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摘 要
液壓機是一種以液體介質(zhì)傳遞能量來實現(xiàn)各種加工工藝的機器。本次設計的液壓機是四柱式萬能液壓機，其主機結構主要包括液壓缸，上橫梁，活動橫梁（滑塊），四個立柱，工作臺（下橫梁）和頂出缸等。通過查閱相關參考文獻，對液壓機整體進行充分了解，更好的進行方案的分析與選擇。
本次設計首先對液壓機的主機結構和液壓系統(tǒng)方案進行了分析，然后對液壓機的主機結構進行了詳細的設計計算與校；采用“三梁四柱”式主機結構。
在液壓系統(tǒng)的設計中，首先對其進行了負載分析，接下來對液壓機的主缸和頂出缸的設計進行了大量闡述，從而繪制出液壓系統(tǒng)原理圖。又對液壓泵、油管、電動機等進行了設計與選擇，最后得到對泵站的布置安裝。
通過本次設計對液壓機進行更深一步的了解，感受機械在生活中帶給我們的便利，為促進其發(fā)展做出更大的努力。
關鍵詞：四柱液壓機；液壓系統(tǒng)；液壓缸
I
ABSTRACT
Pressure processing, the hydraulic machine is one of the important configuration, which widely used in various sectors of the national economy. The design of the poster is Y32-1000T hydraulic machine. The hydraulic machine is a four-column universal hydraulic press, it is a typical structure of the most common form, which includes a hydraulic cylinder, the beam, the moving beam, four columns, table and air cylinder.
This design firstly analyzes and selects the scheme of hydraulic press, and then carries on the detailed design calculation and the checking to the main machine structure of the hydraulic press, that is to say, the upper crossbeam, the movable crossbeam and the worktable are run through together in the direction of the column.
In the design of the hydraulic system, following a certain design step, the load analysis is carried out first, then the design of the main cylinder and the ejector cylinder of the hydraulic press is expounded, and the principle diagram of the hydraulic system is drawn, and the hydraulic pump, the oil pipe, the motor and so on are designed and selected, and the layout and installation of the pump station are finally obtained.
Reasonable choice of the host structure for the machine manufacture craft, use requirements and other technical and economic has great significance. The design of the machine is made up of mainframe and control system of two parts, through the piping and electrical system device linked to form a complete one.
Key Words： four-column hydraulic press; The hydraulic system; The hydraulic cylinder
II
目 錄
摘 要 2
ABSTRACT 3
1 緒論 6
1.1 概述 6
1.2 研究概況 6
2 液壓機總體方案分析 7
2.1 液壓機工作原理分析 7
2.2 液壓機工作循環(huán) 7
2.3 主要技術規(guī)格的確定 8
2.4 液壓機各部分方案設計 9
3 液壓機主機結構計算與校核 10
3.1 主機總體結構設計 10
3.2 上橫梁的設計與校核 10
3.3 活動橫梁的設計 14
3.4 工作臺的設計與校核 14
3.5 立柱組件的設計與校核 16
4 液壓系統(tǒng)的設計計算 18
4.1 負載分析 18
4.2 主缸的設計與計算 19
4.3 頂出缸的設計與計算 25
4.4 液壓系統(tǒng)流量計算 26
4.5 擬定液壓原理圖 26
4.6 泵的選擇與計算 28
4.7 設計計算油管 29
4.8 電動機的選擇 30
4.9 油箱的設計與計算 30
4.10 布置液壓泵站 31
5 結 論 32
參 考 文 獻 33
附錄A 34
附錄B：外文翻譯 35
附錄C：外文原文 38
致 謝 43
VII
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1 緒論
1.1 概述
液壓機是一種以液體為介質(zhì)傳遞能量來實現(xiàn)各種工藝的機器[1]。液壓機在國民經(jīng)濟的各個領域都得到廣泛的應用，如鍛造液壓機，模鍛液壓機、沖壓液壓機、萬能液壓機等。它們具有許多優(yōu)點：可以根據(jù)工藝要求十分方便的在各種部位布置所需的液壓；振動小、易于實現(xiàn)計算機控制及自動控制等。
四柱式液壓機通常采用三梁四柱式結構，具有實惠，可用性強等優(yōu)點，泄露點可大大減少，同時動作可靠性增強，延長其工作壽命，定壓和定程兩種成形工藝可以得到較好的實現(xiàn)，同時保壓延時功能得到提高。
1.2 研究概況
在生產(chǎn)能力及市場方面，國內(nèi)液壓機的產(chǎn)量每年都有很大的增長率。國內(nèi)液壓機從產(chǎn)值和銷售收入上和國外發(fā)達國家比較，還不具有優(yōu)勢，但從生產(chǎn)的臺數(shù)和總噸位上比較，在國際上，我國的液壓機生產(chǎn)產(chǎn)量處于領先地位。國內(nèi)進口的液壓機多為一些專用液壓機，大部分為日本產(chǎn)品，歐美的產(chǎn)品較少；在產(chǎn)品的技術水平上，國內(nèi)液壓機單機的技術水平達到了國際中等或較先進水平。一些液壓機生產(chǎn)企業(yè)通過技術引進或與國內(nèi)外同行業(yè)的合作，技術發(fā)展很快。但在一些技術含量較高的液壓機中，某些關鍵技術，如液壓和電控部分，還要通過與國內(nèi)外的企業(yè)或研究單位合作，高檔的液壓元件和電控元件還主要依靠進口。從產(chǎn)品分布上看，低檔的液壓機主要集中在小噸位上，一般為小噸位的四柱或單柱液壓機。在質(zhì)量水平上，隨著用戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，國內(nèi)各液壓機生產(chǎn)企業(yè)越來越重視產(chǎn)品的質(zhì)量問題。由于國內(nèi)液壓機的技術最早是從前蘇聯(lián)引進和吸收的，國內(nèi)生產(chǎn)的液壓機在剛度和強度上遠遠優(yōu)于日本及韓國的產(chǎn)品，與歐美的產(chǎn)品相當。
我國液壓機的液壓系統(tǒng)故障較多，亟需解決漏油問題，同時要時刻關注關鍵件的加工質(zhì)量。
1.3 研究內(nèi)容和意義
本設計的重點是液壓機的主機結構設計以及液壓機液壓系統(tǒng)的設計兩方面。在軸類零件的校正零部件的壓裝；粉末制品的壓制等多個領域均可以使用液壓機，以達到工作方便可靠的目的。
2 液壓機總體方案分析
2.1 液壓機工作原理分析
液壓機的工作原理如圖2.1所示。
圖2.1 工作原理示意圖
由管道連接起兩個布滿工作液體的具有柱塞或活塞的容腔，作用在小活塞1上的力為時，則液體上的壓強為，為活塞1的工作面積\。在密閉的容器中，各個方向的液體壓力都是相同的，則壓力將作用在容腔的每一點，則方向相反的作用力會作用在大活塞2上，工件3變形因此會變形，且，是大活塞2的工作面積\。因為比大，則也比大，所以力就被放大了。
2.2 液壓機工作循環(huán)
主缸工作循環(huán)圖如圖2.2（a）所示；
頂出缸工作循環(huán)圖如圖2.2（b）所示；
圖2.2 四柱液壓機工作循環(huán)圖
2.3 主要技術規(guī)格的確定
表2.1 主要技術規(guī)格
序號
項目
規(guī)格
1
公稱壓力
2
最大工作壓力
3
回程力
4
頂出力
5
活動橫梁行程
6
頂出活塞最大行程
7
活動橫梁下平面距工作臺面最大距離H
8
工作臺有效尺寸（前后x左右）
9
活動橫梁行程速度
快進
工進
快退
10
頂出缸行程速度
頂出
快退
11
總功率
2.4 液壓機各部分方案設計
1.液壓系統(tǒng)：
液壓油路：開式；
供油方式：變量泵：
液壓控制元件：插裝閥，溢流閥，調(diào)壓閥緩沖閥，方向閥；
其他裝置：補油和卸油
2.主機形式：
結構：“三梁四柱”；
執(zhí)行元件：主缸和頂出缸。
3 液壓機主機結構計算與校核
3.1 主機總體結構設計
主機總體結構設計見圖3.1。
圖3.1 液壓機主機結構簡圖
1-補油油箱，2-上橫梁，3-主缸，4-活動橫梁，5-立柱，6-工作臺， 7-地基，8-頂出缸
3.2 上橫梁的設計與校核
3.2.1 上橫梁結構形式
上橫梁結構如圖3.2所示
圖3.2上橫梁
上橫梁安裝在立柱上部，上橫梁上可安裝主缸。
本液壓機設計的上橫梁形式采用鑄造。
3.2.2 尺寸計算
45號鋼，毛胚選用鍛鋼并對其表面進行調(diào)質(zhì)處理。
理論設計：
初步確定1410mm、1060mm、700mm為上橫梁的長寬高尺寸，矩形截面。
在主截面所受彎矩計算公式如下：
（3.1）
式中：P---公稱壓力，P=10000KN,
B- --立柱中心距，B=140cm。
代入數(shù)據(jù)可得：，則
在載荷作用下上橫梁的剪力彎矩圖如3.3
在負載的作用下受力圖如圖3.4所示：
3.2.3 強度計算
需對1-1截面進行強度校核來確保其安全工作。
計算公式如下（3.2）：
（3.2）
圖3.3 剪力彎矩圖
圖3.4 受力圖
W計算公式為：
（3.3）
代入數(shù)據(jù)得：
為材料許用應力，
，所以該橫梁可安全工作。
3.2.4 剛度計算
計算公式如下：
（3.4）
（3.5）
得：
=0.056cm
=0.0087cm
上橫梁在公稱壓力下的總變形量為：
0.056+0.0987=0.1547cm
3.3 活動橫梁的設計
3.3.1 活動橫梁的結構
與主缸活塞桿連接，沿立柱導向面做上下往復運動。
3.2.2 活動橫梁的尺寸設計
初步確定1410mm、1060mm、450mm為橫梁的長寬高尺寸。
由于活動橫梁與上橫梁的結構類似，受力情況相同，根據(jù)四柱式液壓機的設計經(jīng)驗，此處設計的尺寸可滿足其安全工作，故再重復校核。
3.4 工作臺的設計與校核
3.4.1 工作臺的設計
為了在進行工藝加工時，可以對模具進行較好的固定，通常在工作臺面上設有T型槽。工作臺材料選用HT20-40。
圖3.5 工作臺T型槽
3.4.2 工作臺的尺寸計算
工作臺中心有一個直徑為32cm的中心孔。由下式計算可得：
（3.6）
，
得：
按照圓的直徑計算，則可得墊板直徑，取墊板寬帶b=42cm。
在主截面上的彎矩：
（3.7）
得：
3.4.3 強度計算
主截面尺寸如下：
受拉截面上：
由于，滿足要求。
3.4.4 剛度計算
計算彎曲和剪切變形量：
= （3.8）
= （3.9）
得：
總變形量為：
0.105cm
允許彎曲變形量為：
故符合剛度要求。
3.5 立柱組件的設計與校核
3.5.1 立柱設計
立柱與橫梁的連接方式選用臺肩式：特點是剛性好，可有效防止立柱與橫梁之間的水平移動。
3.5.2 立柱的尺寸設計
材料選擇：45號鋼。
由液壓機的最大負載為10000KN，可知作用在每根立柱的負載為2500kn。立柱安全直徑D如下：
（3.10）
代入數(shù)據(jù)，得：
圓整后取D=150mm，對其適當加大，取。
3.5.3 立柱的強度校核
（1） 中心載荷時的應力計算公式如下：
（3.11）
式中：F=10000KN,
e=10cm(允許偏心距)
n=4（立柱的根數(shù)）
代入數(shù)據(jù)，得：=27.75MPa
（2） 偏心載荷靜載荷合成應力
將立柱作為插入端的懸臂梁，，應力計算公式如下：
（3.12）
代入公式，得=27.75+92.625=120.375MPa<150MPa，安全。
3.5.4 立柱螺母及預緊
立柱螺母外徑約為螺紋直徑的倍，內(nèi)螺母約為螺紋直徑的倍。
3.5.5 立柱螺母的強度校核
計算作用在每一圈螺紋上的力：
（3.13）
得，=10088kN
計算剪切應力：
（3.14）
其中取，
得：=534MPa
計算擠壓應力計算：
（3.15）
（3.16）
其中：
得，
許用應力選擇：，，，均安全。
4 液壓系統(tǒng)的設計計算
4.1 負載分析
液壓缸受力簡圖如下所示：
圖4.1 液壓缸受力簡圖
（1）導軌摩擦載荷
本設計選用平導軌：
（4.1）
圖4.2 平導軌
（2）慣性力
慣性力指運動部件在啟動或制動過程中的慣性力[21]，其計算公式如下：
（4.2）
式中：m=40kg,
=0.8m/s
=0.5s
（3）液壓缸各個主要工作階段的總機械負載荷可按下列各式計算：
啟動加速時：
（4.3）
穩(wěn)態(tài)運動時：
（4.4）
減速制動時：
（4.5）
式中：，取=0.9
代入數(shù)據(jù)得：
4.2 主缸的設計與計算
4.2.1 定活塞桿直徑
活塞桿的直徑公式：
（4.6）
式中：——45號鋼的許用應力。
活塞桿直徑查表圓整。
==212.7mm
圓整后,取桿徑d=220mm.
圖4.3 液壓缸受力簡圖
表4.1 缸內(nèi)徑d系列
36cm
40cm
45cm
50cm
56cm
63cm
70cm
80cm
90cm
110cm
125cm
140cm
160cm
180cm
200cm
220cm
250cm
280cm
320cm
360cm
4.2.2 根據(jù)速比定出缸筒直徑D
按表4.2選取速比。
表4.2 速比的推薦值
1.15
1.25
1.33
1.46
1.61
2
缸內(nèi)徑公式：
（4.7）
取=2， =311（mm）
計算出的D值按表4.3 圓整
表4.3 缸內(nèi)徑D系列
80mm
100mm
125mm
160mm
200mm
250mm
320mm
400mm
450mm
500mm
取缸的內(nèi)徑D=320mm。
4.2.3 主缸內(nèi)部尺寸設計
（1）缸筒壁厚
計算壁厚按薄壁筒[6]
（4.8）
式中：;
;
——實驗壓力，是最大工作壓力的1.25倍[13]。
本設計中：=100~110，去取=110，=1.25P=
圓整后，取
（2） 缸體外徑的計算
缸體材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)到241~285HBS
缸體外徑公式：
（4.9）
式中:D=320mm
代入數(shù)據(jù)得
（3） 缸底厚度
平底缸底，計算公式：
（4.10）
圖4.4 缸體外徑簡圖
代入數(shù)據(jù)得：
取
（4） 缸蓋厚度
計算公式如下：
（4.11）
式中：t---缸蓋厚度（mm）
---缸蓋止口直徑（mm）
得：,取缸蓋厚度
4.2.4 計算主缸最小導向長度
最小導向長度應滿足：
（4.12）
本設計中，L=900mm=0.9m;
D=320mm=0.32m.
代入數(shù)據(jù)得：H=0.1645m=164.5mm
計算隔套的長度C，即
（4.13）
代入數(shù)據(jù)得：C=2mm
圖4.5 最小導向長度示意圖
4.2.5 主缸活塞計算
材料:45鋼
取其寬度系數(shù)取0.8，則其寬度為
取
4.2.6 主缸長度計算
（4.14）
式中：D--缸體內(nèi)徑
由于L=900mm,B=260mm,t=120mm,取主缸的長度=1400mm.
4.3.6 計算缸體的強度
（1） 缸體中斷
選用45號鋼，應用第四強度理論[6]。
（4.15）
式中D=320mm，，P=20,代入數(shù)據(jù)得，安全。
（2）支承臺肩
計算擠壓壓力：
（4.16）
--缸體上螺紋外徑，=50mm
S-支承臺肩倒角或圓角半徑，取
得，滿足要求。
（3）缸底強度
圓形平板：
（4.17）
，=0.725
得：<，滿足要求。
（4）缸口部分零件
①缸口導套及法蘭盤上的力：
（4.18）
式中：=320mm d=220mm
代入數(shù)據(jù)，得：=kN
②螺栓計算
選擇45號鋼，。由公式（4.19）計算螺栓拉應力：
（4.19）
，
得：，滿足要求。
③缸口導套擠壓
選用45鋼，計算擠壓應力：
=100MPa （4.20）
得：<,滿足要求
4.3 頂出缸的設計與計算
4.3.1 定活塞桿直徑
根據(jù)公式（4.6）
計算出的活桿直徑查4.1圓整。
代入數(shù)據(jù)得：d=73.6mm
圓整后,取桿徑d=80mm.
4.3.2 根據(jù)速比定出缸筒直徑D
按表4.2選取速比。
根據(jù)缸內(nèi)徑公式（4.7）：
取=2， =113.1（mm）
計算出的D值按表4.3 圓整
圓整后取缸的內(nèi)徑D=125mm。
4.3.3 頂出缸尺寸設計
（1） 材料選擇
材料：45鋼，
最大工作壓力：12.5MPa，。
（2）缸筒壁厚
可按公式（4.8）計算缸壁厚度
本設計中：=100~110，去取=110，=1.25P=
圓整后，取
（2） 缸蓋厚度
材料：35鋼，計算公式（4.11）：
代入數(shù)據(jù)得：
選取缸蓋厚度
4.3.4 頂出缸最小導向長度
對于一般的液壓缸，其最小導向長度應滿足公式（4.12）：
本設計中，L=400mm=0.4m;
D=125mm=0.125m.
代入數(shù)據(jù)得：H=0.0825m=82.5mm
4.3.5 頂出缸活塞計算
主缸活塞材料選用HT200.
活塞寬度系數(shù)取0.8，則活塞寬度為
取B=100mm.選用O形密封圈進行密封。
4.3.6 頂出缸長度計算
由式（4.14）
4.4 液壓系統(tǒng)流量計算
4.4.1 主缸流量計算
流量計算公式：
（4.21）
快進時：
工進時：
快退時：
4.4.2 頂出缸流量計算
頂出時：
快退時
4.5 擬定液壓原理圖
采用恒功率變量泵調(diào)速回路以此保證液壓機的安全工作。
其中先導溢流閥有1、2、6、10、11、15、18，行程開關有1s、2s、3s，緩沖閥有3、7，單向閥有14，電磁換向閥有4、5、8、9、12、13、16、17、19、20，補油油箱是21，充液閥是22，液壓缸有23、24，25是壓力表，F(xiàn)1、F2、F3、F4、F5、F6、F7s、
F8、F9、F10是插裝閥，26斜盤式軸向柱塞泵，27是網(wǎng)式過濾器，28、29、30、31是梭閥
圖4.8 液壓機插裝閥控制系統(tǒng)原理圖
液壓控制系統(tǒng)：
F1連接結構為單向閥，液壓油只能從液壓泵流向液壓系統(tǒng)其他部件，與F2構成進油調(diào)壓集成塊。
F3、F4組成主缸23油液三通回路，構成主缸上腔進油回油集成塊。
F5、F6構成主缸下腔進油回油集成塊，主缸下腔回油用電磁閥12來控制，先導溢流閥10與F6為主缸下腔安全閥，主缸下腔進油用電磁閥9與插裝閥F5來控制；
F7、F8組成頂出缸上腔進油回油集成塊，電磁閥13與F7作用是控制頂出缸上腔
進油，先導溢流閥15用作頂出缸上腔安全閥，頂出缸上腔補油是采用單向閥14；
F9、F10組成頂出缸下腔進油回油集成塊，安全閥是由插裝閥F10與先導溢流閥18組合成。
液壓系統(tǒng)電磁鐵動作順序如下表所示：
表4.5 電磁鐵動作順序表
工 況
1Y
2Y
3Y
4Y
5Y
6Y
7Y
8Y
9Y
10Y
11Y
12Y
快進
+
+
+
工進、加壓
+
+
+
保 壓
泄 壓
+
快退
+
+
+
+
頂 出
+
+
+
快退
+
+
+
4.6 泵的選擇與計算
4.6.1液壓泵最高工作壓力的計算
計算公式為（4.22）：
（4.22）
其中：
-
得：。
泵的額定工作壓力，應滿足，即
4.6.2 計算液壓泵最大流量
計算公式如下：
（4.23）
式中是液壓泵的最大流量；
；
——
代入數(shù)據(jù)，得：≈463.23L/min
4.6.3選擇液壓泵的規(guī)格
液壓泵規(guī)格如表4.6所示
表4.6 液壓泵型號
型號
排量
額定壓力
額定轉(zhuǎn)速
容積效率
250YCY14-1B
250ml/r
31.5MPa
1460r/min
92%
4.6.4 驗算流量
泵排量：
泵的最大流量，小于工作時所需流量，從而造成主缸供油不足，從而無法達到主缸快進、快退時的流量要求，所以需要在液壓系統(tǒng)中設置補油油箱來彌補泵供油不足的情況以滿足液壓機的工作要求。
4.7 設計計算油管
主缸油管：無縫鋼管，頂出缸油管：高壓膠管。
計算公式如下：
（4.24）
其中是油管內(nèi)徑，通過油路的最大流量， 取
4.7.1計算主油缸油管內(nèi)徑
（1）計算進油油管內(nèi)徑：
，泵的額定流量，代入公式（4.24）可得：
取，壁厚
（2）確定回油油管內(nèi)徑：
，代入公式（4.24）可得：
取，壁厚。
4.9.2計算頂出缸油管內(nèi)徑
（1）確定進油油管內(nèi)徑：
，代入公式（4.24）可得：
取。
（2）確定回油油管內(nèi)徑：
，代入公式（4.24）可得：
取。
4.8 電動機的選擇
流量 （4.25）
則電動機功率=18kW
表4.7 電動機型號
型號
額定功率
轉(zhuǎn)速
Y180M-4
22KW
1460r/min
4.9 油箱的設計與計算
4.9.1油箱有效容積的確定
油箱的有效容積V確定算法如下：
中高壓或高壓系統(tǒng)(P>6.3MPa)[13]：V=(6～12) （4.26）
其中V是油箱的有效容積，是泵的額定流量[13]。
代入數(shù)據(jù)可得，V=9=9×250L =2250L
4.9.2油箱的結構設計
材料：Q234A鋼板；連接方式：焊接
初步確定1000mm、760mm、690mm為油箱的長寬高尺寸。泵和動力裝置安裝時底座應該與頂蓋分開，另外制做[13]。
4.10 布置液壓泵站
泵站由液壓油箱、液壓泵裝置、液壓控制裝置三部分組成[13]。本設計選用集中式液壓站，臥式安裝，選擇彈性聯(lián)軸器。
圖4.9 泵站布局簡圖
1-液位器，2-空氣濾清器，3-插裝閥，4-油箱，5-液壓泵，6-電動機，7-吊鉤，8-清洗孔，9-放油塞
5 結 論
本論文經(jīng)過大量的設計計算，取得了以下成果：
（1）設計液壓機總體方案，選擇開式液壓油路，為防止供油不足，選擇插裝閥作為液壓控制元件；
（2）對主機的上橫梁、活動橫梁、立柱、工作臺進行了結構設計、材料選擇、尺寸計算與校核；
（3）重點與難點在液壓系統(tǒng)的設計，首先進行了負載分析，確定主缸和頂出缸的主要參數(shù)并進行詳細計算與校核；然后繪制系統(tǒng)的液壓原理圖，接下來對液壓泵、油箱、油管進行計算，并確定其型號；最后對泵站結構進行合理選擇，對其安裝布置。
通過本次設計，使我對液壓機又有了進一步的了解，由于部分參考文獻年份較早，所以個別方案選擇并不完全理想，但總體滿足加工工藝要求。
隨著液壓技術的不但發(fā)展與前進，它將不斷推動機械行業(yè)的發(fā)展，給我們的生活活工作帶來更多的便利與好處，而且操作將更趨向于簡單化，在機械傳動領域中將扮演不可或缺的作用。
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附錄A
液壓元件明細表
序號
液壓元件名稱
元件型號
額定流量（L/min）
1
溢流閥
YEF3-E25B
120
2
溢流閥
YEF3-E20B
120
4
電磁換向閥
34F3P-E16B
80
5
電磁換向閥
24F3-E16B
80
6
溢流閥
YEF3-E25B
120
7
電磁換向閥
24F3-E16B
80
8
電磁換向閥
24F3-E16B
80
9
溢流閥
YEF3-E25B
120
10
溢流閥
YEF3-E20B
120
11
電磁換向閥
34F3O-E16B
80
12
電磁換向閥
24F3-E16B
80
13
單向閥
AF3-Eb20B
100
14
溢流閥
YEF3-E25B
120
15
電磁換向閥
24F3-E16B
80
16
電磁換向閥
24F3-E16B
80
17
溢流閥
YEF3-E25B
120
18
電磁換向閥
24F3-E16B
80
19
電磁換向閥
24F3-E16B
80
20
充液閥
YAF3-Ea20B
150
21
壓力表
KF3E6L
240
22
變量泵
250YCY14-1B
250
23
過濾器
WU-250×180F
250
- 30 -
附錄B：外文翻譯
液壓和氣壓系統(tǒng)
Haug,E. J. and Kwak,B. M，“接觸應力最小化由輪廓設計”，
倫敦：巴特沃思1999
液壓系統(tǒng)
只有三個基本傳遞能量的方法：電力，機械及流體動力。大多數(shù)應用程序?qū)嶋H使用的組合三種方法來獲得最高效的整體系統(tǒng)。要正確判斷該原則的方法來使用，重要的是要知道每種類型的顯著特征。例如，流體系統(tǒng)可以更經(jīng)濟地傳輸能量更大距離可以比機械類型。然而，流體系統(tǒng)僅限于短距離比是電氣系統(tǒng)。
液壓動力傳遞系統(tǒng)所關心的產(chǎn)生，調(diào)制，以及壓力和流量控制，并且通常這樣的系統(tǒng)不易出錯：
1 泵的可轉(zhuǎn)換功率從原動機液壓功率的致動器。
2控制泵流量方向、產(chǎn)生的功率水平和流向執(zhí)行機構的流體流量的閥門。功率電平是通過控制流量和壓力來確定的。
3在需要時將液壓動力轉(zhuǎn)換為可用機械功率輸出的執(zhí)行器。
4 介質(zhì)，這是一種液體，提供了剛性的傳輸和控制如以及潤滑元件，密封閥，并在冷卻制度。
5 連接器，可連接的各種系統(tǒng)組件，提供電源導體，用于在壓力下的流體，并且流體流返回到油箱。
6 流體存儲和調(diào)節(jié)設備，確保有足夠的質(zhì)量和數(shù)量，以及在流體的冷卻。
液壓系統(tǒng)用于工業(yè)應用，如沖床，一般制造業(yè)，農(nóng)業(yè)機械，采礦業(yè)，航空，深?？碧?，交通運輸，海洋技術，海洋天然氣和石油勘探。總之，很少有人經(jīng)過一天的生活不以某種方式受益于液壓系統(tǒng)的技術。
液壓系統(tǒng)的成功和廣泛使用的秘密在于它的多功能性和人性化。通過機器的幾何形狀是流體動力不阻礙情況下的機械系統(tǒng)。此外，權力可以在幾乎無限的傳播由于數(shù)量的流體系統(tǒng)不那么受物理大小的限制材料是電氣系統(tǒng)。例如，一個表現(xiàn)電磁鐵由鋼的飽和極限的限制。另一方面，電源流體系統(tǒng)的限制只由材料的強度容量的限制。
行業(yè)將會越來越依賴于自動化，以提高生產(chǎn)力。這包括生產(chǎn)操作遠程和直接控制，制造工藝和材料處理。流體動力的肌肉因為在以下四大類優(yōu)勢自動化。
1緩解和控制精度。通過使用簡單的杠桿和推按鈕，流體動力系統(tǒng)的操作員能夠容易地啟動，停止加快或減慢，以及位置勢力提供任何所需馬力與公差精確，萬分之一英寸。圖示出了流體動力系統(tǒng)，它允許在飛機飛行員提高和降低了起落架。當飛行員，移動一個小的控制閥在一個方向上，在壓力下的油流向的一端氣缸降低起落架。到收起起落架，導頻使閥桿在相反的方向，從而允許油流進入氣缸的另一端。
2倍增的力量。流體動力系統(tǒng)（不使用笨重的齒輪，滑輪和杠桿）可以簡單地乘以力和有效地從一盎司的幾分之一到幾百噸的輸出。
3恒定的力或力矩。只有流體動力系統(tǒng)能夠提供恒定的力或力矩，無論速度的變化。這是完成的工作是否輸出移動每小時幾英寸，每分鐘幾百英寸，每小時幾轉(zhuǎn)數(shù)，或每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)的。
4簡單，安全，經(jīng)濟。一般情況下，流體動力系統(tǒng)使用運動部件少比同類的機械或電氣系統(tǒng)。因此，它們是簡單的去維護和操作。這，反過來，最大化安全性，緊湊性和可靠性。例如，一個新的動力轉(zhuǎn)向控制設計已經(jīng)讓所有其他類型的電源系統(tǒng)過時在許多非公路車輛。轉(zhuǎn)向裝置包括一個手動的操作的方向控制閥和流量計的單個本體。因為轉(zhuǎn)向單元是完全流體相連，機械連接件，萬向接頭，軸承，減速齒輪等。被淘汰。這提供了一種簡單的，緊湊的系統(tǒng)，此外，非常小的輸入轉(zhuǎn)矩要求生產(chǎn)所需的最棘手的應用程序的控制。這是其中重要的控制空間的限制，需要一個小的轉(zhuǎn)向車輪和有必要減少操作者的疲勞。
流體動力系統(tǒng)的其他好處包括可逆的瞬間運動，自動保護，防止過載，和無極變速控制。流體動力系統(tǒng)也有每重量比最高馬力任何已知的動力源。盡管所有這些非?？扇〉奶攸c流體動力的，它不是萬能的所有電力傳輸問題。液壓系統(tǒng)中也有一些缺點。液壓油是凌亂，泄漏是不可能完全消除。此外，大多數(shù)液壓油可以如果石油泄漏發(fā)生在熱設備的區(qū)域引起火災。
氣動系統(tǒng)
氣動系統(tǒng)使用高壓氣體來傳輸和控制電源。正如其名稱所暗示的，氣動系統(tǒng)通常使用空氣（而不是一些其它氣體）作為流體介質(zhì)，因為空氣是一種安全，成本低，并且容易可用液體。它是在環(huán)境中特別安全的地方電火花可以從系統(tǒng)組件點燃泄漏。
在氣動系統(tǒng)中，壓縮機用于壓縮和供應必要的空氣量。壓縮機的活塞，葉片的典型或螺桿式。基本上是壓縮機通過減少增大了氣體的壓力它的所描述的完美的氣體定律體積。氣動系統(tǒng)正常使用哪一個被認為是一個無限的空氣的大型集中式空氣壓縮機源類似的電氣系統(tǒng)，你只插入一個電出口電力。這樣，加壓空氣可以從一個源通過管道輸送在整個整個工廠的各個位置。壓縮空氣是通過空氣過濾器管道輸送到每個電路以去除污染物可能傷害氣動元件的緊密配合部件，如閥門，氣瓶。然后，空氣流經(jīng)確保穩(wěn)壓器，降低了壓力為特定電路應用所需的水平。因為空氣是不是一個很好的潤滑劑（含有約20 ％的氧），氣動系統(tǒng)需要潤滑的油很細霧噴射到排氣從壓力調(diào)節(jié)器。這可以防止密切配合運動的磨損配件氣動元件。
從大氣中自由空氣中含有不同量的水分。這水分可以是有害的，因為它可以洗去潤滑劑，從而引起過度的磨損和腐蝕。因此，在某些應用中，空氣干燥器是要消除這種不良的水分。由于氣動系統(tǒng)排氣直接排入大氣，它們能夠產(chǎn)生過量的噪音。因此，消音器安裝在空氣閥和致動器排氣口降低噪音和防止操作人員從導致無法傷害只有暴露于噪音，而且還從高速空氣中的顆粒。
有幾個原因考慮使用氣動系統(tǒng)代替液壓系統(tǒng)。液體表現(xiàn)出更大的慣性大于做氣體。因此，在液壓系統(tǒng)中的油的重量是一個潛在的問題，當加速和減速驅(qū)動器和時，突然打開和關閉閥門。由于牛頓運動定律（力等于質(zhì)量乘以加速度），以加速油所需要的力比大許多倍這需要以加速空氣的等體積。液體也表現(xiàn)出更大的粘度比辦氣體。這導致較大的摩擦壓力和功率損失。另外，由于液壓系統(tǒng)使用的流體外國到大氣中，它們需要特殊的水庫和沒有EAK系統(tǒng)設計。氣動系統(tǒng)使用的空氣其中被排出，直接返回到周圍環(huán)境中。通常講，氣動系統(tǒng)比液壓系統(tǒng)更便宜。
壓縮機是典型的活塞，葉片或螺旋式的。基本上是一個壓縮機由所述減少其容積增大了氣體的壓力由理想氣體定律。氣動系統(tǒng)通常使用一個大的中央空調(diào)這被認為是類似于無限空氣源壓縮機電氣系統(tǒng)，你只是插入電源插座的電力。這樣，加壓空氣可以從一個源通過管道輸送到各個位置貫穿整個工業(yè)廠房。壓縮空氣通過管道輸送到每個通過空氣過濾器電路，以去除污染物可能損害氣動組件，如閥和液壓缸的緊密配合的部分。該然后，空氣流經(jīng)滑雪后確定調(diào)節(jié)器從而降低了壓力的為特定的電路應用所需的水平。因為空氣是不是一個好潤滑劑（含有大約20％的氧氣），氣動系統(tǒng)所需要的潤滑給油很細水霧注入從排氣壓力調(diào)節(jié)器。
然而由于空氣的可壓縮性，是不可能獲得精確的控制執(zhí)行器的速度與氣動系統(tǒng)。此外，精確的定位控制是不是索取。而氣動壓力是相當?shù)陀捎趬嚎s機的設計限制時，液壓壓力可高AS10，000磅。因此，液壓系統(tǒng)可高功率系統(tǒng)，而氣動僅限于低功耗應用。產(chǎn)業(yè)氣動系統(tǒng)的應用正以快速的步伐。典型例子包括沖壓，鉆孔，提升機，沖床，夾緊，裝配，鉚接，材料處理和邏輯控制操作。
附錄C：外文原文
致 謝
經(jīng)過這幾個月的忙碌，本次的設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于時間和個人能力有限，經(jīng)驗的匱乏，在寫論文的過程中遇到了和論文有關的在原理、運動分析等方面的一系列困難，但是在指導老師何老師的幫助下，最終得到了解決，何老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料到設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我熟悉的指導。我的設計較為復雜繁瑣，但何老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。從何老師身上看到了他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。
能夠順利完成畢業(yè)設計，與機械工程學院全體老師們的培育是分不開的。在機械學院短短的四年的學習時間里，機械工程學院的老師們傳授給我們許多的寶貴知識，使我的理論知識和實際動手能力得到了提高。在此，我向機械工程學院的全體老師表示感謝！
整個設計中與我同組的同學也給與了我許多幫助。在此，我向同組的同學表示真摯的感謝！同時我也要感謝我的母校－大連大學，是母校給了我們優(yōu)良的學習環(huán)境！謝謝！
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