| 10T立式油压机设计
摘要本论文论述的是10T四柱液压机液压系统的设计。首先对液压技术的发展作了概述，为了适应液压系统的发展方向，即系统重量轻，体积小，效率高，工作可靠，结构简单，操作、维修、保养方便。在分析了液压压力机床液压传动的基础上总结液压传动的优缺点，提出了合理的设计方案。根据设计要求，对液压传动系统进行工况分析，确定了系统的主要参数。在设计液压传动系统时，选用径向柱塞泵作为系统的动力源，它对既要实现快进行程，又要实现工作进给的执行元件是一种理想油源。液压装置的总体布局设计是完成油箱的总体设计以及阀类零件和辅件的选择后进行的，液压装置中各部分元件的布置要均匀，便于装配、调整、维修和使用并要注意整体的整齐和美观。采用集中式布置的液压系统油源与控制及调节装置置于主机之外构成一个液压泵站，装配维修方便，根本上消除了动力源的振动和油温对主机的影响。
关键词 10T立式油压机；液压系统设计；液压缸；
绪论 油压机是一种通过专用液压油做为工作介质，通过液压泵作为动力源，靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸/活塞 ，然后油缸/活塞里有几组互相配合的密封件，不同位置的密封都是不同的，但都起到密封的作用，使液压油不能泄露。最后通过单向阀使液压油在油箱循环使油缸/活塞循环做功从而完成一定机械动作来作为生产力的一种机械。油压机由主机及控制机构两大部分组成。油压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。动力机构在电气装置的控制下，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。
1、油压机的概论
油压机是制品成型生产中应用最广的设备之一。自19世纪问世以来发展很快，已成为工业生产中必不可少的设备之一。由于油压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。如板材成型；管、线、型材挤压；粉末冶金、塑料及橡胶制品成型；胶合板压制、打包；人造金刚石、耐火砖压制和炭极压制成型；轮轴压装、校直等等。各种类型液压机的迅速发展，有力地促进了各种工业的发展和进步。八十年代以来，随着微电子技术、液压技术等的发展和普及应用，液压机有了更进一步的发展。目前，液压机的最大标称压力已达750MN［4］，用于金属的模锻成型。众多机型已采用CNC或工业PC机来进行控制，使产品的加工质量和生产率有了极大的提高。
随着人们生活水平的提高，金属压制和拉伸制品的需求逐年提高，同时，对产品品种的需求也越来越多，另一方面产品的生产批量日益缩小。为与中、小批量生产相适应，需要能够快速调整的加工设备，这使液压机成为理想的成型工艺设备。特别是当液压机系统实现具有对压力、行程速度单独调整功能后，不仅能够实现对复杂工件以及不对称工件的加工，而且，实现了极低的废品率。这种加工方式还适合于长行程、难成型以及高强度的材料。可变的动力组合、短的加工时间、根据工件长度的简易的压力行程调整，这与机械加工系统相比，有其优越性。
液压机作为一种通用的无削成型加工设备，其工作原理是利用液体的压力传递能量以完成各种压力加工的。其工作特点一是动力传动为“柔性”传动，不象机械加工设备一样动力传动系统复杂，这种驱动原理避免了机器过载的情况；二是液压机的拉伸过程中只有单一的直线驱动力，没有“成角的”驱动力，这使加工系统有较长的生命期和高的工件成品率。液压机有单动、双动、三动三种基本的动作方式。在单动方式中，压头（或滑板）作为移动部件单向移动完成压制过程。这种工作方式没有压边装置。单动压力机主要用于薄型工件成型中，适用于卷材和带型材料。双动型压力机有两个移动部件：滑板（或冲头）和模板。其工作过程是，冲头（或滑板）自上而下拉伸冲料，模板充作固定压板。在压制成型后，模板能实现打料顶出功能。可根据材料和工件的特征参数来调整模板的压力。三动型压力机中，深拉伸滑块和压边滑块自上而下移动，由模板实现打料动作。但是，模板也可以充作压边块来实现专门的成型操作。这种压力机也可以做双动机用。由于内滑板和压边块相关连，因此，成型压力和压边力合成整个系统的总负载。按照机架结构形式液压机可分为梁柱式、组合框架型、整体框架式、单臂式等。按照功能用途液压机可分为手动液压机、锻造液压机、冲压液压机、一般用途液压机、校正、压装液压机、层压液压机、挤压液压机、压制液压机、打包压块液压机、专用液压机十组类型。
2、油压机的总体方案设计
图2-1
1-滑块 2-导柱 3-工作台 4-安装基地 5-顶出缸 6-主缸 7-上横梁 8-辅助油箱
上图为液压机主机组成简图，液压机本体结构设计应该满足以下三个原则：
1、尽可能的满足工艺要求，便于操作；
2、具有合理的强度和刚度，使用可靠，不易损坏；
3、具有良好的经济性，重量轻，制造维修方便。其中 工艺要求是最主要的影响因素，由于液压机上进行的工艺是多种多样的，因此液压机的本体结构也必然是多种多样的。
下图为油压机的控制顺序图，由电气控制和液压系统进行控制。
图2-2油压机的控制顺序图
2.1油压机的工艺方案设计
2.2.1控制方式的选择
采用液压系统与电气系统相结合的控制方式，具有调整、手动、半自动三种工作形式。可实现定压和定程两种加工工艺。
2.2.2液压系统
液压油路采用封闭式回路，供油方式选用变压泵供油，液压控制元件采用插装阀形式。
2.2.3电气控制
采用继电器、行程开关、接触器、手动按钮等元件进行手动和半自动控制。
2.2.4主机
主机结构形式采用“三梁四柱”的形式，主缸和顶出缸为执行元件。
2.2油压机的工作原理分析
液压传动是利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式． 液压装置是由液压泵，液压缸（液压马达等执行机构），液压控制阀和液压辅助元件
液压泵：将机械能转换成液压能的转化装置．液压缸（液压马达等执行机构）：将液压能转化为机械能。
控制阀：控制液压油的流量，流向，压力，液压执行机构的工作顺序等及保护液压回路作用．讲的通俗一点就是控制和调节液压介质的流向，压力和流量．从而控制执行机构的运动方向，输出的力或力矩．运动速度．动作顺序，以及限制和调节液压系统的工作压力，防止过载等作用（如单向阀，换向阀，溢流阀，减压阀，顺序阀，节流阀．调速阀等）。
辅助元件：1、油箱：用来储油，散热．分离油中空气和杂质作用 2、油管及油管接头 3、滤油器 4、压力表 5、密封元件。
2.3油压机主要设计参数
下表所示为此次压机的主要参数：
|
序号 |
项目 |
参数 |
|
1 |
公称力（最大负载） |
100KN |
|
2 |
工进时液体最大工作压力 |
25MPa |
|
3 |
主缸回程力 |
20KN |
|
4 |
顶出缸顶出力 |
20KN |
|
5 |
主缸滑块行程 |
300mm |
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6 |
顶出活塞行程 |
100mm |
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7 |
主缸滑块距工作台最大距离 |
500mm |
|
8 |
主缸滑块快进速度 |
0.08m/s |
|
9 |
主缸滑块工进最大速度 |
0.006m/s |
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10 |
主缸快退速度 |
0.03m/s |
|
11 |
顶出活塞顶出速度 |
0.02m/s |
|
12 |
顶出活塞退回速度 |
0.05m/s |
表2-1
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