校正压装液压机的液压系统设计.doc

1、液压与气压课程设计说明书课程名称： 液压与气压课程设计 题目名称： 校正压装液压机的液压系统设计班 级： 机制 091 班 姓 名： 学 号： 指导教师： 目录1.1.1 设计任务 .- 2 -2.1.1 负载分析和速度分析 .- 2 -2.11 负载分析 .- 2 -2.12 速度分析 .- 2 -3.1.1 确定液压缸主要参数 .- 3 -4.1.1 拟定液压系统图 .- 5 -4.11 选择基本回路 .- 5 - 1 -4.12 液压回路选择设计 .- 6 -4.13 工作原理： .- 7 -5.1.1 液压元件的选择 .- 7 -5.11 液压泵的参数计算 .- 7 -5.12 选择电

2、机 .- 8 -6.1.1 辅件元件的选择 .- 9 -6.11 辅助元件的规格 .- 9 -6.12 过滤器的选择 .- 10 -7.1.1 油管的选择 .- 10 -8.1.1 油箱的设计 .- 11 -8.11 油箱长宽高的确定 .- 11 -8.12 各种油管的尺寸 .- 12 -9.1.1 验算液压系统性能 .- 13 -9.11 压力损失的验算及泵压力的调整 .- 13 -9.12 液压系统的发热和温升验算 .- 15 -1.1.1设计任务设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行慢速加压快速返回停止。压装工作速度不超过 5mms，快速下行速度应为工作速度的10 倍，

3、工件压力不小于 10KN。2.1.1负载分析和速度分析2.11 负载分析已知工作负载 F =10000N。惯性负载 F =900N，摩擦阻力 F =900N.waf取液压缸机械效率 =0.9，则液压缸工作阶段的负载值如表 2-1：m工 况 计 算 公 式 缸的负载 f/N启动加速 F=( F + F )/fam2000- 2 -快速下行 F= F /fm1000慢速加压 F= (F F )/fw12111快速返回 F= F /fm1000（表 2-1）2.12 速度分析已知工作速度即工进速度为最大 5mm/s,快进快退速度为工进速度的 8-10 倍。即 40-50mm/s.按上述分析可绘制出负

4、载循环图和速度循环图：（负载循环图）- 3 -（速度循环图）3.1.1确定液压缸主要参数初选液压缸的工作压力由最大负载值查表 9-3，取液压缸工作压力为 2Mpa计算液压缸结构参数为使液压缸快进和快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进，设液压缸两有效面积为 A 和 A ，且 A =2A1212即 d=0.707D. 为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔背压选择 p 取20.6MPa, 而液压缸快退时背压取 0.5 Mpa- 4 -由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程 P A =P A +F,由此可得12A =F/( P -0.5 P )=71.89cm ( A 取 72 cm )

5、11212液压缸内径 D 就为D= =9.57cm 圆整为 10cm14A由 d=0.707D，圆整 d=8cm工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量 q =0.05L/minmin液压缸实际所需流量计算：工进时所需流量： Q = =72/100x0.05x60/0.9=2.4L/min1mVA2快速空程时所需流量：Q = =72/100x0.05x60x10/0.9=24 L/min21（表 3-1）液压缸在工作循环各阶段的压力，流量和功率值工况 计 算 公 式负载F（KN）回油腔压力 p2输入流量进油腔压力 p1输入功率 P差动快进P =1211)(ApFq =(A -A ) v1P=P q

6、1000P = 2P +0.5110.8 0.81 0.146工进P =112ApFq =A vP= P q112111 0.6 2.16 1.98 0.071- 5 -快退P =121ApFq =A v1P= P q1000 0.5 10.8 1.28 0.2304.1.1拟定液压系统图4.11 选择基本回路（1）调速回路 因为液压系统功率较小，且只有正值负载，所以选用进油节流调速回路。为有好的低速平稳性和速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。（2） 泵供油回路 由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，所以采用双泵供油。（3）速度换接回路和快速回路 由于工进速度和快速运动速度

7、相差悬殊，为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路。快速运动通过差动回路来实现。（4）换向回路 为了换向平稳，选用电液换向阀。为实现液压缸中位停止和差动连接，采用三位五通阀。（5）压力控制回路 采用换向阀式低压卸荷回路，减少了能耗，结构也比较简单。4.12 液压回路选择设计对选定的基本回路合成时，有必要进行整理，修改和归并。（1） 防止工作进给时进油路和回油路相通，并须接入单向阀。（2） 要实现差动快进，必须在回油路上设置液控顺序阀，以防止油液流回油箱。合并后完整的液压系统工作原理图如图 4-1：- 6 -（图 4-1）4.13 工作原理：1、快速下行 按下起动按钮，电磁铁 1Y 通电，这时的油

8、路为：双联叶片泵 1单向阀 2三位五通电磁阀 3 左位二位二通电磁阀 4 右位压力继电器 6液压缸上腔液压缸下腔的回油路液压缸下腔三位五通电磁阀 3 左位单向阀 7二位二通电磁阀 4 右位压力继电器 6液压缸上腔 2、慢速加压 油路分析：当上腔快速下降到一定的时候，压力继电器 6 发出信号，使二位二通电磁阀 4 的电磁铁 3Y 得电，换右位。液压油由调速阀 5 流入液压缸上- 7 -腔，流速受调速阀限制，进入工进阶段工作。3、快速返回 液压缸下腔的供油的油路：双联叶片泵 1单向阀 2三位五通电磁阀 3 右位液压缸下腔液压缸上腔的回油油路： 液压缸上腔二位二通电磁阀 4 右位三位五通电磁阀 3

9、右位单向阀 13副油箱表 4-1 电磁铁动作顺序表 1Y 2Y 3Y快进 工进 快退 停止 5.1.1液压元件的选择5.11 液压泵的参数计算 由前面可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力 1.98MPa，本系统采用调速阀进油节流调速，选取进油管道压力损失为 0.6MPa。由于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大 0.5MPa，故泵的最高压力为Pp1=（1.98+0.6+0.5）MPa=3.08MPa这是小流量泵的最高工作压力（稳态） ，即溢流阀的调整工作压力。液压泵的公称工作压力 Pr 为Pr=1.25 Pp1 =1.253.08MPa=3.85MPa大流量泵只在快速时

10、向液压缸输油，由压力图可知，液压缸快退时的工作压力比快进时大，这时压力油不通过调速阀，进油路比较简单，但流经管道和阀的油流量较大。取进油路压力损失为 0.5MPa，故快退时泵的工作压力为Pp2=（1.28+0.5）MPa=1.78MPa这是大流量泵的最高工作压力。 由表 3-1 可知，工进时所需流量最小是 2.16L/min，设溢流阀最小溢流量为2.5L/min，则小泵的流量按式（8-16）应为，快进快退时液压缸所需的最大流量是p1qx+.min=5.94i（ 265） L/10.8L/min，则泵的总流量为 。即大流量泵的pq.x108min=1.8in（ ） L/流量 。p2p-q.-i1

11、（ 8）根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用 YB-6/9 型的双联叶片泵，该泵额定压力 7MPa，额定转速 1000r/min。- 8 -5.12 选择电机 系统为双泵供油系统，其中小泵 1 的流量 ,- -3p1q=xm/s=0.1x/s33（ 60）大泵流量 。差动快进，快退时两个泵同时- -3p1q=xm/s0.5/s33（ 906）向系统供油，工进时，小泵向系统供油，大泵卸载。下面分别计算三个阶段所需的电动机功率 P。1、 差动快进差动快进时，大泵 2 的出口压力油经单向阀 10 后与小泵 1 汇合，然后经单向阀 2，三位五通阀 3，二位二通阀 4 进入液压缸大腔，大腔的压力,

12、查样本可知，小泵的出口压力损失 ，大泵51jp=8.x0aP 51p=4.x0aPA出口到小泵出口的压力损失 。于是计算可得小泵的出口压力52p=1.x0aPA，大口出口压力 51P2.6a（ 总 效 率 05）。p=4x0.2（ 总 效 率 ）电动机功率 -3-312pqx0.1x0.15=+=+=675WP5.64.（ ） W2、 工进考虑到调速阀所需最小压力差 。压力继电器可靠动作需要压力51p=x0aPA差 。因此工进时小泵的出口压力 。52p=x10aPA 5112p=+p9.8x0aPA而大泵的卸载压力取 。 （小泵的总效率52a） 。1. =.36， 大 泵 的 总 效 率 0电

13、动机功率 -3-3122pq9.x0.12x0.15=+=+=628WP5（ ） W6- 9 -3、 快退类似差动快进分析知：小泵的出口压力 ；大51p=7.3x0aP1=（ 总 效 率 0.5）泵出口压力 。52Pp=18.x0a2（ 总 效 率 0）电动机功率 -3-3123pq17.3x0.18.x0.15=+=+=89W5（ ） W综合比较，快退时所需功率最大。据此查样本选用 Y90L-6 异步电动机，电动机功率 1.1KW。额定转速 910r/min。6.1.1辅件元件的选择 6.11 辅助元件的规格根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量，选择各种液压元件和辅助元件的规格。表 6-1 液压元件及型号序号元件名称 最大通过流量/ -1minL型号1 双联叶片泵 15 YB-6/92 单向阀 15 I-25B3 三位五通电磁阀 30 35DY36BY4 二位二通电磁阀 30 22EF3-E10B5 调速阀 0.32 Q-10B6 压力继电器 D50518D