毕业设计正文3.doc

个人收集整理 勿做商业用途第一章 绪 论液压与气动技术近年来在我国工业中得到日益广泛的引用。 气动技术由于具有传动介质来源方便，结构简单、无污染以及易实现程序好自动控制等优点。液压传动以其体积小力量大，运动平稳、可频繁换向、宜实现过载保护等优点，使其在各厂的多种设备中有不同程度的应用。如打包机、上轴机、皮辊机等设备均采用液压传动。纵观液压与气动技术的应用，近年来都有大幅度的发展。但距我国工业发展的形势要求，与其他行业应用情况相比发展是慢的、属低水平的，还没有充分发挥液压与气动技术在自动控制方面所具有的独特优点.例如：大量的液压设备只是运用了液压增力的原理,而忽视了其可频繁换向、大范围无级调速、与电气、电子技术配合控制易实现自动化方面的特点。液压与气动元件是一种适应性强、通用性大的基础元件。它可跨行业地提供配件，所以如何选用元件是我们今后设计新设备、引进国外设备时应注意到的问题。要努力使所选用的元件标准化、系列化。因为这直接关系到日后的维修质量和工作效率，这个问题对于机械企业显得尤为重要。1.1开发背景随着现代工业的发展，市场竞争的需要，人们在不断地研究如何提高生产率,降低生产成本；如何提高产品质量等等；于是，各类装配生产线被不断的复制和创新；而作为装配线上工具-气动液压缸以其诸多优点，被人们广泛采用；我国自改革开放以来，引进了大量的家电生产线，尤其是近几年，汽车、摩托车组装生产线更是大量的采用了气扳机作为主要装配工具，为生产商不断的提高生产率，不断的降低生产成本，不断的提高装配质量，起到了重要作用；然而,随之而来的是噪音的危害；由于气压缸是以压缩空气为动力源，一般工具进气压力在5-6个大气压，而做功后排气压力大于1个大气压，因而产生排气噪音；另外，由于冲压机做功主要是通过零件高速撞击扳轴产生扭矩，因此就会产生机械噪音;在我国，尤其是摩托车生产线，噪音达到95分贝以上，给现场工作人员带来了极大的危害。1。2解决的问题本论文通过分析比较国外样机，确定设计方案,对气动液压缸进行原理性研究，进而实现气动液压缸的国产化开发.1。3意义及目标1.3.1意义为了市场和用户的需要；为了改善劳动环境；为了跟踪国际先进技术和产品，掌握国际动态；为企业今后的发展进行技术储备和提供新的经济增长点；为企业参与国际竞争提供保障。1。3。2目标(1) 完成TOX气动液压缸的结构设计；(2) 掌握TOX气动液压缸的工作原理及关键技术；(3) 样机达到国外同类产品同等水平；（4) 实现计算机三维样图和动画仿真。1。4气动液压缸的现状及发展趋势社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展,也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面:1.4。1减少能耗，充分利用能量液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高.为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：1.减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失.主要表现在改进元件内部流道的压力损失，采用集成化回路和铸造流道，可减少管道损失，同时还可减少漏油损失。2。减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。3.采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。4。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。5.改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路.6。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失11。1.4.2主动维护液压系统维护已从过去简单的故障拆修,发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展.要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感官和经验,通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识，建立完整的、具有学习功能的专家知识库,并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识,用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件,对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则.另外，还应开发液压系统自补偿系统,包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进行补偿,这是液压行业努力的方向.1.4。3机电一体化电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传动与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化,改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、惯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下25：（1） 电液伺服比例技术的应用将不断扩大.液压系统将由过去的电气液压系统和开环比例控制系统转向闭环比例伺服系统,为适应上述发展，压力、流量、位置、温度、速度、加速度等传感器应实现标准化.计算机接口也应实现统一和兼容。(2) 发展和计算机直接接口的功耗为5mA以下电磁阀,以及用于脉宽调制系统的高频电磁阀等。(3） 液压系统的流量、压力、温度、油的污染等数值将实现自动测量和诊断，由于计算机的价格降低，监控系统，包括集中监控和自动调节系统将得到发展。(4) 计算机仿真标准化,特别对高精度、“高级”系统更有此要求。（5) 由电子直接控制元件将得到广泛采用，如电子直接控制液压泵,采用通用化控制机构也是今后需要探讨的问题，液压产品机电一体化现状及发展。液压行业：液压元件将向高性能、高质量、高可靠性、系统成套方向发展；向低能耗、低噪声、振动、无泄漏以及污染控制、应用水基介质等适应环保要求方向发展；开发高集成化高功率密度、智能化、机电一体化以及轻小型微型液压元件;积极采用新工艺、新材料和电子、传感等高新技术5.液力偶合器向高速大功率和集成化的液力传动装置发展，开发水介质调速型液力偶合器和向汽车应用领域发展，开发液力减速器，提高产品可靠性和平均无故障工作时间；液力变矩器要开发大功率的产品,提高零部件的制造工艺技术，提高可靠性，推广计算机辅助技术,开发液力变矩器与动力换档变速箱配套使用技术；液粘调速离合器应提高产品质量，形成批量,向大功率和高转速方向发展。气动行业：产品向体积小、重量轻、功耗低、组合集成化方向发展，执行元件向种类多、结构紧凑、定位精度高方向发展；气动元件与电子技术相结合，向智能化方向发展;元件性能向高速、高频、高响应、高寿命、耐高温、耐高压方向发展,普遍采用无油润滑，应用新工艺、新技术、新材料.(1) 采用的液压元件高压化，连续工作压力达到40Mpa，瞬间最高压力达到48Mpa；（2） 调节和控制方式多样化；(3） 进一步改善调节性能，提高动力传动系统的效率；(4) 发展与机械、液力、电力传动组合的复合式调节传动装置；（5） 发展具有节能、储能功能的高效系统；(6) 进一步降低噪声；（7） 应用液压螺纹插装阀技术，紧凑结构、减少漏油. 第二章 气液增力缸原理2.1液压增力机构的结构及原理在机械装配中，为了有效地拆卸各类回转式零部件,人们设计出各种拆卸工具.在传统的夹具设计中，其夹紧力一般为固定的，要使夹紧力大小随外力增大而增大就很困难。我们设计了一种液压增力机构。下面介绍该液压增力机构的结构和应用实例。2.1.1液压增力机构的基本结构及基本工作原理2。1。1.1基本结构图21为液压增力装置的结构简图；图22为其工作原理图.如图21，增力装置工作时,压力油进入油缸的A腔,推动工作活塞向左移动。当活塞杆前端无外载荷时，压力P较低。当活塞杆前端接触到外载荷时，随着外载荷的增大，供油压力P也随着增高。当压力升高至一定值时，后端盖内的压力顺序阀自动打开，压力油进入B腔,使增压活塞连同增压杆向左移动.增压杆右端圆柱面先封住A腔的进油日，使A腔成为封闭腔。随后该腔则开始增压，压力按增压活塞面积与增压面积之比的倍数增大，使封闭腔内产生超高压.这样在总供油压力不变的情况下，活塞杆的推力却提高数倍26.图21 结构简图图2-2工作原理图2.1.1.2原理及计算图2-3所示为增压原理简图.由此可推算出油缸的增力大小.其计算如下：式中 P-B腔内的油压,PaP-A腔内的油压，PaQ1-增压活塞杆推力，NQ2输出推力,PaD1-增压活塞直径,mmD2工作活塞直径，mmd增压杆直径，mm图2-3增压原理图2。1.2液压增力油缸的增压特性下图24为增力油缸的增压特性曲线图.图中0一a为工作活塞杆无载行程，a一b为初压行程,油缸A腔的压力值随负载的增加而增大。b一c为增压行程，此时压力顺序阀开启，增压活塞工作，A腔压力迅速上升。c一d为保压阶段.此时，系统中安全阀开启，油缸A腔压力到达最大值且恒定。油泵输出压力为额定值b.图24 增压特性曲线图2.1.3液压增力机构的应用2。1.3.1用于机床夹具动力装置一般夹具夹紧机构的动力装置，经调整后可得到一相对稳定的夹紧力，如气动夹紧和液压夹紧机构.而当外力的波动较大或偶然因素引起外力变化时，就不能满足随外力增大而夹紧力相应增大的要求。采用本装置就可达到随外力增加夹紧力也相应增大的目的。2.1。3.2用于各类挤压机械和压力机械机械加工中,有许多工序属于热加工，如热轧、热锻和无缝钢管加工等。加工过程中随时间的延长，这时所需要的压力也相应增大.普通机构要满足该要求，只能将机构产生的力按工作中最大力来设计，这样势必使机构庞大，并且消耗大的功率.若采用本机构，由于它的工作过程与零件加工过程所需力大小相吻合,所以使加工迅速，而且油缸的体积比普通油缸小，所需要的功率也小。2。1.4液压增力油缸的特点（1) 该液压系统的工作压力可通过顺序阀来调节，以适应不同工作情况，提高了装置的利用率。(2) 装置的超高压仅在油缸内（A腔）产生，所以只需保证工作活塞与增压活塞杆两处的超高压密封，简化了整个系统的高压密封,降低了成本。(3） 配以不同的辅助工具，本装置可一机多用,完成各种零件的拆、装、铆、压以及可作为机床夹具夹紧机构的动力装置.(4) 系统产生压力的特点是由小变大，与一般工作过程相吻合,故适用于大、中型和精度要求高的零件夹紧机构和切削力波动较大的场合。2。2气液增力缸及其应用2。2.1 TOX型号气液增力缸的基本工作原理图2-5为气液增力缸的基本结构原理图，Ps为气源,P0为气源压力,左边为液压缸,右边为气液缸,两缸中的油液由一通道相连，密封性能良好。当气源供压力气时，推动活塞D0，从而带动小活塞d产生增大的压力，传递到油液，油液推动活塞D,产生增大后的作用力F，向外输出。图2-4只是简化的工作原理图，实际的机构还应考虑运动的回程、动作的发信、油液的密封、零件的工艺性等。图25气液增力缸的结构原理图 在如下增力式的推导中，忽略了摩擦力、阻尼力等。 （2-1） (22）式(2-1)为压力增大式，设,则为增压比;式(22）为输出力增大式。d越小，则增压比越大,但过小的d会使运动时油液的传输量过小，从而使液压缸的输出行程过小,影响对外作功；D0越大，也可增大增压比,但若D0太大，又会使结构太大，不紧凑.式（21)、式（22）中的结构参数D0、d、D的选择应权衡缸的实际用途，综合考虑结构、输出力、压力油的密封等因素。2。2。2新型气液增力缸的回路图2-6为一种新型的气液增力缸的回路原理图，基本原理为上述原理，在结构及回路动作上比较新颖，而且各零件的加工制作精度易于达到要求，该结构比原有的几种结构类型更实用，动作更可靠，结构更紧凑。图26 新型气液增力缸的回路原理图动作原理简述如下:FV1阀通电换向，气压通过24通道进入a腔，活塞向左运动,将b腔油液送入液压缸无杆腔，推动液压缸活塞左移，此时压力较低（基本为气源压力)，活塞杆快速运动直至工作头接触工件(这个动作称之为“快速运动软接触”)；在液压缸活塞向左运动的同时，另一路气压从FV1阀的4口通过FV2阀的2口进入c腔，以确保小活塞杆d不因气液活塞的运动而被带动产生随动现象.当液压缸活塞杆头部(冲头）接触到工件使压力有所提高时,FV2阀换向（换向压力可由阀FV3调整）,气压通过FV2的4口进入d腔，产生增压动作,推动小活塞杆d伸入油液，进入a、b腔的连通孔，密封住液压缸的压力腔，使油液压力增高，从而在液压缸活塞D上产生增大的输出力；这时c腔的回流气通过FV2阀的2口外排；e腔(液压缸的有杆腔)的回流气通过FV1阀的2口外排,完成工作进程的动作.当压力信号A（或其他信号)发信使FV1阀断电，则FV1的2口通气压，一路气通过FV4进入e腔，使液压缸回程;另一路气通过FV3使FV2换向;第三路气通过FV5进入c腔，使气缸活塞D0（即小活塞杆d)回程;同时，a腔通过FV1的4口外排;d腔通过FV2的4口外排，完成工作回程的动作。所有动作均由气压产生，避免了有的缸回程使用弹簧，时间长了易疲劳损坏的隐患。缸体上设有压力发信元件A及补液元件B，从压力表可直接查看增高后的油压。外部的管路有的是通过结构设计时巧妙地在内部处理，有的在缸体外壁紧贴布置，只有一个外接气源口Ps，整个外形美观、紧凑。2.2。3增力缸应用于小型台式冲压机我们用新型的气液增力缸组成了一种小型台式冲压机-QY型气液增力冲压机（图27)，机器适用于电器、机械等行业中进行工件的冲压、铆接、装配等用途。采用了上述的气液转换增力系统和压力控制系统。图27 QY型气液增力冲压机增力缸本身是一个完整的驱动系统，不同的结构形式和特殊的设计可适用于不同的工艺情况.机器能实现冲压头快速接触工件、无冲击的软到位，以及以极低的能耗实现大的冲压力。可实现压力的无极调节（根据需要还可以实现恒定压力下作用时间的无极调节与控制），达到设定压力(或设定位置)后发信，快速自动回程。快速空行程并软接触工作的功能,可有效地保护模具，并大大地降低了工件噪声，提高了工件的加工质量,改善了冲压加工的工件环境。根据需要，可组成系列的新型气液增力冲床，在冲压件加工行业更好地发挥作用。2.3气液增力缸液压系统的设计2.3.1液压系统的简介液压传动和机械传动相比,具有许多优点，因此在机械工程中，液压传动被广泛采用.液压传动是以液体为工作介质来进行能量传递的一种传动形式。液压传动与机械传动、电气传动相比有以下主要优点：(1）在同等功率情况下,液压执行元件体积小、重量轻、结构紧凑。例如同功率液压马达的重量约只有电动机的1/6左右。(2)液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置；（3）液压装置工作比较平稳,由于重量轻、惯性小、反映快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向；（4)操纵控制方便,可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1），它还可以在运行的过程中进行调速；（5)一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长;（6）容易实现直线运动； （7）既易实现机械的自动化,又易于实现过载保护，当采用电液联合控制甚至计算机控制后，可实现大负载、高精度、远程自动控制。（8）液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。同时液压传动也有缺点：（1）由于流体流动的阻力损失和泄漏较大，所以效率较低。如果处理不当,泄漏不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故；（2）工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作；(3）液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵；（4)由于液体介质的泄漏及可压缩性影响，不能得到严格的定比传动； (5）油液污染。2。3.2液压系统的组成液压传动系统由液压泵、液压阀、执行器及辅件等液压元件组成.它的工作原理是用液压泵把电动机或原动机的机械能转化为液压能，然后通过控制、调节阀和液压执行器，把液压能转变为直线运动或回转运动的机械能，以驱动工作机构完成所需要的各种动作。（1）液压泵（动力元件）：是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的元件，其作用是向液压系统提供压力油，液压泵是液压系统的心脏。因在液压泵中齿轮油泵是借一对相互啮合的齿轮将电动机所输出机械能转换为液压能的装置,齿轮泵的结构简单,工作可靠，维护方便，且噪音小，所以本次设计选用齿轮油泵。 （2)执行元件：把液体压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件,执行元件包括液压缸和液压马达.(3)控制元件:包括压力、方向、流量控制阀，是对系统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。(4)辅助元件：上述三个组成部分以外的其他元件，如管道、管接头、油箱、滤油器等为辅助元件.2.3。3液压传动的应用1、进给运动传动装置2、往复主体运动传动装置3、回转主体运动传动装置4、仿行装置5、辅助装置6、步进传动装置7、静压支撑2。3.4液压传动系统回路如下图28为本设计中的液压系统回路27，本系统通过液压控制，使运动的过程简单化。1液压缸 2单向阀 3液压泵 4电动机5过滤器 6-油箱 7-液压电磁阀 8-安全阀图28-液压传动系统回路2.3。5工作负载的分析计算在本设计中缸体的材料是45#,缸体直径是200mm，缸体壁厚为5mm，45冷拔无缝钢管密度是7.85g/cm3.缸体材料:(R12r12）h1+(R22r12）h2+0.5r22d11 （2-3)=(0.10520。1002) 0.8+（0。12520。1002） 0.03+0.50.09520.005 7。85g/cm380Kgd1-壁厚;R1-外径；r1-内径；R2法兰盘的外径;r2-缸壁中径1-45#密度；h2法兰盘的厚度经计算得出缸体重量约为80Kg，缸体上还有其他构件，所以设缸体重量为100Kg，在运动过程中细管支架一起上升，同时支架上升时受到摩擦阻力，为了保证液压系统能够正常工作，所以可取液压系统工作负载大约为150Kg，即1500N。 (2-4）F0-工作外负载 -摩擦的损失，设为50N -设缸的效率为0.9。则有=1500N2.3。6速度分析因缸体是大型构件，所以速度不要太高,在本设计中设速度为V-80cm/min。2.3.7液压缸的确定液压缸是液压系统的执行元件，它的职能是将液压能转换成机械能，液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。液压缸的活塞能完成往复直线运动，输出有限的直线位移。2.3。7。1液压缸的分类液压刚有多种类型，按供油方向可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只是往缸的一侧输入高压油，靠其他外力使活塞反向回程.双作用缸则分别向缸的两侧输入压力油，活塞的正反向运动均靠液压力完成。按结构形式分,可分为活塞式、柱塞式、摆动式和伸缩式套筒缸。按活塞杆的形式分，可分为单活塞杆缸和双活塞杆缸.按缸的特殊用途分,可分为串联缸、增压缸、增速缸、步进缸等。此类缸都不是一个单纯的缸筒,而是和其他缸筒和构件组合而成，所以从结构的观点看，这类缸又叫组合缸.按使用压力分，可分为中低压缸,2.56.3Mpa机床用；中高压缸，1016Mpa飞机建筑等用；高压缸，25-30Mpa左右,油压机用.2.3。7.2初选液压缸的工作压力取液压缸的工作压力P为15Mpa。2。3.7.3计算液压缸结构参数 F=PS (2-5） （2-6）F-活塞杆上的作用力P-液压缸的工作压力S活塞缸截面积D缸径所以有1500=15106所以有可得出D为142mm。液压缸的缸筒内径D是根据负载大小和选定的工作压力,或运动速度和输入的流量，根据相关公式计算后，再从表2-1标准中选取最相近的标准值而的得出的。表21 D系列油缸内径（mm） （GB/T2348-1993）1012162025324050100125160200250320400 对D进行圆整,取D为160mm。2.3。7。4确定活塞杆的直径液压缸活塞杆直径D按工作时的受力情况来决定，如表22，计算出活塞杆直径D.表22活塞杆直径选择活塞杆受力情况受拉伸受压缩力P1/MpaP155P17P17活塞杆直径（0.30.5）D0。5-0.55D0.6-0。7D0。7D所以有d=0。7D=48mm按下表23进行圆整。表2-3 D系列活塞杆直径45681012141618222528323640455056708090100110125140160180220250280320360经圆整得其为56mm.确定液压缸外径如下表2-4。表2-4工程机械用标准液压缸缸体外径缸内径D4050638090100110125140160200缸外径20号钢工作压力Kgf/cm216050607695108121133146168194245445号钢200506076951081211331461681942452505060831021081211331521681942453205463.583102114127140注：缸体为无缝钢管缸的长度为720mm,在使用45号钢作为缸套时，在160mm内径时其外径为165mm.综合上述条件选用液压缸的型号是HSGL160/56E.液压缸型号说明见图2-9。图2-9-液压缸型号说明Fig29 The illumination of hydraulic pressure Cylinders type2.3。7。5液压缸的校核液压缸的缸筒壁厚，活塞杆直径d，在系统中要进行校核。壁厚校核 （2-7）式中 D-缸筒直径py缸筒实验压力，当缸的额定压力pn 16Mpa时，取py=1.5pn， 而当pn 16Mpa时，取py=1。25pn-缸筒材料的许用压力， =/n，为材料的抗拉强度,N为安全系数,一般取为5。0。7mm校核完全可以活塞杆直径校核 d (2-8）式中d-活塞杆直径F-活塞杆上的作用力-活塞杆材料的许用应力， =/1.4所以d4。2mm所以活塞杆的直径也是可以的。2。3.7。6液压缸的安装在本系统中液压缸只起工进作用，所以对液压缸的安装方式没有特别的要求，液压缸可采用底部外法兰连接法，使液压缸牢固紧固于底座上。2。3.8液压泵的计算液压泵是一种能量转换装置，它把驱动它的原动机的机械能转换成输送到系统中去的油液的压力能。2。3。8.1液压泵正常工作的基本条件（1）在结构上具有一个或多个密封且可以周期性变化的工作容积；当工作容积增大时，完成吸油过程；当工作容积减小时，完成排油过程。液压泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比,与其它因素无关；（2)具有相应的配油机构，将吸油过程与排油过程分开; (3）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。2.3.8.2液压泵的分类液压泵分为齿轮泵，叶片泵，螺杆泵，柱塞泵，钢球泵。齿轮泵又分为外啮合齿轮泵和外啮合齿轮泵.叶片泵包括单作用叶片泵和双作用叶片泵.柱塞泵包括轴向、径向和直列三种泵。2.3。8.3选择液压泵的原则。根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型,然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格和型号. 1. 液压泵的类型选择 。2. 液压泵的工作压力 .3. 液压泵的流量 。2.3.8.4液压泵的特点(1） 液压泵的吸油压力过低将会产生吸油不足，异常噪声,甚至无法工作。因此，除了在泵上，尽可能减少吸油管的液阻外,为了保证泵的正常运行，应该使泵的安装高度不超过允许值，避免吸油滤油器及管路形成过大的压降，限制泵的使用转速在额定范围之内。(2） 液压泵的工作压力取决于外负载,若负载为零,则泵的工作压力为零.随着排油量的增加泵的工作压力自动增加,泵的最高工作压力主要受结构强度和使用寿命的限制.为了防止压力过高而使泵系统受到损坏，液压泵的出口常常要采取限压措施。（3) 变量泵可以通过调节排量来改变流量，定量泵只有用改变转速的办法来调节流量，但是，转速的增大受到吸油性能，泵的使用寿命,效率的限制（4) 液压泵的流量具有某种程度的脉动性质,其脉动情况取决于泵的 形式以及结构 参数.为了减小脉动的影响，除了在造型上考虑外,必要时可以在系统中设置蓄能器和液压滤波器。（5) 液压泵的工作腔靠容积的变化来吸、排油，所以就会在过度密封区存在容积剧烈变化时压力急剧升高或降低的“困油现象”从而影响效率,产生压力脉动,噪声及工作结构附加震动等问题.2。3.8。5确定液压泵的流量在本设计中液压系统的工作平稳，所以系统的流量稳定,计算液压泵的流量有 Q=3L/min (2-9)式中D-液压缸内径L-液压缸的行程V-上升速度在系统中已知液压缸的工作压力是15Mpa,所以泵的型号参照产品样本，选定额定压力比最高工作压力高2530，流量与系统所许最大流量相当的泵。2.3.8.6确定液压泵的型号本设计中选用的是CB-FA1050FL型中高压齿轮油泵，额定压力为30Mpa。2。3.9确定驱动泵的电机的功率2。3。9.1电动机有多种类型1.工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。2。按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机.直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。3.按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。4。按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等.5.按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机）.6.按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机等.调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速电动机外,还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。2.3.9.2功率计算由下列公式计算 N= = 144W （2-10）P-液压泵的实际输出压力 Kgf/cm2 泵的实际工作压力为1.3MpaQ-液压泵的流量了l/min-液压泵的效率，设计中取为0.6表 2-5 设计中一般选用的值液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率0。600。750.65-0.800.60-0。750.800.85根据所用电机的功率选择电机的型号是推荐的YS系列1。1kw三项异步电动机，其额定转速是1400r/min。2.3。10液压辅助元件在本液压系统中，要为了系统的功能和对系统进行保护要安装单向阀和安全阀5。2.3.10。1液压电磁阀为了增加本设计可操作性及自动化，安装一个液压电磁阀，通过电按钮来控制炉体的降落,使用液压电磁阀可以杜绝在使用过程中液压油路的漏油沾染操作人员的双手及衣物，达到操作的先进水平，提高了劳动生产率。2.3.10.2普通单向阀普通单向阀是一种只允许液流沿一个方向通过，而反向液流截止的方向阀。普通单向阀由阀体、阀芯和弹簧等零件组成.阀的连接形式为螺纹管式连接。阀体左端的油口为进油口，右端的油口为出油口，当进油口来油时，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀芯锥面离开阀座,阀口开启，油液流经阀口、阀芯上的径向孔和轴向孔，从右端出口流出。若油液反向，由右端油口进入，则压力油与弹簧同向作用，将阀芯锥面紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。在这里弹簧的力很小,仅起复位的作用.2。3.10.3直动型溢流阀溢流阀按结构形式分为直动型和先导型，它旁接在液压泵的出口保证系统压力恒定或限制其最高压力，有时也旁接在执行元件的进口，对执行元件其安全保护作用.滑阀式直动型溢流阀，主要有阀芯、阀体、弹簧、上盖、调节杆、调节螺母等零件组成。图示位置阀芯在上端弹簧力Ft的作用下处于最下端位置，阀芯台肩的封油长度L将进、出油口割断，阀的进口压力油经阀芯下端径向孔、轴向孔进入阀芯底部油室，油液受压形成一个向上的液压力F。当液压力F大于或等于弹簧力Ft时，阀芯向上运动，上移行程L后阀口开启，进口压力油经阀口溢流回油箱。此时阀芯处于受力平衡状态。第三章 一种新型气液增力冲压机的设计随着机电技术的迅速发展，机电一体化技术已越来越广泛地应用于工业工装设备中。由于气动技术中的气源易于获取、无污染、环保型，气动元气件安装灵活、方便，特别是在加工生产线上，气动技术已被越来越广泛的应用，使得生产线清洁、美观.在冲压技术设备中，目前，国内仍大量使用机械式冲床，这类冲床存在结构笨重、外形庞大、工作噪声大、工作力不可调整、机器的能量利用率不高及设计不合理等缺点。同时为提高这类冲床的能量利用率及增大工作冲击惯性,配备有庞大的飞轮,但设备运行时单位重量的输出力低.这类冲床已越来越不适合于现代生产、加工及制造的要求27.设计的此类新型气液增力冲压机,是一种气液增力作用的气动冲压机器。该机将气动与液压有机结合起来，由于液压的抗压缩及传输性能较强,将液压油作为传动媒介，当气体压强被增大时,把低压的气动压力转换增大为高压的液体压力，由高压液压来完成冲压的工作行程。该机采用气源作为动力源，解决了液压泵站占地大、连接不便和液压油污染环境的缺点.在工作中，该机相当于一台高压液压冲床。该机只在工作行程时，即当冲压头接触到工件时，工作冲程自动开启,在高压下完成工作冲程。其整个行程中空行程时间占大多数,处于气动的低压微能耗工况。同时，由于该机的核心部件：气液增力缸本身是一种完整的驱动系统，不同的结构和特殊的设计，可适用于不同的工艺情况。与目前的众多气液增力缸相比，更显得设计新颖、紧凑4。该机外形图如图3-1。1.气液增力缸2。调节螺母3.气液增力缸气缸座4。冲压机冲头5.滑动杆6。冲压机工作平台7。冲压机机架图31气液增力冲压机外形图3。1冲压机内部增力缸的工作原理气液增力缸的工作原理图21，如图32所示。图32气液增力缸工作原理图工作时，由气源供气到气液缸，产生P1气压推动活塞D1，从而带动活塞D2产生压力,传递到油液，油液推动活塞D3，产生增大后的作用力,向外输出。其平衡公式如下: （31）要想获得较高的F值，就需使D2值较小， D1、D3值较大，而在设计中应根据实际情况，综合考虑来选取。3。2气液增力缸工作回路原理设计的新型气液增力缸,其工作原理见第5-1节所述,但在结构及回路控制上，要比目前所见的其它气液增力缸结构更合理紧凑，动作更可靠，更实用。气液增力缸工作回路原理图，如图3-3所示。其工作回路原理为：在两位五通阀QF1得电后,气源气体分两路，一路由2、5通道进入c腔,推动活塞D2向左移动，活塞D2挤压油液,推动活塞杆D1向左运动,使冲头迅速接触工件，产生预压力.另一路，由2、5通道经QF4单向