液壓與氣壓傳動
課程設計說明書
學院機電工程學院
設計題目四柱液壓壓力機系統設計
專業班級： 機械設計製造及其自動化2011-1
學生2023年12月
（1）負載壓力計算
（2）負載流量計算
1工況分析與計算
1.1工況分析
本系統中的負載壓力及執行部件的自重較高，系統所需流量較高，功率損失較大，發熱量大。因此選用雙作用單出活塞缸作為執行元件，斜盤式柱塞幫浦作為動力元件，採用迴圈水冷卻。
1.1.1工作迴圈
主缸（上液壓缸）驅動上滑塊實現「快速下行—慢速加壓—保壓延時—快速返回—原位停止」的動作迴圈
頂出缸（下液壓缸）驅動下滑塊實現：「向上頂出—停留—快速返回—原位停止」的動作迴圈。
1.1.2工作迴圈圖繪製
工作迴圈圖見圖1-1。
主缸快退
頂出缸圖1-1 液壓缸工作迴圈圖
1.2負載分析與計算
1.2.1負載分析
平衡負載：1000kn
1)啟動：
2)加速：
3)快下行程：
4)減速：
5)工進行程：
6)制動：
7)保壓：
8)快上啟動：
9)快退：
10)制動：
以上式中f-----液壓缸載荷
-----下行部件所受慣性力
g-----模具下行部分重力
-----活塞速度變化量
-----活塞缸速度變化所用時間。
1.2.2負載計算
確定主液壓缸結構尺寸
液壓系統最高工作壓力32mpa，在本系統中選用工作壓力為20mpa。
模具下行部分質量取1000kn。
主液壓缸內徑d：
根據gb/t2348-1993 主液壓缸內徑d值取圓整
主液壓缸活塞桿徑d:
根據gb/t2348-1993，主液壓杆活塞桿直徑取標準值d主=125mm。
主液壓缸有桿腔面積：
主液壓缸無桿腔面積
活塞桿的穩定性校核
活塞桿總行程為550mm，活塞桿直徑為125mm，，因此不需要進行穩定性校核。
負載流量計算
負載壓力計算
液壓缸各工作階段的壓力流量及功率見表1-1。
表1-1 液壓缸各工作階段的壓力流量及功率
1.2.3負載圖與工況圖的繪製
主缸工況圖見圖1-2，主缸負載圖見圖1-3。
圖1-2 主缸工況圖
負載圖見圖1-3
圖1-3 主缸負載圖
2.液壓系統的擬定
2.1系統功能分析
液壓壓力機是一種用靜壓力來加工金屬，塑料，橡膠，粉末製品的機械，在許多任務業部門得到了廣泛的應用。
2.2系統圖的擬定
本系統為壓力機液壓系統，以力的變換控制為主，應從選擇調壓迴路開始系統的設計。用行程閥控制主缸快進到工進的程式換接,用電接點壓力表控制保壓開始和卸壓結束。液壓系統的功率較大，要求溫公升較小，採用容積調速，開式供油系統。
系統在不同工作階段需要兩種以上的工作壓力，通過先導式溢流閥來獲取多級壓力。
由於在不同的行程中主缸的流量有明顯的變化，因此選用變數幫浦為系統供油，採用外界油箱補償快進行程中所需流量。頂出缸的流量較小，所選變數幫浦完全能夠提供頂出缸所需流量，因此採用乙個油幫浦為系統供油。由於本系統的壓力流量較大，採用液控換向閥控制系統的行程，為了便於操作，採用電液控制換向閥。
下行部件的的質量較大，採用液控單向閥來平衡下行部件的重力，防止下滑過快。
2.3系統圖的繪製
液壓系統圖見圖2-1
圖2-1 液壓系統圖
2.4系統功能說明
該系統有一高壓幫浦供油，控制油路的壓力油是經主油路由減壓閥減壓後所得到，現以一般的定壓成型壓制工藝為例，說明該液壓壓力機液壓系統的工作原理，其中壓力機的滑塊的工作情況為：
1）快速下行
電磁鐵1ya通電，做先導閥用的換向閥5和上缸主換向閥（液控6接入系統，液控單向閥11被開啟，這時系統中油液進入液壓缸上腔，因上滑塊在自重作用下迅速下降。而液壓幫浦的流量較小，所以液壓機頂部補油油箱中的油液經液控單向閥12流入液壓缸上腔。其油液流動情況為：
進油路：幫浦1-閥7-上缸換向閥6（左位）-閥10-上液壓缸上腔；
補油油箱-閥12-上液壓缸上腔；
回油路：上液壓缸下腔-閥11-上缸換向閥6（左位）-下缸換向閥14（中位）-油箱
2）慢速加壓
上滑塊在執行中接觸到工件，這時上液壓缸上腔壓力公升高，液控單向閥12關閉，加壓速度便由液壓幫浦的流量來決定，主油路的油液流動情況與快速下行時相同。
3）保壓延時
保壓延時是系統中的壓力公升高到時壓力繼電器9起作用，電磁鐵1ya斷電，先導閥5和上液壓缸換向6都處於中位時出現的，保壓時間由電壓力表控制，可在0-24min內調節。保壓時間除了液壓幫浦在較低壓力下卸荷外，系統中沒有油液流動。其卸荷油路為：
幫浦1-閥7-上缸換向閥-上缸換向閥6（中位）-下缸換向閥14（中位）-油箱。
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