液压与液力传动课程设计-多用途大台面液压机液压系统

液压传动课程设计学校：徐州工程学院班级：08机制姓名：吴明宽张建明指导老师：张元越目录一设计目的及内容···················································2二液压机与液压系统的工况分析····································3三工作原理··························································5四确定液压缸参数···················································8五液压元、辅件的选择··············································11六液压系统主要性能验算···········································15七设计心得··························································18八参考文献··························································19一设计目的及内容1.设计目的液压传动课程设计是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。学生通过课程设计对所学内容能够灵活掌握，融会贯通，并获得综合运用所学知识进行液压系统设计的基本能力。通过课程设计，学生应达到以下目的：1.巩固和深化已学的液压传动的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤；2.锻炼机械制图、结构设计和工程运算的能力；3.熟悉液压缸的结构设计以及液压元件的选择方法；4.学会使用有关国家标准、液压手册及产品样本等有关技术资料。2.设计内容设计一台多用途大台面液压机液压系统，适用于可塑材料的压制工艺，如冲压、弯曲翻边、落板拉伸等。要求该机的控制方式：用按钮集中控制，可实现调整，手动和半自动，自动控制。要求该机的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺要求进行调整。主缸工作循环为：快降、工作行程、保压、回程、空悬。顶出缸工作循环为：顶出、顶出回程（或浮动压边）。3.设计参数最大压制力：8100（KN）活动横梁空载最大下行速度：100（mm/s）活动横梁最大行程：800（mm）活动横梁工作时最大速度：8（mm/s）活动横梁最大回程速度：35（mm/s）回程力：520（KN）顶出力：300（KN）顶出回程力：215（KN）拉伸时压边压力：340（KN）顶出活塞最大行程：250（mm）顶出活塞最大速度：65（mm/s）顶出活塞最大退回速度：95（mm/s）二液压机与液压系统的工况分析1.选取参数取动摩擦系数fd=0.1，静摩擦系数fj=0.2，η缸=0.9，V快=100mm/s，V工=8mm/s，令起动时间不超过0.2秒；选取工作压力F=25000N(按负载20000-30000计算得)；选取P=20-25mPa取P1=25mPa。2.计算外载荷2.1工作负载:工件的压制抗力即为工作负载：Ft=8100KN2.2摩擦阻力：静摩擦阻力：Ffs=fjG动摩擦阻力：Ffd=fdG2.3惯性负载：FmFb自重：G=mg2.4液压缸在各工作阶段的负载值：其中：0.9mm——液压缸的机械效率，一般取m=0.9-0.97。工况负载组成推力F/m启动8080bfsFFFGN8977.8N加速8340bfdmFFFFGN9266.7N快进7590bfdFFFGN8433.3N工进1477590fdtbFFFFGN1641766.67N快退5390fdbFGFFN5988.9N3.绘制液压缸速度循环图、负载图启动F=8977.8N加速F=9266.7N快进F=8433.3N工进F=1641766.67N快退F=5988.9N速度循环图负载图三工作原理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9的M型中位→电液换向阀21的K型中位→TB、液压缸16活塞快速下行：2YA、5YA通电，电液换向阀9右位工作，道通控制油路经电磁换向阀18，打开液控单向阀19，接通液压缸16下腔与液控单向阀19的通道。进油路：主泵（恒功率输出）→电液换向阀9→单向阀11→液压缸16上腔回油路：液压缸16下腔→电液换向阀9→电液换向阀21的K型中位→T液压缸活塞依靠重力快速下行：大气压油→吸入阀13→液压缸16上腔的负压空腔C、液压缸16活塞接触工件，开始慢速下行（增压下行）：液压缸活塞碰行程开关2XK使5YA断电，切断液压缸16下腔经液控单向阀19快速回油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油→吸入阀13→上液压缸16上腔）吸油路。进油路：主泵（恒功率输出）→电液换向阀9→单向阀11→液压缸16上腔回油路：液压缸16下腔→顺序阀17→电液换向阀9→电液换向阀21的K型中位→TD、保压：液压缸16上腔压力升高达到预调压力，电接触压力表12发出信息，2YA断电，液压缸16进口油路切断，(单向阀11和吸入阀13的高密封性能确保液压缸16活塞对工件保压，利用液压缸16上腔压力很高，推动液动换向阀14下移，打开外控顺序阀15，防止控制油路使吸入阀1误动而造成液压缸16上腔卸荷)当液压缸16上腔压力降低到低于电接触压力表12调定压力，电接触压力表12又会使2YA通电，动力系统又会再次向液压缸16上腔供应压力油……。主泵（恒功率输出）主泵→电液换向阀9的M型中位→电液换向阀21的K型中位→T，主泵卸荷。E、保压结束、液压缸16上腔卸荷后：保压时间到位，时间继电器发出信息，1YA通电（2TA断电），液压缸16上腔压力很高，推动液动换向阀14下移，打开外控顺序阀15，主泵1→电液压换向阀9的大部分油液经外控顺序阀15流回油箱，压力不足以立即打开吸入阀13通油箱的通道，只能先打开吸入阀13的卸荷阀（或叫卸荷阀的卸荷口），实现液压缸16上腔（只有极小部分油液经卸荷阀口回油箱）先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时：主泵1大部分油液→电液压换向阀9→外控顺序阀15→TF、液压缸16活塞快速上行：液压缸16上腔卸压达到吸入阀13开启的压力值时，液动换向阀14复位，外控制顺序阀15关闭，切断主泵1大部分油液→电液换向阀9→外控顺序阀15→T的油路，实现：进油路：主泵1→电液换向阀9→液控单向阀19→液压缸16下腔回油路：液压缸16上腔→吸入阀13→TG、顶出工件：液压缸16活塞快速上行到位，碰行程开关1XK，1YA断电，电液换向阀9复位，4YA通电，电液换向阀21右位工作进油路：主泵1→电液换向阀9的M型中位→电液换向阀21→液压缸20下腔回油路：液压缸20上腔→电液换向阀21→TH、顶出活塞退回：3YA通电，4YA断电，电液换向阀21左位工作进油路：主泵1→电液换向阀9的M型中位→电液换向阀21→液压缸20有杆腔回油路：液压缸20无杆腔→电液换向阀21→TK、压边浮动拉伸：薄板拉伸时，要求顶出液压缸20无杆腔保持一定的压力，以便液压缸20活塞能随液压缸16活塞驱动动模一同下行对薄板进行拉伸，4YA通电，电液压换向阀21右位工作，6YA通电，电磁阀24工作，溢流阀25调节液压缸20无杆腔油垫工作压力。进油路：主泵1→电液换向阀9的M型中位→电液换向阀21→液压缸20无杆腔吸油路：大气压油→电液压换向阀21→填补液压缸20有杆腔的负压空腔四确定液压缸参数1.初选液压缸工作压力按照液压缸工作时的作用力F工参考课本270页表9～1，初定工作压力P1=20～25mpa,取P1=25mpa；选用A1/2=A2差动液压缸.2.计算液压缸结构尺寸主缸的内径:1.主液压泵（恒功率输出液压泵）2.齿轮泵3.电机4.滤油器5.7.8.22..25.溢流阀6.18.24.电磁换向阀9.21、电液压换向阀10.压力继电器11.单向阀12.电接触压力表13.19、液控单向阀14.液动换向阀15.顺序阀16.上液压缸17.顺序阀20.下液压缸23.节流器26.行程开关mPRD642.010251081004463主根据GB/T2348－1993，取标准值D主=630mm活塞杆直径:mPRDd608.0102510520463.046322回主根据GB/T2348－1993，取标准值mmd600主则有液压缸各部分面积如下：222312.063.044``mD3A222283.06.044md2312029.0mAAA3.主缸的压制力KNPAF7800312.0102561＝压制4.实际回程主回F=2PA029.010256=725KN5.顶出缸的内径mPRD13.101025103004463顶顶＝根据GB/T2348－1993，取标准值mmD110顶088.000445.00121.0102010704110.046322PRDd回顶顶顶m根据GB/T2348－1993，取标准值mmd90顶6.顶出缸的面积22221950095.0110.044cmmDA顶22223640064.009.044cmmdA顶主D=630mm主d=600mm1A2312.0m3A2283.0m2A2029.0mKNF7800＝压制22312310031.00064.00095.0cmmAAA顶顶顶7.顶出缸的顶出力KNNPAR1901900000095.0102061顶顶出＝8.顶出缸的回程力顶回R=2顶PAKNN62620000031.0102069.顶出液压缸的工作压力和回程工作压力：61020＝顶出PPa6210200031.062000顶顶回顶回＝ARPPa10.液压缸运动中供油量(1)快速空行min/6.29460191.460/1.00491.0211LssmmvAq＝进快min/6.4560176.060/1.00076.0212LssmmvAq＝回快(2)工作进程进出油量min/46.29601.091.460/01.00491.0221LssmmvAq＝进工min/56.4601.076.060/01.00076.0222LssmmvAq＝回工(3)主缸回程min/48.36608.076.060/08.00076.0232LssmmvAq＝进回min/68.235608.091.460/08.00491.0231LssmmvAq＝回出(4)顶出缸进排油量顶出行程主回F=725KNmmD110顶mmd90顶2195cmA顶2364cmA顶2231cmA顶KNR190＝顶出顶回R=KN6261020＝顶出PPa61020＝顶回PPamin/6.294Lq＝进快min/6.45Lq＝回快min/46.29Lq＝进工min/56.4Lq＝回工min/6.45608.095.060/08.00095.0241LssmmvAq顶进顶＝2240.00310.08/600.310.86014.88/minqAvmmssL顶回顶＝顶出缸退回2240.00310.08/600.310.86014.88/minqAvmmssL顶回顶＝五液压元、辅件的选择5.1液压元件的选择1.液压系统快速空程供油方式：min/6.29460191.460/1.00491.0`211LssmmvAq＝进快由于供油量大，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Pa