新闻标题：基于四柱式液压裁断机液压系统设计

    介绍了四柱式液压裁断机的功能,并对3 500kn液压机液压系统进行了设计,介绍了该液压系统的工作原理和元件选型,对系统的发热进行了计算。

    四柱式液压裁断机适用于各种可塑性材料的压制,如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。其工作过程如下:上液压缸驱动上滑块,实现“快速下行→慢速加 压→保压延时→释压换向→快速返回→原位停止”的动作循环;下液压缸驱动下滑块,实现“向上顶出→停留→向下退回→原位停止”的动作循环。

1 液压系统设计

1·1 初选系统工作压力

   压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。根据最大负载和主机类型选定初始压力的参数值。根据表1、2对3500kn液压机选择压力为26mpa。

1·2 计算液压缸的主要结构尺寸

   选择系统工作压力为26mpa,使液压缸无杆腔的工作面积a1为有杆腔的工作面积a2的2倍,即活塞杆直径d与缸筒d为d=0·707d的关系,选择背压p2=0·8mpa,并由工进时的推力计算液压缸的面积。

根据gb2348-80,将这些直径圆整成标准值,得d=46cm,d=33cm。由此液压缸两腔的实际有效面积为

1·3 制定系统方案

(1)执行机构的确定。四柱式液压机动作机分为上液压缸和下液压缸即顶出缸两部分,均为直线往复运动,所以采用单活塞杆双作用液压缸直接驱动。

(2)液压缸的动作回路。上液压缸要实现快速下降、慢速下行、保压延时、释压换向、快速返回、原位停止的动作;下液压缸要实现向上顶出、停留、 向下退回、原位停止的动作。其运动方向由电液换向阀直接控制,快速运动时需要有较大流量供给。慢速运动时只需要小流量供给即可。

(3)上液压缸的动作回路。在上液压缸快速返回时,为了使液压机动作平稳,不会在换向时产生冲击和噪声,采用释压阀对液压缸上腔进行释压。

(4)安全措施。为了保证对上缸和下缸进行过载保护,特分别加了安全阀。

(5)液压源的选择。该系统采用泵作为液压源。

1·4 液压系统的合成

1·5 液压系统的工作原理

液压机上滑块的工作情况介绍如下:

(1)快速下行。电磁铁1ya通电,先导阀3和上缸换向阀7左位接入系统,液压单向阀i2被打开。上滑块在自重作用下迅速下降。由于液压泵的流量较小,这时液压机顶部储油箱6中的油液经液控单向阀i1也流入上液压缸5上腔内。

(2)慢速加压。在上滑块接触工件时开始,此时上液压缸5上腔压力升高,液控单向阀i1自动关闭,变量泵供油,实现慢速加压,油液流动情况与快速下行时相同。

(3)保压延时。当上液压缸5上腔油压达到调定值时,压力继电器8动作,一方面使电磁铁1ya断电,另一方面使时间继电器(图中未画出)动作,实现保压延时。保压时除了液压泵在较低压力下卸荷外,系统中没有油液流动。

(4)快速返回。保压结束,时间继电器动作,电磁铁2ya通电,先导阀3右位接入系统,释压阀9使上缸换向阀7也从右位接入系统,此时快速返回开始。这时,液控单向阀i1被打开。当储油箱6内液面超过预定位置时,多余油液由溢流管流回主油箱

(5)原位停止。当上滑块上升至挡块15撞着行程开关16时,电磁铁2ya断电,先导阀3和上缸换向阀7都处于中位时,原位停止阶段开始。这时上滑块停止不动,液压泵在低压力下卸荷,系统中的油液流动情况与保压延时相同。

   在这里应注意的是释压阀9的作用和其工作原理。释压阀9是为了防止保压状态向快速返回状态转变过快,在系统中引起压力冲击并使上滑块动作不平稳而设置的,它的主要功用是使液压缸上腔释压后,压力油才能通入该缸下腔。

液压机下滑块的工作情况介绍如下。

   向上顶出,此时电磁铁4ya通电,停留。下滑块上移至下液压缸1中的活塞碰上缸盖时,便停留在这个位置上。向下退回,当电磁铁4ya断电、3ya通电时,下滑块向下退回,原位停止。在电磁铁3ya、4ya都断电时,下缸换向阀2处于中位时下液压缸1原位停止。

1·6 液压元件的选用及设计

   采用轴向柱塞泵,且根据系统压力的选择,泵的型号选择为160zcy14-1b型斜盘轴向柱塞泵,转速n=1 000r/min,功率p1=91·5kw。

   选取电动机的型号为y315m2-6,额定功率为110kw,转速为990r/min。

   油箱的有效容积(液面高度为油箱高度80%时的容积)应根据液压系统发热、散热平衡的原则来计算,这项计算在系统负载较大、长期连续工作时是必    不可少的。但一般情况下,油箱的有效容积可按液压泵的额定流量qb(l/min)估计出来。例如,适用于机床或其它一些固定式机械的估算式为

   v=ξ·qb

   式中:v为油箱的有效容积, l;ξ为与系统压力有关的经验值,低压系统ξ=2~4,中压系统ξ=5~7,高压系统ξ=10~12。文中ξ取11时,得到油箱的有效容积为v=11×160=1 760l。

2 结论

四柱式液压裁断机的液压系统按照3 500kn的要求设计,使液压机能够准确完成预定的动作顺序和工艺流程。