液压机毕业论文

1燕山大学毕业设计（论文）第1章绪论1.1课题背景液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。它与机械压力相比，具有压力，速度可在很广的范围内无级调速，可在任意的位置输出全部的功率和保持所需的压力，结构布局灵活，各执行机构动作可方便地到达所希望的配合关系等许多优点，同时液压元件具有高度的通用化，标准化特点，设计制造均比较方便简单。因而在国民经济中有着广泛的应用。应用在锻造，模锻，冲压，薄板冲压，校正压装，拉伸，穿孔，金属、型材、管棒的挤压等方面。本机的设计是根据压力加工的实际条件，根据加工的工艺过程，参考液压机设计的一些典型结构和对收集的同类产品性能等参考资料进行分析比较，并实地考查相关的液压机实物（锻压实验室）的基础上，确定总体设计方案，然后对主要零件，部件和液压系统，电器控制系统等的各部分提出具体的设计要求，并进行详细核算。在此基础上绘制了全部工作图，并且编制了制造验收的技术条件、控制程序及此说明书。1.2解决的问题本体的设计1．主缸设计2.主缸缸口部分零件3.活塞设计4.顶出缸设计5.相关零件设计6.机架刚度设计7.立柱的设计液压系统的设计1.电机及液压泵的选择2.各种液压附件的选择3.方向控制阀的选择及计算4.压力控制阀的选择及计算5.流量控制阀的选择及计算6.整个系统的分析及计算电液接口的设计1.输入量接口电路设计及计算2.输出量接口电路设计及计算3.功率驱动电路的设计及计算单片机控制系统设计1.单片机及接口芯片的选择与连接并绘图2.控制过程的分析及时序分析3.开发控制程序2燕山大学毕业设计（论文）1.3改进措施1.合理选择导向机构和导向长度；导轨面力求耐磨，磨损后间隙便于调整和修复以提高寿命。将立柱中间的导向部分加工成方形截面，从而采用平面可调导板，活动横梁做成剖分式。(见装配图、零件图)2.主缸活塞采用烧焊铜合金式，在钢制活塞的外圆表面烧焊一层铜合金，当坚硬的细小颗粒和其他异物进入活塞与缸壁间隙时，能嵌入铜合金中，不致划伤缸筒表面或卡死。它滑动性能好，可以长时间连续工作，当它磨损或拉伤时，再焊后再次使用。3.保留了原有电气控制部分的主体，对8255A，A口，C口的控制输入信号进行了改进（选用组合开关选择手动，自动工作方式，用组合开关选择定程压制及延时保压工作方式,用行程开关控制活动横梁的停，进，退；以及用5个控制按钮实现手动操作）详见电气控制原理图4.对原有的程序流程既有吸取借鉴的地方，又有自己改进创新的地方，如通过控制程序实现减速下行及泄压回程时任意位置停止，起动。实现薄板反向拉伸的功能。详见程序流程图和控制程序。1.4本章小结本章对液压机用途进行了简单介绍，并概略论述了解决的问题及改进措施，以使读者对整个设计有一个总体认识。3燕山大学毕业设计（论文）第2章液压机本体设计2.1主要技术规格的内容及其确定确定主要技术规格时，基本的方法是工艺分析和统计分析相结合的方法。通过对压制工艺过程的分析和必要的工艺实验，可以确定整个压制过程动作配合关系和各动作要求的压制压力、速度和工作空间等。在确定参数时，应尽可能的收集国内外同类型产品的有关技术资料，应用统计分析的方法，得出各参数的范围和它们之间的关系，以帮助正确制定所设计产品的主要技术规格，从长期的生产实践经验和统计得出，一些通用液压机的一些主要技术参数总是在一定的范围之内，并参照已有的设计资料，最后定出液压机的主要技术规格的内容如下：公称压力315t液体最大工作压力2502/cmkgf回程压力60t顶出压力35t退回压力25t拉伸时压边压力（p=280kgf/2cm）40t控制油路工作压力12—152/cmkgf活动横梁下平面距工作台面最大距离1250mm活动横梁最大行程800mm顶出活塞距工作台最大距离445mm顶出活塞最大行程250mm工作台有效工作面积（前后左右）11601260mm活动横梁行程速度●空载下行最大：60mm/sec●工作时最大：10mm/sec●回程最大：42mm/sec顶出活塞行程速度●顶出最大：65mm/sec●退回最大：95mm/sec工作台距地面高650mm立柱中心距●前后1030●左右14002.2机身结构简介4燕山大学毕业设计（论文）本机设计采用四柱式结构；四柱式液压机是液压机中最常见，应用最广泛的一种结构形式。其主要特点是加工工艺性较其他类型液压机简单。四柱式液压机机身组成可分为：⑴上横梁——位于立柱上部，用于安装工作缸，承受工作缸反作用力⑵工作台——用于安装模具⑶立柱——重要的支承件和受力件，又是活动横梁的导向基准⑷立柱螺母——联接件，45锻钢件⑸活动横梁——选用与上横梁，下横梁相同的材料；活动横梁与活塞联接部位开有集油槽，以便贮存油缸漏渗的油⑹工作油缸——主要执行部件，提供一定的压力⑺顶出缸——最后顶出制成品几处联接：⑴上横梁与油缸采用圆螺母联接⑵工作台与顶出缸采用圆螺母联接⑶立柱与上横梁采用调节螺母与锁紧螺母固定和调节⑷立柱与工作台采用立柱台肩与锁紧螺母固定⑸活动横梁与活塞头部采用固定联接（活塞头部螺纹与螺母紧固于活动横梁内）2.3主缸的设计计算2.3.1主缸内径的设计计算主缸内径D0式中P——液压缸名义压力（N）P=315×1000×9.8=3087000Nq——液体工作压力（kgf/2cm）q=250kgf/2cm将上述各值代入式（2—1）中，有内径D0=D+△t(2-2)）（（12)4.0cmqPD)65.3925030870004.0cmD（5燕山大学毕业设计（论文）△t取10——15mm,此处取△t=10mm=1cm∴D0=39.65+1=40.65cm取D0=40cmD0D1d图（2-1）2.3.2油缸外径D1的计算缸体材料选用35锻纲，其应用于不同部分时的许用应力如下：材料缸筒缸底活塞杆n许用应力平形许用应力n许用应力锻钢355-61000-12008004-51500应用第四强度理论计算式中P——液体最大工作压力P=250kgf/2cm取[σ]=1000kgf/2cm由上式导出）（32301DPD将P和[σ]及D0代入式（2-3）2202121/12001000][3cmkgfPDDD6燕山大学毕业设计（论文）取D1=53cm2.3.3活塞杆直径d的计算由回程压力PdDP)(785.0220回得式中P=250kgf/2cmD0=40cm回P——回程压力（kgf）回P=60t=60000kgf代入式（2-4）中取d=36cm2.3.4实际工作压力的计算2.3.4.1主压力PDP20785.0主式中D0=40cm,P=250kgf/2cm∴kgfP31400025040785.02主2.3.4.2回程压力PdDP)785.0220（回式中D0=40cm；d——活塞杆直径（cm）d=36cm∴kgfP59660250)3640785.022（回2.3.5缸体强度的计算12.53402503100010001D）（回42785.020PPDdcmd98.35250785.0106040327燕山大学毕业设计（论文）2.3.5.1中段强度的计算缸体材料选用35锻钢，应用第四强度理论进行计算式中符号如图(2—2)式中D1=53cm；D0=40cm；P=250kgf/2cm代入上式∴强度满足要求2.3.5.2支承台肩处的计算如图（2-2）所示⑴支承台肩接触面挤压应力222422785.0SDSDP主式中[σ]——许用应力（kgf/2cm）[σ]=1000kgf/2cmS——支承台肩倒角长度或圆角半径（cm）S=0.2cmkgfP31400025040785.02主D2——主缸体上螺纹外径（cm）D2=53.5cm由上式可得）（主5222785.0224SSDPD将数据代入式(2-5)可得cmD89.572.022.025.531000785.031400024取D4=58cm⑵导向套的设计及计算导向套对活塞杆起导向和支承作用，它要求配合精度高，摩擦阻力小，耐磨性2202121/12001000][3cmkgfPDDD2222/07.10062504053533cmkgf8燕山大学毕业设计（论文）能好，能承受活塞杆的压力，弯曲力及冲击振动。在采用活塞的液压缸中，导向套长度一般取为活塞杆直径的0.6倍。HD2D0D3D4hSS图（2-2）d=36cm则导向套长度L=0.636=21.6cm材料选用耐磨铸铁，导向套内孔尺寸公差一般取H7,外径尺寸公差一般取g7,表面光洁度一般取Ra1.6—Ra0.8导向套的直径尺寸见图（2—3）d2d'0d1d078mm100mm216mm图（2--3）9cmDDh75.2485.53212132燕山大学毕业设计（论文）⑶活塞杆密封圈的选择及计算选用活塞杆密封腔体L3用组合密封圈，其基本尺寸如下长度L3内径外径V型圈数量63mm358.4mm400mm6参见《中国机械设计大典5》表42.7—85导向套内径d0取为36cm,采用阶梯结构如图（2—3）外径d1=40cm,d2=46cm,安装密封圈处d00=40cm⑷支承台肩断面处强度计算按照如图(2—2)所示，可以看出，台肩断面上的和应力为弯曲应力与拉伸应力之和，即式中P主=314000kgf；D2=53.5cm；D3=48cm式中符号如图（2-2）令l=(D3-D0)=(48-40)=8cm则H=(1.5—2)l取H=2l=16cmμ—材料的泊松比系数μ=0.3将μ及D3，h值代入式（2—8））（主62/1200][6785.0222322cmkgfhMaDDP23/28.208248314000cmkgfDPT主）（8221342232hD）（72ln22112343324DDhHDHDDTMa10燕山大学毕业设计（论文）将β,T,h,H,D3,D4代入式（2—6）,（2—7）kgfMa425.3874858ln75.21648158.02216158.01125.53582082283∴强度满足要求2.3.5.3缸底强度计算如图（2-4）按圆形平板弯曲计算158.075.22483.0134222][/904.102375.2425.3876485.53785.03140002222cmkgfD1D图（2-4）11燕山大学毕业设计（论文）式中P=250kgf/2cmD=40cmB=11cm）（＝102DDDi式中D1=15cm625.0401540代入上式222/95411625.0402501875.0cmkgf＝＝∴强度满足要求2.4主缸缸口部分零件强度的计算2.4.1作用在缸口导套及法兰上的力Hd0D4D3D2D外D内dD1图（2-5））（92/1000][1875.0222cmkgfBDP12燕山大学毕业设计（论文）式中字母如图（2—5）D1=40cmd=36cm因此有kgfP596602503640785.02212.4.2螺栓的计算螺栓选用16个M30双头螺柱，材料为35，M30螺纹内径d内=26.2mm,螺栓拉伸应力为式中n——螺栓数目n=16F1——螺栓面积（2cm）221102.26785.0F[σ]——许用拉伸应力（kgf/2cm）[σ]=1100∴强度满足要求2.4.3缸口导套挤压计算缸口导套材料选用耐磨铸铁，导套挤压应力为符号见图(2—5)，尺