液壓及氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、-PAGE . z.- - - .可修編 .液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 13機(jī) 二 學(xué) 號(hào)： 13010208 姓 名： 郭穎穎 指導(dǎo)教師： 徐 建 方 *工學(xué)院機(jī)械與車輛工程學(xué)院2016年1月8日-. z.前言液壓傳動(dòng)是用液體作為來(lái)傳遞能量的，液壓傳動(dòng)有以下優(yōu)點(diǎn)：易于獲得較大的力或力矩，功率重量比大，易于實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)較大*圍的無(wú)級(jí)變速，傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)快速而且無(wú)沖擊，與機(jī)械傳動(dòng)相比易于布局和操縱，易于防止過載事故，自動(dòng)潤(rùn)滑、元件壽命較長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。液壓傳動(dòng)的根本目的就是用液壓介質(zhì)來(lái)傳遞能量，而液壓介質(zhì)的能量是由其所具有的

2、壓力及力流量來(lái)表現(xiàn)的。而所有的根本回路的作用就是控制液壓介質(zhì)的壓力和流量，因此液壓根本回路的作用就是三個(gè)方面：控制壓力、控制流量的大小、控制流動(dòng)的方向。所以根本回路可以按照這三方面的作用而分成三大類：壓力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)，電氣傳動(dòng)為當(dāng)代三大傳動(dòng)形式，是現(xiàn)代開展起來(lái)的一門新技術(shù)。液壓與氣壓傳動(dòng)課是工科機(jī)械類專業(yè)的重點(diǎn)課程之一。既有理論知識(shí)學(xué)習(xí)，又有實(shí)際技能訓(xùn)練。為此，在教學(xué)中安排一至二周的課程設(shè)計(jì)。該課程設(shè)計(jì)的目的是：綜合運(yùn)用液壓傳動(dòng)及其它先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)展液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)踐，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的穩(wěn)固，加深和開展。熟悉和掌握擬定液壓

3、傳動(dòng)系統(tǒng)圖，液壓缸構(gòu)造設(shè)計(jì)，液壓元件選擇以及液壓系統(tǒng)的計(jì)算的方法。通過課程設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的根本技能，熟悉設(shè)計(jì)資料和技術(shù)手冊(cè)，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)工作打下必要的根底。目 錄一 任務(wù)書5二 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟6 1 液壓系統(tǒng)的工況分析6 2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖8 3 液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件143.1 液壓缸主要參數(shù)的計(jì)算14 3.2 液壓泵的流量、壓力的計(jì)算和選擇泵的規(guī)17 3.3 液壓閥的選擇19 3.4 確定管道尺寸20 3.5 液壓油箱容積確實(shí)定21 4 液壓系統(tǒng)驗(yàn)算及技術(shù)文件的編制22 4.1 壓力損失驗(yàn)算和壓力閥的調(diào)整壓力22 4.2 系

4、統(tǒng)溫升的驗(yàn)算25 5 繪制工作圖，編制技術(shù)文件27三 設(shè)計(jì)體會(huì)28 四 參考文獻(xiàn)30 TOC o 1-3 h z u 任 務(wù) 書設(shè)計(jì)課題：設(shè)計(jì)一臺(tái)專用銑床液壓系統(tǒng)。要*現(xiàn)夾緊快進(jìn)工進(jìn)快退原位停頓松開的自開工作循環(huán)。夾緊力為3500N，工作缸的最大有效行程為400mm 、工作行程為200mm、工作臺(tái)自重3000N，工件及液壓夾具最大重量為1000N，采用平導(dǎo)軌和V形導(dǎo)軌，水平切削力11000N，垂直切削力2000N，快速4m/min，進(jìn)給速度為401000mm/min。備注：夾緊行程20mm，時(shí)間為1s，進(jìn)回油管長(zhǎng)各為1m。工況分析首先根據(jù)條件，繪制運(yùn)動(dòng)部件的速度循環(huán)圖，如圖1-1所示。然后計(jì)算

5、各階段的外負(fù)載并繪制負(fù)載圖。液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型，即：式中，工作負(fù)載，對(duì)于金屬切削機(jī)床來(lái)說(shuō)，即為活塞運(yùn)動(dòng)方向的切削力，在本例中為11000N運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦阻力，對(duì)于平導(dǎo)軌可由下式求得：運(yùn)動(dòng)部件重力，=3000+1000=4000N；垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載，=1000N;導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，在這里取靜摩擦系數(shù)為0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1.則求得： =0.25000=1000N =0.15000=500N上式中為靜摩擦阻力，為動(dòng)摩擦阻力。式中 g重力加速度；t啟動(dòng)加速或減速制動(dòng)的時(shí)間。機(jī)床中進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)一般取t=0.010.5秒；V

6、t時(shí)間內(nèi)的速度變化量；題中 =根據(jù)上述各式計(jì)算出各工作階段的負(fù)載，列出各工作階段所受的外負(fù)載見圖1-1,并畫出如圖1-2所示的負(fù)載循環(huán)圖。圖1-1 速度循環(huán)圖 圖1-2 負(fù)載循環(huán)圖表1-1 工作循環(huán)各階段的外負(fù)載工作循環(huán)計(jì)算公式外負(fù)載F/N啟動(dòng)、加速1544快進(jìn)500工進(jìn)11500快退5002擬定液壓系統(tǒng)原理圖確定液壓系統(tǒng)方案、擬定液壓系統(tǒng)圖，是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)關(guān)鍵性的一步。系統(tǒng)方案，首先應(yīng)滿足工況提出的工作要求運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力和性能要求。其次，擬定系統(tǒng)圖時(shí)，還應(yīng)力求效率高、發(fā)熱少、簡(jiǎn)單、可靠、壽合長(zhǎng)、造價(jià)低。2.1 確定系統(tǒng)方案1確定系統(tǒng)方案通過分析負(fù)載循環(huán)圖，可初步確定最大負(fù)載點(diǎn)，并根據(jù)工況特點(diǎn)和性

7、能要求，用類比法選用執(zhí)行元件工作壓力。有時(shí)主機(jī)的工況難以類比時(shí)，可按負(fù)載的大小選取。在選用液壓泵時(shí)，應(yīng)注意所選用液壓泵的類型和額定壓力。由于管路有壓力損失，因此液壓泵的工作壓力應(yīng)比執(zhí)行元件的工作壓力高。液壓泵的額定壓力應(yīng)比其工作壓力高2560%，使泵具有壓力儲(chǔ)藏。壓力低的系統(tǒng)，儲(chǔ)藏量宜取大些，反之則取小些。初選的執(zhí)行元件工作壓力作為計(jì)算執(zhí)行元件尺寸時(shí)的參考?jí)毫ΑＨ缓?，在?yàn)算系統(tǒng)壓力時(shí)，確定液壓泵的實(shí)際工作壓力。確定供油方式 考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低。而在快進(jìn)，快退時(shí)負(fù)載較小，速度較高。從節(jié)省能量，減小發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量供油?，F(xiàn)采用帶壓力反應(yīng)的限壓式變量葉片

8、泵。調(diào)速方法的選擇在中小型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)銑削類專用機(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點(diǎn)，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高，發(fā)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)，并且調(diào)速回路裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。速度換接方式的選擇本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)行程比擬方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。假設(shè)要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換速回路。夾緊回路的選擇用二位四通電磁閥來(lái)控制夾緊，松開換向動(dòng)作時(shí)，為了防止工作時(shí)突然失電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方

9、式，考慮到夾緊時(shí)間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時(shí)下降時(shí)仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來(lái)調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。5確定液流流向控制方式根據(jù)系統(tǒng)中工作循環(huán)、動(dòng)作變換性能和自動(dòng)化程度的要求，按書本方向控制回路一節(jié)中選擇構(gòu)造形式、換向位數(shù)、通路數(shù)、中間滑閥機(jī)能和操作方式。6確定順序動(dòng)作控制的方式對(duì)操作不頻繁，動(dòng)作順序隨機(jī)的，如工程、建筑、起重運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)，常采用手動(dòng)多路換向閥控制。如果操縱力較大，可用手動(dòng)伺服控制。行程和速度經(jīng)常變化時(shí)，采用伺服系統(tǒng)。對(duì)一般功率不大，換向平穩(wěn)性要求較低，動(dòng)作順序較嚴(yán)格而變化不多的工況下，常采用以下三種控制方式：A 行程控制

10、。靠運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)到預(yù)定位置行程時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)，使液壓元件動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件速度方向的變化。B 壓力控制。利用油路本身壓力的變化控制閥門啟閉，實(shí)現(xiàn)各工作部件依次順序動(dòng)作。如利用壓力變化的順序?qū)崿F(xiàn)多缸順序動(dòng)作、快進(jìn)給工進(jìn)、低壓轉(zhuǎn)增壓，或到達(dá)一定力后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷、互鎖、平安防護(hù)等動(dòng)作。為了防止壓力波引起壓力控制元件誤動(dòng)作，調(diào)整壓力應(yīng)比所需動(dòng)作的壓力高0.50.7 MPa。C 時(shí)間控制。在動(dòng)作轉(zhuǎn)換中需要間隔一定時(shí)間時(shí)，常采用電氣時(shí)間繼電器或延時(shí)閥的轉(zhuǎn)換，控制時(shí)間的間隔。如液壓機(jī)、壓鑄機(jī)、塑料注射機(jī)中保壓或冷卻一定時(shí)間后，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的轉(zhuǎn)換。有時(shí)，為了主機(jī)的*一動(dòng)作更為可靠如機(jī)床，為了定位和夾緊可靠，要求

11、定位行程開關(guān)發(fā)信，而且夾緊后壓力繼電器也發(fā)信，才允許轉(zhuǎn)換動(dòng)作，可采用行程和壓力聯(lián)合控制的方式。此外，還可采用其它物理量的變化實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的轉(zhuǎn)換。如壓鑄機(jī)中、加熱到規(guī)定溫度后，通過溫度傳感器發(fā)信，轉(zhuǎn)換下一個(gè)順序動(dòng)作。有的通過電磁感應(yīng)、光電感應(yīng)等發(fā)信，轉(zhuǎn)換下一個(gè)順序動(dòng)作。2.2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖確定液壓系統(tǒng)方案后，可選擇和設(shè)計(jì)液壓根本回路，并配置輔助性回路或元件如濾油器及其回路、壓力表及其測(cè)壓點(diǎn)布置、控制油路或潤(rùn)滑油路等，即可組成液壓系統(tǒng)圖。在擬定液壓系統(tǒng)圖時(shí)，應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：防止回路之間相互干擾同一泵源驅(qū)動(dòng)多個(gè)執(zhí)行元件要求同時(shí)動(dòng)作時(shí)，由于負(fù)載不同會(huì)使執(zhí)行元件先后動(dòng)作，或者保壓油路上，由于其它執(zhí)行元

12、件的負(fù)載變化，使油路壓力下降。上述引起速度或壓力干擾的現(xiàn)象必須加以解決。對(duì)速度的同步精度要求不高的場(chǎng)合，可在各進(jìn)油路上串接節(jié)流閥；速度同步稍有要求時(shí)用調(diào)速閥。對(duì)同步精度有較高要求時(shí)，用流量比例閥或分流-集流閥。出現(xiàn)壓力干擾，可采用蓄能器與單向閥，使與其它動(dòng)作的油路隔開。如果時(shí)間短，可選用泄漏量較小的換向閥，并用單向閥隔斷。對(duì)于*一執(zhí)行元件必須保持一定壓力，然后允許其它執(zhí)行元件動(dòng)作的回路，可采用順序閥，使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)落下。對(duì)于兩個(gè)以上需快進(jìn)與工進(jìn)的執(zhí)行元件，為了防止快進(jìn)對(duì)工進(jìn)的干擾，可采用在高壓小流量泵與各換向閥之間都串接一個(gè)調(diào)速閥，在低壓大流量泵與各換向閥之間都串接一個(gè)單向閥，因此當(dāng)一個(gè)或

13、幾個(gè)執(zhí)行元件快進(jìn)時(shí)，其余執(zhí)行元件可繼續(xù)工進(jìn)。也可采用快進(jìn)與工進(jìn)由低壓大流量泵與高壓小流量泵分別供油。防止液壓沖擊液壓系統(tǒng)中由于工作部件運(yùn)動(dòng)速度變換、工作負(fù)載突變，常會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊，影響系統(tǒng)的正常工作，故必須采取預(yù)防措施，其方法見表1-3。 表1-3力求控制油路可靠除高壓大流量系統(tǒng)采用單獨(dú)低壓油泵供控制油路外，一般在主油路上直接引出控制油路。此時(shí)，引出的控制油應(yīng)滿足液動(dòng)閥的最低控制壓力。當(dāng)油泵卸荷時(shí)，為保證液動(dòng)閥能換向，在回油路上安裝背壓閥，或在進(jìn)油路上安裝順序閥。但應(yīng)注意，高壓系統(tǒng)中，采用高壓順序閥，當(dāng)高壓下開啟時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，由于彈簧疲勞、滑閥卡緊而不能復(fù)位，易產(chǎn)生誤動(dòng)作。同樣，電液換向閥由于控

14、制壓力較高，在停留時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，也存在不能復(fù)位的問題。因此采用面序閥維持開啟壓力，引出的控制油，經(jīng)減壓閥和平安閥限壓后，獲得較穩(wěn)定的低壓控制油源。但在高壓下工作的可靠性比單獨(dú)低壓泵供油要差些。力求系統(tǒng)簡(jiǎn)單在組合根本回路時(shí)，力求元件少。如當(dāng)二個(gè)油缸不同時(shí)工作而工作速度一樣時(shí)，可采用公用閥的回路，即在回油路上并聯(lián)節(jié)流閥下二位二通閥。應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)元件，品種規(guī)格要少。只在不得已時(shí)，才自行設(shè)計(jì)元件。在連接油管時(shí)，盡量要短，接頭數(shù)量要少。經(jīng)修改、整理后的液壓系統(tǒng)圖如圖1-4所示：3、液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件液壓缸主要尺寸確實(shí)定工作壓力p確實(shí)定通過負(fù)載循環(huán)圖，初步確定了執(zhí)行元件的最大外負(fù)載和系統(tǒng)的工作壓

15、力后，根據(jù)選擇的執(zhí)行元件的類型、密封件的型式和回路的組合情況，計(jì)算執(zhí)行元件的主要尺寸。參考主機(jī)液壓執(zhí)行器常用的設(shè)計(jì)壓力表表2-1、表2-2可知，專用銑床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為11500N時(shí)宜選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力P=3Mpa。表2-1 按主機(jī)類型選擇執(zhí)行元件工作壓力主機(jī)類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)、重型械、起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力p/MPa0.82.5352881010162032表2-2 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件工作壓力負(fù)載F/KN 50工作壓力p/MPa57表2-3執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值系 統(tǒng) 類 型 背 壓(Mpa)中、低壓系統(tǒng)08Mpa簡(jiǎn)單的系統(tǒng)和一般輕載

16、的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.20.5回油路帶調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng) 0.50.8回油路帶背壓閥 0.51.5采用帶補(bǔ)液壓泵的閉式回路 0.81.5中、高壓系統(tǒng)816Mpa同上比中低壓系統(tǒng)高50%100%高壓系統(tǒng)1632Mpa如鍛壓機(jī)械等初算時(shí)背壓可忽略不計(jì)表2-4 液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的關(guān)系按機(jī)床的類型選取d/D按液壓缸工作壓力選取d/D機(jī)床類別d/D工作壓力p/(Mpa)d/D磨床、珩床及研磨機(jī)床0.20.30.20.3插床、拉床、刨床0.5250.50.58鉆、鏜、車、銑床0.7570.620.70-70.7計(jì)算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d式中 液壓缸工作壓力，初算時(shí)可取系統(tǒng)工作壓力；液壓缸回油腔背

17、壓力，初算時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算，可先根據(jù)表2-3估計(jì)；活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑比，可按表2-4選?。还ぷ餮h(huán)中最大的外負(fù)載；液壓缸密封處摩擦力，它的準(zhǔn)確值不以求得，常用液壓缸的機(jī)械效率進(jìn)展估算。由負(fù)載圖知最大負(fù)載F為11500N，按表2-3可取為0.5MPa，并取液壓缸機(jī)械效率=0.95，考慮到快進(jìn)、快退速度相等，取d/D為0.7。將上述數(shù)據(jù)代入式2-3可得 D=0.075m=7.5cm根據(jù)表2-5，將液壓缸內(nèi)徑圓整為D=80mm；活塞桿直徑d，按d/D=0.7及表2-6活塞桿直徑系列取d=56mm 表2-5 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列GB2348-80810121620253240506380(90)100

18、(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630表2-6活塞桿直徑系列GB2348-80456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400按工作要求夾緊力由兩個(gè)夾緊缸提供，考慮到夾緊力的穩(wěn)定，夾緊缸的工作壓力應(yīng)低于進(jìn)給液壓缸的工作壓力，現(xiàn)取夾緊缸的工作壓力為2.5Mpa，回油脊壓力為零，cm=0.95，則按式2-3可得 D=0.0306m按表2-5，2-6液壓缸和活塞缸的尺系列，取夾緊液壓缸的D和d分別為32mm和22mm。按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液

19、壓缸的最小穩(wěn)定速度，由式2-4可得式中是由產(chǎn)品樣品查的GE系列調(diào)速閥AQF3-E10B的最小穩(wěn)定流量為0.05L/min。本例中調(diào)速閥是安裝在回油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效面積應(yīng)取液壓缸有桿腔的實(shí)際面積，即可見上述不等式能滿足，液壓缸能到達(dá)所需低速。計(jì)算在各工作階段液壓缸所需的流量：確定液壓泵的流量、壓力的計(jì)算和選擇泵的規(guī)格泵的工作壓力確實(shí)定考慮到正常工作中進(jìn)油管路一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為：式中 液壓泵最大工作壓力執(zhí)行元件最大工作壓力；進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取0.20.5Mpa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.51.5Mpa，此題中取0.5Mpa。上述計(jì)算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系

20、統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。此題中取。泵的流量確定液壓泵的最大流量應(yīng)為式中 液壓泵的最大流量；同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值，如果這時(shí)溢流閥正在工作，尚須加溢流閥的最小溢流量23L/min； KL-系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KL=1.11.3，現(xiàn)取KL=1.2。選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上算得的和和再查閱有關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選YB*-25限壓式變量葉片泵，該泵的根本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量0=25mL/r，泵的額定壓力= 6.3Mpa，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=6001500r/min，容積效率，總效

21、率。與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定首先分別算出快進(jìn)和工進(jìn)兩種不同工況時(shí)的功率，取兩者較大值作為選擇電動(dòng)機(jī)規(guī)格的依據(jù)。由于在慢進(jìn)時(shí)泵輸出的流量減小，泵的效率急劇降低，一般當(dāng)流量在0.21L/min*圍內(nèi)時(shí)，可取=0.030.14。同時(shí)還應(yīng)注意到，為了使所選擇的電動(dòng)機(jī)在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點(diǎn)時(shí)不致停轉(zhuǎn)，需進(jìn)展驗(yàn)算，即 ： 式中 所選電動(dòng)機(jī)額定功率；限壓是變量葉片泵的限定壓力；壓力為時(shí)，泵的輸出流量。首先計(jì)算快進(jìn)時(shí)的功率，快進(jìn)時(shí)的外負(fù)載為500N，進(jìn)油路的壓力損失定為0.3Mpa，所以快進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為工進(jìn)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)功率為查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本，選用Y90S-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為0.75K

22、W，額定轉(zhuǎn)速為910r/min。液壓閥的選擇 液壓閥的規(guī)格主要是根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過該閥的最大實(shí)際流量從產(chǎn)品樣本中選取的。一般要求所選閥的額定壓力要大于系統(tǒng)的最高工作壓力，選閥的額定流量要大于通過該閥的最大實(shí)際流量。如果通過閥的流量超過所選閥的額定流量的20%，將會(huì)引起過大的壓力損失、發(fā)熱、噪聲及閥的性能下降。具體的講，選擇壓力閥時(shí)應(yīng)考慮調(diào)壓*圍、流量變化*圍及此*圍內(nèi)的壓力平穩(wěn)性等；選擇流量閥時(shí)主要應(yīng)考慮流量調(diào)節(jié)*圍、最小穩(wěn)定流量、閥的最高工作壓力、閥的最小壓差、閥對(duì)壓差和溫度變化的補(bǔ)償作用、工作介質(zhì)的清潔度要求等；在選擇方向控制閥時(shí)，除了考慮壓力、流量外，還應(yīng)考慮其中位機(jī)能、換向頻

23、率、閥口的壓力損失和內(nèi)泄漏大小等。此外，在選擇閥時(shí)還應(yīng)注意構(gòu)造形式、壓力等級(jí)、連接方式、集成方式及操縱方式等。根據(jù)液壓閥在液壓系統(tǒng)中的最高工作壓力與通過該閥的最高流量，可選出這些元件的型號(hào)及規(guī)格，選定的液壓元件如表1-9所示。表1-9 液壓元件明細(xì)表表1-9 液壓元件明細(xì)表序號(hào)元 件 名 稱最大通過流量/型號(hào) 1單向節(jié)流閥0.965ALF-E10B 2三位四通電磁換向閥5.0334EF30-E10B 3單向調(diào)速閥5.03AQF3-E10B 4液壓泵15.38YB*-16 5單向閥 0.965AF3-EA10B 6液控順序閥12.3*F3-E10B 7壓力繼電器0.965DP-63B 8減壓閥0

24、.965JF3-10B 9壓力表開關(guān)AF3-Ea10B 10二位四通電磁換向閥0.96524EF3-E10B 11壓力繼電器12.3DP1-63B 12濾油器15.38*U-B3210004確定管道尺寸一般先按通過油管的最大流量和管內(nèi)允許的流速來(lái)選擇油管的內(nèi)徑。也可按流量、流速、管道尺尺寸計(jì)算圖直接查出油管尺寸，然后按工作壓力來(lái)確定油管的壁厚或外徑。油管內(nèi)徑d，由下式求得mm式中q通過油管的最大流量L/min；v油管內(nèi)允許流速m/s。對(duì)吸油管道取12m/s，對(duì)壓油管道取2.55m/s。 此題中系統(tǒng)主油路流量按差動(dòng)流量時(shí)取q=20L/min，壓油管的允許流速取v=4m/s,則內(nèi)徑d為mm假設(shè)系統(tǒng)

25、主油路流量按快退流量時(shí)取q=10.25L/min,，則可算得油管內(nèi)徑d=7.36mm。綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d為9mm。吸油管同樣可按上式計(jì)算q=24L/min、v=1.5m/s，參照YB*-16變量泵吸油口連接尺寸，取吸油管內(nèi)徑d為35mm。5液壓油箱容積確實(shí)定油箱的主要作用是儲(chǔ)油和散熱，因此必須有足夠的散熱面積和儲(chǔ)油量。整個(gè)液壓系統(tǒng)的能量損失，包括壓力損失、流量損失和機(jī)械損失，均轉(zhuǎn)化為熱能，使油溫升高，使油氧化變質(zhì)，影響系統(tǒng)正常工作，故對(duì)油溫有一定允許*圍。要保證這一點(diǎn)，最主要的是合理擬定液壓系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的效率，減少系統(tǒng)的發(fā)熱。其次要保證油箱有一定的散熱面積，也就是保證油箱有一定的容

26、量。油箱的有效容量可按以下經(jīng)歷公式概略確定：在低壓系統(tǒng)中 V=(24)在中壓系統(tǒng)中 V=(57) 在中高壓、高壓大功率系統(tǒng)中p6.3Mpa),可取 V=(612) 式中 V液壓油箱有效容積 液壓泵額定流量L/min。所以現(xiàn)選用容器為V=160L的油箱按上式概略確定的油箱容積，一般情況下能保證正常工作。但在功率較大而連續(xù)工作的工況下，需按發(fā)熱量驗(yàn)算后確定。油箱構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1) 構(gòu)造上應(yīng)考慮清洗、換油方便。油箱頂部要有加油孔，底面應(yīng)有傾斜度，放油孔開在最低處 .2) 吸油管及回油管應(yīng)隔開，中間加隔板，以使回油中夾雜的氣泡和臟物行到沉淀，不至直接進(jìn)入吸油管。隔板高度不低于油面到箱底高

27、度的3/4，而油面高度是油箱高度的0.8；3) 吸油管離箱底距離H2D，距箱壁大于3DD為吸油管外徑；回油管需插入油面以下，距箱底h2dd為回油管外徑，油管切口角為45。，切口面向箱壁。4、液壓系統(tǒng)的驗(yàn)算為了判斷液壓系統(tǒng)工作性能的好壞，和正確調(diào)整系統(tǒng)的工作壓力，常需驗(yàn)算管路的壓力損失、發(fā)熱后的溫升。對(duì)動(dòng)態(tài)特性有要求的系統(tǒng)，還需驗(yàn)算液壓沖擊或換向性能。1 壓力損失驗(yàn)算和壓力閥的調(diào)整壓力由于系統(tǒng)的具體管路布置尚未清楚，整個(gè)回路的壓力損失無(wú)法估算，僅只有閥類元件對(duì)壓力損失所造成的影響可以看得出來(lái)，供調(diào)定壓力值時(shí)參考。因快退時(shí)，液壓缸無(wú)缸腔的回油量是進(jìn)油量的2倍，其壓力損失比快進(jìn)時(shí)要大，因此必須計(jì)算快

28、退時(shí)的進(jìn)油路與回油路的壓力損失。假定液壓系統(tǒng)選用N32號(hào)液壓油，考慮最低工作溫度為15，由手冊(cè)查出此時(shí)油的運(yùn)動(dòng)粘度 ，油的密度。：該液壓系統(tǒng)中進(jìn)、回油管的內(nèi)徑均為9mm,各管道的長(zhǎng)度分別為：AB=0.3m,AC=0.7m,AD=0.7m,DE=1m.工作進(jìn)給時(shí)進(jìn)油路壓力損失。運(yùn)動(dòng)部件工作進(jìn)給時(shí)的最大速度為1m/min,進(jìn)給時(shí)的最大流量為5.025L/min，則液壓油在管內(nèi)的流動(dòng)速度為：管道流動(dòng)雷諾數(shù)為：2300，可見油液在管道內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)，進(jìn)油管道BC的沿程壓力損失為查得換向閥34EF30-E10B的壓力損失，忽略油液通過管接頭、油路板等處局部壓力損失，則進(jìn)油管總壓力損失為

29、工作進(jìn)給時(shí)回油路的壓力損失。由于選用單活塞桿液壓缸，且液壓缸有桿腔的工作面積為無(wú)桿腔工作面積的二分之一，則回油管道的流量為進(jìn)油管道的二分之一，則：回油管道的沿程壓力損失為：查產(chǎn)品樣本得換向閥23EF3B-E10B的壓力損失，換向閥34EF30-E10B的壓力損失，調(diào)速閥AQF3-E10B的壓力損失，回路總壓力損失：變量泵出口處壓力快進(jìn)時(shí)的壓力損失?？爝M(jìn)時(shí)液壓缸為差動(dòng)連接，自匯流點(diǎn)A至液壓缸進(jìn)油口C之間的管路AC中，流量為液壓泵出口流量的兩倍即20L/min，AC管路的沿程損耗為為：同樣可求管道AB段及管道AD段的沿程損耗和為查產(chǎn)品樣本知，流經(jīng)各閥的局部壓力損失為：34EF30-E10B的壓力損

30、失23EF3B-E10B的壓力損失據(jù)分析在差動(dòng)連接中，泵的出口壓力為快退時(shí)壓力損失驗(yàn)算從略。上述驗(yàn)算說(shuō)明，無(wú)需修改原設(shè)計(jì)。2系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所占時(shí)間最長(zhǎng)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱量。一般情況下，工進(jìn)速度大時(shí)發(fā)熱量較大，由于限壓式變量泵在流量不同時(shí)，效率相差極大，所以分別計(jì)算最大、最小時(shí)的發(fā)熱量，然后加以比擬，取數(shù)值大者進(jìn)展分析。當(dāng)v=4cm/min時(shí)，此時(shí)泵的效率為0.1，泵的出口壓力為3.2Mpa，則有此時(shí)的功率損失為當(dāng)v=100cm/min時(shí)，q=5.025L/min，總效率為0.7 則 可見在工進(jìn)速度低時(shí)，功率損失為0.191kw，發(fā)熱量最大。假設(shè)系統(tǒng)的

31、散熱狀況一般，取,油箱的散熱面積A為系統(tǒng)的溫升為驗(yàn)算說(shuō)明系統(tǒng)的溫升在許可*圍內(nèi)。5、 繪制工作圖，編制技術(shù)文件選定液壓元件，經(jīng)必要的驗(yàn)算后，按工況分析和工作性能的要求，反復(fù)修改初步擬訂的液壓系統(tǒng)圖，便可繪制正式的液壓系統(tǒng)圖。圖中：1) 標(biāo)題欄中應(yīng)說(shuō)明液壓元件、輔助元件的規(guī)格、型號(hào)和調(diào)整值。2) 在各執(zhí)行元件的上方標(biāo)出工作循環(huán)示意圖。對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，按各執(zhí)行元件的動(dòng)作程序繪制動(dòng)作周期表，應(yīng)以主機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)畫出液壓系統(tǒng)圖。3) 應(yīng)繪出電氣行程開/關(guān)布置圖，并附電磁鐵、壓力斷電器等動(dòng)作程序狀態(tài)表。然后，繪制液壓系統(tǒng)的管路布置示意圖，泵源裝配圖包括油箱、油泵機(jī)架、閥安裝總體構(gòu)造包括通油板或集成塊和電氣線路圖。最后，編寫液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算書和液壓系統(tǒng)工作原理、操作、使用說(shuō)明書，其中包括液壓系統(tǒng)圖。三 設(shè)計(jì)體會(huì)這次液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，是我們第一次較全面的液壓知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過這次練習(xí)，使得我們對(duì)液壓根底知識(shí)有了一個(gè)較為系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用，將原來(lái)看來(lái)比擬抽象的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了具體化，初步