液压系统设计步骤.docx

《液压系统设计步骤.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压系统设计步骤.docx（25页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、兰州交通大学博文学院毕业设计阐明书题目：小型液压机液压系统设计学号：学231651系别：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：12级机机制（6）班指导教师：惠振亮年月曰兰州交通大学博文学院毕业设计设计任务书小型液压机液压系统设计1、课程设计的目的学生在完毕液压传动与控制课程学习日勺基础上，运用所学的液压基本知识，根据液压元件，多种液压回路0基本原理，独立完毕液压回路设计任务；从而使学生在完毕液压回路设计0过程中，强化对液压元器件性能B掌握，理解不一样回路在系统中B各自作用。可以对学生起到加深液压传动理论日勺掌握和强化实际应用能力B锻炼。2、课程设计的内容和规定（包括原始数据、技术规定、工

2、作规定等）设计一台小型液压机的液压系统，规定实现迅速空程下行一一慢速加压一一保压一一迅速回程一一停止B工作循环。迅速来回速度为3mmin,加压速度为40-250mmmin,压制力为200kN,运动部件总重量为20kN。3、重要参照文献1成大先.机械设计手册M。北京：化学工业出版社，2023.2李壮云.中国机械设计大典M。南昌：江西科学技术出版社，2023.13王文斌.机械设计手册M。北京：机械工业出版社，2023.84雷天觉.液压工程手册。北京。机械工业出版社。1990液压机是一种用静压来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品0机械，在许多工业部门得到了广泛的应用。液压传动系统的设计在现代机械的设计工

3、作中占有重要B地位。液体传动是以液体为工作介质进行能量传递和控制B一种传动系统。本文运用液压传动的基本原理，确定出合理的液压传动系统图，再通过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格。保证其实现迅速下行、慢速加压、保压、迅速回程、停止0工作循环。关键词：液压机、课程设计、液压传动系统设计目录摘要1任务分析O1. 1技术规定O12任务分析O2方案确实定22.1 运动状况分析23工况分析33.1 工作负载33.2 摩擦负载3其中液压缸3.3惯性负载33.4 自重43.5 液压缸在各工作阶段B负载值44负载图和速度图45液压缸重要参数确实定65. 1液压缸重要尺寸确实定6

4、5.2计算在各工作阶段液压缸所需的流量76液压系统图96. 1液压系统图分析96.2 液压系统原理图107液压元件的选择126.3 液压泵的选择126.4 阀类元件及辅助元件127. 3油箱B容积计算138液压系统性能日勺运算148. 1压力损失和调定压力确实定149. 2油液温升时计算1610. 散热量的计算17结论18参照文献错误!未定义书签。1任务分析1.1 技术规定设计一台小型液压压力机B液压系统，规定实现迅速空程下行一慢速加压保压一迅速回程一停止的工作循环，迅速来回速度为匕=3mmin,加压速度V2=40-250mmmin,其往复运动和加速（减速）时间t=0.02s,压制力为200K

5、N,运动部件总重为20KN,工作行程400mm,静摩擦系数fs=O.2,动摩擦系数fd=O.1油缸垂直安装，设计该压力机的液压系统传动。1.2 任务分析根据滑块重量为20KN,为了防止滑块受重力下滑，可用液压方式平衡滑块重量。设计液压缸的启动、制动时间为A10.02so液压机滑块上下为直线往复运动，且行程较小，故可选单杆液压缸作执行器，且液压缸的机械效率7cm=0.9O由于液压机的工作循环为迅速下降、慢速加压、保压、迅速回程四个阶段。各个阶段0转换由一种三位四通0换向阀和一种二位二通0换向阀控制。当三位四通换向阀工作在左位时实现迅速回程。中位时实现液压泵的卸荷，亦即液压机保压。工作在右位时实现

6、液压泵的快进和工进。其工进速度由一种调速阀来控制。快进和工进之间日勺转换由二位二通换向阀控制。液压机迅速下降时，规定其速度较快，减少空行程时间，液压泵采用全压式供油，且采用差动连接。由于液压机压力比较大，因此此时进油腔的压力比较大，因此在由保压到迅速回程阶段须要一种节流阀，以防在高压冲击液压元件，并可使油路卸荷平稳。为了对油路压力进行监控，在液压泵出口安装一种溢流阀，同步也对系统起过载保护作用。由于滑块受自身重力作用，滑块要产生下滑运动。因此油路要设计一种单向阀，以构成一种平衡回路，产生一定大小B背压力，同步也使工进过程平稳。在液压力泵的出油口设计一种单向阀，可防止油压对液压泵的冲击，对泵起到

7、保护作用。2方案确实定2.1运动状况分析由液压机B工作状况来看，其外负载和工作速度伴随时间是不停变化的。因此设计液压回路时必须满足随负载和执行元件的速度不停变化的规定。因此可以选用变压式节流调速回路和容积式调速回路两种方式。2.1.1变压式节流调速回路节流调速的工作原理，是通过变化回路中流量控制元件通流面积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出0流量来调整其速度。变压式节流调速0工作压力随负载而变,节流阀调整排回油箱的流量，从而对流入液压缸的的流量进行控制。其缺陷：液压泵的损失对液压缸的工作速度有很大的影响。其机械特性较软，当负载增大到某值时候，活塞会停止运动，低速时泵承载能力很差，变载下的

8、运动平稳性都比较差，可使用比例阀、伺服阀等来调整其性能，但装置复杂、价格较贵。长处：在主油箱内，节流损失和发热量都比较小，且效率较高。宜在速度高、负载较大，负载变化不大、对平稳性规定不高B场所。2.12容积调速回路容积调速回路的工作原理是通过变化回路中变量泵或马达日勺排量来变化执行元件的运动速度。长处：在此回路中，液压泵输出的油液直接进入执行元件中，没有溢流损失和节流损失，并且工作压力随负载的变化而变化，因此效率高、发热量小。当加大液压缸的有效工作面积，减小泵的泄露，都可以提高回路的速度刚性。综合以上两种方案的优缺陷比较，泵缸开式容积调速回路和变压式节流调回路相比较，其速度刚性和承载能力都比很

9、好，调速范围也比较宽工作效率更高，发热却是最小时。考虑到最大压制力为200KN,故选泵缸开式容积调速回路。3工况分析3.1工作负载工件的压制抗力即为工作负载：F产2023OoN3.2摩擦负载静摩擦阻力：F=0.2x20230=4000N动摩擦阻力：Ff1=0.1X20230=2023N其中液压缸3.3惯性负载FnFma=20230/10X3/(0.02X60)=50OON3.4自重G=mg=20230N3.5液压缸在各工作阶段的负载值采用V型密封圈，其机械效率=0.9。此外取液压缸0背压负载居=20230No则液压系统工作循环各阶段的外负载见表3-10表3-1工作循环各阶段的外负载工况负载值推

10、力启动F=6-G+&=400ON4444加速F=-G+F+Fm=7000N7778快进F=居-G+F川=2023N2222工进F=居-G+Ffd+Fw=202323N224444快退F=G+Ffi1-Fh=2Q222224负载图和速度图负载图和速度图绘制如图4-1与4-2所示八F/N224444444477782222图一负载图s/mm-22225液压缸重要参数确实定5.1液压缸重要尺寸确实定(1)确定液压泵的最大工作压力与：Pp=P+SP上式中与一一液压泵最大工作压力；6执行元件最大工作压力。将液压缸时无杆腔作为主工作腔，考虑到缸下行时，滑块自重采用液压方式平衡，则可计算出液压缸无杆腔0有效

11、面积，取液压缸B机械效率cm=O.9。(2)计算液压缸内径D和活塞杆直径d由负载图知最大负载F为224444N,取d/D0.7224444=3了=00083301060.9D=0.01057=0.103m按GB/T2348-1993,取原则值D=I1Ommd-0.7D=77mm由此求得液压缸的实际有效工作面积则：无杆腔实际有效面积：A1=-D2=9498WW24有杆腔实际有效面积：A2=(D2-t2)=4844H25. 2计算在各工作阶段液压缸所需的流量快进：Q=A1V1=28.51min工进：Q=AM=O.382.371min快退：Q=A2V1=14.51min液压缸在工作循环中各阶段的压力

12、和流量计算见表5-10表5T液压缸工作循环各阶段的压力、流量工作阶段负载F工作腔压力MPa输入流量1/min快进启动44440.468加速102221.076快进22220.23428.5工进22444423.63一保压22444423.63快退启动44440.917加速102222.11恒速22220.45914.52按以上数据可绘制液压缸的J工况图如图5-1所示。图二工况图6液压系统图6.1液压系统图分析（1）考虑到液压机工作时所需功率较大，固采用变量泵的容积调速方式。（2）为了满足速度日勺有极变化，采用压力赔偿变量液压泵供油，即在迅速下降的时候，液压泵以全流量供油。当转化成慢速加压压制时

13、，泵的流量减小，最终流量为O0（3）当液压缸反向回程时，泵的流量恢复为全流量供油。液压缸日勺运动方向采用三位四通M型电磁换向阀和二位二通电磁换向阀控制。停机时三位四通换向阀处在中位，使液压泵卸荷。（4）为了防止压力头在工作过程中因自重而出现自动下降的现象，在液压缸有杆腔回路上设置一种单向阀。（5）为了实现迅速空程下行和慢速加压，此液压机液压系统采用差动连接B调速回路。（6）为了使液压缸下降过程中压力头由于自重使下降速度越来越快，在三位四通换向阀处在左位时，回油路口应设置一种次序阀作背压阀使回油路有压力而不至于使速度失控。（7）为了实现自动控制，在液压缸的活塞杆运动方向上安装了三个靠近开关，使液

14、压系统可以自动切换工作状态。（8）为了使系统工作时压力恒定，在泵时出口设置一种溢流阀，来调定系统压力。6. 2液压系统原理图综上分析可得小型液压机液压系统原理如图6-1所示。Ki-1K2CZJ-OK3CFO8图6T液压机液压系统原理图1-变量泵2-溢流阀3-油箱4-单向阀5-三位四通电磁换向阀6-单向次序阀7-液压缸8-过滤器9-调速阀10-二位二通电磁换向阀7液压元件的选择6.1 液压泵的选择由液压缸的工况图，可以看出液压缸的最高工作压力出目前加压压制阶段时P=23.63MPa,此时液压缸日勺输入流量极小，且进油路元件较少故泵到液压缸的进油压力损失估计取为AP=0.5MPa。因此泵的最高工作压力4=23.63+0.5=24.13MPa0液压泵B最大供油量外,按液压缸最大输入流量(28.51min)计算，取泄漏系数K=I.1,则qp=311/min。根据以上计算成果查阅机械设计手册，选用63YCY14-1B压力赔偿变量型轴向柱塞泵，其额定压力P=30MPa,排量为V=2.5250m1r,当转速为1500rmio由于液压缸在工进时输入功率最大，这时液压缸的工作压力为24.13MPa,流量为2.371min,取泵0总效率7=O.85,则液压泵0驱动电机所要0功率P=