液压与气压传动课程设计-校正压装液压机的液压系统设计.docx

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1、液压与气压传动课程设计说明书题目：班级：姓名：学号：指导教师：机械设计制造及其自动化教研室2013.11目录1.1.1设计任务-2-2.1.1负载分析和速度分析-tI-2. 11负载分析-2-2.12速度分析-2-3. 1.1确定液压缸主要参数-3-4.1.1拟定液压系统图-5-4.11选择基本回路-5-4.12液压回路选择设计-6-4.13工作原理：-7-5.1.1液压元件的选择-7-5.11液压泵的参数计算-7-5.12选择电机-8-6.1.1辅件元件的选择-9-1. 11辅助元件的规格-9-6. 12过滤器的选择-10-7. 1.1油管的选择-10-8. 1.1油箱的设计-11-8. 1

2、1油箱长宽高的确定-11-9. 12各种油管的尺寸-12-10. 1.1验算液压系统性能-12-9.11 压力损失的验算及泵压力的调整-12-9.12 液压系统的发热和温升验算-14-1.1.1设计任务设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行f慢速加压f快速返回f停止。压装工作速度不超过5mms,快速下行速度应为工作速度的810倍，工件压力不小于IOKNo2.1.1负载分析和速度分析2.11 负载分析已知工作负载FW=100OON。惯性负载F=900N,摩擦阻力Fy=900N.取液压缸机械效率?“二0.9,则液压缸工作阶段的负载值如表21：工况计算公式缸的负载f/N启动加速F=

3、(Fz+F)7w2000快速下行F=Fjntn1000慢速加压F=(FFw)n,12111快速返回F=F/1000(表2-1)2.12 速度分析已知工作速度即工进速度为最大5mms,快进快退速度为工进速度的8-10倍。即40-50mms.按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图：启动快速下降减速工进制动快速上升（负载循环图）3.1.1确定液压缸主要参数初选液压缸的工作压力由最大负载值查表9-3,取液压缸工作压力为2Mpa计算液压缸结构参数为使液压缸快进和快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进,设液压缸两有效面积为A和A2,且A=2A?即d=0.707D.为防止钻通时发生前冲现象，

4、液压缸回油腔背压选择PzWOSMPa,而液压缸快退时背压取0.5Mpa由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程PlAl=P2A2+F,由此可得A,=F(P1-0.5P2)=71.89cm2(Al72cm2)液压缸内径D就为D=-=9.57cm圆整为IOCm由d=0.707D,圆整d=8cm工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量qmi=0.05Lmin液压缸实际所需流量计算：工进时所需流量：Q1=少G=72/100x0.05x600.9=2.4Lmin%AV快速空程时所需流量：Q2=-l-l=72/100x0.05x60x10/0.9=24L/minrlm(表3L)液压缸在工作循环各阶段的压力，流量和功

5、率值工况计算公式负载F(KN)回油腔压力P2输入流量进油腔压力Pl输入功率P差动快进P,FA2(P2-P1)q1=(A1-A2)v1P=Plql100OP2=P+0.510.80.810.146工进P.f+2P1,AAi=AiVlP=Plq.121110.62.161.980.071快退P=+P2A2Mi=A2V1P=Plq110000.510.81.280.2304.1.1拟定液压系统图4.11选择基本回路(1)调速回路因为液压系统功率较小，且只有正值负载，所以选用进油节流调速回路。为有好的低速平稳性和速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。(2)泵供油回路由于工进速度和快

6、速运动速度相差悬殊，所以采用双泵供油。(3)速度换接回路和快速回路由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路。快速运动通过差动回路来实现。(4)换向回路为了换向平稳，选用电液换向阀。为实现液压缸中位停止和差动连接，采用三位五通阀。(5)压力控制回路采用换向阀式低压卸荷回路，减少了能耗，结构也比较简单。4.12 液压回路选择设计对选定的基本回路合成时，有必要进行整理，修改和归并。(1) 防止工作进给时进油路和回油路相通，并须接入单向阀。(2) 要实现差动快进，必须在回油路上设置液控顺序阀，以防止油液流回油箱。合并后完整的液压系统工作原理图如图4：（图4T）4.13

7、 工作原理：1、快速下行按下起动按钮，电磁铁IY通电，这时的油路为：双联叶片泵1一单向阀2三位五通电磁阀3左位一二位二通电磁阀4右位一压力继电器6液压缸上腔液压缸下腔的回油路液压缸下腔一三位五通电磁阀3左位一单向阀7二位二通电磁阀4右位一压力继电器6液压缸上腔2、慢速加压油路分析：当上腔快速下降到一定的时候，压力继电器6发出信号，使二位二通电磁阀4的电磁铁3Y得电，换右位。液压油由调速阀5流入液压缸上腔，流速受调速阀限制，进入工进阶段工作。3、快速返回液压缸下腔的供油的油路：双联叶片泵1单向阀2三位五通电磁阀3右位液压缸下腔液压缸上腔的回油油路：液压缸上腔二位二通电磁阀4右位三位五通电磁阀3右

8、位单向阀13副油箱表4-1电磁铁动作顺序表IY2Y3Y快进+工进+快退+停止5.1.1液压元件的选择5.11液压泵的参数计算由前面可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力1.98MPa,本系统采用调速阀进油节流调速，选取进油管道压力损失为0.6MPa。由于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大0.5MPa,故泵的最高压力为Ppi=(1.98+0.6+0.5)MPa=3.08MPa这是小流量泵的最高工作压力(稳态)，即溢流阀的调整工作压力。液压泵的公称工作压力Pr为Pr=1.25Pp=1.253.08MPa=3.85MPa大流量泵只在快速时向液压缸输油，由压力图可知，液压缸快退

9、时的工作压力比快进时大，这时压力油不通过调速阀，进油路比较简单，但流经管道和阀的油流量较大。取进油路压力损失为0.5MPa,故快退时泵的工作压力为Pp2=(1.28+0.5)MPa=1.78MPa这是大流量泵的最高工作压力。由表3-1可知，工进时所需流量最小是2.16Lmin,设溢流阀最小溢流量为2.5Lmin,则小泵的流量按式(8-16)应为qpl(1.1x2.16+2.5)Lmin=5.94Lmin,快进快退时液压缸所需的最大流量是10.8Lmin,则泵的总流量为qp(1.1x10.8)Lmin=l1.88Lmin。即大流量泵的流量qp2qpVpi=(11.88-5.94)Lmin=5.9

10、4Lmin0根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用YB-6/9型的双联叶片泵，该泵额定压力7MPa,额定转速IOoOr/min。5.12选择电机系统为双泵供油系统，其中小泵1的流量qp=(6x10760)m3s=O.lxlO3m3s,大泵流量qp=(9x10360)m3/s=O.l5xlO3m3/so差动快进，快退时两个泵同时向系统供油，工进时，小泵向系统供油，大泵卸载。下面分别计算三个阶段所需的电动机功率P。1、差动快进差动快进时，大泵2的出口压力油经单向阀10后与小泵1汇合，然后经单向阀2,三位五通阀3,二位二通阀4进入液压缸大腔，大腔的压力Pl=Pj=8.1xl()5?a,查样本可知

11、，小泵的出口压力损失ap=4.5xlPa,大泵出口到小泵出口的压力损失即2=1.5乂1()5网。于是计算可得小泵的出口压力Pp1=12.6xlO5Pa(总效率7=0.5),大口出口压力Pp2=UJxlO5Pa(总效率小=0.5)。电动机功率p_SqJPP_(12.6xlOxO.lxlO-314.1x105x0,15x10-3720.50.52、工进考虑到调速阀所需最小压力差p=5xl()5pa压力继电器可靠动作需要压力差P2=5xl()5Pao因此工进时小泵的出口压力Pp=P+p1+p2=29.8xlO5Pa。而大泵的卸载压力取Pp2=2xlO5Pao（小泵的总效率7=0.565,大泵的总效率

12、%=0.3）。电动机功率p-l2q2,（29.8x105x0.1x102x105x0.15x10%20.5650.33、快退类似差动快进分析知：小泵的出口压力p=17.3xlOfiPa（总效率7=0.5）；大泵出口压力Pp2=18.8xlO5Pa（总效率小=0.51）o电动机功率jp-q.Iq2.（17.3xl05xOlxlO-31&8x1（）5xO.15x1OW=899W720.50.51综合比较，快退时所需功率最大。据此查样本选用Y90L-6异步电动机，电动机功率LIKWo额定转速910rmin6.1.1辅件元件的选择6.11 辅助元件的规格根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量，选择各种

13、液压元件和辅助元件的规格。表6-1液压元件及型号序号元件名称最大通过流量/Lmin型号1双联叶片泵15YB-6/92单向阀15I-25B3三位五通电磁阀3035DY36BY4二位二通电磁阀3022EF3-E10B5调速阀0.32Q-IOB6压力继电器D50518D7单向阀16I-25B8背压阀1B-IOB9液控顺序阀0.16XY-2510单向阀16I-25B11溢流阀6.3Y-D6B12过滤器28.8XU-40X20013单向阀16I-25B(注：以上元件余液压泵、滤油器外，均为板式连接。)6.12 过滤器的选择按照过滤器的流量至少是液压泵总流量的两倍的原则，取过滤器的流量为泵流量的2.5倍。由于所设计组合机床液压系统为普通的液压传动系统，对油液的过滤精度要求不高，故有4时；虑器=%工入2.5=(14.42.5)L/min=36L/min因此系统选取通用型XU系列线隙式吸油过滤器，参数如表6-2所示。表6-2通用型XU系列线隙式吸油中过滤器参数型号通径mm公称流量1./min过滤精度m尺FM(d)HD4XUA40200-J2040200M2721980787.1.1油管的选择各元件间连接管道的规格可根据元件接口处尺寸来决定，液压缸进、出油管的规格可按照输入、排出油液的最大流量进行计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以应对液压缸进油和出油连