滑臺(tái)液壓機(jī)液壓系統(tǒng)課件

1、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目：組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓機(jī)液壓系統(tǒng) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 前 言液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)稱為流體傳動(dòng)，是根據(jù)17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動(dòng)原理而發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動(dòng)技術(shù)水平的高低已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。第一個(gè)使用液壓原理的是1795年英國(guó)約瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在倫敦用水作為工作介質(zhì),以水壓機(jī)的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上,誕生了世界上第一臺(tái)水壓機(jī)。1905年他又將工作介質(zhì)水改為油,進(jìn)一步得到改善。 第一次世界大戰(zhàn)(1914-1918)后液壓傳動(dòng)

2、廣泛應(yīng)用,特別是1920年以后,發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 世紀(jì)初的20年間,才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925 年維克斯(F.Vikers)發(fā)明了壓力平衡式葉片泵,為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動(dòng) 的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20 世紀(jì)初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)對(duì)能量波動(dòng)傳遞所進(jìn)行的理論及實(shí)際研究;1910年對(duì)液力傳動(dòng)(液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等)方面的貢獻(xiàn)，使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。 我國(guó)的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油

3、以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長(zhǎng)壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。 目前，我國(guó)的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國(guó)機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國(guó)外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國(guó)產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)一些性能差而且不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展

4、，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。目錄液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1一、液壓傳動(dòng)的工作原理和組成31.1工作原理31.2液壓系統(tǒng)的基本組成3二、設(shè)計(jì)要求32.1組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)及液壓系統(tǒng)性能要求32.2設(shè)計(jì)參數(shù)4三、工況分析43.1運(yùn)動(dòng)分析43.2負(fù)載分析43.3負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制5四、確定系統(tǒng)主要參數(shù)64.1初選液壓缸工作壓力64.2確定液壓缸主要尺寸74.3計(jì)算最大流量需求8五、液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)106.1擬定液壓系統(tǒng)原理圖106.2速度控制回路的選擇106.3換向和速度換接回路的選擇106.4壓力控制回路的選擇10六、液壓元件的選擇116.1確定執(zhí)

5、行元件116.2確定液壓泵和電機(jī)規(guī)格116.3電機(jī)的選擇136.4閥類元件和輔助元件的選擇136.5油管的選擇146.6油箱的設(shè)計(jì)14七、液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算157.1判斷油流類型157.2沿程壓力損失167.3油液溫升驗(yàn)算16八、設(shè)計(jì)總結(jié)17液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1、 設(shè)計(jì)題目組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓機(jī)液壓系統(tǒng)二、設(shè)計(jì)依據(jù) 1.組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖 2.主要技術(shù)參數(shù) （1）刀具最大切削力 F=20000牛頓（2）工件、夾具、滑臺(tái)等重量 G=9000牛頓（3）動(dòng)力滑臺(tái)最大行程 H=700毫米 （4）滑塊行程速度 空載下行速度 工作行程速度 回程速度 （5）動(dòng)力滑臺(tái)往返運(yùn)動(dòng)加速、減速時(shí)間為0.2

6、秒 （6）動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)f=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)f=0.1。三、組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)及液壓系統(tǒng)性能要求 1.快進(jìn)工進(jìn)快退停止； 2.要求快進(jìn)行程至工作行程自動(dòng)轉(zhuǎn)換； 3.刀具在行程中能任意位置停止； 4.系統(tǒng)不工作時(shí)，液壓泵卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟 1.根據(jù)組合機(jī)床的工作要求，確定動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的類型； 2.進(jìn)行動(dòng)力滑臺(tái)的工況分析，繪制負(fù)載圖和速度圖； 3.確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)； 4.擬定液壓系統(tǒng)原理圖，并說(shuō)明液壓系統(tǒng)的工作過(guò)程； 5.液壓元件的計(jì)算與選擇； 6.液壓缸的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)； 7.繪制液壓缸的工作圖（1號(hào)圖）和液壓系統(tǒng)原理圖（2號(hào)圖）； 8.整

7、理編寫說(shuō)明書，說(shuō)明書包括設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)依據(jù)和全部設(shè)計(jì)內(nèi)容。五、幾點(diǎn)注意事項(xiàng) 1.圖面整潔美觀、說(shuō)明書工整，條理清楚、計(jì)算正確。 2.設(shè)計(jì)時(shí)間為一周，應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。六、主要參考文獻(xiàn) 1.流體傳動(dòng)與控制教材 2.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 3.液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 4.液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)一、 液壓傳動(dòng)的工作原理和組成 液壓傳動(dòng)是用液體作為工作介質(zhì)來(lái)傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動(dòng)方式。液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過(guò)液體壓力能的變化來(lái)傳遞能量，經(jīng)過(guò)各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件（缸或馬達(dá)）把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作

8、臺(tái)的液壓系統(tǒng)是由郵箱、過(guò)濾器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管、接頭等組成。1.1 工作原理（1）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵經(jīng)濾油器從郵箱中吸油，油液被加壓后，從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸，推動(dòng)活塞而使工作臺(tái)左右移動(dòng)。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回郵箱。（2）工作臺(tái)的移動(dòng)速度是通過(guò)節(jié)流閥來(lái)調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減少。由此可見，速度是油量決定的。1.2 液壓系統(tǒng)的基本組成（1）能源裝置液壓泵。它將動(dòng)力部分所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系

9、統(tǒng)提供壓力油液。（2）執(zhí)行裝置液壓機(jī)。通過(guò)它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。（3）控制裝置液壓閥。通過(guò)它們的控制調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力、速度和方向。（4）輔助裝置郵箱、管路、儲(chǔ)能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等。通過(guò)這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。（5）工作介質(zhì)液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來(lái)傳遞能量和信息二、 設(shè)計(jì)要求2.1 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)及液壓系統(tǒng)性能要求 （1）快進(jìn)工進(jìn)快退停止； （2）要求快進(jìn)行程至工作行程自動(dòng)轉(zhuǎn)換； （3）刀具在行程中能任意位置停止；（4）系統(tǒng)不工作時(shí)，液壓泵卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。 (5）動(dòng)力滑臺(tái)采用平

10、面導(dǎo)軌，其靜、動(dòng)摩擦系數(shù)分別為fs = 0.2、fd = 0.1。2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)表1 設(shè)計(jì)參數(shù)參 數(shù)數(shù) 值刀具最大切削力（N）20000滑臺(tái)自重 (N)9000快進(jìn)、快退速度(m/min)6工進(jìn)速度(m/min)0.7最大行程(mm)700啟動(dòng)換向時(shí)間（s）0.2液壓缸機(jī)械效率0.95三、 工況分析3.1 運(yùn)動(dòng)分析 圖1 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)工作循環(huán)3.2 負(fù)載分析工作負(fù)載 FW=20000N慣性負(fù)載阻力負(fù)載 靜摩擦阻力 Ffj = fjN=動(dòng)摩擦阻力 Ffd= fdN =N根據(jù)上述負(fù)載力計(jì)算結(jié)果，可得出液壓缸在各個(gè)工況下所受到的負(fù)載力和液壓缸所需推力情況，如表2所示。表2 液壓缸在各工作階段的

11、負(fù)載（單位：N）工況負(fù)載組成負(fù)載值F液壓缸推力=F/啟動(dòng)=1800N1895 N加速=+1359N1431N快進(jìn)=900N947N工進(jìn)=+20900 N22000 N快退=900 N947N注：此處未考慮滑臺(tái)上的顛覆力矩的影響。3.3 負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制根據(jù)表2中計(jì)算結(jié)果，繪制組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的負(fù)載循環(huán)圖如圖2所示。 圖2 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)負(fù)載循環(huán)圖圖2表明，當(dāng)組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)處于工作進(jìn)給狀態(tài)時(shí)，負(fù)載力最大為2200N，其他工況下負(fù)載力相對(duì)較小。所設(shè)計(jì)組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖可根據(jù)已知的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行繪制，已知快進(jìn)和快退速度、快進(jìn)行程500mm、工進(jìn)行程、快

12、退行程mm，工進(jìn)速度。根據(jù)上述已知數(shù)據(jù)繪制組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖如圖b所示。（b)組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的速度循環(huán)圖四、 確定系統(tǒng)主要參數(shù)4.1 初選液壓缸工作壓力 所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，其值為22000N，根據(jù)表1與表2，初選液壓缸的工作壓力p1=3.0MPa。 4.2 確定液壓缸主要尺寸鑒于動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式差動(dòng)液壓缸（A1=2A2），快進(jìn)時(shí)液壓缸差動(dòng)連接。工進(jìn)時(shí)為防止負(fù)載突變采用背壓，參考表3選此背壓為pb=0.8MPa快進(jìn)時(shí)液壓缸雖然作差動(dòng)連接（即有桿腔與無(wú)桿腔均與液壓泵的來(lái)油連接），但連接管路中不可避免地存在著壓降，且

13、有桿腔的壓力必須大于無(wú)桿腔，估算時(shí)取0.5MPa?？焱藭r(shí)回油腔中也是有背壓的，這時(shí)選取被壓值=0.6MPa。工進(jìn)時(shí)液壓缸的推力計(jì)算公式為，式中：F 負(fù)載力 hm液壓缸機(jī)械效率 A1液壓缸無(wú)桿腔的有效作用面積 A2液壓缸有桿腔的有效作用面積 p1液壓缸無(wú)桿腔壓力 p2液壓有無(wú)桿腔壓力因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無(wú)桿腔的有效作用面積可計(jì)算為 液壓缸缸筒直徑為 mm由于有前述差動(dòng)液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系，d = 0.707D，因此活塞桿直徑為d=0.707103.8=73.39mm，參考表4與表5得，圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=110mm，活塞桿直徑為d=80mm。此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積

14、分別為： m2 m24.3 計(jì)算最大流量需求工作臺(tái)在快進(jìn)過(guò)程中，液壓缸采用差動(dòng)連接，此時(shí)系統(tǒng)所需要的流量為q快進(jìn) =（A1-A2）v1=30.12L/min工作臺(tái)在快退過(guò)程中所需要的流量為q快退 =A2v3=26.88L/min工作臺(tái)在工進(jìn)過(guò)程中所需要的流量為q工進(jìn) =A1v2=6.65 L/min其中最大流量為快進(jìn)流量為30.12L/min。根據(jù)上述液壓缸直徑及流量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步計(jì)算液壓缸在各個(gè)工作階段中的壓力、流量和功率值，如表3所示表3 各工況下的主要參數(shù)值工況推力F/N回油腔壓力P2/MPa進(jìn)油腔壓力P1/MPa輸入流量q/L.min-1輸入功率P/Kw計(jì)算公式快進(jìn)啟動(dòng)18950.4

15、7P1=q=(A1-A2)v1P=p1qp2=p1+p加速14310.790.29恒速9470.690.1930.120.06工進(jìn)220000.82.36.650.15P1=(F+p2A2)/A1q=A1v2P=p1q快退起動(dòng)189500.42P1=(F+p2A1)/A2q=A2v3P=p1q加速14310.60.32恒速9470.60.2126.880.564把表3中計(jì)算結(jié)果繪制成工況圖，如圖4所示。五、 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)6.1 擬定液壓系統(tǒng)原理圖根據(jù)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和工況分析，所設(shè)計(jì)機(jī)床對(duì)調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機(jī)床要解決的主要問(wèn)題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)

16、節(jié)是該機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。此外，與所有液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求一樣，該組合機(jī)床液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，節(jié)約能源，工作可靠。6.2 速度控制回路的選擇由于本系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大，為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路，如圖5（b)所示。6.3 換向和速度換接回路的選擇所設(shè)計(jì)多軸鉆床液壓系統(tǒng)對(duì)換向平穩(wěn)性的要求不高，流量不大，壓力不高，所以選用價(jià)格較低的電磁換向閥控制換向回路即可。為便于實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接，選用三位五通電磁換向閥。為了調(diào)整方便和便于增設(shè)液壓夾緊支路，應(yīng)考慮選用Y型中位機(jī)能。由前述計(jì)算可知，當(dāng)工作臺(tái)從快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，進(jìn)入液壓缸的流量由25.1 L/min

17、降為0.95 L/min，可選二位二通行程換向閥來(lái)進(jìn)行速度換接，以減少速度換接過(guò)程中的液壓沖擊，如圖5所示。由于工作壓力較低，控制閥均用普通滑閥式結(jié)構(gòu)即可。由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退時(shí)，在回路上并聯(lián)了一個(gè)單向閥以實(shí)現(xiàn)速度換接。為了控制軸向加工尺寸，提高換向位置精度，采用死擋塊加壓力繼電器的行程終點(diǎn)轉(zhuǎn)換控制。 a.換向回路 b.速度換接回路圖5 換向和速度切換回路的選擇6.4 壓力控制回路的選擇 由于采用雙泵供油回路，故采用液控順序閥實(shí)現(xiàn)低壓大流量泵卸荷，用溢流閥調(diào)整高壓小流量泵的供油壓力。為了便于觀察和調(diào)整壓力，在液壓泵的出口處、背壓閥和液壓缸無(wú)桿腔進(jìn)口處設(shè)測(cè)壓點(diǎn)。將上述所選定的液壓回路進(jìn)行整理歸并，并根

18、據(jù)需要作必要的修改和調(diào)整，最后畫出液壓系統(tǒng)原理圖如圖7所示。為了解決滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)回油路接通油箱，無(wú)法實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接的問(wèn)題，必須在回油路上串接一個(gè)液控順序閥10，以阻止油液在快進(jìn)階段返回油箱。同時(shí)閥9起背壓閥的作用。 為了避免機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，圖中添置了一個(gè)單向閥11?？紤]到這臺(tái)機(jī)床用于鉆孔（通孔與不通孔）加工，對(duì)位置定位精度要求較高，圖中增設(shè)了一個(gè)壓力繼電器6。當(dāng)滑臺(tái)碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升高，壓力繼電器發(fā)出快退信號(hào)，操縱電液換向閥換向。在進(jìn)油路上設(shè)有壓力表開關(guān)和壓力表，鉆孔行程終點(diǎn)定位精度不高，采用行行程開關(guān)控制即可。圖7 液壓系統(tǒng)

19、原理圖六、 液壓元件的選擇6.1 確定執(zhí)行元件 金屬切削機(jī)床的工作特點(diǎn)要求液壓系統(tǒng)完成的主要是直線運(yùn)動(dòng)，因此液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件確定為單桿活塞液壓缸。 本設(shè)計(jì)所使用液壓元件均為標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，因此只需確定各液壓元件的主要參數(shù)和規(guī)格，然后根據(jù)現(xiàn)有的液壓元件產(chǎn)品進(jìn)行選擇即可。6.2 確定液壓泵和電機(jī)規(guī)格 （1）計(jì)算液壓泵的最大工作壓力由于本設(shè)計(jì)采用雙泵供油方式，根據(jù)液壓系統(tǒng)的工況圖，大流量液壓泵只需在快進(jìn)和快退階段向液壓缸供油，因此大流量泵工作壓力較低。小流量液壓泵在快速運(yùn)動(dòng)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供油，而液壓缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，因此對(duì)大流量液壓泵和小流量液壓泵的工作壓力分別進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)液壓泵的最大工

20、作壓力計(jì)算方法，液壓泵的最大工作壓力可表示為液壓缸最大工作壓力與液壓泵到液壓缸之間壓力損失之和。對(duì)于調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路，選取進(jìn)油路上的總壓力損失，同時(shí)考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓力繼電器動(dòng)作壓力與最大工作壓力的壓差為0.5MPa，則小流量泵的最高工作壓力可估算為大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油，圖4表明，快退時(shí)液壓缸中的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，如取進(jìn)油路上的壓力損失為0.5MPa，則大流量泵的最高工作壓力為： （2）計(jì)算總流量 表3表明，在整個(gè)工作循環(huán)過(guò)程中，液壓油源應(yīng)向液壓缸提供的最大流量出現(xiàn)在快進(jìn)工作階段，為30.12L/min，若取回路泄漏系數(shù)K=1.1，則液壓油源所需提供的總流

21、量為：L/min 工作進(jìn)給時(shí)，液壓缸所需流量約為6.65L/min，但由于要考慮溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量3 L/min，故小流量泵的供油量最少應(yīng)為9.6 L/min。據(jù)據(jù)以上液壓油源最大工作壓力和總流量的計(jì)算數(shù)值，上網(wǎng)或查閱有關(guān)樣本，例如YUKEN日本油研液壓泵樣本，確定PV2R型雙聯(lián)葉片泵能夠滿足上述設(shè)計(jì)要求，因此選取PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泵，其中小泵的排量為6mL/r，大泵的排量為33mL/r，若取液壓泵的容積效率=0.9，則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速=940r/min時(shí)，小泵的輸出流量為qp小=69400.90/1000=5.076L/min該流量能夠滿足液壓缸工進(jìn)速度的需要。大泵的輸出流量為q

22、p大=33*940*0.90/1000=27.918L/min雙泵供油的實(shí)際輸出流量為該流量能夠滿足液壓缸快速動(dòng)作的需要。表4 液壓泵參數(shù)元件名稱估計(jì)流量規(guī)格額定流量額定壓力MPa型號(hào)雙聯(lián)葉片泵(5.1+27.9)最高工作壓力為21 MPaPV2R126/336.3 電機(jī)的選擇由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓泵工作壓力為209MPa，流量為32.994L/min。取泵的總效率，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為： 根據(jù)上述功率計(jì)算數(shù)據(jù)，此系統(tǒng)選取Y112M-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速6.4 閥類元件和輔助元件的選擇圖7液壓系統(tǒng)原理圖中包括調(diào)速閥、換向閥、單項(xiàng)閥等閥類元件以及濾油器、空

23、氣濾清器等輔助元件。（1）閥類元件的選擇根據(jù)上述流量及壓力計(jì)算結(jié)果，對(duì)圖7初步擬定的液壓系統(tǒng)原理圖中各種閥類元件及輔助元件進(jìn)行選擇。其中調(diào)速閥的選擇應(yīng)考慮使調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)小于液壓缸工進(jìn)所需流量。通過(guò)圖7中5個(gè)單向閥的額定流量是各不相同的，因此最好選用不同規(guī)格的單向閥。溢流閥2、背壓閥9和順序閥10的選擇可根據(jù)調(diào)定壓力和流經(jīng)閥的額定流量來(lái)選擇閥的型式和規(guī)格，其中溢流閥2的作用是調(diào)定工作進(jìn)給過(guò)程中小流量液壓泵的供油壓力，因此該閥應(yīng)選擇先導(dǎo)式溢流閥，連接在大流量液壓泵出口處的順序閥10用于使大流量液壓泵卸荷，因此應(yīng)選擇外控式。背壓閥9的作用是實(shí)現(xiàn)液壓缸快進(jìn)和工進(jìn)的切換，同時(shí)在工進(jìn)過(guò)程中做背壓

24、閥，因此采用內(nèi)控式順序閥。最后本設(shè)計(jì)所選擇方案如表5所示，表中給出了各種液壓閥的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)。表5 閥類元件的選擇序號(hào)元件名稱估計(jì)流量規(guī)格型號(hào)1三位五通電磁閥66/8235D-100B2行程閥49.5/61.522C-63BH3調(diào)速閥1AQF3-10B4單向閥66/82AF3-Ea10B5單向閥816.5/20.5I-25B6背壓閥90.475/0.6FBF3-6B7溢流閥4.13/5YF-10B8單向閥1166/82I-100B9單向閥327.92/34.7I-63B10單向閥45.1/5.1I-10B1順序閥28.4/35.2XY-63B6.5 油管的選擇圖7中各元件間連接管道的規(guī)格可根

25、據(jù)元件接口處尺寸來(lái)決定，液壓缸進(jìn)、出油管的規(guī)格可按照輸入、排出油液的最大流量進(jìn)行計(jì)算。由于液壓泵具體選定之后液壓缸在各個(gè)階段的進(jìn)、出流量已與原定數(shù)值不同，所以應(yīng)對(duì)液壓缸進(jìn)油和出油連接管路重新進(jìn)行計(jì)算，如表8所示。表8 液壓缸的進(jìn)、出油流量和運(yùn)動(dòng)速度流量、速度快進(jìn)工進(jìn)快退輸入流量排出流量運(yùn)動(dòng)速度根據(jù)表8中數(shù)值，當(dāng)油液在壓力管中流速取3m/s時(shí)，可算得與液壓缸無(wú)桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：，取標(biāo)準(zhǔn)值20mm；，取標(biāo)準(zhǔn)值15mm。因此與液壓缸相連的兩根油管可以按照標(biāo)準(zhǔn)選用公稱通徑為和的無(wú)縫鋼管或高壓軟管。如果液壓缸采用缸筒固定式，則兩根連接管采用無(wú)縫鋼管連接在液壓缸缸筒上即可。如果液壓缸采用活

26、塞桿固定式，則與液壓缸相連的兩根油管可以采用無(wú)縫鋼管連接在液壓缸活塞桿上或采用高壓軟管連接在缸筒上。6.6 油箱的設(shè)計(jì)油箱長(zhǎng)寬高的確定油箱的主要用途是貯存油液，同時(shí)也起到散熱的作用，參考相關(guān)文獻(xiàn)及設(shè)計(jì)資料，油箱的設(shè)計(jì)可先根據(jù)液壓泵的額定流量按照經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法計(jì)算油箱的體積，然后再根據(jù)散熱要求對(duì)油箱的容積進(jìn)行校核。油箱中能夠容納的油液容積按JB/T79381999標(biāo)準(zhǔn)估算，取時(shí)，求得其容積為 按JB/T79381999規(guī)定，取標(biāo)準(zhǔn)值V=250L。 依據(jù) 如果取油箱內(nèi)長(zhǎng)l1、寬w1、高h(yuǎn)1比例為3：2：1，可得長(zhǎng)為：=1107mm，寬=738mm，高為=369mm。 對(duì)于分離式油箱采用普通鋼板焊接即

27、可，鋼板的厚度分別為：油箱箱壁厚3mm，箱底厚度5mm，因?yàn)橄渖w上需要安裝其他液壓元件，因此箱蓋厚度取為10mm。為了易于散熱和便于對(duì)油箱進(jìn)行搬移及維護(hù)保養(yǎng)，取箱底離地的距離為160mm。因此，油箱基體的總長(zhǎng)總寬總高為：長(zhǎng)為：寬為：高為：為了更好的清洗油箱，取油箱底面傾斜角度為。七、 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 本例所設(shè)計(jì)系統(tǒng)屬壓力不高的中低壓系統(tǒng)，無(wú)迅速起動(dòng)、制動(dòng)需求，而且設(shè)計(jì)中已考慮了防沖擊可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)及相關(guān)防沖擊措施，因此不必進(jìn)行沖擊驗(yàn)算。這里僅驗(yàn)算系統(tǒng)的壓力損失，并對(duì)系統(tǒng)油液的溫升進(jìn)行驗(yàn)算。由于有同類型液壓系統(tǒng)的壓力損失值可以參考，故一般不必驗(yàn)算壓力損失值。下面以工進(jìn)時(shí)的管路壓力損失為例計(jì)算如下

28、：已知：進(jìn)油管、回油管長(zhǎng)約為l=1.5m，油管內(nèi)徑d=1.510-3m，通過(guò)流量 =0.95 Lmin（0.015810-3m3s），選用LHM32全損耗系統(tǒng)用油，考慮最低溫度為15，v=1.52s。 7.1 判斷油流類型 利用下式計(jì)算出雷諾數(shù)Re=1.273104=1.2730.015810-31041.510-3/1.51602000為層流。7.2 沿程壓力損失 利用公式分別算出進(jìn)、回油壓力損失，然后相加即得到總的沿程損失。 進(jìn)油路上P1=4.41012vqvd4=4.310121.51.50.015810-3124Pa=0.076105Pa 回油路上，其流量qv=0.75 Lmin（0.012510-3m3s）（差動(dòng)液壓缸A12A2）,壓力損失為P1=4.31012vqvd4=4.310121.51.50.0032510-3124Pa=0.01532105Pa由于是差動(dòng)液壓缸，且A12A2，故回油路