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沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)論文文獻綜述
100T液壓機液壓執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計
姓名：楊鵬 班級：機制1103
指導教師：于玲
引言
本設(shè)計為四柱式液壓機，四柱液壓機的主機主要由上梁、導柱、工作臺、移動橫梁、主缸、頂出缸等組成。其中主缸可完成快速下行、慢速加壓、保壓延時、釋壓換向、快速返回、原位停止的動作；頂出缸可實現(xiàn)向上頂出、停留、向下退回、原位停止的動作。本設(shè)計主機最大工作負載為1000KN。通過對液壓缸工況分析確定液壓缸負載的變化，擬定液壓系統(tǒng)圖和電磁鐵動作順序。并設(shè)計主液壓缸，計算主液壓缸的尺寸和流量，主缸的速度換接與安全行程限制通過行程開關(guān)來控制。根據(jù)技術(shù)要求及設(shè)計計算選擇液壓泵、GE系列電磁閥等液壓元件。通過液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升的驗算，液壓系統(tǒng)的設(shè)計可以滿足液壓機順序循環(huán)的動作要求，設(shè)計的四柱液壓機能夠?qū)崿F(xiàn)塑性材料的鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲等成型加工工藝。本液壓系統(tǒng)選用PLC控制系統(tǒng)，通過泵和油缸及各種液壓閥實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。液壓機采用集中式布置，液壓系統(tǒng)油源與控制調(diào)節(jié)裝置置于主機之外。
該液壓機結(jié)構(gòu)緊湊，動作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，操作簡單。
一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義
液壓機是一種以液體為工作介質(zhì)，用來傳遞能量以實現(xiàn)各種工藝的機器。液壓機被廣泛應用于機械工業(yè)的多領(lǐng)域，例如在鍛壓領(lǐng)域中，液壓機廣泛用于自由鍛造、模鍛、沖壓、擠壓、剪切、拉拔成型及超塑性成型等許多工藝中；而在機械工業(yè)的其他領(lǐng)域，液壓機更被應用于粉末制品，塑料制品、磨料制品、金剛石成型、校正壓裝、打包以及橡膠注塑成型等不同的工業(yè)領(lǐng)域。
液壓機是根據(jù)帕斯卡原理制成的，這里假設(shè)液體是不可壓縮的，管道也假設(shè)為絕對剛性，不發(fā)生彈性變形。液壓機一般由本體（主機），動力系統(tǒng)以及液壓控制系統(tǒng)三部分組成。最常見的液壓機本體結(jié)構(gòu)是三梁四柱上傳動式。動力系統(tǒng)主要提供液壓機工作時所需要的高壓液體并接收回程排回的低壓液體。液壓控制系統(tǒng)主要將動力系統(tǒng)提供的高壓液體在準確的時間和地點輸送到所需要的工作缸處并將各缸排回的低壓液體輸送回動力系統(tǒng)。
早在1662年，帕斯卡就發(fā)現(xiàn)了利用液體產(chǎn)生很大力量的可能性，1795年，英國人Bramah取得了第一個手動液壓機的專利，但真正液壓機的發(fā)展歷史不到200年。
隨著西方資本主義的發(fā)展，蒸汽機的發(fā)明，引發(fā)了工業(yè)革命，具有悠久歷史的鍛造工藝也逐步由手工鍛造轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器鍛造。16世紀初，出現(xiàn)了第一批水利機械錘。1893年，第一臺蒸汽錘出現(xiàn)。此后，伴隨著機械工業(yè)的發(fā)展，鍛件尺寸越來越大，鍛錘已做到落下部分超過100噸，如此笨重的錘，操作困難，振動十分巨大。1859~1861年在維也納鐵路工廠有了第一批用于金屬加工的7000KN，10000KN，和12000KN的液壓機。1884年，英國曼徹斯特首先使用了鍛造鋼錠用的鍛造水壓機，與鍛錘相比，運動部件不必那么重，振動又小，發(fā)展很快。在1887~1888年間，制造了一系列鍛造水壓機，其中包括一臺40000KN的大型水壓機。1893年，建造了當時最大的120MN鍛造水壓機。1934年，德國制造了70000KN模鍛水壓機；1938~1944年之間，為了第二次世界大戰(zhàn)的需要，又相繼制造了三臺150MN的鍛造水壓機和一臺300MN的大型模鍛水壓機。美國在1955年左右先后制造了兩臺315MN及兩臺450MN的大型模鍛水壓機。蘇聯(lián)則在20世紀50年代中期到60年代初期，先后建造了幾臺300MN模鍛水壓機以及世界上最大的750MN模鍛水壓機。此外，在英國、法國、聯(lián)邦德國也都先后建造過200~300MN的各種大型模鍛液壓機。1976年，在法國投產(chǎn)了西歐最大的650MN模鍛液壓機。
液壓機發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個部門，種類繁多，發(fā)展迅速，成為機床行業(yè)的一個重要組成部分。
在我國，液壓行業(yè)的發(fā)展僅僅有50年左右。1957~1958年，我國開始自行設(shè)計，自行制造25000KN的中型鍛造水壓機。20世紀60年代初期，在我國的上海和東北，又各自建立了一臺120MN級的大型鍛造水壓機。中、后期，我國又先后成套設(shè)計并自行制造了一批技術(shù)要求更高的大型液壓機，其中包括300MN有色金屬模鍛液壓機，120MN有色金屬擠壓液壓機，80MN黑色金屬模鍛水壓機。20世紀70年代，我國已開始向國外出口了多臺各種噸位的鍛造液壓機。其中最大的一臺為60MN鍛造水壓機。至此，我國的液壓機設(shè)計與制造行業(yè)，已經(jīng)達到了相當高的水平。
四柱式液壓機的其類型主要分為：上缸式四柱液壓機，下缸式四柱液壓機。液壓機與機械壓力機相比，具有壓力和速度可在廣泛的范圍內(nèi)無級調(diào)整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力，結(jié)構(gòu)布局靈活，各執(zhí)行機構(gòu)動作可很方便地達到所希望的配合關(guān)系等很多優(yōu)點。同時液壓元件具有高度的通用化標準化特點，設(shè)計和制造均較為簡單。所以液壓機在國民經(jīng)濟各部門得到了日益廣泛的應用。
二十世紀八十年代以來，隨著微電子技術(shù)、液壓技術(shù)的發(fā)展和應用，液壓機技術(shù)有了更進一步的發(fā)展，眾多機型采用了 CNC或工業(yè) PC機來實現(xiàn)自動控制，使產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率有了極大的提高。
由于四柱液壓機結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便，價格低廉，應用面廣，同時四柱式液壓機的設(shè)計基本上遵循一定的步驟，加工企業(yè)在面對不同用戶的需求時只需在原有系列四柱液壓機基礎(chǔ)上進行參數(shù)調(diào)整即可，比如最常見的是臺面大小的調(diào)整，壓機開口高度的不同，動梁行程的不同等等。因此雖然有人員重復性設(shè)計工作較多、設(shè)計冗余時間長、不同的設(shè)計資料難以通用等缺陷，還是在生產(chǎn)加工領(lǐng)域取得了廣泛的發(fā)展。
四柱式液壓機的特點：三梁四柱結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟實用，液壓控制采用插裝閥集成系統(tǒng)，減少泄露點，動作可靠，使用壽命長，可實現(xiàn)定壓和定程兩種成形工藝，具備保壓延時功能，工作壓力行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，采用按鈕集中控制，可實現(xiàn)手動、半自動、自動三種操作方式。
四柱式液壓機的功能：本系列液壓機適用于可塑性材料的壓制工藝，如沖壓、彎曲、翻邊薄拉伸等也可從事校正、壓裝、塑料制品及粉末制品的壓制成型。
二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題
研究的基本內(nèi)容：
⑴選擇合理的液壓系統(tǒng)設(shè)計方案（工藝方案設(shè)計、液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計、液壓站總體布局設(shè)計）以滿足液壓系統(tǒng)的使用性能和安全性能要求；
⑵技術(shù)設(shè)計（各組成部分及液壓系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計、閥塊的設(shè)計、繪制設(shè)計圖樣和編寫技術(shù)文件）；
⑶通過液壓傳動控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)對主機進行動作循環(huán)控制，使液壓機能夠準確作出如下動作：主缸活塞滑塊快速下行、主缸活塞滑塊慢速加壓、主缸保壓、主缸卸壓、主缸活塞滑塊回程、頂出缸活塞頂出、頂出缸活塞退回；
⑷設(shè)備設(shè)計達到布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定可靠、操作簡單、維護方便、污染小、噪音低、自動化程度高等要求；
⑸能夠完成設(shè)計要求的加工要求，滿足生產(chǎn)需要；
⑹整個液壓系統(tǒng)的設(shè)計要滿足拆裝方便，使用維護簡單的要求。
需解決的問題：相關(guān)資料的查閱，開題報告、文獻綜述的編寫，設(shè)計方案的選定，液壓控制系統(tǒng)系統(tǒng)圖的選擇與繪制，參數(shù)的設(shè)計計算，元件的選取、閥塊、泵站、油箱的設(shè)計及裝配圖的繪制，設(shè)計說明書的編寫。
三、研究步驟、方法及措施
研究步驟：分析、理解設(shè)計任務書的要求→查閱相關(guān)資料→初步擬定設(shè)計方案→設(shè)計方案對比并確定最佳方案→參數(shù)的設(shè)計計算→元件的選取→閥塊的設(shè)計→泵站的設(shè)計→完成液壓泵站裝配圖、液壓閥組裝配圖及閥塊裝配圖、油箱裝配圖的計算機輔助設(shè)計（CAD）制圖和手工繪圖→編寫設(shè)計說明書。
研究方法：對比法，根據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，按照已有的成熟的四柱液壓機液壓控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計程序完成系統(tǒng)的設(shè)計計算。
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