2 设计任务、要求及方案设计
2.1 设计任务
任务及要求：
⑴压块机液压系统原理图设计并绘图。 ⑵油箱设计、绘图。
⑶主油缸设计、绘图。（总图纸量3张A0）
⑷绘制PLC梯形图, 绘制I/O端子接线图, 电器柜面板图，电控总图。 ⑸翻译外文不少于10000字符（或译出3000汉字）。 ⑹编写10000字左右的设计说明书。 ⑺撰写实习（调研）报告，约3000字。 2.2 系统的性能也技术要求
技术要求：能实现工作头快速进给、工作进给、和快速退回等动作；操作简单维修方便。运动平稳协调，能满足动力要求，保证工作精度。满足结构设计符合相关的标准和规范，满足强度、刚度、耐磨加工和经济性要求。 主要参数： ⑴负载 500KN。 ⑵最大液压压力15Mpa。 ⑶主缸行程400mm。
⑷主缸速度（快、慢）30mm/s、1.5mm/s。 2.3 总体设计方案
机床总体设计方案包括：工艺方案，主要参数，机床总体布局，传动系统，电气系统，液压系统和主要的草图。实验结果和技术分析报告。
在此设计中，全液压传动，控制要求实现快进，工进，快退等全过程。 液压系统：拟实现快进，工进，快退和行程的控制和过载等功能。
机床总体拟立式布局，有电机为动力源，带动液压泵提供压力，有液压缸驱动滑台实现快进，工进，快退等功能。工艺方案和主要部件的结构在后面将详细介绍。
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3 液压系统的设计和计算
液压系统做为液压机床的重要部分，设计时必须满足主机的工作所需要的全部技术要求，且要求静动态性能好，传动平稳，效率高，结构简单，工作安全可靠，经济性好，使用维护方便。因此，液压系统设计和机床总体设计综合考虑，做到机械结构，电气系统设计，液压系统的相互配合，保证整机的综合向能最高。 3.1 工况的分析
此液压压块机床主要完成塑料，橡胶材料的产品。在前面对起总体设计时，压力头部采用立式，即两模座上下布置，且下模座为压力头。因此，在动力头快进过程中。液压缸承受的力为下模座的重量和下模座和四滑住间的摩擦力，在快退过程中承受的也只有下模座和四滑柱的摩擦力。 3.2 液压缸主参数的确定
主液压缸的负载力：F=1000KN 最大液压压力：P=25Mpa 1）活塞杆直径的选取
活塞杆的尺寸要满足活塞（或液压缸）运动的要求和强度要求。对于杆长L大于直径d的15倍以上，按拉、压强度计算：
?=
F?d2?[?]
4设计中活塞杆取材料为碳钢，故[?]=100-120MPa.
d?4F驱π[σ]=
4×1000000π×100×106=113mm
查《液压系统设计原器件选型手册》，选取尾部法兰式液压缸，取d=125mm。 2） 液压缸内径
根据JB826-66，选择标准液压缸内径系列，选择D=180mm. 3）液压缸外径
根据装配等因素，考虑到液压缸的臂厚在7mm，所以该液压缸的外径为187mm. 注压缸的负载力：F=100KN 最大液压压力：P=25Mpa 1）活塞杆直径的选取
活塞杆的尺寸要满足活塞（或液压缸）运动的要求和强度要求。对于杆长L大于直径d的15倍以上，按拉、压强度计算：
3
Fπd
2?=
4?[?]
设计中活塞杆取材料为碳钢，故[?]=100-120MPa. d?4F驱π[σ]=
4×100000π×100×106=36mm
查《液压系统设计原器件选型手册》，选取尾部法兰式液压缸，取d=36mm。 2）液压缸内径
根据JB826-66，选择标准液压缸内径系列，选择D=50mm. 3）液压缸外径
根据装配等因素，考虑到液压缸的臂厚在7mm，所以该液压缸的外径为57mm. 行程的确定原则
1）行程S=实际最大工作行程Smax+行程富裕量△S； 行程富裕△S=行程余量△S1+行程余量△S2+行程余量△S3。 2）行程富裕量△S的确定原则
一般条件下应综合考虑：系统结构安装尺寸的制造误差需要的行程余量△S1、液压缸实际工作时在行程始点可能需要的行程余量△S2和终点可能需要的行程余量△S3（注意液压缸有缓冲功能要求时：行程富裕量△S的大小对缓冲功能将会产生直接的影响，建议尽可能减小行程富裕量△S）；
3）对长行程或特定工况的液压缸需针对其具体工况（负载特性、安装方式等）进行液压缸稳定性的校核。
初选缸径/杆径（以单活塞杆双作用液压缸为例） ※ 条件一
已知设备或装置液压系统控制回路供给液压缸的油压P、流量Q及其工况需要液压缸对负载输出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相应力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）的大小（应考虑负载可能存在的额外阻力）。针对负载输出力的三种不同作用方式，其缸径/杆径的初选方法如下：
1）输出力的作用方式为推力F1的工况：
初定缸径D：由条件给定的系统油压P（注意系统的流道压力损失），满足推力F1的要求对缸径D进行理论计算，参选标准缸径系列圆整后初定缸径D；
初定杆径d：由条件给定的输出力的作用方式为推力F1的工况，选择原则要求杆径在速比1.46~2（速比：液压缸活塞腔有效作用面积与活塞杆腔有效作用面积之比）之间，具体需结合液压缸回油背压、活塞杆的受压稳定性等因素，参照相应的液压缸系列速比标准进行杆径d的选择。
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2）输出力的作用方式为拉力F2的工况：
假定缸径D，由条件给定的系统油压P（注意系统的沿程压力损失），满足拉力F2的要求对杆径d进行理论计算，参选标准杆径系列后初定杆径d，再对初定杆径d进行相关强度校验后确定。
3）输出力的作用方式为推力F1和拉力F2的工况：
参照以上1）、2）两种方式对缸径D和杆径d进行比较计算，并参照液压缸缸径、杆径标准系列进行选择。 ※ 条件二
已知设备或装置需要液压缸对负载输出力的作用方式（推、拉、既推又拉）和相应力（推力F1、拉力F2、推力F1和拉力F2）大小（应考虑负载可能存在的额外阻力）。但其设备或装置液压系统控制回路供给液压缸的油压P、流量Q等参数未知，针对负载输出力的三种不同作用方式，其缸径/杆径的初选方法如下：
1）根据本设备或装置的行业规范或特点，确定液压系统的额定压力P；专用设备或装置液压系统的额定压力由具体工况定，一般建议在中低压或中高压中进行选择。
2）根据本设备或装置的作业特点，明确液压缸的工作速度要求。 3）参照“条件一”缸径/杆径的初选方法进行选择。
注：缸径D、杆径d可根据已知的推（拉）力、压力等级等条件由下表进行初步查取。
表3-1不同压力等级下各种缸径/杆径对应理论推（拉）力表
推力（KN） 序号 缸径 （mm） 7 1 32 6 压力等级（MPa） 14 11 16 13 21 17 25 31.5 20 25 18 20 22 2 40 7 18 20 26 31 40 25 28 25 28 3 50 14 27 31 41 49 62 32 36 4 63 22 44 50 65 78 98 32 8 7 16 16 13 32 19 15 37 24 20 49 29 24 58 37 30 73 5 4 10 9 11 9 21 19 12 10 24 22 16 13 31 28 19 16 37 34 24 20 46 42 杆径 (mm) 7 4 7 6 拉力（KN） 压力等级（MPa） 14 8 13 12 16 9 15 14 21 12 20 18 25 31.5 14 24 22 17 30 28 5