(xué)四年內(nèi)所學(xué)理論知識的成果，也是對我將所學(xué)知識與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合度的考核。在設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)了自己所存在的許多不足之處，認(rèn)識到在專業(yè)知識方面，還有很多需要學(xué)習(xí)的地方。通過數(shù)個(gè)月的工作，我提高了自己解決專業(yè)方面問題的能力，也為未來的學(xué)習(xí)方向奠定了基礎(chǔ)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，主要成果如下：（1）這次我的設(shè)計(jì)課題是，對機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生而言，這個(gè)題目并不陌生。但是當(dāng)自己真真正正動手開始設(shè)計(jì)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)有很多數(shù)據(jù)，很多方面需要考慮選擇，需要斟酌分析。因此，我發(fā)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的道路上，沒什么人能說了如指掌，有的只是無盡的努力與探索。通過查閱各種資料使我深入了解了液壓機(jī)的特點(diǎn)及性能，漸漸在頭腦中形成了本課題的基本框架。經(jīng)過多次的補(bǔ)充和修改，完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容包括了KY27-500單動薄板沖壓液壓機(jī)各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。（3）此次設(shè)計(jì)，我是用的CAD作為二維平面軟件，Pro/e作為三維畫圖軟件。設(shè)計(jì)過程中，一邊建模一邊學(xué)習(xí)新的方法，鞏固了之前的知識，也了解了新的方法，從而更加熟悉所用軟件。（4）在設(shè)計(jì)過程中，我對機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理，力學(xué)等多門課程的知識有了更深層次的了解，能融會貫通的將多門課程綜合運(yùn)用到所需解決的問題上。我也在這一過程中，發(fā)現(xiàn)了自己的不足，深深體會到學(xué)無止境的道理。讓我明白學(xué)習(xí)必須腳踏實(shí)地，永遠(yuǎn)保持一顆謙遜的心。致謝參考文獻(xiàn)[1]俞新陸等．液壓機(jī)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990（6-7）[2]王步瀛．機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算的理論和方法[M]．北京：高等教育出版社，1986[3]天津液壓機(jī)床廠．中小型液壓機(jī)設(shè)計(jì)[P]．天津