校正压装液压机的液压系统设计.docx

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校正压装液压机的液压系统设计

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设计题目

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5mm,s•，快速下行速度应为工作速度的,,10倍，工件压力不小于10KN。

设计内容及步骤

一.负载分析与速度分析

1.速度分析

已知最大工进速度为5mm,s，则快进速度设为45mm,s，并设启动换向时间为0.1s，运动部件重19.6kN，运动总行程为450mm2.负载分析

F设工作负载=30kN。

w

3,，v196004510惯性负载FmNN,,，,900a,t9.80.1

摩擦负载摩擦负载分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。

F,，,0.2196003920N静摩擦阻力F=f×G=fssfs

FN,，,0.1196001960动摩擦阻力F=f×G=fddfd

取液压缸机械效率=0.9，则液压缸工作阶段的负载值如下表:

m

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F,N缸的推力工况计算公式缸的负载Fm

F,F启动39204355fs

FFF,，加速28603178fda

F,F快进19602178fd

FFF,，工进3196035511fdw

F,F反向启动39204355fs

FFF,，加速28603178fda

F,F快退19602178fd

按上述分析可绘出负载循环图和速度循环图。

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二.确定液压缸的主要参数

1.初选液压缸的工作压力

所设计的运动部件在工进时负载最大，其值为35511N，其它工况时的负载都相对较低，按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法，由最大负载值查表9-3，取液压缸的工作压力为4MPa。

2.计算液压缸结构参数

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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，

液压缸缸筒直径为

435511，,DFP,,4=106mm6max，，410,

根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=110mm，活塞杆直径为d=0.7D=80mm。

此时液压缸两腔的实际有效面积分别为:

22cmAD,,,/4951无杆腔面积:

222cmADd,,,,（）/444.772有杆腔面积:

22A=d/4=50.24,活塞杆面积:

cm3

3.计算最大流量需求

运动部件在快进过程中所需要的流量为

2,dv1q==13.56L/min快进4

工进过程中所需要的流量为

2,Dvq==2.844工进L/min

快退过程中所需要的流量为

22,（D-d）vq=12.08,4L/min快退

其中最大流量为快进流量为13.56L/min。

4.计算液压缸在工作循环各阶段的压力，流量和功率值差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力，取两腔间回路及阀上的

ppa,，0.5MP0.5MPa压力损失为，则21

根据上述液压缸直径及流量计算结果，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如下表所示

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进油压输入流

回油背压力量负载输入功工作循环计算公式,3p/Mpap/Mpaq/10F/N率P/W211

3,1m,s

启动4355——0.867————F，Ap,p，，快221p,1A,A12p,p，0.5317821加速0.63————，，q,A,Av1121

p,p，0.521P,pq进11恒速21780.4460.226100.796

F，Ap22p,1A1

2工进355110.63.74177.654.7510，q,Av112

P,pq11

F，Ap快12启动4355——0.973————p,1A2

0.71加速31780.5————q,Av123

恒速21780.50.4860.20197.686P,pq退11

根据上面的计算结果，绘制液压缸工况图如下

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三.拟定液压系统图

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。

因为压装过程中负载变化不大，采用节流阀的节流调速回路即可。

2.泵供油回路

由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，若采用单定量泵供油，势必造成慢速加压时溢流量太大，功率损耗大，为此课考虑采用双泵供油，以节省能源提高效率。

快速下行时，双泵供油;慢速加压时，单泵供油，另一泵卸荷。

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----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。

由工进转为快退时，在回路上并联了一个单向阀以实现速度换接。

该行程阀可控制与节流阀并联的常通式二位二通换向阀的切换。

4.换向回路

采用三位四通H型电磁换向阀换向，同时使双泵在执行元件不运动时卸荷。

为了控制液压缸活塞的行程，提高换向位置精度，采用死挡块加压力继电器的行程终点转换控制。

5.回路卸荷及安全保护

在主泵旁并联一个溢流阀，一方面限制了系统的最高压力，另一方面在慢速加压时起分流作用;同时，为防止中午空中停留时滑动，采用液控单向阀;为了运动平稳，在液控单向阀的控制油路上设一节流阀，以减小控制压力的波动。

四.液压元件的选择

1.液压泵和驱动电动机功率的确定

由前面工况分析，由最大压制力和液压主机类型，初定上液压泵的工作压力取为3.74MPa，考虑到进出油路上阀和管道的压力损失为0.5MPa（含回油路上的压力损失折算到进油腔），又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，则小流量泵的最高工作压力为4.74MPa，选择泵的额定压力应为

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，p=（4.74+4.7425%）=5.925MPa

2.液压泵流量计算

K为系统泄漏系数，一般取K=1.1~1.3，现取系统的泄漏系数K=1.1

则快速下行时双泵的总流量:

q=Kq=1.113.56L/min=14.916L/min，快下快进

慢速加压时双泵的总流量:

q=Kq=1.12.84L/min=3.124L/min，工进慢进

快速返回时双泵的总流量:

q=Kq=1.112.08L/min=13.288L/min，快回快退

3.确定液压泵的规格

根据以上算得的结果，再查阅相关手册《机械设计手册》得:

现

YB—16/6.3选用双联叶片泵，大泵排量16ml/r（作辅助泵），小泵1

排量为6ml/r（作主泵），额定压力6.3Mpa，额定转速960r/min，容积效率约为90%，总效率为80%

4.确定液压泵驱动功率及电动机的选定

由前面得知，液压泵在快进阶段功率最大，，这时液压泵的供油压力值为0.446Mpa，取压力损失为0.5Mpa,则液压泵的输出压力为0.946Mpa。

液压泵总功率为0.8

双泵的实际流量为

3q=（16+6）100.8960L/min=16.896L/min，，，b

则液压泵所需的功率P为:

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63,Pq，（0.9461016.89610），，，ppP=332.992W,,（600.8），,p

选用功率为750W，转速960r/min，型号为Y90s—6的电动机。

5.辅助元件的选择

各种液压元件和辅助元件的规格如下表:

估计通过流

型号规格序号元件名称L量（）min

1双联叶片泵16/6ml/r6.3Mpa,转速960r/minYB—16/6.31

2溢流阀636.3Mpa，通径10mmYFB—103

3三位四通换3014Mpa，通径10mm34DHB10C-1向阀

4二位二通换4014Mpa，通径10mm22DB10C-1向阀

5节流阀25LF-B1014Mpa，通径10mm6液压单向阀2520Mpa，通径10mmHDFY-B103

7滤油器18WU—16通径12mm8压力表80Y—600~10Mpa,通径8mm9压力继电器—DP1-63B10.5-35MPa，通径8mm10单向阀30ALF3,E10B16Mpa,通径10mm11电动机35Y90s—6750W，960r/min五.验算液压系统性能

在管道结构尚未确定的情况下，管道的局部压力损失?

pζ常按下式作经验计算

p,0.1,pζl

各工况下的阀类元件的局部压力损失可根据下式计算

2,,q,,,p,,pvn,,q,,n

据上面的所分析的结果得，小流量泵工作状态压力为4.74Mpa，流

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----量5.35L/min,所以其输入功率为

63,Pq，（4.74105.3510），，，ppP=528.31W,,（600.8），,p

溢流阀的额定流量为63L/min,额定压力损失0.3Mpa，大流量泵流

P量为15.77L/min，则为:

v

5.3515.77+44.77，62395,，，，P=0.310Pa=87.1010Pa（）v63

则大流泵输入功率为

33,Pq，（87.101015.7710），，，ppP=28.583W,,（600.8），,p

液压缸的最小有效功率为

-3P=Fv=30000+1960）510W=159.8W（，，

系统单位时间内的发热量为

HPPW,,,,,528.31+28.58159.8541.09，，ii0

当油箱的高、宽、长比例在1:

1:

1到1:

2:

3范围内，且油面高度为油箱高度的80,时，油箱散热面积近似为:

32A,6.66V

3m式中V为油箱有效容积（）;

2，，mA为散热面积

23，，K,15W/m,:

CV,0.25m取油箱有效容积，散热系数

Hi,,T按计算，所以油液的温升为:

KA

H541.09i,,,,:

TC13.64832KA156.660.25，计算结果在温升许可范围内，所以不必加冷却器。

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参考文献

1、刘延俊主编，液压与气压传动[M].北京:

机械工业出版社，2012.

2、朱新才周秋沙主编，液压与气压技术[M].重庆:

重庆大学出版社，2003.

3、唐群国何存兴主编，液压传动与气压传动学习辅导与题解[M].武汉:

华中科技大学出版社，2009年6月.

4、丁树模主编，液压传动[M].北京:

机械工业出版社，2000.5、左健民主编，液压与气压传动[M].北京:

机械工业出版社，2000

6、张利平主编，液压与气压技术[M].北京:

化学工业出版社，2007.

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