液壓課程設(shè)計(jì)53879

1、題 目: 專 業(yè): 班 級(jí): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師：機(jī)械工程學(xué)院液壓與氣動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化1301班王鵬飛1304061033藺國民液壓與氣動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、主要任務(wù)與目標(biāo)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)臥式單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)目標(biāo)：設(shè)計(jì)要求滑臺(tái)實(shí)現(xiàn) “快進(jìn)一工進(jìn)一快退一停止”工作循環(huán)。已知： 機(jī)床有主軸11個(gè)，其中7個(gè)用于鉆 13.9mm的孔，4個(gè)用于鉆 8.5mm的孔。 刀具材料為高速鋼，工件材料為鑄鐵，硬度為240HBWV機(jī)床工作部件總質(zhì)量為m=1000Kg快進(jìn)速度vi、快退速度V2均為5.5m/S，快進(jìn)行程長度Li=100mm工

2、進(jìn)行程長度為L2=50mm往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速、減速時(shí)間不大于 0.157S，動(dòng)力滑臺(tái)采 用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)fd=0.1 ;液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件為液壓 缸。、主要內(nèi)容(1) 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，明確設(shè)計(jì)及目標(biāo)。(2) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已學(xué)過的設(shè)計(jì)流程，擬定系統(tǒng)工作原理圖(3) 計(jì)算各元件的參數(shù)并驗(yàn)算。(4) 元件選型。(5) 編制文件，繪制速度、負(fù)載圖譜。三、工作量要求完成規(guī)定的任務(wù)，總字?jǐn)?shù) 30004000字四、時(shí)間要求本課程設(shè)計(jì)于前完成1 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 12 負(fù)載圖和速度圖的繪制 13 確定液壓缸的主要參數(shù) 23.1 初選液壓缸工作壓力 23.2 計(jì)算液壓缸主要尺寸 23.3

3、各階段壓力、流量、功率的計(jì)算 34 液壓系統(tǒng)圖的擬定 44.1 液壓回路的選擇44.2 液壓回路的綜合 65 液壓元件的選擇 85.1 液壓泵的選擇 85.2 閥類元件及輔助元件的選擇 95.3 油管的選擇 95.4 油箱的計(jì)算 106 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 106.1 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值 106.1.1 快進(jìn) 106.1.2 工進(jìn) 116.1.3 快退 116.2油液溫升驗(yàn)算 117油箱設(shè)計(jì) 127.1 壁厚、箱頂及箱頂元件的設(shè)計(jì) 127.2 箱壁、清洗孔、吊耳、液位計(jì)設(shè)計(jì) 137.3 箱底、放油塞及支架設(shè)計(jì) 137.4 油箱內(nèi)隔板及除氣網(wǎng)設(shè)置 131.負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析負(fù)載分析

4、中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機(jī)械效 率中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：夾 緊力，導(dǎo)軌摩擦力，慣性力。在對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析時(shí)，本設(shè)計(jì)實(shí)例只考慮組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)所受到的工作負(fù) 載、慣性負(fù)載和機(jī)械摩擦阻力負(fù)載，其他負(fù)載可忽略。1.切削負(fù)載Fw工作負(fù)載是在工作過程中由于機(jī)器特定的工作情況而產(chǎn)生的負(fù)載，對(duì)于金屬切削機(jī)床 液壓系統(tǒng)來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負(fù)載。切削負(fù)載(確定切削負(fù)載應(yīng)具備機(jī)械切削加工方面的知識(shí))用高速鋼鉆頭(單個(gè))鉆鑄鐵孔時(shí)的軸向切削力 Ft(單位為N)為Ft =25.5Ds0.8(HBW)06(8

5、 1)式中：d鉆頭直徑，單位為 mms每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm7r;HBW 鑄件硬度,HBW=24Q根據(jù)組合機(jī)床加工特點(diǎn)，鉆孔時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量s按 組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)”取:對(duì) 13.9mm 的孔：ni=360r / min, s i=0.147mm/ r;對(duì) 松.5mm 的孔：n2=550r / min , s 2=0.096mm/ r;所以，系統(tǒng)總的切削負(fù)載F為：Ft=7x25.5x13.9x0.1470.8 x240.6+4x25.5x8.5x0.096 0.2400.6 =17907N令 Ft=Fg=17907N2 慣性負(fù)載往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速，減速時(shí)間不希望超過0.157 s，所以取.：

6、t為0.157SFm=m v/ t=1000x5.5/(60x0.157)N=583N3 阻力負(fù)載機(jī)床工作部件對(duì)動(dòng)力滑臺(tái)導(dǎo)軌的法向力為：Fn=mg=9810N靜摩擦阻力：Ftf =f sFn=0.2x9810N=1962N動(dòng)摩擦阻力：Ffd=fdFn=0.1x9810N=981N如果忽略切削力引起的顛覆力矩對(duì)導(dǎo)軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機(jī)械效率w =0.9 ,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 情況由此得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載如表8 -1所列。表8 1液壓缸在各工作階段的負(fù)載R工況負(fù)載組成負(fù)載值F工況負(fù)載組成負(fù)載值F啟動(dòng)F =Fnfs1962工

7、進(jìn)F = Fn fd +Fg18888加速F = Fn fd +mtv/ At1564快退F譏981快進(jìn)F = Fn fd981注：在負(fù)載分析中，沒有考慮動(dòng)力滑臺(tái)上傾翻力矩的作用按表8-1數(shù)值繪制的動(dòng)力滑臺(tái)負(fù)載圖如圖8-1(a)所示。2負(fù)載圖和速度圖的繪制根據(jù)工作循環(huán)（總行程L1+L2=150mm工進(jìn)速度 V2=niSi= n2S2=53mm/min,繪制動(dòng)力滑臺(tái)速度圖, 負(fù)載圖（如圖所示）。v il - min isaafi164-93 i3確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)3.1確定液壓缸工作壓力由表2和表3可知，組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為32000N時(shí)宜取4MPa表2按負(fù)載選擇工作壓力負(fù)載/ KN

8、50工作壓力/MPa 5表3各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)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/Mpa0.823528810101820323.2計(jì)算液壓缸主要尺寸由于工作進(jìn)給速度與快速運(yùn)動(dòng)速度差別較大，且快進(jìn)、快退速度要求相等，從降低總流量需求考慮，應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動(dòng)連接方式。通常利用差動(dòng)液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔的有利條件，最好采用活塞桿固定，而液壓缸缸體隨 滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的常用典型安裝形式。這種情況下，應(yīng)把液壓缸設(shè)計(jì)成無桿腔工作面積A,是有桿腔工作面積 A兩倍的形式，即活塞桿直

9、徑d與缸筒直徑D呈d = 0.707 D的關(guān)系。工進(jìn)過程中，當(dāng)孔被鉆通時(shí)，由于負(fù)載突然消失，液壓缸有可能會(huì)發(fā)生前沖的現(xiàn)象，因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓（通過設(shè)置背壓閥的方式），選取此背壓值為p2=0.6MPa。快進(jìn)時(shí)液壓缸雖然作差動(dòng)連接(即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連接)，但連接管路中不可避免地存在著壓降p，且有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時(shí)取0.3MPa?？焱藭r(shí)回油腔中也是有背壓的，這時(shí)選取被壓值p2 =0.6MPa。工進(jìn)時(shí)液壓缸的推力計(jì)算公式為F / J = As 5 = APi -(A /2) P2式中：F負(fù)載力m液壓缸機(jī)械效率A 液壓缸無桿腔的有效作用面積A2液壓缸有桿腔的

10、有效作用面積pi 液壓缸無桿腔壓力P2液壓有無桿腔壓力因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計(jì)算為F18888-4 2Az=26.59 X10 mm(pi _p2)0.96 (4 2 _0.6) 106A仁A =魁=2A = 53.18 x 10-m2D =0. 082m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 = 0.707 D因此活塞桿直徑為d=0.707 X).087=0.06m，根據(jù)GB/T2348 2001對(duì)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=90mm活塞桿直徑為d=63mm此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積分別為：D42A163

11、.61 10 m242 2= 32.44 10，m2：（D -d ）43.3各階段壓力、流量、功率的計(jì)算根據(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 4所示。表8-2液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工況負(fù)載Fl/N回油腔 壓力P2/MPa進(jìn)油腔 壓力P/MPa輸入理 論流量q/(L/s)輸入功 率P/kW計(jì)算式快進(jìn)啟動(dòng)196200.66-P1 = Ul /m ）+人2廊】/（幾 一 A2）(差加速1564P1 +廊0.526-q =（A - A2 V1動(dòng))恒速9810.3300.2840.0937P= P2工進(jìn)188880.63.500

12、.0056).0196卩1=蛇/0)+ p2A2 “ Aq = Av2P = P2快 退啟動(dòng)196200.63-P1 =(斤/)+ P2A】/A2 q= A2V3p = pq加速15640.60.53-恒速9810.3190.1760.056并據(jù)表4可繪制出液壓缸的工況圖，如圖 2所示。0.248左5.0,930.09370330.0096 0.056003190.176V0ZTLLF圖2組合機(jī)床液壓缸工況圖4液壓系統(tǒng)圖的擬定根據(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)床要解決的主要問題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

13、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)簡單，成本低，節(jié)約能源，工作可靠。4.1液壓回路的選擇選用執(zhí)行元件因系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求正向快進(jìn)和工進(jìn)，反向快退，且快進(jìn)，快退速度相等，因此選用單活塞桿液壓缸，快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，無桿腔面積A等于有桿腔面積A的兩倍。速度控制回路的選擇工況圖表明，所設(shè)計(jì)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過程中所需要的功率較小，系 統(tǒng)的效率和發(fā)熱問題并不突出，因此考慮采用節(jié)流調(diào)速回路即可。雖然節(jié)流調(diào)速回路效率低， 但適合于小功率場合，而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低。該機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要求有較好的低速穩(wěn)定性 和速度-負(fù)載特性，因此有三種速度控制方案可以選擇，即進(jìn)口節(jié)流

14、調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、 限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速。鉆鏜加工屬于連續(xù)切削加工，加工過程中切削力變化不大，因此鉆削過程中負(fù)載變化不大，采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路即可。但由于在鉆頭鉆入鑄件表面及孔被鉆通時(shí)的瞬間， 存在負(fù)載突變的可能，因此考慮在工作進(jìn)給過程中采用具有壓差補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)口調(diào)速閥的調(diào)速方 式，且在回油路上設(shè)置背壓閥。由于選定了節(jié)流調(diào)速方案， 所以油路采用開式循環(huán)回路，以提高散熱效率，防止油液溫升過高。從工況圖中可以清楚地看到， 在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓要求油源交替地提供低壓大流量和高壓小流量的油液。而快進(jìn)快退所需的時(shí)間t1和工進(jìn)所需的時(shí)間t2 =20因此從提高系統(tǒng)效率、ti節(jié)省能

15、量角度來看，如果選用單個(gè)定量泵作為整個(gè)系統(tǒng)的油源，液壓系統(tǒng)會(huì)長時(shí)間處于大流量溢流狀態(tài)，從而造成能量的大量損失， 這樣的設(shè)計(jì)顯然是不合理的。如果采用一個(gè)大流量定量泵和一個(gè)小流量定量泵雙泵串聯(lián)的供油方式，由雙聯(lián)泵組成的油源在工進(jìn)和快進(jìn)過程中所輸出的流量是不同的，此時(shí)液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)過程中所需要消耗的功率估大，除采用雙聯(lián)泵作為油源外，也可選用限壓式變量泵作油源。但限壓式變量泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，且流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，最后確定選用雙聯(lián)液 壓泵供油方案，有利于降低能耗和生產(chǎn)成本，如圖3所示。選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路根據(jù)本設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)方式和要求，采用差動(dòng)連接與雙泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路來實(shí)

16、現(xiàn)快速 運(yùn)動(dòng)。即快進(jìn)時(shí)，由大小泵同時(shí)供油，液壓缸實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接。本設(shè)計(jì)采用二位二通電磁閥的速度換接回路，控制由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)。與采用行程閥相比，電磁閥可直接安裝在液壓站上，由工作臺(tái)的行程開關(guān)控制，管路較簡單，行程大小也 容易調(diào)整，另外采用液控順序閥與單向閥來切斷差動(dòng)油路。因此速度換接回路為行程與壓力聯(lián)合控制形式。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

17、的流量由0.5485 L/S 降0.0084 L/S，可選二位二通行程換向閥來進(jìn)行速度換接，以減少速度換接過程中的液壓沖 擊，如圖4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.圖4換向和速度切換回路的選擇參考同類組合機(jī)床，選用雙作用葉片泵雙泵供油，調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流閥調(diào)速的開式回路, 溢流閥做定壓閥。為了換速以及液壓缸快退時(shí)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，回油路上設(shè)置背壓閥，初定 背壓值 Pb=0.6MPa。4.2液壓回路的綜合選定調(diào)速方案和液壓基

18、本回路后，再增添一些必要的元件和配置一些輔助性油路，如 控制油路、潤滑油路、測(cè)壓油路等，并對(duì)回路進(jìn)行歸并和整理，就可將液壓回路合成為液 壓系統(tǒng)，即組成如圖 5所示的液壓系統(tǒng)圖。5單向閥；11 過濾器;1雙聯(lián)葉片液壓泵；2 三位五通電液闊；3 行程閥；4調(diào)速閥;6 單向閥；7順序閥；8背壓閥；9溢流閥；10單向閥;12壓力表接點(diǎn)；13單向閥；14 壓力繼電器。系統(tǒng)圖的原理1 快進(jìn)快進(jìn)如圖所示，按下啟動(dòng)按鈕，電磁鐵1YA通電，由泵輸出地壓力油經(jīng) 2三位五通換 向閥的左側(cè)，這時(shí)的主油路為：進(jìn)油路：泵 t向閥10宀三位五通換向閥 2 （1YA得電行程閥3t液壓缸左腔?；赜吐罚阂簤焊子仪籺三位五通換向閥

19、2（ 1YA得電）t單向閥6t行程閥3t液壓缸左腔。由此形成液壓缸兩腔連通，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)快進(jìn)，由于快進(jìn)負(fù)載壓力小，系統(tǒng)壓力低，變量 泵輸出最大流量。2 .工進(jìn)減速終了時(shí)，擋塊還是壓下，行程開關(guān)使3YA通電，二位二通換向閥將通路切斷，這時(shí)油必須經(jīng)調(diào)速閥 4和15才能進(jìn)入液壓缸左腔， 回油路和減速回油完全相同，此時(shí)變量泵輸出地流量自動(dòng)與工進(jìn)調(diào)速閥15的開口相適應(yīng)，故進(jìn)給量大小由調(diào)速閥15調(diào)節(jié)，其主油路為：進(jìn)油路：泵 t向閥10t三位五通換向閥 2 （ 1YA得電）t調(diào)速閥 4t調(diào)速閥15t液 壓缸左腔。回油路：液壓缸右腔t二位五通換向閥2t背壓閥8宀液控順序閥7宀油箱。3. 快退滑臺(tái)停留時(shí)間結(jié)束后，時(shí)

20、間繼電器發(fā)出信號(hào)，使電磁鐵1YA、3YA斷電，2YA通電，這時(shí)三位五通換向閥 2接通右位，因滑臺(tái)返回時(shí)的負(fù)載小， 系統(tǒng)壓力下降，變量泵輸出流量 又自動(dòng)恢復(fù)到最大，滑快速退回，其主油路為：進(jìn)油路：泵 t向閥10t三位五通換向閥 2 ( 2YA得電)t液壓缸右腔?；赜吐罚阂簤焊鬃笄籺單向閥5t三位五通換向閥 2 (右位)t油箱。4. 原位停止當(dāng)滑臺(tái)退回到原位時(shí)，擋塊壓下原位行程開關(guān)，發(fā)出信號(hào)，使2YA斷電，換向閥處于中位，液壓兩腔油路封閉，滑臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。這時(shí)液壓泵輸出的油液經(jīng)換向2直接回油箱，泵在低壓下卸荷。5液壓元件的選擇5.1確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率(1)計(jì)算液壓泵的最大工作壓力由于本設(shè)計(jì)

21、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 a . ： p = 0.8MPa,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pp1=(3.5+0.8

22、+0.5)MPa =4.8MPa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：pP2 =(0.319+0.5)MPa =0.819MPa(2)計(jì)算總流量表3表明，在整個(gè)工作循環(huán)過程中，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17.04 L/min，若整個(gè)回路中總的泄漏系數(shù)Kl=1.05，則液壓油源所需提供的總流量為：qp =1.05 17.04L/min =17.892L/mi n工作進(jìn)給時(shí)，液壓缸所需流量約為0.0056L/S，但由于要考慮溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量0.05 L/

23、s ，故小流量泵的供油量最少應(yīng)為0.0556L/S。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，因此選取PV2R126/26型雙聯(lián)葉片泵，其中小泵的排量為 6mL/r，大泵的排量為26mL/r，若取液壓泵的容積效率 nv=0.9 , 則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速np=940r/min時(shí)，液壓泵的實(shí)際輸出流量為qp =(6 26) 940 0.9/1000L/min=27.1L/min0.819MPa、流量為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27.1r/min。取泵的總效率0.75，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的功率為:PpQp0.819 27.160 0.75= 0.8 kW根據(jù)上述功率計(jì)算數(shù)

24、據(jù)，此系統(tǒng)選取Y100L-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率 Pn 1.5kW，額定轉(zhuǎn)速 nn =960r.min。5.2確定閥類元件及輔件根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實(shí)際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出 的閥類元件和輔件規(guī)格如表 6所列。表6液壓元件規(guī)格及型號(hào)序號(hào)元件名稱通過的最 大流量 q/L/min規(guī)格型號(hào)額定流量qn/L/min額定壓力Pn/MPa額定壓降?Pn/MPa1雙聯(lián)葉片泵一PV2R12-12/323716/14一2三位五通電 液換向閥5035DYF3Y E10B8016 0.53行程閥60AXQ E10B6316 0.34調(diào)速閥1AXQ E10B616一5單向閥60AXQ E1

25、0B63160.26單向閥25AF3-Ea10B63160.27液控順序閥22XF3- E10B63160.38背壓閥0.3YF3- E10B6316一9溢流閥5.1YF3- E10B6316一10單向閥22AF3-Ea10B6316 0.0211濾油器30XU 63 X 80-J63一 0.0212壓力表開關(guān)一KF3-E3B 3 測(cè)點(diǎn)一16一13單向閥60AF3-Fa10B1006.30.214壓力繼電器一PF- B8L一0一*注：此為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為940r/mi n時(shí)的流量。5.3確定油管在選定了液壓泵后，液壓缸在實(shí)際快進(jìn)、工進(jìn)和快退運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間以及 進(jìn)入和流出液壓缸的流量，

26、與原定數(shù)值不同，重新計(jì)算的結(jié)果如表7所列。流量、速度快進(jìn)工進(jìn)快退輸入流量Aqpq1 -A - A2/(L/min )一 63.61 -32.44= 55.3q1 =0.336q = qp = 27.1排出流量A25A2CI1q2 q2 q2 AAA2/(L/min )32.44 漢 55.3 “ c27.1 漢 63.61=28.263.616361= 0.17132.44= 53.14運(yùn)動(dòng)速度一qpq1 v2 =q1 V3 =V A?A1A2/(L/min )27.仆100.3361027.仆 10一 63.61 -32.44-6361-32.44= 8.69= 0.053= 8.35表7各

27、工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間和流量由表可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求。有表7中的數(shù)據(jù)，取油液的流速 v=3m/s，算得液壓缸無桿腔及有桿腔相連的油管內(nèi)徑 分別為,c 所 c 55.306/60“d =223 mm=19.77mmnvX 兀 3漢 103d =227.1 106/60 V HX3X103mm = 13.85mm這兩根油管都按 GB/T 2351-2005選用內(nèi)徑 15mm，外徑 18mm的冷拔無縫鋼管。5.4油箱計(jì)算油箱的容量按式 V gp估算，其中a為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取 a=7,得V=aqp=7 27.1=189.7L按JB/T 7938-1999規(guī)定，取最靠近的標(biāo)準(zhǔn)值

28、V=200L6驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能6.1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無法全面估算，故只能估算閥類元件的 壓力損失?？爝M(jìn)滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動(dòng)連接。 在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10的流 量是22L/min、電液換向閥2的流量是27.1L/min，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合， 以流 量55.3L/min通過行程閥3進(jìn)入無桿腔。在進(jìn)油路上，總壓降為22 227.1 255.3 2葉Z ：Pv =0.2 ()0.5 ()0.3 () MPa = 0.31 MPa638063在回油路上，油液通過電液換向閥2和單向閥6的流量是28.2L/min，然后與液壓泵的供

29、油合并，通過行程閥3進(jìn)入無桿腔。有桿腔壓力P2與無桿腔壓力p1之差為.卩二 P2 一 5 二0.5 (空)2 0.2 (空)2 0.3 (riMPa =0.333MPa806363工進(jìn)滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥2的流量為0.336L/min、調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸無桿腔，在調(diào)速閥4處的壓力損失為0.5MPa。在回油路上，油液通過電液換向閥2的流量為0.171L/min，經(jīng)液控順序閥7的流量為(0.17+22)=22.17L/min，返回油箱， 在背壓閥8處的壓力損失為0.6MPa。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，貝U在液壓缸回油腔的壓力P2為p2 = 0.5 (。.作80丿

30、22 170.6 0.3 ()2MPa =0.637MPa63可見此值略大于原估計(jì)值0.6MPa。故可按表8-2中公式重新計(jì)算工進(jìn)時(shí)液壓缸進(jìn)油腔壓力p1,即P2A25 = m= 3.81MPa此略高于表8-2數(shù)值?？紤]到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差祁e=0.5MPa,則溢流閥9的調(diào)壓Pp1應(yīng)為Pp1A P1 R1Pe “3.81 0.5 (5)2 0.5 0.5 =4.75MPa80快退滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10的流量為22L/min、電液換向閥2的流量為27.1L/min進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過單向閥5、電液換向閥2和單向閥13的流量為53.14L/min返回油

31、箱。在進(jìn)油路上總的總壓降為22 2二認(rèn)0.2 ()2 0.5 (6327.180)2MPa=0.082MPa此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。在回油路上總的總壓降為53 14 2I % 0.2 (二)2 0.5 (6353.1480)2 0.3 (53.14)263 )MPa =0.576MPa此值與表7的數(shù)值基本相符，故不必重算?？焱藭r(shí)液壓泵的工作壓力為Pp 二 Pi 邛“ =(0.53 0.082)MPa =.612MPa此值是調(diào)整液控順序閥 7的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。6.2驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升由于工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占95%所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來計(jì)算。液

32、壓系統(tǒng)輸出的有效功率即為液壓缸輸出的有效功率r = F/ = 18888 0. 053 “ 103 “ 60kW = 0. 0167kW這時(shí)大流量液壓泵經(jīng)順序閥7卸荷，小流量液壓泵在高壓下供油。大液壓泵通過順序閥7的流量為22L/min，有表8-2查得該閥在額定流量 qn=0.3MPa，故此閥在工進(jìn)時(shí)的壓力 損失巾八Pn（亞）2 =0.3 （絲）2 =0.037MPaq163小液壓泵工進(jìn)時(shí)的工作壓力pp1=4.75MPa，流量q1=5.1L/min，所以倆個(gè)液壓泵的總輸入功率為65 136223Ppggnp4.75 106100.037 10610kW =0.5564 kW60 60液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率為.p = pp - r =（0. 5564 - 0. 0167）kW 二 0. 540kW油箱的散熱面積為A =6.5 3 V2 -6.5 3 200 10m2 = 2.22m2查表8-18得油箱的散熱系數(shù) K=9W則油液溫升為盤二卻匯佰二540如09= 27.0PKA9 漢 2. 22油溫在允許范圍內(nèi)，油箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。7油箱設(shè)計(jì)7.1壁厚、箱頂及箱頂元件的設(shè)計(jì)采取鋼板焊接而成，故取油箱的壁厚為 3mm并采用將液壓泵安裝在油箱的 上表面的方式