全液压锻造操作机的相关设计

50KN/125KN.M 全液压有轨锻造操作机设计说明、50KN/125KN.M 有轨锻造操作机技术参数 序号 项目 单位参数备注1. 最大夹持力 KN 502. 最大夹持力矩 KN.M 1253. 钳口开度 mm © 80〜© 7004. 钳杆平行升降mm± 3005. 钳杆上下倾斜（最低到地 面）度± 56. 钳杆左右侧移 mm ± 1607. 钳杆升降速度 mm/s 908. 大车进退速度 mm/s 0 〜500无级调速9. 大车行走定位精度 mm ± 1010. 钳杆旋转速度 r/mi n0〜18无级调速11. 钳杆旋转定位精度度± 112. 工作介质L-HM68抗磨液压油13.轨距mm 2200二、50KN/125KN.M 全液压有轨锻造操作机1、操作机的主要构成锻造操作机为全液压驱动，是机组最重要的辅助设备，可以实现手动、半自 动、自动和与压机联动动作，可以夹持 5T 及其以下锻件进行锻造。

其钳杆的旋 转力矩、夹持力均可在操作台方便调节。

9全液压有轨锻造操作■锻造操作机由机架、钳杆、吊挂系统、液压系统、检测系统、润滑系统、供电供水拖链、行走轨道装置及电气控制等12个部件组成。

能完成六大动作：钳口夹紧松开、钳杆平行升降及上下倾斜、钳杆水平左右移动、钳杆正反旋转，操作机行走。

（1）机架机架主体结构采用目前国际上较为先进的型式，设计时在刚性方面做了加强。

它是两块拼焊的箱形结构，通过预紧螺栓和后桥架连接起来的平行框架，由前后车轮支承在轨道上。

动力传动装置与车轮是分体的独立部分，车轮仅仅支承重量，而不传递扭矩。

车体行走由固定于机架上的液压马达带动链轮与铺设在地面的销齿啮合而运动。

（2）钳杆钳杆由两个轴承固定在钳杆架上，钳杆架是一个锻焊结构。

钳杆架由前后两个轴与吊挂系统连接、前后轴既是导向轴，又是侧移缸，可使钳杆实现整体平移。

新型锻造操作机的设计与开发锻造操作机是一种用于金属材料锻造加工的专用设备，广泛应用于制造业的各个领域。

随着科技的进步和制造技术的不断发展，设计和开发一种新型的锻造操作机已成为迫切的需求。

本文将从设计与开发的角度，对新型锻造操作机进行详细分析和讨论。

一、需求分析在开始进行新型锻造操作机的设计和开发之前，我们首先需要对市场需求进行详细分析。

了解当前市场对锻造操作机的需求状况，可以帮助我们确定设计和开发的方向。

首先，新型锻造操作机需要具备更高的生产效率和更低的能耗。

随着制造业的发展，企业对设备产能和能源消耗的要求越来越高。

因此，设计和开发一种能够提高生产效率、减少能耗的新型锻造操作机势在必行。

其次，新型锻造操作机应具备较高的自动化程度和智能化水平。

自动化技术的应用可以减少人力投入，并提高生产的稳定性和可靠性。

通过引入智能化系统，锻造操作机可以实现更加精确的控制和监测，进一步提升生产效率和产品质量。

此外，新型锻造操作机还应具备较高的柔性和可调性。

企业面临的市场竞争日益激烈，产品变化迅速。

因此，设计和开发一种具备柔性生产能力和可随需求调整的锻造操作机，能够满足不同产品的制造要求，具备更好的竞争力。

二、设计与开发1. 结构设计新型锻造操作机的结构设计是影响其性能和功能的关键因素。

可以考虑采用模块化设计，将不同的功能模块分开设计，以满足不同工件的锻造需求。

同时，还应注重结构的合理性和稳定性，提高生产的效率和产品的质量。

结构设计需要综合考虑材料的选择、各组件的布局和连接方式等因素，确保机器的稳定性和可靠性。

2. 控制系统设计新型锻造操作机的控制系统设计是实现自动化和智能化的核心。

可以采用PLC （可编程逻辑控制器）进行设备的自动控制和调整。

通过编程设置不同的工艺参数和锻造过程，实现机器的自动运行和调整。

同时，可以引入传感器和监测设备，实时监测机器运行状态和生产效果，以便及时做出调整和优化。

3. 柔性制造系统设计新型锻造操作机的柔性制造系统设计是提高生产灵活性和可调性的关键。

摘要液压锻压机由于锻造速度快、控制精度好、自动化程度高、工艺范围广以及节能、 节材显著，被认为是锻造设备的发展方向之一，是目前大型自由锻锤及中小型普通水压 机的更新换代产品。

随着现代化工业的发展，人们对锻件的尺寸精度和生产效率提出了越来越高的要 求，因而对液压锻压机的锻造速度和压下精度的要求也随之提高。

为了适应这种需求， 液压锻压机得到了较大的发展和进步。

目前国内外新发展的液压锻压机多数以液压油为 介质，采用泵直接驱动，计算机控制，同时与操作机进行联动控制。

此处针对400KN的液压锻压机的液压回路部分， 电气控制部分以及机械部分做出了 详细的总体设计和研究，在原有的液压锻压机的产品基础上做出创新和改良。

使锻压机 能够完成快进顶出、 慢速压制以及快速退回， 且对相关的部件进行强度及稳定性的校核。

在其总体设计中更深入地了解液压传动的相关知识。

并做出机身的整体设计，做到无装 配及加工问题。

除此之外，本文还对锻压液压机的电气控制部分进行了设计，此处的电气控制是基 于PLC所设计的。

关键词：400KN液压锻压机，液压系统回路设计，PLC控制ABSTRACTThe hydraulic machine being considered as the best forging machine because of its high efficiency, easier to control, automation and large range of saving energy and materials, which are the productions taking of free forging and small normal water­powered machines right now.As the development of the modern industry, people begin to put more emphasis on the producing efficiency and dimension. More and more requirements about the speed and pressing accuracy are taken on. To meet this, hydraulic machine has taken a big development. At present, the machine is controlled by computers and acts through pumps, being gang controlled with manipulator.This paper is used to analysis the hydraulic system, electrical controls and machinery of forging machines, even research the whole system. We can make revolution and innovation on the original basis.We will try best to make the machine.Otherwise, I have designed the PLC controlled system of the hydraulic machine.Key words: 400KN hydraulic machine, hydraulic system loop, PLC control目录1 绪论 (1)1.1设计题目：400KN单柱液压锻压机 (2)1.2具体设计任务 (2)2 400KN 液压锻压机液压传动系统设计 (5)2.1锻压机的工作原理 (5)2.2锻压系统技术要求与已知条件 (6)2.3执行原件的配置 (7)2.4负载分析和运动分析 (7)2.5液压元件选型 (13)2.6液压缸的设计 (18)3 液压锻压机的机械部分设计与计算 (26)3.1锻压机的机械功能部件 (26)3.2固定件的强度校核 (28)4 液压机电气控制系统设计 (30)4.1基于PLC的电气控制 (30)4.2三相异步电动机 (33)4.3配电箱 (33)5 总结 (34)致谢 (36)1 绪论锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备。

锻造操作机液压系统设计与仿真分析摘要：锻造操作机是核电、火电、轨道交通等重大装备制造的关键设备。

锻造操作机液压控制系统包括夹持系统、提升俯仰系统、水平移动系统、缓冲系统、大车行走系统和夹钳旋转系统。

采用平均流量法对液压泵站进行节能设计。

在数学模型的基础上对液压系统的关键控制性能(快速性、准确性、起动性)和可靠性进行仿真分析研究。

结果表明，通过对液压系统回路的合理设计，改善了液压系统的控制性能，提高了液压系统的可靠性，可为大流量液压系统的设计提供理论指导，实现锻造操作机的快速、精确、稳定、智能控制。

关键词：锻造操作机；液压系统；设计；仿真0引言目前，我国的大型操作机主要依赖进口，不仅价格昂贵、供货周期长，而且也使我国大型锻件的制造加工技术受制于人。

因此，自主研发大型锻造操作机对我国重大装备制造业的发展有重要意义。

锻造操作机的灵巧性和快速性是保证锻件质量的重要指标，而大型操作机的大负载、大惯量和冲击载荷对传动系统的设计带来了很大的困难，通常需要采用机电液混合驱动的方式来实现快速和准确控制，因此，液压系统是大型操作机设计的关键之一。

1操作机液压系统设计1.1操作机液压系统功能分析锻造操作机主要由大车、夹钳和台架三部分组成，为满足开坯、拔长、镦粗和整圆等锻造工艺要求，操作机需要具备行走、夹钳开闭、旋转、提升、平移和缓冲等多种功能。

对于大型操作机，上述功能主要由液压驱动方式来实现。

行走功能：由液压系统驱动大车前进和后退，实现锻件的水平移动。

通过液压马达来实现大车的运动和定位，同时控制大车起停带来的冲击。

夹持功能：由液压系统驱动夹钳实现锻件的夹持和旋转。

通过夹钳液压缸实现锻件的夹持，通过液压马达驱动夹钳旋转，并实现准确定位。

悬架功能：由液压系统驱动悬架液压缸实现夹钳和锻件的垂直移动和俯仰。

同时设置液压缓冲机构，以缓解锻压对夹钳的冲击。

1.2操作机液压控制系统的设计操作机在机构构型上通常采用解耦设计，将操作机主要功能分解成夹持、提升俯仰、水平移动、锻造缓冲、大车行走、夹钳旋转等6个相对独立的运动，这使得液压系统的设计也具有独立性。

我国锻造液压机的现状：
据统计，我国目前拥有锻造液压机约130多台， 其中5MN以下的有20多台、6.3MN4～5台、8MN25 台、10MN7台、12.5MN17台、16MN16台、 20MN7台、25MN7台、31.5MN16台、40MN4～5 台、60MN4台、80MN2台、120MN3台。油压传动 的下拉式锻造液压机约15台。大部分设备老化，配 套不全，能够达到先进水平的不足15%，能源利用 率较低，多数需要技术改造。
现代装备制造对大型锻造液压机的要求
Leabharlann 大压力 百万千瓦核电锻件所需最大钢锭已达600t，大型 钢锭的镦粗、压实，大型封头、管板的锻造均需大压力。 高效率 130MN级大型液压机的锻件产量应不少于10万t/ 年。为此，必须使压力机具有高的生产效率。提高效率的 途径不外三点：一是提高压力机的压下速度和频次；二是 操作机、砧库及横移砧装置等辅机需配备齐全；三是降低 故障率 高精度 为提高钢锭和锻件的利用率，降低锻件成本，中 小压力机的锻件尺寸误差应<1mm，大型压力机应<2～ 3mm。 高自动化水平 高自动化水平是高效率和高精度的保证。 大中型锻造液压力机应实现如下自动化功能：主机和操作 机联动；自动换砧及上砧旋转；锻件尺寸的测量和自动控 制；部分锻造工序的自动执行及工艺数据的实时存储；压 力机运行状态的自动显示和存储；一般故障的自动诊断及 报警；生产管理数据的自动采集和处理。
液压机的工作进程主要是活动横梁快进、工进、 回程。在辅助泵开始工作后，用控制油路打开充 液阀，让高位油箱的油流进主缸上腔，主缸快速 下降。同时排空回程缸的油，使其直接也流进主 缸的上腔，形成差动连接。等到主缸接触到工件 后，触动行程开关，由高压泵打出的高压油进入 主缸，主缸工进。当主缸压下量达到设定的值后 再次触动行程开关，高压油接入回程缸，主缸回 程。同时辅助泵打开充液阀，使主缸上腔的油液 流回高位油箱。这样就完成了一个工作行程。

12MN锻造液压机本体设计说明书1. 引言本设计说明书旨在详细介绍12MN锻造液压机的本体设计。

2. 设计目标12MN锻造液压机是用于金属锻造工艺的重要设备，其主要设计目标包括：•锻压力达到12MN的水平，以满足大型金属锻件的加工需求；•结构强度和刚度满足工作时的力学要求；•液压系统具有良好的控制性能，以提供稳定的锻压力和锻压速度；•安全可靠的操作和保护装置，以保证操作人员的安全。

3. 设计方案3.1 结构设计12MN锻造液压机的本体采用框架结构，由上梁、下梁和立柱组成。

上下梁之间通过滑块连接，滑块上安装有锻模。

立柱采用矩形截面，以提供足够的强度和刚度。

3.2 液压系统设计液压系统是12MN锻造液压机的核心部件之一，其设计需满足以下要求：•锻压力的调节范围广，以满足不同锻件的加工要求；•快速响应的液压系统，以提供稳定的锻压力和锻压速度；•输油系统的过滤和冷却装置，以保证液压系统的可靠运行；•安全阀和溢流阀等安全保护装置，以防止超载和系统故障。

3.3 控制系统设计控制系统是12MN锻造液压机的核心之一，其设计需满足以下要求：•可编程控制器（PLC）作为控制核心，以实现自动化控制；•人机界面（HMI）提供直观的操作界面，以方便操作人员操作；•传感器用于采集锻压力、位移和温度等关键参数，以实时监测设备状态；•控制算法设计合理，以实现稳定的锻压力和锻压速度控制。

4. 实施方案本节将介绍12MN锻造液压机的具体实施方案。

4.1 结构实施根据设计方案，采用合适的材料和工艺对12MN锻造液压机进行结构实施。

首先制造上下梁和立柱，然后组装成框架结构。

最后进行加工和调整，以确保结构的强度和刚度。

4.2 液压系统实施根据设计方案，选择合适的液压元件和控制装置进行液压系统的实施。

对液压系统进行组装、连接和调试，以确保系统的正常运行。

4.3 控制系统实施根据设计方案，选择合适的控制器、传感器和人机界面进行控制系统的实施。

Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｈｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｈｃ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈｅ Ｗ ｈ ｏ ｌ ｅ Ｈｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ Ｄｉ ｅ Ｆ ｏ ｒ ｇ ｉ ｎｇ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ
Ｃ Ａ Ｏ Ｑ ｉ ｎ ｇ １ ， Ｌ Ｅ Ｉ Ｂ ｕ － ｆ ａ ｎ ｇ ＇ ， Ｌ Ｉ Ｙ ｏ ｎ ｇ － ｔ ａ ｎ ｇ ａ ， Ｈ Ｅ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ － ｋ ｕ ｉ
ｍ ｏ ｌ ｄ ，ｓ ｅ ｃ ｕ ｉ ｒ ｔ ｙ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｎｄ ａ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｉ ｒ ｎ ｌ ｆ ｏ ｗ ｏｒ ｆ ｈ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ，１ ４ Ａ ｘ ｉ ｌ ａ Ｐ ｉ ｓ ｔ ｏ ｎ Ｐ ｕ ｍ ｐ ｓ ａ ｒ ｅ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ ｏｒ ｆ ｏ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ．
（ １ ． Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ２ ４， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；
２ ． Ｙ ｕ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｂ ｕ ｓ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ６ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
４ ０ ０ ｋ Ｊ全液压模锻锤 的液压 系统设计
曹 清 ， 雷 步 芳 ， 李 永 堂 ， 何 忠奎
（ １ ． 太原 科技 大 学 ， 山西 太原
摘
０ ３ ０ ０ ２ ４； ２宇 通客 车 ， 河南 郑州
４ ５ ０ ０ ６ １ ）
要： 根 据 全 液 压 模 锻 锤 结 构 形 式 及 其 工 况 的 要求 ， 设 计 了一 种 用 于 ４ ０ ０ ｋ Ｊ全 液 压 模 锻 锤 的 液 压 系 统 。 其 主 功 能 主 要 包 括 泵 站 供 油

１ ０ ０ ０ ｋ Ｎ／ １ ２ ５ ｋ Ｎ・ １ １ ３ 锻 造 操 作 机 液压 控 制 系统 包
括 夹 紧控 制 系统 、 旋 转 控 制 系统 、 升 降控 制 系 统 、 倾
斜 控 制 系 统 和 行 走 控 制 系 统 等 ，各 控 制 系 统 单 独 控 制 ， 互不 影 响 。 ２ ． １ 夹 紧控 制系统
旋 转 马 达 进 液 采 用 比 例阀 ， 旋 转 速 度 调 节 方 便 ， 如 图 ３所 示 。 ２ ． ３ 升 降控制 系统 升 降 控 制 系 统 的 主要 ． ｒ ３ ｊ 能 是 完 成 钳 杆 的升 降 ， 为 了 缓 冲 锻 造
（ ３） 通 过 溢 流 阀
和 蓄 能 器 缓 冲 锻 造 作
项 目 参 数
最 大夹持力／ ｋ Ｎ
最 大 夹 持 力 矩／ｋ Ｎ・ ｍ
１ ０ ０ ０
２ ５ ０ ０
要求 ， 在 此 基 础 上 设 计 了该 操 作 机 液 压 控 制 系 统 ， 并
讨 论 了该 系 统 的技 术 先 进 性 和 可 靠 性 。
钳杆提升高度／ ｍ ｍ 钳杆上下倾 角， ｏ 行 走定位精度／ ａ ｒ ｍ
阀， 夹紧 力调 节方 便 ， 如 图 ２所 示 。 ２ ． ２ 旋转 控制 系统
） ， 男， 博士， 工程师 ， 从事锻压设备 与工艺技
旋 转 控 制 系统 的 主要 功 能是 完 成 钳 口的旋 转 ， 为 了缓 冲 锻 造 作 业 时 的 被 动 受 力 ， 系统设 有溢 流 阀 ；
量 对 液 压 控 制 系 统 设 计 带 来 了很 大 困 难 ， 因此 液 压 控 制 系 统 设 计 是 锻 造 操 作 机 设 计 的 关 键 之 一 。 本 文 分析了 ｌ Ｏ ０ ０ ｋ Ｎ ／ １ ２ ５ ｋ Ｎ・ ｍ 锻 造 操 作 机 液 压 控 制 系 统 ｇ－１ １ ０ ０ ０ ｋ Ｎ／ １ ２ ５ ｋ Ｎ・ ｍ 锻 造 操 作 机 技 术 要 求

3 液压锻压机的机械部分设计与计算 .............................. 26 3.1 锻压机的机械功能部件 ........................................................................................................26 3.2 固定件的强度校核 .................................................................................................................28
4 液压机电气控制系统设计 ....................................... 30 4.1 基于 PLC 的电气控制 .............................................................................................................30 4.2 三相异步电动机 ......................................................................................................................33 4.3 配电箱 ........................................................................................................................................33
400KN 单柱液压锻压机的总体设计

锻造操作机夹持装置的结构设计锻造操作机夹持装置的结构设计一、引言锻造操作机是一种重要的金属加工设备，广泛应用于机械加工行业。

夹持装置作为其中的一个重要组成部分，对于锻造操作机的正常运行和安全生产起着至关重要的作用。

本文将重点讨论锻造操作机夹持装置的结构设计。

二、夹持装置的基本要求锻造操作机夹持装置的基本要求包括以下几个方面：1. 夹持力：夹持装置需要具备足够的夹持力，以确保工件在锻造过程中的稳定性和安全性。

2. 适应性：夹持装置应具备一定的适应性，能够适应不同尺寸、形状和材料的工件。

3. 换模快速：夹持装置需要具备快速换模的功能，以提高生产效率。

4. 操作简便：夹持装置的操作应简便易行，便于工人的操作和控制。

三、夹持装置的结构设计原则在满足上述基本要求的前提下，锻造操作机夹持装置的结构设计需要遵循以下原则：1. 结构简单合理：夹持装置的结构设计应尽可能简单合理，降低制造成本，提高装配效率。

2. 合理分布力：夹持装置的夹持力应合理分布在工件上，避免出现局部应力集中，影响工件的质量和寿命。

3. 易于维护和维修：夹持装置的结构设计应考虑到维护和维修的便利性，方便对其进行检修和更换零件。

4. 安全可靠：夹持装置设计应考虑到安全因素，确保操作人员的人身安全和设备的正常运行。

四、夹持装置的结构设计方案根据上述原则，我们设计了一种夹持装置的结构设计方案，具体如下：1. 框架结构：夹持装置采用刚性框架结构，由上、下两部分组成。

上部包括固定夹紧杆、上夹紧板和固定夹紧块，下部则为工作台面。

2. 气动装置：夹持装置采用气动装置实现夹紧和松开工件的功能。

通过气压控制夹紧杆的上下运动，实现工件的夹持和释放。

3. 位移传感器：夹持装置配备位移传感器用于检测上夹紧板与下夹紧板之间的距离，以实时监测夹持力的状态。

4. 快速换模设计：夹持装置设计了一套快速换模系统，可以快速更换夹具，提高生产效率。

5. 控制系统：夹持装置配备了一个控制系统，可以对夹持力、夹持速度等进行精确控制，保证锻造操作的稳定性和安全性。

所示 。
比例方 向阀
图 １ 全液压 有轨锻 造操 作机 闭环控 制 系统
４ ０ｋ ／ ０ ｋ 。 ０ Ｎ ８ ０ Ｎ ｍ
． ． ． ．． ．
图 ２ 夹钳旋 转机 构液压 系统原 理 简 图 ２ 控 制算 法
锻造 操 作
精 持 载 ４， 堡 萼 ．／ｎ 度 负 最 箜 ５ 、喜 １ ， 、ｉ ｒ． ｍ 全 有 锻 操 机 动 制 ，要 轨 造 作 自 控 时需 完 ￣： 譬 ！ …芝 季 ： 篓 成 锻机 联 与 求 有高 较 竺 ｒ ３ 马 旋－ 的 篓 向 图 度 动 钳 持 件 转 液 压系 统原理 ２所示 。夹 夹 锻 精 快 速 。 通Ｉ 度 较 的 集 普 Ｐ Ｄ 如 一
Ｎ Ｎ ， ２ Ｎ ，０ Ｐ ， ２ Ｐ ， ４ Ｐ ｝ 所有 模 糊 ４， ３ Ｎ ， １ Ｚ ， １ Ｐ ，３ Ｐ ， ５ ，
糊 控制 器 当前 的精 确 输 出值 ， 糊 控制 系 统 原 理 模
如 图 ４所 示 。
图４
模 糊 控 制 原 理
３ 协 同 仿 真 模 型
子 集 的隶属 度 函数均 为三 角形 曲线 。 模糊 规 则 是 模糊 控 制 器 的核 心 ， 据 ＰＤ控 根 Ｉ 制器 的特 点 和系 统 的要 求 ， 出 以下 模 糊 控 制 规 得 则： 当系 统偏 差有增 大 的趋 势时 ， 取较 大 的 比例 项
５ ３ 仿 真 结 果 表 明 ， 于 模 糊 自整 定 ＰＤ 控 制 ． 基 Ｉ 算法 的夹 钳旋 转 机 构控 制 系统 精 度 更 高 ， 棒 性 鲁
棒性 和适 应性 。
３ｔ ０ 锻件 时 系统 的 响应 曲线 ，可 以看 出 ，当保 持 控制 参数 不变 ，改 变负 载 为 ３ ｔ ，如果 仍 采 用 ０时

锻造操作机液压系统设计与仿真锻造操作机是锻造行业中的重要设备，其液压系统是实现设备动作和控制的关键部分。

本文将介绍锻造操作机液压系统的设计及其仿真分析，以期提高设备的性能和可靠性。

锻造操作机主要用于金属材料的锻造加工，其液压系统具有以下特点：动作精度高，能够实现精确的位移、速度和力控制。

需要承受高温、高压和高冲击负荷，因此要求液压元件具有高性能和长寿命。

系统中涉及多种液压元件和辅助元件的协调工作，因此需要精心设计液压回路和控制策略。

系统原理锻造操作机液压系统主要由液压泵、液压缸、液压阀、管道和辅助元件等组成。

根据设备工艺需求，设计液压系统原理图，确定液压缸数量、连接方式以及液压回路。

元件选型选择高品质的液压元件，如液压泵、液压缸、液压阀等，是保证液压系统性能的关键。

元件的选型还应考虑如下因素：布置方案根据设备结构和空间布局，设计液压系统的布置方案。

在保证系统性能的同时，应考虑如下因素：利用仿真软件对设计的液压系统进行仿真分析，可以评估系统的性能和可靠性。

通过仿真，可以得出如下在不同工况下，液压系统中的压力、流量和功耗等参数变化较小，系统性能稳定。

液压元件的选择和设计能够满足锻造操作机的工艺要求。

在一定范围内，液压系统的响应速度较快，能够适应快速动作的需求。

根据仿真结果，可以进一步优化液压系统设计，如调整液压回路参数、优化元件布置等。

仿真还可以指导设备的调试和优化，提高设备的可靠性和稳定性。

本文介绍了锻造操作机液压系统的设计与仿真分析。

通过合理设计液压系统原理、选择高品质的液压元件以及制定有效的布置方案，能够提高锻造操作机的性能和可靠性。

利用仿真软件对设计的液压系统进行仿真分析，可以评估系统的性能和可靠性，为系统的优化提供指导。

本文的研究成果对锻造操作机液压系统的设计和应用具有一定的参考价值。

随着科技的不断发展，锻造操作机液压系统的设计将面临更多新的挑战。

未来研究方向可以包括：研究新型的液压元件和控制系统，以满足锻造操作机不断提高的性能需求。

20T锻造操作机液压控制系统李阁强;江兵;周斌;马淑叶;杨守强【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2015(46)1【摘要】锻造操作机是自动化锻造作业中不可缺少的重要装备之一.以20T载荷全液压锻造操作机为对象,针对其重载、定位精度要求高、惯量大的技术特点,对操作机各执行机构液压控制系统进行设计,包括大车行走系统、夹钳旋转系统、平行升降系统、水平缓冲系统、夹持系统和侧移摆移系统.建立操作机关键控制系统(大车行走系统、夹钳旋转系统)的数学模型,采用模糊PID控制算法,基于Matlab/Simulink和AMESim联合仿真技术仿真研究系统的动态特性,并进行试验验证.结果表明,操作机各液压系统回路设计合理,采用模糊控制策略的大车行走系统和夹钳旋转系统的实时性强、鲁棒性好,实现了操作机平稳、准确、快速控制.【总页数】7页(P352-358)【作者】李阁强;江兵;周斌;马淑叶;杨守强【作者单位】河南科技大学机电工程学院,洛阳471003;河南科技大学机电工程学院,洛阳471003;安阳锻压机械工业有限公司,安阳455000;安阳锻压机械工业有限公司,安阳455000;安阳锻压机械工业有限公司,安阳455000【正文语种】中文【中图分类】TH271+.31;TG316.8【相关文献】1.锻造操作机大车行走液压控制系统仿真研究 [J], 郭加宁;邓子龙;韦丽娃2.20 t锻造操作机大车行走液压控制系统设计 [J], 周斌;李阁强;江兵;马淑叶3.锻造操作机液压控制系统设计 [J], 牛勇;张营杰;范玉林;卫凌云4.20 t锻造操作机夹钳旋转液压控制系统设计 [J], 李阁强;江兵;李跃松5.全液压有轨锻造操作机旋转位置控制系统仿真研究 [J], 魏运华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

17浙江大学中南大学淸华大学大连理工大学华中科技大学共同承担了国家科技部973计划中巨型重载操作装备的基础科学问题项目围绕多fl由度巫载操作机构构型与操作性能的映射规律車载操作装备的界面行为与失效机理重载操作装备的多源能駅传递规律与动态控制三个基础科学问题开展了7个课题研究包括大型构件制造操作运动轨迹建模贡载装备多自由度操作性能度帚与机构设计原理低速非连续工况下朿载装备界面行为与力学特征大尺度重型构件稳定夹持原理与夹持系统驱动策略人流量电液伺服系统的介质流动规律車载人惯量装备的快速协调控制和巨型巫载操作装备的性能仿贞与优化等
目 录
摘要：.....................................................................1 关键词.....................................................................1 Abstract................................................................... 1
4．1 升降机构............................................................. 6 4.2 转轴滑块机构.......................................................... 6 4.3 平衡装置.............................................................. 7 4.4 5 缓冲装置............................................................. 7 夹紧机械手设计......................................................... 8

第5期锻造操作机与快速锻造液压机组成机组,一人操作,实现自由锻造生产的机械化和自动化。

锻造操作机不仅用来夹持锻件,实现锻造过程中锻件的送进、翻转等动作,而且完成行走位置、旋转角度等控制,并且与快速锻造液压机一起进行联动控制。

锻造操作机采用全液压驱动,车体行走、夹钳旋转使用液压马达实现,钳口夹持、钳杆升降、钳杆倾斜、钳杆侧移、钳杆侧摆和缓冲等各种动作使用液压油缸实现,液压系统的性能决定了操作机的性能指标、故障率等。

锻造操作机的液压控制系统需满足能耗低、响应速度快、动作平稳、控制精度好、可靠性高等技术要求,经过几十年的技术进步,相关技术已基本成熟,形成了各具技术特点的锻造操作机产品。

1泵并联与蓄能器同时供液泵控制液压回路为锻造操作机液压系统提供动力。

D D S 、G LA M A 、ZD A S 等锻造操作机主泵均采用恒压控制变量泵,多个主泵单元出口油路并联工作,即使在一个泵单元发生故障的情况下,锻造操作机也能工作。

主泵出口油路均配置大容量蓄能器组,在锻造操作机没有动作时主泵为蓄能器组充液,有动作时主泵与蓄能器组同时为执行机构供液,不仅能提高锻造操作机的动作响应速度与控制性能,而且可降低系统的装机功率、缓冲动作过程中的压力冲击。

图1为D D S 600kN 锻造操作机主泵控制液压回路原理图。

锻造操作机主泵采用两台恒压控制变量泵并联工作方式,阀V 1同时控制两台主泵卸荷,两台主泵的出口连通在一起,为锻造操作机动作及控制提供压力油源。

系统中配置9组50L 蓄能器,采用液控单向阀V 2与主泵出口油路连接。

阀V 2失电,主泵为蓄能器组充液,蓄能器也吸收操作机动作过程中的液压冲击;阀V 2得电,蓄能器与主泵一起提供压力油,提高操作机动作的响应速度,并缓冲压力冲击。

操作机比例阀等控制油直接从主泵出口油路引出,并配置蓄能器对其进行稳压。

图2为G LA M A 250kN 锻造操作机主泵控制液压回路原理图。

采用一台电动机带动3台串联在一起的液压泵,其中排量为190m l /r的液压泵为恒压控制变量主泵,为操作机动作提供动力;排量为50.7m l /r的液压泵为低压补液泵,为操作机提供低压油液;排量为12m l /r的液压泵为保压泵,为操作机夹钳夹紧提供保压压力油。

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1. 前言
²锻造操作机主要用于夹持锻件配合主机完成锻造工艺，也可以用 于夹持模具、工具做一些辅助工作。
²本操作机在出厂之前经过仔细的检验和操作试验，确保为集高性 能、高质量、低操作费用和耐用于一体的产品。
²要使操作机能够发挥出最高的使用效率，很大程度上取决于操作 人员和维护保养人员。
²本说明提供给操作人员和维护保养人员阅读。
机构，使用维修方便。 ²平行升降油缸及前吊杆均通过球铰与销轴连接。 ²所有销轴均采用台阶轴形式，方便维修和更换。 ²采用电液换向阀控制，使起/停平稳无冲击。 2.2.4.2 钳杆仰俯机构 ²钳杆仰俯机构由仰俯油缸、平行升降机构构成 ²仰俯缸的伸缩可带动钳身后吊点上下升降，钳头随之仰俯。 ²仰俯缸通过球铰与销轴连接。 ²仰俯缸始终无杆腔承受高压，受力合理，密封容易。 ²采用电液换向阀控制，具有自动调平功能。 2.2.4.3 侧移机构 ²侧移机构由前后侧移缸、前后侧移横梁、侧移径向定位及缓冲装 置等构成。 ²侧移横梁与侧移缸为一体结构，通过横梁在前后摆臂中的移动带
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表上实时显示油温值
4. 电气及控制系统 4.1 电气简介
直缓冲量时，外力迫使平行升降液压缸将多于液压油排入蓄能 器；当外力消失后，蓄能器将先前排入液压油重新排入平行升 降液压缸，钳身回复到原有高度，该过程是弹性缓冲。 ²当钳身需要的缓冲量大于弹性缓冲量时，液压缸内多余的液压 油通过安全阀直接排入油箱，该过程为非弹性缓冲。
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2.2.5.2 水平缓冲装置 ²水平缓冲装置由钳身左右水平缓冲缸等构成。 ²水平缓冲装置通过铰链与车体连接，便于钳身水平摆动。 ²水平缓冲是双作用缓冲，即对钳身前、后均能缓冲。 ²水平缓冲缸两端通过关节轴承分别与摆臂和前联板连接。 ²水平缓冲装置具有锁定功能，用于辅助压机切断料头。

１００Ｔ / ２５０Ｔｍ 液压锻造操作机的相关技术要求参 数如表 １ 所示ꎮ
收稿日期: ２０１７－０３－３１ 基金项目: ２０１６ 年沈阳航空航天大学非博士学位青年成长基金资助项目 (２０１６０３Ｙ) 作者简介: 李向阳 ( １９８２—) ꎬ 男ꎬ 硕 士ꎬ 实 验 师ꎬ 主 要 从 事 机 械 及 液 压 学 科 教 学 及 研 究 工 作ꎮ Ｅ － ｍａｉｌ: ｘｉａｎｇｙａｎｇｃｃ ＠
液压锻造 操 作 机 作 为 锻 造 过 程 中 重 要 的 辅 助 设 备ꎬ 它具有工作响应速度快、 自动化程度高、 定位精 度高、 抗干扰能力强、 工作稳定和缓冲性能良好等优 点[１] ꎬ 在 装 备 制 造 业 中 得 到 了 广 泛 应 用ꎮ 作 者 对 １００Ｔ / ２５０Ｔｍ 液压操作机行走机构液压系统进行了详 细的设计和研究ꎮ １ 行走机构组成及技术要求
２０１８ 年 ８ 月 第 ４６ 卷 第 １６ 期
机床与液压
ＭＡＣｇ������ ２０１８ Ｖｏｌ������ ４６ Ｎｏ������ １６
ＤＯＩ: １０.３９６９ / ｊ������ ｉｓｓｎ������ １００１－３８８１������ ２０１８������ １６������ ０１４
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｆｏｒｇｉｎｇ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ ｍｏｄｅｒｎ ｆｏｒｇｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ. Ｉｔ ｈａｓ ｆａｓｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｐｅｅｄꎬ ｈｉｇｈ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎꎬ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎꎬ ｓｔｒｏｎｇ ａｎｔｉ￣ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｂｉｌｉｔｙꎬ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｃｕｓｈｉｏｎｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ. Ｓｏ ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ. Ｆｏｒ １００Ｔ / ２５０Ｔｍ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｏｒｇｉｎｇ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒꎬ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎꎬ ｐａｒａｍｅ￣ ｔｅｒ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｇｉｎｇ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ. Ｉｔ ｐｒｏ￣ ｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｄｅｓｉｇｎ.