315吨液压机主机设计.doc

1、洛阳理工学院毕业设计（论文）I315 吨液压机主机设计摘 要四柱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。液压机采用 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。该系列液压机具有独立的动力机构和电气系统，并采用按钮集中控制，可实现手动和自动两种操作方式。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。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

2、大小选择了液压泵，电动机，控制阀，过滤器等液压元件和辅助元件。关键词：四柱；液压机；PLC洛阳理工学院毕业设计（论文）II315T Hydraulic Press Host DesignABSTRACTThe four-pillars hydraulic press is divided into two parts, host machine and control mechanism.Hydraulic press host machine is make up of hydraulic cylinder, beam, upright, prefill valve and so on.Dy

3、namic mechanism is make up of tank, high pressurepump, control systems ,electromoto, pressure valve, direction valve and so on.Hydraulic press control systems adopt plc.It will be come true energy conversion, regulate and transport, all kinds of technical motions cycle,through control pump,hydraulic

4、 cylinder and all kinds of hydraulic valve. The series hydraulic machine is an independent body and the electrical power system, and centralized control buttons used, achieve both manual and automatic operation mode.This hydraulic system framework is compact, movement keen reliable, the speed is qui

5、ck, the energy consumption is small, the noise is low, the pressure and the traveling schedule may adjust willfully in the stipulation scope, the operation is simple. In this design, through the consult massive literature material, has designed the hydraulic cylinder size, has drafted the hydraulic

6、pressure schematic diagram. According to the pressure and the current capacity size choose the hydraulic pump, the electric motor, the control valve, hydraulic pressure parts, the auxiliary part and filter. Key words: four-pillars ；hydraulic press；PLC洛阳理工学院毕业设计（论文）III目 录前 言 .1第 1 章 液压机概述 .41.1 液压机发展

7、史 .21.1 液压机发展趋势 .2第 2 章 液压机基础知识 .42.1 液压机的整体结构 .42.2.液压机的特点 .42.2 315 吨液压机的技术参数 .4第 3 章 315 吨液压机的设计过程 .63.1 液压缸结构设计 .63.2 立柱的结构设计 .63.3 工作台的设计 .63.4 缸体基本参数的确定 .6第 4 章 液压机的安装与维护 .74.1 机身零部件的紧固 .74.2 液压机的紧密度调整 .74.3 液压机的安装试车 .74.4 液压机的维护保养 .7结 论 .9谢 辞 .10参考文献 .11附 录 .13外文资料翻译 .14洛阳理工学院毕业设计（论文）1前 言此次课程

8、设计是毕业设计，是按照学校的要求完成的。液压机是一种以液体为工作介质，根据帕斯卡原理制成的用于传递能量以实现各种工艺的机器。液压机一般由本机（主机）、动力系统及液压控制系统三部分组成本次课程设计的主要内容包括液压机的横梁 立柱 工作台 以及缸体的设计，本次设计同时采用国际单位制。由于目前生产中还普遍使用 MKf5 单位制，故特本次课程设计常用 考虑到生产上目前的习惯用语，在本书中仍沿用“压力”一词来表示液体或气体的压强，其单位为 ba 卜而采用 “公称压力”来表示液压机的主参数( 公称吨位) ，其单位为 KN。各种类型的液压机的迅速发展，有力的促进了各种工业的发展和进步。随着电子技术、液压技术

9、等的发展和普及应用，液压机有了更进一步的发展。随着人们生活水平的提高，金属压制和拉伸制品的需求量逐年提高，同时对产品品种的需求也越来越多，另一方面产品的生产批量日益缩小。为于中小批量生产相适应，需要能够快速调整的加工设备，这种液压机成为理想的成型加工工艺。别是当液压机系统实现具有对压力、行程速度单独调整功能后，不仅能够实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且实现了极低的废品率。这种加工方式还适合于长行程、难成型以及高强度的材料，可变的动力组合、短的加工时间、根据工件长度的简易的压力行程调整，这与机械加工系统相比，有其优越性。洛阳理工学院毕业设计（论文）2第 1 章 液压机概述1.1 液压机发展

10、史液压机发展的历史只材一百多年。随着西方资本主义的发展，蒸汽机的出现，引起了工业生产的革命。现代化的大工业逐步代替了工场手工业，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。十六世纪初，出现了第一批水力机械锤。1839 年第一台蒸汽锤出现 c 此后，伴随着机械制造工业的迅速发展，锻件尺寸越来越大，锻锤已做到百吨以上(落下部分重量)，既笨氢振动又大。1859一 N61 年在维也纳铁路工场就有了第一批用于金属加工的 70 ooKN，10000KN和 12000KN 液压机。1884 年在英国曼彻斯特首先使用了锻造钢锭用的锻造水压机，它与锻锤相比具有很多优点，因此发展很快。在 1887188

11、8 年制造了一系列强造水压机，其中包括一台 40000KN 的大型水压机。1893 年建造了当时最大的 120000KN 锻造水压机。因而大钢锭的锻造工作逐步就由使用锻锤过渡到使用锻造水压机，大型自由锻锤逐渐被淘汰，目前只保留了 5 吨以卞的中小型自由锻锤。十九世纪末，资本主义发展成为帝国主义，资本输出、向外扩张、争夺殖民地并瓜分世界成了帝国主义的主要内容。由于军备扩张的需要，锻造和模锻液压机有了迅速发展。934 年德国制造了 70000KN 模锻水压机，1938 一 1944 年相继建造了三台 159000KN 锻造水压机和一台 300000KN 模锻水压机。 。第二次世界大战后，为了迅速发

12、展航空工业，美国在 1955 年左右，先后制造了二台肥 5000KN 和二台 450000KN 大型模锻水压机；而苏联则在 1955 年到U60 年之间，先后制造了四台 390000KN 和二台 700009KN 大型模锻水压机。近二十年来，世界各国在锻造操作机与锻造液压机联动机组、大型模锻液压机、挤压液压机等各种液压机方面又有了很多新的发展自动量测和自动控制的新技术在液压帆上得到了广泛的应用，机械化和自动化程度宙了很大的提高。解放前，我国属于半封建半殖民地国家，没有自己独立的工业体系，也根本没有液压机制造工业，只有一些修配用的小型液压祝。解放以后，在党的正确领导下，我国迅速建立了独立自主的完

13、整的工业体系。我国已能自行设计和制造汽车、机车、发电设备、轧钢设备、飞机、大炮、原子弹以及人造卫星等产品，这些都需要各种液压机有相应的发展。19571962洛阳理工学院毕业设计（论文）3年间，我国已开始自行设计、自行制造各种锻压设备，其中有近 30 台 1000 oKN到 31500KN 的中型锻造液压机及二台万吨级大型锻造液压机(图 I5)，同时，也初步建立厂一文设计和制造液压机的技术发展队伍伍。六十年代，我国先后成套设计并创造了一些重型液压扎其中有 300000I(N 有色金届模锻水压机、 120000KN育色金属挤压水压机 b 80MoKN 黑色金属模锻水压机等。近十年来，又有了一些新的

14、发展，如设计并自制了一批较为先进的 60000KN 以下的锻造水压并已向国外出口。相应地，我国也陆续制定了各种液压机的系列及零部件标准。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 除 用 于 锻 压 成 形 外 ， 也 可 用 于 矫 正 、 压 装 、 打 包 、 压 块 和 压 板 等 。 液 压机 包 括 水 压 机 和 油 压 机 。 以 水 基 液 体 为 工 作 介 质 的 称 为 水 压 机 ,以 油 为 工 作 介质 的 称 为 油 压 机 。 液 压 机 的 规 格 一 般 用 公

15、称 工 作 力 （ 千 牛 ） 或 公 称 吨 位 （ 吨 ）表 示 。 锻 造 用 液 压 机 多 是 水 压 机 ， 吨 位 较 高 。 为 减 小 设 备 尺 寸 ， 大 型 锻 造 水 压机 常 用 较 高 压 强 （ 35 兆 帕 左 右 ） ， 有 时 也 采 用 100 兆 帕 以 上 的 超 高 压 。 其 他用 途 的 液 压 机 一 般 采 用 6 25 兆 帕 的 工 作 压 强 。 油 压 机 的 吨 位 比 水 压 机 低 。 我国浓压机制造工业虽然已有了较大发展，但与世界先进水平相比，还有较大差迈，能满足国民经济和国防建设迅速发展的需要。目版除应当充分发挥现有各种液

16、压机的生产潜力，提高设备利用牢，搞好锻造操作机及其他辅助设备的配套工作，加强对设备的维修和设备本身的技术改造外，还应加强银造液压机和锻造操作机的联动、锻件尺寸臼动显示和自动控制、锻造浓压机组的程序控制和自动控制的研究。应加强对现代化的大型摆锻独压机、大型挤压液压机以及其他特种用途液压机的研究。1.2 液压机发展趋势(1)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

17、动诊断和调整，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，有效地防止洛阳理工学院毕业设计（论文）4泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来方便。1 液压传动的基本原理液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过

18、程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。 编辑本段液压传动系统的组成2 液压系统动力元件（油泵） 、执行元件（油缸或液压马达） 、控制元件（各种阀） 、辅助元件和工作介质等五部分组成。（1）动力元件（油泵） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。（2）执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。（3）控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。（4）辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、

19、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式） 、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。（5）工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。1.2 液压机的工作原理及特点（1）工作原理液压机系根据帕斯卡原理制成，是一种利用液体压力能来传递能量的机器。液压机一般囱本休(主机) 、操纵系统及泵站三大部分组成。洛阳理工学院毕业设计（论文）5液压传动是依靠运动着的液体的压力能来传递动力的，液压系统在工作时，液压泵将机械能转换为压力能，执行元件（液压缸）将压力能转变为机械能。液压传动系统中的油液是在受调节、受控制的状态下进行工

20、作的。液压传动系统必须满足它所驱动的机床部件（工作台、滑块等）在力和速度方面的要求。液 压 机 的 工 作 原 理 （ 如 图 ii 所 示 ） 。 大 、 小 柱 塞 的 面 积 分 别 为 S2、 S1， 柱 塞 上 的 作 用 力 分 别 为 F2、 F1。 根 据 帕 斯 卡 原 理 ， 液 体 压 强 各 处 相 等 ， 即 F2/S2=F1/S1=p;F2=F1(S2/S1)。 表 示 液 压 的 增 益 作 用 ， 与 机 械 增 益 一 样 ， 力增 大 了 ， 但 功 不 增 益 ， 因 此 大 柱 塞 的 运 动 距 离 是 小 柱 塞 运 动 距 离 的 S1/S 2倍

21、。 图 11 液 压 机 工 作 原 理（ 2） 液 压 机 类 型液压机广泛应用于国民经济的个个部门，是一种主要的锻压设备。作为锻压设备的一类，液压机采用通用锻压机械型号。液压机械共分为八类，类别代号用汉语拼音字母表水“Y”。液压机下面又按其用途分为十个组别(如表 11 所示)。（1）手动液压机 小型，用于压制压装等一般工艺；液压机的类别代号为正楷大写。（2）锻造液压机 用于自由锻造、钢锭开坯以及有色与黑色金属模饶。（3）冲压液压机 用 J：各种薄、厚板材冲压。（4）一般用途液压机 各种万能式通用液压沁。（5）校正压装液压机 用于零件校形及装 B3。（6）层压液压机 用于胶合板、刨花板、纤维

22、板及绝缘材料板的压制。（7）挤压液压机 用于挤压各种有色金属及黑色金属的绥材、管材、棒材及洛阳理工学院毕业设计（论文）6型材。（8）压制液压机 用于各种粉末制品的压制成形，加粉末冶金、人造金刚石压制耐火砖及碳极等的压制成肠。（9）打包、压块浓压机 用于将金属切屑及废料压块及打 S3。（10） 其他液压机 包括轮轴压装、电线包复、冲孔技伸、模具研配等各种其他用途的液压机。表 1-1 液压机型号表示方法 示例315 吨（3150 KN）死猪式万能液压机的型号：Y32A-315, 其中 32 系列四柱万能液压机的组型代号，A 表示变型顺序。1 液压机与其它锻压设备相比具商以下特点：（1）在结构上易于

23、得到较大的总压力、较大约工作空间及较长的行程，型工件及较长较高的工件：达往往是银锤及其他锻压机咙所难以做到的。（2）与锻锤相比，工作平稳，撞击和振动很小，噪音小，对工人健康环境及设备本身都有很大好处。(3)与机械压力机相比，本体结构比较简单，容易创造。随着液压元件标准化、系列化、通用化程度的提高以及专业定点生产的逐步实现，比较适合于中小厂白行制造。(4)随着大功率高速轻型泵的出现，液压机快速性能已有权大提向，如锻造液压机的海分钟工作循环次数已可达 80loo 次改变了过去液压机工作速度馒的状洛阳理工学院毕业设计（论文）7况。（ 3） 液 压 机 的 优 势 及 有 点与 传 统 的 冲 压 工

24、 艺 相 比 ， 液 压 成 形 工 艺 在 减 轻 重 量 、 减 少 零 件 数 量 和 模 具数 量 、 提 高 刚 度 与 强 度 、 降 低 生 产 成 本 等 方 面 具 有 明 显 的 技 术 和 经 济 优 势 ， 在工 业 领 域 尤 其 是 汽 车 工 业 中 得 到 了 越 来 越 多 的 应 用 。 在 汽 车 工 业 及 航 空、 航 天 等 领 域 ， 减 轻 结 构 质 量 以 节 约 运 行 中 的 能 量 是 人 们 长 期 追 求 的 目 标 ， 也是 先 进 制 造 技 术 发 展 的 趋 势 之 一 。 液 压 成 形 （ hydroforming） 就

25、 是 为 实 现 结构 轻 量 化 的 一 种 先 进 制 造 技 术 。液 压 成 形 也 被 称 为 “内 高 压 成 形 ”， 它 的 基 本 原 理 是 以 管 材 作 为 坯 料 ， 在 管材 内 部 施 加 超 高 压 液 体 同 时 ， 对 管 坯 的 两 端 施 加 轴 向 推 力 ， 进 行 补 料 。 在 两 种外 力 的 共 同 作 用 下 ， 管 坯 材 料 发 生 塑 性 变 形 ， 并 最 终 与 模 具 型 腔 内 壁 贴 合 ， 得到 形 状 与 精 度 均 符 合 技 术 要 求 的 中 空 零 件 。 对 于 空 心 变 截 面 结 构 件 ， 传统 的 制

26、 造 工 艺 是 先 冲 压 成 形 两 个 半 片 ， 然 后 再 焊 接 成 整 体 ， 而 液 压 成 形 则 可 以一 次 整 体 成 形 沿 构 件 截 面 有 变 化 的 空 心 结 构 件 。 与 冲 压 焊 接 工 艺 相 比 ， 液 压 成形 技 术 和 工 艺 有 以 下 主 要 优 点 ： (1) 减 轻 质 量 ， 节 约 材 料 。 对 于 汽 车 发 动 机 托 架 、 散 热 器 支 架 等 典 型 零 件， 液 压 成 形 件 比 冲 压 件 减 轻 20% 40%； 对 于 空 心 阶 梯 轴 类 零 件 ， 可 以 减 轻40% 50%的 重 量 。 (2)

27、 减 少 零 件 和 模 具 数 量 ， 降 低 模 具 费 用 。 液 压 成 形 件 通 常 只 需 要 1 套模 具 ， 而 冲 压 件 大 多 需 要 多 套 模 具 。 液 压 成 形 的 发 动 机 托 架 零 件 由 6 个 减 少到 1 个 ， 散 热 器 支 架 零 件 由 17 个 减 少 到 10 个 。 (3) 可 减 少 后 续 机 械 加 工 和 组 装 的 焊 接 量 。 以 散 热 器 支 架 为 例 ， 散 热 面 积增 加 43%， 焊 点 由 174 个 减 少 到 20 个 ， 工 序 由 13 道 减 少 到 6 道 ， 生 产 率提 高 66%。 (4) 提 高 强 度 与 刚 度 ， 尤 其 是 疲 劳 强 度 ， 如 液 压 成 形 的 散 热 器 支 架 ， 其 刚度 在 垂 直 方 向 可 提 高 39%， 水 平 方 向 可 提 高 50%。 (5 )降 低 生 产 成 本 。 根 据 对 已 应 用 液 压 成 形 零 件 的 统 计 分 析 ， 液 压 成 形 件的 生 产 成 本 比 冲 压 件 平 均 降 低 15% 20%,模 具 费 用 降 低 20% 30%。