压力机的液压控制系统设计【设计报告】.docx

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1、压力机的液压控制系统设计目录摘要错误!未定义书签。ABSTRACT错误!未定义书签。弓I言11工况分析与计算2L1工况分析21.2 工作循环21.3 压力机技术参数21.4 负载分析与计算32液压系统的设计52执行元件类型的选择51.1.1 回路选择与设计5221方向控制回路5222速度控制回路52.2.3 压力控制回路52.2.4 液压油源回路62.2.5 液压系统的合成62.3液压元件的计算和选择7231液压泵的选择7232辅助元件的选择8233液压系统的性能验算93液压压力机控制系统设计123.1 PLC 概述123.2 PLC控制局部设计123.2.1 控制系统采用PLC的必要性123

2、.2.2 PLC的功能133.2.3 PLC的选型143.2.4 PLC输入/输出分配表153.2.5 PLC控制程序设计154结论182液压系统的设计据此得出，油缸快速下行的行程，流量最大可到达153.8 L/min,修正系数即K = l.lo那么IX 188.4 = 207.24 L/min3.对液压泵规格进行选择液压系统进行工作时往往面临较大的压力，过大的负载，同时功率与流量均比拟 大。为此选择轴向柱塞变量泵比拟科学。柱塞变量泵适合运用到负载与功率较大的机 械上，柱塞式变量泵自身特点较多，设计方案对于本系统提出了具体的要求如较高的 工作效率，较少的发热情况，较低的能耗，机械构造简单，所以

3、查阅液压工程手 册后，本系统应中选择8OCY(M)14-1B型。另外，产品样本检测结果显示柱塞式变量 泵传动功率最大可到达46.7KW,排量到达120mL/r,转速达至l1500r/min,其各项数值 十分符合系统设计需求。232辅助元件的选择1 .滤油器的选择选择滤油器的过程中不容忽视的因素：过滤液自身的性质、是否不排斥过滤材 料；滤油器的实时流量情况及其流量变化、波动情况；系统工作的固定压力以及压力 的状态；系统工作所需的温度，过滤情况。参考具体的要求，本课题选择滤油器型 号:XU-50 x 2003.油管的选择液压系统可选用的油管类型比拟多，主要包括尼龙、橡胶、塑料、铜、铜等材料 的油管

4、，需要根据具体的安装地点、施工环境以及管道工作压力工作进行选择。本液 压系统运作时产生的工作压力到达28MPa,为此需要选择耐高压类型的油管道，最正确 选择是钢材料制作的油管。各元件之间的管道连接要根据元件接口部位的测量数据而 确定，液压缸的油管分输入管与排出管，都要参考最大流量数值进行选择。液压缸油管进出口的尺寸计算：油管内径即根据油液流经时的流速进行分析，流速快且直径小，较小的压力损 失，还会出现振动或噪声现象；直径较大，不适合弯曲固定，同时管路占用的空间面 积比拟大，还会增加机器的重量，所以对于油管内径的选择要注重合理性。计算公式 如下：q = Av = d2v47式中Q液体流量，m/s

5、;V流速，m/s,对于压油管，取v43 6m/s;对于回油管路，v 1.52液压系统的设计2.5 m/So因此管道直径计算如下:液压泵吸油管道：(取v=2.5m/s, q= 207.24 L/min)d =d =4。6tzv4x207.24 二54 mmx 1.5x6液压系统压油管道：(取v=6m/s, q=207.24 L/min)取 d2 = 30 mm取 d2 = 30 mm4 x 207.24 =27 mm液压系统回油管道：(取v=2.5m/s, q= 207.24 L/min),4Q )4 x 207.24 a = J= = 42mmV 671V v x 2.5x6取 4 = 50m

6、m4.管路、管接头的选择油管和油管之间需要借助管接头进行连接，同时油管和液压元件二者间可以拆式 的连接部件也是管接头，管接头具有安装方便，拆卸快捷、连接稳固，密封性强，工 艺性佳。通流性强大，外部尺寸较小，压降小等特点。管路旋入位置处的螺纹类型，是一般标准的细牙螺纹(M)以及国家标准的米制 锥螺纹(ZM) o细牙螺纹具有较好的密封性能，一般用在高压系统中，但是需要对端 面进行密封，主要借助组合垫圈、。型密封圈。液压系统出现泄漏现象主要就是因为管系接头位置出现问题，所以管系接头要确 定连接的形式，设计管道以及安装的时候要考虑全面。此处选那么卡套接合的直通管接头(GB3733.1-83)类型，该管

7、接头的特点：性能较 高、构造简单，操作简捷、免焊接、自身重量与体积较小。堪称为液压系统、气动系 统中较为理想的管路连接体。233液压系统的性能验算液压系统最初的设计是建立在一些估计参数的前提下，如果连接管道、回路方 式、液压元件经过确定，分析实际条件下涵盖的系统，对各项性能做出分析。即液压 回路各个部位的压力损失进行计算、对损失与系统效率进行统计、对发热温升与压力 冲击进行分析。1 .液压系统压力损失压力损失包含：管路的流程损失遇，管路局部位置的压力损失鸟和阀元件的部 分损失勺压力损失总计： P = +?2液压系统的设计因为供油流量会存在变化，供油流量快上条件下液压缸速度到达lOm/min 油

8、液此时进入油管的流动速度计算如下：v =169.25 x1()3时A 50x50x106x60x(1)沿程压力损失设系统采用N32液压油。室温为20C时，运动粘度unLOxlO”*人，所以有Re = w/u = L44x50xl0-3/L0xl(T4=7202300。液压油进入金属管道后 形成层流，那么计算阻力损失系数的公式即4 = %/Re = 75/720 = (M04。如果取进， 回油管长度都是50cm,油液密度到达P = 89必/加，那么其进油路上的沿程压力损失为：.1 V2 八 05890Z 、D =%p = 0.104 x-xxl.44 = 959.66 (pa)P d 250x1

9、0-32(2)局部压力损失局部压力损失包括两种，首先，安装管道过程中与管接头之间的压力损失，主要 根据管道安装的结构情况进行分析，可根据沿程压力损失的十分之一作为局部压力损 失值。其次，经过液压阀产生的压力损失，主要根据通过阀流量的大小情况。本篇论 又设计过程中，经过整阀的压力损失较小可忽略。那么总的压力损失计算如下：959.66X110%=1055.63Pa符合之前的假设，所以压力损失到达要求。计算液压系统的发热温升全局的工作循环内部，工进阶段耗费最长的时间，同时其带来了最大的发热量。 便于计算简化，重视工进过程的发热量。一般条件时，工进过程中的做功功率损失较 大会带来较大的发热量，故只对工

10、进过程中的发热量进行考虑，然后取其值进行分 析。当 v=0.4m/min 时：q = -O2v = -x0.282 x0.4 = 24.63x 1。与m3/min = 24.63L/min44此时泵的效率为0.85,泵的出口压力为27.3MP,那么有;%入=%入=60x0.85此时的功率损失为：P =嗑入-珠出=13210.9=2.3KW102液压系统的设计假定系统的散热状况般，取K=203A/（加,r）油箱的散热面积A为：A = 0.065 x 厮=0.065 x 病示=4.78m2系统的温升为：pn q=J =t= 24.06KA 20xW3x4.78室温为20C,热平衡温度为44.06C

11、,根据机械设计手册成大先P20-767:油箱 中温度一般推荐30C-65C,验算说明没有超出允许范围。113液压压力机控制系统设计3液压压力机控制系统设计3.1 PLC概述就此次设计工作来看，将可编程控制器选定为控制部门。针对PLC的定义，NEMA 于上世纪八十年代定义PLC为：此种属于具备指令存储器，多为位运算，可开展算术 运算、定时、逻辑等在内的诸多操作，用于对生产进程、机器等进行控制的一种自动 控制装置。结合如上定义可认识到，PLC也等同于一类计算机，具备类似于通用计算 机的结构，即包括I/O、CPU、存储器以及电源等，但差异在于，比照通用计算机而 言，其具备的连接工业过程的接口更为强大

12、、以及在控制要求方面更为适用的编程语 言。3.2 PLC控制局部设计321控制系统采用PLC的必要性在压制成型方面，液压压力机属于重点设备，是将电、液、机集于一身的一种高 科技设备。目前，比照此前来看，中国在制造压力机方面的技术已得到显著提升。然 而，就控制方面来看所运用的手段依然是传统手段，如继电器控制系统，存在诸多机 械触点、具有复杂的接线以及可靠性不高等缺陷。上述缺陷均可通过PLC的运用，对 此加以弥补。二十世纪六十年代末期，伴随计算机的开展，PLC随之得到开展，此种属于全新 的一种工业通用控制器。其运用较为便捷，可令技术人员在掌握传统梯形图的基础上 开展编程活动，以便令设备控制方面的多

13、变需求得到满足，就控制系统而言，其通用 性以及柔性较为突出，可令传统设备、其他各类控制器被取代。此外，以对同样控制 需求的满足为前提，控制系统可更方便掌握、更为简单，便于系统的柔性化、标）隹以 及通用化。结合实践活动来看，PLC的开展前景、通用以及可行性较为突出，特点较为鲜 明：1 .突出的抗干扰性能、极高的可靠性在电气控制设备中，高可靠性属于核心性能。本系统选用大规模集成电路计数， 制造工艺十分精湛，内部电路选用抗干扰计数，符获得较高的可靠性。如三菱公司的F 系列PLC,平均无故障时长可达30万小时。把冗余CPU运用PLC,那么会带来更长的无 故障工作的时长。对于机外电路来说，借助PLC的控

14、制系统，比拟同等规模的继电接 触器系统而言，开关接点与电气接线甚至降低到千分之一，故障显著减少。此外， PLC还可以对硬件出现的故障进行检测，一旦出现故障，会立刻释放出警报信息。分 析应用软件可知，用户纳入自行诊断故障程序，就使得系统（不包括PLC）对很多电 路、设备也可以对故障进行检测并保护。系统自身的可靠性能将大大提升。123液压压力机控制系统设计2 .配套充分、功能健全、具有突出的适用性截止到当前来看，PLC已逐步通过开展形成规模不一的系列化产品。可在规模不 一的工控场合内适用，可进行逻辑处理，当前PLC的数据运算技能十分突出，将会广 泛使用到数字控制领域。最近几年，PLC的功能单元不断

15、丰富，使得其得以被运用于 各类工业控制内，如温度、位置控制等。目因PLC具有更强的通信能力、人机界面技 术也随之得到开展，PLC构成控制系统的过程也变得更为简单。3 .方便学习以及使用，工程技术工作者十分关注PLC作为工控类型的通用计算机与工控设备，其主要对象是工矿企业。接口十分 简单，技术工作者对编程语言的熟悉程度。图形符号、梯形图语言等表达形式类似与 继电器的电路图，借助少量的开关进行控制指令，就可以迅速让继电器的电路实现其 功能。对于那些不熟汇编原理；不了解计算机原理；不熟悉电子电路的工作者，也可 由此便捷的运用计算机开展工控工作。4 .系统设计、建造量小，维护便捷，方便改造PLC的内部

16、，存储逻辑不断代替接线逻辑逐，外部接线越来越少，大大缩短控制 系统的设计与建造所需的时间，同时维护工作十分便捷。最重要的是，借助程序可以 对相同的设备进行更改，即可令生产进程得以改变。5 .体积不大、重量偏轻，具有较低能耗如体型超小的PLC,其底部尺寸仅为100mm以内，重量也仅为1508,功耗仅到达 几瓦。因其体积相对偏小，因此可较好的装配于内部，在实现机电一体化方面也属于 极为理想的设备。6 .2.2 PLC的功能(1)控制功能控制功能需要增加PID控制运算、比值控制的功能，依据自身控制需求，用户可对 此加以明确。(2)运算功能运算功能主要包括逻辑运算以及顺序功能，以此开展逻辑控制，可令传

17、统继电器 控制被取代，控制方式便于掌握，此种方式已被运用于自动化、机床生产方面。可编 程的逻辑控制器之中还包括比拟数据、数据移位等各项功能。如果运算功能十分复杂 的情况，还具有代数运算、传送数据的功能；如果是大型控制器，可以根据模拟量进 行涵盖PID的运算高级功能。(3)通讯功能中型系统与大型系统能够对现场总线以及标准通信协议给予支持，通讯接口需揩 各类接口纳入其中，以便各类需求得到满足。(4)编程功能PLC编程具体涉及到两大方式，即在线以及离线编程。另外，具备的标准化编程133液压压力机控制系统设计语言主要为五种，分别为FBD、LD以及SFC,主要包括IL、图形语言、ST,也就是文 吾日o(

18、5)诊断功能PLC具有2种诊断功能，首先，软件诊断，其次是硬件诊断，该诊断功能主要建立 在硬件的逻辑判断基础上，定位出现故障的位置。另外诊断又包括外诊断与内诊断。 外诊断就是融合软件对PLC的外输入、CPU交换信息的功能做出诊断。内诊断就是建立 在软件基础上对PLC系统内的性能与功能进行诊断。(6)小狐狸速度PLC主要运用扫描方式开展工作。结合使用性来看，需要具备较快的处理速度， 但以性价比作为切入点来看，需要选定符合实际需求的PLC,需要确保扫描时间比持 续发出信号时间略大，如假设不然，信号数据将因此而丧失。7 .2.3 PLC的选型设计PLC系统的过程中，第一步要确立控制方案，接下来就是根

19、据设计进行选 型。选型工作与估算活动要求认真分析工艺过程的特色。注重分析控制要求，明确具 体动作。根据动作要求以及控制要求，对CPU模块类型、外部设备以及I/O点数等加以 明确。PLC选型需要基于对性价比拟高的PLC进行选定的原那么。选型方式具体涉及到如 下方面：(I)需要依据系统需要明确I/O点数，主要包括模拟量I/O点以及开关量，进行测 试工作、确定添加的点数情况。(2)对存储器的现实存储情况进行预估，选择容量的时候，需要将10到20%的容 量在呢驾驭其中。决定程序容量的关键因素具体如下，即控制要求、运算的实际复杂 程度等。(3)可划分PLC编程为在线以及离线编程，需要基于自身需求来选定设

20、计值。(4) PLC运用扫描方式。结合使用性来看，处理速度需要相对较快；但结合性价 比来看，需要选定符合实际用途的PLC,需要确保扫描时间比持续时间更长，如假设不 然，将导致信号数据的丧失。(5) PLC需具备硬件诊断与软件诊断的特点，该功能会对维护工作及其操作者的 技能带来影响，会对维修时长的平均数值带来影响。(6)控制功能即运算功能、控制功能、通信功能，且可选定处理速度。在实际选 型方面，需要依据具体状况，科学选定需求功能。(7)选定I/O输出模块时，需要符合应用要求。(8) PLC供电电源，在选定电源质量、电压等级时，需要与用户实际需要相符。 依据供电电源设计，选定的稳压电源可为直流24

21、V或是220V交流电源。变速压力机系统内需依托于PLC完成砌筑的局部，依据控制系统需要，其操作信 息、工作状态涉及到的开关量输入为9个，有7个输出信号，均对应于开关量。依据输143液压压力机控制系统设计入输出的控制需要、点数等，且对改造等在内诸多因素进行考虑，可选定FX2N- 32MR,如此涉及到的输出以及输入点分别为16个，可令控制需要得到满足。能够进行 即时刷新、并开展循环扫描工作。选定梯形图方式的编程语言。3.2.4 PLC输入/输出分配表分析油缸的输出信号与输入信号，并编写成表格，如表3.1所示SB2”SB3 _SQ2KP*SQ*SB5一SB6k SB SB*X0X1X2 仁X3 ,X

22、4 可X5 X6左X7X10回M一Y1Y1Y；YL v1 .Yf表3.1 I/O地址分配表输入信号输出信号代号功能I点代号功能。点SB2启动液压泵X0KM1泵启动Y0SB3快速卜行XIKA1，慢速卜行Y1SQ2行程开关2sX2KA2泄压回程Y2KP压力继电器X3KA3下缸顶出Y3SQ1行程开关1SX4KA4下缸退回Y4SB5下缸顶出X5KA5和Y1实现快速下行Y5SB6下缸退回X6指示灯Y6SB4下缸停止X7SB1总停止X10根据I/O地址分配可以写出PLC的I/O接线图如图31:图3.1 PLC的I/O接线图PLC控制程序设计153液压压力机控制系统设计见图3.2,其具体的控制程序即:163

23、液压压力机控制系统设计表3.2系统语句表步序指令数据步序指令数据1LDM800217ANIX0042OUTY00618ANIY0013LDIX01019OUTY0024ANDxooo20LDIY0015ORY00021ANDX0056OUTY00022ORY0037LDIX00323ANIY0028ANDX00124ANIY0049ORY00125OUTY00310ANIY00226LDIY00111OUTY00127ANIY00212ANIX00228ANDX00613OUTY00529ORY00414LDX00330ANIY00315OUTTO31OUTY004K10032END16LDT

24、O17参考文献18致谢错误!未定义书签。4结论4结论课题即针对液压压力机控制系统进行细致设计。基于此次毕设工作，使得笔者对 技术的实际开展现状、日后趋势等产生了深刻认识。此次设计的具体内容如下：1 .分析主液压缸的工况，明确速度以及负载如何变化。2 .设计主、副液压缸。开展受力分析工作，在对所有参数加以明确。3 .依据动作需要，给出电磁铁动作顺序表以及液压原理图。4 .依据原理图，以系统技术需求作为切入点，结合计算、比照活动，对液压元件进 行选定。此次选定的供油源即为轴向柱塞变量泵。5 .依据技术需要以及原理图，选定辅助元件。目校验液压系统的实际性能、并对此 进行校核工作。6 .系统主要运用的

25、控制系统为PLC,操作较为便捷、维修也极为方便。论文在设计液压机方面依然面临欠缺之处，其一，因当前不具备相对宽泛的知识 面，理论知识体系较为贫乏，在理论考虑方面有所欠缺；其二，并未能够熟练把握专 业技能，设计进程中也并未能够充分运用先进技术软件，进而也无法更为直观的展示 设计作品。18致谢参考文献山左健民.液压与气压传动M.北京：机械工业出版社.2017.化学工业出版社.2013.化学工业出版社.2016.机械工业出版社.2013.化学工业出版社.2016.张利平.液压站设计与使用维护M.北京: 3张利平.新编液压传动设计指南M,北京: 4杨培元.液压系统简明设计手删M.北京: 李松晶,液压系

26、统经典设计实例M.北京: 许贤良.液压缸及其设计M.北京：国防工业出版社.2012.黄志坚.液压系统控制与PLC应用实例M,北京：机械工业出版社.2001.张广明.机电系统PLC控制技术M.北京：国防工业出版社.2014.9王守诚.液压系统PLC控制实例精解M.北京：中国电力出版社.2013.10成大先机械设计手册M.北京：化学工业出版社，2014. 1张平.液压系统安装与调试M.上海：上海科学技术出版社2012.余雷声.电气控制与PLC应用M机械工业出版社2012.13胡仁喜.INVENTOR9中文版机械设计高级应用实例M机械工业出版社2013.14周晶，江新.压力机液压控制系统设计与仿真J

27、机床与液压,2016(44):112.胡国良，张小宇，丁孺琦,etaL小型液压压力机液压控制系统设计及仿真J .机床与液 压,2016,44( 12):16-22.16陈健明浅谈压力机设计制造中遵循的原那么J.内燃机与配件,2017(6):89-90.”7李涛.基于自动化技术的压力机控制设计J.山东工业技术,2018(15).19引言引言液压机就是主要借助液体压力处于静态条件时发生等值传递，结合帕斯卡原理而 制作出来，是一种借助液体压力而工作的机械设施。传递液体压力的具体原理如下： 在密闭、且液体充满其中的容器内，在任意一点施加的单位外力，可向液体整体传 播，且数值维持恒定，方向与容器外表互为

28、垂直。本文研究的是小型四柱压力机及其控制体系，此设施中的液压传动体系的构成 即：控制机构、动力机构、执行机构与辅助机构；具体的循环过程如下所述：主缸上滑块：下行时速度加快f加压时速度放慢f保压时延长时间f降压时转换 方向f退回操作迅速f到达原位立刻止住。顶出缸下滑块：往上顶时f暂停于当前位置f往下压退时f回到原位并立刻停 下。液压机选用PLC控制体系，同时选那么液压阀门、油缸以及泵等来转换、输送能 量，进一步促进循环工作。PLC控制系统科学性较强、抗干扰性强同时具有普遍适用 性，依据多变的程序进行控制，操作较为便捷、功能突出，可在较为广泛的范围内适 用，编程工作相对简单、便于掌握。体积较小、便

29、于维护，防止了设计控制系统的时 间损耗、减轻了施工的实际工作量。且PLC的运用可较为便捷的完成制造活动。中国在液压方面的起步相对较晚，开展历史仅为半个世纪，开展趋势具体如下， 即自动化、集成化、低能耗、高效化等。当前，国内的液压件已逐步自低压开展为高 压，并有诸多全新元件出现。未来数年间，中国的压力机行业将得到更好开展，逐步 进入到高端市场中，许多厂商也通过对技术的持续改进，以便推出性能更为突出的控 制系统。就国内外相关产品来看，依照液压机、控制系统进行分类，共可划分为三大 类，第一类，主控元件仍然选用继电器；第二类，借助PLC系统对液压机进行控制； 第三类，性能较高的液压机选用了高端微处理器

30、。以上三种设备自身功能各具特色， 适用的范围各不相同。但以智能化以及高速化作为主要开展趋势。结合国际范围来看，因技术开展日趋成熟，国内外在机型方面的差异并不显著， 多在加工以及安装工艺方面存在不同。精良的工艺能够有效改善设备在振动、冷却以 及 过 滤 方 面 的 性 能 。1工况分析与计算1工况分析与计算1.1 工况分析本系统内部承载的压力较高，执行过程所需的部件自重并不低，系统需要的流量 往往比拟高，存在较大的发热量与功率损耗。所以压力机设计主缸时，经过科学分析 选择双作用单出活塞缸作为本系统的操作元件，动力元件择选择斜盘式柱塞泵，借助 循环水实现冷却工作。1.2 工作循环主缸上滑块：下行时

31、速度加快f加压时速度放慢一保压时延长时间一降压时转换 方向一退回操作迅速一到达原位立刻止住。不断循环此动作。顶出缸下滑块：往上顶时一暂停于当前位置一往下压退时一回到原位并立刻停 下。不断循环此动作。具体如图1。向下退回向下退回图1.1液压机工作循环图压力机技术参数(1)主液压缸(a)负载压制力:进行压制过程中工作承载主要可分成两阶段。首先是负载力逐渐线性增 大，最开始的压力值是压制力最大值的十分之一，它呈现出类似于线性的上升规律， 其次，负载力呈线性趋势获得快速增大到大压制最大值loxIOn。回程力(压头脱离工件而出现的力):普遍而言，冲压压力机自身的里程力和压制力 之间的比值是105此处压力

32、机取值为10时，即得到回程力耳=1”14电滑块的质量即：m=300kg。(b)行程与速度快速空程下行彳亍程表示即H = 50mm ,速度表示即匕=2.4s/rrin ；工作下压:行程表示为邑=52,初始速度表示即%二06初min ,伴随增大油缸1工况分析与计算1工况分析与计算的压力而不断减小;(2)顶出缸(a)承载情况:被压件的重量即m = 300的液压缸选择“V”型的密封圈，该密封圈机械效率即 压头启动时间和制动时间为0.2 So负载分析与计算1 .主缸分析压力机的压头与液压缸之间呈现出垂直关系，其自身较重，阻止自身过重而出现 下滑:本体系内部设置了平衡回路。所以分析压头往下运动产生的负载情

33、况时，压头自 身重量带来向下的作用力忽略不计。此外，为了让问题更加简单，压头导轨产生的摩 擦力忽略不考虑。启动:(2)加速:F = FG - F=0 （兄=玛=冲=4900 N） =包= 300x 264 =60NAZ 60x0.2F = FG_F+Fa=）N(3) 快速下程：方二兄牛=0厂 Av “八 . _F = m=300 x= 45 N(4)减速：60x0.2F = FG_F+Fa=45N上述式子中：户代表的是液压缸的载荷情况F”代表的是下行部件受到的惯性力情况m代表的是模具的重量代表的是活塞速度的变化数值/代表的是活塞缸速度发生变化需要的时间。2.对主液压缸的尺寸进行确定分析现有资料

34、的基础上，压力机自身的压力数值到达2030 MPa,目前的标准液压 阀以及液压泵二者最大的工作压力到达25 MPa,假假设本系统的工作压力选择此数值的 工作压力，那么将无法保障液压元件获得稳定的工作性，同时对于密封装置也提出了 较高要求，还会出现泄漏现象。分析本系列已经生产出来的不同规格但是同一类型的 压力机所选用的工作压力情况，本机选取工作压力到达22MPa的柱塞缸，其内径D可依 据最大负载数值以及工作压力情况进行选择。(1)主液压缸内径D:1工况分析与计算。主=I 4x1.0x10V0.91xx22xl06=6AmmF -一最大总载荷；尸-一工作压力根据GB/T2348-1993主液压缸内

35、径D值取圆整% = 10mm主液压缸活塞杆径d:主=0$5。主=5.5mm根据GB/T2348-1993,主液压杆活塞杆直径取标准值主=6mm。(2)主液压缸有杆腔面积a:亚=3.14x102 =785244(3)主液压缸无杆腔面积% :4 = ?(。主2 _ d主2)= ? x(102-62) = 50.24mm2校验活塞的稳定性能活塞杆全部行程到达55毫米，其直径到达6毫米，d = 55/6 = 9.1610,所以不必校验活塞的稳定性能。计算负载流量的公式%夬下=Au快下=78.5 x 2.4 = 188.4L/min9进=A匚进=78.5 x 0.6 = 47.lL/min负载压力计算p

36、ir耳夬下启动_100，快下=% A片夬下=9小A - -= 1.399 MP 一b= 0MP160xl03P工进=7mA 0.9 lx 78.5x1 O-6= 18.32MP液压缸处于不同工作阶段时所表现出来的压力及流量如表L1所示。表1.1液压缸处于不同工作阶段时所表现出来的压力及流量工况压力 P/(L/min)流量 q/(L/min)快下0188.4工进18.3247.1(8)活塞杆缸筒长度活塞长度 B=(0.6l.0)D=0.8x 10=8mm;导向套长度A=(0.6 1.5)d= 1.0 x 6=6mm;所以，主液压缸的缸筒长度计算公式为：L+B+A+/=834+ /(mm)/代表的

37、是活塞的密封长度以及特殊情况时的长度2液压系统的设计2液压系统的设计2.1 执行元件类型的选择根据设计构思，如果希望“空程下降速度较快一下降速度放慢时加压一压力保持 一释放压力并回程一终止工作”工作流程得到循环，就应该选择液压传动的形式，液 压缸作为执行机构。主要的传动体系，因运用的工作液体具有较大流量、较高压力，所以多运用主赛 事液压泵。因直轴式轴向柱塞泵具有相对较高的额定容积效率、工作压力，便于调节 容量、且即有诸多变量方式，早已在本国得到应用，使用以及生产经验极为丰富，所 以以此作为液压泵的首选。2.2 控制回路选择与设计221方向控制回路即对系统内油路内的液流流向、通断等进行控制。锁紧

38、、转换方向并回路都是液 压机的组成局部。实际操作的时候，液压机适合运用于实现工进、回程、空载下行等 过程，回程操作中需要进行换向操作。液压机属于普遍适用的小型液压机，换向次数 较多、加工次数偏多，具有较高的换向平稳性、精度等要求，所以运用电液换向阀。 可以保持回路来代称锁紧回路，具体作用在于，未启开工作模式的液压缸，仍然可以 切换油液通道，保持位于要求部位，减少受到外力干扰而出现异常变动情况。液压机 选定的电液换向阀为M型，锁紧操作即基于控制泵组构成的回路来完成。222速度控制回路改进工作进给速度的速度换接回路、对液压缸运动速度进行调节的调速回路共同 构成了速度控制回路。调速活动，即在工作进程

39、中进行自动调节、或基于事先调节方 式，使得执行器运动速度得以改变。因液压机工作损耗功率偏大，因此选定方式为容 积调速，此处选定泵一缸式。而就速度换接回路来看，实际功能在于，使得工作循环 之中的液压执行器的运动速度逐步向另一种速度转换。液压机用于空载快速下行、慢 速工进加压状态下的速度转换。如果希望“空程下降速度较快一下降速度放慢时加压 一压力保持一释放压力并回程一终止工作”工作流程得到自动循环，借助行程开关与 液压单向阀门等使得顺序动作得以实现。2.2.3 压力控制回路此种回路的具体作用如下，即针对液压控制系统的局部或完整压力进行控制，以 便执行元件获取需求的力矩、或对受力状态加以保持的回路。

40、在系统之中运用的溢流 阀主要发挥安全保护阀的功效。就压力调定回路来看，溢流阀的状态对应于常开，用 于发挥对回路压力恒定加以维持以及溢流的作用。依赖于溢流阀实现回路压力的调 定，且在一流进程中确保回路形成较为稳定的压力。保压回路的作用在于，当液压缸2液压系统的设计维持、或位移较小时，能够确保压力的稳定维持。2.2.4 液压油源回路在液压系统之中，此种时负责流量传动介质、压力提供的动力源回路。依照液体 循环方式的差异，可划分回路为闭式、开式回路。液压机具有较大的结构空间，且所选用的直轴式轴向柱塞泵具有突出的自吸能力，液压机属于普适性设备，结构方面需 确保通用以及简单，因此选定系统为开式系统。2.2

41、.5 液压系统的合成根据系统的设计要求和工况图，对大致的回路进行确定，组合液压系统主回路与 控制回路，液压系统也就形成了。如图2.1。堂I l-o图2.1液压系统图1代表的是过滤器2代表的是变量泵3代表的是定量泵溢流阀代表了4和5三位四通电液向阀代表了6和15代表的是7代表的是二位三通电磁换向阀单向阀代表了8和169代表的是压力表10代表的是卸荷阀（具备阻尼孔）11代表的是充液阀（具备卸载阀芯）液压缸代表了 12和18顺序阀代表了 13、17、19 14代表的是液控单向阀一行程开关如图2.1所示的液压系统图，此液压机系统可以实现空程下降速度较快、下降速度 放慢时加压、工作加压、压力保持、释放压

42、力并回程、顶出动作、浮动压边动作。2液压系统的设计图2.1油路控制原理图中电磁铁动作顺序见表2.1 o表2.1电磁铁动作顺序表2.3液压元件的计算和选择油缸动作名称电磁换向阀电动机1YA2YA3YA4YA5YA1D主缸电机启动+快速下行+4-+减速加压+保压+卸压回程+回程停止+顶出缸顶出+退回+停止依据设计方案以及具体的系统要求，对液压元件进行选择，往往对于液压系统而言十分关键。为此，液压元件的选择要科学合理。231液压泵的选择L计算液压泵工作压力最大值液压泵工作压力最大值即液压缸处于慢速下压过程时即将结束时产生的工作压力 最大值= 13.99MP= 13.99MP_ F _ IQOxlO3

43、一%A -0.9lx78.5x10-6此时Z尸取值范围在0.5到L5Mpa。由于系统工作时执行元件压力最大值为 13.99Mpa同时此系统一般并不复杂，故本篇论文的压力损失数值Z/确定为().4Mpa,那么该系统工作时液压泵的压力最大值即 尸尸= P + Z/=i7.99Mpa2 ,液压泵流量的最大值 回路体系中包括的泄漏量以及工作时执行元件的工作流量最大时，液压体系内液压泵的供油量也将到达最大值，也就是。=KZqmax其中，K代表的是液压系统的泄漏量与其他原因的修正系数，修正系数K的取值在 1到1.3,流量较小时一般取较大数值，流量较大的时一般取较小数值：X%-作为一齐 动作的执行元件总共需要的流量总和的最大数值情况。分析工况图得出，下降迅速的行程q取最大数值(q= 188.4xl(f6L/min)