文獻(xiàn)綜述-100T四柱液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計

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有CAD圖紙和說明書,領(lǐng)取加Q 197216396 或 11970985 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題 目： 100t四柱式液壓機(jī)及液壓系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 年 2 月 16 日 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。 文 獻(xiàn) 綜 述 0 引言 液壓機(jī)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(jī)器。液壓機(jī)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)的許多領(lǐng)域。例如在鍛壓領(lǐng)域，液壓機(jī)被廣泛應(yīng)用于自由鍛造、模鍛、沖壓、擠壓、剪切、拉拔成型及超塑性等許多工藝中；在機(jī)械工業(yè)的其他領(lǐng)域，液壓機(jī)被應(yīng)用于粉末制品，塑料制品、磨料制品、金剛石成型、校正壓樁、壓磚、橡膠注塑成型等十分廣泛的不同工作領(lǐng)域。 液壓機(jī)一般是由本體、動力系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)三部分組成。本體一般是由機(jī)架、液壓缸部件、運動部分及其導(dǎo)向裝置以及其他輔助裝置組成。工藝要求使影響液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)形式的最主要因素。由于在不同液壓機(jī)上完成的工藝是多種多樣的，因此液壓機(jī)的本體結(jié)構(gòu)形式也是不同的。根據(jù)機(jī)架形式，液壓機(jī)可以分為立式和臥式；根據(jù)機(jī)架的組成形式，液壓機(jī)可分為梁柱式、單柱式、框架式、鋼絲纏繞預(yù)應(yīng)力牌坊式等[1]。其中三梁四柱式是最為常見的類型，其機(jī)身是由工作臺、滑塊、上橫梁、立柱、鎖母和調(diào)節(jié)螺母等組成。其執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)上易于實現(xiàn)很大的工作壓力、較大的工作空間，因此適應(yīng)性強(qiáng)，便于壓制大型工件或較長、較高的工件；由于執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)簡單，所以布置靈活，可以根據(jù)工藝要求來多方位布置；活動橫梁的總行程和速度都可在一定范圍內(nèi)、相當(dāng)大程度上調(diào)節(jié)，適應(yīng)工藝過程對化快速度的不同要求；通過不同閥的組合實現(xiàn)工藝過程的不同順序；安全性能好，不易超載，有利于保護(hù)模具；工作平穩(wěn)。撞擊、振動、噪聲較小，對工人及廠房有很大好處。 四柱液壓機(jī)的主機(jī)主要由上梁、導(dǎo)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。主機(jī)最大工作負(fù)載為1000KN。通過對液壓缸工況分析確定液壓缸負(fù)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[2]。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(jī)順序循環(huán)的動作要求，設(shè)計的四柱液壓機(jī)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(jī)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(jī)之外[3，4]。 該液壓機(jī)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。 1 四柱式液壓機(jī)用途及特點 液壓機(jī)是油泵把液壓油輸送到集成插裝閥塊，通過各個單向閥和溢流閥把液壓油分配到油缸的上腔或者下腔，在高壓油的作用下，使油缸進(jìn)行運動。液壓機(jī)是利用液體來傳遞壓力的設(shè)備。 　液壓機(jī)由主機(jī)及控制機(jī)構(gòu)兩大部分組成。液壓機(jī)主機(jī)部分包括液壓缸、橫梁、立柱及充液裝置等。動力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、控制系統(tǒng)、電動機(jī)、壓力　閥、方向閥等組成。該液壓機(jī)適用于可塑性材料的壓制工藝。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷(熱)擠壓金屬成型、薄板拉伸以及橫壓、彎壓、翻透、校正等工藝。，還適用于校正、安裝、粉末制品和磨料制品的壓制成型以及塑料制品、絕緣制品的壓制成型。機(jī)器具有獨立的動力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)，采用按鈕集中控制，可實現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種工作方式：機(jī)器的工作壓力、壓制速度，空載快下行和減速的行程和范圍，均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，并能完成頂出工藝，可帶頂出工藝、拉伸工藝三種工藝方式，每種工藝又為定壓，定程兩種工藝動作供選擇，定壓成型工藝在壓制后具有頂出延時及自動回程[5]。 2、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀 液壓機(jī)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(jī)器。液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一。自19世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，已成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備之一。由于液壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國民經(jīng)濟(jì)各個部門獲得了廣泛應(yīng)用。四柱式（通用）液壓機(jī)屬于板料沖壓液壓機(jī)，這類液壓機(jī)主要用于各種金屬板料的沖壓成型，包括落料、沖裁、拉伸、彎曲、翻邊、精密沖裁等，還可以用于冷擠、校正、壓裝、粉末制品、磨料制品、塑料制品和絕緣材料的壓制成型。 液壓機(jī)由于具有以下多方面的優(yōu)點，因此在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，為改進(jìn)液壓機(jī)的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能[6，7]。相比來講，國內(nèi)機(jī)型雖種類齊全，但技術(shù)含量相對較低，缺乏技術(shù)含量高的高檔機(jī)型，這與機(jī)電液一體化，中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢不相適應(yīng)。在國內(nèi)外液壓機(jī)產(chǎn)品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機(jī)可分為三種類型：一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機(jī)；一種是采用可編程控制器控制的液壓機(jī)；第三種是應(yīng)用高級微處理器（或工業(yè)控制計算機(jī)）的高性能液壓機(jī)。三種類型功能各有差異，應(yīng)用范圍也不盡相同。但總的發(fā)展趨勢是高速化、智能化。 3 液壓機(jī)的特點 研究四柱式液壓機(jī)主要是由于它有如下優(yōu)點： （1）液壓機(jī)采用內(nèi)置式快速缸,空行程速度快、生產(chǎn)效率高； （2）壓力可按工藝需要無級調(diào)整 （3）液壓機(jī)的整體焊接的堅固開式結(jié)構(gòu)可使機(jī)身保持足夠剛性的同時擁有最方便的操作空間 （4）方便的手動調(diào)整機(jī)構(gòu)可調(diào)整壓頭或上工作臺在行程中任意位置壓制，也可在設(shè)計行程內(nèi)任意調(diào)整快進(jìn)和工進(jìn)行程的長短。 （5）工作平穩(wěn)、撞擊、振動和噪聲較小，對工人健康、廠房基礎(chǔ)、周圍環(huán)境及設(shè)備本身都有很大好處。 在使用液壓機(jī)的同時也存在著相應(yīng)的問題: 相比來講，國內(nèi)機(jī)型雖種類齊全，但技術(shù)含量相對較低，缺乏技術(shù)含量高的高檔機(jī)型，這與機(jī)電液一體化，中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢不相適應(yīng)[8]。 4 液壓機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 隨著應(yīng)用了電子技術(shù)、計算及技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)及新工藝、新材料的發(fā)展和應(yīng)用，液壓傳動技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。自19世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，種類繁多，發(fā)展迅速，成為機(jī)床行業(yè)的一個重要組成部分。但由于我國液壓起步晚，液壓機(jī)只有50年的發(fā)展歷史，80年代以后我國液壓機(jī)開始進(jìn)入高速發(fā)展階段。目前我國已建立了自己的液壓機(jī)設(shè)計和制造行業(yè)。 由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，目前國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展體現(xiàn)在新的方向。隨著比例伺服技術(shù)的發(fā)展，液壓機(jī)的停位精度、速度控制精度越來越高，液壓機(jī)趨向高精度發(fā)展。高速化、高效化、低能耗提高了液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本；自動化、智能化，微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理的功能；液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化，集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄漏和污染。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便。 在國際上來看，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國內(nèi)外機(jī)型無較大差距，主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，國內(nèi)外液壓機(jī)都趨向于集成化、封閉式設(shè)計，插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。特別是集成塊可以進(jìn)行專業(yè)化的生產(chǎn)，其質(zhì)量好、性能可靠而且設(shè)計的周期也比較短。 液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一。自19世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，已成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備之一。由于液壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國民經(jīng)濟(jì)各個部門獲得了廣泛應(yīng)用。四柱式（通用）液壓機(jī)屬于板料沖壓液壓機(jī)，這類液壓機(jī)主要用于各種金屬板料的沖壓成型，包括落料、沖裁、拉伸、彎曲、翻邊、精密沖裁等，還可以用于冷擠、校正、壓裝、粉末制品、磨料制品、塑料制品和絕緣材料的壓制成型[9]。 液壓機(jī)由于具有以下多方面的優(yōu)點，因此在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 (1）基于液壓傳動原理，執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)上易于實現(xiàn)很大的工作壓力，較大的工作空間和較長的工作行程，因此適應(yīng)性強(qiáng)，便于壓制大型工件或較長、較高的工件。 (2）由于執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)簡單，具有靈活布置的特點，因此可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行多方位的布置以及多地點分散布置[10]。 (3）在行程的任何位置均可產(chǎn)生液壓機(jī)額定的最大壓力。 (4）活動衡量的總行程可以在一定范圍內(nèi)任意無極改變，行程的下轉(zhuǎn)換點也可以根據(jù)工藝要求方便的控制和改變。 (5）可以用不同閥的組合來實現(xiàn)工藝過程的不同程序，方便的適應(yīng)程序的變化，便于實現(xiàn)程序控制及計算機(jī)自動控制。 (6）工作平穩(wěn)、撞擊、振動和噪聲較小，對工人健康、廠房基礎(chǔ)、周圍環(huán)境及設(shè)備本身都有很大好處。 由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，為改進(jìn)液壓機(jī)的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能。相比來講，國內(nèi)機(jī)型雖種類齊全，但技術(shù)含量相對較低，缺乏技術(shù)含量高的高檔機(jī)型，這與機(jī)電液一體化，中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢不相適應(yīng)。在國內(nèi)外液壓機(jī)產(chǎn)品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機(jī)可分為三種類型：一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機(jī)；一種是采用可編程控制器控制的液壓機(jī)；第三種是應(yīng)用高級微處理器（或工業(yè)控制計算機(jī)）的高性能液壓機(jī)。三種類型功能各有差異，應(yīng)用范圍也不盡相同。但總的發(fā)展趨勢是高速化、智能化。 4.1發(fā)展現(xiàn)狀 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(jī)的專利，但真正液壓機(jī)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(jī)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(jī)器鍛造。16世紀(jì)初，出現(xiàn)了第一批水利機(jī)械錘。1893年，第一臺蒸汽錘出現(xiàn)。此后，伴隨著機(jī)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(jī)。1884年，英國曼徹斯特首先使用了鍛造鋼錠用的鍛造水壓機(jī)，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(jī)，其中包括一臺40000KN的大型水壓機(jī)。1893年，建造了當(dāng)時最大的120MN鍛造水壓機(jī)。1934年，德國制造了70000KN模鍛水壓機(jī)；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(jī)和一臺300MN的大型模鍛水壓機(jī)。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(jī)。蘇聯(lián)則在20世紀(jì)50年代中期到60年代初期，先后建造了幾臺300MN模鍛水壓機(jī)以及世界上最大的750MN模鍛水壓機(jī)。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(jī)。1976年，在法國投產(chǎn)了西歐最大的650MN模鍛液壓機(jī)。 液壓機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，種類繁多，發(fā)展迅速，成為機(jī)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(jī)。20世紀(jì)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(jī)。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(jī)，其中包括300MN有色金屬模鍛液壓機(jī)，120MN有色金屬擠壓液壓機(jī)，80MN黑色金屬模鍛水壓機(jī)。20世紀(jì)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(jī)。其中最大的一臺為60MN鍛造水壓機(jī)。至此，我國的液壓機(jī)設(shè)計與制造行業(yè)，已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平[11]。 4.2發(fā)展趨勢： （l）高速化，高效化，低能耗。提高液壓機(jī)的工作效 率，降低生產(chǎn)成本。 （2）機(jī)電液一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個液壓系統(tǒng)的完善。 （3）自動化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動化和智化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理的功能。 （4）液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄漏和污染。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便[12，13]。 四、存在問題 1）液壓元件制造精度要求高 由于元件的技術(shù)要求高和裝配比較困難，使用維護(hù)比較嚴(yán)格。 2）實現(xiàn)定比傳動困難 液壓傳動是以液壓油為工作介質(zhì)，在相對運動表面間不可避免的要有泄漏，同時油液也不是絕對不可壓縮的。 3）油液受溫度的影響 由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。 4)不適宜遠(yuǎn)距離輸送動力 由于采用油管傳輸壓力油，壓力損失較大，故不宜遠(yuǎn)距離輸送動力。 5）油液中混入空氣易影響工作性能 油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動和噪聲，使系統(tǒng)的工作性能受到影響。 6）油液容易污染 油液污染后，會影響系統(tǒng)工作的可靠性。 7）發(fā)生故障不易檢查和排除。 5 結(jié)論 本設(shè)計為100噸四柱式液壓機(jī)，可廣泛用于塑形材料的壓制加工工藝，如壓制、沖裁、彎曲、翻邊、薄板拉伸等、也可用于校正、砂輪成型、金屬零件的冷擠成型等工藝。液壓系統(tǒng)通過液壓控制元件對壓力、流量、液流方向的控制和調(diào)節(jié)，來實現(xiàn)設(shè)計預(yù)定的執(zhí)行元件的啟動、停止、運動方向、速度等規(guī)定動作和性能要求[14]。液壓系統(tǒng)的作用為通過改變壓強(qiáng)增大作用力。一個液壓系統(tǒng)的好壞取決于系統(tǒng)設(shè)計的合理性、系統(tǒng)元件性能的優(yōu)劣，系統(tǒng)的污染防護(hù)和處理，而最后一點尤為重要。近年來我國國內(nèi)液壓技術(shù)有很大的提高，不再單純地使用國外的液壓技術(shù)進(jìn)行加工。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實現(xiàn)高壓、高速、大功率、高功率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大進(jìn)展：在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就，采用液壓傳動的程度現(xiàn)已成為一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。企業(yè)為了提高生產(chǎn)率將越來越依靠自動化，這包括遠(yuǎn)程和直接控制生產(chǎn)操作、加工過程和材料處理等。展望未來，液壓技術(shù)必然向高速化、高效化、低能耗、提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本的方向發(fā)展，充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個液壓系統(tǒng)的完善[15,16]。 參考文獻(xiàn) [1]．俞新陸．液壓機(jī)的設(shè)計與應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社，2006．12 [2]．機(jī)械設(shè)計手冊編委會．機(jī)械設(shè)計手冊．第4卷．機(jī)械工業(yè)出版社，2004．6 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