1、单位代码 6030 毕 业 设 计 (论 文 )小型气动压力机的设计黄河科技学院毕业设计 第 I 页小型气动压力机摘要小型号的气动压力机，适用于轴类零件，型材的校正和轴套类零件的压装。它采用手脚联动操作，通过电动机带动气压泵向主油路供气，通过溢流阀，手动换向阀等控制阀对气压系统进行调压换向，以达到各种工作状态。该气压机结构紧凑，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。在本设计中，通过查阅大量文献资料，设计了液压缸的尺寸，拟订了液压原理图。按压力和流量的大小选择了液压泵，电动机，控制阀，过滤器等气压元件和辅助元件。关键词：气压机；气压系统；调速往返路黄
2、河科技学院毕业设计 第 II 页Small pneumatic pressesAbstractSingle-column adjusting press-assembly hydraulic press is a versatile and the machine parts shall apply to the class, type the correct and the kind of parts of the press. It adopted and winding, by hydraulic motor drives the pump to the principaloil sup
3、ply, the overflow from the valve stem control valve manual crossover wait for the hydraulic system to a regulated pressure crossover to achieve the state.The hydraulic compact structure, sensitive, speed, energy consumption, low noise, and journeys are within the prescribed scope of any regulation,
4、a simple operation. in the design of information and evidence by reference to design the size of the jug, the drafting of a schematic diagram. by hydraulic pressure and flow of the size of a hydraulic motor pump, filters, etc, control valve, hydraulic components and auxiliary units.Key words：Hydraul
5、ic press；Hydraulic system；Velocity circuit黄河科技学院毕业设计 第 III 页I绪论 .11.1 课题背景 .11.2 发展趋势 .11.3 研究意义 .12.气压机的设计及参数选择 .23工况分析 .33.1 动力（负载）分析及负载循环图 .33.1.1 摩擦负载 .33.1.2 惯性负载 .33.1.3 工作负载 .43.1.4 负载循环图 .43.2 运动分析及运动循环图 .43.2.1 位移循环图 .44.确定液压系统主要参数 .54.1 确定液压缸几何尺寸 .54.2 计算气压缸所需流量 .74.3 计算系统所需的压力 .74.4 绘制冲压机
6、主缸工况图 .74.5 气压缸主要零件的结构材料及技术要求 .94.5.1 气压缸的基本参数 .94.5.2 气压缸的类型和安装方式 .94.5.3 气压缸的主要零件及技术要求 .94.6 气压缸结构参数的计算 .104.6.1 计算气压缸的厚度 .104.6.2 气压缸油口的计算 .114.6.3 缸底厚度的计算 .114.7 气压缸的校核 .114.7.1 气压缸中背压力的校核 .124.7.2 活塞杆的校核 .125 拟订气压原理图 .126 气压元件的选择 .136.1 气压泵的选择 .136.1.1.确定泵的最大工作压力 .146.1.2 确定气压泵的流量 .146.1.3 选择气压
7、泵的规格 .146.1.4 确定驱动气压缸的功率 .146.2 电动机的选择 .156.3 控制阀的选择 .156.4 管道（导管）的选择 .166.6 联轴器的设计 .16黄河科技学院毕业设计 第 IV 页7 气压系统的性能验算 .177.1 管路系统压力损失 .177.2 气压冲击的计算 .177.3 气压系统热分析 .187.3.1 气压泵功率损失产生的热流量（热量） .187.3.2 气压系统的散热计算 .188 限程装置的设计 .199 机架的设计 .209.1 机架材料的选择 .209.2 肋的作用 .2110 气压系统的安装与调试 .2110.1 气压系统的安装 .2110.1.
8、1 安装前的准备工作 .2110.1.2 管子加工 .2110.2 气压系统的调试 .2210.2.1 调试前的检查 .2210.2.2 启动气压泵 .2210.2.3 系统排气 .2210.2.4 系统耐压实验 .2210.2.5 负载试车 .22参考文献 .24致谢 .25黄河科技学院毕业设计 第 1 页绪论1.1 课题背景气压传动开始应用于十八世纪末，但在工业上被广泛应用的时间比较短。有大幅度的发展也就在近 50 年。因此，与其它传动方式比还是一项年轻的技术。当今液压技术广泛应用于工程机械、起重运输、冶金工业、农用机械，轻工业和机床工业。随着气压技术的不断发展，液压技术也广泛应用在高科技
9、高精度的行业，如机床行业。它能代替人们一部分频繁而笨重的劳动，能在条件恶劣的环境中工作。特别在数控机床这类要求精度较高的领域有着不可代替的作用，出现了液压传动的自动化机床，组合机床和自动生产线等。在国防工业中，如飞机，坦克、火炮等都普遍采用了气压传动装置和液压控制装置。1.2 发展趋势当今研究的主要内容是高压粘性流体在密闭容器中流动规律和系统中承受高压的粘性流体的运动规律。气压压系统有着独特的优势。其有着体积小，重量轻，可实现无级变速，运动平稳，结构简单，操作方便，工作寿命长，液压元件易于通用化、标准化、系列化的特点。基于以上优点，处于新兴技术的液压系统在近些年得到了大幅度的发展，还有着广泛的
10、发展空间。它正向高压化、高速花、集成化、大流量、大功率、高效率、长寿命、低噪音的方向发展。液压传动可以用很小的功率控制速度、方向。使用适当的节流技术可使执行元件的精度达到最高。其布局安装有很大的灵活性，同体积重量比却比其他机械小的多。因此能构成其他方法难以组成的复杂系统。液压传动能实现低速大吨位运动。采用适当的节流技术可使运动机构的速度十分平稳。经过五周的毕业实习，让我们学到了很多以前没有学到的知识，也让以前学到的书本上的知识和现实生产相结合，让我门的专业知识有了进一步提高。特别是对液压系统有了更深的了解。在此基础上我们进一步分析 Y41 系列单柱校正压装液压机。它是一种多功能的中小型液压机床
11、，适用于轴类零件、型材的校正和轴套类零件的压装。通过观察测绘，进行了毕业设计。在指导老师的指导下，我对设计多次改进，通过查阅相关资料手册，并多次向指导老师请教，对以前不懂的知识有了更好的认识。通过这次设计，我把大学所学的知识穿了线，知道了各知识之间的联系，对以后的工作有了很大的帮助。1.3 研究意义目前冲压机床的传动方式主要有：液压式、气压式、电动式和机械传动方式等。传动装置的选择正确与否，直接决定着冲压机的好坏。（1）液压传动的结构简单，成本低，易于实现无级变速；气体粘性小阻力黄河科技学院毕业设计 第 2 页损失小，流速快，防火防爆。但是空气易于压缩，负载对传动特性的影响大，不易在低温环境下
12、工作。空气不易被密封，传动功率小。（2）电气传动的优点是传动方便，信号传递迅速，标准化程度高，易于实现自动化，缺点是平稳性差，易受到外界负载影响。惯性大，换向慢，电气设备和元件要耗用大量的有色金属。成本高，受温度、湿度、震动、腐蚀等环境的影响大。（3）机械传动准确可靠，操作简单，负载对传动特性几乎没有影响。传动效率高，制造容易和维护简单。但是，机械传动一般不能进行无级调速，远距离操作困难，结构也比较复杂等。（4）气压传动与以上几种传动方式比较有以下优点：获得力和力矩很大，体积小，重量轻，能在大范围内实现无级调速，运动平稳，设计简单，操作方便，工作寿命长，易于通用化、标准化、系列化。它有很广阔的
13、发展空间。从各方面考虑，液压传动系列较其他各传动方式有更广阔的研究空间及发展空间。所以，此次设计将采用液压传动。2. 气压机的设计及参数选择当决定采用气压传动时，其设计步骤大体可分以下几步：（1）明确设计依据进行工况分析。（2）确定气压系统的主要参数。（3）拟订气压系统原理图。（4）气压元件及液压油的选择。（5）气压系统性能验算。（6）绘制正式工作图和编制技术文件。设计一台气压机，其工作循环为：下行，快速退回。由设计题目及已知参数可确定：冲压力 ：100 吨=10010009.8=0.9810 NFW 6生产率：4 次/分=1 次/15 秒工作行程：250mm最大冲压厚度：10mm滑块的重量
14、：1.010 N G4根据工艺要求，快速下降所用的时间为 5s，运行的距离为 240mm。工进所用的时间为 1s，运行的距离为 10mm。快退返回的时间为 3s，其运行的距离为250mm。得到各个工艺路线的速度参数如下： 快速下行： 行程：240mm 速度：48mm/s减速下压： 行程：10mm 速度：10mm/s黄河科技学院毕业设计 第 3 页快 退： 行程：250mm 速度：73mm/s单次循环的总时间是：5+1+3=9s气压缸采用 O 型密封圈。其机械效率一般为 0.9-0.95 之间，本液压缸的效率取： =0.9m3工况分析设计开始时，应该首先明确以下几个问题：（1）弄清主机结构和总体
15、布局（2）明确主机对气压系统的性能要求（3）明确主机的工作条件（4）明确气压系统与其它传动系统和控制系统的分工配合、布置和相应的控制关系。（5）了解搜集同类型机器的有关技术资料3.1 动力（负载）分析及负载循环图动力分析就是一部机器在工作过程中执行机构的受力情况。由于工作机构作直线往复运动时，汽缸必须克服的外负载为：= + + Fefi（31）式中 -工作负载e-摩擦负载f-惯性负载i3.1.1 摩擦负载摩擦负载就是气压缸驱动工作时所需要克服的机械摩擦阻力。由于详细计算比较烦琐，一般将它算入气压缸的机械效率 中考虑。在cm这里不用考虑摩擦负载。3.1.2 惯性负载惯性负载即运动部件在启动和制动
16、过程中的惯性力。 计算公式为： = = （N） FiagGtv（32）式中 运动部件的质量 （kg）m运动部件的加速度 （mm/s ）a2运动部件的重量 （N）G重力加速度 （mm/s ）g速度变化值 （mm/s）v启动或制动时间，由经验可得 =0.5st t黄河科技学院毕业设计 第 4 页冲头启动和制动的加速或减速都在 0.5 秒内完成。则启动时： = = FimagGtv制动时： = = i3.1.3 工作负载压力机冲头上负载分为两个阶段：第一阶段负载力缓慢的线增加，在达到最大冲压力 5%左右。第二阶段负载力急剧上升到最大冲压力。因此工作负载为：初压阶段上升到 = 5%=9.810 5%=
17、0.4910 NF1w55终压阶段上升到 =冲压力=0.9810 N263.1.4 负载循环图图 31 压力机的负载循环图3.2 运动分析及运动循环图运动分析，就是研究一台机器按工艺要求以怎样的运动规律完成一个工作循环。3.2.1 位移循环图根据已知条件，快速下行时，行程为 240mm，速度 48mm/s ，时间 5s。慢速下降时行程 10mm，速度 10mm/s，时间 1s。快退是行程为 250mm 速度 73mm/s，时间 3s。3.2.2 速度循环图黄河科技学院毕业设计 第 5 页图 32 压力机的速度循环图4.确定液压系统主要参数4.1 确定液压缸几何尺寸在单活塞杆的气压缸中活塞工进（受压）时， = = / FP1A2FWm（41） P12V2Dd图 41 活塞工进受压示意图活塞快退（受拉）时， = = FP1A2 A1mG（42）
