小型液压机液压系统设计

11级液压传动课程设计11级液压传动课程设计(说明书)进行工况的分析，设计液压系统并绘制原理图机械学院11级液压传动课程设计 1.1前言(设计任务书) -2- 11级液压传动课程设计 11级液压传动课程设计摘要用液体的压力传递能量以完成各种压力加工的。液压机一般由本机(主机)、动本说明书主要用于说明根据工作进程和一些工作要求设计出的小型液压机的液关键词：液压机，元件选型，原理图，装配图，液压系统设计11级液压传动课程设计1.工况分析及大致方案的拟定1.1前言(设计任务书)计的目的.1.2课程设计题目见下表。其中：工工作台液压缸负载力(KN)夹紧液压缸负载力(KN)工作台液压缸移动件重力(KN)夹紧液压缸负移动件重力(N)紧液压缸行程(mm)FL=20Fc=5.8G=2.0Gc=65ᵄ=ᵄ=5.813ᵃ=10ᵃ11级液压传动课程设计工作台工进速度(mm/min)紧液压缸运动时间(S)工作台液压缸快进行程(mm)工作台液压缸工进行程(mm)工作台启动时间(S)V=402t=2ᵅL=2801μs=0.2L=702μd=0.1t=0.5计主要内容11级液压传动课程设计量以完成各种压力加工的。其工作特点之一是动力传动为“柔性”传动,不象机械加工设备一样动力传动系统复杂,这种驱动原理避免了机器过载的情况的工况分析及计算1.3.1确定执行元件的形式作缸(取缸的机械效率ᵰᵅ=0.94)，作为执行元件驱动部分。3.2主缸及夹紧缸的运动分析根据已知参数对运动过程进行进行计算，其计算结果见下：启动时间：t=0.5s11级液压传动课程设计工作台液压缸快进行程1=80ᵅᵅ所以，工作台快进时间为ᵆ=L1=2.897s快ᵄ1已知：工作台工进速度2=40ᵅᵄm/min；工作台液压缸工进行程2=0ᵅᵅ所以，工作台快进时间为ᵆ=L2=105s工ᵄ2工作台液压缸工进行程3=ᵃ1+ᵃ2=70+280=350ᵅᵅ所以，工作台快进时间为ᵆ=L3=3.621s退ᵄ3段图如下速11级液压传动课程设计速及速度循环图如下位移循环位移循环图00m04060800400200040m0 -200 -400-600400t/s120400m00速0-200-400-580-600350400位移/mm-58011级液压传动课程设计载分析工件的压制抗力即为工作负载：=20ᵃᵄsfdF=F=agt∆v—速度变化量(m/ᵆ2)；∆v=0.0967∆t—为启动或制动时间(s)；∆t=0.5sagt9.810.5ᵃᵅ由于ᵃᵅ由于ᵅᵅᵃ=(1−ᵰ)ᵅᵅF=ᵃᵄᵰᵅ11级液压传动课程设计负负载循环图-254.70-212.77N(2)夹紧缸惯性力和摩擦力可以忽略不计，则为负载ᵃᵄ=G+ᵃᵃ=5800+65=5865N则工作时负载为：F=ᵃᵄ=5862/0.94=6239.36Nᵰᵅ液压缸主要参数的确定初选液压缸的工作压力×105ᵅᵄ，今初选缸的工作压力为ᵅ1=3.5ᵄᵅᵄ。寸后不致前冲，在回油路上要装背压阀或ᵅᵅᵅᵃ11级液压传动课程设计ᵅᵅᵅᵃ知，最大负载在工作进给阶段，采用无杆腔进油，而且去d=0.7D(即ᵃ1=ᵃ2),Ρ1ᵃ1=ᵄ2ᵃ2+ᵃ(其中ᵃ1=ᵃ2)ᵃ2ᵃ2(35−Ρ−2==1ᵄ2)×10=Ρ−2==1ᵄ2)×10511=√4−3=1=√4−3=0.094ᵅᵃᵰ×6.932×10ᵰ液压缸无杆腔和有杆腔的实际有效面积ᵃ1、ᵃ2为ᵰ×102ᵰ×102=78.54cm24=ᵃ=1(ᵃ21(ᵃ2−ᵅ2)=(102−72)=39.27ᵅᵅ2ᵰᵰᵰᵃ=42442液压液压缸p2×105/ᵅᵄ-85量q/(L/min)--314进油腔压力p1×105/ᵅᵄ输入--2201640计算公式ᵃ+ᵃ∆ᵄ=12ᵃ+ᵃᵅ=1ᵃ1q=ᵃ1ᵆ2ᵅ=ᵅ1ᵅᵃ+ᵃᵅ=1ᵃ2q=ᵃ2ᵆ3ᵅ=ᵅ1ᵅ启动阶段加速阶段快进阶段工进阶段快退阶段/N425.537077489.771ᵃ−ᵃq=(ᵃ1−ᵃ2)ᵆ1P=ᵅ1q差动2212211级液压传动课程设计(2)夹紧缸D=√0.063ᵅ液压缸无杆腔和有杆腔的实际有效面积ᵃ1、ᵃ2为ᵰᵃ2ᵰ×6.32ᵃ===31.17cm2ᵃ=(ᵃ2ᵃ=(ᵃ2−ᵅ2)=(6.32−3.152)=23.15ᵅᵅ2ᵰᵰ244则流量为:q=AV=ᵰᵃ2ᵆ=0.935L/min.4压系统的拟定液压滑台的速度小，宜采用节流调速。为了减少主缸换2)确定油源液压系统的工作主要是有低压大流量量和最小流量之比k=22.8/0.314=73,而工进和快进的时间比为ᵆ1=105=11级液压传动课程设计油源是不合适的，宜采用双泵供油系统。当快退和快进是泵1(低压大流量)与压力升高，从而打开顺序阀6使3)确定换向回路用夹紧回路上的压力继电器发讯，由电磁换向阀实现工作台的自动启动和换向。要求工作台能在任意位置停止，泵不卸载，阀必须选择O型机能的三位四通阀。进时采用差动连接，且液压缸活塞杆直径d≈0.7D。快进和工进的速度换接用二位三通4)组成液压系统图11级液压传动课程设计作--+------+----++---++--+-+----料-+---5)系统工作过程位四通阀处于静止位置，缸内油无法流动，从而制动11级液压传动课程设计2.计算和选择液压件泵的规格和电动机功率2.1.1计算液压泵的最大工作压力ᵉᵉᵼ、ᵉᵉᵽ∆p3=0.23Mpa。则小流量泵的最大工作压力ᵅ1ᵅ≥∆p1+∆p2+∆p3=(3.14+0.15+0.5+0.23)Mpa=4.02ᵅ1Mpa一个调速阀，管道和其它的总共为9.8Mpa。则大流量泵的最高工作压力为ᵅ2ᵅ≥(10.5+9.8)Mpa=20.3ᵅ22.1.2确定泵的流量ᵉᵉ由液压缸工况图知，在快速运动时，两个液压泵应向液压缸提供的最大流量为为ᵅᵅ=1.1q=1.1x22.8L/min=25.08L/min2.1.3选择液压泵的规格型号确定选取YB-4/25双联叶片泵，每转排量ᵅ0=6.4~194mL/r额定压力ᵅᵅ=7ᵄᵅᵄ11级液压传动课程设计2.1.4选择电动机的功率、转速和型号ᵄᵅ元件及辅助元件的选择根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的实际流量选出元件液压元件的型号双联叶片泵-B34Y-10B4≤156≤1Y-10B7二位四通电液阀8≤19≤1--11级液压传动课程设计4行计算，本系统主要路流量为差动时流量Q=22.8L／min压油管的允许流速取d=4.6√=4.6√=9.8V=(5~7)ᵅ=6x29=174Lᵅ11级液压传动课程设计3.液压缸设计3.1.1缸筒和缸盖组件口直径d应根据活塞最大速度D和油口最高流速D确定，计算公式如下：0max00D0max0对于无杆腔部位油口：5.82.65.805查找参考文献[4]表4-5，在本设计中，缸筒和缸盖的连接形式选用焊11级液压传动课程设计1)缸筒壁厚6的计算的液压系统为高压系统，因此按厚壁缸筒计算yy2)缸筒外径D的计算1缸筒外径D/mm1n4h的计算yh=0.433Dh=0.433D3.1.2排气装置11级液压传动课程设计为不锈钢3cr13，锥面热处理硬度HRC38~44。3.2.1确定活塞及活塞杆的连接形式因此需要采用非螺纹连接。3.2.2选择活塞及活塞杆的材料火达到45~55HRC。3.2.3活塞与缸筒的密封结构11级液压传动课程设计3.2.4活塞杆的结构3.2.5活塞杆的强度校核活塞杆只承受轴向力的作用，因此只进行拉压强度校核，此时A=F=21489=27.4MPa[]A4[]=340=136MPa3.2.6活塞杆的导向、密封和防尘11级液压传动课程设计LD350100202202导向面长度包括了导向套的长度与缸盖厚度部分，参见参考文献[4]，选择普通导向套外圆与端盖内孔的配合采用H7/g6。导向套内径的配合一般多为H7/g6(或H9/f9)，其表面粗糙度为R1.6~3.2。外圆与内孔的同轴度不大于a3.2.7活塞2.8缓冲装置11级液压传动课程设计3缸体长度的确定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大于内径的20~30倍,即在本系统中缸体长度不大于2000~3000mm。活塞宽度B=(0.6~1)D=60~100mm，其中D为液压缸内经；导向套滑动面的长度A=(0.6~1)D=60~100mm；液压缸缸盖厚度H=40mm60=470mm470+40+40=550mm4.液压系统性能的验算合理的设计要重新进行调整，或采取其他必要的措施。11级液压传动课程设计4.1液压系统压力损失(1)判断流动状态Re=ᵰᵅ=4ᵅ=4×22.8×103=128ᵆᵰᵅᵆ60×0.6×104×3.14×63×103(2)计算系统压力损失将层流流动状态沿程阻力系数λ=75=75ᵰdνRe4ᵅv=4ᵅᵰᵅ2入沿程压力损失计算公式ᵅ2得ᵅ2得Δᵅ1=4×75ᵰᵅνq=4×75×0.9×103×0.6×1044×3q=4.91×105q2ᵰᵅ42×3.14×(63×103)∆ᵅ2=0.1∆ᵅ1其中ᵅᵅ—阀的额定流量(ᵅ3/s)q—阀的实际流量(ᵅ3/s)∆ᵅᵅ—阀的额定压力损失(Pa)11级液压传动课程设计∆p=Δᵅ1+∆ᵅ2+∆ᵅ31)快进636363∆ᵅ3=2×105×(4)2+3×105×(22.8)2+3×105×636363=0.049ᵄᵄᵄ22.8×103160Δᵅ=4.91×105ᵅ=4.91×105×=160∆ᵅ2=0.1∆ᵅ1=0.1×0.00019=0.000019Mpa为Σ∆ᵅᵅ=Δᵅ1+∆ᵅ2+∆ᵅ3=0.0492MPa=0.236ᵄᵄᵄΔᵅ1=4.91×105ᵅ=4.91×105×=0.00019MPa∆ᵅ2=0.1∆ᵅ1=0.1×0.00019=0.000019MpaΣ∆ᵅᵅ=Δᵅ1+∆ᵅ2+∆ᵅ3=0.2362MPaᵃΣΔp=Σ∆ᵅ+ᵯ∆ᵅ(2)12ᵅᵅᵃ1211级液压传动课程设计=0.0492+0.2362×39.2778.54−39.272)工进进油路：通过换向阀的流量很小，压力损失不计，通过调速阀的压力损失为Σ∆ᵅᵅ=0.5MpaΣ∆ᵅᵅ=8×105Pa+3×105×()2ΣΔp=Σ∆ᵅ+ᵯ∆ᵅ(ᵃ2)ᵅᵅᵃ1ᵃ2=0.5+1.2×39.2778.54−39.27ᵅ1=ᵃ+ᵃ2ᵅ2=21489+1.2×106×39.27×104MPa=2.74MPaᵃ178.54×104×106又压力继电器的可靠动作要求压差∆ᵅᵅ=0.5MPaᵄᵅ1=ᵅ1+ᵯ∆ᵅᵅ+∆ᵅᵅ=2.74+0.5+0.5=3.74MPa3)快退636363∆ᵅᵅ=2×105×(22.8)2+3×105×(22.8)2+3×105×(63