多向模锻液压机设计
摘要
本设计为中小型多向模锻液压机，最大工作负载设计为8MN。主机主要由上 梁、导柱、工作台、移动横梁、主缸、顶出缸,水平梁，水平缸等组成。本文重 点介绍了机械及液压系统的设计。通过具体的参数计算及工况分析，制定总体的 控制方案。为解决缸快进时供油不足的问题，顶部设置补油油箱进行补油。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。 此外， 对重要液压元件进行了结构、 外形、工艺设计，对部分液压元件进行了合理的选型.控制系统的设计，它包括 PLC的选型与程序设计。
关键词：多向模锻液压机, 机械设计,液压系统，可编逻辑控制器
ABSTRACT
This paper design for the multi-forging of hydraulic , the mainframe’s largest work load design for 8000KN. Mainframe mainly by the beam、guided、 worktable、mobile beams、master cylinder、level cylinder、cylinder head out of components etc. This paper focuses on the machine and hydraulic system design. Through analyzing specific parameters and hydraulic mechanic situation , to formulate a master control project. To solve the cylinder express entered the shortage of oil supply in the top of the mainframe installed oil tank. Cylinder for the speed of access restrictions and security through the limit switch to control switches.To ensure the quality of the work-piece molding, the hydraulic system equipped with packing loop through packing work-piece stability molding? To prevent hydraulic shocks, pressure relief system with a loop to ensure that this equipment can be a safe and stable work. In addition, the paper hydraulic station on the overall layout of the key components of the hydraulic structure、shape、process、technique for a specific design.the design of control system ,this part include choose the type of PLC and design the program.
Keywords: Multi-forging of hydraulic machine, Design of machinary, Hydraulic System, Programmable Logic Controller
目录
1 绪论 (1)
1.1液压机行业概要 (1)
1.2多向模锻的优缺点及发展方向 (3)
2.机械总体设计 (4)
2.1多向模锻压机主要技术参数 (4)
2.2多向模锻液压机的基本工作原理 (4)
2.3 总体布局方案的拟定 (5)
2.4液压机设计 (6)
2.5立柱设计 (15)
2.6上横梁设计 (16)
2.7下横梁工作台的设计 (17)
2.8活动横梁设计 (19)
2.9水平梁的设计 (19)
3.液压系统设计 (20)
3.1 液压机主缸工况分析 (20)
3.2 液压机水平缸工况分析 (21)
3.3 液压机顶出缸工况分析 (21)
3.4 液压系统方案的设计 (22)
3.5液压系统控制过程分析 (23)
3.6液压系统的计算和选择液压元件 (24)
4 .PLC 控制系统设计 (31)
4.1传感器的选择 (31)
4.2位置检测装置 (31)
4.3控制系统PLC的选型及控制原理 (32)
4.4 PLC种类及型号选择 (32)
4.5 PLC程序设计 (33)
参考文献 (36)
致 谢 (37)
1绪论
1.1 液压机行业概要
液压机发展史，1795年，英国人Bramah取得了第一个手动液压机的专利,
但真正的液压机的发展历史不到200年。近些年来7000KN ，10000KN, 12000KN 的液压机相继问世给工业带来了巨大的效益。1884年在英国曼彻斯特首先使用 了锻造钢锭用的锻造水压机， 它与锻锤相比具有很多优点， 运动部分不必那么重， 震动又小，因此发展很快!在1887‐1888年间，制造了一系列的锻造水压机，其 中包括40000KN的大型水压机，到 1893年，当时最大的，120MN锻造水压机。 大钢锭的锻造工作全有锻造水压机来完成。19 世纪晚期到20世纪资本主义发展 到帝国主义除段，由于军备扩张，锻造和模锻液压机有了很快发展,1934年，德 国70000KN模锻水压机,1938‐1944年德国又造出150MN和300MN的大型模锻水 压机!二次大战后， 为了迅速发展航空工业， 以及后来发展宇航工业， 美国在1955 年左右， 先后制造了两台315MN 及450MN的大型模锻水压机,苏联在1950‐1965 年生产了几台300MN和 750MN的世最大模锻水压机。液压机发展到现在，已经 广泛地应用到国民经济的各个部门，种类繁多，发展迅速，成为机床行业的一个 重要组成部分。
在1934年，德国人最早制造出70MN的大型模锻水压机，用于生产航空复 杂锻件，后来又相继生产出150 MN巨大的模锻液压机。主要用于模锻生产铝合 金、钛合金航空锻件；前苏联在二次大战后也建造了多台大型模锻水压机。其中 有100 MN、150 MN、300 MN、750 MN等，750MN是目前世界上最大的模锻 水压机。无论是中小型还是大型多向模锻机，其应用范围及其工艺，是金属材料 成型及加工的重要技术， 我国由于工业发展较慢与世界各个机械行业大国的技术 相比还有很大的差距，所以我们应该强这方面的技术研究与开发工作，争取早日 达到世界先进水平 [12] 。图1-1是上海电气集团制造的液压机。
图 1-1 165MN 液压机
典型的大型液压机结构型式有下面几种 [24] ：
(1)三梁四柱式三梁四柱式液压机是最常见的一种结构型式，尤其是大型自 由锻造液压机通常采用的一种结构型式。如上海重机厂120 MN、富拉尔基第一 重机厂120 MN、四川德阳第二重机厂125 MN自由锻造水压机。
(2)整体框架式压机主机架为整体焊接或整体铸造。如四川长城钢厂从日本 引进的20MN下拉式自由锻造液压机。
(3)三梁多柱组合式对于大型模锻液压机。其大吨位使得本体结构设计变得 复杂，受制造、安装、运输等条件的限制，本体往往采用分体组合结构。我国自 行设计制造的300 MN模锻水压机采用的是三梁多柱组合结构。
(4)多板组合框架式对于大型多向模锻液压机，其大吨位和对压机刚度的更 高要求使得本体结构设计变得更加复杂。 美国Cameron公司制造的300 MN多向模 锻液压机和第一重机厂设计的200 MN多向模锻挤压液压机，主机架采用的是叠 板组合结构。
(5)钢带缠绕框架式用钢带缠绕方式制成的预应力液压机机架，具有结构轻 巧、尺寸小、抗疲劳性能好及造价低廉等特点。瑞典曾用于制造冷锻液压机，前 苏联则设计并制造了从10 MN到150 MN的有色金属模锻液压机系列。
多向模锻的工艺特点为：除了像常规模具具有水平分模面外，模具还可以有 垂直分模面，并且在完成模锻工序的同时，可以方便的完成冲孔工序 [4] 。因此，
多向模锻可以产生复杂形状的具有内孔的模锻件其过程如图2。
图 1-2 多向模锻加工具有内孔的模锻件
1.2 多向模锻的优缺点及发展方向
（1）材料利用率高。多向模锻大多采用闭式模锻，锻件可设计成空心的， 可以取消或设计很小的模锻斜度，借助卸料器锻件也易于取出，因而可以节约大 量材料，与一般模锻工艺相比较可节约金属50%左右，材料利用率可达40-90%。
（2）锻件性能好。多向模锻属闭式模锻，一般没有毛边，金属流线沿锻件 外形分布，可提高锻件的机械性能和抗应力腐蚀的能力。一般可提高强度30%
以上。
（3）生产率高。多向模锻只需毛坯一次加热和压力机一次行程便可成形锻 件，生产率高，同时最大限度避免了由于加热带来的缺陷和损失。这一点对于高 合金钢、镍基合金、钛合金是极为重要的。这些材料价格昂贵，锻造温度范围狭 窄，减少了加热次数和氧化损失，便能降低成本，提高质量，有利于实现机械化， 若配备机械手可大大降低劳动强度。
（4）应用范围广。多向模锻时，毛坯处于强烈的压应力状态下变形，可使 金属塑性大大提高，有利于低塑性材料的成形。多向模锻不仅可以加工各种复杂 形状的锻件，而且对锻件尺寸大小、材料限制也较少。除一般有色金属、黑色金 属外，也可模锻高合金钢、镍铬合金等，因为在多向模锻时能提高材料的塑性。
多向模锻也存在一些缺点。首先是要求毛坯具有较高的剪切质量，坯料尺寸 与重量要求精确。其次是毛坯加热后应尽量避免氧化皮，要求对毛坯进行少无氧 化加热或设置去氧化皮的装置。要求使用刚性好、精度高的专用设备或在通用设 备上附加专用的模锻装置。
多向模锻液压机的未来发展趋势可总结如下 [12] ：
(1)机架应具有足够的刚度，以便能够得到很好的尺寸的公差。
(2)应具有很好的抗偏心载荷，以便能再有偏心载荷的时候得到较准确的尺 寸公差。
(3)滑块的导向机构要保证水平方向的尺寸精度。
(4)控制系统应具有有控制活动横梁的停位精度，保证垂直方向的尺寸精度。
2.机械总体设计
液压机是一种广泛使用的压力加工设备，具有多种型号，系列产品。本设计 的液压机主要用于可塑性材料的压制工艺， 多用于形状对称结构相对较复杂制品 的压制成型工艺。
2.1 多向模锻压机主要技术参数
根据任务书给定的技术参数及查阅的资料，确定了本设计主要技术参数见表2‐1
表 2-1 液压机设计参数
参数名称 数值
竖直缸公称压力 8000KN
最大工作压力 32MPa
主缸回程力 500KN
顶出缸顶出力 500KN
主缸滑块行程 800mm
顶出活塞行程 250mm
主缸滑块下平面距工作台最大距离 2000mm
主缸快进速度 0.25m/s
主缸滑块工进最大速度 0.125m/s
主缸快退速度 0.25m/s
顶出缸顶出速度 0.3m/s
顶出缸退回速度 0.3m/s
水平缸行程 500mm
水平缸压力 32MPa
水平缸开口距离 2000
水平缸工称压力 5000KN
水平缸快进速度 0.25m/s
水平缸工进最大速度 0.125m/s
主缸快退速度 0.25m/s
2.2 多向模锻液压机的基本工作原理
多向模锻的除了像常规模具具有水平分模面外，模具还可以有垂直分模面， 并且在完成模锻工序的同时，可以方便的完成冲孔工序。因此，多向模锻可以产 生复杂形状的具有内孔的模锻件。
结构设计包括对液压机各个横梁、立柱、液压缸和液压缸辅助部件和零件的 设计，并对所设计出的结构进行分析、校核。
(1)上下横梁的设计：首先结构设计要合理，既要保证在强度和刚度都满足 时又要保证质量够轻，所以设计横梁应考虑用合理的结构，如采用薄壁结构加筋
板来提高横梁的强度等等。
(2)立柱的设计：立柱的主要作用是对横梁进行支撑和导程。设计时要考虑 各机械精度，如直线度、表面加工精度等，还要通过它们受力的特点设计合理的 截面形状。
(3)有关螺母的设计：螺母的主要作用是对紧固。横梁的固定主要由螺母来 实现，设计时要考虑其工作条件来选择螺母的防松方法等。
(4)液压缸的设计，设计过程中注意机械设计手册的国标选用，设计一国标 为准，如油口尺寸，密封零件的尺寸。
2.3 总体布局方案的拟定
设计如图2‐1所示总体布局方案，液压机总体包括各个横梁、立柱、和四个 液压缸三大部分。
图2-1液压机总体布置图
2.4 液压机设计
2.4.1工作主缸的设计计算
根据任务书给定的技术参数及查阅的资料，确定了液压机主要技术参数，由 工作压力的确定 。
查《液压系统设计简明手册》，液压机的工作压力的范围是20~32MPa。由 于液压机的工作负载比较大，为8000KN，则取主缸的工作压力为p=31.5MPa。
（1）计算主缸内径和活塞杆直径
主缸的最大负载为工进时的负载，即8000KN 。查《液压系统设计简明手 册》，可知液压机的背压在初算时可忽略不计。取液压缸的机械效率：η = 0.95。
图 2-2 液压机主缸受力
由图2-2得，
2 2 2 1 2 ) ( 4 4 P d D F P D - + = p
p D= ]} ) ( 1 [ 1 { 4 2 1 2 1 D d P P P F
cm - - h p (2-1)
式中：
P1—液压缸工作压力；
P2—液压缸回路背压，对于高压系统初算时可以不计；
F —工作循环中最大负载；
ηcm —液压缸机械效率，一般ηcm = 0.9～0.95。
将参数代入公式（2.1），P2忽略不计，可求得液压缸内径
即： D= 95
. 0 10 5 . 31 14 . 3 10 8 4 6 6 ′ ′ ′ ′ ′ Pa N mm ≈590mm 查表,将液压缸的内径圆整为标准系列直径，取D=590mm 那么由d/D=0.7可 以求得活塞杆直径。
即：
d=0.7D=0.71x590≈420mm
同理查表,将活塞杆直径圆整为标准系列直径，取d=420mm 。
经过计算液压机主缸的内径、活塞杆直径分别为：D=590mm ；
d=420mm 。主缸缸体材料的选择
液压缸的制造材料一般有锻钢、铸钢、高强度铸铁、灰铸铁、无缝钢管
等。对于负载大的机械设备缸体材料一般选用无缝钢管制造，主缸缸体材料选
用45钢 [5] 。
（2）主缸壁厚的确定
液压缸壁厚 ] [ 2s d D p y 3
（2-2）
式中：
δ—液压缸壁厚（m ）；
D —液压缸内径（m ）；
y P —实验压力，一般取最大工作压力的（1.25～1.5）倍； [σ]—缸筒材料的许用应力。锻钢：[σ]=110～120MPa ；铸钢：[σ]=100～ 110MPa ； 高强度铸铁： [σ]=60MPa ； 灰铸铁： [σ]=25MPa ； 无缝钢管： [σ]=100～ 110MPa 。
主缸壁厚δ计算，将D=0.59m ；[σ]= 110MPa ； y P =1.25×32MPa=40MPa
代入公式（2.2）中，即：
m MPa
m MPa 105 . 0 110 2 59 . 0 40 = ′ ′ 3 d 液压缸缸体的外径D 外计算公式如下： D 外≥D ＋2δ
(2-3) 将参数代入公式，即：
D 外≥0.59m ＋0.21m ＝0.8m
外径圆整为标准直径系列后，取主缸缸体外径D 外＝800mm 。
（3）主缸缸盖材料、厚度的确定
缸盖常用制造材料有35钢、45钢、铸钢，做导向作用时常用铸铁、耐磨铸 铁。缸盖材料选用45钢，缸盖厚度计算公式如下：
] [ 433 . 0 2 s y P D t 3 （2-4）
式中：
t —缸盖的有效厚度(m)；
2 D —缸盖止口直径；
[σ]—缸盖材料许用应力。
即：
m MPa
MPa t 15 . 0 100 40 800 433 . 0 ? ′
′ 3 圆整后取缸盖厚度t=150mm 。
（4）主缸最小导向长度的确定
当活塞杆全部外伸时， 从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离称为
最小导向长度，用H 表示。如果导向长度太小，会因为间隙引起的挠度而使液 压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定工作。一般而言，液压缸的最小导向长 度应该满足如下要求 [5] ：
2 20 D L H + 3 (2-5)
导向长度如图2‐3所示： 活塞
隔套 图 2-3 主缸导向长度原理
式中：
L —液压缸的最大行程；
D —液压缸的内径。
可知主缸的最大行程H=800mm ，液压缸内径D=590mm 代入公式（2‐5）中， 求主缸的最小导向长度。
即：
mm mm mm H 335 2
590 20 800 = + 3
为了保证最小导向长度H ，不应过分增大 1 l 和B 的大小，必要时可以在缸盖 和活塞之间增加一个隔套来增加最小导向长度。隔套的长度C 可有公式（2‐6） 求得，即：
) (2
1 1 B l H C + - = (2-6)
式中：
B —活塞的宽度，一般取B=（0.6～1.0）D ；
1 l —缸盖滑动支承面的长度，根据液压缸内径的不同有不同的算法，当D ＜
80mm 时，取 1 l
=（0.6～1.0）D ；当D ＞80mm 时，取 1 l =（0.6～1.0）d 。 （5）主缸活塞材料、技术要求、外形尺寸及密封方案的确定
活塞制造材料一般选用灰铸铁(HT150、HT200)、当缸体内径较小时，整体式 结构的活塞选用35钢、45钢。主缸活塞选用灰铸铁HT200。
活塞制造时外圆柱表面的粗糙度为Ra0.8～1.6μm；外径圆度、圆柱度不大 于外径公差的一半；外径对内孔的径向跳动不大于外径公差的一半；端面对轴线 垂直度在直径100mm上不大于 0.04mm；内孔与活塞杆的配合取H7/k6。
活塞宽度系数取0.8，即活塞的宽度B=0.8D=0.6×590mm =354mm。圆整后 取活塞宽度B=360mm。
液压机主缸工况时的压力大，泄漏量也会随压力成正比升高，因此密封圈选 用Y X 形密封圈，这种密封圈能承受的大的工作压力，泄漏量小。
（6）主缸活塞杆材料、技术要求及长度确定
活塞杆有空心和实心两种结构形式。空心时一般选用35钢、45钢的无缝钢 管；实心结构选用35钢、45钢。主缸活塞杆选用45钢 [5] 。
活塞杆制造时外圆柱面粗糙度为Ra0.4～0.8μm；热处理要求调质20～
25HRC；外径圆度、圆柱度不大于直径公差的一半；外径表面直线度在500mm 上不大于0.03mm；活塞杆与导向套之间的配合公差采用H7/f7，与活塞连接的配 合公差采用H7/h6。
由行程，确定活塞杆的长度L杆=1570mm。
（7）主缸长度的确定
液压缸缸体内部长度等于活塞的行程与活塞的宽度之和。 缸体的外形尺寸还 应考虑两端端盖的厚度，总体而言，液压缸缸体的长度L不应该大于缸体内径D 的20～30倍，即：L≤（20～30）D 。
由主缸行程为800mm，活塞宽度为360mm,缸盖厚度为150mm，通过计算 可知，主缸的长度取L缸=1970mm。
（8）活塞杆稳定性校核
活塞杆工作中主要受压，当液压缸的支承长度Lb≥(10～15)d时，必须对活 塞杆的弯曲稳定性进行校核,d为活塞杆直径。通过计算可知，Lb的最大值不可 能大于 L杆+L缸=3540mm，而(10～15)d=5900～8850mm。
将参数代入Lb≥(10～15)d中，比较后 Lb＜(10～15)d，活塞杆满足使用要 求，工作时不会失稳。
（9）主缸结构设计
1）缸体与端盖的连接形式
缸体与端盖的连接形式通常有法兰连接、螺纹连接、外半环连接、内半环连 接等形式。由于液压机工况时缸体内的压力很大，所以缸体与端盖的连接方式选 用法兰形式。
2）活塞杆与活塞的连接形式
活塞与活塞杆的连接结构有整体式结构、螺纹连接、半环连接、锥销连接等
连接形式。由于活塞杆直径较大，所以主缸活塞与活塞杆的连接选用端盖加螺钉 连接形式。
3）活塞杆导向结构形式
活塞杆的导向部分包括端盖、导向套、密封、防尘和锁紧结构。工程机械中 导向套一般安装在密封圈的内侧，有利于导向套的润滑。导向套选择常用的黄铜 材料。
4）缓冲装置
液压机运动时的质量大，快进时的速度快，这样活塞在到达行程中点时，会 产生液压冲击， 甚至活塞与缸筒端盖会产生机械的碰撞。 为防止这种现象的发生， 在行程末端要设置缓冲装置。一般缓冲装置有环状间隙式节流缓冲装置、可调节 流缓冲装置、三角槽式节流缓冲装置。
2.4.2水平液压缸的设计
计算水平缸内径和活塞杆直径（水平缸有两个）设计过程和主缸大体相同故 简略将其设计尺寸进行说明：
（1）缸和活塞的尺寸设计
水平缸的最大负载为工进时的负载，即5000KN 。查《液压系统设计简明手 册》，可知液压机的背压在初算时可忽略不计。取液压缸的机械效率cmη = 0.95。
将参数代入公式（2-1），P2忽略不计，可求得液压缸内径
即：
D=461mm
将液压缸的内径圆整为标准系列直径，取D=500mm 那么由d/D=0.7可以求 得活塞杆直径。
即：
d=0.7D ≈360mm
将活塞杆直径圆整为标准系列直径，取d=360mm 。经过计算液压机主缸的 内径、活塞杆直径分别为：D=500mm ；d=360mm 。
水平缸缸体材料的选择 水平缸体材料选用45 钢。
（2）水平缸壁厚的确定
水平缸壁厚δ计算，将D=0.5m ；[σ]= 110MPa ； y P =1.25×32MPa=40MPa
代入公式（2‐2）中，即：
m MPa
m MPa 09 . 0 110 2 5 . 0 40 = ′ ′ 3 d （3）缸体外径的设计将参数代入公式（2‐3），即：
D 外≥0.5m ＋0.18m ＝0.68m
外径圆整为标准直径系列后，取主缸缸体外径D 外＝800mm 。
（4）主缸缸盖材料、厚度的确定
缸盖常用制造材料有35钢、45钢、铸钢，做导向作用时常用铸铁、耐磨铸 铁。缸盖材料选用45钢，缸盖厚度计算公式2‐4
即：
m MPa
MPa t 129 . 0 100 40 68 . 0 433 . 0 ? ′
′ 3 圆整后取缸盖厚度t=130mm 。
（5）水平缸最小导向长度的确定
液压缸的最小导向长度应该满足如下要求： 2 20 D L H + 3 可知缸的最大行程H=500mm ，液压缸内径D=500mm 代入公式（2‐5）中， 求主缸的最小导向长度。
即：
mm mm mm H 590 2
680 20 500 = + 3 （6）水平缸活塞材料、技术要求、外形尺寸及密封方案的确定
活塞制造材料一般选用灰铸铁(HT150、HT200)、当缸体内径较小时，整体式 结构的活塞选用35钢、45钢。主缸活塞选用灰铸铁HT200。
活塞制造时外圆柱表面的粗糙度为Ra0.8～1.6μm ；外径圆度、圆柱度不大 于外径公差的一半；外径对内孔的径向跳动不大于外径公差的一半；端面对轴线 垂直度在直径100mm 上不大于 0.04mm ；内孔与活塞杆的配合取H7/h6。
活塞宽度系数取0.8，即活塞的宽度B=0.8D=0.6×500mm =300mm 。
液压机主缸工况时的压力大，泄漏量也会随压力成正比升高，因此密封圈选 用Yx 形密封圈，这种密封圈能承受的大的工作压力，泄漏量小。并由 Yx 型圈的 安装方式确定活塞的结构形式。
（7）水平缸活塞杆材料、技术要求及长度确定
活塞杆有空心和实心两种结构形式。空心时一般选用35钢、45钢的无缝钢 管；实心结构选用35钢、45钢。主缸活塞杆选用45钢。
活塞杆制造时外圆柱面粗糙度为Ra0.4～0.8μm ；热处理要求调质20～
25HRC ；外径圆度、圆柱度不大于直径公差的一半；外径表面直线度在500mm 上不大于0.03mm ；活塞杆与导向套之间的配合公差采用H7/f7，与活塞连接的配 合公差采用H7/h6。
由行程，确定活塞杆的长度L 杆=1190mm 。
（8）水平缸长度的确定
液压缸缸体内部长度等于活塞的行程与活塞的宽度之和。 缸体的外形尺寸还
应考虑两端端盖的厚度，总体而言，液压缸缸体的长度L 不应该大于缸体内径D 的20～30倍，即：L ≤（20～30）D 。
由水平缸行程为500mm ，活塞宽度为300mm,缸盖厚度为130mm ，通过计 算可知，水平缸的长度取L 缸=1440mm 。
（9）活塞杆稳定性校核
将参数代入Lb ≥(10～15)d 中， 比较后Lb ＜(10～15)d ， 活塞杆满足使用要求， 工作时不会失稳。
（9）缸结构设计
1）缸体与端盖的连接形式
缸体与端盖的连接方式选用法兰形式。
2）活塞杆与活塞的连接形式
由于活塞杆直径较大，所以缸活塞与活塞杆的连接选用端盖加螺钉连接形 式。
3）活塞杆导向结构形式
活塞杆的导向部分包括端盖、导向套、密封、防尘和锁紧结构。工程机械中 导向套一般安装在密封圈的内侧，有利于导向套的润滑。导向套选择常用的黄铜 材料。
2.4.3顶出缸工作压力、内径、活塞杆直径的确定
顶出缸工作负载与主缸相比要小很多，,取顶出缸的工作压力P=12MPa,
（1）计算顶出缸内径和活塞杆直径。最大负载F=500KN 。缸工作压力为
12MPa ，选取d/D 为0.7，取液压缸的机械效率ηcm = 0.95。
将参数代入公式（2‐1），P2忽略不计，可求得液压缸内径
即： D= 95
. 0 10 5 . 31 14 . 3 10 5 . 0 4 6 6 ′ ′ ′ ′ ′ Pa N mm ≈146mm 将液压缸的内径圆整为标准系列直径，取D=160mm ；那么由d/D=0.7可以 求得活塞杆直径。
即：
d=0.7D=0.7x160≈112mm
将活塞杆直径圆整为标准系列直径，取d=110mm 。
经过计算液压机顶出缸的内径、活塞杆直径分别为：D=160mm ；
d=110mm 。
（2）液压缸壁厚
缸壁厚δ计算，将D=0.16m ；[σ]= 110MPa ； y P =1.25×32MPa=40MPa 代
入公式中，即：
d 取35mm
mm
3
28
6 .
液压缸缸体的外径D外计算公式 D外≥D＋2δ
将参数代入公式即：
缸底厚h=0.443D=42.8mm取 45mm
D外≥0.15m＋0.07m＝0.22m
外径圆整为标准直径系列后，取主缸缸体外径D外＝220mm。
（3）顶出缸缸盖材料、厚度的确定
缸盖常用制造材料有35钢、45钢、铸钢，做导向作用时常用铸铁、耐磨铸 铁。缸盖材料选用45钢，缸盖厚度计算公式代入数据：
即：
43
3
t 6 .
mm
圆整后取缸盖厚度t=45mm。
（4）顶出缸活塞材料、技术要求、外形尺寸及密封方案的确定 【21】
活塞制造材料一般选用灰铸铁(HT150、HT200)、当缸体内径较小时，整体式 结构的活塞选用35钢、45钢。主缸活塞选用灰铸铁HT200。
活塞制造时外圆柱表面的粗糙度为Ra0.8～1.6μm；外径圆度、圆柱度不大 于外径公差的一半；外径对内孔的径向跳动不大于外径公差的一半；端面对轴线 垂直度在直径100mm上不大于 0.04mm；外径用橡胶密封圈密封的公差配合取 f7～f9，内孔与活塞杆的配合取H8/f7。
活塞宽度系数取0.9，即活塞的宽度B=0.9D=0.9×110mm =100mm。
液压机顶出缸工况时的压力不大，泄漏量也会很小，因此密封圈选用O形 密封圈，并采用加双挡片的结构。
（5）顶出缸活塞杆材料、技术要求及长度确定
活塞杆有空心和实心两种结构形式。空心时一般选用35钢、45钢的无缝钢 管；实心结构选用35钢、45钢。主缸活塞杆选用45钢。
活塞杆制造时外圆柱面粗糙度为Ra0.4～0.8μm；热处理要求调质20～
25HRC；外径圆度、圆柱度不大于直径公差的一半；外径表面直线度在500mm 上不大于0.03mm；活塞杆与导向套之间的配合公差采用H8/f7，与活塞连接的配 合公差采用H7/h6。
由行程和下横梁尺寸和工作效果，确定活塞杆的长度L杆=1170mm。
（6）顶出缸长度的确定
液压缸缸体内部长度等于活塞的行程与活塞的宽度之和。 缸体的外形尺寸还 应考虑两端端盖的厚度，总体而言，液压缸缸体的长度L不应该大于缸体内径D 的20～30倍，即：L≤（20～30）D 。
由顶出缸行程为，活塞宽度为,缸盖厚度为，通过计算可知，主缸的长度取L 缸=560mm。
（7）活塞杆稳定性校核
将参数代入Lb ≥(10～15)d 中， 比较后Lb ＜(10～15)d ， 活塞杆满足使用要求， 工作时不会失稳。
（8）缸结构设计
1）缸体与端盖的连接形式
缸体与端盖的连接方式选用法兰形式。
2）活塞杆与活塞的连接形式
缸活塞与活塞杆的连接选用圆螺母螺纹连接形式。
3）活塞杆导向结构形式
活塞杆的导向部分包括端盖、导向套、密封、防尘和锁紧结构。工程机械中 导向套一般安装在密封圈的内侧，有利于导向套的润滑。导向套选择常用的黄铜 材料。
2.5 立柱设计
液压机的最大负载约为8000kN ，通过力传递后，最后由四根立柱承受
8000kN 的拉力，作用在每根立柱上的拉力为负载的1/4，即2000kN 。受力如图 2‐4。 横梁
导柱
F-负载 T-导柱拉力
图 2-4 立柱受力图
立柱的安全直径D ，可由许用拉应力公式(4‐1)计算。
A F
= ] [s (2-7)
式中：
] [s —许用应力；取45钢 ] [s =80～100MPa ；
F —轴向拉力；
A —横截面积。
即：
m Pa
N F D 178 . 0 10 80 14 . 3 10 2 4 ] [ 4 6 6 = ′ ′ ′ ′ = = s p 为了防止四根导柱因瞬间的受力不均而被破坏，导柱直径可适当加大，取 D=200mm 。
由工作台有效尺寸已知：左右1300×前后1100mm, 取立柱中心距（左右） B=1500mm 。
立柱在工作过程中的主要受力如图4-1所示。因此材料必须具备较高的抗拉 强度。立柱材料选择45钢。立柱除了承受拉力之外，外圆柱表面与滑块之间还存 在摩擦力。为了减少立柱表面的磨损，通过表面热处理提高表面硬度增加表面耐 摩性。总的热处理工艺为调质和表面淬火。
2.6 上横梁设计
上横梁位于立柱上部，用于安装主缸，承受主缸的反作用力。
材料选择：采用ZG270-500铸钢件。
热处理要求：必须进行必要的内处理，消除其内应力。
由《中小型液压机设计计算——主机的设计计算》可知：
上横梁的高度=（0.4~0.7）B=600~1050(mm)
确定上横梁的长、宽、高尺寸分别为1600、1600、800mm ，截面米字型空 心筋板强化。
理论计算校核：
横梁受力可以简化为简支梁,中间受载的情形，如图2-5所示。
截 面1-1
图 2-2 梁受力分析图
由《中小型液压机设计计算——主机的设计计算》可知：
max 1 4 M PB = (2-8)
其中：
P—公称压力（N ）
B—立柱中心距（m ）
将P=8000000N ，B=1.5m 代入公式2‐8，
= M max 3000000
初步确定上横梁的长、宽、高尺寸分别为1600、1600、800mm ，截面可以 相似为矩形。在负载作用下的剪力和弯矩在中心处为最大。
已知中间截面弯矩最大，该截面是危险截面。为了保证横梁能够正常工作，
必须对该截面进行强度校核。正应力计算公式为 【9】 ：
W M max max =
s (2-9)
式中： max s —最大弯曲正应力；
max M —最大弯矩；
W —抗弯截面系数( 3 m )。
矩形截面抗弯系数W 计算公式为：
6
2
bh W = (2-10)
式中：
b —矩形截面的宽；
h —矩形截面的高。
即：
3 2 175 . 0 6
8 . 0 6 . 1 m W ? ′ = MPa m
m N 15 . 17 175 . 0 . 10 3 3 6 max ? ′ = s 铸钢ZG270‐500的弯曲许用应力[ s ]=60MPa ，而横梁的最大弯曲应力 max s =17.2MPa ，远小于材料的许用应力，经过校核，设计尺寸满足要求。 确定上 横梁的长、宽、高尺寸分别为1600、1600、800mm 。截面积为米字型厚度取 90mm.
2.7 下横梁工作台的设计
工作台承受液压机总吨位。工作时压力通过模具作用于制件，由于大多数 的制件和模具有对称的形状，并且模具应居中安装，因此可以认为工作台是一 个中间部分承受均布载荷的梁，如图2-3。
8MN板框式模锻液压机本体设计
本科毕业设计（论文） 8MN板框式模锻液压机本体设计
燕山大学
本科毕业设计（论文） 8MN板框式模锻液压机本体设计 学院（系）：机械工程学院____________ 年级专业：__________ 2010级_____________ 学生姓名：_______________________________ 指导教师：_______________________________ 答辩日期：2014 年月日 ________________
燕山大学毕业设计（论文）任务书 学院：机械工程学院系级教学单位：塑性成形系
摘要大型模锻件制造水平的高低与航空航天、核电、船舶、军工等行业的发展存在着直接的联系并产生深远的影响。为了满足对大型锻件日益增长的需求，用于其生产的主要设备—大型模锻液压机的研究、开发就显得更加迫切。模锻液压机本体结构多种多样，其中，板框组合式结构可以很好的解决大型压机高承载引起的一系列问题，所以国内外大型模锻液压机广泛采用此结构。目前大型板框式模锻液压机板框结构形式主要有三类：①框架由多层横板和竖板联成②框架由多层整片“ O'形钢板相互叠加通过预紧而成③框架由多层带钩头的钢板组合成。液压机框架由多层带“ C”形钩头钢板组合成可以节省材料，降低成本，而且还能够解决加工、制造、安装、运输等问题，减少应力集中现象出现，提高了机架的强度，明显优于其它结构。 在设计过程中，根据液压机的主要技术参数算出主工作缸、穿孔缸、回程缸、平衡缸、上梁板、下横梁、活动横梁、“ C”形板、大拉杆、上下夹紧梁和上十字键等的主要尺寸。液压缸作为液压机的关键部件，必须拥有足够的强度或刚度，所以必须通过校核计算，确定液压缸最终尺寸，并且利用UG 软件，建立了横梁、夹紧梁，上十字键和整体框架等零部件的实体模型，以Marc有限元软件作为分析工具，对主要受力零部件进行了三维有限元计算，对其结构的合理性和应力集中情况进行了分析，最终完成设计。 关键词：模锻，液压机，本体，板框式，建模，有限元，分析
液压机液压系统设计
新疆大学 专业课课程设计任务书 班级：机械12-7 姓名：麦麦提阿卜杜拉学号：20122001702 课程设计题目：基于plc的液压动力滑台控制设计 说明书页数：19页 发题日期：2016 年 2 月26 日完成日期2016年4月15日 指导教师：穆合塔尔老师
目录 1.1.1设计任务- 2 - 2.1.1负载分析和速度分析- 2 - 2.11负载分析- 2 - 2.12速度分析- 2 - 3.1.1确定液压缸主要参数- 3 - 4.1.1拟定液压系统图- 6 - 4.11选择基本回路- 6 - 4.12液压回路选择设计- 7 - 4.13工作原理：- 8 - 5.1.1液压元件的选择- 9 - 5.11液压泵的参数计算- 9 - 5.12选择电机- 10 - 6.1.1辅件元件的选择- 11 - 6.11辅助元件的规格- 11 - 6.12过滤器的选择- 11 - 7.1.1油管的选择- 12 - 8.1.1油箱的设计- 13 - 8.11油箱长宽高的确定- 13 - 8.12各种油管的尺寸- 14 - 9.1.1验算液压系统性能- 14 - 9.11压力损失的验算及泵压力的调整- 14 - 9.12液压系统的发热和温升验算- 16 -
1.1.1设计任务 设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行→慢速加压→快速返回→停止。压装工作速度不超过5mm／s，快速下行速度应为工作速度的８～10倍，工件压力不小于10KN。 2.1.1负载分析和速度分析 2.11负载分析 已知工作负载F w =10000N。惯性负载F a =900N，摩擦阻力F f =900N. 取液压缸机械效率 m η=0.9，则液压缸工作阶段的负载值如表2-1： （表2-1） 2.12速度分析 已知工作速度即工进速度为最大5mm/s,快进快退速度为工进速度的8-10倍。即40-50mm/s. 按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图：
小型液压机液压系统设计
前言 (2) 一工况分析 (3) 二．负载循环图和速度循环图的绘制 (4) 三．拟定液压系统原理图 (4) 1. 确定供油方式 (5) 2. 调速方式的选择 (5) 4. 液压阀的选择 (8) 5. 确定管道尺寸 (9) 6. 液压油箱容积的确定 (9) 7. 液压缸的壁厚和外径的计算 (9) 8. 液压缸工作行程的确定 (9) 9. 缸盖厚度的确定 (9) 10. ................................................................................................................. 最小寻向长度的确定.. (10) 11. ................................................................................................................. 缸体长度的确定 (10) 四．液压系统的验算 (10) 1．压力损失的验算 (10) 2. ................................................................................................................... 系统温升的验算 (12) 3. ................................................................................................................... 螺栓校核 (13)
国外近十几年液压机及大型锻件生产发展概况
国外近十几年液压机及大型锻件生产发展概况 国外近十几年液压机及大型锻件生产发展概况进入20世纪90年代，世界经济发展的动向是，新技术成为推动经济发展的重要因素，世界性产业结构调整继续深化和国际化的步伐加快，发展中国家的经济迅速发展，发达国家不仅在产品上，还在资本和技术上寻求向外扩张。我国加入世贸组织是表明要参与国际经济大循环，我国的大型锻件生产也将推向国际化，大锻件生产的技术含量很高，要参与国际竞争，实质就是质量，品种，成本和投资深化的竞争，也就是先进生产技术的竟争。了解国外大型锻件生产发展水平，行业生产技术发展状况，才能探讨加速我国大型锻件生产的技术改造，在提高自给率的同时开发国际市场，这是当前十分重要的问题。 在20世纪90年代前后，由于发达国家重工业生产不景气，成套设备市场处于饱和状态，造成大型锻件市场紧缩，竞争激烈，再加上油价上涨，劳动力不足，严格执行环保法规，这些辣手问题困扰着大型锻件的生产发展。另一个难题是随着大型机械产品和重大成套设备技术不断发展，对大型锻件的质量提出了更高的性能要求。为了扭转这种局面，适应市场的高要求，再加上近十几年出现不少新钢种，冶金技术和锻压加工技术的快速发展，推动了世界性大型锻件生产行业的大改组，大投资和生产技术的大提高，以适应市场激烈竞争的要求。 在20世纪60?70年代，国外生产大型自由锻件的国家通过采用新技术，新设备，结构调整，关闭和新建一批液压机，重新进行分工，经过几年逐步走向合理。如美国，英国，德国，意大利关闭10多家大型铸锻件生产厂，关闭，拆除10 多台60MN以上自由锻水压机，其中美国有60MN，120MN，140MN，英国有2台60MN，90MN和德国有2台60MN，80MN意大利，120MN等。（一）近十几年大型锻件生产技术的发展特点锻造用钢锭质量直接决定锻件毛坯的质量，而锻件产量与锻压设备性能和辅助设备配置有关，为此，国外大型锻件生产企业主要抓冶炼质量及水压机性能和辅肋设备的配置。 1，冶炼方面：采用电炉或超高功率电炉（超高压）和钢包精炼炉（劳改），经真空碳脱氧（光碟）或或真空吹氧脱碳（VOD）的处理的钢液，在真空室浇注钢锭，已成为用水压机生产大锻件不可缺少的重要条件，用电炉和钢包精炼炉合理冶炼分工，组织最佳冶金过程，采用电磁搅拌，真空吹氩脱气，真空浇注等，对钢液进行综合处理，使钢中气体和有害元素含量达到最低，如氢≤为0.5ppm，02≤9PPm，磷，硫，砷（砷），锡（锡），锑（锑）为0.006?0.003％的水平，达到减少成份偏析，改变非金属夹杂物形态，以提高大型锻件的综合性能。
小型液压机液压系统课程设计
攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号：vvvvvvvv 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师：vvvvvv 职称：vvvv 2014 年06 月15 日 攀枝花学院教务处制
攀枝花学院本科学生课程设计任务书 目录
前言 (5) 一设计题目 (6) 二技术参数和设计要求 (6) 三工况分析 (6) 四拟定液压系统原理 (7) 1.确定供油方式 (7) 2.调速方式的选择 (7) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (8) 4.液压阀的选择 (10) 5.确定管道尺寸 (10) 6.液压油箱容积的确定 (11) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (11) 8.液压缸工作行程的确定 (11) 9.缸盖厚度的确定 (11) 10.最小寻向长度的确定 (11) 11.缸体长度的确定 (12) 五液压系统的验算 (13) 1 压力损失的验算 (13) 2 系统温升的验算 (15) 3 螺栓校核 (16) 总结 (17) 参考文献................................................................................................. 错误！未定义书签。
前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。
锻造液压机原理
天津大学 2007届高职专科毕业设计 论文题目：锻造液压机的原理 姓名： 年级：2007届 院系：电气与自动化工程学院 电气与自动化技术
摘要 液压机主机部分包括液压缸、横梁、立柱及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、控制系统、电动机、压力阀、方向阀等组成。液压机采用PLC控制系统，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。该系列液压机具有独立的动力机构和电气系统，并采用按钮集中控制，可实现手动和自动两种操作方式。 该液压机结构紧凑，动作灵敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，压力和行程可在规定的范围内任意调节，操作简单。在本设计中，通过查阅大量文献资料，设计了液压缸的尺寸，拟定了液压原理图。按压力和流量的大小选择了液压泵，电动机，控制阀，过滤器等液压元件和辅助元件。 关键词：锻造，液压系统，液压机， PLC
目录 目录 (Ⅰ) 第1章国内外重型锻压设备的发展概况 (1) 第2章锻造液压机系统 (4) 2.1 锻造液压机的系统原理 (4) 2.1.1液压系统工作原理 (4) 2.2.液压系统分析 (5) 第3章锻造液压机的改进设计方案及分析 (6) 3.1 锻造液压机的该机方案 (6) 3.2 液压机的改进方案分析 (7) 第4章PLC在液压机控制系统改造中的应用 (7) 4.1 工艺原理分析 (8) 4.2 液压系统控制过程分析 (8) 4.2.1 液压机执行部件动作过程分析 (8) 4.3 PLC电控系统设计 (10) 4.3.1 硬件设计与软件实现 (10) 4.3.2 三地操作 (14) 4.4 PLC可靠性保护措施 (15) 4.4.1电动机组保护 (15) 4.4.2机械设备的保护 (15) 4.5 PLC程序设计 (16) 第4章液压机电气控制系统 (18) 4.1 液压机电气控制方案设计 (18) 4.1.1液压机电气控制方案选择 (18) 4.1.2电气控制要求与总体控制方案 (19) 4.2 液压机电气控制电路设计 (20) 4.2.1液压机主电路设计 (20) 4.2.2液压机控制电路设计 (20) 4.3 液压机电气控制系统分析 (22)
液压机液压系统设计
攀枝花学院 学生课程设计说明书 题目：液压传动课程设计 ——小型液压机液压系统设计学生姓名： 学号： 所在院系：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化班级： 指导教师：职称： 攀枝花学院教务处制
攀枝花学院本科学生课程设计任务书 注：任务书由指导教师填写。
摘要 液压机是一种用静压来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械，在许多工业部门得到了广泛的应用。液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。液体传动是以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动系统。本文利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压传动系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格。确保其实现快速下行、慢速加压、保压、快速回程、停止的工作循环。 关键词：液压机、课程设计、液压传动系统设计
Abstract Hydraulic machine is a kind of static pressure to the processing of metal, plastic, rubber, the powder product of machinery, in many industrial department a wide range of applications. The design of the hydraulic drive system in modern mechanical design work occupies an important position. Transmission fluid is the liquid medium for the work carried out energy transfer and control of a transmission system.This paper using hydraulic transmission to the basic principle of drawing up a reasonable hydraulic system map ,and then after necessary calculation to determine the liquid pressure system parameters , Then according to the parameters to choose hydraulic components specification. To ensure the realization of the fast down, slow pressure, pressure maintaining, rapid return, stop work cycle. Key words:hydraulic machine, course design, hydraulic transmission system design.
小型液压机液压设计概要
题目： 姓名：学号： 院系： 专业：指导老师：时间：
前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。 一设计题目 小型液压机液压系统设计 二技术参数和设计要求； 液压机的工作循环分别由快速空程下行、减速下行、压制、保压、快速回程、停止的工作循环，快速往返速度为 3.5m/min，加压速度为50~250mm/min，压制力为200000N，运动部件总重量为20000N，行程300mm。 三工况分析 首先根据已知条件绘制运动部件的速度循环图。
中国大型压力机现状.doc
中国大型压力机现状 中国目前最大的30000吨级模锻液压机，位于重庆市西南铝业集团有限公司，于1971年制造。 稍有机械制造知识的人都知道，大型模锻液压机是机械制造业不可或缺的重要装备，也是一个国家科技水平、综合国力的重要标志，更是维护国家安全的战略装备。大型模锻液压机是发展航空、航天工业必不可少的装备外，其他重要工业部门也需要大型锻件，如燃气轮机用大型轮盘锻件、烟气轮机用大型轮盘锻件、各类发动机叶片、大型船用模锻件、电站用大型模锻件、压力容器锻件，以及其他类型民用品模锻件的生产，都离不开大压机。 国产10万吨级锻压机落户苏州昆山 2008年10月16日下午，与中国大飞机工程配套的大型模锻液压机项目——苏州昆仑先进制造技术装备有限公司正式落户江苏昆山周市镇。该公司将联合清华大学等机构,整合各方资源，设计制造世界最大的10万吨大型模锻液压机，这一项目将改变世界航天航空业大型锻件生产格局。 据了解，苏州昆仑先进制造技术装备有限公司由市国科创投、爱博创投、启迪科技和清华大学颜永年教授等发起设立。清华大学机械工程系长期从事装备制造技术研发，经过30多年的努力，以颜永年教授为带头人的研发团队，在大型模锻液压机的整体结构和技术方面取得了重大突破，研究成功了具有自主知识产权的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术，已达到国际先进水平。苏州昆仑先进制造技术装备有限公司将采用颜永年教授上述核心技术，从事重型机械装备的设计与制造。 到目前为止，世界范围内拥有4万吨级以上模锻液压机生产能力的国家只有美、俄、法3国。颜永年教授研发的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术，不仅是重型机械装备包括大型模锻液压机的核心技术，应用该项技术还成功设计了国家大型飞机自主研制所急需的8万吨模锻液压机等重大装备，使我国成为第四个具备4万吨级以上模锻压机生产能力的国家。在昆山建设实施的10万吨大型模锻液压机项目，将是世界最大的模锻液压机，将极大提升我国航空关键零部件的制造能力，使我国大型航空锻件的生产水平得到质的提升，并将改变世界航空大型锻件生产格局。 2007年3月，我国宣布启动大飞机工程。据统计，一个常规的飞机项目可直接带动600家企业的发展，间接带动2500余家企业发展。苏州昆仑公司实施的10万吨大型模锻液压机，是大飞机项目成型制造起落架等关键部件的制造设备，将为周市镇打造先进装备制造业产业基地，引进航空、航天工业产业链上的其他企业奠定坚实基础。 目前中国已经开工上马的8万吨以上级模锻压机至少有3台，分别位于昆山、阎良、德阳，可分别配合上海、西安、成都等地的航空航天产业。这标志中国装备制造业整体水平进一步提升，实现了中国锻造产品从高端产品向世界顶级产品的跨越，关键大型锻件受制于外国的时代彻底结束，成为中国国民经济特别是装备制造业和维护国家安全不可缺少的重要战略装备。 更令人震惊的是，清华大学已经研发出16万吨模锻液压机，只因目前我国制造业尚不需要如此之大的模锻液压机，一旦国家需要，即可出图制造。16万吨是俄罗斯7.5万吨压机的2倍多，是美国4.5万吨的3.5倍多。惊人的数字，中国必将成为世界锻压业新的霸主。 黑龙江省齐齐哈尔市中国第一重型机械集团于2006年底建造出15000级自由锻造液压机。 大型航空模锻液压机 现代飞机制造中，轻金属（主要是钛合金）的使用比例越来越高。只有更多地使用轻金属，飞机的性能才能不断得到提高。但是，像钛合金这样的轻金属，其变形时需要很高的单位压强。要生产轻金属模锻件，就必须大幅增加压力机的工作压力。除航空、航天工业外，其他重要工业部门也需要大型锻件。如燃气轮机用大型轮盘锻件、烟气轮机用大型轮盘锻件、各类发动机叶片、大型船用模锻件、电站用大型模锻件、压力容器锻件，以及其他类型民用品模锻件的生产，都离不开大压机。 美国波音747～787、A320～380客机的钛合金起落架，F-16战斗机钛合金机身隔框，D-10飞机的后支承环，915发动机机座，苏27～33战斗机钛合金大型结构件，GT25000舰用燃气轮机直径1.2米涡轮盘等都是在上述大型模锻水压机上模锻成形的。 当前正在进行的11#工程(歼11)国产化项目，自行研制的10#工程(歼10)，FWS-10发动机，GT25000型舰艇用燃气轮机以及正在研制的"四代机"等关系到国防实力的项目，其配套模锻件，都需要在7万吨以上水压机上模锻成形。从国外购进，不但价格昂贵，而且存在隐患，一旦国际形势变化，就很难保障供应，绝非长远之计。最近在美国的高压之下，乌克兰、以色列等国取消了对我国的军工合同就是最好的例证。
小型液压机课程设计报告书
前言 液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，液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。由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。 作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国外机型无较大差距，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、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国外液压机都趋向于集成化、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较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。 近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从70年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。我国从1970年开始对这种阀进行研究和生产，并已将其广泛的应用于冶金、锻压等设备上，显示了很大的优越性。 液压机工艺用途广泛，适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺，压力机是一种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材料，如塑料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺，也可适用于校正和压装等工艺。 由于需要进行多种工艺，液压机具有如下的特点： （1）工作台较大，滑块行程较长，以满足多种工艺的要求； （2）有顶出装置，以便于顶出工件； （3）液压机具有点动、手动和半自动等工作方式，操作方便； （4）液压机具有保压、延时和自动回程的功能，并能进行定压成型和定程成型的操作，特别适合于金属粉末和非金属粉末的压制； （5）液压机的工作压力、压制速度和行程围可随意调节，灵活性大。
模锻工艺及锻模设计培训课程(DOC 64页)
模锻工艺及锻模设计培训课程(DOC 64页)
第十一—第十二—第十三—第十四上次课程回顾： 第三节铸造工艺方案的确定 一、造型、制芯方法的选择 二、铸件浇注位置的确定 三、分型面的选择 四、型（砂）芯设计 第四节铸造工艺参数的确定 一、铸件尺寸公差 二、机械加工余量 三、铸件工艺余量 四、铸件工艺补正量 五、起模斜度（铸造斜度） 六、铸造收缩率 七、最小铸出孔及槽 八、反变形量 第五节液态金属成形工艺设计实例 一、铸造工艺图的绘制 二、铸件图的绘制 三、铸型（装配）图的绘制 四、铸造工艺规程和工艺卡片的编制
问题： 1 在铸造生产中，选择造型方案时应考虑哪些基本原则？ 2 什么叫浇注位置？选择浇注位置应遵循哪些原则？ 3 怎样选择分型面？
1 在铸造生产中，选择造型方案时应考虑哪些基本原则？ （1）造型、制芯方法应与生产批量相适应； （2）造型、制芯方法应适合工厂条件； （3）要兼顾铸件的精度要求和成本。 2 什么叫浇注位置？选择浇注位置应遵循哪些原则？ 浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的位置。 （1）铸件上质量要求高的部分及重要工作面、重要加工面、加工基准面和大平面应尽量朝下或垂直安放；（2）铸件的厚大部位应放在上部，尽量满足铸件自下而上的顺序凝固； （3）应保证铸件有良好的液态金属导入位置保证铸型充满； （4）应尽量少用或不用砂芯。 3 怎样选择分型面？ （1）分型面应选在铸件最大截面处，以保证顺利起出模样而不损坏铸型； （2）尽量将铸件全部或大部分放在同一个半型内；（3）尽量减少分型面的数量； （4）分型面应尽量选用平面； （5）便于下芯、合型和检查型腔尺寸；
多向模锻液压机设计
摘要 本设计为中小型多向模锻液压机，最大工作负载设计为8MN。主机主要由上 梁、导柱、工作台、移动横梁、主缸、顶出缸,水平梁，水平缸等组成。本文重 点介绍了机械及液压系统的设计。通过具体的参数计算及工况分析，制定总体的 控制方案。为解决缸快进时供油不足的问题，顶部设置补油油箱进行补油。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。 此外， 对重要液压元件进行了结构、 外形、工艺设计，对部分液压元件进行了合理的选型.控制系统的设计，它包括 PLC的选型与程序设计。 关键词：多向模锻液压机, 机械设计,液压系统，可编逻辑控制器
ABSTRACT This paper design for the multi-forging of hydraulic , the mainframe’s largest work load design for 8000KN. Mainframe mainly by the beam、guided、 worktable、mobile beams、master cylinder、level cylinder、cylinder head out of components etc. This paper focuses on the machine and hydraulic system design. Through analyzing specific parameters and hydraulic mechanic situation , to formulate a master control project. To solve the cylinder express entered the shortage of oil supply in the top of the mainframe installed oil tank. Cylinder for the speed of access restrictions and security through the limit switch to control switches.To ensure the quality of the work-piece molding, the hydraulic system equipped with packing loop through packing work-piece stability molding? To prevent hydraulic shocks, pressure relief system with a loop to ensure that this equipment can be a safe and stable work. In addition, the paper hydraulic station on the overall layout of the key components of the hydraulic structure、shape、process、technique for a specific design.the design of control system ,this part include choose the type of PLC and design the program. Keywords: Multi-forging of hydraulic machine, Design of machinary, Hydraulic System, Programmable Logic Controller
小型液压机液压系统设计(毕业设计)包教答辩
目录 1、压力机液压系统设计要求 (4) 2、压力机液压系统工况分析 (5) 2.1液压缸工作过程运动分析 (5) 2.2液压缸工作过程负载分析 (6) 3、液压缸的设计 (10) 3.1初选液压缸的工作压力 (10) 3.2计算液压缸的尺寸 (10) 3.3计算液压缸的有效面积 (10) 3.4液压缸各工作阶段的压力、流量、功率计算 (11) 3.5液压缸的壁厚和外径的计算 (12) 4、液压缸缸盖厚度的确定 (13) 5、液压缸缸盖螺栓计算和选择 (13) 6、液压系统图的拟定 (14) 6.1供油方式的拟定 (14) 6.2调速回路的选择 (14) 6.3速度连接回路的选择 (14) 6.4保压回路的选择 (14) 6.5泄压换向方法的选择 (15) 6.6平衡及锁紧回路的选择 (16) 6.7系统的工作过程分析 (16) 7、确定液压泵的型号及电动机的型号 (17) 7.1泵工作压力的确定 (17) 7.2泵的流量确定 (18) 7.3选择液压泵的规格 (18) 7.4电动机的选定 (18) 8、阀类元件及附件的选择 (19) 9、确定管道尺寸 (19) 10、液压油箱容积的确定 (20) 11、液压油的选择 (20) 12、液压系统性能的验算 (20) 12.1 压力损失的验算 (20) 12.2 油液温升的计算 (22) 12.3 散热量的计算 (23) 结论 (25) 参考文献 (26)
液压机是一种用静压来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械，在许多工业部门得到了广泛的应用。液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。液体传动是以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动系统。本文利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压传动系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格。确保其实现快速下行、慢速加压、保压、快速回程、停止的工作循环。 关键词：液压机、课程设计、液压传动系统设计
主要工业国家自由锻液压机改造和大锻件生产情况
主要工业国家自由锻液压机改造和大锻件生产情况 1、日本： 生产大锻件企业约20余家，1980年大锻件产量为73万吨，到1987年，在这6年中产量在52～62万吨范围中波动，1999年产量减到50万吨，2000年起产量有所增加，但仍在50～60万吨范围之间波动。椐有关资料报导，2002年生产大锻件企业有22家，产量为54万吨。 在1985～1995年期间，对10台50MN以下自由锻液压机进行更新或现代化改造，现拥有10～130MN 自由锻液压机约40台。所有压机都配用锻造操作机（10～400t-m）。1980年的从业人员为3800人，从1991年起从业人员随大锻件产量波动而减少，到1999年从业人员减到1850人。 日本生产大型自由锻件的主要企业有日本制钢所室兰工厂（JSW）、神户制钢（KOBE）、日本铸锻钢（JCFC）、日立公司、日立金属、川崎制钢公司、大洋制钢、关东特钢等。在日本能采用＞300t钢锭生产大型自由锻件的企业是JSW、KOBE、JCFC。 在近10多年中技术改造较好的是JSW，它拥有100MN 、80MN自由锻液压机各一台，1989年用一台新型双柱下拉式30MN油压机替换原20MN和10MN水压机。80MN液压机配240 t-m锻造操作机，30MN 油压机配80 t-m锻造操作机。30MN油压机和操作机可进行联动，采用计算机控制，在锻造台阶轴、中间轴、平板、模块等锻件时可进行全自动锻造，自动测量和自动控制锻造尺寸、切料、自动记录生产管理数椐。由于80t-m锻造操作机的钳口旋转精度为±1度、大车行走精度为±5mm，与液压机联动后，锻造精度为±1mm，可减少加工佘景3～7mm，钢锭利用率可提高～5%。新型油压机与原水压机相比，锻造时间缩短10～25%；旧水压机生产率为1.3t/时，新型油压机生产率2.4 t/时。 JSW于1969年浇注第一支400吨钢锭，1986年浇注第一支600吨钢锭，到1990年已浇注350～600吨钢锭约370支。350吨钢锭平均直径为3400mm、450吨钢锭平均直径3980mm、600吨钢锭平均直径4130mm。 其次是神户制钢所，其80MN自由锻液压机配400t-m操作机、30MN液压机配120t-m操作机、20MN 液压机配40t-m操作机，其操作机的夹持力比国际上任何一家企业要大，对提高锻件产量打下了基础。 2、意大利 意大利在1980年的大锻件产量为61万吨，1984年世界性大锻件生产不景气时，到1986年大锻件产量下降到25.5万吨。近10多年来意大利对生产大锻件企业采取关闭、兼并、改组和生产技术装备现代化成绩显著。为适应国内外市场变化的新形势，1989年ILVA公司对设置在Terni的Genova—Campli、Cogne、Lovere的锻造企业进行调整，关闭Genova—Campli工厂，并对Lovere的Siderme Camica公司转为私营，1990年在Terni组成新的SdF工厂（ILVA任股东），对原锻造车间进行改造，先拆除6MN、10MN、15MN、45MN、120MN 自由锻水压机，在关闭的Genova—Carnpl工厂拆除50MN、80MN水压机同时还拆除11台老式加热炉，对一些炉子进行改造，安装了自动回流换热烧嘴，减少天然气用量。1989年安装新型126MN自由锻水压机（代替拆除的120MN水压机），于1990年10月投产。该水压机为三缸下拉式，采用4根方立柱，锻造方向的立柱中心距为6200mm、开档高6500mm，最大行程3200mm，当水压为410㎏/cm2时其公称压力为33.5MN/67MN/105MN，当水压强度为510㎏/cm2时，最大镦粗力为126MN，配有100/150 t锻造操作机，可与水压机进行联动，锻造精度±3mm。由于采用计算机控制，与原120MN锻造水压机相比，生产效率提高25%，钢锭利用率提高（重量减少） 8.5%，锻件重量减少6%，机械加工量减少10%，天然气消耗量减少20%，直接劳动力减少20%。 现意大利生产大锻件企业约25家，有10～126MN自由锻液压机约30台，1990年大锻件产量约32万吨、1997年大锻件产量已上升到56.8万吨、2001年为69.7万吨、2004年为74.5万吨、2005年为85.5万吨。 3、韩国 韩国生产大型锻件的主要企业是韩重（HANJUNG—韩国重工及建设有限公司，2001被斗山集团（Doosan）收购）、HHI（Hyundai重工业有限公司）、太熊公司（Taewoong）、Pyonsan公司、Hyunjin 公司、Korea Iron & Steel公司和Changwon Special Steel公司等7家。 韩重于1962年成立，是韩国最大而配套较完整的重机制造公司，但生产大型锻件却始于1982年，有130MN（配400 t-m操作机），42MN（配160 t-m操作机）、16MN（配25 t-m操作机）自由锻液压机。按韩国政府重组分工，主要生产电站锻件。1984年浇注第一支430吨钢锭，生产核电汽轮机转子
小型液压机液压系统课程设计
$ 攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号： vvvvvvvv < 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师： vvvvvv 职称： vvvv # 2014 年 06 月 15 日 攀枝花学院教务处制
）
》 攀枝花学院本科学生课程设计任务书
目录 前言 (1) 一设计题目 (2) 二技术参数和设计要求 (2) 三工况分析 (2) 四拟定液压系统原理 (3) . 1.确定供油方式 (3) 2.调速方式的选择 (3) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (4) 4.液压阀的选择 (6) 5.确定管道尺寸 (6) 6.液压油箱容积的确定 (7) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (7) 8.液压缸工作行程的确定 (7) [ 9.缸盖厚度的确定 (7)
10.最小寻向长度的确定 (7) 11.缸体长度的确定 (8) 五液压系统的验算 (9) 1 压力损失的验算 (9) 2 系统温升的验算 (11) 3 螺栓校核 (11) 总结 (13) ： 参考文献 (14)
前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。
液压传动课程压力机液压系统设计
安徽建筑工业学院 液压传动 设计说明书 设计题目压力机液压系统设计 机电工程学院班 设计者 2010 年4 月10 日 液压传动任务书 1. 液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数： 单缸压力机液压系统，工作循环：低压下行→高压下行→保压→低压回程→上限停止。自动化程度为半自动，液压缸垂直安装。 最大压制力：20×106N；最大回程力：4×104N；低压下行速度：25mm/s；高压下行速度：1mm/s；低压回程速度：25mm/s；工作行程：300mm；液压缸机械效率。 2. 执行元件类型：液压缸 3. 液压系统名称：压力机液压系统。 设计内容 1. 拟订液压系统原理图； 2. 选择系统所选用的液压元件及辅件； 3. 设计液压缸； 4. 验算液压系统性能； 5. 编写上述1、2、3和4的计算说明书。 压力机液压系统设计
1 压力机的功能 液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。 液压机有多种型号规格，其压制力从几十吨到上万吨。用乳化液作介质的液压 机，被称作水压机，产生的压制力很大，多用于重型机械厂和造船厂等。用石油型液压油做介质的液压机被称作油压机，产生的压制力较水压机小，在许多工业部门得到广泛应用。 液压机多为立式，其中以四柱式液压机的结构布局最为典型，应用也最广泛。图所示为液压机外形图，它主要由充液筒、上横梁2、上液压缸3、上滑块4、立柱5、下滑块6、下液压缸7等零部件组成。这种液压机有4个立柱，在4个立柱之间安置上、下两个液压缸3和7。上液压缸驱动上滑块4，下液压缸驱动下滑块6。为了满足大多数压制工艺的要求，上滑块应能实现快速下行→慢速加压→保压延时→快速返回→原位停止的自动工作循环。下滑块应能实现向上顶出→停留→向下退回→原位停止的工作循环。上下滑块的运动依次进行，不能同时动作。 2 压力机液压系统设计要求 设计一台压制柴油机曲轴轴瓦的液压机的液压系统。 轴瓦毛坯为：长×宽×厚 = 365 mm×92 mm×7.5 mm 的钢板，材料为08Al ，并涂有轴承合金；压制成内径为Φ220 mm 的半圆形轴瓦。 液压机压头的上下运动由主液压缸驱动，顶出液压缸用来顶出工件。其工作循环为：主缸快速空程下行?慢速下压?快速回程?静止?顶出缸顶出?顶出缸回程。 液压机的结构形式为四柱单缸液压机。 图 液压机外形图 1－充液筒；2－上横梁；3－上液压缸；4－上滑块；5－立柱；6－下滑块；7－下液压缸；8－电气操纵箱；9－动力机构
小型液压机的液压系统课程设计
小型液压机的液压系统课程设计
学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号：vvvvvvvv 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师：vvvvvv 职称：vvvv 2014 年06 月15 日
课程设计任务书 题 小型液压机的液压系统设计 目 1、课程设计的目的 液压系统的设计和计算是机床设计的一部分。设计的任务是根据机床的功用、运动循环和性能等要求，设计出合理的液压系统图，再经过必要的计算，确定液压系统的主要参数，然后根据计算所得的参数，来选用液压元件和进行系统的结构设计。 使学生在完成液压回路设计的过程中，强化对液压元器件性能的掌握，理解不同回路在系统中的各自作用。能够对学生起到加深液压传动理论的掌握和强化实际运用能力的锻炼。
2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） 要求学生在完成液压传动课程学习的基础上，运用所学的液压基本知识，根据液压元件、各种液压回路的基本原理，独立完成液压回路设计任务。 设计一台小型液压机的液压系统，要求实现的工作循环：快速空程下行——慢速加压——保压——快速回程——停止。快速往返速度为4m/min，加压速度为40-250mm/min，压制力为300000N，运动部件总重量为20000N。。设计结束后提交：①5000字的课程设计论文；②液缸CAD图纸2号一张；③三号系统图纸一张。 3、主要参考文献 [1]左健民.液压与气压传动.第 2 版.北京机械工业出版社2004. [2]章宏甲.液压与气压传动.第 2 版.北京机械工业出版社2001. [3]许福玲. 液压与气压传动. 武汉华中科技大学出版社2001. [4]张世伟.《液压传动系统的计算与结构设计》.宁夏人民出版社.1987. [5]液压传动手册. 北京机械工业出版社2004.