YA32-3150KN型四柱万能液压机说明书

湖南工学院液压与汽压传动课程设计说明书题目YA32-3150型四柱万能液压机液压系统设计年月日目录一、设计课题二、主要参数确定三、确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸四、液压缸运动中的供油量计算五、确定快速空程供油方式，液压泵规格，驱动电机功率六、选取液压系统图七、液压系统工作油路分析八、计算和选取液压元件九、液压系统稳定性论证十、设计小结十一、参考文献一、设计课题1．设计内容设计一台YA32-3150KN型四柱万能液压机，设该四柱万能液压机下行部件G=1.5吨，下行行程1.2m–1.5m。2.设计要求：（1）确定液压缸的主要结构尺寸D，d(2)绘制正式液压系统图（1号图纸），动作表、明细表(3)确定系统的主要参数(4)进行必要的性能验算（压力损失、热平衡）二、主要参数确定液压系统最高工作压力P=32MPa，在本系统中选用P=25MPa；主液压缸公称吨位3150KN；主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比为8%，塑料制品的压制力与回程力之比为2%，取800KN；顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一，取650KN；顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一，210KN行程速度主液压缸快速空行程V=50mm/s工作行程V=10mm/s回程V=50mm/s顶出液压缸顶出行程V=50mm/s回程V=80mm/s三、确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸1.主液压缸A.主液压缸内径D：mmmPRD6.4004006.0102514.31031504463主根据GB/T2346-1993，取标准值D主=400mmB.主液压缸活塞杆径d:mmmPRDd6.2532536.0102514.31080044.046322回主根据GB/T2346-1993，取标准值d主=250mmC.主液压缸有效面积：（其中A1为无杆腔面积，A2为有杆腔面积）2221125600414.34004mmDA2222225.765374)250400(14.34)(mmdDAD.主液压缸实际压制力和回程力:NPAR6611014.31256.01025压制E.主液压缸的工作力:（1）主液压缸的平衡压力PaAGP5321096.107654.08.9105.1平衡（2）主液压缸工进工作压力MPaAAPARP12.25121平衡压制工（3）液压缸回程压力MPaARP45.1007654.01080032回程回2.顶出液压缸A.顶出液压缸内径:mmmPRD99.18118199.0102514.3106504463顶顶根据GB/T2346-1993，取标准值D顶=200mmB.顶出液压缸活塞杆径mmmPRDd1.1711711.0102514.31021042.046322顶顶顶根据GB/T2346-1993，取标准d顶=160mmC.顶出液压缸有效面积（其中A3为无杆腔面积，A4为有杆腔面积）222331400420014.34mmDA222224113044)160200(14.34)(mmdDAD.顶出液压缸的实际顶出力和回程力NPAR4631085.70314.01025顶出E.顶出压缸的工作力MPaP25项出MpaARP58.180113.01021034顶回顶回四、液压缸运动中的供油量计算1．主液压缸的进出油量A.主液压缸空程快速下行的进出油量：smmAq/628000050125600311快进smmAq/3826875505.76537312快回B.主液压缸工作行程的进出油量：smmAq/125600010125600321工进smmAq/765375105.76537322工回C.主液压缸回程进出油量：smmAq/3826875505.76537332回进smmAq/628000050125600331回出2.顶出液压缸退回行程的进出油量A.顶出液压缸顶出行程的进出油量：smmAq/15700005031400343顶进smmAq/5652005011304344顶回B.顶出液压缸退回行程的进出油量：smmAq/9043208011304354退进smmAq/25120008031400353退回五、确定快速空程供油方式，液压泵规格，驱动电机功率1．液压系统快速空程供油方式：min/8.376/628000050125600311LsmmAq快进由于供油量大，不宜采用由液压泵供油方式，利用主液压缸活塞等自重快速下行，形成负压空腔，通过吸入阀从油箱吸油，同时使液压系统规格降低档次。2．选定液压泵的流量及规格：设计的液压系统最高工作压力P=25MPa，主液压缸工作行程，主液压缸的无杆腔进油量为：min/36.75/125600010125600321LsmmAq工进主液压缸的有杆腔进油量为:min/6.229/3826875505.76537332LsmmAq回进顶出液压缸顶出行程的无杆腔进油量为：min/2.94/15700005031400343LsmmAq顶进设选主液压缸工作行程和顶出液压缸顶出行程工作压力最高（P=25MPa）工件顶出后不需要高压。主液压缸工作行程（即压制）流量为75.36L/min，主液压缸工作回程流量为229.6L/min，选用5ZKB732型斜轴式轴向柱塞变量泵，该泵主要技术性能参数如下：排量234.3ml/r，额定压力16MPa，最大压力25MPa，转速970r/min，容积效率96%。该液压泵基本能满足本液压系统的要求。3．液压泵的驱动功率及电动机的选择：主液压缸的压制力与顶出液压缸的顶出工作压力均为P=25MPa，主液压缸回程工作压力为10.45MPa，顶出液压缸退回行程工作压力为18.58MPa，液压系统允许短期过载，回此快速进退选10.45MPa，q=200L/min，工进选P=25MPa，q=75.36L/min，液压泵的容积效率ηv=0.96，机械效率ηm=0.95，两种工况电机驱动功率为：KWPqPmv19.3895.096.060102001045.106036快KWPqPmv43.3495.096.0601036.7510256036工由以上数据，查机械设计手册，选取Y280S-6三相异步电动机驱动液压泵，该电动机主要性能参数如下：额定功率45KW，满载转速980r/min。六、选取液压系统图1．液压系统图:2.电磁铁动作表：动作顺序1YA2YA3YA4YA5YA6YA主液压缸快速下行++慢速加压+保压卸压回程+停止顶出缸顶出+退回+压边+浮动拉伸+3．油箱容积：上油箱容积：LV6712273上根据GB2876-81标准，取其标准值630L。下油箱容积：LV15892277下根据GB2876-81标准，取其标准值1600L。七、液压系统工作油路分析A．启动：电磁铁全断电，主泵卸荷。主泵（恒功率输出）--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17的K型中位--油箱B．液压缸15活塞快速下行：1YA，5YA通电，电液换向阀7右位工作，控制油路经电磁换向阀12打开液控单向阀13，接通液压缸15下腔与液控单向阀13的通道。进油路：主泵（恒功率输出）--电液换向阀7--单向阀8--液压缸15上腔回油路：液压缸15下腔--单向阀13--电液换向阀7--电液换向阀17的K型中位--油箱液压缸活塞依靠重力快速下行形成负压空腔：大气压油--吸入阀11--液压缸15上腔C．液压缸15活塞接触工件，慢速下行（增压行程）：液压缸活塞碰行程开关2XK使5YA断电，切断液压缸15下腔经液控单向阀13快速回油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油--吸入阀11--上液压缸15上腔）吸油路。进油路：主泵（恒功率输出）--电液换向阀7--单向阀8--液压缸15上腔回油路：液压缸15下腔--顺序阀14--电液换向阀7--电液换向阀17的K型中位--油箱D.保压：液压缸15上腔压力升高达到预调压力，电接触压力表9发出信息，1YA断电，液压缸15进口油路切断，（单向阀8和吸入阀11的高密封性能确保液压缸15活塞对工件保压，利用液压缸15上腔压力很高，打开外控顺序阀10的目的是防止控制油路使吸入阀11误动而造成液压缸15上腔卸荷）当液压缸15上腔压力降低到低于电接触压力表9调定压力，电接触压力表9又会使1YA通电，动力系统又会再次向液压缸15上腔供应压力油……。主泵（恒功率输出）--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17的K型中位--油箱，主泵卸荷。E．保压结束，液压缸15上腔卸荷后：保压时间到位，时间继电器电出信息，2YA通电（1YA断电），液压缸15上腔压力很高，打开外控顺序阀10，大部分油液经外控顺序阀10流回油箱，压力不足以立即打开吸入阀11通油箱的通道，只能先打开吸入11的卸荷阀，实现液压缸15上腔先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时：主泵1大部分油液--电液换向阀7--外控顺序阀10--油箱F．液压缸15活塞快速上行：液压缸15上腔卸压达到吸入阀11开启的压力值时，外控顺序阀10关闭。进油路：主泵1--电液换向阀7--液控单向阀13--液压缸15下腔回油路：液压缸15上腔--吸入阀11--油箱G．顶出工件液压缸15活塞快速上行到位，碰行程开关1XK，2YA断电，电液换向阀7复位，3YA通电，电液换向阀17右位工作。进油路：主泵1--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17--液压缸16下腔回油路：液压缸16上腔--电液换向阀17--油箱H.顶出活塞退回：4YA通电，3YA断电，电液换向阀17左位工作进油路：主泵1--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17--液压缸16有杆腔回油路：液压缸16无杆腔--电液换向阀17--油箱I.压边浮动拉伸：薄板拉伸时，要求顶出液压缸16无杆腔保持一定的压力，以便液压缸16活塞能随液压缸15活塞驱动一同下行对薄板进行拉伸，3YA通电，电液换向阀17右位工作，6YA通电，电磁阀19工作，溢流阀21调节液压缸16无杆腔油垫工作压力。进油路：主泵1--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17--液压缸16无杆腔吸油路:大气压油--电液换向阀17--填补液压缸16有杆腔的负压空腔八、计算和选取液压元件根据上面计算数据，查液压设计手册选取液压元件如下：序号元件名称实际流量规格1斜轴式轴向柱塞变量泵227L/min5ZKB7322齿轮泵18L/minBBXQ3电动机Y802-4三相异步电机4滤油器245L/minWU-250×F5先导式溢流阀227L/minCG2V-8FW6溢流阀18L/minYF-L10B7电液换向阀227L/min24DY-B32H-Z8单向阀227L/minDF-L32H29压力继电器IPD01-H6L-Y10外控内泄型顺序阀227L/minXD4F-L32H11液控单向阀376L/minDFY-F50H212两位四通电磁换向阀18L/min24D-10H-TZ13液控单向阀227L/minDFY-F32H214顺序阀227L/minXD2F-L32H15主液压缸16顶出液压缸17电液换向阀227L/min24DY-B32H-Z18节流阀227L/minLDF-L32C19两位两通电磁换向阀227L/min22D-32B20先导式溢流阀227L/minCG2V-8FW21溢流阀227L/minYF-L32B九、液压系统稳定性论证（一）主液压缸压力损失的验算1、快速空行程时的压力损失快速空行程时，由于液压缸进油从吸入阀11吸油，油路很短，因此不考虑进油路上的压力损失，在回油路上，已知油管长度l=2m，油管直径d