单缸传动地液压机液压系统

1、沈阳理工大学课程设计专用纸No1仪压机仪压系统设计摘 要：本文是关于单缸传动的液压机液压系统设计的阐述，主要 包括工况分析，液压系统原理图，液压缸主要参数确定，液压元件 选择和液压缸结构设计等几部分内容。关键字：液压系统 工况分析 主要参数 结构设计沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计瘪No3沈阳理工大学目录1、设计要求2、工况分析2/1、运动分析2.2、负载分析3、负载图和速®的绘制4、液压缸主要参数的确定4仁初选液压缸的工住力4.2、计算液压缸的呆:4.3活塞杆稳定性校核4.4求液压缸的最大流量4.5绘制工况图5、液压系统图的規6、液压元件的选择6.1、确定液压泵的型号及电动柳率6.

2、2、与液压泵匹配的电动的选定6亠选鶴義件及辅元件1064、系统压力116.5、系统娠温升计算117、液压缸的结檢计118、总结139、参考文献14沈阳理工大学课程设计专用纸NO31s设计要求设计一台单缸传动的液压机液压系统，工作循环是：低压下行f高压下行保压一低压回程一上限停止，油缸垂直安装。首先我们要明确该液压系统的动作和性能要求，其工作行程为320mm，外负载500000N ,移动部件自重10000N ,低压下 行速度3.5 m/min,咼压下行速度 0.2 m/min,低压回程7 m/min 2、工况分析2.1、运动分析工作循环为低压下行一高压下行f保压-低压回程上限停止。系统在启动、控

3、制时的加速、减速根据经验查表取 t=0.5s系统的工作的总行程为320mm ,则每个阶段的速度如下：低压下行速度:VI = 3.5 m/min = 0.0583 m/s高压下行速度:V2 = 0.2 m/min = 0,0033 tn/s低压回程速度:V3 = 7 m/min = 0.1167 m/s2.2、负载分析液压缸必须克服的外负载为：F = F e + F f + F .式中 Fe为工作负载Ff为摩擦负载F*为惯性负载摩擦负载就是液压缸驱动工作是所需克服的机械摩擦阻力，由于液压缸是垂直安装，并且计算方法比较复杂烦琐，一般设计时将它算入液压缸的机械效率中考虑。Av惯性负载10000=X0

4、.05830启动时:At J nnnn n QSa* nAv"N112.19.810.5100000.0033咼压f保压：Av9.810.5N67沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No5保压f低压回程：d 丄 000116N237.99 V .810.5G V100000.11670低压回程-停止：aSgAtN237.99.810.5为防止因其自重而自行下滑，系统中应设置平衡回路，因此在启动和低£下行段缸推力应去掉重力。查表取液压缸的机械效马m 为 0.91液压缸各阶段的负载工部计算公式总负载F/N缸推力F/N启动F = F e + F a-9881.1-10858低压

5、下行F=F e +0-10000-10989低压过度高压F = F e + F a489887.9538338高压下行F = F e +0490000538461高压到保压F = F e + F a489993.3538454保压F = F e +0490000538461反向启动F = F e + F a10237.911250低压回程F = F e +01000010989停止F=F e +F,9762.1107273、负载图和速度图的绘制按照上面的负载分析结果及已知的速度参数行程限制等，绘制出负载图及速度图如下图所示。沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No54、液压缸主要参数的确定4

6、.1、初选液压缸的工作压力根据分析设备的负载比较大，查表各类液压设备常用工作压力，初选液压缸的工作压力为20MPa O4.2、计算液压缸的尺寸由于负载比较大，则5381maxm 0.0269mAP 2010沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No7则 D =J-0.0269TTI85mm3J416按标准取:D=180tnm无杆腔71 2 Tr254.474210 m有杆腔471 2TT"127.244210 m根据低压下行，低压回程速度比值-2D7m/min3.5m/ min解得：d=127mm按标准取：d=125tnm4.3、活塞杆稳定性校核l/d因为活塞杆的总行程为320mm,

7、而活塞杆直径d为125mm,=320/125=2.56< 10，所以无需对活產杆进行校推4.4 .求液压缸的最大流量=X：_ XX低压下行：254.471045.8310 2'/89.01/ minqiAVmSL=11=X XX=423高压下行：254.47100.3310/5.04/ minQaAV1 2mSL423低压冋稈:fuA V197 941011 fi7 in m /ftRQ)qi / min23工作循环中各工作阶段的液压缸压力、流量；功率如下表所示液压缸各工作EI段的压力、流量和功率工况压力P/MPa流量 q/(L/min)功率P/W低压下行0.03247358高压

8、下行21.161.341776低压回程1.86247412824.5 .绘制工况图沈阳理工大学由上表可绘制出液压缸的工况图如下图所示沈阳理工大学课程设计专用纸NO7沈阳理工大学P/Mpa21. 16()()31.86q/ (L/niin)24. 73t/s1.34P/W177658液压缸的工况图t/st/s5、液压系统图的拟定本液压系统中的压力高、流量大、空行程和加压行程的速度相差大，并且要求压力还能变换和调节，所以应为其选择一高压泵供油。1低压下行低压下行时电磁铁2YA通电，4换向阀右位工作，油液进入液压缸的上腔，3丫A和4YA通电，油液流到6调速阀，由于移动部件的自重较大,而液压泵流量较小

9、，通过调速阀保证完成快速下行。2高压下行移动部件向下运行中接触到工件后，液压缸上腔的压力升高，3丫A和4YA断电，此时油路形成差动回路，实现高压慢速下行。3 .保压 当电磁铁2YA得电，换向阀4右位工作，液压缸11下行并加压，当压力上升到电接点压力表12上限触点调定压力时，压力表发出电信号,沈阳理工大学课程设计专用纸No9使2YA失电，换向阀4中位工作，液压泵1卸荷，液压缸由液控单向阀13保压，当压力下降至电接点压力表下限触点调定压力时，压力表发出电信号，使2YA得电4换向阀右位工作，液压泵重新向液压缸供油，使压力回4.低压回程保压结束后，电磁铁1YA通电，换向阀4左位工作，同时3YA得电，油

10、路经过5二位二通换向阀和8二位三通换向阀进入液压缸的下腔，使其 低压回程。5上限位停止当移动部件升至预定高度后，电磁铁1YA和3YA都失电，各换向阀阀口都关闭，处于中位。这样就使得上缸停止运动，液压泵在较低压力下卸 荷，由于顺序阀9和单向阀10的支承作用，上滑块悬空停止。低压下行高压下行保压低压回程上限停止1YA2YA 3YA十十4YA十电磁铁动作表6、液压元件的选择6.1、确定液压泵的型号及电动机功率液压缸在整个工作循环过程中最大工作压力为21.16MPa.由于压力较大，考虑到油路上阀和管道的压力损失Ap =lMPa.则液压泵的工作压Pp =p +424.161 t2.16MPa考虑到系统过

11、工作阶段过渡以及系统须要一定的压力储备量，并且要 保证液压泵的工作寿命，其正常工作压力为其额定压力的80%左右，因此 泵的额定压力F> = Pp /0.8=27.7MPa液压系统中最大流量qmax=24.74L/min.溢流阀最小稳定流量3Umin ,系统泄漏系统Kl取1.1则液压泵的额定流量qp=" （24.743） X30.51L/min+取 qp=3 彳 L/niin根据上面计算的P、qp,额定压力与流量都比较大，应选用柱赛泵,查表选取JB-H35.5型的径向柱塞泵，其额定压力为32MPa ,额定排量 355ml/r 总效率为90% ,额定转速1000转/分。6.2、与液

12、压泵匹配的电动机的选定由于最大功率在高压下行阶段，液压泵额定转速为1000转/分，所以选用1000r/min 的电动机，其额定功率为：沈阳理工大学课程设计专用纸Now沈阳理工大学油箱容积根据液压泵的流量计算,取其体积V=6qp即V=213LP qXX18.2KW=0.03551000 PPp0.960 p因此选用型号为Y200L1-6 型电动机，其额定功率18.5KW 。6.3、选择阀类元件及辅助元件主要的依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量，其他还需考虑阀的动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作 性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格，系统中液压元件的型l3液

13、控单向阀YAF3-E610B12压力表Y100-T11液压缸HSGK01-125/75K10单向阀Dr-L10H39顺序阀XY-63B8二位三通换向阀4VE10U(D3X7单向阀DF-L10H36调速阀MHF-035二位二通换向阀E22JH-634三位四通换向阀34D-10B3压力表YlOO-T2先导式溢流阀GPlO/631液压泵JB-H35.5序号元件名称元件型号=匸dm油管内径可按”3/SQ-通过管道内的流量m查表这里面取5m/sXXs4 35.5 1012.3mm603,1416 5取 d=15rrim,外径 D=20tnmo沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No11P = 900

14、kg / m6.4、系统压力损失验算油液的运动黏度取V =1耳0 m /S ,油液密度取2R vd _4q3410 X431.82300,由此推出液流均为层流。71V dv60管中流速(TT2d15101 10XXr30.6110=X7IXX一2,88m/S3 260(15 10)因此A754p二一一I V 75 2X X X 2900 2.發局部压力损失较0.08610 Pad 2431.815 10小，可以忽略不计。n6.5、系统发热与温升计算n =n n n = x液压泵的X -n =0,9p X ,液压缸的效率m 0.91 ,高压肘回路效率.Oi 0.14 ,则液压系统的效率Am I

15、0.90.910.140,1 o 高速时,Q p (1o17760.9厂1598.4W ,取散热系数K + 一液压泵的输入功率P=1776W _ oX X15W/（m C）,邮箱有效容积oV=213Lo 则1598.4，设机床工作环境温KAK V0.0650.06532152135.8 C度 t 25 C,则加上温升后有t 255.830,8 C ,在正常工作温度内，符合要求。7、液压缸的结构设计1）液压缸的壁厚液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律应壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁g _液压缸的内径D与其 t的比值大于20

16、的圆筒称为薄壁圆筒。工程机械的液压诫，一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算Py D液压缸壁厚（m）；D液压缸内径(m)；沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No13p 试验压力，一般取最大工作压力的y(1.25-1,5) 倍 ；缸筒材料的许用应力。无缝钢管:tj =100-110MPaP =21.16 1.5=31.74MPayPy® 31.740.1825.9mm220在压力较高的液压系统中，按上式结果这里取=30mm2) 液压缸的缸体外经液鹿缸壁属算出后，述卩电求出缸体的外经D为Di D 2180230240mm液压缸工作行程长度，根据执行机构实际

17、工作的最大行程为320mm.就是标准值O3) 缸盖厚度的确定般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时0.433D2有孔时0.433D2缸盖有效厚度(m)；D；,2 K缸 盖H内* 径(m),d 0 =缸盖扎的直径(怡)。人)¥ X-无孔时31.7441.8mm0.4330.18取t无孔=45mm无孔11031740.1873.5mm取t有孔=75mm有孔时t有孔 0.4330.18110(0.180.125)沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No134) 最小导向长度的确定对一般的液压缸，最小导向长度H应满足以下要求： 设计计算过程L DH &

18、gt;+ 202L液压缸的最大行程；D液压缸的内径。320 >250 mmH20取 H=250mm活塞的宽度B 般取B=(0.6-10)D活塞宽度：B=0.6D=108mm 缸盖滑动支承面的I ,根扌尊液压缸内径D而定；当D<80mm时，取I 尺“。D= X =当 D>80mm 时，取 I 0.6 1.0 d所以 I 0.6125 75mm液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形 长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的 20-30 倍。缸体内部长度:L=B+l=108+320=428mm8、总结经过此次液压机液压系统的课程设计使我对上学期所学的液压与气动传动上所学的知识有了一个系统的复习和总结，对液压传动有了深刻的认识，并且对所学知识进行了 一定的扩展和深入，掌握了 一般液压系统设计的思路和方法，为以后的工作打下基础。同