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150T液壓機(jī)設(shè)計(jì)全套圖紙與說(shuō)明計(jì)算資料
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150t液壓機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書
本機(jī)器(見圖1.1)適用于可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型。本機(jī)器具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)。采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動(dòng)及半自動(dòng)三種操作方式。本機(jī)器的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，并能完成一般壓制工藝。此工藝又分定壓、定程兩種工藝動(dòng)作供選擇。定壓成型之工藝動(dòng)作在壓制后具有保壓、延時(shí)、自動(dòng)回程、延時(shí)自動(dòng)退回等動(dòng)作。 本機(jī)器主機(jī)呈長(zhǎng)方形，外形新穎美觀，動(dòng)力系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、動(dòng)作靈敏可靠。該機(jī)并設(shè)有腳踏開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)工藝動(dòng)作的循環(huán)。
2.2 工況分析
本次設(shè)計(jì)在畢業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)查的基礎(chǔ)上，用類比的方法初步確定了立式安裝的主液壓缸活塞桿帶動(dòng)滑塊及動(dòng)橫梁在立柱上滑動(dòng)下行時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量為500Kg。
1．工作負(fù)載 工件的壓制抗力即為工作負(fù)載：
2. 摩擦負(fù)載 靜摩擦阻力：
動(dòng)摩擦阻力：
3. 慣性負(fù)載
自重：
4. 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值：
其中： ——液壓缸的機(jī)械效率，一般取 =0.9-0.97。
工況 負(fù)載組成 推力 F/
2.3負(fù)載圖和速度圖的繪制：
負(fù)載圖按上面的數(shù)值繪制，速度圖按給定條件繪制，如圖：
三 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)
3．1 自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路設(shè)計(jì)
考慮到設(shè)計(jì)要求，保壓時(shí)間要達(dá)到5s，壓力穩(wěn)定性好。若采用液壓?jiǎn)蜗蜷y回路保壓時(shí)間長(zhǎng)，壓力穩(wěn)定性高，設(shè)計(jì)中利用換向閥中位機(jī)能保壓，設(shè)計(jì)了自動(dòng)補(bǔ)油回路，且保壓時(shí)間由電氣元件時(shí)間繼電器控制，在0-20min內(nèi)可調(diào)整。此回路完全適合于保壓性能較高的高壓系統(tǒng)，如液壓機(jī)等。
自動(dòng)補(bǔ)油的保壓回路系統(tǒng)圖的工作原理：
按下起動(dòng)按紐，電磁鐵1YA通電，換向閥6接入回路時(shí)，液壓缸上腔成為壓力腔，在壓力到達(dá)預(yù)定上限值時(shí)壓力繼電器11發(fā)出信號(hào)，使換向閥切換成中位；這時(shí)液壓泵卸荷，液壓缸由換向閥M型中位機(jī)能保壓。當(dāng)液壓缸上腔壓力下降到預(yù)定下限值時(shí)，壓力繼電器又發(fā)出信號(hào)，使換向閥右位接人回路，這時(shí)液壓泵給液壓缸上腔補(bǔ)油，使其壓力回升。回程時(shí)電磁閥2YA通電，換向閥左位接人回路，活塞快速向上退回。
3．2 釋壓回路設(shè)計(jì)：
釋壓回路的功用在于使高壓大容量液壓缸中儲(chǔ)存的能量緩緩的釋放，以免她突然釋放時(shí)產(chǎn)生很大的液壓沖擊。一般液壓缸直徑大于25mm、壓力高于7Mpa時(shí)，其油腔在排油前就先須釋壓。
根據(jù)設(shè)計(jì)很實(shí)際的生產(chǎn)需要，選擇用節(jié)流閥的釋壓回路。其工作原理：按下起動(dòng)按鈕，換向閥6的右位接通，液壓泵輸出的油經(jīng)過(guò)換向閥6的右位流到液壓缸的上腔。同時(shí)液壓油的壓力影響壓力繼電器。當(dāng)壓力達(dá)到一定壓力時(shí)，壓力繼電器發(fā)出信號(hào)，使換向閥5回到中位，電磁換向閥10接通。液壓缸上腔的高壓油在換向閥5處于中位（液壓泵卸荷）時(shí)通過(guò)節(jié)流閥9、換向閥10回到油箱，釋壓快慢由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。當(dāng)此腔壓力降至壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，換向閥6切換至左位，液控單向閥7打開，使液壓缸上腔的油通過(guò)該閥排到液壓缸頂部的副油箱13中去。使用這種釋壓回路無(wú)法在釋壓前保壓，釋壓前有保壓要求時(shí)的換向閥也可用M型，并且配有其它的元件。
機(jī)器在工作的時(shí)候，如果出現(xiàn)機(jī)器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時(shí)候，輸出的壓力油隨著工作的時(shí)間而增大，而無(wú)法使液壓油到達(dá)液壓缸中，為了保護(hù)液壓泵及液壓元件的安全，在泵出油處加一個(gè)直動(dòng)式溢流閥1，起安全閥的作用，當(dāng)泵的壓力達(dá)到溢流閥的導(dǎo)通壓力時(shí)，溢流閥打開，液壓油流回油箱。起到保護(hù)作用。在液壓系統(tǒng)中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時(shí)也可以增加液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使零件的加工精度增高。
上液壓缸工作循環(huán)
（1） 快速下行。按下起動(dòng)按鈕，電磁鐵1YA通電，這時(shí)的油路為：
液壓缸上腔的供油的油路
變量泵1—換向閥6右位—節(jié)流閥8—壓力繼電器11—液壓缸15
液壓缸下腔的回油路
液壓缸下腔15—液控單向閥7—換向閥6右位—電磁閥5—背壓閥4—油箱
油路分析：變量泵1的液壓油經(jīng)過(guò)換向閥6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過(guò)節(jié)流閥7流經(jīng)繼電器11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸的上腔加壓。液壓缸15下腔通過(guò)液控單向閥7經(jīng)過(guò)換向閥6的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油箱。因?yàn)檫@是背壓閥產(chǎn)生的背壓使接副油箱旁邊的液控單向閥7打開，使副油箱13的液壓油經(jīng)過(guò)副油箱旁邊的液控單向閥14給液壓缸15上腔補(bǔ)油。使液壓缸快速下行，另外背壓閥接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。
（2） 保壓時(shí)的油路情況：
油路分析：當(dāng)上腔快速下降到一定的時(shí)候，壓力繼電器11發(fā)出信號(hào)，使換向閥6的電磁鐵1YA斷電，換向閥回到中位，利用變量泵的柱塞孔從吸油狀態(tài)過(guò)渡到排油狀態(tài)，其容積的變化是由大變小，而在由增大到縮小的變化過(guò)程中，必有容積變化率為零的一瞬間，這就是柱塞孔運(yùn)動(dòng)到自身的中心線與死點(diǎn)所在的面重合的這一瞬間，這時(shí)柱塞孔的進(jìn)出油口在配油盤上所在的位置，稱為死點(diǎn)位置。柱塞在這個(gè)位置時(shí)，既不吸油，也不排油，而是由吸轉(zhuǎn)為排的過(guò)渡狀態(tài)。液壓系統(tǒng)保壓。而液壓泵1在中位時(shí)，直接通過(guò)背壓閥直接回到油箱。
（3） 回程時(shí)的油路情況：
液壓缸下腔的供油的油路：
變量泵1——換向閥6左位——液控單向閥7——液壓油箱15的下腔
液壓缸上腔的回油油路：
液壓腔的上腔——液控單向閥14——副油箱13
液壓腔的上腔—節(jié)流閥8——換向閥6左位——電磁閥5——背壓閥4——油箱
油路分析： 當(dāng)保壓到一定時(shí)候，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，使換向閥6的電磁鐵2YA通電，換向閥接到左位，變量泵1的液壓油通過(guò)換向閥旁邊的液控單向閥流到液壓缸的下腔，而同時(shí)液壓缸上腔的液壓油通過(guò)節(jié)流閥9（電磁鐵6YA接通），上腔油通過(guò)換向閥10接到油箱，實(shí)現(xiàn)釋壓，另外一部分油通過(guò)主油路的節(jié)流閥流到換向閥6，再通過(guò)電磁閥19，背壓閥11流回油箱。實(shí)現(xiàn)釋壓。
下液壓缸的工作循環(huán)：
向上頂出時(shí)，電磁鐵4YA通電，5YA失電。
進(jìn)油路：
液壓泵——換向閥19左位——單向節(jié)流閥18——下液壓缸下腔
回油路：
下液壓缸上腔——換向閥19左位——油箱
當(dāng)活塞碰到上缸蓋時(shí)，便停留在這個(gè)位置上。
向下退回是在4YA失電，3YA通電時(shí)產(chǎn)生的，
進(jìn)油路：
液壓泵——換向閥19右位——單向節(jié)流閥17——下液壓缸上腔
回油路：
下液壓缸下腔——換向閥19右位——油箱
原位停止是在電磁鐵3YA，4YA都斷電，換向閥19處于中位時(shí)得到的。
四 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和元件選型
4．1 確定液壓缸主要參數(shù)：
按液壓機(jī)床類型初選液壓缸的工作壓力為25Mpa,根據(jù)快進(jìn)和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸。快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，并通過(guò)充液補(bǔ)油法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種情況下液壓缸無(wú)桿腔工作面積 應(yīng)為有桿腔工作面積 的6倍，即活塞桿直徑 與缸筒直徑 滿足 的關(guān)系。
快進(jìn)時(shí)，液壓缸回油路上必須具有背壓 ,防止上壓板由于自重而自動(dòng)下滑，根據(jù)《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-2中，可取 =1Mpa，快進(jìn)時(shí)，液壓缸是做差動(dòng)連接，但由于油管中有壓降 存在，有桿腔的壓力必須大于無(wú)桿腔，估計(jì)時(shí)可取 ,快退時(shí)，回油腔是有背壓的，這時(shí) 亦按2Mpa來(lái)估算。
1) 計(jì)算液壓缸的面積 ...
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