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液壓課程設計《液壓傳動課程設計》指導書【行業(yè)特制】

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1、 機制機電及模具制造專業(yè) 《液壓傳動課程設計》指導書 徐慧 編寫  湖南工學院(籌) 2006年6月修訂 第一部分:《液壓傳動課程設計》內容 1、設計的臥式鉆鏜組合機床的液壓動力滑臺液壓系統(tǒng)要求完成: 快進→工進→快退→停止;切削推力25000N,快進行程400mm,工進行程50mm,V快=6m/min、V工進=0.05-0.10m/min,運動部件重G=9800N,試確定液壓缸結構尺寸。靜摩擦系數:fj=0.2,動摩擦系數:fd=0.1, 液壓缸機械效率:,快速起動時間不大于0

2、.2s. 1、大泵,2、小泵,3、濾油器,4、外控順序閥,5、15、單向閥, 6、溢流閥,,7、電液換向閥,8、單向行程調速閥,,9、壓力繼電器,10、主液壓缸,11、二位三通電磁換向閥,12、背大壓閥,13、二位二通換向閥,14、減壓閥,16、帶定位裝置的二位四通電磁換向閥,17、單向順序閥,18、定位液壓缸,19、夾緊液壓缸 A、工件夾緊:5YA通電 (1)、先定位: 壓力油→減壓閥14→單向閥15→電磁閥→定位缸19無桿腔 定位缸19有桿腔→電磁閥→油箱 (2)、再夾緊  工件定位后,壓力油升高到單向順序閥開啟的壓力,單向順序閥開啟, 壓力油→單向順序閥→夾緊缸18

3、無桿腔 夾緊缸18有桿腔→電磁閥→油箱 工件夾緊到位,壓力油壓力升高到壓力繼電器調定壓力,繼電器發(fā)信,1YA通電,主系統(tǒng)快進。 B、快進:1YA通電,電液換向閥左位工作, 大泵→單向閥5→→電液換向閥7→行程閥14→主液壓缸無桿腔 小泵2→↑ 液壓缸有桿腔→電磁閥11→電液換向閥7→單向行程調速閥8→主缸(差動換接) C:工進: 3YA通電,切斷差動油路, 快進行程到位,擋鐵壓下行程閥8,切斷快進油路,3YA通電,切斷差動油路,快進轉工進,液壓系統(tǒng)工作壓力升高到溢流閥5調定壓力,進油路高壓油切斷單閥5供油路,打開外控順序閥4,大泵卸

4、荷,接通經背壓閥12通油箱油路。 大泵→外控順序閥5(卸荷閥)→油箱(大泵卸荷) 小泵2→→電液換向閥7→單向行程調速閥8→主液壓缸無桿腔 主液壓缸有桿腔→電磁閥11→電液換向閥7→背壓閥12→油箱 D、快退:1YA斷電,2YA、3YA、4YA通電 工進結束,液壓缸碰上死擋鐵,壓力升高到壓力繼電器調定壓力,壓力繼電器發(fā)出信息,1YA斷電,2YA、3YA、4YA通電 大泵→單向閥5→電液換向閥7→電磁閥11→主液壓缸有桿腔 小泵2→↑ 主液壓缸無桿腔→單向行程調速閥8→電液換向閥7→電磁閥13→油箱 小泵2→↑ 主液壓缸無桿腔快退到位碰行程開關,行程開關發(fā)信,6YA通

5、電,下步工件松夾。 E、工件松夾:6YA通電 壓力油→減壓閥14→單向閥15→電磁閥→定位缸19和定位缸18的有桿腔 定位缸19無桿腔→電磁閥→油箱 夾緊缸18無桿腔→單向順序閥的單向閥→電磁閥→油箱  工件松夾后發(fā)出信息,操作人員取出工件。 一、行工況分析,確定液壓缸推力 1、工況分析及液壓缸的推力: (1)、工況分析 切削推力: F切=25000N 靜摩擦力: Fj= fjG= 動摩擦力: Fd= fdG= 啟動慣性力: Fg== (2)、液壓缸的推力(液壓缸效率) 啟動推力: F啟= Fj/η= 加速推力: F加

6、=(Fd+Fg)/η= 快進推力: F快= Fd/η 工進推力: F工=(F切+ Fd)/η= 反向啟動過程作用力與F啟、F加、F快大小相同,方向相反。 工況運行圖如下: 圖4-18:臥式鉆鏜組合機床液壓缸工況圖 二、確定液壓缸工作壓力、結構尺寸、初定液壓缸流量 2、選取工作壓力及背壓力 F工==××××N 在××××-××××N之間,P1=3-4MPa 選取,P1=×.×MPa,為防止加工結束動力頭突然前沖, 設回油路有背壓閥或調速閥,取背壓P2=0.8 MPa。 3、確定液壓缸結構尺寸 取液壓缸無桿腔作工作腔列液壓缸力的平

7、衡方程: 圖4-19:臥式鉆鏜組合機床液壓缸力的平衡圖 F=P1A1- P2A2= A1(P1- P2 A2/ A1) 快進速度V快=×m/min,工進速度V工進=0.0×m/min,相差很大,應進行差動換接,取k= A2/ A1=×.×,則: 取液壓缸筒標準值:D= d 取活塞桿標準值: d= 4、認證液壓缸筒壁厚 中低壓液壓系統(tǒng),由其切削加工性能確定液壓缸筒壁厚,按薄壁圓筒計算壁厚: 額定工作壓力: Pn=×.×MPa<16MPa 試驗壓力為:

8、Py=1.5Pn=1.5×3.4=5.1MPa 許用應力?。? ( 取安全系數n=5) 5、定液壓缸筒的長度 活塞桿工作行程: 活塞桿伸出長度不少于 取活塞桿長 取液壓缸筒長:L= 6、求最少活塞桿直徑 取 ××比80少×.××倍,穩(wěn)定性足夠安全可靠。 7、校核活塞桿的穩(wěn)定性 (1)、求活塞桿的臨界半徑 (2)、求活塞桿的臨界負載 選用45#鋼,取其柔性系數 液壓缸的安裝方式采用一端固定,一端自由,其末端系數 活塞桿細長比: ?。? 4

9、5#鋼的彈性模量:取 活塞桿橫截面慣性矩: 活塞桿伸出長度:L= 該液壓缸活塞桿的穩(wěn)定性能好,可靠性高。 (3)、求活塞桿臨界負載的安全系數 其安全系數:nk= 8、液壓缸各截面積    =   ?。?    = 9、初定液壓缸流量 快進: = = = 工進=:  10、液壓缸的負載、壓力、流量、功率的工況表 工  況 負 載 (N)    液   壓   缸 計算公式 油壓力 P1×105 回油壓力 P2×105 輸入流量 Q(L/min) 入功率 P(kw) 快進 差動 啟

10、動 P1=(Fi+△pA2)/A3 加速 恒速 Q=(A1-A2)×v快 P=p1Q 工  進 P1=(Fi+p2A2)/A1 Q=v工A1 P=p1Q工 快退 啟動 加速 恒速 P1=(Fi+p2A1)/A2 Q=A2×v快 P=p2Q 三、確定定位夾緊液壓缸結構尺寸及流量 1、定位夾緊力設計計算 K1—安全系數    K2

11、—加工系數    K3—刀具鈍化系數  K4—斷位切削系數    根據實用經驗,夾緊支撐系數f1=0.2,f2=0.7 根據實用經驗,推薦夾緊工作壓力P夾=20×105Pa 取兩個液壓缸筒直徑標準值: D= 設定活塞桿承受拉力,取活塞桿標準直徑: d= Q夾= 四、設計臥式鉆鏜組合機床的液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)圖           電磁鐵動作表 動 作 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA DP1 DP2 工件夾緊 ?。?   ?。? 快  進 ?。? 工  進

12、  +   ?。? ?。? 快  退 ?。?   + 工件松夾   + 五、液壓元件設計計算與選擇 1、液壓泵工作壓力、流量、驅動功率計算 (1)、高壓小流量泵工作壓力計算 高壓小流量泵工作循環(huán)過程中,最大工作壓力,采用調速閥進口節(jié)流調速,設定工進最大壓力損失為,則     (2)、低壓大流量泵工作壓力計算 低壓大流量泵的快速進退工作表得知快退工作壓力為,高于快進工作壓力取為快速進給工作壓力, 設定快進最大壓力損失為,則: = (3)、液壓泵的流量及規(guī)格  由工況表得知快速進給流量為  

13、 工進最大流量,溢流閥最少穩(wěn)定流量為,即高壓小流量泵的流量最少要,選YB-D××/××,額定壓力,轉速。 (4)、電動機的驅動功率 從液壓缸的負載、壓力、流量、功率的工況表得知,液壓缸最大輸出功率為: 快速進退最大工作壓力:=, 取電機效率:,則電動機的驅動功率為   選型交流異步電動機。 2、確定液壓缸的輸入輸出流量和移動速度 工步 輸入流量L/min 輸出流量L/min 移動速度 m/min 快  進 工  進 快 退 3、根據工作壓力和通流量選取液壓元件 序號  元件名稱     實際通流量   元件規(guī)格   

14、 數量 備 註 01 雙聯葉片泵      L/min YB-D36/5 1 02 濾油器        L/min WU-63×F 1 03 油  箱      L/min(容積) 1 自制(300L/min) 04 外控順序閥      L/min X4F-B20D-Y1 1 05 單向閥        L/min DF-B20H2 1 06 先導式溢流閥    L/min

15、 YFB6B 1 07 電液換向閥     L/min 34EYOB25H-T 1 08 單向程行調速閥   ≤1L/min 1QCA3-D16 1 09 壓力繼電           DP-63型 2 10 液壓缸(主缸) 1 11 電磁換向閥    L/min 23E1B25C

16、 1 12 P型背壓閥     ≤1L/min      P-D6B 1 13 電磁閥      L/min 22E1B25C 1 14  減壓閥     L/min JF3-C10B 1 15 單向閥     L/min DF-B10H2 1 16 電磁換向閥   L/min 24EB10H-ZZ 1 17 單向順序閥   19L/min

17、 XD2F-B10E-Y1 1 18 夾緊液壓缸                      1 19 定位液壓缸                      1 20 壓力表開關             YK2-6 1 (圖上未標) 3、油管尺寸 按標準化元件計算液壓油管內徑尺寸如下: = 取液壓油管內徑標準值 d=20 (外徑 d=25) 4、油箱容積 V== 六、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證 1、液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核 (1)、系統(tǒng)快進液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核 A、進油路壓力損失 經計算油管內徑

18、d=,液壓裝置未安裝前,設置進、回油管長度L=×.×m,選取L-AN32號機油400C的運動粘度 1)、進油路流態(tài)判別  ?。? =××××< 為層流 2)、進油路沿程阻力損失 3)、進油路局部阻力損失   ?。? 4)、進油路液壓閥阻力損失 = 5)、進油路總阻力損失   ?。? B、回油路壓力損失 1)、回油路流態(tài)判別  ?。? =××××< 為層流 2)、回油路沿程阻力損失 3)、回油路局部阻力損失   ?。? 4)、回油路液壓閥阻力損失 = 5)、回油路總阻力損失   ?。? C、系統(tǒng)快進總壓力損失 = D、系統(tǒng)快進液壓泵工作壓力 = 系

19、統(tǒng)快進工作性能穩(wěn)定可靠。 (2)、系統(tǒng)工進液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核 A、系統(tǒng)工進液壓泵壓力損失  工進流量,其沿程、局部壓力損失可略去不計,只有調速閥、背壓閥的壓力損失納入計算如下: ?。? B、系統(tǒng)工進高壓小流量液壓泵工作壓力 = 系統(tǒng)工進工作性能穩(wěn)定可靠。 (3)、校核系統(tǒng)驅動電機功率 選型交流異步電動機,系統(tǒng)可靠性穩(wěn)定。 2、系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核 (1)、系統(tǒng)效率  1)、快進、工進、快退時間  由設計依據,主液壓缸快進行程××cm,工進行程××cm,則 快進時間: 工進時間: 快退時間: 2)、快進、工進、快退所占的時間效率 快進時間效率:

20、 工進時間效率: 快退時間效率: 快進快退占進給決時間的16.36%,系統(tǒng)熱能穩(wěn)定性校核主要校核工進時區(qū)。 3)、系統(tǒng)工進效率 系統(tǒng)輸出功率: = 系統(tǒng)輸入功率: 系統(tǒng)工進效率: = (2)、系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核 工進時間30.00s,占總進給時間35.87s的83.64%,是系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核區(qū)域。 液壓缸工進負載: F工=(F切+ Fd)/η= 大進給速度: 系統(tǒng)輸出功率: 系統(tǒng)輸入功率: 系統(tǒng)能耗功率: 系統(tǒng)工質升高的溫度: 通過校核,該液壓系統(tǒng)在夏季具有良好的工作穩(wěn)定性,符合可靠性設計。 設計說明書要求完成:

21、 (1)、求出液壓缸快進、工進、快退推力,繪制快進、工進、快退工作循環(huán)圖,繪制快進、工進、快退液壓缸推力循環(huán)圖,繪制快進、工進、快退液壓缸速度循環(huán)圖及液壓系統(tǒng)圖; (2)、確定液壓缸結構尺寸,液壓泵的流量,系統(tǒng)輸入輸出功率和系統(tǒng)的效率; (4)、列出液壓元件規(guī)格表 (5)、進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核,確定液壓系統(tǒng)工作狀態(tài),油液發(fā)熱升溫狀態(tài),其中包括油箱體積; (6)、用3# 圖紙繪制液壓系統(tǒng)圖。 2、設計一臺YA32-1000KN型四柱萬能液壓機,設該四柱萬能液壓機下行移動部件重G=1噸,下行行程1.0-1.2m,其液壓系統(tǒng)圖如下        YA32-1000

22、KN型四柱萬能液壓機 1、主液壓泵(恒功率輸出液壓泵),2、齒輪泵,3、電機,4、濾油器,5、7、8、22、25、溢流閥,6、18、24、電磁換向閥,9、21、電液壓換向閥,10、壓力繼電器,11、單向閥,12、電接觸壓力表,13、19、液控單向閥,14、液動換向閥,15、順序閥,16上液壓缸,17、順序閥,20、下液壓缸,23節(jié)流器,26、行程開關 A、啟動:電磁鐵全斷電,主泵卸荷。 主泵(恒功率輸出)→電液換向閥9的M型中位→電液換向閥21的K型中位→T B、液壓缸16活塞快速下行: 2YA、5YA通電,電液換向閥9右位工作,道通控制油路經電磁換向閥18,打開液控單向閥19,接通

23、液壓缸16下腔與液控單向閥19的通道。 進油路:主泵(恒功率輸出)→電液換向閥9→單向閥11→液壓缸16上腔 回油路:液壓缸16下腔→電液換向閥9→電液換向閥21的K型中位→T 液壓缸活塞依靠重力快速下行:大氣壓油→吸入閥13→液壓缸16上腔的負壓空腔 A、 液壓缸16活塞接觸工件,開始慢速下行(增壓下行): 液壓缸活塞碰行程開關2XK使5YA斷電,切斷液壓缸16下腔經液控單向閥19快速回油通路,上腔壓力升高,同時切斷(大氣壓油 →吸入閥13 →上液壓缸16上腔)吸油路。 進油路:主泵(恒功率輸出)→電液換向閥9→單向閥11→液壓缸16上腔 回油路: 液壓缸16下腔→順序閥1

24、7→電液換向閥9→電液換向閥21的K型中位→T D、保壓: 液壓缸16上腔壓力升高達到預調壓力,電接觸壓力表12發(fā)出信息,2YA斷電,液壓缸16進口油路切斷,(單向閥11 和吸入閥13的高密封性能確保液壓缸16活塞對工件保壓,利用液壓缸16上腔壓力很高,推動液動換向閥14下移,打開外控順序閥15,防止控制油路使吸入閥1誤動而造成液壓缸16上腔卸荷) 當液壓缸16上腔壓力降低到低于電接觸壓力表12調定壓力,電接觸壓力表12又會使2YA通電,動力系統(tǒng)又會再次向液壓缸16上腔供應壓力油……。 主泵(恒功率輸出)主泵→電液換向閥9的M型中位→電液換向閥21的K型中位→T,主泵卸荷 。 E、保壓

25、結束、液壓缸16上腔卸荷后: 保壓時間到位,時間繼電器發(fā)出信息, 1YA通電(2TA斷電),液壓缸16上腔壓力很高,推動液動換向閥14下移,打開外控順序閥15,主泵1→電液壓換向閥9的大部分油液經外控順序閥15流回油箱,壓力不足以立即打開吸入閥13通油箱的通道,只能先打開吸入閥13的卸荷閥(或叫卸荷閥的卸荷口),實現液壓缸16上腔(只有極小部分油液經卸荷閥口回油箱)先卸荷,后通油箱的順序動作,此時: 主泵1大部分油液→電液壓換向閥9→外控順序閥15→T F、液壓缸16活塞快速上行: 液壓缸16上腔卸壓達到吸入閥13開啟的壓力值時,液動換向閥14復位,外控制順序閥15關閉,切斷主泵

26、1大部分油液→電液換向閥9→外控順序閥15→T的油路,實現: 進油路:主泵1→電液換向閥9→液控單向閥19→液壓缸16下腔 回油路:液壓缸16上腔→吸入閥13→T G、頂出工件: 液壓缸16活塞快速上行到位,碰行程開關1XK,1YA斷電,電液換向閥9復位,4YA通電,電液換向閥21右位工作 進油路:主泵1→電液換向閥9的M型中位→電液換向閥21→液壓缸20下腔 回油路:液壓缸20上腔→電液換向閥21→T H、頂出活塞退回:3YA通電,4YA斷電,電液換向閥21左位工作 進油路:主泵1→電液換向閥9的M型中位→電液換向閥21→液壓缸20有桿腔 回油路:液壓缸20無桿腔→電液換向

27、閥21→T K、壓邊浮動拉伸: 薄板拉伸時,要求頂出液壓缸20無桿腔保持一定的壓力,以便液壓缸20活塞能隨液壓缸16活塞驅動動模一同下行對薄板進行拉伸,4YA通電,電液壓換向閥21右位工作,6YA通電,電磁閥24工作,溢流閥25調節(jié)液壓缸20無桿腔油墊工作壓力。 進油路:主泵1→電液換向閥9的M型中位→電液換向閥21→液壓缸20無桿腔 吸油路:大氣壓油→電液壓換向閥21→填補液壓缸20有桿腔的負壓空腔 設計說明書要求完成: (1)、求出液壓缸快進、工進、快退推力,繪制快進、工進、快退工作循環(huán)圖,,繪制快進、工進、快退推力循環(huán)圖,繪制快進、工進、快退速度循環(huán)圖及液壓系統(tǒng)圖;

28、(2)、確定液壓缸結構尺寸,液壓泵的流量,系統(tǒng)輸入輸出功率和系統(tǒng)的效率; (4)、列出液壓元件規(guī)格表 (5)、進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核,確定液壓系統(tǒng)工作狀態(tài),油液發(fā)熱升溫狀態(tài),其中包括油箱體積; (6)、用3# 圖紙繪制液壓系統(tǒng)圖。 YA32-5000KN四柱壓機液壓系統(tǒng)設計計算題 設計一臺YA32-5000KN型四柱萬能液壓機,設該四柱萬能液壓機下行移動部件重G=1噸,下行行程1.0-1.2m, 一、液壓系統(tǒng)最高工作壓力P=32mPa 一般選用P=20-25mPa; 主液壓缸公稱噸位5000KN; 主液壓缸用于沖壓的壓制力與回程力之比為5-10%,塑料制品的壓制力與回

29、 程力之比為2%,取1000KN; 頂出缸公稱頂出力取主缸公稱噸位的五分之一,取1000KN; 頂出缸回程力為主液壓缸公稱噸位的十五分之一 , 315KN。 行程速度 主液壓缸 快速空行程 V=60mm/s 工作行程 V=10mm/s 回程 V=60mm/s 頂出液壓缸 頂出行程 V=60mm/s 回程 V=120mm/s 4、油箱體積 低壓系統(tǒng) V=(3-6)qp 中壓系統(tǒng) V=(5-8)qp 高壓系統(tǒng) V=(8-12

30、)qp 二、設計計算主液壓缸、頂出液壓缸結構尺寸: 1、主液壓缸 A、主液壓缸內徑D: 根據GB/T2346-1993,取標準值 D主 = B、主液壓缸活塞桿徑d: 根據GB/T2346-1993,取標準值  C、主液壓缸有效面積: D、主液壓缸實際壓制力和回程力: E、主液壓缸的工作力: (1)、主液壓缸的平衡壓力   (2)、主液壓缸工進作壓力 (3)、主液壓缸回程壓力 2、頂出液壓缸 A、頂出液壓缸內徑: 根據GB/T2346-1993,取標準值  B、頂出液壓缸活塞桿徑d頂: 根據GB/T2

31、346-1993,取標準值  C、頂出液壓缸有效面積: D、頂出液壓缸實際頂出力和回程力: E、主液壓缸的工作力:    三、液壓缸運動中的供油量 A、主液壓缸的進出油量 1、主液壓缸空程快速下行的進出油量: 2、主液壓缸工作行程的進出油量: 3、主液壓缸回程進出油量: B、頂出液壓缸的進出油量 1、頂出液壓缸頂出行程的進出油量:  2、頂出液壓缸退回行程的進出油量: 四、確定快速空程供油方式,液壓泵的規(guī)格,驅動電機功率 1、液壓系統(tǒng)快速空程供油方式: 由于供油量大,不宜采用由液壓泵供油方式

32、,利用主液壓缸活塞等自重快速下行,形成負壓空腔,通過吸入閥從油箱吸油,同時使液壓系統(tǒng)規(guī)格降低檔次。 2、選定液壓泵的流量及規(guī)格: 設計的液壓系統(tǒng)最高工作壓力主液壓缸工作行程,主液壓缸的無桿腔進油量為: 主液壓缸的有桿腔進油量為: 頂出液壓缸頂出行程的無桿腔進油量為: 設選主液壓缸工作行程和頂出液壓缸頂出行程工作壓力最高()工件頂出后不需要高壓。主液壓缸工作行程(即壓制)流量為118L/min,主液壓缸工作回程流量為×××L/min,選用×××BGY14-1B型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵。雖然在只有×××L/min,主液壓缸活塞返回速度有所降低,在工作壓力為時,流量降低4

33、0%,仍可獲×××L/min的流量,基本滿足主液壓缸工作回程×××L/min、滿足工進流量118L/min的進給設計要求。由于選用電液比例控制,獲節(jié)能高效效益。 3、液壓泵的驅動功率及電動機的選擇: 主液壓缸的壓制與頂出液壓缸的頂出工作壓力均為P=25×106;主液壓缸回程工作壓力為P=××Pa頂出液壓缸退回行程工作壓力×××Pa,液壓系統(tǒng)允許短期過載,因此,快速進退選P=×××Pa,q=200L/min, 工進選P=25×106Pa,q=×××L/min,液壓泵的容積效率ηv=0.92,機械效率ηm=0.95,兩種工況電機驅動功率為: P工 > P快   電動機允許短期過載,選

34、取××KW的××××型電機。若設定工作壓力在 (25-32)×106Pa, 選取××KW的××××××型電機。 五、設計選取液壓系統(tǒng)圖   1、液液壓系統(tǒng)圖: 2、電磁鐵動作表: 動 作 順 序  1yA 2yA 3yA 4YA 5YA 6YA 7YA   主 液 壓 缸 快速下行 + + 慢速加壓 + ?! ? 卸壓回程 + + ?! ≈? 頂 出

35、 缸 頂  出 + 退  回 + + 壓  邊 + 浮動拉伸 ?。? 3、油箱容積: 上油箱容積: 下油箱容積: 上油箱容積 五、計算和選取液壓元件 液壓缸流量表: 動 作 順 序 流進  L/min  流出 L/min 主液 壓缸 快速下行 xxx+xxx=xxx xxx 工作行程 xxx xxx 回  程 xxx xxx 頂出 液壓缸 頂

36、出行程 xxx xxx 退回行程 xxx xxx 液壓元件表 序號   元 件 名 稱    實際流量    規(guī)  格      備  注 1 斜盤式軸向柱塞泵 xxxL/min xxxBGY14-1B 2 齒輪泵 xxxL/min CB-xx 3 電動機         選取××KW的××××××型電機 4 濾油器 xxxL/min WU-xxx×1

37、80F 5 先導式溢流閥 xxxLmin FY-BxxH 6 二位二通電磁換向閥 xxxL/min 22D-xxB 7 遠程調壓閥 xxL?min FY-xxB 8 直動式溢流閥 xxL/min Y-HbxF 9 三位四通電液換向閥 xxxL/min 34BYM-Hxx-T 10 壓力繼電器 IPD01- Hc6L-

38、Y2 11 單向閥 xxL/min DFBxxK3 12 電接觸壓力表 KF-L8/30E 13 吸入閥(液控單向閥) xxxL/min 自制         可外購 14 二位三通液動換向閥 xxxL/min 23Y-xxB 15 卸荷閥(外控序閥) xxxL/min X4F-BxxD-Y 16 主液壓缸

39、 外購 17 內控外泄式順序閥 xxxL/min X2F-BxxF-Y1 18 二位四通電磁換向閥 xxxL/min 24D-xxB 19 頂出液壓缸                          外購 20 液控單向閥 xxxL/min DFY-BxxH2 21 三位四通電液換向閥 xxxL/min 34BYK-Hxx-T 22 先導式溢流閥 xxxL/min

40、 FY-BxxH 23 阻尼器 自制          可外購 24 二位二通電磁換向閥  xxxL/min    22D-xxB 25 直動式溢流閥     xxL/min         六、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證 YA32-5000KN型四柱萬能液壓機的液壓系統(tǒng)的動力機構,采用xxxBGY14-1B型 電液比例控制斜盤式軸向變量柱塞泵,選用電液比例控制的變量泵和液壓缸組成容積 調速系統(tǒng),無節(jié)流損失,系統(tǒng)高效節(jié)能。 3、設計一臺YA32-3150KN型四柱萬能液壓機,設

41、該四柱萬能液壓機下行部件G=1.5噸,下行行程1.2m-1.5m,其液壓系統(tǒng)圖如下:       3150KN通用壓機液壓系統(tǒng)圖 1、 主液壓泵,2、齒輪泵,4、濾油器,5、電液比例溢流閥,6、20、21、溢流閥,7、17、電液換向閥, 8、單向閥,9、電接觸壓力表,10、外控順序閥 11、13、液控單向閥,12、19、電磁閥, 14、順序閥,15、主液壓缸,,16頂出缸,18、液壓缸,22、行程開關 A、啟動:電磁鐵全斷電,主泵卸荷。 主泵(恒功率輸出)→電液換向閥7的M型中位→電液換向閥21的K型中位→T B、液壓缸16活塞快速下行:

42、 2YA、5YA通電,電液換向閥7右位工作,控制油路經電磁換向閥12,打開液控單向閥13,接通液壓缸16下腔與液控單向閥19的通道。 進油路:主泵(恒功率輸出)→電液換向閥7→單向閥8→液壓缸15上腔 回油路:液壓缸15下腔→電液換向閥7→電液換向閥17的K型中位→T 液壓缸活塞依靠重力快速下行形成負壓空腔:大氣壓油→吸入閥11→液壓缸15上腔的負壓空腔 B、 液壓缸15活塞接觸工件,慢速下行(增壓行程): 液壓缸活塞碰行程開關2XK使5YA斷電,切斷液壓缸15下腔經液控單向閥13快速回油通路,上腔壓力升高,同時切斷(大氣壓油 →吸入閥11 →上液壓缸15上腔)吸油路。 進

43、油路:主泵(恒功率輸出)→電液換向閥7→單向閥8→液壓缸15上腔 回油路: 液壓缸15下腔→順序閥14→電液換向閥7→電液換向閥17的K型中位→T D、保壓: 液壓缸15上腔壓力升高達到預調壓力,電接觸壓力表9發(fā)出信息,2YA斷電,液壓缸15進口油路切斷,(單向閥8 和吸入閥11的高密封性能確保液壓缸15活塞對工件保壓,利用液壓缸11上腔壓力很高,打開外控順序閥10的目的是防止控制油路使吸入閥11誤動而造成液壓缸15上腔卸荷) 當液壓缸15上腔壓力降低到低于電接觸壓力表9調定壓力,電接觸壓力表9又會使2YA通電,動力系統(tǒng)又會再次向液壓缸15上腔供應壓力油……。 主泵(恒功率輸出)主泵→

44、電液換向閥7的M型中位→電液換向閥17的K型中位→T,主泵卸荷 。 E、保壓結束、液壓缸15上腔卸荷后: 保壓時間到位,時間繼電器發(fā)出信息, 1YA通電(2TA斷電),液壓缸15上腔壓力很高,打開外控順序閥10,主泵1→電液壓換向閥7的大部分油液經外控順序閥10流回油箱,壓力不足以立即打開吸入閥11通油箱的通道,只能先打開吸入閥11的卸荷閥(或叫卸荷閥的卸荷口),實現液壓缸15上腔(只有極小部分油液經卸荷閥口回油箱)先卸荷,后通油箱的順序動作,此時: 主泵1大部分油液→電液壓換向閥7→外控順序閥10→T F、液壓缸15活塞快速上行: 液壓缸15上腔卸壓達到吸入閥11開啟的壓力值

45、時,外控制順序閥15關閉,切斷主泵1大部分油液→電液換向閥7→外控順序閥10→T的油路,實現: 進油路:主泵1→電液換向閥7→液控單向閥13→液壓缸15下腔 回油路:液壓缸15上腔→吸入閥11→T G、頂出工件: 液壓缸15活塞快速上行到位,碰行程開關1XK,1YA斷電,電液換向閥7復位,4YA通電,電液換向閥17右位工作 進油路:主泵1→電液換向閥7的M型中位→電液換向閥17→液壓缸16下腔 回油路:液壓缸16上腔→電液換向閥17→T H、頂出活塞退回:3YA通電,4YA斷電,電液換向閥17左位工作 進油路:主泵1→電液換向閥7的M型中位→電液換向閥17→液壓缸16有桿腔

46、回油路:液壓缸16無桿腔→電液換向閥17→T K、壓邊浮動拉伸: 薄板拉伸時,要求頂出液壓缸16無桿腔保持一定的壓力,以便液壓缸16活塞能隨液壓缸15活塞驅動動模一同下行對薄板進行拉伸,4YA通電,電液壓換向閥17右位工作,6YA通電,電磁閥19工作,溢流閥21調節(jié)液壓缸16無桿腔油墊工作壓力。 進油路:主泵1→電液換向閥7的M型中位→電液換向閥17→液壓缸16無桿腔 吸油路:大氣壓油→電液壓換向閥17→填補液壓缸16有桿腔的負壓空腔 設計說明書要求完成: (1)、求出液壓缸快進、工進、快退推力,繪制快進、工進、快退工作循環(huán)圖,,繪制快進、工進、快退推力循環(huán)圖,繪制快進、工進

47、、快退速度循環(huán)圖及液壓系統(tǒng)圖; (2)、確定液壓缸結構尺寸,液壓泵的流量,系統(tǒng)輸入輸出功率和系統(tǒng)的效率; (4)、列出液壓元件規(guī)格表 (5)、進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核,確定液壓系統(tǒng)工作狀態(tài),油液發(fā)熱升溫狀態(tài),其中包括油箱體積; (6)、用3# 圖紙繪制液壓系統(tǒng)圖。 4、設計一臺YA32-1000KN型四柱立式液壓板料彎拆成型機,液壓板料彎拆成型機工作循環(huán)為:快速下行→慢速加→快速提升回程。最大彎曲壓制力1000×103N,上下移動滑塊重G=15000N,快速下行行程600mm,慢速下行行程300mm,快速下行速度V快=25mm/s,慢速下行速度V慢=10mm/s,制動時間

48、△t=0.2s,上下移動滑塊液壓支撐平衡,其液壓系統(tǒng)圖如下:      1、柱塞變量泵,2、單向閥,3、電液比例溢流閥,4、減壓閥,5、電液換向閥,6、電磁換向閥,7、液控單向閥,8、10、順序閥,9、外控順序閥,11、電接觸壓力表,12、吸入閥,13、主液壓缸 A、啟動:電磁鐵全不通電,主泵卸荷。 柱塞變量泵1的工作壓力受電磁比例溢流閥3控制,經單閥2卸荷。 B、快速下行: 2YA通電,電液換向閥5右位工作 經減壓閥減壓的控制油路打開液控單向閥7,勾通液壓缸13下腔回油路,柱塞變量泵1供應的壓力油經電液換向閥5進入液壓缸13的柱塞缸,液壓缸13下腔回油經液控單向閥7

49、、電磁換向閥6流回油箱;液壓缸13活塞快速下行,上腔形成負壓空腔,大氣壓著油液經吸入閥12填補液壓缸13上腔的負壓空腔。 C、慢速下行:2YA、3YA通電 四柱立式液壓板料彎拆成型機的液壓缸13活塞下行到位,接觸工件,3YA通電,切斷液壓缸13活塞快速下行油路通道,增壓缸13上腔的進油路壓力升高到順序閥10打開,柱塞變量泵1供應的壓力油經順序閥10、電液換向閥5進入液壓缸13上腔,進入液壓缸13的柱塞缸的進油路不變,液壓缸13下腔回油經順序閥8、電液換向閥5流回油箱,電接觸壓力表對工件變形進行保壓,保壓時間由時間繼電器控制。 D、保壓結束、泄壓、液壓缸活塞返回行程: 時間繼電器發(fā)出信息

50、,1YA通電(2TA、3YA斷電),電液換向閥5左位工作。 與高壓狀態(tài)的液壓缸13上腔連接的外控順序閥9控制油路打開了外控順序閥9,柱塞變量泵1供應壓力油經電液壓換向閥5后,由于液壓缸13上腔處于高壓狀態(tài),大部分油液經外控順序閥9流回油箱,只有少部分受控制壓力油先打開吸入閥12的卸荷閥,讓高壓狀態(tài)的液壓缸13上腔經吸入閥12的卸荷閥(或叫卸荷口)卸荷后,隨著液壓缸13上腔壓力的降低,外控順序閥9關閉,吸入閥12通道打開,勾通液壓缸13上腔、吸入閥12與油箱的通路。柱塞變量泵1供應的壓力油經電液壓換向閥5、液控單向閥7進入液壓缸13下腔,推動液壓缸13活塞上行,液壓缸13上腔油液經吸入閥12回

51、油箱;液壓缸13的柱塞缸回油經電液壓換向閥5流回油箱,液壓缸13的活塞快速返回行程。 板料折彎成型機液壓系統(tǒng)設計計算題 設計一臺四柱立式板料折彎成型機液壓系統(tǒng),液壓板料彎拆成型機工作循環(huán)為:快速下行→慢速加工→快速提升回程。最大彎曲壓制力506N,上下移動滑塊重G=15000N,快速下行行程1000mm-800mm,慢速下行行程30mm-60mm,快速下行速度V快下=24mm/s,慢速下行速度V慢=15mm/s,快速上行速度V快上=55mm/s,快速上行行L=1000mm,程制動時間△t=0.2s,上下移動滑塊液壓支撐平衡。 一、負載及運動分析  液壓板料彎拆成型機上下

52、移動滑塊在立式四柱上作直線往復行程運動,應采用單活塞桿液壓缸。按技術要求,按已知參數求出液壓缸各工況外負載如下: 表1:液壓缸外負載分析計算表 工   況 計 算 公 式 外負載/N 不計摩擦力,快速下降負載為零。 設定初加壓為5000KN的10%。 快速下行 啟加速度 勻  速 ____ 慢速彎折 初  壓 F2=Fmax×10% 終  壓 F3=Fmax 快速返回 啟  加 F4= 勻  速 F5=G 制  動 F6=   表2:板料折彎成型機各種工況

53、持續(xù)時間  工   況 計  算  式 時間/s 說     明 快 速 下 行 t1=L1÷v1= 彎折時間分兩階段,初彎行程為60mm,終彎行程為30mm。 慢速彎折 初 壓 T2=L2÷v2= 終 壓 T3=L2÷v2= 快 速 回 程 T4=L3÷v3=   利用上述負載速度數據繪制負載速度圖如下: 二、選取液壓缸參數,確定液壓缸結構尺寸 四柱立式板料折彎成型機屬于液壓機類,其工作壓力在20-32MPa之間,預選液壓缸的工作壓力P1=25mPa,以無桿腔為工作腔。設置液壓缸豎直工作,采用液壓順序閥平衡滑塊自重,

54、則液壓缸無桿腔內徑為: 根據GB/T2346-1993,取標準值 D = 根據液壓缸快速下行與快速上行的速度比確定液壓缸活塞桿直徑d:    取標準值 取快速進給柱塞液壓缸直徑: 液壓缸有效面積為:                        快速進給的柱塞液壓缸面積:        表3:液壓缸工作循環(huán)進給中的壓力與流量計算如下表 工 作 階 段 計 算 公 式 負載F/N 工作壓力p /Pa 輸入流量q 及功率 L/min Pq (Kw) 快速下行 啟 動 , q=v1A1 恒 速 

55、 6 慢速下行 初 壓 , q=v2A1 終 壓 ××.×→0 快速退回 啟 動 , q=v3A2 恒 速  制 動 二、液壓缸的工作壓力、流量計算 1、液壓缸的平衡壓力      為了安全地工作,取背壓:  2、快速下行 3、液壓缸工進作壓力 (1)、初壓 ( 3)、終壓    4、液壓缸回程壓力 ?。?)、啟動: (2)、恒速:    

56、 (3)、制動:         5、液壓缸流量計算 (1)、液壓缸快速下行行程     (2)、快速下行行程柱塞液壓缸流量   (3)、工作進給行程         (4)、快速返回行程   6、功率計算

57、

58、   ?。?)、液壓缸快速下行功率       (2)、液壓缸初壓功率   (3)、液壓缸終壓功率 (4)、液壓缸快速上行功率 三、確定快速空程供油方式,液壓泵的規(guī)格,驅動電機功率 1、液壓系統(tǒng)快速空程供油方式: 由于供油量大,不宜采用由液壓泵供油方式,利用主液壓缸活塞等自重快速下行,形成負壓空腔,通過吸入閥從油箱

59、吸油,同時使液壓系統(tǒng)規(guī)格降低檔次。 2、選定液壓泵的流量及規(guī)格: 設計的液壓系統(tǒng)最高工作壓力在主液壓缸工作行程,主液壓缸的無桿腔進油量為: 主液壓缸的有桿腔進油量為: 主液壓缸的有桿腔進油量為: 液壓缸設計工作行程的工作壓力()。壓制流量為×××L/min,液壓缸工作回程流量為××L/min,選用×××BGY14-1B型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵??焖傩谐淘O計工作壓力選,液壓缸初壓工作壓力為,流量×××L/mi;升高到××.×mPa,流量降低40%,仍可獲×××L/min的流量,基本滿足工進流量需要,比設計的×××L/min,只差9.1L/min,選×××BGY14-1

60、B型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵就顯然過大了。選用電液比例控制實現容積調速,節(jié)能高效效益。 3、液壓泵的驅動功率及電動機的選擇: 表4:液壓系統(tǒng)壓力、流量、功率表 工 作 階 段 計 算 公 式 負載F/N 工作壓力p /Pa 輸入流量q 及功率 L/min Pq (Kw) 快速下行 啟 動 , q=v1A1 恒 速  慢速下行 初 壓 , q=v2A1 終 壓 ×××→0 快速退回 啟 動 , q=

61、v3A2 恒 速  制 動 液壓缸的壓制工作壓力為P=××mPa;液壓缸回程工作壓力為P=0.××mPa快速進退選P=×.××106Pa,q=×××L/min, 工進選P=×××.106Pa,q=××L/min,液壓泵的容積效率ηv=0.92,機械效率ηm=0.95,兩種工況電機驅動功率為: 按等值功率計算:       K——電動機過載系數 直流電動機K=1.8-2.5,若考慮到網絡電壓波動,一般取 K=1.5-2.0 取 選取液壓泵的驅動電機,首先應考慮等值功率和運動循環(huán)動作階段的最大功率。本課題

62、運動循環(huán)動最大功率是終壓功P=××KW,持續(xù)時間只有2秒鐘時間,不在電動機允許的短期過載范圍內,不能按等值功率計值的短期過載處理,也不能按運動循環(huán)選取×××BGY14-1B型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵電動機的最大驅動功率,只能按短折算系數為1.7的短期過載設計,選取××KWY280M-2型交流異步電動機驅動液壓泵。 四、設計選取液壓系統(tǒng)圖   1、液液壓系統(tǒng)圖:       2、電磁鐵動作表: 表5:電磁鐵動作表 名 稱 1YA 2YA 3YA 快速下行行程 + +  壓制行程 +

63、快速上行行程 + 3、油箱容積: 上油箱容積: 下油箱容積: 五、計算和選取液壓元件 表6: 液壓缸流量表 工 作 階 段 計 算 公 式 流 量 L/min 輸 入 輸 出 快速下行 啟 動 q=v1A1 恒 速  慢速下行 初 壓 q=v2A1 終 壓 快速退回 啟 動 q=v3A2 恒 速  制 動 序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9

64、 10 11 12 13 14 15 元 件 名 稱 斜盤式軸向柱塞泵。 齒輪泵 先導式比例溢流閥 直動式溢流閥 三位四通電液換向閥 二位三通電磁換向閥 液控單向閥 內控外泄式順序閥 卸荷閥(外控序閥 內控外泄式順序閥 電接觸壓力表 吸入閥(液控單向閥) 液壓缸 交流異步電動機 濾油器 實際流量 L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min KW L/min  規(guī)  格 250BGY14-1B

65、 CB-10 FY-B32H FY-10B 34BYM-H32-T 23D-10B DFY-B32H2 XF-B32D-Y1 X4F-B32D-Y1 XF-B32D-Y1 Y-Hb6F 自制 Y225M-2型 WU-400×180F  備  注 外購 表6:液壓元件表 六、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證   YA32-5000KN型四柱萬能液壓機的液壓系統(tǒng)的動力機構,采用××KWY280M-2型交流異步電動機驅動××BGY14-1B型電液比例控制斜盤式軸向變量柱塞泵。選用電液比例控制的變量泵和液

66、壓缸組成容積調速系統(tǒng),無節(jié)流溢流損失,系統(tǒng)高效節(jié)能液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)沿程和局部壓力損失估算1mPa在以下,由設計者自行校核。 設計任務: 1. A3號系統(tǒng)圖一張。(手畫) 2. 設計說明書一份。(手寫) 設計說明書要求完成: (1)、求出液壓缸快進、工進、快退推力,繪制快進、工進、快退工作循環(huán)圖,,繪制快進、工進、快退推力循環(huán)圖,繪制快進、工進、快退速度循環(huán)圖及液壓系統(tǒng)圖; (2)、確定液壓缸結構尺寸,液壓泵的流量,系統(tǒng)輸入輸出功率和系統(tǒng)的效率; (4)、列出液壓元件規(guī)格表 (5)、進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核,確定液壓系統(tǒng)工作狀態(tài),油液發(fā)熱升溫狀態(tài),其中包括油箱體積; (6)、用3# 圖紙繪制液壓系統(tǒng)圖。 第二部分、設計參數 A、按機床選取工作壓力(P×MPa) 磨床 車、鏜、銑 珩磨 組合機床 運輸機械 拉床、龍門刨 <2 2-4 2-5 3-5 <7 <10 B、按負載(牛頓(N))選工作壓力(P×MPa) <5×103、 5×103-104、 104-

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