课程设计-设计一台上料机液压系统

一、设计题 二、负载分 负载与运动分 负载动力分 负载图与运动图的绘 三、设计方案拟 3.1系统图的拟 3.2系统原理 3.3缸的设 四、主要参数计 初选缸工作压 计算缸主要尺 活塞杆稳定性校 计算循环中各个工作阶段的缸压力，流量和功 五、元件选 确定泵的型号及电功 选择阀类元件及辅助元 系统原理图上部分阀类功能六 系统性能验 验算系统压力损 验算系统发热与温 七、小 八、参考文 一、设计题→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为5000N，滑台的重量为1000N，快速上升的行程为350mm，其最小速度为45mms;慢速上升行程为100mm，其最小速度为8mms；快速下90，滑台与导轨的最大间隙为2mm，启动加速与时间均为0.5s，缸的机械效率（考虑密封阻力）0.91。1二、负载分、负载与运动分 、负载动力分FLFG50001000NFf

2FN120N,0.20.1静摩擦负载 动摩擦负载

惯性负载为运动部件在起动和制动的过程中可按

FmaGG---运动部件的重量gg9.8ms△t---起动或制动时间

△v---速度变化值（ms

g加

Gv60000.045N g

Gv60000.0450.008N g

制

Gv60000.008N g

Gv60000.055N g

Fa5Fa4虑滑台2的重量。则缸各阶段中的负载如表1所示m表 缸各阶段中的负

0.91总负载缸推力FFfsFLFFLFfdFa1FFfdFLFFLFfdFaFFLFFFLFfdFa3FFfdFaFFFFfdFa5--2.3．2所示。三、设计方案拟3.1．系统图的拟供油方式从工况图分析可知，该系统在快上和快下时所需的流量较方式显然是不适合的，宜选联式定量叶片泵作为油源。调速回路由工况可知可知，该系统在慢速时速度需要调节，考虑速度换接回路由于快上和满上之间速度需要换接，但对换接到位平衡及锁紧为防止在上端停留时重物下落和在停留期间内保持重物的位置，特在缸的下腔(无杆腔)进油设置了液控单向阀；另一方（5）本系统的换向采用三位四通Y型中位机能的电磁换向阀，下图 系统原 。360的往复摆动，输出转矩和角速度缸除单个使用外，还可以几个组合起来和其他机构组合。续计算1）缸体与缸盖的连接形式常用的连接方式法兰连接、螺纹连接、外半环连3）活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆与端盖、导4）活塞及活塞杆处密封圈的选用活塞及活塞杆处密封圈的选用，应根据密密封圈。常见的密封圈类型：O型圈，O型圈加挡圈，高底唇Y型圈，Y型圈，5）缸的缓冲装置缸带动工作部件运动时，因运动件的质量大，运6）缸排气装置对于速度稳定性要求的机床缸，则需要设置排气装正确确定缸的安装固定方式但 缸只能一端定位。材料---灰铸铁:HT200,HT350;铸钢粗糙度---缸内圆柱表面粗糙度为Ra0.2~技术要求：aH8-H9b6H材料---灰铸铁Ra0.8~f7~f9H8。材料---实心：35，45：35，45Ra0.4~0.8m技术要求：abH8f7H8材料---35，45（耐磨）铸铁Ra0.8~1.6m技术要求：同轴度不大于Ra技术要求：a60%~80%b外径D四、主要参数的计初选缸的工作压2.0MPa计 缸的主要尺AF

式中 F---缸上的外负p---缸的有效工作压 A---所求缸有有效工面P4AP4

m220

33.36104m2433.36433.36

m6.52102D2 D2d 按标准取d25mm 缸的有效作用面积为

d

A1

6.32cm24

A1D2d26.322.52cm2 因为活塞杆总行程为450mm25mm，ld450251810 缸一端支承一端铰JAJA

4.9108Pa系数

，柔性系数

1

，rk

d6.25

，因为1l721

22

k4.9108252 N197413.15N 450 1 l

250006.25 2k 2k 取其安全系数nk4Fk197413.15N49353.29 计算循环中各个工作阶段的缸压力，流量和功求缸的最大流q快上A1v快上31.q慢上A1v慢上31.1q快下A2v快下26. 缸压力、流量和功率如表2所示。表2 pL由表2可绘制出缸的工况图，如图3所示五、元件的选确定泵的型号及电功缸在整个工作循环中最大工作压力为1.93Mpa，由于该系统比较简单，所以取其压力损失p0.4Mpa，所以泵的工作压力为q两个泵同时向系统供油时，若回路中泄漏按10％计算，则两个泵的总流量应 1.18.67L/min9.537L/min，由于溢流阀最小稳定流量为qp得少于4.5L/min。根据以上压力和流量的数值查产 额定压力为6.3Mpa，容积效 的电的功率可由泵的工作压力（2.33Mpa）和输出流量（当电转q为910r/min 26.39100.85103L/min9.75L/min求qPPp

ppqp

2.3310660

W ，拟定选用电的型号为Y90S-6,功率为750W，额定转速为910r/min。 /(L.min1XLX-06-2YB1-3I-4XY-5PB-67XI-89QI-Y—K-电Y90S-P8mm10mm的紫铜管P油箱：油箱容积根据泵的流量计算，取其体单向阀I-《元件产品样本》立新件厂

V(5~7)q,重量（㎏㎜I-外形尺寸外控顺序阀XY-《元件产品样本》立新件厂重量（㎏阀径XY-外形尺寸构溢流 PB-《元件产品样本》立新件厂重量（㎏阀径PB-

重量（㎏压力（㎜压力损失（㎏/㎜泄漏 接口尺寸单向顺序阀XI-B10B重量（㎏阀径XI-液控单向阀IY-25B重量（㎏（㎏/㎜（㎏/㎜（㎏/㎜约小于主压力

压力（㎏㎜（㎏/㎜泄漏 单向调速阀QI-10B工作压力（㎏/㎜QI-外形尺寸压力表Y—Y弹簧压力表100压力表直径 T径向有压力表开关K-电Y90S-0.75系统原理图上部分阀类功溢流阀结构原理及应结构原理：图1DBD型直动式溢流阀的结构原理图。进油口的压力应用：1）起安全阀作用（防止系统过载）溢流阀起安全阀作用时，多余油液排回油箱而维持系统压力基本恒定。3）使系统卸荷先导式溢流阀的控制口通油箱，就可以利用溢流阀使系统卸荷。4）调压在先导式溢流阀的控制口上接调压阀，能实现调压。顺序不同，分别称为顺序阀、背压阀、卸荷阀和平衡阀。调速（2）双作用叶片（1）结构原理及功用：单作用：叶片是镶嵌在槽里的，可以自由滑动，当（与吸油口相连（与排油口相连滤油行元件（如杆、马达）的换向或启停。六、系统的性能验6.1根据计算慢上时管道内的油液流动速度约,通过的流量为1.5Lmin,数值较小，主要压力损失为调速阀两端的压降；此时功率损失最大；的变化，其快上时缸的速度为v1qp

9.75 6031.17

52mm9.751049.75104106A

ms3.23m⑴沿程压力损失首先要判别管中的流态，设系统采用N32油。室温

1.0104mm2

Revdv3.23810 258.4

则阻力损失系数75Re75258.40.29m890m3

，则其进油的沿程压力损失p1

lv2 810 ⑵局部压力损失 qn和pn，则当通过阀的流量为qpvpvp qn 因为GE系列10mm通经的阀的额定流量为63L/min，叠加阀10mm通经系列同理，快上时回 的流

A1A

油路油管中的流速v8.2110

604

8210

ms2.72m

。由此可计算出Revd/v2.72

1.0104

(层流)75Re0.345plv2 9002.722.72Pa2.87100000d 810 pp1A2p20.3370.033726.26(0.2870.0287)MPa 原设p0.4MPa，这与计算结果略有差异，应用计算出的结果来确定系 2.6Mpa0.3-0.5Mpa，所以取溢流阀调3.0Mpap

Pa3.2105Pa0.32MPap背p

0.4Mpa6.2.验算系统的发热与温根据以上的计算可知，在快上时 的输入功率PPP

60

W2.6106

60

563.33W

W3.0106

325W1上时其有用功率为P1

W313.63W276.75W略大于快上时的功率损249.7W，现以较大的值来校核其热平衡，求出发热温升。设油箱的三个边长在111~123范围内，则散热面积为A0.0653V

702m2

h