液压站设计计算说明书Word文档下载推荐.docx
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计算公式
总负载
缸推力ηm=0.9
启动
F=Ffs
2666.67N
F=Ffd+Fa1
1934.69N
2149.66N
快进
F=Fd
1333.36N
F=Ffd-Fa2
612.24N
680.27N
工进
F=FL+Ffd
36200N
40222.22N
F=FL+Ffd-Fa3
3605.06N
40058.96N
F=Ffd+Fa4
反向快进
1333.33N
F=Fd-Fa5
465.31N
517.01N
2.1负载图与速度图
3.确定液压缸主要参数
3.1初选液压缸的工作压力
负载KN
<
5
5~10
10~20
20~30
30~50
>
50
压力MPa
0.8~1.0
1.5~2.0
2.5~3.0
3.0~4.0
4.0~5.0
5.0~7.0
根据上述表格所给出的数据,我初步把压力定为5.0MPa。
3.2液压缸尺寸计算
查表得出D=125mm比较合适。
因为“快进=快退”,所以在使用差动结构是
。
d=88.39mm
查表得出d=80mm比较合适。
则液压缸有效作用面积为:
4.确定液压缸的工作压力
系统类型
背压MPa
中低压系统(0~8MPa)
简单系统,一般有轻载节流调速系统。
0.2~0.5
回油路带有调速阀的系统
0.5~0.8
回油路带背压阀
0.5~1.5
带补油泵的闭式回路
0.8~1.5
中高压系统(8~16MPa)
同上
比中低压系统高40%~50%
高压系统(16~32MPa)
如锻压机械等
初算时背压忽略不计
就此我选择背压Pb为1.5Mpa。
4.1计算液压缸各阶段压力
差动快进:
工进:
快退:
4.2计算液压缸各阶段流量
4.3计算液压缸各阶段功率
压力
流量
功率
差动快进
2.43
45.21
1831
4.16
22.07
1530
快退
1.06
65.18
1152
5.液压元器件的选择
5.1液压泵选择
已知工进是工作力最大(4.16MPa)加之油路内的各项压力损失约2Mpa所以小流量泵的最高工作压力为:
额定压力为:
最大供油量(设漏油系数K=1.1)
工进时液压泵的流量:
快退时液压泵的流量:
由于节流调速系统中,需要考虑溢流阀稳定工作的最小溢流量,我们去3L/min。
所以小流量泵的流量为:
根据机械设计手册,选用小流量泵流量V=26ml/r的PV2R23型双联叶片泵,额定转速为n=1000r/min,则小流量泵的额定流量为:
因此大流量泵的流量为:
根据机械设计手册,选用小泵流量V=52ml/r的PV2R23型双联叶片泵,额定转速为n=1000r/min,则大流量泵的额定流量为:
因此,我选择才用PV2R23型双联液压泵。
5.2电机选择
由于差动快进是功率最大,若设快进时油路压损为0.2MPa,总效率为0.7。
则电机估算功率为:
查Y系列电机样本得出,选用Y132S1型异步电动机P=3KWn=1000r/min
5.3选择液压阀
名称
通过流量
额定流量
额定压力
调整压力
型号
71.698
78
-
PR2V
溢流阀(前)
2.5
26
3.5
DBDH10P
溢流阀(后)
52
单向阀
45
0.2
RVP10
三位四通
70
4WMM10G10
单向节流阀
DRVP10S1
两位三通
3WMM10B10
背压阀
1
1.5
6液压系统的性能验算
6.1
压力损失的验算
6.1.1
工进时的压力损失
工进时管路中的流量较小,流速较低,沿程压力损失和局部压力损失可以忽略不计。
小流量泵的压力应按工作缸工进时的工作压力p1调整:
pp1≥30.19×
105Pa。
6.1.2快退时的压力损失
快退时,缸的无杆腔的回油量是进油量的两倍,其压力损失比快进时要大,因此必须计算快退时的进油路与回油路压力损失,以便确定大流量泵的卸载压力。
快退时工作缸的进,回油量为q1=52L/min=0.867×
10-3m3/s,油量为q2=26L/min=0.433×
10-3m3/s。
1)
确定油液的流动状态:
雷诺数
Re=vd/υ×
104=1.2732q/dυ×
104
式中:
v——平均流速(m/s);
d——油管内径(m);
υ——油的运动粘度(cm2/s);
q——通过的流量(m3/s)。
则工作缸回油路中液流的雷诺数为
Re1=1.2732×
0.867×
10-3×
104/15×
1.5≈490<
2320
工作缸进油路中液流的雷诺数为
Re2=1.2732×
0.433×
1.5≈245<
因此,工作缸进、回油路中的流动都是层流。
2)
计算沿程压力损失∑Δpλ:
回油路上流速v1=4q1/πd2=4×
10-3/3.14×
(15×
10-3)2m/s≈4.91m/s
则
∑Δpλ1=64lρv12/2Re1d=64×
1.8×
900×
4.912/2×
490×
15×
10-3≈1.7×
105Pa
进油路上流速v2≈2.45m/s
∑Δpλ2=64lρv22/2
Re2d=64×
2.452/2×
245×
10-3≈0.35×
(3)
计算局部压力损失∑Δpε:
由于采用集成块式的液压装置,因此只考虑阀类元件和集成块内油路的压力损失。
通过各阀的局部压力损失按∑Δpε=△ps(q/qs)2计算,结果列于表6中。
阀类元件局部压力损失
元件名称
实际通过流量
额定压力损失
实际压力损失
三位四通换向阀2
26/52
4×
105
0.75×
105/3×
单向调速阀3
40
2×
0.85×
二位三通换向阀4
1.69×
单向阀11
16
0.3×
若集成块回油路的压力损失△pj1=0.5×
105Pa,进油路压力损失△pj2=0.3×
105Pa,则回油路和进油路总的压力损失为
∑Δp1=∑Δpλ1+∑Δpε+△pj1=(1.7+3+0.5)×
105Pa=5.2×
∑Δp2=∑Δpλ2+∑Δpε+△pj2=(0.35+0.75+0.85+1.69+0.3)×
105Pa=3.94×
计算工作缸快退时的工作压力:
p1=(F+∑Δp2A1)/A2=(2500+5.2×
105×
7.85×
10-3)/4×
10-3Pa=16.45×
这样,快退时泵的工作压力为
pp=p1+
∑Δp1=(16.45+3.94)
×
105Pa=20.39×
因此大流量泵卸载阀13的卸载,压力应大于20.39×
105Pa(与固定节流器尺寸计算时的初定值基本相符)。
从以上验算结果可以看出,各种工况下的实际压力损失都小于初选的压力损失值,而且比较接近,这说明液压系统的油路结构、元件参数是合理的,满足要求。
2.
液压系统的发热和温升验算
在整个工作循环中,工作阶段工进阶段所占用的时间最长,所以系统的发热主要是工进阶段造成的,故按工进工况验算系统的温升。
工进时液压泵的输入功率如前面计算
P1=1253.15W
工进时液压缸输出功率
P2=Fv=20500×
0.6/60W=205W
系统总的发热功率
φ=
P1-
P2=(1253.15-205)W=1048.15W
已知油箱容积V=312L,油箱散热面积按A=0.065(m2)
(假设油箱三个边长的比例在1:
1:
1到1:
2:
3范围内,且油面高度为油箱高度的80%)计算。
A=0.065=0.065m2=2.99m2
假定通风良好,取油箱散热系数CT=15×
10-3kW/(m2·
℃),则油液温升
△T=φ/CTA=1048.15×
10-3/15×
2.99℃≈23.37℃
设环境温度T2=25℃,则热平衡温度为
T1=T2+△T=(25+23.37)℃=48.37℃
所以油箱的散热效果达到要求
7.油箱设计
油箱在液压系统中起着重要作用。
它不仅贮存供液压系统循环使用的油液,
还有散热、释放混在油液中的气体、为液压元件的安装提供位置等功能。
一下是油箱的结构和容积计算说明。
根据系统的压力概略如下。
选用中压系统,v=(4~5)q,q为液压泵流量。
q=85L/min,所以v=5*85=425L
因此油箱取630L,油箱的高,宽,长之比1:
1:
1。
长度为857mm
这里只说明设计过程中值得注意的一些问题。
(1)油箱容积是指油面高度为油箱高度80%时的油箱有效容积;
(2)油箱中的最低液面应高于泵的吸油口75mm或1.5倍管径(取二者中的
最大值);
油箱中的最高液面不应超过油箱高度的80%;
(3)在吸油管和回油管之间设置隔板,以增加油液循环距离,使油液有足
够的时间和空间来分离气泡和散热。
隔板高度约为油箱中最低液面的2/3。
吸油
管离油箱底的距离应大于其管径的二倍,距油箱壁不小于其管径的三倍。
回油管切
成45°
,且面向箱壁;
(4)为防止油液污染,油箱上的盖板、管口都要妥善密封。
注油器(SES-ASMB-1)上要加过滤网,吸油管的网式过滤器(095-B24-p)。
通气口上要加空气滤清(ses7-10-05-s080-0-L-W),其容量至少为液压泵额定流量的2倍;
(5)为了便于散热和搬移,油箱底部离地面至少有150mm。
箱底要适当倾
斜,在最底部设置放油阀排放污油。
要考虑便于各部件的更换、维护,便于油箱
的清洗;
(6)油箱内壁应涂防锈涂料。
8.联轴器的选择:
根据系统要求和工作条件,要将电机与液压泵上的轴连接起来,这里选择TGL鼓形齿式A型联轴器。
由于选择PV2R型低噪声叶片泵(定量叶片泵),根据各计算结果选择型号为PV2R23的双联叶片泵,查取资料,了解PV2R23叶片泵的轴的直径为31.75mm,转速为960r/min,叶片泵轴伸出长度为75mm,电机型号选取Y160ML-3,转速1000r/min,功率11KW,轴伸出110mm,综合以上信息,选取型号为NL4的联轴器。
8.设计总结
这次设计给了我们很好的机会来检验自己对液压的了解程度,在这一周内我们团队遇到许多的困难,不过在老师的指导和同学之间的相互帮助下,我们完成了这次的课程设计,在这次设计中,我们还存在这许多的不足,也学到了许多的经验。
(1)综合运用了液压传动的相关知识理论并且切实的运用到了实践中,将原本抽象的知识化为知识工具来解决实际的需要。
(2)在设计实践中学习和掌握通用液压元件,尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法,培养设计思路,提高分析问题和解决实际问题的能力,为今后的设计工作打下了初步基础。
(3)通过设计,我们初步具备了设计简单液压系统的能力,同时也提高了自己查阅和运用油管手册、图表、运用ProE、AutoCAD和3Dmax等元件编写技术文件的能力,这是一场实战。
就此我觉得这次设计给我们指明今后液压学习的方向和发现问题解决问题的能力。
9.参考资料
《液压设计手册》V1.0软件版
《机械设计手册》2008软件版
《液压站设计》张利平编著化学工业出版社
《液压元件及选用》王守城段俊勇主编化学工业出版社
《液压与气压传动》左健民主编机械工业出版社
10.相关图纸
阀块
阀块装配图
后泵法兰
吸油口法兰
前泵法兰
安装支架
整体装配图
结束
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- 液压 设计 计算 说明书