200T液压机液压系统设计开题报告

毕业设计开题报告文献综述题目：200T液压机液压系统设计摘要：本设计为液压机液压系统。液压系统主要由主缸运动、顶出缸运动等组成。本文重点介绍了液压系统的设计。通过具体的参数计算及工况分析，制定总体的控制方案，绘制工况图。经方案对比之后，拟定液压控制系统原理图。液压系统选用插装阀集成控制系统，插装阀集成控制系统具有密封性好，通流能力大，压力损失小等特点。为解决主缸快进时供油不足的问题，主机顶部设置补油油箱进行补油。主缸的速度换接与安全行程限制通过行程开关来控制；为了保证工件的成型质量，液压系统中设置保压回路，通过保压使工件稳定成型；为了防止产生液压冲击，系统中设有泄压回路，确保设备安全稳定的工作。本系统应用的电气控制系统，便于对系统进行控制，可以实现半自动控制，可以实现过载保护，保证系统正常运行。此外，本文对液压站进行了总体布局设计，对重要液压元件进行了结构、外形、工艺设计。通过液压系统压力损失和温升的验算，本文液压系统的设计可以满足压力机顺序循环的动作要求，能够实现塑性材料的锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲等成型加工工艺。关键词：液压机；液压系统；液压控制一、总述：液压机是一种用于金属、非金属材料（塑料、橡胶、石材、木材等）成形的压力加工机械。由于液压机具有多种独特优点，在国民经济各部门中得到了广泛应用。随着先进制造技术、微电子技术与计算机技术的发展和应用，现代工业生产对液压机提出了高压、高速、高效化、产品绿色化（无油污和噪声污染、节能等）、机电液一体化、数控智能化、系统集成化等技术要求。因此，在现代液压机开发中，作为其核心组成部分的液压系统的设计显得尤为重要。液压机的类型很多，其中四柱式液压机最为典型，应用也最广泛。这种液压机在它的四个立柱之间安置着上、下两个液压缸，上液压缸驱动上滑块，实现“快速下行→慢速加压→保压延时→快速返回→原位停止”的动作循环；下液压缸驱动下滑块，实现“向上顶出→向下退回→原位停止”的动作循环。在这种液压机上，可以进行冲剪、弯曲、翻边、拉深、装配、冷挤、成型等多种加工工艺。二、液压机的主要结构形式按照结构形式分类，液压机主要包括单柱液压机、四柱液压机、框架液压机及其他结构的液压机。单柱液压机可分为整体机身和组合机身两种结构。单柱液压机在工作中，由于机身的变形，滑块与工作台会产生一定的夹角，故多用在对精度要求不高的应用场合，如：压装、板材压型、校直等工艺。四柱液压机为通过四根立柱把上下横梁连接起来，且其带滑块的活动横梁依靠四根立柱导向，机器具有结构简单，制造成本低等特点，故应用最为广泛。框架式液压机用焊接框架立柱代替四柱液压机中的圆柱立柱，滑块的导向依靠固定在立柱上的导轨导向，具有导向精度高，抗偏载能力大等优点，但制造成本比四柱液压机高，多用在对精度要求较高的场合，如：金属薄板的冲压、金属精密成型等工艺。以上三种液压机占到液压机总数的95%以上，根据不同的需要“另外还有各种其他特殊结构形式的液压机”，如：多柱式、多向式、卧式、龙门式等结构的液压机。三、国内外技术现状及发展趋势：液压机的液压系统和整机结构等方面发展已经比较成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击振动方面有明显改善。(1)在油路结构设计方面，国内外都趋向于集成化、封闭式设计。插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到广泛的应用。国外已广泛采用封闭式循环油路设计，可有效地防止泄油和污染，更重要的是防止灰尘、空气和化学物质侵入系统，延长了机器的使用寿命。由于加工工艺等方面的原因，国内采用封闭式循环油路设计的系统还不多见。(2)在安全性方面，国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件进行故障的检测和维修，产品可实现负载检测、自动模具保护和错误诊断等功能。(3)液压机的发展最主要体现在控制系统方面。微电子技术飞速发展为改进液压机的性能、提高稳定性、加工效率等方面提供了前提条件。相比之下，国内机型虽然种类齐全，但技术含量相比较低，缺乏高档机型，这与机电液一体化和中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。当前国内外液压机产品中控制系统分为以下3种类型：①以继电器为主控元件的传统型其电路结构简单，技术要求不高，成本较低，相应控制功能简单，适应性不强。主要用于单机工作，加工产品精度不高的大批量生产，也可组成简单的生产线。现在，国内许多液压机厂还以该机型为主，国外众多厂家只是保留了对该机型的生产能力，而主要面向技术含量高的机型组织生产。②采用可编程控制器（PLC）控制系统该系统是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通讯技术溶为一体的新型工业自动控制装置。目前，该机型广泛应用于各种生产机械和自动化生产过程中。早期的可编程序控制器只能进行简单的逻辑控制，随着技术的不断发展,一些厂家采用微电子处理器作为可编程序控制器的中央处理单元（CPU），不仅可以进行逻辑控制，还可以对模拟量进行控制，扩大了控制器的功能。可编程控制器有较高的稳定性和灵活性，但还是介于继电器控制和工业控制机控制之间的一种控制方式，与工业控制机相比还有很大的差距。当前，国内有部分厂家采用该控制系统，如天津锻压机械厂有60%的产品采用PLC来提高控制性能和可靠性。国外厂家如丹麦STENHQJ公司采用STEMENS的可编程控制器，实现对压力和位移的控制。③应用高级微处理机（或工业控制计算机）的高性能控制系统该控制方式是在计算机控制技术成熟发展的基础上采用的一种高科技含量的控制方式，以工业控制机或单片/单板机作为主控单元，通过外围接口器件（如A/D或D/A板等）或直接应用数字阀实现对液压系统的控制，同时利用各种传感器组成闭环回路式的控制系统，达到精确控制的目的。这种控制方式的主要特点为：具有友好的人机交互性，操作简单，控制精度高；生产高速化，提高生产率；可顺利实现对工作参数（如压力、速度、行程等）的单独调整，能进行复杂工件、不对称工件的加工；预存工作模式，缩短调整时间，与柔性加工要求相适应；可通过软件来消除高速下的换向冲击，以降低噪声，提高系统的稳定性；在安全方面可利用软件进行故障预诊断，并自动修复故障和显示错误。现在，国外众多液压机生产厂家都生产这种高性能的工业控制机控制方式的液压机产品，如美国MULTIPRESS、丹麦STENHQJ和加拿大BROWNBOGGS等公司，而国内很少有该类产品。液压机技术发展趋势(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。自动化不仅仅体现在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，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，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来了方便。几种新型压力机问世J53-630B型压力机的轴端平衡操纵方式，简化了结构，提高了可靠性；组合摩擦盘结构，攻克了摩擦盘调整困难的难题；平移式弧面全行程制动结构，可提高摩擦带使用寿命，并可在全行程任意位随时刹车，提高了安全可靠性；自动润滑装置使主螺旋副处于良好的润滑状态；还备有气动和液压两种顶料方式，可根据用户的不同需要任意选择。J67-630型压砖机系完全按照压砖工艺要求而设计的一种标准型压砖机，结束了借用摩擦压力机和液压机制砖的历史。该机采用了预应力机架，解除了整体机架的工艺不合理性及隐患事故的发生；直推式操纵缸可平衡及移动摩擦盘实现打击；设有打击力超载保护装置及平移式弧面全行程制动装置，为安全操作提供了可靠保证。J67Z-1000型复合式压砖机，采用了计算机控制，具有力能预置、轻重打击排序、全自动打击、液压操纵、故障自动报警及自动打印功能。实现了机电液一体化。特别适合于高密度、低缩孔率、层裂少的镁碳砖、高铝砖、薄耐火材料的压制成型。该机机外加料，机内轻重打击，双向加压，快慢速机外液压出砖，全过程实现全自动控制。各项性能指标与日本三石深井产压机相当，但价格仅是进口的1P4～1P5左右，具有良好的市场前景。四、项目研究目标，主要研究内容及研究方法设计的主要内容及其方法，首先要对机械设备主机的工况进行详细分析，明确主机对液压系统提出的要求，具体的包括（1）主机的用途、主要结构、布置方式、空间位置；（2）执行元件的运动方式（直线运动、转动、摆动）动作循环及其范围；（3）外界载荷的大小、性质及变化范围，以及执行元件的速度及其变化范围；（4）各液压执行元件动作之间的顺序、转换和互锁要求；（5）对工作性能的要求；（6）液压系统的工作环境；（7）其他要求。工况分析就是分析液压执行元件在工作过程中速度和负载的变化速度和负载的变化规律。然后初步拟定液压系统原理图，这是整个液压系统设计中最重要的一步，它涉及到所涉及系统的性能和设计方案的经济性、合理性。一般方法是根据动作和性能要求线分别选择并拟定液压基本回路，然后将各个基本回路组合成一个完整的液压系统。这其中包括液压基本回路的选择和液压系统的合成。五、本课题拟解决的问题1.拟订可行的工艺方案2.选定或自研必要的设备3.画机械系统原理及装配图4.重点分析该机采用的压力控制技术和方法六、解决方案及预期效果根据设计要求，通过请教老师、查阅资料、上网检索等方法，设计液压原理图，不仅能满足课题需求，还能满足工厂实际生产作业。七、进度安排：第1—3周：确立课题、收集资料、完成开题报告；第4—7周：完成总体方案设计；第8—11周：完成机械结构、液压系统的设计计算，液压系统性能的验算；第12—15周：并绘制机械系统原理图及装配图；第16周：整理文档，图纸，完成毕业设计说明书；第17周：校对所有设计内容，参加毕业设计论文答辩。参考文献[1]张利平.液压气动系统设计手册.北京：机械工业出版社，1997[M].[2]朱钒等.国内外液压机技术现状及发展趋势.机床与液压，2000（1）[J].[3]谢为民等.液压机监控系统的研究.机床与液压，1996（2）[J].[4]司徒忠等.高速液压机智能控制方法研究.机床与液压，1995（5）[J].[5]张利平.现代液压传动技术的新方向-纯水液压传动.工程机械，2001（1）[J].[6]陈松楷.机床液压系统设计指导手册.广州：广东高等教育出版社，1993[M].[7]张利平.大功率液压系统泄压噪声控制与节能.机床与液压，2001（1）[J].[8]张利平.现代机床液压站设计的机构选型.制造技术与机床，2000（10）[J].[9]李绍林等.实用模具技术手册.上海科学技术文献出版社，1998[M].[10]章洪甲等.液压传动.机械工业出版社，2002[M].[11]薛祖德.液压传动.中央广播电视大学出版社，1995[M].[12][法]费桑迪.液压机构，1965[M].[13]徐刚，鲁洁，黄才元.金属板材冲压成形技术与装备的现状与发展.锻压装备及控制技术，2004（4）[J].[14]2004年机床行业企业主要经济指标分析汇总.中国机床工具协会，2005（4）[J].[15]徐刚，鲁洁，黄才元.金属成形（锻压）机床的发展趋势.锻压装备及控制技术，2005（3）[J].[16]李贵闪，翟华.电液比例控制技术在液压机中的应用.锻压装备及控制技术，2005（6）[J].[17]刘庆印.我国锻压设备产业竞争力分析.锻压技术，2005（5）[J].[18]吴柏林.2005年机床工具行业经济运行形势和2006年展望.新技术新工艺，2006（1）[J].[19]王卫卫.金属与塑料成型设备[M].北京:机械加工出版社，1996（1）[M].[20]李运化.近代液压伺服系统控制策略的现状与发展.液压与气动，1995（1）[J].