液壓課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)YA325000KN型四柱萬(wàn)能液壓機(jī)

1、湖 南 工 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書院系：機(jī)械工程系 專業(yè)：模 具 班級(jí)：0511課 題：設(shè)計(jì)ya32-5000kn型四柱萬(wàn)能液壓機(jī)姓 名： 指導(dǎo)老師： 職稱：講師 職稱： 2007年 6 月 日課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)： 課程設(shè)計(jì)答辯負(fù)責(zé)人簽字： 2007年 6 月 日目 錄（一）液壓系統(tǒng)的使用要求介紹和負(fù)載特性分析（二）設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)方案（三）繪制液壓系統(tǒng)工作原理圖（四）計(jì)算液壓系統(tǒng)主要參數(shù)（五）液壓缸運(yùn)動(dòng)中的供油量(六) 確定快速空程供油方式，液壓泵的規(guī)格，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率（七）選擇液壓元件（八）驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能（九）參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)ya32-5000kn型液壓機(jī)，設(shè)該四柱萬(wàn)能液壓機(jī)下行部件重1噸，下行程1.0

2、1.2 m（一）液壓系統(tǒng)的使用要求介紹和負(fù)載特性分析a、液壓系統(tǒng)使用要求介紹1、啟動(dòng)：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中位機(jī)能電液換向閥21的k型中位機(jī)能t2、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(jīng)電磁換向閥18，打開液控單向閥19，接通液壓缸16下腔與液控單向閥19的通道。 進(jìn)油油路：主泵（恒功率輸出）電液換向閥9單向閥11液壓缸16上腔。 回油回路：液壓缸16下腔電液換向閥9電液換向閥21的k型中位機(jī)能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(fù)壓空腔3、液壓缸16活塞接觸工件，開始慢速下行（增壓下

3、行）： 液壓缸活塞碰行程開關(guān)2xk使5ya斷電，切斷液壓缸16下腔經(jīng)液控單向閥19快速回油通路，上腔壓力升高，同時(shí)切斷（大氣油壓吸入閥13上液壓缸16上腔）吸油路。 進(jìn)油油路：主泵（恒功率輸出）電液換向閥9單向閥11液壓缸16上腔。 回油回路：液壓缸16下腔順序閥電液換向閥9電液換向閥21的k型中位機(jī)能t4、保壓： 液壓缸16上腔壓力升高達(dá)到預(yù)調(diào)壓力，電接觸壓力表12發(fā)出信息，2ya斷電，液壓缸16進(jìn)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(duì)工件保壓利用液壓缸16上腔壓力很高，推動(dòng)液動(dòng)單向閥14下移，打開外控順序閥15，防止控制油路使吸入閥1誤動(dòng)而造成液壓缸16上腔卸

4、荷）當(dāng)液壓缸16上腔壓力降低到低于電接觸壓力表12調(diào)定壓力，電接觸壓力表12又會(huì)使2ya通電，動(dòng)力系統(tǒng)又會(huì)再次向壓力缸16上腔供應(yīng)壓力油。 主泵（恒功率輸出）：主泵電液換向閥9的m型中位機(jī)能電液換向閥21的k型中位機(jī)能t，主泵卸荷。5、保壓結(jié)束、液壓缸16上腔卸荷后： 保壓時(shí)間到位，時(shí)間繼電器發(fā)出信息，1ya通電（2ya斷電），液壓缸16上腔壓力很高，推動(dòng)液動(dòng)換向閥14下移，打開外控順序閥15，主泵1電液換向閥9的大部分油液經(jīng)外控順序閥15流回油箱，壓力不足以立即打開吸入閥13通油箱通道，只能打開吸入閥13的卸荷閥，實(shí)現(xiàn)液壓缸16上腔先卸荷，后通油箱的順序動(dòng)作，此時(shí)：主泵1大部分油液電液換向閥

5、9外控順序閥15t6、液壓缸16活塞快速上行： 液壓缸16上腔卸壓達(dá)到吸入閥13開啟的壓力值時(shí)，液動(dòng)換向閥14復(fù)位，外控順序閥15關(guān)閉，切斷主泵1大部分油液電液換向閥9外控順序閥15t的油路，實(shí)現(xiàn)進(jìn)油路：主泵1電液換向閥9液控單向閥19液壓缸16下腔 回油油路：液壓缸16上腔吸入閥13t7、頂出工件： 液壓缸16活塞快速上行到位，碰行程開關(guān)1xk，1ya斷電，電液換向閥9復(fù)位，4ya通電，電液換向閥21右位工作 進(jìn)油油路：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 回油油路：液壓缸20上腔電液換向閥21t8、頂出活塞退回：3ya通電，4ya斷電，電液換向閥21左位工作 進(jìn)油油路：

6、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 回油油路：液壓缸20上腔電液換向閥21t9、壓邊浮動(dòng)拉伸： 薄板拉伸時(shí)，要求頂出液壓缸20無(wú)桿腔保持一定壓力，以便液壓缸20活塞能隨液壓缸16活塞驅(qū)動(dòng)模一同下行對(duì)薄板進(jìn)行拉伸，4ya通電，電液換向閥21右位工作，6ya通電，電磁閥24工作，溢流閥25調(diào)節(jié)液壓缸20無(wú)桿腔油墊工作壓力。 進(jìn)油油路：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(wú)桿腔 吸油油路：大氣壓油電液換向閥21填補(bǔ)液壓缸20有桿腔的負(fù)壓空腔。b、負(fù)載特性分析液壓系統(tǒng)最高工作壓力p=32 mpa 一般選用p=2025mpa；主液壓缸公稱噸位5000kn；主液壓缸

7、用于沖壓的壓制力與回程力之比為510%，塑料制品的壓制力與回程力之比為2%，取1000kn；頂出缸公稱頂出力取主缸公稱噸位的五分之一，取1000n；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)qp（二）液壓系統(tǒng)方案1、確定回油方式采用開試回油，即執(zhí)行元件的排油回油箱，油液經(jīng)過(guò)沉淀、冷卻后再進(jìn)入液壓泵的進(jìn)口。2、選用液壓油液該系統(tǒng)屬

8、于普通液壓系統(tǒng)，所以選用礦油型液壓油作工作介質(zhì)，經(jīng)查手冊(cè)我們可選用ya-n32號(hào)普通液壓油。3、選擇執(zhí)行元件因?yàn)橄到y(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)且要求一個(gè)方向工作、反向退回，所以應(yīng)該選用單活塞液壓缸。4、選擇調(diào)速方式因?yàn)橄到y(tǒng)有多個(gè)執(zhí)行元件并且各循環(huán)所需流量相差很大，所以選用多泵供油，實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)速。5、確定調(diào)壓方式采用壓力適用變量調(diào)速。（三）繪制液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)油路圖如下：（四）計(jì)算液壓系統(tǒng)主要參數(shù)1，主液壓缸 a、主液壓缸內(nèi)徑d主 d主=154.34mm根據(jù)gb/t2346-1993，取標(biāo)準(zhǔn)值 d主=160mm b、主液壓缸活塞直徑d： d主=124.2mm根據(jù)gb/t2346-1993，取標(biāo)準(zhǔn)值

9、d主=125mmc、主液壓缸的有效面積： a1=0.020096m2 a2=0.001m2 a3=0.00124m2d、主液壓缸實(shí)際壓制力和回程力： r壓制=pa1=643072ne、主液壓缸的工作力：（1）、主液壓缸的平衡壓力 p平衡=10mpa（2）、主液壓缸工進(jìn)作壓力 p工=50.1mpa（3）、主液壓缸回程壓力 p回=20mpaf、主液壓缸壁厚和行程系數(shù)確定由缸體內(nèi)徑查手冊(cè)得主液壓缸壁厚 =15mm由題目要求查手冊(cè)得行程系數(shù) s=1250mmg、主液壓缸的選用查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)可以選折yhg1g系列液壓缸2、頂出液壓缸 a、頂出液壓缸的內(nèi)徑： d頂=141.6mm根據(jù)gb/t2346-19

10、93，取標(biāo)準(zhǔn)值 d頂=140mm b、頂出液壓缸活塞桿徑d頂： d頂=41.2mm根據(jù)gb/t2346-1993，取標(biāo)準(zhǔn)值 d頂=40mmc、頂出液壓缸的有效面積： a頂1=0.05m2 a頂2=1575mm2 a頂3=1256mm2d、頂出液壓缸實(shí)際頂出力和回程力： r頂出=25106 p頂回=20mpae、頂出液壓缸的選用 查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)可以選折yhg1g系列液壓缸（五）液壓缸運(yùn)動(dòng)中的供油量a、主液壓缸的進(jìn)出油量1、主液壓缸空程快速下行的進(jìn)出油量： q快進(jìn)=a1v1=1205.76ml/s q快回=a2v1=60000ml/s2、主液壓缸工作行程的進(jìn)出油量： q工進(jìn)=a1v2=2009.6

11、ml/s q工回=a2v2=100ml/s3、主液壓缸回程進(jìn)出油量： q回進(jìn)=a2v3=600ml/s q回出=a1v3=12057.6ml/sb、頂出液壓缸的進(jìn)出油量1、頂出液壓缸頂出行程的進(jìn)出油量： q頂進(jìn)=a1v4=12057.6ml/s q頂回=a2v4=600ml/s2、頂出液壓缸退回行程的進(jìn)出油量： q退進(jìn)=a2v5=1200ml/s q退回=a1v4=12057.6ml/s（六）、確定快速空程供油方式，液壓泵的規(guī)格，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率1、液壓系統(tǒng)快速空程供油方式： q快進(jìn)=a1v1=12057.6ml 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(fù)壓空

12、腔，通過(guò)吸油閥從油箱吸油，同時(shí)使液壓系統(tǒng)規(guī)格降低檔次。2、選定液壓泵的流量和規(guī)格： 設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)最高工作壓力p=25106pa主液壓缸工作行程，主液壓缸的無(wú)桿腔進(jìn)油量為： q工進(jìn)=a1v2=2009.6ml/s主液壓缸的有桿腔的進(jìn)油量為： q回進(jìn)=a1v4=12057.6ml/s頂出液壓缸頂出行程的無(wú)桿腔進(jìn)油量為： q頂進(jìn)=a1v4=12057.6ml/s查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)我們可以選用的泵型號(hào)為：斜盤式軸向柱塞泵 xb-f40（xm） 齒輪泵cb型號(hào)排量ml/r壓力/mpa轉(zhuǎn)速/（r/min）容積效率（%）額定最高額定最高cb32、50、1001012.514501650903、電動(dòng)機(jī)的選用在系

13、統(tǒng)工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)所需功率最大 系統(tǒng)最大總功率p=工作功率pa+油路損失功率pb 所需電動(dòng)機(jī)功率=系統(tǒng)最大總功率p/效率pa=fv=5010000n0.01m/s=50.1kwpb和由所選折的閥、油管等決定 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)我們可以選電機(jī)名稱 yb系列隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)類別代號(hào) yb 型號(hào)規(guī)格 yb250m-4 防護(hù)等級(jí) ip44 安裝形式 v1 極數(shù) 4 額定功率 （kw） 55轉(zhuǎn)速 （r/min） 1480電壓 （v） 380額定電流 （a） 102.5效率 （%） 92.6功率因數(shù) （cos） 0.88堵轉(zhuǎn)電流/額定電流 7堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2.2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kgm2）

14、0噪聲 （db(a)） 0重量 （kg） 530機(jī)座號(hào) 250m 最大長(zhǎng)度 （mm） 1025最大寬度 （mm） 800最大高度 （mm） 8454、管路附件液壓泵的吸油管選用硬管，管路盡可能短，過(guò)流面積盡可能的大，以減少吸油阻力。安裝吸油管是應(yīng)該注意液壓泵有吸油高度的限制。因吸油管采用硬管，因此應(yīng)該在吸油口設(shè)置橡膠補(bǔ)償接口（隔振管），起隔振、補(bǔ)償作用。5、電磁鐵動(dòng)作表：動(dòng)作順序1ya2ya3ya4ya5ya6ya7ya主 液 壓 缸快速下行+慢速加壓+保壓卸壓回程+停止頂 出 缸頂出+退回+壓邊+浮動(dòng)拉伸+6、油箱容積： 上油箱容積： v上=2000l 下油箱容積： v下=9qp=1000l

15、7、油箱類型的選用選用開式油箱，油箱內(nèi)的液面與大氣相通。為了減少油液的污染，在油箱蓋上設(shè)置空氣濾清器。使大氣與油箱內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)濾清器相通。在潮濕地區(qū)應(yīng)用的油箱，在空氣濾清器上還應(yīng)裝有一定量的干燥劑。下圖為開式油箱示意圖。8、液壓管件的選擇（1）、管件接頭的選擇： 查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)選用焊接式端直通錐螺紋管接頭選用：管接頭 34 jb/zq43991986尺寸為：圖形如下：（2）、管件的選擇管件公稱通徑、外徑、壁厚及連接螺紋的確定：因?yàn)橄到y(tǒng)公稱壓力要小于25mpa，所以經(jīng)查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)我們可以選擇的油管應(yīng)該符合下列條件：管子最小彎曲半徑為100mm 。9、壓力繼電器的選用經(jīng)計(jì)算系統(tǒng)最大壓力25mpa

16、，在1632mpa，所以選擇型號(hào)為ipd01-hc6l-y2的壓力繼電器。ipd01-hc6l-y2壓力繼電器技術(shù)參數(shù)如下表：壓力繼電器圖如下：（七）選擇液壓元件液壓缸流量表：動(dòng)作順序流進(jìn) l/min流出 l/min主液壓缸快速下行72345.628189.35工作行程12057.64698.225回 程28189.3572345.6頂出液壓缸頂出行程5086855389.6退回行程101736110779.2液壓元件表：序號(hào)元件名稱實(shí)際流量規(guī) 格備 注1斜盤式軸向柱塞泵xb-f40（xm）2齒輪泵cb3電動(dòng)機(jī)yb250m-4查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4濾油器xnj-1000180查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)5先導(dǎo)式溢

17、流閥fy-b20h6二位三通電磁換向閥22d-b10h7遠(yuǎn)程調(diào)壓閥fy-0b8直動(dòng)式溢流閥y-hb20f9三位四通電液換向閥34ym-20h-t10壓力繼電器ipd01-hc6l-y211單向閥dfb20k312電接觸壓力表kf-l8/30e13吸入閥（液控單向閥）自制可以外購(gòu)14二位三通液動(dòng)換向閥23y-dob15卸荷閥x4f-bod-y16主液壓缸外購(gòu)17內(nèi)控外泄式順序閥x2f-b20f-y118二位四通電磁換向閥24d-20b19頂出液壓缸外購(gòu)20液控單向閥dfy-b20h221三位四通電液換向閥34byk-ho-t22先導(dǎo)式溢流閥fy-b20h23阻尼器自制可外購(gòu)24二位二通電磁換向閥

18、22d-b10h25直動(dòng)式溢流閥（八）驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能（1）壓力損失的驗(yàn)算及泵壓力的調(diào)整a、工進(jìn)是管路上的流速很小，所以沿程壓力損失和局部壓力損失可以忽略不計(jì)。這時(shí)進(jìn)油路上的壓力僅考慮換向閥和壓力控制閥的壓力損失，回油路上只考慮背壓閥的壓力損失，小流量泵的調(diào)整壓力應(yīng)該等于工進(jìn)時(shí)的液壓缸的工作壓力p1加上進(jìn)油路壓力差p1并考慮壓力繼電器的動(dòng)作需要，則：pp=p1+p1+5105pa=48.8105pab、液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升計(jì)算在整個(gè)工作循環(huán)中，工進(jìn)階段占用的時(shí)間最長(zhǎng)，所以系統(tǒng)的發(fā)熱主要是工進(jìn)階段造成的，所以要按工進(jìn)工況驗(yàn)算系統(tǒng)溫升。工進(jìn)時(shí)液壓泵的輸入功率 p1=709w工進(jìn)時(shí)液壓缸的輸出功率 p2=18.4w系統(tǒng)總的發(fā)熱功率為：= p1- p2=690.6w已知油箱容積為1.51m2 假定通風(fēng)良好，取油箱散熱系