四柱式液压机液压系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】.docx
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（20** 届）
本科生毕业设计资料
学 院、系：
专 业：
学生姓 名：
班 级：
学号
指导教师姓名：
职称 最终评定成绩：
二○**年六月
20**届毕业设计课题任务书
院（系）：
机械学院 专业：
机械设计制造及其自动化
指导教师
学生姓名
课题名称
中型四柱式液压机及液压系统设计
内容及任务
一、设计的主要技术参数
用途：
适用于可塑性材料的压制工艺，如粉末制品成型、塑料制品成型、冷热挤压金属成型、薄板拉伸以及冲压、弯曲、翻边、校正等工艺的四柱式万能液压机。
性能特点：
本液压机具有调整、手动及半自动三种工作方式，可实现定压和定程两种工艺方式。
定压成型时，在压制后有保压延时及自动回程动作。
工作台中间装有顶出装置，除顶出制品外，还可作为液压垫用于薄板拉伸制件的压边成型工艺，其工作压力与行程可根据工艺需要在规定范围内调整；可用继电器控制或PLC控制的电气控制系统。
主要技术参数：
公称力（最大压力）2000KN，回程力400KN，顶出力350KN，液体最大工作压力25Mpa，拉伸滑块行程700mm,顶出活塞最大行程250mm,滑块距工作台最大距离
1100mm。
二、毕业设计图纸
1.2000KN四柱式万能液压机主机总图；
2.液压动力系统原理图；
3.液压动力系统（液压站）装配图；
4.其它零部件图。
三、设计说明书
1.液压机及液压系统（与电气控制系统）工作原理及工艺参数的分析与确定；
2.液压动力系统配置、元器件选型与布置设计；
3.部分液压元器件结构参数确定；
4.设计说明书中英文摘要
四、外文翻译
翻译约三千文字的专业英语资料
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1.了解液压机的现状和发展趋势。
2.掌握液压机机械设计的一般过程。
a.液压机及液压系统与其电气控制系统方案设计（工艺分析、原理图设计、总体布局
。
b.技术设计（各组成部分的运动设计、结构设计、材料选择、零件强度与刚度校核、绘制设计图样和编写技术文件。
）
c.审核鉴定。
3.了解常用的CAD设计软件，并能熟练运用一种CAD软件进行液压机机械设计。
4.具备较强的自学能力、掌握独立获取、消化和应用新知识的能力和方法，具有一定的分析解决实际问题的能力，具有初步的科研、开发能力。
拟达到的要求或技术指标
）
进度安排
起止日期
工作内容
1、20**年12.8-20**年
1.12
查资料、写开题报告
2、20**年1.13-2.20
毕业实习、翻译英语资料
3、20**年2.21-4.2
总体方案设计、液压系统方案设计、元器件结构参数确定、其他参数确定及设计
4、20**年4.3-5.8
2000KN液压机装配图及液压原理图、系统配置图、液压站总图与其他零部件图绘制
5、20**年5.9-5.31
撰写设计说明书、论文
6、20**年6.1-6.10
准备答辩
主要参考资料
1.GB9166-88.四柱液压机精度.北京:
国家标准局,1988～05～05发布
2.JB3915-85.液压机安全技术条件.北京:
中华人民共和国机械工业部,1985～02～08发布
3.许福玲、陈尧明主编。
液压与气压传动（第二版），北京：
机械工业出版社2004.7
4.何存兴主编。
液压与气压传动，武汉：
华中科技大学出版社2000.8
5.李爱华等主编。
工程制图基础北京：
高等教育出版社，2003.8
6.钟毅芳等主编。
机械设计，武汉：
华中科技大学出版社2001.2
7.朱理主编。
机械原理，北京：
高等教育出版社，2004.4
8.王伯平主编。
互换性与测量技术基础，北京：
机械工业出版社2000.2
9.赵程、杨建民主编。
机械工程材料，北京：
机械工业出版社2003.1
10.秦曾煌主编。
电工学，北京：
高等教育出版社，2003.2
11.李建兴主编.可编程序控制器应用技术.北京：
机械工业出版社2004.7
12.李发海、王岩编著。
电机与拖动基础（第二版）。
北京：
清华大学出版社.1994
13.陈远龄、黎亚元、傅国强主编。
机床电气的自动控制 重庆大学出版社
14.成大先主编。
机械设计手册单行本机械传动。
北京：
化学工业出版社，2004
15.成大先主编。
机械设计手册单行本常用设计资料。
北京：
化学工业出版社，2004
16.成大先主编。
机械设计手册单行本联接与紧固。
北京：
化学工业出版社，2004
17.PLC在改造成型压力机上的应用。
电脑开发与应用 2002年第05期
教研室意见
签名：
年
月
日
院（系）主管领导意见
签名：
年
月
日
本科毕业设计开题报告
（20**届）
学 院、系：
专 业：
学生姓 名：
班 级：
学号
指导教师姓名：
职称
20**年1月10日
题目：
中型四柱式万能液压机及液压系统设计
1.课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。
（1）液压传动技术的研究发展动向及应用情况
①液压传动技术的发展与研究动向
随着科学技术的不断进步，目前液压技术正向着高压、高速、大功率、高效、低噪音、经久耐用、高度集成化的方向发展。
由于计算机科学技术的成熟，一些新型液压元件和液压系统的设计都运用了计算机CAD、CAT、CDC、计算机实时控制、计算机仿真与优化等计算机辅助技术，很大程度上提高了产品设计的质量。
虽然液压传动技术方便简洁，但是液压传动中存在着一些亟待解决的问题，如：
液压系统工作时的稳定性、工作介质的泄漏、液压冲击对设备可靠性的影响等等，这些问题都是液压传动技术需要研究和解决的。
任何技术的改革和创新，都必须以稳定、可靠的工作为前提，这样才具有它的实际意义。
②液压传动技术的应用
液压传动技术发展到今天已经拥有较为完善的理论和实践基础。
虽然液压传动还存在一些缺陷，但总体上优点还是盖过了缺点。
正因为液压传动具有很多机械传动所不具备的优点，液压传动技术在机械工业的各个领域得到了广泛的应用，如：
矿山机械、工程机械、冶金机械、建筑机械、起重机械等。
液压技术的应用实现了从手动到半自动化、自动化的逐步发展，从而也推动了机械工业的向前发展。
在整个机械传动工程中，液压传动技术扮演了举足轻重的角色。
（2）液压传动的特点
①液压传动的优点
液压传动技术与传统的机械传动相比，液压传动操作方便简单，调速范围广，很容易实现直线运动，具有自动过载保护功能。
液压传动容易实现自动化操作，采用电液联合控制后，可以实现更高程度的自动控制以及远程遥控。
液压传动系统可以灵活布置各个元件，由于工作介质为矿物油，良好的润滑条件延长了元件的使用寿命。
②液压传动的缺点
由于液压传动的工作介质是流体矿物油，因而沿程、局部阻力损失和泄漏较大，泄漏的矿物油将直接对环境造成污染，有时候还容易引发各种安全事故。
液压油受温度的影响很大，因而不能在很高或很低的温度条件下工作。
因为液压油存在一定的压缩性，所以液压传动的传动比不恒定，不能保证很高的传动精度。
密封状况的好坏对液压传动影响很大，因而液压元件必须具有较高的制造精度。
液压传动的故
障排除不如机械传动、电气传动那样容易，因此对维护人员有较高的技术水平要求。
（3）四柱液压机的基本情况概述
目前四柱液压机在我国主要用于实现塑性材料的压力加工工艺如：
冷挤、校直、弯曲、冲裁、拉伸等。
此外液压机还用于粉末冶金、翻边、压装等成型工艺。
液压机按工作介质的不同可分为油压机和水压机，前者的压力传导是通过油液来实现，而后者则靠乳化液实现，因工况要求的不同来选择不同类型的液压机。
四柱液压机由电气控制系统、液压控制系统、主机三部分组成，通过液压油管和电气装置的构成统一整体。
其中电气控制系统由电控箱、操作箱、电气管道等构成；液压控制系统由动力机构、液压管道、限位装置、液压元件等构成；主机则由机身、主缸、顶出缸等构成。
一般情况下液压机完成一次工作循环包括如下主要动作：
主缸活塞滑块快速下行→主缸活塞滑块慢速下行并逐渐加压→主缸保压→主缸卸压→主缸活塞滑块快速回程→顶出缸活塞顶出→顶出缸活塞回程。
在拉伸薄板时，胚料还需要顶出缸压紧，这样的工况就要求顶出缸保持一定的压紧力并随着主缸一起下行。
如果没有达到所需的加工精度，可以通过调节锁紧螺母和调节螺母来调整液压机的加工精度。
（4）四柱液压机的工作原理及过程
①主缸
◆快速下行——按下启动按钮，相应的电磁阀得电吸合，主缸活塞滑块在自重作用下快速下行。
此时仅靠液压泵供油是不能满足快速下行的要求的，必须靠位于主缸顶部的辅助油箱供油来补充上腔形成的局部真空。
◆慢速加压——当主缸活塞滑块下行到一定位置并压下行程开关时，相应的电磁阀得电，辅助油箱供油结束，转为液压油泵为主的供油形式，完成快速下行向工进的转换。
主缸活塞滑块不断下行最终会抵住工件，阻力急剧增大，主缸上腔的压力提高。
◆主缸保压——当主缸上腔的油压达到设定压力值后，压力继电器发出信号，相应的电磁阀得电，阀芯回到中位密封上下油腔，靠单向阀完成保压功能。
◆主缸卸压——保压一段时间后，保压过程结束，时间继电器发出信号，使相应的电磁阀得电，主缸活塞处于回程状态。
由于上腔的压力很高，为了防止液压冲击，应将上腔先卸压再让主缸活塞回程。
采用带卸荷小阀芯的液控单向阀将高压油泄回油箱，使主缸上腔的高压油的压力降到较低值，实现主缸活塞的安全快速回程。
②顶出缸
◆活塞顶出——主缸活塞滑块回程完毕后，按下顶出按钮，相应的电磁阀得电，这时顶出缸下腔进油，活塞上升将工件顶出。
◆活塞回程——工件顶出后，按下回程按钮，使控制回程的电磁阀得电，上腔进油，活塞下降，回程完成。
◆浮动压边——在进行薄板拉伸时，要求顶出缸有一定的压力将胚料压住并随主缸活塞滑块一起下行。
浮动压边可满足薄板拉伸时的压紧要求。
（5）四柱液压机系统的特点及应用范围
①四柱式液压机系统的优点
★ 该液压系统采用的液压泵具有高压、大流量、恒功率、变量等特点，满足工艺要求并节省能耗；
★ 该液压系统能够准确控制并完成零件的压力加工，加工质量可以通过调节设备来保证；
★ 主缸活塞滑块的快速下行靠自重作用来完成，通过辅助油箱补充油液来填充局部真空。
这样的快速运动回路结构简单，运用的液压元件少；
★ 液压机运用单向阀完成主缸的保压功能，采用带有卸荷小阀芯的液控单向阀构成泄压回路，完成主缸的卸压；
★ 液压机的主缸与顶出缸运动互锁。
即主缸运动时顶出缸是不能够运动的，反过来也一样。
这样可以提高液压机工作中的安全性和稳定性；
★ 液压机的液压和电气控制采用按钮集中控制，可实现调整、手动、半自动等操作工艺，简单明了。
②四柱式液压机系统存在的不足
▲ 液压机属于高压工作设备,进行零件的压力加工时,随着压力的不断升高泄漏也会不断增大,这样不利于保证零件的加工精度，同时对环境也造成污染；
▲液压机压力加工完成后，卸压时存在很大的液压冲击，对设备损害很大；
▲ 按下液压机启动按钮后，执行部件并不能够立刻动作，还需有一段“反映时间”，动作灵敏性不及电气控制；
▲ 液压机出现故障不容易及时找到并排除，给维护带来很大的技术难题和不便；
▲ 液压机工作时会形成液压冲击、气蚀等现象，形成了噪音，不利于营造好的工作环境。
③四柱液压机的应用
液压机主要用于可塑性材料的压制，如：
冲压、拉伸、弯曲、翻边、热挤压、校正、压装成型、粉末制品压制成型、磨料制品压制成型以及塑料制品的压制成型等压力加工工艺。
参考文献
[1]GB9166-88.四柱液压机精度.北京:
国家标准局
[2]JB3915-85.液压机安全技术条件.北京:
中华人民共和国机械工业部
[3]许福玲、陈尧明主编.液压与气压传动（第二版）.北京：
机械工业出版社
[4]章宏甲、黄谊、王积伟主编.液压与气压传动.机械工业出版社
2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。
（1）选题依据
①主要技术要求参数：
公称力（最大压力）2000KN，回程力400KN，顶出力350KN，液体最大工作压力25 Mpa，拉伸滑块行程700mm, 顶出活塞最大行程
250mm,滑块距工作台最大距离1100mm。
②主要用途：
用于可塑性材料的压制工艺，如粉末制品成型、塑料制品成型、冷热挤压金属成型、薄板拉伸、冲压、弯曲、翻边、校正等工艺。
（2）主要研究的内容和所要实现的设计目标
① 选择合理的液压系统设计方案（工艺方案设计、液压系统原理图设计、液压站总体布局设计、总体布局设计）满足液压系统的使用性能和安全要求；
② 技术设计（各组成部分及液压系统的控制系统设计、电气控制系统设计、结构设计、材料选择、零件强度与刚度校核、绘制设计图样和编写技术文件）；
③选择合理的材料、液压元件和制造加工工艺；
④整个液压机系统的设计要满足拆装方便，便于运输的要求；
⑤ 通过液压传动控制系统和电气控制系统对主机进行动作循环控制，使液压机能够准确如下动作：
主缸活塞滑块快速下行、主缸活塞滑块慢速加压、主缸保压、主缸卸压、主缸活塞滑块回程、顶出缸活塞顶出、顶出缸活塞退回；
⑥设备设计达到布局合理，结构紧凑、工作稳定可靠、操作简单、维护方便、污染小、噪音低、自动化程度高等要求；
⑦ 能够完成冲压、冷挤、校直、弯曲、粉末冶金压制成型、薄板拉伸、压装成型等加工工艺要求。
（3）设计的基本思路、方案
分析、理解设计任务书的要求→查阅相关资料→初步拟订设计方案→设计方案对比并确定最佳方案→参数的设计计算→零件设计→装配图草图→零件草图→绘制零件图→绘制装配图→编写设计说明书
结语：
四柱液压机解决了塑性材料的产品成型问题。
高的工作压力是该设备工作时的特点，泄漏的液压油将污染环境，液压冲击现象将影响设备安全稳定的工作。
这些不足之处将是液压机今后值得进一步研究和改进的问题。
3.工作进度及具体安排。
20**年12.8～20**年1.12 完成开题报告，上交指导老师。
20**年1.13～2.20 查阅资料，翻译英语资料。
。
日
月
年
指导教师：
4.指导教师意见
修改完善，准备答辩。
撰写设计说明书、论文并打印，完成初步装订工作
20**年6.1～6.10
四柱液压机装配图、液压系统原理图、电气系统控
20**年4.3～5.8
制图以及其他零部件图绘制。
20**年5.9～5.31
液压元件参数确定及选取，其他参数确定及设计。
衡阳起重运输机械有限公司实习；
四柱液压机总体方案设计、液压系统原理图设计、
20**年2.21～4.2
摘 要
本设计为中型四柱式液压机，主机最大工作负载设计为2000KN。
主机主要由上梁、导柱、工作台、移动横梁、主缸、顶出缸等组成。
本文重点介绍了液压系统的设计。
通过具体的参数计算及工况分析，制定总体的控制方案。
经方案对比之后，拟定液压控制系统原理图。
液压系统选用插装阀集成控制系统，插装阀集成控制系统具有密封性好，通流能力大，压力损失小等特点。
为解决主缸快进时供油不足的问题，主
机顶部设置补油油箱进行补油。
主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，本文对液压站进行了总体布局设计，对重要液压元件进行了结构、外形、工艺设计，对主机、电气控制系统进行了简要设计。
通过液压系统压力损失和温升的验算，本文液压系统的设计可以满足液压机顺序循环的动作要求，能够实现塑性材料的锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲等成型加工工艺。
关键词：
液压系统；液压机；毕业设计
买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流401339828或11970985
ABSTRACT
Thispaperdesignforthemediumframeofhydraulicmachines,themainframe’slargestworkloaddesignfor2000KN.Mainframemainlybythe
beam、guided、worktable、mobilebeams、mastercylinder、cylinderheadoutof
componentsetc.Thispaperfocusesonthehydraulicsystemdesign.Throughspecificparametersandhydraulicmechanicsituationanalyzes,formulationofamastercontrolprogram.Bycontrast,developedhydrauliccontrolsystemdiagram.Hydraulicsystemsusecartridgevalveintegratedcontrolsystem,integratedcartridgevalvecontrolsystemhasgoodsealing,flowcapacity,smallpressurelosscharacteristicsetc.Tosolvethemastercylinderexpressenteredtheshortageofoilsupplyinthetopofthemainframeinstalledoiltank.Mastercylinderforthespeedofaccessrestrictionsandsecuritythroughthetripexchangingtocontrolswitches.Toensurethequalityofthework-piecemolding,inthehydraulicsysteminstalledpackingloopthroughpackingwork-piecestabilitymolding;Topreventhydraulicshocks,pressurereliefsystemwithalooptoensurethatthisequipmentcanbeasafeandstablework.Inaddition,thepaperhydraulicstationontheoveralllayoutofthekeycomponentsofthehydraulicstructure、shape、techniqueforaspecificdesign.
Bythelossofhydraulicsystempressureandtemperaturechecked.Hydraulicsystemisdesignedtomeetthehydraulicactionsequenceandcyclerequirementscanbeachievedbyforgingplasticmaterials,stamping,coldextrusion,straightening,bending,andothermoldingprocesses.
Keywords:
HydraulicSystem；HydraulicPressuremachine；Graduationdesign
目 录
第1章 绪论∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1
1.1 液压机现状概要∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1
1.2 本文拟达到的要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2
第2章 四柱液压机总体方案设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
2.1 四柱液压机主要设计参数∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
2.2 四柱液压机工作原理分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
2.2.1 四柱液压机的基本组成∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
2.2.2 四柱液压机的工作原理∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4
2.3 四柱液压机工艺方案设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙
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