液压机说明书

1、一、设计题目 TOC o 1-5 h z 二、明确液压系统的设计要求1三、液压系统的设计计算2 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 进行工况分析，绘制出执行机构的负载图和速度图2夕卜负载:2 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 移动部件自重为：2 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 惯性阻力F : 2惯 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 密封阻力:2密 HYPERLINK l bookmark77 o

2、Current Document 背压阻力：2根据上表数据，绘制出液压缸的负载图和速度图3 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 拟定液压系系统原理图4 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 确定液压缸主要尺寸5 HYPERLINK l bookmark89 o Current Document 工作压力的确定5 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 计算液压缸的内径D和活塞杆直径5 HYPERLINK l bookmark100 o Current Doc

3、ument 计算液压缸各运动阶段的压力、和功率6 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 确定液压缸的规格和电动机的功率7 HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 计算液压泵的压力7 HYPERLINK l bookmark113 o Current Document 计算液压泵的流量7 HYPERLINK l bookmark117 o Current Document 选择液压泵的规格及型号8 HYPERLINK l bookmark121 o Current Document 确定电动机功率及型号

4、8液压元件及辅助元件的选择8 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 液压元件的选择8 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 油管的计算与选择8油箱的容量确定8 HYPERLINK l bookmark135 o Current Document 液压系统的验算9 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 回路压力损失验算8液压回路的效率11 HYPERLINK l bookmark141 o Current Document 液压系统的温升验算11四、液压

5、缸的设计计算12五、油箱的设计计算13六、单泵集成块液压系统原理图14参考文献15、设计题目设计课目：设计一台小型油压机液压系统，其油压机工作循环为：快速下降压制 保压快速回退一一原位停止。主要性能参数详见下表：负载（N）行程（mm）速度（m/min）启动 时间 （s）保压 时间（s）备注移动 部件 自重（G）压制时外负载FL1快速回移时负载F L 2快进压制快速下降压制快速回移400050000800020010050.550.530设计内容：液压传动方案的分析液压原理图的拟定主要液压元件的设计计算（例游缸）和液压元件，辅助装置的选择。液压系统的验算。绘制液压系统图（包括电磁铁动作顺序表，动

6、作循环表，液压元件名称）A4一张;绘制集成块液压原理图A4 一张；油箱结构图A4 一张；液压缸结构图A4 一张。编写设计计算说明书一分（3000-5000字左右）。明确液压系统的设计要求对油压机液压系统的基本要求是：1）为完成一般的压制工艺，要求主缸驱动滑块实现“快速下降压制保压 一快速回退一一原位停止”的工作循环，具体要求可参看题目中的内容。2）液压系统功率大，空行程和加压行程的速度差异大，因此要求功率利用合理。3）油压机为高压大流量系统，对工作平稳性和安全性要求较高。三、液压系统的设计计算1.进行工况分析，绘制出执行机构的负载图和速度图液压缸的负载主要包括：外负载、惯性阻力、重力、密封力和

7、背压阀阻力（1）外负载F :L压制时外负载：F =50000 N快速回程时外负载：Fl 2 =8000 N移动部件自重为:G = 4000N惯性阻力F惯:式中:厂 G 0式中:厂 G 04000 x 5F =惯 （g -At） 9.81 x0.5x60重力加速度。单位为m s 2）。=67.95N移动部件自重力。单位为(N )。AU 在t时间内速度变化值。单位为(ms)。At 启动加速段或减速制动段时间。单位为0。密封阻力F密:一般按经验取F密=0.1F(F为总负载)在在未完成液压系统设计之前，不知道密封装置的系数，F 密无法计算。一般用液压 缸的机械效率门 加以考虑，门=0.900.97。山

8、背压阻力：这是液压缸回油路上的阻力，初算时，其数值待系数确定后才能定下来。根据以上分析，可计算出液压缸各动作阶段中负载，见表1:工况计算公式液压缸的负载(N)启动、加速阶段F = (F惯-F)/门F =眼5-4000 -4368.94N0.9稳定下降阶段F = F / 门GmF= 4444.44N压制、保压阶段F = (F -F )/nF = 51111.11N快退阶段F=(F +F )mF = 13333.33N表1根据上表数据，绘制出液压缸的负载图和速度图2.拟定液压系系统原理图二位四通电磁阀13单向行程调速阀QCI-25B12液压缸11单向顺序阀L 1-B25BW溢流阀Y-HW9单向阀/

9、-7单向阀1-25B7压力表开关XU-O6压力继电器K-6B(三位五通电磁阀35E-254溢流阀2Y-H10E：3电机/限压式变量叶片泵f滤油器Y90S-4序号名称型号图三油压机液压系统图动作元件1DT2DT3DT行程阀快 进工 进保 压快 退电磁铁动作循环表确定液压缸主要尺寸工作压力的确定工作压力可根据负载大小及设备类型来确定由文献一表2-1，根据F = 51111.11N，选定工作压力P1 = 5MP计算液压缸的内径D和活塞杆直径按P = 0.5MP，油缸的机械效率门机=1，由文献一式2-1：14 F卜彳1D ；2 兀尸门1机D =由文献一表2-5，液压缸尺寸系列表，将直径圆整成标准直径D

10、 = 110mm由文献一表2-4，液压缸内径D与活塞杆直径d的关系，取=土就0.7D 6由文献一表2-6，活塞杆直径系列，取d = 80mmT D 2无杆腔面积：4 =丁 = 3.14x 112/4 = 95.04cm2有杆腔面积：A =T (D2 -d2)= 3.14x(112 -82)/4 = 44.75cm2 24按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度：A稳定= 100A稳定= 100 = 2cm 2 y 50A1 A稳定，所以满足最小稳定速度要求。计算液压缸各运动阶段的压力、流量和功率根据上述所确定液压缸D和d以及工进时背压力P背=0.5MP，则可估算出液压缸各个 工作阶段中的压力、流

11、量和功率如表2所示。并以此用坐标法绘制出“液压缸工况图”，此图可直观看出液压缸各运动阶段主要参数变化情况，如1图4所示。工况负载(N)回油腔压力进油腔压力输入流量P x 106 (pa) P x 106 (pa) q(Ljmin)输入功计算公式率P(kW )快进启 4368.940.50.65变化值动变化值 =F + A p P1 =A1快进恒 4444.440.50.6647.52进0.52 q = A VP=P1q11 10.18_ F + A ApP1A 1压制保 51111.110.55.611.91压快退 13333.330.54.0422.38151,2q = A V, P = p

12、 q121 1豳腾蝠工邸确定液压缸的规格和电动机的功率计算液压泵的压力液压泵的工作压力应当考虑液压最高有效工作压力和管路系统的压力损失。所以泵的工作压力为：%= P +SAP式中：P泵液压泵的最大工作压力。P液压缸的最高有效工作压力。ZAP管路系统的压力损失，取ZAP = 1MPaF 寸 *51111.11 x 10 -6贝U： P = P+ZAp = 1 + Ap =+1 = 6.38MP1.考虑各方面因素，取泵的实际额定压力七页T.5xP泵T.5x6.38 = 9.57MP计算液压泵的流量液压泵的最大流量q泵应为q泵 k(2q)式中：(2q ) 同时动作各液缸所需流量之和的最大值，(Z q

13、)max = 47.52L /minmaxk系统的泄漏系数，取k = 1.2贝U：q泵=k(Zq) = 1.2x47.52 = 57.02Lm i n选择液压泵的规格及型号选 YBX - 40 功率 P = 6.3kW确定电动机功率及型号由工况图可知，液压缸最大输入功率在快退阶段，可按此阶段估算电动机功率。由于 工况图中的压力值不包括由泵到液压缸这段管路的压力损失，在快退时这段管路的压 力损失若取AP = 0.2MPa，液压泵总效率门=0.7。则电动机功率P为：P = W =5 + 0.2)x I.2 X ；2.38 X10- x I06 =i.087kW电 门0.7 x 60泵由文献 二表2

14、.10-1，选用Y90L - 4电动机，其额定功率为1.5kW，额定转速为 1400 r min。液压元件及辅助元件的选择液压元件的选择根据所拟定的液压原理图，进行计算和分析通过各液压元件的最大流量和最高工作压 力，而后按液压元件样本来选择液压元件的规格。油管的计算与选择4q：4 x 0.001压油管内径：d = 一= 1.7cm = 17mm兀v 3.14 x 4 4q4 X16吸油官内径： d = ：一= 1.5cm = 15mm兀 v ，3.14 x 1.5 x 60 x 103油箱的容量确定油箱的容量V = G7)x q泵=(57) x 57.02 = 285399L7.液压系统的验算

15、(1)回路压力损失验算主要验算液压缸在各运动阶段中的压力损失。若验算后与原估算值相差较大，就要进 行修改。压力算出后，可以确定液压泵各运动阶段的输出压力机某些元件调整压力的参考 值。的压力损失可由下式计算:具体计算可将液压系统按工作阶段进行，例如快进，工进，快退等，按这些阶段，将 管路划分成各条油流进液压缸，而后液压油从液压缸流回油箱的路线的管路，则每条管路的压力损失可由下式计算:ZAP = ZAP +ZAP +ZAP + &AP沿回 + ZAP局回 + ZY阀回，沿进局进阀进A1式中：EA 式中：EA PZAP沿进ZAP沿回ZAP局进液压油沿等径直管进入液压缸沿程压力损失值之和；液压油沿等径

16、直管从液压缸流回油箱的沿程压力损失值之和；液压油进入液压缸所经过液压阀以外的各局部的压力损失值之总 和，例如液压油流进弯头，变径等；ZAP局回一一液压油从液压缸流回油箱所经过的除液压阀之外的各个局部压力 损失之总和；NA,阀进一一液压油进入液压缸时所经过各阀类元件的局部压力损失总和；ZAP阀回液压油从液压缸流回油箱所经过各阀类元件局部压力损失总和；液压油进入液压缸时液压缸的面积；A 2 一一液压油流回油箱时液压缸的面积。ZAP沿进和ZAP沿回的计算方法是先用雷诺数判别流态，然后用相应的压力损失公式来 计算，计算时必须事先知道管长L及管内径d，由于管长要在液压配管设计好后才能确定。所以下面只能假

17、设一个数值进行计算。ZAP局进和ZAP局回是指管路弯管、变径接头等，局部压力损失AP局可按下式:AP广普式中匚局部阻力系数(可由有关液压传动设计手册查得);P液压油的密度V一一液压油的平均速度此项计算也要在配管装置设计好后才能进行。ZAP阀进及ZAP阀回是各阀的局部压力损失吒阀，可按下列公式:ML式中AP 液压阀产品样本上列出的额定流量时局部压力损失；q 通过液压阀的实际流量；q阀一一通过液压阀的额定流量。另外若用差动连接快进时，管路总的压力损失ZAP应按下式计算：(AP +AP )AABZAP = AP + ZAP + 2AB12式中AP式中APABAB段总的压力损失，ABcBC段总的压力损

18、失，APDBD段总的压力损失，A1 大腔液压缸面积；A 2 小腔液压缸面积。它包括沿程、它包括沿程、它包括沿程、局部及控制阀的压力损失;局部及控制阀的压力损失;现已知该液压系统的进、回油管长度均为2e油管内径为小=17mm，局部压力损失 按AP局=0.15AP沿进行估算，选用L-HL32液压油，其油温为15C时的运动粘度 u=1.5cm2s，油的密度p = 920kgm3。按上述计算方法，得出各工作阶段压力损失数值 经计算后见表3。快进时(MPa)工进时(MPa)快退时(MPa)沿程损失忽略不计忽略不计忽略不计阀三位四通电磁阀0.70 X105忽略不计1.5 X105件二位二通电磁阀0.5X1

19、05局单向行程调速阀(调速阀)5X105部单向阀70.84X1050.25X105损单向阀60.84X1052.87X1051.0X105失溢流阀局部损失忽略不计忽略不计总损失9.63X1053.12X10516.47X105随后计算出液压泵各运动阶段的输出压力，计算公式及计算数值见表4所示。计算公式液压泵输出压力(Pa)快进时P =启 + ZAP快进 A 一 A快进(F F )启快P =4368,94= 0.869 x 106快进 0.0095 - 0.004475工进时p = F + Ap工进 A工进1p = 4444,44 + 3.12 x 105 = 7.8 x 106工进 0.009

20、5快退时cF一 cp = +zap快退 A快退（F启F快）p =I%33+16.47 x 105 = 4.199 x 106 快退 0.0095 - 0.004475表4液压泵在各阶段的输出压力，是限压变量叶片泵和顺序阀调压时的参考数据，在调压时应当符合下面要求：泵快十 阀 泵工进泵快十增 泵工进其中P增限定压力p;快进时泵的压力P伐顺序阀调定压力P泵;工进时泵的压力P泵;工进时泵的压力从上述验算表明，无须修改原设计。在各工作阶段中，工进所占的时间较长。所以液压回路的效率按工进时为计算。D 51111.11 x 1x 1.9 x 103/60门=0缸广七=95 x10 -4=庭4回路P泵2 x 0泵26.38 x 106 x 1.9 x 103 /60液压系统的温升验算在整个循环中，由于工进阶段所占时间最长，所以考虑工进时的温升。另外，变量叶片泵随着压力的增加，