文献综述-100T四柱液压机液压系统设计

有CAD图纸和说明书,领取加Q 197216396 或 11970985 毕业设计(论文)开题报告题 目： 100t四柱式液压机及液压系统设计 学院： 应用技术学院 专 业：学生姓名：指导老师： 年 2 月 16 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文 献 综 述0 引言液压机是一种以液体为工作介质，用来传递能量以实现各种工艺的机器。液压机被广泛应用于机械工业的许多领域。例如在锻压领域，液压机被广泛应用于自由锻造、模锻、冲压、挤压、剪切、拉拔成型及超塑性等许多工艺中；在机械工业的其他领域，液压机被应用于粉末制品，塑料制品、磨料制品、金刚石成型、校正压桩、压砖、橡胶注塑成型等十分广泛的不同工作领域。液压机一般是由本体、动力系统、液压控制系统三部分组成。本体一般是由机架、液压缸部件、运动部分及其导向装置以及其他辅助装置组成。工艺要求使影响液压机本体结构形式的最主要因素。由于在不同液压机上完成的工艺是多种多样的，因此液压机的本体结构形式也是不同的。根据机架形式，液压机可以分为立式和卧式；根据机架的组成形式，液压机可分为梁柱式、单柱式、框架式、钢丝缠绕预应力牌坊式等1。其中三梁四柱式是最为常见的类型，其机身是由工作台、滑块、上横梁、立柱、锁母和调节螺母等组成。其执行元件的结构简单，结构上易于实现很大的工作压力、较大的工作空间，因此适应性强，便于压制大型工件或较长、较高的工件；由于执行元件结构简单，所以布置灵活，可以根据工艺要求来多方位布置；活动横梁的总行程和速度都可在一定范围内、相当大程度上调节，适应工艺过程对化快速度的不同要求；通过不同阀的组合实现工艺过程的不同顺序；安全性能好，不易超载，有利于保护模具；工作平稳。撞击、振动、噪声较小，对工人及厂房有很大好处。四柱液压机的主机主要由上梁、导柱、工作台、移动横梁、主缸、顶出缸等组成。其中主缸可完成快速下行、慢速加压、保压延时、释压换向、快速返回、原位停止的动作；顶出缸可实现向上顶出、停留、向下退回、原位停止的动作。主机最大工作负载为1000KN。通过对液压缸工况分析确定液压缸负载的变化，拟定液压系统图和电磁铁动作顺序。并设计主液压缸，计算主液压缸的尺寸和流量，主缸的速度换接与安全行程限制通过行程开关来控制2。根据技术要求及设计计算选择液压泵、GE系列电磁阀等液压元件。通过液压系统压力损失和温升的验算，液压系统的设计可以满足液压机顺序循环的动作要求，设计的四柱液压机能够实现塑性材料的锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲等成型加工工艺。本液压系统选用PLC控制系统，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。液压机采用集中式布置，液压系统油源与控制调节装置置于主机之外3，4。该液压机结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力和行程可在规定的范围内任意调节，操作简单。1 四柱式液压机用途及特点 液压机是油泵把液压油输送到集成插装阀块，通过各个单向阀和溢流阀把液压油分配到油缸的上腔或者下腔，在高压油的作用下，使油缸进行运动。液压机是利用液体来传递压力的设备。 液压机由主机及控制机构两大部分组成。液压机主机部分包括液压缸、横梁、立柱及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、控制系统、电动机、压力阀、方向阀等组成。该液压机适用于可塑性材料的压制工艺。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷(热)挤压金属成型、薄板拉伸以及横压、弯压、翻透、校正等工艺。，还适用于校正、安装、粉末制品和磨料制品的压制成型以及塑料制品、绝缘制品的压制成型。机器具有独立的动力机构和电气系统，采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种工作方式：机器的工作压力、压制速度，空载快下行和减速的行程和范围，均可根据工艺需要进行调整，并能完成顶出工艺，可带顶出工艺、拉伸工艺三种工艺方式，每种工艺又为定压，定程两种工艺动作供选择，定压成型工艺在压制后具有顶出延时及自动回程5。2、课题国内外现状液压机是一种以液体为工作介质，用来传递能量以实现各种工艺的机器。液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一。自19世纪问世以来发展很快，已成为工业生产中必不可少的设备之一。由于液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各个部门获得了广泛应用。四柱式（通用）液压机属于板料冲压液压机，这类液压机主要用于各种金属板料的冲压成型，包括落料、冲裁、拉伸、弯曲、翻边、精密冲裁等，还可以用于冷挤、校正、压装、粉末制品、磨料制品、塑料制品和绝缘材料的压制成型。液压机由于具有以下多方面的优点，因此在很多领域得到广泛应用。 由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，国内外液压机的发展主要体现在控制系统方面。微电子技术的飞速发展，为改进液压机的性能、提高稳定性、加工效率等方面提供了可能6，7。相比来讲，国内机型虽种类齐全，但技术含量相对较低，缺乏技术含量高的高档机型，这与机电液一体化，中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。在国内外液压机产品中，按照控制系统，液压机可分为三种类型：一种是以继电器为主控元件的传统型液压机；一种是采用可编程控制器控制的液压机；第三种是应用高级微处理器（或工业控制计算机）的高性能液压机。三种类型功能各有差异，应用范围也不尽相同。但总的发展趋势是高速化、智能化。3 液压机的特点 研究四柱式液压机主要是由于它有如下优点： （1）液压机采用内置式快速缸,空行程速度快、生产效率高； （2）压力可按工艺需要无级调整 （3）液压机的整体焊接的坚固开式结构可使机身保持足够刚性的同时拥有最方便的操作空间 （4）方便的手动调整机构可调整压头或上工作台在行程中任意位置压制，也可在设计行程内任意调整快进和工进行程的长短。 （5）工作平稳、撞击、振动和噪声较小，对工人健康、厂房基础、周围环境及设备本身都有很大好处。在使用液压机的同时也存在着相应的问题:相比来讲，国内机型虽种类齐全，但技术含量相对较低，缺乏技术含量高的高档机型，这与机电液一体化，中小批量柔性生产的发展趋势不相适应8。4 液压机发展现状和趋势 随着应用了电子技术、计算及技术、信息技术、自动控制技术及新工艺、新材料的发展和应用，液压传动技术也在不断创新。自19世纪问世以来发展很快，已经广泛应用于国民经济的各个部门，种类繁多，发展迅速，成为机床行业的一个重要组成部分。但由于我国液压起步晚，液压机只有50年的发展历史，80年代以后我国液压机开始进入高速发展阶段。目前我国已建立了自己的液压机设计和制造行业。 由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国内外液压机的发展体现在新的方向。随着比例伺服技术的发展，液压机的停位精度、速度控制精度越来越高，液压机趋向高精度发展。高速化、高效化、低能耗提高了液压机的工作效率，降低生产成本；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。自动化不仅仅体现的在加工，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；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方便。 在国际上来看，由于技术发展趋于成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国内外液压机都趋向于集成化、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较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。 液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一。自19世纪问世以来发展很快，已成为工业生产中必不可少的设备之一。由于液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各个部门获得了广泛应用。四柱式（通用）液压机属于板料冲压液压机，这类液压机主要用于各种金属板料的冲压成型，包括落料、冲裁、拉伸、弯曲、翻边、精密冲裁等，还可以用于冷挤、校正、压装、粉末制品、磨料制品、塑料制品和绝缘材料的压制成型9。 液压机由于具有以下多方面的优点，因此在很多领域得到广泛应用。(1）基于液压传动原理，执行元件结构简单，结构上易于实现很大的工作压力，较大的工作空间和较长的工作行程，因此适应性强，便于压制大型工件或较长、较高的工件。(2）由于执行元件结构简单，具有灵活布置的特点，因此可以根据工艺要求进行多方位的布置以及多地点分散布置10。(3）在行程的任何位置均可产生液压机额定的最大压力。(4）活动衡量的总行程可以在一定范围内任意无极改变，行程的下转换点也可以根据工艺要求方便的控制和改变。(5）可以用不同阀的组合来实现工艺过程的不同程序，方便的适应程序的变化，便于实现程序控制及计算机自动控制。(6）工作平稳、撞击、振动和噪声较小，对工人健康、厂房基础、周围环境及设备本身都有很大好处。 由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，国内外液压机的发展主要体现在控制系统方面。微电子技术的飞速发展，为改进液压机的性能、提高稳定性、加工效率等方面提供了可能。相比来讲，国内机型虽种类齐全，但技术含量相对较低，缺乏技术含量高的高档机型，这与机电液一体化，中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。在国内外液压机产品中，按照控制系统，液压机可分为三种类型：一种是以继电器为主控元件的传统型液压机；一种是采用可编程控制器控制的液压机；第三种是应用高级微处理器（或工业控制计算机）的高性能液压机。三种类型功能各有差异，应用范围也不尽相同。但总的发展趋势是高速化、智能化。 4.1发展现状 早在1662年，帕斯卡就发现了利用液体产生很大力量的可能性，1795年，英国人Bramah取得了第一个手动液压机的专利，但真正液压机的发展历史不到200年。随着西方资本主义的发展，蒸汽机的发明，引发了工业革命，具有悠久历史的锻造工艺也逐步由手工锻造转变为机器锻造。16世纪初，出现了第一批水利机械锤。1893年，第一台蒸汽锤出现。此后，伴随着机械工业的发展，锻件尺寸越来越大，锻锤已做到落下部分超过100吨，如此笨重的锤，操作困难，振动十分巨大。18591861年在维也纳铁路工厂有了第一批用于金属加工的7000KN，10000KN，和12000KN的液压机。1884年，英国曼彻斯特首先使用了锻造钢锭用的锻造水压机，与锻锤相比，运动部件不必那么重，振动又小，发展很快。在18871888年间，制造了一系列锻造水压机，其中包括一台40000KN的大型水压机。1893年，建造了当时最大的120MN锻造水压机。1934年，德国制造了70000KN模锻水压机；19381944年之间，为了第二次世界大战的需要，又相继制造了三台150MN的锻造水压机和一台300MN的大型模锻水压机。美国在1955年左右先后制造了两台315MN及两台450MN的大型模锻水压机。苏联则在20世纪50年代中期到60年代初期，先后建造了几台300MN模锻水压机以及世界上最大的750MN模锻水压机。此外，在英国、法国、联邦德国也都先后建造过200300MN的各种大型模锻液压机。1976年，在法国投产了西欧最大的650MN模锻液压机。液压机发展到现在，已经广泛应用于国民经济的各个部门，种类繁多，发展迅速，成为机床行业的一个重要组成部分。在我国，液压行业的发展仅仅有50年左右。19571958年，我国开始自行设计，自行制造25000KN的中型锻造水压机。20世纪60年代初期，在我国的上海和东北，又各自建立了一台120MN级的大型锻造水压机。中、后期，我国又先后成套设计并自行制造了一批技术要求更高的大型液压机，其中包括300MN有色金属模锻液压机，120MN有色金属挤压液压机，80MN黑色金属模锻水压机。20世纪70年代，我国已开始向国外出口了多台各种吨位的锻造液压机。其中最大的一台为60MN锻造水压机。至此，我国的液压机设计与制造行业，已经达到了相当高的水平11。4.2发展趋势： （l）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。充分合理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化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自诊断和调整，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方便12，13。四、存在问题1）液压元件制造精度要求高 由于元件的技术要求高和装配比较困难，使用维护比较严格。2）实现定比传动困难 液压传动是以液压油为工作介质，在相对运动表面间不可避免的要有泄漏，同时油液也不是绝对不可压缩的。3）油液受温度的影响 由于油的粘度随温度的改变而改变，故不宜在高温或低温的环境下工作。4)不适宜远距离输送动力 由于采用油管传输压力油，压力损失较大，故不宜远距离输送动力。5）油液中混入空气易影响工作性能 油液中混入空气后，容易引起爬行、振动和噪声，使系统的工作性能受到影响。6）油液容易污染 油液污染后，会影响系统工作的可靠性。7）发生故障不易检查和排除。5 结论本设计为100吨四柱式液压机，可广泛用于塑形材料的压制加工工艺，如压制、冲裁、弯曲、翻边、薄板拉伸等、也可用于校正、砂轮成型、金属零件的冷挤成型等工艺。液压系统通过液压控制元件对压力、流量、液流方向的控制和调节，来实现设计预定的执行元件的启动、停止、运动方向、速度等规定动作和性能要求14。液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的优劣，系统的污染防护和处理，而最后一点尤为重要。近年来我国国内液压技术有很大的提高，不再单纯地使用国外的液压技术进行加工。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高功率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大进展：在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上也有许多新成就，采用液压传动的程度现已成为一个国家工业水平的重要标志之一。企业为了提高生产率将越来越依靠自动化，这包括远程和直接控制生产操作、加工过程和材料处理等。展望未来，液压技术必然向高速化、高效化、低能耗、提高液压机的工作效率，降低生产成本的方向发展，充分合理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15,16。参考文献 1俞新陆液压机的设计与应用机械工业出版社，2006122机械设计手册编委会机械设计手册第4卷机械工业出版社，200463雷天觉新编液压工程手册北京：北京理工大学出版社，19984成大先机械设计手册北京：化学工业出版社，20085刘新德袖珍液压气动手册机械工业出版社，20056张利平液压控制系统及设计北京：化学工业出版社，20067张利平液压气动系统设计手册北京：机械工业出版社，19978张利平现代液压技术应用220例北京：化学工业出版社，20099左健民液压与气压传动北京：机械工业出版社，200510路甬祥液压气动技术手册北京：机械工业出版社，200211李贵闪, 何晓燕, 荣兆杰我国液压机行业的现状及发展合肥锻压机床技术有限公司，200612王孝培.冲压手册.北京：机械工业出版社，2012.13宋丽华，毛君四柱式液压机液压系统设计辽宁工程技术大学机械工程学院，200914胡竟湘. 液压与气压传动. 大连. 大连理工大学出版社. 2015.15丁树模.液压传动.北京.机械工业出版社.2007.16. 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