液压系统设计说明书

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！《液压传动》课程设计说明书目录第一章组合机床工况分析......................................................................................2333334与图5第二章液压缸主要参数确定..................................................................................66677799第三章拟定液压系统图........................................................................................11............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................第四章拟定液压系统图........................................................................................14第五章液压系统性能验算....................................................................................19第六章设计心得....................................................................................................22附录：参考文献.........................................................................................................231《液压传动》课程设计说明书第一章组合机床工况分析明确设计要求：组合机床动力滑台的工作要求液压系统在组合机床上主要是用于实现工作台的工进——死挡铁停留——快退——停止的动作循环，切削力为18000N，动力滑台采用平导轨，工进速度要求无级调速。工作循环如图：设计参数如下表所示：数据参I数）工进速度）gdt）统的的执行元件确定为液压缸。2《液压传动》课程设计说明书工作负载分析1.1.工作负载即为切削阻力已知切削力为18000N则F=18000Ne1.2.惯性负载分析Gv92107.19.80.2160FimaNgt1.3.阻力负载分析摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：FfG0.1892101657.8N静摩擦阻力gFfG828.9Nd动摩擦阻力1.4.工进速度选择工进速度取工进时的最大速度90mm/min1.5.运动时间设快进进程为V1V2。L10510603t1s0.887s快进工进1v7.11L5360t2s35.3s2v9023《液压传动》课程设计说明书LL(10553)10603快退ts1.335s12V7.1311.6.运动分析η设液压缸的机械效率通常在0.9~0.95间，此处取0.9，得出液压缸在m各工作阶段的负载和推力，如下表所列。液压缸负载的计算：FFiciFFFi4《液压传动》课程设计说明书根据上述数据绘液压缸F-s与v-s图1.7.5《液压传动》课程设计说明书第二章液压缸主要参数确定2.1初选液压缸工作压力按负载的大小根据表2选择液压缸的工作压力：表2按负载的大小选择执行元件工作压力(GB/T23491980)压力P(MPa)＜0.8~1.01.5~2.02.5~3.03.0~4.04.0~5.0＞5.0~7.0根据最大负载F=18828.9N，初选液压缸工作压力为3MPa。2.2计算液压缸主要尺寸（1）计算缸筒面积A:本机床为钻孔组合机床，为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔应有背压，查相关设计资料选取背压值为610Pa，为使快进快退速度相等，p52选用2的差动油缸。假定快进、快退的回油压力损失为P7105。A1A2计算公式为：(pApA)F1122cmF18828.9A7.75103m277.5cm210.62P22P0.931061m（2）根据缸筒面积A计算缸筒内径D：414D9.936（3）按计算结果根据表3选择缸筒内径标准值表3液压缸内径和活塞杆直径标准系列（GB/T2348-1993）mm40325063364080（90）100（110）1254550566370140160………活塞杆直径d8090…按标准选取D=100mm。根据快进和快退相等的条件，拟确定液压系统在快进时采用差动连接。设活塞杆直径为d，于是有：6《液压传动》课程设计说明书A2A12D100d70.71mm22按标准值选择d=70mm则，液压缸的有效面积为：1无杆腔面积：AD80.25cm22141有杆腔面积：ADd40.035cm222242.3活塞杆标准行程的确定按已知设计条件，根据表4选择活塞杆的标准行程：表4活塞杆的标准行程系列表(GB/T2349-1980)mm100400125500200250320根据已知工作行程为158mm，选择活塞杆的标准行程为200mm。2.4活塞杆稳定性校核活塞杆的总行程为200mm,而活塞杆的直径为45mm。L/d=200/70=2.85<10不用进行稳定性校核。2.5计算液压缸流量、压力和功率2.5.1液压缸相关流量计算液压缸快进流量计算：=AAv80.2540.037.1101028.56L/minq43121快进液压缸工进流量计算：q=Av80.25100.72L/min412工进液压缸快退流量计算：q=Av40.031010L/min43快退217《液压传动》课程设计说明书2.5.2液压缸相关压力计算液压缸快进压力计算：FApP=828.9/0.940.031010540.9310=0.93MPa26m80.2540.03104AA12液压缸工进压力计算：FAP0.94105P=2.9110=2.91MPa工进226m工进41液压缸快退压力计算：FAP/80.2545P=1.43Pa126m142.5.3液压缸相关功率计算液压缸快进功率计算：P=pq液压缸工进功率计算：=pPq=2.91=0.03KW60工进工进工进液压缸快退功率计算：28.4260P=pq=1.43快退快退快退液压缸在各工况下的主要参数(见下表)回油腔压力进油腔压力输入流量输入功率P/KW工进209210.62.910.720.038《液压传动》课程设计说明书启动快退加速恒速18421509.49210.461.571.430.60.628.420.672.6绘制工况图2.7液压缸结构设计1）缸体与缸盖的连接形式，采用常用的法兰连接，其形式与工作压力、缸体材料、工作条件有关。2）活塞杆与活塞的连接结构采用常见的整体式结构。导向套的结构，以及密封、防尘、锁紧装置等。据密封部位、使用部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择O型的密封圈。9《液压传动》课程设计说明书冲装置有环状间隙节流缓冲装置，三角槽式节流缓冲装置，可调缓冲装置。气装置。2.8液压缸设计需注意的事项1）尽量使液压缸有不同情况下有不同情况，活塞杆在受拉状态下承受最大负载。2）考虑到液压缸有不同行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题，缸内如无缓冲装置和排气装置，系统中需有相应措施。3）根据主机的工作要求和结构设计要求，正确确定液压缸的安装、固定方式，但液压缸只能一端定位。4）液压缸各部分的结构需根据推荐结构形式和设计标准比较，尽可能做到简单、紧凑、加工、装配和维修方便。2.9液压缸主要零件的材料和技术要求2.9.1缸体材料---灰铸铁:HT200,HT350;铸钢：ZG25,ZG45粗糙度---液压缸内圆柱表面粗糙度为0.2~0.4mRa技术要求：a内径用H8-H9的配合b缸体与端盖采用螺纹连接，采用6H精度2.9.2活塞材料---灰铸铁：HT150、HT200粗糙度---活塞外圆柱粗糙度~1.6mRaf7~f9配合可取H8。2.9.3活塞杆材料---实心：35钢、45钢；空心：35钢、45钢、无缝钢管粗糙度---杆外圆柱粗糙度为0.4~0.8mRa技术要求：1、调质20~25HRC878h8HfH2.9.4缸盖材料---35钢、45钢；作导向时用（耐磨）铸铁粗糙度---导向表面粗糙度为~1.6mRa10《液压传动》课程设计说明书技术要求：1、同轴度不大于0.03m2.9.5导向套材料---青铜、球墨铸铁粗糙度---导向表面粗糙度为0.8Rma技术要求：1、导向套的长度一般取活塞杆直径的60%~80%2、外径D内孔的同轴度不大于内孔公差之半第三章拟定液压系统图3.1动作要求分析根据题目设计要求，画出如图所示的工作循环图：3.2选用执行元件相等的要求，拟定在快进时采用差动连接。3.3确定供油方式类组合机床设计，故选用双作用叶片泵双泵供油方式。3.4调速方式选择11《液压传动》课程设计说明书由工况得知，该液压系统功率小，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且动部件的前冲现象，因此选择在回油路上加背压阀4，以使系统运行平稳。3.5速度换接选择换向阀。其优点是动作可靠，转换精度较高。3.6换向方式选择的中位机能为M型，以实现可以随时在中途停止运动的要求。为提高换向的位置要求，拟选择采用止挡块和压力继电器的行程终点返回控制。3.7选择调压和卸荷回路在双泵供油的油源形式确定后，调压和卸荷问题都已基本解决。即滑台工进时虽未卸荷，但功率损失较小，故可不需再设卸荷回路。3.8拟定液压系统原理图12《液压传动》课程设计说明书3.9液压系统工作原理3.9.1快进按下起动按钮，电磁铁1YA通电，三位五通电磁换向阀11工作在左位，实现快进，油路为：进油路：低压大流量泵2→单向阀8→三位五通电磁换向阀11（左位）→行程阀14（下位）→液压缸16回油路：液压缸16（右腔）→三位五通电磁换向阀（左位）→单向阀9→行程阀14（下位）→液压缸163.9.2工进当滑台快速运动到给定位置时，滑台上的撞块撞击并压下行程阀14阀芯，切断通道，使压力油经调速阀13进入液压缸左腔。由于油液流经调速阀，系统压力上升，打开液控顺序阀6，此时单向阀9关闭，切断液压缸差动回路，实现工进，油路为：13《液压传动》课程设计说明书进油路：高压小流量泵3→单向阀7→三位五通电磁换向阀11（左位）→调速阀12→液压缸16回油路：液压缸16（右腔）→三位五通电磁换向阀（左位）→顺序阀6→背压阀4→油箱。3.9.3快退当滑台工进完毕之后，停留在死挡铁处，系统压力升高，直到压力继电器15的调整值时，压力继电器动作，2YA通电，三位五通电磁换向阀11工作在右位，滑台快退返回。快退油路为：进油路：低压大流量泵2→单向阀8→三位五通电磁换向阀11（右位）→液压缸16回油路：液压缸（左腔）→单向阀13→三位五通电磁换向阀11（右位）→单向阀10→油箱。3.9.4得电顺序表快进工进快退停止+---第四章拟定液压系统图确定液压泵4.1大流量液压泵和小流量液压泵的工作压力分别进行计算。14《液压传动》课程设计说明书2.91Mpa，选取进油路上的总压力损失为0.7MPA，同时考虑到压力继电器的可靠动作要求压力继电器动作压力与最大工作压力的压差为0.5MPA，则小流量泵的最高工作压力为：Pp1=2.91+0.7+0.5=4.11MPA快退时液压缸中的工作压力比快进时小，如取进油路上的压力损失为0.5MPA，则大流量泵的最高工作压力为：Pp2=1.43+0.5=1.93MPA4.2计算总流量在整个工作循环中，两个液压泵应向液压缸提供的最大流量出现在快退阶段，为28.56L/min,若整个回路中的泄漏量按液压缸输入量的10%计算，则液压油源提供的总流量：q=1.1X28.56=31.416L/minp工作进给时，输入液压缸流量为0.72L/min，但由于溢流阀的最小稳定以流量为3L/min,故小流量泵的供油量最少应为3.6L/min。根据以上液压油源最大工作压力和总流量的计算数值查阅产品样本，选取PV2R12-6/33型双联叶片泵，其中小泵的排量为6ml/r,大泵的排量为33ml/r,若取液压泵的容积效率为0.9，则当泵的转速为960r/min，小泵的输出流量p=6109600.9=5.184L/min-3该流量能够满足液压缸共进速度的需要。大泵的输出流量：p大=(6+33)109600.9=28.512L/min-3双泵供油的实际输出流量：p=(6+33)109600.9=33.696L/min-34.3电动机的选择液压缸在快进时输入功率最大，这是液压泵工作压力为1.43MPA，流量为33.696L/min，取泵的总效率为0.75，则液压泵驱动电动机所需的功率为pqq363P1.07p123pY100L-6P=1.5KW，15《液压传动》课程设计说明书4.4阀类元件和辅助元件的选择额定转速n=960r/min件的型号及规格。额定压量L/min量L/min力/Mpa10111213141516压力继电器液压缸4.5油箱油箱长，宽，高的确定:油箱中能够容纳的油液容积按JB/T793820107，求的容积为：V容=733.696=235.872L16《液压传动》课程设计说明书按JB/T79382010规定，取标准值V容=250L，即：V=v容/0.8=0.25/0.8=0.3125m3如果取油箱内长L.宽W，高h比例为3:2:1，可得长，宽W1=746mm，高h1=373mm。3mm，箱底厚5mm,因为箱盖上需要安装其它液压元件，所以箱盖厚度取10mm，为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养，取箱底离地的距离为160mm，因此，油箱基体的总长总宽总高分别为：长：L=L1+2t=1119+2x3=1125mm宽：L=W1+2t=746+2x3=752mm高：H=10+H1+5+160=10+373+5+160=548mm为了更好地清洗油箱，取油箱地面倾斜角度为0.5度4.6隔板尺寸的确定为两部分。根据经验，隔板高度取为箱内油面高度的3/4，根据上诉计算结果，隔板的高度应为：H隔板=V/L1W1x3/4=0.25/（1.119x0.746）x3/4=225mm隔板的厚度与油箱厚度相同，取为3mm。4.7油管选择1、油管类型的选择系统的工作压力再6.5MPA以下，为了便于装配，使用软管油路。17《液压传动》课程设计说明书液压缸进油和出油的流量和速度明细表133.6961qq80.2540.035p1P33.6961080.2533.69667.548.416/A2=40.035211p0.721010qq1pv8.4161p80.252A22、根据表中的数值，当油液在压力管中流速取腔和有杆腔相连的油管内径分别为：q6d2262.691020mm液压缸无杆腔：310601v3q6液压缸有杆腔：2215d32v3各种油管的尺寸：尺寸可根据液压泵流量和管中允许的最大流速进行计算，即：q=33.696/0.9=37.44L/min取吸油管中油液的流速为1mm/s。可得：18《液压传动》课程设计说明书qd220.0267mv液压泵的吸油管径应尽可能选择较大的尺寸，以防液压泵内气穴的发生。按照标准取公称直径为d=32mm，外径为42mm。第五章液压系统性能验算5.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值求，不必进行冲击验算。这里仅验算系统的压力损失，以确定压力阀的调定值，经过液压阀的局部压力损失。①快进通过单向阀7和单向阀8的流量是分别是大泵流量28.512L/min和小泵流量5.184L/min，通过电液换向阀11的双泵流量是33.696L/min，然后与液压缸有杆腔的回油汇合，由液压缸进出油流量表知以流量62.69L/min通过行程阀并进入无杆腔。如果额定流量下单向阀的最大压降为0.2Mpa，电液换向阀的最大压降为0.5Mpa，行程阀14的最大压降为0.3Mpa，忽略延程压力损失，因此进油路上的总压降为：q2q2q2q2pp=p+p+p实实实实qqqqv额单换行额额额额28.512233.696262.692MPa=0.20.50.3100100100MPa0.0160.0560.1180.190此值不大，不会使压力阀开启，故能确保两个泵的流量全部进入液压缸。回油路上，液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀11和单向阀9的流量都是31.27L/min，然后与液压泵的供油合并，经行程阀14流入无杆腔。由此可算出快进时有杆腔压力p与无杆腔压力p之差。21222pMPauMPa此值小于原估计值0.5Mpa此时液压泵的工作压力可计算为19《液压传动》课程设计说明书p，所以原来的设计是安全的。pP1u②工进11的流量为0.72L/min12处的压力损失为0.5MPa8的流量为0.72L/min失为0.2Mpa，油液在回油路上通过换向阀的流量是0.34L/min，在顺序阀6的流量也是0.34L/min25B顺序阀样本，该阀的最低开启压力为0.5Mpa阀4处的流量为28.56+0.34=28.9，其额定压力损失为0.5Mpa，因此这时液压缸回油腔的压力损失为为pu28.920.342pMPa0.542MPa0.20.50.5631002可见此值小于原估计值0.8MPa。故可按表2中公式重新计算工进时液压缸进油腔压力p，即1FpA/2209210.5421040.0351064pMPa2.88MPa22A80.2510410611此值与工况参数表中数值2.91MPa相近，因此原设计能满足要求。工进阶段，进油路压力损失为:q2q2q2pp=p+p+p=实实实qqqv额单换调额额额p//a22v考虑到压力继电器可靠动作需要压差Δp=0.5MPa，故溢流阀的调压应为CPpppMPaMPa1vc控制大流量液压泵卸荷的阀4的调定压力应小于2.91+0.5=3.41Mpa③快退快退时，油液在进油路上通过单向阀10的流量为28.56L/min，通过换向阀2的流量为33.696L/min1311和单向阀10的流量都是67.54L/min。因此进油路上总压力损失为：q2q2q2pvp=p+p=实实实qqq额单换额额额28.512233.6962p0.20.5MPaMPa63100v2回油路上总压力损失为20《液压传动》课程设计说明书q2q2q2pp=p+p=