资源描述
第45页双动薄板冲压机液压系统设计摘 要随着航天、汽车、轮船等钣金件工业的不断进步，市场对薄板质量的需求越来越高，对薄板的冲压性能也越来越高，不仅要求生产效率的提高，生产质量更要求严格。因此，薄板冲压机对钣金件冲裁、拉伸、成形、弯曲、校正等加工工艺中起到非常重要，同时也能起到提高生产效率和生产质量。近年来，我国的工程机械取得了蓬勃的发展，其中， 液压传动技术起到了至关重要的作用。而且，随着液压传动技术的快速发展和广泛应用，它已成为下业机械、下程建筑机械等行业小可缺少的重要技术。然而，尽管液压技术在机械能与压力能的转换已取得很大进展，但它在能量损失和传动效率上仍然存在着问题。因为，在液压系统中，随着油液的流动，有相当多的液体能量损失掉，这种能量损失不仅体现在油液流动过程中的内摩擦损失上，还反映在系统的容积损失上，使系统能量利用率降低，传动效率无法提高。高能耗和低效率又使油液发热增加，使性能达不到理想的状况，给液压技术的进一步发展带来障。因此，探索和研究高效液压传动技术，提高其综合性能就成为了液压技术领域研究的重点之一。关键词：钣金件；工程机械 ；损失；高效如需要图纸等资料，联系QQ1961660126研究成果的严肃态度以及向读者提供有关信息的出处，正文之后一般应列出参考文献表引文应以原始文献和第一手资料为原则。所有引用别人的观点或文字，无论曾否发表，无论是纸质或电子版，都必须注明出处或加以注释。凡转引文献资料，应如实说明。对已有学术成果的介绍、评论、引用和注释，应力求客观、公允、准确。伪注、伪造、篡改文献和数据等，均属学术不端行为致谢一项科研成果或技术创新,往往不是独自一人可以完成的,还需要各方面的人力,财力,物力的支持和帮助.因此,在许多论文的末尾都列有致谢1) 著录参考文献可以反映论文作者的科学态度和论文具有真实、广泛的科学依据，也反映出该论文的起点和深度。2) 著录参考文献能方便地把论文作者的成果与前人的成果区别开来。3) 著录参考文献能起索引作用。4) 著录参考文献有利于节省论文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language PedagogyM. Prentice Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.学位申请者如果能通过规定的课程考试，而论文的审查和答辩合格，那么就给予学位。如果说学位申请者的课程考试通过了，但论文在答辩时被评为不合格，那么就不会授予他学位。有资格申请学位并为申请学位所写的那篇毕业论文就称为学位论文，学士学位论文。学士学位论文既如需要图纸等资料，联系QQ1961660126是学位论文又是毕业论文中华人民共和国国家标准VDC 001.81、CB 7713-87号文件给学术论文的定义为：学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解的知识和科现象、制定新理论的一种手段，旧的科学理论就必然会不断地为新理论推翻。”（斯蒂芬梅森）因此，没有创造性，学术论文就没有科学价值。三、创造性学术论文在形式上是属于议论文的，但它与一般议论文不同，它必须是有自己的理论系统的，不能只是材料的罗列，应对大量的事实、材料进行分析、研究，使感性认识上升到理性认识。一般来说，学术论文具有论证色彩，或具有论辩色彩。论文的内容必须符合历史唯物主义和唯物辩证法，符合“实事求是”、“有的放矢”、“既分析又综合” 的科学研究方法。一般普通刊物（省级、国家级）审核时间为一周，高质量的杂志，审核时间为14-20天。核心期刊审核时间一般为4个月，须经过初审、复审、终审三道程序。3.期刊的级别问题。国家没有对期刊进行级别划分。但各单位一般根据期刊的主管单位的级别来对期刊划为省级期刊和国家级期刊。省级期刊主管单位是省级单位。国家级期刊主管单位是国家部门或直属部门。如需要图纸等资料，联系QQ1961660126Double action thin steel plate punch press hydraulic system designAbstractAlong with sheet metal industrys and so on astronautics, automobile, steamboat unceasing progresses, the market is getting higher and higher to the thin steel plate qualitys demand, is also getting higher and higher to the thin steel plate ramming performance, not only the request production efficiencys enhancement, the production quality requests strictly. Therefore, the thin steel plate punch press to the sheet metal blanking, the stretch, the forming, curving, processing crafts and so on adjustment gets up is important, simultaneously can also have the enhancement production efficiency and the production quality. the recent years, our countrys engineering machinery has made the vigorous progress, the hydraulic transmission technology played the role which wanted very important. Moreover, along with the hydraulic transmission technologys fast development and the widespread application, it has become the important technology which industry the machinery, professions and so on farewell gift of food construction machinery small may lack. However, although the hydraulic technique has made the very big progress in the mechanical energy and the pressure energy transformation, but it still has the problem in the energy loss and the transmission efficiency. Because, in the hydraulic system, along with the fat liquor flowing, has the quite many liquid energy loss, this kind of energy loss not only manifests in the fat liquor flowing process in the internal friction loss, but also reflected that in systems volumetric loss, causes the system energy use factor to reduce, the transmission efficiency is unable to enhance. Gao Nenghao and the low efficiency cause the fat liquor to give off heat increase, enable the performance not to be able to achieve the ideal condition, brings for hydraulic techniques further development bonds. Therefore, the exploration and the research highly effective hydraulic transmission technology, enhanced its overall performance to become one of hydraulic technique area research key. 目 录1 绪论11.1 课题提出的背景及目的11.2 液压系统的优点和缺点及发展趋势21.2.1 液压系统的优点21.2.2 液压系统的缺点21.2.3 液压系统发展趋势22 双动薄板冲压机液压系统的参数52.1 动作要求52.2给定参数53 制定基本方案和绘制液压系统图73.1 制定基本方案73.2 绘制液压系统图73.3 液压系统工作原理84初步确定液压系统参数94.1 液压缸参数的计算与选用94.1.1受力分析94.1.2 初选系统工作压力134.1.3 计算缸的主要结构尺寸144.1.4 计算活塞缸所需流量164.1.5 计算柱塞缸所需流量174.2 液压泵的选择184.2.1 确定液压泵的最大工作压力184.2.2 确定液压泵的的流量194.2.3 选择液压泵的规格194.3 选择电动机194.4 液压阀的选择204.4.1 溢流阀的选择204.4.2 换向阀的选择214.4.3 节流阀的选择234.4.4 单向阀的选择244.5 液压辅助元件的选择及计算264.5.1 蓄能器的设计264.5.2 管道尺寸的计算274.5.3 液压管及管接头的选择284.5.4 过滤器的选择294.5.5 油箱的初步选择294.5.6 压力表的选择314.5.7 过滤器的选择315 性能验算325.1 验算液压系统性能325.1.1管路沿程压力损失325.2 液压系统发热温升计算335.2.1 计算液压系统的发热功率336 液压站的设计366.1 液压站的设计概述366.2 液压站结构设计的注意事项377 环保性、经济性以及安全性分析387.1 环保性分析387.1.1 污染控制387.1.2 泄漏控制397.2 经济性分析417.3 安全性分析41结论43感谢44参考文献451 绪论1.1 课题提出的背景及目的 随着航天、汽车、轮船等钣金件工业的不断进步，市场对薄板质量的需求越来越高，对薄板的冲压性能也越来越高，不仅要求生产效率的提高，生产质量更要求严格。因此，薄板冲压机对钣金件冲裁、拉伸、成形、弯曲、校正等加工工艺中起到非常重要，同时也能起到提高生产效率和生产质量。我们知道毛坯在冲压的过程中要实现尽可能小的冲击，应考虑以下几方面的问题：1. 拉伸块和压边滑块没有接触工件时，拉伸块和压边滑块快速下降。2. 拉伸块和压边滑块接近时，拉伸块和压边滑块减速。3. 压边滑块压紧时，拉伸块开始进入工作行程。4.拉伸完毕时，拉伸块先回，再带动压边滑块一起回程。5.顶出缸定出工件。此外还应考虑在板材拉伸时，为了防止毛坯周边起皱，必须用压边圈把毛坯周边压紧。形状复杂又不对称的工件，要求周边有不同的压力。因此，本机四个压边缸在四个角上。根据以上情况，本次双动薄板冲压机的设计主要是以达到以上方面为目的的，在设计中，运用所学知识对双动薄板冲压机的液压系统进行设计，提高自己的专业技能。现在国内外相关液压机有金属冷冲压机、板材冲压机、薄板拉伸成型机、砂轮成型机、塑料制品压制机等。大致主要的循环按下面步骤：图1.11.2 液压系统的优点和缺点及发展趋势1.2.1 液压系统的优点1灵活密闭液体是最灵活的动力源，具有优秀的力转移性能。利用管道和软管取代机械部件可以排除布局问题。 2力放大极小的力可以移动和控制大得多的力。3平稳液压系统在运行过程中平稳和安静。振动保持在最低程度。4简易这种系统中几乎没有运动部件并且磨损点较少，并且系统可自动润滑。5简洁与复杂的机械装置相比，部件设计更加简单。例如，液压马达尺寸比产生相同功率的电动机小得多。6经济简易和紧凑，使系统经济节能，系统在使用过程中，几乎不损耗功率。7安全溢流阀保护系统，不致由于过载而受损。1.2.2 液压系统的缺点1. 损失大，效率低，发热大。2. 不能达到定比传动。3. 采用油作为介质时还有考虑防火问题。4. 液压元件精度高，价格较高。5. 液压系统故障比较难找，对操作人员技术要求比较高。1.2.3 液压系统发展趋势 1795年英国约瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油，又进一步得到改善.第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是1920年以后，发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间才开始进入正规的工业生产阶段。第二次世界大战(1941-1945)期间，在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出，日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后，日本迅速发展液压传动，1956 年成立了“液压工业会”。现代液压技术与微电子技术、计算机控制技术、传感技术等为代表的新技术紧密结合，形成一个完善高效的控制中枢，成为包括传动、控制、检测、显示乃至校正、预报在内的综合自动化技术。它是中大功率机械设备实现自动化不可缺少的基础技术，应用面极其广泛。下面从考查其主要服务领域需求人手，来展望液压技术的发展趋势。 1.可靠性和性能稳定性逐渐提高 可靠性和性能稳定性是涉及面最广的综合指标，它包括元、 器、 辅、附件的可靠性，系统的可靠性设计、制造以及可靠性维护三大方面。随着诸如工程塑料、复合材料、高强度轻合金等新材料的应用，新工艺新结构的出现，元、器件性能的可靠性得以大大增加。系统可靠性设计理论的成熟与普及，使合理地进行元器件的选配有了理论依据。此外，过滤技术的完善和精度的提高（过滤器精度可达1一3 m ，而典型现代液压元件的动态间隙为0 ,5一5 m ) ，除了能彻底清除固体杂质外，还能分离油中的气体和水分。在线实时油污检测器和电子报警逻辑系统的应用，使得液压系统的维护从过去的简单拆修发展到主动维护，对可预见的诸因素进行全面分析，最大限度地提前消除诱发故障的潜在因素。 2.增强对环境的适应性、拓宽应用范围 液压传动虽然具有很多优点，但由于存在着发热、噪声、工作介质污染等不尽人意的地方，使其应用受到某种程度上的制约。面对环保意识越来越强的未来，应采取相应措施逐步解决和改善以上问题。3.工业用液压很多，具体说有： (1)、制动用的，矿上大绞车的制动都是液压的； (2)、起重用的，比如工程机械上都是，还有千斤顶； (3)、支撑用的，矿上的液压支架和单体支柱； (4)、调整方向的，船、飞机都是； (5)、调速和缓冲的，机床；但最近几年弱电的发展，取代了很多液压控制。 (6)、传动作用的；近年来，我国的工程机械取得了蓬勃的发展，其中， 液压传动技术起到了至关重要的作用。而且，随着液压传动技术的快速发展和广泛应用，它已成为下业机械、下程建筑机械等行业小可缺少的重要技术。然而，尽管液压技术在机械能与压力能的转换方而， 已取得很大进展，但它在能量损失和传动效率上仍然存在 着问题。因为，在液压系统中，随着油液的流动，有相当多的液体能量损失掉，这种能量损失不仅体现在油液流动 过程中的内摩擦损失上，还反映在系统的容积损失上，使系统能量利用率降低，传动效率无法提高。高能耗和低效率又使油液发热增加，使性能达小到理想的状况，给液压技术的进一步发展带来障。因此，探索和研究高效液压传动技术，提高其综合性能就成为了液压技术领域研究的重点之一。2 双动薄板冲压机液压系统的参数 2.1 动作要求薄板拉伸的过程其具体动作如图（a）板料5已经装在下模6上，压边滑块2和拉延滑块1快速下行。在接触5之前要减速，图（b）压边圈已经接触板料并且加上了力P2,板料周围被压紧，拉伸滑块1带动上摸3继续下行。图（c）拉延滑块1进行工作过程，压延力为P1。图（d）为拉延完毕过程，拉延缸先回程，回程过程中带动压边滑块和压边圈一起回程。图（e）顶出缸在顶出工件。图2.12.2 给定参数拉伸滑块拉伸力 1000KN压边滑块压边力 500 KN顶出缸顶出力 350KN拉伸滑块回程力 250KN压边滑块回程力 300KN系统工作压力 25MPa拉伸滑块距工作台面最大间隔 1000mm压边滑块距工作台面最大间隔 500mm拉伸滑块最大行程 630mm压边滑块最大行程 200mm拉伸滑块速度： 空程下行0.1m/s；拉伸下行0.01m/s；回程0.04m/s压边滑块速度： 下行0.06m/s；回程0.04m/s 3 制定基本方案和绘制液压系统图3.1 制定基本方案双动薄板冲压机以液压系统为核心，通过液压缸活塞杆和柱塞杆的伸出来完成动作要求，动作过程中需要用到换向阀来进行方向控制来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。本系统采用换向阀的有机组合来实现所要求的动作。速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。本系统采用节流调速。用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。油液的净化装置是液压源中不可缺少的，一般泵的入口要装有过滤器。3.2 绘制液压系统图初步设计液压系统图如图3.1 图3.1液压系统原理图1、16、17、19、20柱塞缸；2先导式溢流阀；3、12、30两位四通换向阀；4、11、15-单向阀；5-泵 ；过滤器；油箱；8先导式溢流阀；9-压力表；10蓄能器；13节流阀；14三位四通换向阀；18活塞缸；21、22、23、24溢流阀；25、26、27、28、29液控单向阀。3.3 液压系统工作原理 拉伸块快进时，阀5正常工作，油经过阀14右腔进入拉延缸18。回油通过阀14和阀12通路位置回油箱。此时，阀30处于作为右位，四个液压缸16、17、19、20自油箱补油。将阀14置于右路位置，油经过阀13回油箱，实现了压延缸慢进。当压延滑块接触工件后，泵5的油经阀30向缸16、17、19、20加压，同时缸18中的压力增加，缸7继续下行，完成拉延工艺。阀14处于左位时，缸18上行，单向阀25、26、27、28、29为通路，各缸中油回油箱7。阀3处于右位时，来自泵的油进入顶出缸，顶出工件。阀3换向后，顶出缸靠自重退回。阀2为溢流阀，顶出器上行时起保护作用，下行时起被压作用。4初步确定液压系统参数4.1 液压缸参数的计算与选用4.1.1受力分析（1） 活塞缸的受力分析如图41是一个以液压缸为执行元件的液压系统计算简图。各有关参数标注图上，其中Fw是作用在活塞杆上的外部载荷，Fm是活塞与缸壁以及活塞杆与导向套之间的密封阻力。图4.1液压系统计算简图用在活塞杆上的外部载荷，包括摩擦力、工作载荷和速度变化而产生的惯性力作用在柱塞上的外部载荷包括工作载荷和作用于柱活塞杆与滑块的总重力。 KN式中：活塞杆和滑块的总重量;重力加速度，mm/s2本系统液压缸都属于竖直运动，所以没有正压力既没有摩擦力以上三种载荷称为液压缸为外部载荷 启动加速时 加速下滑时没有工作载荷，只有和即按文献43-55得行走机械一般取=0.5一1.5系统所受总外负载为：查液压缸机械效率，可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如表4.1所示：表4.1液压缸各阶段负载情况工况负载计算公式液压缸负载总外负载加速23732497.84匀 速22602378.94工进10000001052631.57回 程22602378.94图4.2活塞缸负载图（2）柱塞缸的受力分析用在活塞杆上的外部载荷，包括摩擦力、工作载荷和速度变化而产生的惯性力作用在柱塞上的外部载荷包括工作载荷和作用于柱活塞杆与滑块的总重力。 KN式中：活塞杆和滑块的总重量;重力加速度，mm/s2本系统液压缸都属于竖直运动，所以没有正压力既没有摩擦力以上三种载荷称为液压缸为外部载荷启动加速时 加速下滑时没有工作载荷，只有和即按文献143-55得行走机械一般取=0.5一1.5按文献43-55得行走机械一般取=0.5一1.5系统所受总外负载为：查液压缸机械效率，可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如表4.2所示：表4.2液压缸各阶段负载情况工况负载计算公式液压缸负载总外负载加速2351.182474.92匀 速1567.481649.98工进500000526315回 程1567.481649.98图4.3柱塞缸负载图（3）顶出缸的受力分析表4.3液压缸各阶段负载情况工况负载计算公式液压缸负载总外负载工进350000368421.05回 程1567.481649.984.1.2 初选系统工作压力系统工作压力由设备类型、载荷大小、结构要求和技术水平而定。压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不经济;反之，压力选得太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。系统工作压力高，省材料，结构紧凑，重量轻，是液压的发展方向，但要注意治漏、噪声控制私可靠性问题的妥善处理，具体选择参考表4.4表4.4各类设备常用的工作压力设备类型压力范围/MPa压力等级说明机床、压铸机、汽车31.5超高压追求大作用力、减轻重量由上表初选工作压力P为25MPa4.1.3 计算缸的主要结构尺寸 （1）缸筒内径本系统选用双作用单活塞杆液压缸，当压力有输入无杆腔，活塞杆以推力驱动工作负载，其推力最大：由此得缸筒内径D=式中 P工作压力（Pa）P0回油背压（Pa），由于回油直接通油箱，故取P00机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取=0.95 d活塞杆直径由此得缸筒内径式中P工作压力（Pa）P0回油背压（Pa），由于回油直接通油箱，故取P00机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取=0.95 d活塞杆直径由上式得缸筒内径为228mm，由表4.5圆整为250mm表4.5 常用液压缸内径D（mm）4050638090100110125140160180200220250（2）计算活塞杆直径系统工作压力为25MPa，由表4.6按工作压力选取活塞杆直径为表4.6 按工作压力选取d/D工作压力/MPa5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7计算活塞杆直径mm由表4.7将活塞杆直径圆整为175mm表4.7 活塞杆直径d（mm）缸径D125140160180200220250活塞杆直径d70809010011012514090100110125140180200（3）柱塞杆直径本系统选用柱塞液压缸，柱塞杆以推力驱动工作负载，其推力最大：由此得缸筒内径D=式中 P工作压力（Pa）P0回油背压（Pa），由于回油直接通油箱，故取P00机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取=0.95 d活塞杆直径由此得活塞杆径式中P工作压力（Pa）P0回油背压（Pa），由于回油直接通油箱，故取P00机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取=0.95（4）顶出缸直径本系统选用柱塞液压缸，柱塞杆以推力驱动工作负载，其推力最大：由此得活塞杆径 式中P工作压力（Pa）P0回油背压（Pa），由于回油直接通油箱，故取P00机械效率，考虑密封件的摩擦阻力损失，橡胶密封通常取=0.954.1.4 计算活塞缸所需流量（1）稳定下行时活塞缸所需流量式中:液压缸所需流量 A无杆腔面积 D缸筒内径（2）工作时活塞缸所需流量式中:液压缸所需流量 A无杆腔面积 D缸筒内径（3）上行时活塞缸所需流量式中:液压缸所需流量 A无杆腔面积 D缸筒内直径d活塞杆直径 4.1.5 计算柱塞缸所需流量（1）稳定下行时柱塞缸所需流量式中:液压缸所需流量 A无杆腔面积 D缸筒内径（2）上行时柱塞缸所需流量式中:液压缸所需流量 A无杆腔面积 D杆径（3）顶出时所需流量4.2 液压泵的选择4.2.1 确定液压泵的最大工作压力（1）液压泵的最大压力为工作压力P1和从泵出口到泵的入口的总的管路流失的和式中:液压缸最大工作压力-压泵出日到液压缸或液压马达入日之间总的竹路损失。的准确计算要待元件选定并绘出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取:管路简单、流速不大的，取=（0.20.5） MPa;管路复杂，进口有调阀的，取=(0.51.5） MPa。高炉炉顶加料装置液压系统取为0.5MPa。加速时的压力为工作时的压力为式中:系统工作压力回程时的压力为 故液压泵的最大压力超过25.54.2.2 确定液压泵的的流量液压泵的最大流量应为式中：K系统泄露系数，取K=1.2; 故液压泵的最大流量为353.23L/min4.2.3 选择液压泵的规格为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一半要比最大工作压力大25%60%。根据以上求得的值，选择液压泵为400CY14-1B系列斜盘式轴向柱塞泵，其主要参数如表4.8所示4.8 液压泵规格表型号排量（ml/ r）压力（Mpa）额定转速（r/min）额定效率（%）驱动功率（kW）质量(kg)400SCY14-1B40031.510002502544.3 选择电动机在工作，液压泵的压力和流量时，驱动泵的电机功率为：KW式中：驱动泵的电机功率KW;液压泵的最大工作压力Mpa; 液压泵的流量L/min; 液压泵的总效率，这里取0.85根据以上计算所得选取电动机为Y2-315S-6型,具体规格见表4.9表4.9电动机规格表型号额定功率（KW）转速（r/min）效率（%）功率因数Y200L1-618.597089.30.834.4 液压阀的选择4.4.1 溢流阀的选择溢流阀是使系统中多余流体通过该阀溢出，从而维持其进口压力近于恒定的压力控制阀。在液压系统中，溢流阀可作定压阀，用以维持系统压力恒定，实现远程调压或多级调压，作安全阀防止液压系统过载，作制动阀，对执行机构进行缓冲、制动，作背压阀，给系统加载或提供背压，它还可以与电磁阀组成电磁溢流阀，控制系统卸荷。在双动模板冲压机液压系统中溢流阀有如下作用：与电磁阀组成电磁溢流阀，控制系统卸荷；对执行机构进行缓冲、制动，作背压阀；用以维持系统压力恒定，实现远程调压或多级调压。（1）先导式溢流阀2、8的选择在本系统中先导式溢流阀2、先导式溢流阀8是控制系统压力。4.10技术规格液压泵的经过阀2的最大流量为61.09L/min ；液压泵的经过阀8的最大流量为353.23L/min。溢流阀的通经为10mm,20mm， 由文献843-281选取先导式溢流阀2为DB10A130B/315，先导式溢流阀8为DBW25A130B/315型。（2）直动式溢流阀21、22、23、24的选择液压系统中作安全阀防止液压系统过载。表4.11直动式溢流阀技术规格由文献843-275选取先导式溢流阀为DBDH10P10B/315型4.4.2 换向阀的选择（1）电磁换向阀的选择电磁换向阀是用电磁铁推动阀芯，从而改变流体流动的方向的控制阀。电磁换向阀有滑阀和球阀两种结构，通常所说的电磁换向阀为滑阀机构，而称球阀结构的电磁换向阀为电磁球阀。电磁换向阀可直接用在液压系统中，控制油路的通断和切换，也可作先导阀，用来操纵其他阀，如溢流阀、调速阀、液控阀及插装阀等。 双动薄板冲压机的液压系统中多处用到电磁换向阀，它们的作用是利用阀芯在阀体的移动，来控制发口的通断，从而改变油路流动的方向；先导阀，用来操纵其他阀。电磁换向阀WE10特性曲线图 图4.4WE型压力损失特性曲线阀3为二位四通电磁换向阀中改变油路流动的方向；按文献843-352选取电磁换向阀为10mm；综上所诉二位四通电磁换向阀选择为3WE10A10R/LW型。阀12为二位四通电磁换向阀在系统中改变油路流动的方向；按文献843-352选取电磁换向阀为10mm；综上所诉二位四通电磁换向阀选择为3WE10A10O/LW型。阀14为三位四通电磁换向阀在系统中改变油路流动的方向；按文献843-352选取电磁换向阀为25mm；综上所诉二位四通电磁换向阀选择为354WEH25O50/OW型。阀30为二位四通电磁换向阀在系统中改变油路流动的方向；按文献843-352选取电磁换向阀为10mm；综上所诉二位四通电磁换向阀选择为3WE6A10O/LW型。（2）电液换向阀的选择电液换向阀是电磁换向阀和液控换向阀的组合。它是用电磁换向阀控制液控换向阀的动作，变换流体流动方向的控制阀。电液换向阀主要用在流量超过电磁换向阀正常工作允许范围的液压系统中，对执行原件的动作进行控制，或对油液的流动方向进行控制。内部控制的电液换向阀可以不需要单独的辅助泵相应的控制油路，可使系统的布置变的简洁。外部控制的电液换向阀，其先到电磁阀的控制油是由该电液换向阀之外的油路单独引入的，它可以取自系统的一部分也可以由一台辅助泵单独供油。优点是供油可以不受系统的影响，换向灵敏，泄油时没有背压，换向灵敏。如上原理理图所述，双动薄板冲压机液压系统选择外部控制方式。内部回油的电液换向阀，不需要在阀外回油通路或管道。外部回油的电液换向阀是单独回油箱的，对背压值无限制。如上所述，双动薄板冲压机液压系统选择内部回油方式。图4.5电液换向阀25mm特性曲线按文献843-377选取电液换向阀为10mm；综上所诉阀14三位四通电液换向阀选择为354WEH10O50/OW型。4.4.3 节流阀的选择节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀。当节流阀工作时，调节节流阀的手轮，可通过顶杆推动节流阀芯向下移动，节流阀芯的复位靠弹簧力来实现，节流阀芯的上下移动改变着节流口的开口量，从而实现对流体流量的控制。双动薄板冲压机液压系统中的节流阀是为了是活塞缸匀速下行。图4.6节流阀压力损失特性曲线因此由文献823329选取13节流阀为DRVP10S110B型。4.4.4 单向阀的选择单向阀是只允许液流向一个方向流动，而不允许反向流动的阀。它可用于液压泵的出口，防止系统油液倒流，用于隔开油路之间的联系，防止油路相互干扰，也可用作旁通阀，与顺序阀、减压阀、节流阀和调速阀并联，从而组成单向顺序阀、单向减压阀、单向节流阀和单向调速阀等。双动薄板冲压机液压系统中的单向阀用在泵的出油口，防止反向流动，也用在顶出缸油路上，起背压作用，使顶出缸保持定出的高度。由文献843-346选取单向阀。图4.7单向阀压力损失特性曲线单向阀11为S30P110B、单向阀4为S10P110B，单向阀15为S20P110B。现场实践证明，液控单向阀在使用维修过程中容易出现问题，以下是注意事项。 (1)必须保证液控单向阀有足够的控制压力，绝对不允许控制压力失压。应注意控制压力是否满足反向开启的要求。如果液控单向阀的控制引自主系统时，则要分析主系统压力的变化对控制油路压力的影响，以免出现液控单向阀的误动作。 (2)根据液控单向阀在液压系统中的位置或反向出油腔后的液流阻力（背压）大小，合理选择液控单向阀的结构（简式或复式）及泄油方式（内泄或外泄）。对于内泄式液控单向阀来说，当反向油出口压力超过一定值时，液控部分将失去控制作用，故内泄式液控单向阀一般用于反向出油腔无背压或背压较小的场合；而外泄式液控单向阀可用于反向出油腔背压较高的场合，以降低最小的控制压力，节省控制功率。系统若采用内卸式，则柱塞缸将断续下降发出振动和噪声。25、26、28、29为液控单向阀。由文献43-248选取SVP10PB130B；27为液控单向阀。由文献843-248选取SVP20PB130B；表4.12液压元件明细表序号元件名称型号2先导式溢流阀DB10A130B/3153、12、30二位四通换向阀3WE10AO/LW8先导式溢流阀DBW25A130B/31514三位四通电液换向阀354WEH25O50/OW13节流阀DRVP10S110B25、26、28、29液控单向阀SVP10PB130B27液控单向阀SVP20PB130B21、22、23、24直动式溢流阀DBDH10P10B/31511单向阀S30P110B4单向阀S10P110B15单向阀S20P110B4.5 液压辅助元件的选择及计算4.5.1 蓄能器的设计蓄能器在液压系统中是用来储存、释放能量的装置。其主要的用途为：满足系统对速度的、压力的要求，如：可实现某支路液压缸的增速、保压、缓冲、吸收液压冲击、降低压力脉动、减小系统驱动力功率等蓄能器的种类有：气体加载式(气囊式、活塞式、气瓶式) 、重锤式、弹簧式等。蓄能器的容积计算：1 吸收冲击 式中： M一管路中油液的质量（kg） 管中的流速(m/s) 系统最低压力（） 系统最高压力（）有公式得:=4.13蓄能器明细表型号公称直径LMK生产厂家HXQ-B6.3LD20125152185747M121.25M332四平液压件厂由文献43-346选取蓄能器为活塞式型号为：HXQ-63。4.5.2 管道尺寸的计算管道内径的计算可按公式式中：qv通过管道内的流量(m3/s);管内允许流速(m/s)，管内的允许流速按表4.14选取合适值。表4.14允许流速推荐值管道推荐流速（m/s）液压泵吸油管道0.51.5，一般常取1以下液压系统压油管道36，压力高，管道短，粘度小取大值液压系统回油管道1.52.6双动薄板冲压机液压系统中，主油路的进油、压油和回油均有各自的管路，各支路也有各自的进油、压油和回油管路。因此各管路的管道直径计算如下：（1） 液压泵吸油管道直径dm式中液压泵的工作时所需最大流量(m3/s); 按流速推荐值取0.9m/s（2）主油路压油管道直径dm式中主油路的最大流量(m3/s); 按流速推荐值取6m/s（3）主油路回油管道直径dm式中主油路的最大流量(m3/s); 按流速推荐值取2.5m/s（4）顶出缸油路压油管道直径dm式中主油路的最大流量(m3/s); 按流速推荐值取6m/s（5）顶出缸油路回油管道直径dm式中主油路的最大流量(m3/s); 按流速推荐值取2.5m/s4.5.3 液压管及管接头的选择在液压传动系统中，常用的管子有钢管、铜管、胶管、尼龙管和塑料管等。钢管能承受较高的压力，价格低廉，但安装时弯曲半径不能太小，多用在压力较高、装配位置比较方便的地方。常用的钢管是无缝钢管，当工作压力小于1.6MPa时，也可采用焊接钢管。铜管分为紫铜管和黄铜管。紫铜管能承受的压力较低（p6.310MPa），装配时可按需要来弯曲，但抗振能力较低，也易使油液氧化，价格昂贵；黄铜管可承受较高压力（p25MPa），但不如紫铜管易弯曲。尼龙管常用在低压系统。塑料管一般只用于回油管或泄油管。胶管用作连接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高压、低压两种。高压胶管是以钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架，可用于压力较高的油路。低压胶管是以麻绳和棉线编织体为骨架的胶管，多用于压力较低的油路。根据双动薄板冲压机得液压系统的工作压力和所计算的管道内径，液压系统的管道采用无缝钢管。具体管道直径的参数见4.15管道直径明细表。表4.15管道直径明细表管路名称通过流量（L/ min）流速（m/s）管道内径（m）实际取值（mm）液压泵吸油管294.350.6920.03540主油路压油管353.2318.7530.033440主油路回油管353.232.4790.033440顶出缸油路压油管道直径73.223.8860.0160920顶出缸油路回油管道直径73.222.4870.024925钢管在安装时，弯曲半径应尽可能大，其最小弯曲半径取3倍的管子外径。4.5.4 过滤器的选择（1）进油过滤器的选择过滤器的功能是清除液压系统中的固体污染物，使工作介质保持清洁，延长元件的使用寿命、保证液压元件工作性能可靠。液压系统故障的75%左右是由介质的污染造成的。因此过滤器对液压系统来说是不可缺少的重要辅件。系统中使用的过滤器是吸油过滤器，所以选其型号为ZUH63020，其规格见表4.16表4.16 进油过滤器型号及参数名称型号流量(L/min)额定压力(MPa)过滤精度(m)进油过滤器ZUH6301063032104.5.5 油箱的初步选择油箱在系统中的功能，主要是储油和散热，也起着分离油液中的气体及沉淀污物的作用。根据系统的具体条件，合理选用油箱的容积、形式和附件，以使油箱充分发挥作用。 油箱有效容量一般为泵每分钟流量的37倍。对于行走机械，冷却效果比较好的设备，油箱的容量可选择小些;对于固定设备，空间、面积不受限制的设备，则应采用较大的容量。如冶金机械液压系统的油箱容量通常取为每分钟流量的710倍，锻压机械的油箱容量通常取为每分钟流量的612倍。 油箱中油液温度一般推荐3050，最高不应超过65 ,最低不低于15。对于工具机及其他固定装置，工作温度允许在4055。行走机械，工作温度允许达55。在特殊情况下可达80。对于高压系统，为了减少漏油。最好不超过50。 另外，油箱容量大小可以从散热角度设计，计算出系统发热量或散热量(加冷却器时，再考虑冷却器散热后)，从热平衡角度计算出油箱容积。初始设计时，按经验公式确定油箱的容量，然后再圆整。油箱容量的经验公式 式中：V油箱的容积（m3）； 液压泵每分钟排除液压油的容积（m3）； a经验系数，按表4.17选择。取a=10表4.17 经验系数a系统类型行走机械低压系统中压系统锻压系统冶金机械a12245761210由公式可得m3油箱的长宽高比例约在1：1：11：2：3之间，起内常设隔板，将回油区和吸油区隔开，防止回油被直接吸入，隔板的高度为油面高度的2/33/4。泵的吸油管所装的滤油器的下端距离箱底不得小于200 mm，回油管和吸油管管口处切成45斜口，以增大液流面积。这里取 ，所以油箱的长宽高都为1.64m。4.5.6 压力表的选择 双薄板冲压机选用耐震压力表，选用型号为YN-67.5-I型。4.5.7 过滤器的选择双薄板冲压机选用SL411型冷却器。5 性能验算5.1 验算液压系统性能液压系统的参数有许多是由初选或经验确定的，初步拟定和设计液压系统是在具体元件和管路未确定的情况下进行的，当各回路形式、液压元件及连接管路等确定之后，应针对实际情况对所设计的系统进行各项性能分析与验算。对于液压升降机液压系统，需进一步确切地计算系统的压力损失和系统的发热温升。5.1.1管路沿程压力损失本液压系统属于高压系统，选用矿物油比较经济实惠，故选用L-HM46液压油，其密度=900 kg/m3，20时运动粘度为=87m2/s沿程损失与流动类型有关，流动类型用雷诺数Re来判断，对圆形截面管路 （Pa）式中：qv流经管路的流量（m3/s）;沿程阻力系数 （ = 75/Re）;流体的运动粘性系数; Re雷诺数; 管道长度 （m）;管子直径 （m）;液体密度 （kg/m3）(液压油密度900 kg/m3);v实际流速 （m/s）。双动薄板冲压机液压系统中各管路的沿程压力损失见表5.1表5.1各管路的沿程压力损失管路名称实际流速（m/s）雷诺数管道长度（m）沿程压力损失（Pa）液压泵吸油管0.692755.601900.55主油路压油管18.
展开阅读全文