四柱液压系统设计.docx
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四柱液压系统设计
学校学院
《液压与气动》课程设计
题目:
四柱万能液压机液压系统设计
系、班级:
电子信息工程系
姓名:
指导教师:
二零一二年六月十九日
一、设计课题·······················································3
二、主要参数确定···················································4
三、确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸·······························4
四、液压缸运动中的供油量计算·······································6
五、确定快速空程供油方式,液压泵规格,驱动电机功率·················7
六、选取液压系统图·················································8
七、液压系统工作油路分析···········································9
八、计算和选取液压元件············································11
九、液压系统稳定性论证············································12
十、设计小结······················································16
十一、参考文献····················································16
一、设计课题
1.设计内容:
设计一台四柱万能液压机,设该四柱万能液压机下行部件G=1.6吨,下行行程1.2m-1.5m。
2.设计要求:
2.1确定液压缸的主要结构尺寸D,d;
2.2绘制正式液压系统图(1号图纸),动作表、明细表;
2.3确定系统的主要参数;
2.4进行必要的性能验算(压力损失、热平衡);
二、主要参数确定
液压系统最高工作压力P=32MPa,在本系统中选用P=25MPa;
主液压缸公称吨位3150KN;
主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比为8%,塑料制品的压制力与回程力之比为2%,取800KN;
顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一,取650KN;
顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一,210KN
行程速度
主液压缸:
快速空行程:
工作行程:
回程:
顶出液压缸:
顶出行程:
回程:
三、确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸
1、主液压缸
1.1主液压缸内径D:
根据GB/T2346-1993,取标准值:
;
1.2主液压缸活塞杆径d:
根据GB/T2346-1993,取标准值:
;
1.3主液压缸有效面积:
(其中A1为无杆腔面积,A2为有杆腔面积)
1.4主液压缸实际压制力和回程力:
1.5主液压缸的工作力:
1.5.1主液压缸的平衡压力:
1.5.2主液压缸工进工作压力:
1.5.3液压缸回程压力:
2、顶出液压缸
2.1顶出液压缸内径:
根据GB/T2346-1993,取标准值
;
2.2顶出液压缸活塞杆径
根据GB/T2346-1993,取标准
;
2.3顶出液压缸有效面积:
(其中A3为无杆腔面积,A4为有杆腔面积)
2.4顶出液压缸的实际顶出力和回程力:
2.5顶出压缸的工作力:
四、液压缸运动中的供油量计算
1、主液压缸的进出油量
1.1主液压缸空程快速下行的进出油量:
1.2主液压缸工作行程的进出油量:
1.3主液压缸回程进出油量:
2、顶出液压缸退回行程的进出油量
2.1顶出液压缸顶出行程的进出油量:
2.2顶出液压缸退回行程的进出油量:
五、确定快速空程供油方式,液压泵规格,驱动电机功率
1、液压系统快速空程供油方式
由于供油量大,不宜采用由液压泵供油方式,利用主液压缸活塞等自重快速下行,形成负压空腔,通过吸入阀从油箱吸油,同时使液压系统规格降低档次。
2、选定液压泵的流量及规格
设计的液压系统最高工作压力P=25MPa,主液压缸工作行程,主液压缸的无杆腔进油量为:
主液压缸的有杆腔进油量为:
顶出液压缸顶出行程的无杆腔进油量为:
设选主液压缸工作行程和顶出液压缸顶出行程工作压力最高(P=25MPa)工件顶出后不需要高压。
主液压缸工作行程(即压制)流量为75.36L/min,主液压缸工作回程流量为183.69L/min,选用5ZKB732型斜轴式轴向柱塞变量泵,该泵主要技术性能参数如下:
排量234.3ml/r,额定压力16MPa,最大压力25MPa,转速970r/min,容积效率96%。
该液压泵基本能满足本液压系统的要求。
3、液压泵的驱动功率及电动机的选择
P=25MPa,主液压缸回程工作压力为10.45MPa,顶出液压缸退回行程工作压力为18.58MPa,液压系统允许短期过载,回此快速进退选10.45MPa,q=200L/min,工进选P=25MPa,q=75.36L/min,液压泵的容积效率ηv=0.96,机械效率ηm=0.95,两种工况电机驱动功率为:
由以上数据,查机械设计手册,选取Y280S-6三相异步电动机驱动液压泵,该电动机主要性能参数如下:
额定功率45KW,满载转速980r/min。
六、选取液压系统图
1、液压系统图
2、电磁铁动作表
动作顺序
1YA
2YA
3YA
4YA
5YA
6YA
主液压缸
快速下行
+
+
慢速加压
+
保压
卸压回程
+
停止
顶出缸
顶出
+
退回
+
压边
+
浮动拉伸
+
3、油箱容积:
上油箱容积:
根据GB2876-81标准,取其标准值630L。
下油箱容积:
根据GB2876-81标准,取其标准值1600L。
七、液压系统工作油路分析
1、启动:
电磁铁全断电,主泵卸荷
主泵(恒功率输出)--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17的K型中位--油箱
2、液压缸15活塞快速下行
1YA,5YA通电,电液换向阀7右位工作,控制油路经电磁换向阀12打开液控单向阀13,接通液压缸15下腔与液控单向阀13的通道。
进油路:
主泵(恒功率输出)--电液换向阀7--单向阀8--液压缸15上腔
回油路:
液压缸15下腔--单向阀13--电液换向阀7--电液换向阀17的K型中位--油箱
液压缸活塞依靠重力快速下行形成负压空腔:
大气压油--吸入阀11--液压缸15上腔
3、液压缸15活塞接触工件,慢速下行(增压行程):
液压缸活塞碰行程开关2XK使5YA断电,切断液压缸15下腔经液控单向阀13快速回油通路,上腔压力升高,同时切断(大气压油--吸入阀11--上液压缸15上腔)吸油路。
进油路:
主泵(恒功率输出)--电液换向阀7--单向阀8--液压缸15上腔
回油路:
液压缸15下腔--顺序阀14--电液换向阀7--电液换向阀17的K型中位--油箱
4、保压
液压缸15上腔压力升高达到预调压力,电接触压力表9发出信息,1YA断电,液压缸15进口油路切断,(单向阀8和吸入阀11的高密封性能确保液压缸15活塞对工件保压,利用液压缸15上腔压力很高,打开外控顺序阀10的目的是防止控制油路使吸入阀11误动而造成液压缸15上腔卸荷)当液压缸15上腔压力降低到低于电接触压力表9调定压力,电接触压力表9又会使1YA通电,动力系统又会再次向液压缸15上腔供应压力油……。
主泵(恒功率输出)--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17的K型中位--油箱,主泵卸荷
5、保压结束,液压缸15上腔卸荷后
保压时间到位,时间继电器电出信息,2YA通电(1YA断电),液压缸15上腔压力很高,打开外控顺序阀10,大部分油液经外控顺序阀10流回油箱,压力不足以立即打开吸入阀11通油箱的通道,只能先打开吸入11的卸荷阀,实现液压缸15上腔先卸荷,后通油箱的顺序动作,此时:
主泵1大部分油液--电液换向阀7--外控顺序阀10--油箱
6、液压缸15活塞快速上行
液压缸15上腔卸压达到吸入阀11开启的压力值时,外控顺序阀10关闭。
进油路:
主泵1--电液换向阀7--液控单向阀13--液压缸15下腔
回油路:
液压缸15上腔--吸入阀11--油箱
7、顶出工件
液压缸15活塞快速上行到位,碰行程开关1XK,2YA断电,电液换向阀7复位,3YA通电,电液换向阀17右位工作。
进油路:
主泵1--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17--液压缸16下腔
回油路:
液压缸16上腔--电液换向阀17--油箱
8、顶出活塞退回:
4YA通电,3YA断电,电液换向阀17左位工作
进油路:
主泵1--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17--液压缸16有杆腔
回油路:
液压缸16无杆腔--电液换向阀17--油箱
9、压边浮动拉伸
薄板拉伸时,要求顶出液压缸16无杆腔保持一定的压力,以便液压缸16活塞能随液压缸15活塞驱动一同下行对薄板进行拉伸,3YA通电,电液换向阀17右位工作,6YA通电,电磁阀19工作,溢流阀21调节液压缸16无杆腔油垫工作压力。
进油路:
主泵1--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17--液压缸16无杆腔
吸油路:
大气压油--电液换向阀17--填补液压缸16有杆腔的负压空腔
10、液压缸速度循环图、负载图
八、计算和选取液压元件
根据上面计算数据,查液压设计手册选取液压元件如下:
序号
元件名称
实际流量
规格
1
斜轴式轴向柱塞变量泵
227L/min
5ZKB732
2
齿轮泵
18L/min
BBXQ
3
电动机
Y802-4三相异步电机
4
滤油器
245L/min
WU-250×F
5
先导式溢流阀
227L/min
CG2V-8FW
6
溢流阀
18L/min
YF-L10B
7
电液换向阀
227L/min
24DY-B32H-Z
8
单向阀
227L/min
DF-L32H2
9
压力继电器
IPD01-H6L-Y
10
外控内泄型顺序阀
227L/min
XD4F-L32H
11
液控单向阀
376L/min
DFY-F50H2
12
两位四通电磁换向阀
18L/min
24D-10H-TZ
13
液控单向阀
227L/min
DFY-F32H2
14
顺序阀
227L/min
XD2F-L32H
15
主液压缸
16
顶出液压缸
17
电液换向阀
227L/min
24DY-B32H-Z
18
节流阀
227L/min
LDF-L32C
19
两位两通电磁换向阀
227L/mi
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- 液压 系统 设计