《液壓系統(tǒng)設(shè)計》PPT課件

1、液壓系統(tǒng)設(shè)計,一、液壓系統(tǒng)設(shè)計步驟和內(nèi)容,1. 液壓系統(tǒng)的工況分析,確定該機(jī)器中哪些運動需要液壓傳動來完成 確定各運動的工作順序和各執(zhí)行元件的工作循環(huán) 確定液壓系統(tǒng)的主要工作性能。例如：執(zhí)行元件的運動速度、調(diào)速范圍、最大行程以及對運動平穩(wěn)性的要求等 確定各執(zhí)行元件所承受的負(fù)載及其變化范圍。,一、液壓系統(tǒng)設(shè)計步驟和內(nèi)容,2. 擬定液壓系統(tǒng)原理圖,采用何種形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 確定調(diào)速方案和速度換接方法。 如何完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動循環(huán)和順序動作； 系統(tǒng)的調(diào)壓、卸荷及執(zhí)行元件的換向和安全互鎖等要求； 壓力測量點的合理選擇。,一、液壓系統(tǒng)設(shè)計步驟和內(nèi)容,3. 液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件,計算液壓缸的主要尺

2、寸以及所需的壓力和流量 計算液壓泵的工作壓力、流量和傳動功率 選擇液壓泵和電機(jī)的類型和規(guī)格 選擇閥類元件和輔助元件的規(guī)格,一、液壓系統(tǒng)設(shè)計步驟和內(nèi)容,4. 對液壓系統(tǒng)進(jìn)行驗算,計算壓力損失、發(fā)熱溫升等,5. 編制正式工作圖和編制技術(shù)文件,正式工作圖包括：液壓系統(tǒng)原理圖，自行設(shè)計的全套設(shè)計圖（指液壓缸、油箱等非標(biāo)準(zhǔn)件），泵、閥及管路安裝總圖。 技術(shù)文件包括：基本件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及外購件匯總表，液壓元件安裝和測試要求，設(shè)計說明書等。,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，

3、快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,1. 工況分析,速度循環(huán)圖：,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000

4、N，夾緊時間為1S。,1. 工況分析,負(fù)載計算,F=Fw+Ff+Fa Fw-工作載荷，F(xiàn)f-摩擦阻力， Fa-慣性力,Fw=18000N, Ff=0.2x25000=5000N 靜摩擦 Ff=0.1x25000=2500N 動摩擦 Fa=G/gxv/t=25000/9.8x5/(0.05x60)=4230N,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：1

5、8000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,1. 工況分析,負(fù)載計算,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,2. 擬定液壓系統(tǒng)原理, 確定供油方式 調(diào)速方式的選擇 速度換接方式的選擇 夾緊回路的選擇,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計

6、實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,3. 液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件的選擇,液壓缸主要尺寸的確定,工作壓力p: 由負(fù)載大小和機(jī)器類型確定，查書表8-1。初選p=3MPa,計算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d: 按表8-2取背壓0.5MPa, m=0.95， 按快進(jìn)、快退速度相等，取

7、d/D=0.7 A1p1=A2p2+F, 計算并圓整D=100mm, d=70mm,同樣，夾緊缸取P=2.5MPa, 背壓為0，計算并圓整得： D=100mm,d=70mm,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,3. 液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件的選擇,液壓缸在各

8、工作階段流量的確定,Q工進(jìn)=/4D2xv工進(jìn)=9.42L/min Q快進(jìn)=19.2L/min Q快退=20L/min Q夾緊=9.42l/min,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,3. 液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件的選擇,確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格,

9、泵的工作壓力： Pp=p1+p=3+0.5=3.5MPa 為保證一定的壓力儲備，pe=1.25Pp=4.4MPa,泵的流量： qpK(q)max=1.3x20L/min=24L/min,選擇液壓泵的規(guī)格：查有關(guān)手冊：選用ybx-16限壓式變量葉片泵。 基本參數(shù)為：額定壓力： 6.3MPa，電動機(jī)轉(zhuǎn)速：1450r/min， 轉(zhuǎn)排量:16ml/r，容積效率：0.85，總效率：0.7,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm

10、/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,3. 液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件的選擇,確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格,與液壓泵匹配的電機(jī)的選擇： 計算最大功率，作為選擇電機(jī)的依據(jù)。 快進(jìn)：P=0.45KW, 工進(jìn)：P=0.79KW,查閱電機(jī)產(chǎn)品樣本，選y90s-4型電動機(jī)，額定功率1.1KW, 額定轉(zhuǎn)速1400r/min,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：2500

11、0N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,3. 液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件的選擇,確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格,做出實際流量壓力特性曲線。,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，

12、最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,3. 液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件的選擇,液壓閥的選擇,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,3. 液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件的選擇,確定管道尺寸 差動連接：q=4

13、0l/min,壓油管允許流速v=4m/s 計算內(nèi)徑d=14.5mm 快退時q=20L/min,可計算內(nèi)徑d=10.3mm, 所以取d=12mm,液壓油箱容積的確定 取5-7分鐘泵的流量，取160L,二、液壓系統(tǒng)設(shè)計實例,現(xiàn)設(shè)計一臺銑削專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊-工作臺快進(jìn)-工作臺工進(jìn)-工作臺快退-工件松開。 運動部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時間為1S。,4. 液壓系統(tǒng)驗算,壓力

14、油的選擇：l-hl-32液壓油 驗算壓力損失 系統(tǒng)溫升的驗算,三、集成油路的設(shè)計,液壓元件分為板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。,管式元件通過油管來實現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占地空間越大，所以只適應(yīng)于結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。,板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接，集成塊連接，疊加閥連接。與管式連接比較，除了進(jìn)出油跟管式連接外，各液壓元件用螺釘固定在板件上，元件間的由板件上的孔道溝通，這樣維修使用方便，壓力損失小，外觀美觀，但制造困難。,液壓油路板連接,集成塊連接,疊加閥連接,（一）液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計,1.液壓油路板的結(jié)構(gòu),液壓油路板一般用鑄鐵或鑄鋼制造，

15、正面用螺釘固定液壓元件，反面連接壓力油管p、回油管T、泄漏油管L和工作油管A、B。油管與液壓板通過米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接，液壓元件間通過油路板之間的孔道連接。正面Ra=0.8微米，其他為Ra=6.312.5微米。,總裝圖,（一）液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計,1.液壓油路板的結(jié)構(gòu),液壓油路板一般用鑄鐵或鑄鋼制造，正面用螺釘固定液壓元件，反面連接壓力油管p、回油管T、泄漏油管L和工作油管A、B。油管與液壓板通過米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接，液壓元件間通過油路板之間的孔道連接。正面Ra=0.8微米，其他為Ra=6.312.5微米。,（一）液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計,2.液壓油路板的設(shè)計,確定油路板上元件

16、數(shù)目：大小400mm,零件數(shù)12個，同一個液壓回路上的元件布置在同一塊液壓油路板上，結(jié)構(gòu)相同的部分應(yīng)設(shè)計成互換的通用板，不同的部分設(shè)計成專用板。,制作液壓元件樣板：初學(xué)者可根據(jù)產(chǎn)品樣本的液壓元件尺寸，虛線繪制元件底部各油口位置尺寸，再剪下來。若配有底板，則可根據(jù)底板繪制，沒有底板要把俯視圖翻轉(zhuǎn)180。,液壓元件的布局：把樣板放在油路板上進(jìn)行布局。注意：a.液壓閥芯要水平放置；b.壓力表開關(guān)放在最上面；c.液壓元件之間的距離5mm；d. 與液壓油路板主油路相通的液壓元件，其相應(yīng)油口應(yīng)在同一坐標(biāo)線上。,確定油孔的位置：正面安裝液壓元件，Ra=0.8微米，反面設(shè)計有p、T、A、B連接孔。內(nèi)部孔分三層

17、： 第1層：距離正面10mm，布置泄漏油孔、控制油孔，防止與固定螺釘相通； 第2層：距離正面25mm，布置壓力油孔； 第3層：距離正面41mm，布置回油孔，總厚度60mm左右。,繪制液壓油路板零件圖,（二）液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計,1.液壓集成回路設(shè)計,把液壓回路劃分成若干單元回路，每個單元回路由3個元件組成。采用通用的壓力油P和回油路T。把各單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路。一個完整的液壓集成回路包括：底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測壓回路。,（二）液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計,2.液壓集成塊及其設(shè)計,1底板，2方向調(diào)速塊，3壓力塊，4夾緊塊，5頂蓋，6螺釘,底板及供油塊

18、設(shè)計：底板的作用是連接集成塊組，壓力油由底板引入各集成塊，回油及泄漏油經(jīng)底板引入液壓油箱。,頂蓋及測壓塊設(shè)計：頂蓋主要作用是封閉油路，安裝壓力表開關(guān)和壓力表，把測壓回路、卸荷回路及定位夾緊回路布置在頂蓋上。,集成塊設(shè)計：設(shè)計步驟： a.制作液壓元件樣板； b.決定通道的孔徑； c. 液壓元件的布置； d.集成塊零件圖的繪制。,（三）疊加閥裝置設(shè)計,1.什么是疊加閥,是以板式閥為基礎(chǔ)，單個疊加閥的工作原理與普通閥完全相同，不同的是每個疊加閥都有四個油口P、 A、B、T，且上下貫通，它不僅起到單個閥的作用，而且溝通閥與閥的流通。,（三）疊加閥裝置設(shè)計,2. 疊加閥回路設(shè)計,把普通液壓回路變成液壓疊加回路，應(yīng)對疊加閥系列研究，注意疊加閥的機(jī)能、通徑和工作壓力，按一定規(guī)律疊成液壓疊