校正压装液压机的液压系统设计资料

液压与气压课程设计说明书课程名称：液压与气压课程设计题目名称：校正压装液压机的液压系统设计班级：机制091班姓名：学号：指导教师：-1-目录1.1.1设计任务.............................................-2-2.1.1负载分析和速度分析...................................-2-2.11负载分析.............................................-2-2.12速度分析.............................................-2-3.1.1确定液压缸主要参数...................................-3-4.1.1拟定液压系统图.......................................-5-4.11选择基本回路.........................................-5-4.12液压回路选择设计.....................................-6-4.13工作原理：...........................................-7-5.1.1液压元件的选择.......................................-7-5.11液压泵的参数计算.....................................-7-5.12选择电机.............................................-8-6.1.1辅件元件的选择.......................................-9-6.11辅助元件的规格.......................................-9-6.12过滤器的选择........................................-10-7.1.1油管的选择..........................................-10-8.1.1油箱的设计..........................................-11-8.11油箱长宽高的确定....................................-11-8.12各种油管的尺寸......................................-12-9.1.1验算液压系统性能....................................-13-9.11压力损失的验算及泵压力的调整........................-13-9.12液压系统的发热和温升验算............................-15--2-1.1.1设计任务设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行→慢速加压→快速返回→停止。压装工作速度不超过5mm／s，快速下行速度应为工作速度的８～10倍，工件压力不小于10KN。2.1.1负载分析和速度分析2.11负载分析已知工作负载Fw=10000N。惯性负载Fa=900N，摩擦阻力Ff=900N.取液压缸机械效率m=0.9，则液压缸工作阶段的负载值如表2-1：工况计算公式缸的负载f/N启动加速F=(Ff+Fa)/m2000快速下行F=Ff/m1000慢速加压F=(FfFw)/m12111快速返回F=Ff/m1000（表2-1）2.12速度分析已知工作速度即工进速度为最大5mm/s,快进快退速度为工进速度的8-10倍。即40-50mm/s.按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图：-3-（负载循环图）（速度循环图）3.1.1确定液压缸主要参数初选液压缸的工作压力由最大负载值查表9-3，取液压缸工作压力为2Mpa计算液压缸结构参数为使液压缸快进和快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进，-4-设液压缸两有效面积为A1和A2，且A1=2A2即d=0.707D.为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔背压选择p2取0.6MPa,而液压缸快退时背压取0.5Mpa由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程P1A1=P2A2+F,由此可得A1=F/(P1-0.5P2)=71.89cm2(A1取72cm2)液压缸内径D就为D=14A=9.57cm圆整为10cm由d=0.707D，圆整d=8cm工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量qmin=0.05L/min液压缸实际所需流量计算：工进时所需流量：Q1=mVA21=72/100x0.05x60/0.9=2.4L/min快速空程时所需流量：Q2=mVA11=72/100x0.05x60x10/0.9=24L/min-5-（表3-1）液压缸在工作循环各阶段的压力，流量和功率值工况计算公式负载F（KN）回油腔压力p2输入流量进油腔压力p1输入功率P差动快进P1=21122)(AAppAFq1=(A1-A2)v1P=P1q11000P2=P1+0.510.80.810.146工进P1=122ApAFq1=A1v1P=P1q1121110.62.161.980.071快退P1=221ApAFq1=A2v1P=P1q110000.510.81.280.2304.1.1拟定液压系统图4.11选择基本回路（1）调速回路因为液压系统功率较小，且只有正值负载，所以选用进油节流调速回路。为有好的低速平稳性和速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。（2）泵供油回路由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，所以采用双泵供油。（3）速度换接回路和快速回路由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路。快速运动通过差动回路来实现。（4）换向回路为了换向平稳，选用电液换向阀。为实现液压缸中位停止和差动连接，采用三位五通阀。（5）压力控制回路采用换向阀式低压卸荷回路，减少了能耗，结构也比较简单。-6-4.12液压回路选择设计对选定的基本回路合成时，有必要进行整理，修改和归并。（1）防止工作进给时进油路和回油路相通，并须接入单向阀。（2）要实现差动快进，必须在回油路上设置液控顺序阀，以防止油液流回油箱。合并后完整的液压系统工作原理图如图4-1：（图4-1）-7-4.13工作原理：1、快速下行按下起动按钮，电磁铁1Y通电，这时的油路为：双联叶片泵1—单向阀2—三位五通电磁阀3左位—二位二通电磁阀4右位—压力继电器6—液压缸上腔液压缸下腔的回油路液压缸下腔—三位五通电磁阀3左位—单向阀7—二位二通电磁阀4右位—压力继电器6—液压缸上腔2、慢速加压油路分析：当上腔快速下降到一定的时候，压力继电器6发出信号，使二位二通电磁阀4的电磁铁3Y得电，换右位。液压油由调速阀5流入液压缸上腔，流速受调速阀限制，进入工进阶段工作。3、快速返回液压缸下腔的供油的油路：双联叶片泵1——单向阀2——三位五通电磁阀3右位——液压缸下腔液压缸上腔的回油油路：液压缸上腔——二位二通电磁阀4右位——三位五通电磁阀3右位——单向阀13——副油箱表4-1电磁铁动作顺序表—1Y2Y3Y快进＋－－工进＋－＋快退－＋－停止－－－5.1.1液压元件的选择5.11液压泵的参数计算由前面可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力1.98MPa，本系统采用调速阀进油节流调速，选取进油管道压力损失为0.6MPa。由于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大0.5MPa，故泵的最高压力为Pp1=（1.98+0.6+0.5）MPa=3.08MPa这是小流量泵的最高工作压力（稳态），即溢流阀的调整工作压力。液压泵的公称工作压力Pr为Pr=1.25Pp1=1.25×3.08MPa=3.85MPa大流量泵只在快速时向液压缸输油，由压力图可知，液压缸快退时的工作压力比快进时大，这时压力油不通过调速阀，进油路比较简单，但流经管道和阀的油流量较大。取进油路压力损失为0.5MPa，故快退时泵的工作压力为Pp2=（1.28+0.5）MPa=1.78MPa这是大流量泵的最高工作压力。-8-由表3-1可知，工进时所需流量最小是2.16L/min，设溢流阀最小溢流量为2.5L/min，则小泵的流量按式（8-16）应为p1qx+.min=5.94min（1.12.1625）L/L/，快进快退时液压缸所需的最大流量是10.8L/min，则泵的总流量为pq.x10.8min=11.88min（11）L/L/。即大流量泵的流量p2ppqq-q=.-.min=5.94min1（1188594）L/L/。根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用YB-6/9型的双联叶片泵，该泵额定压力7MPa，额定转速1000r/min。5.12选择电机系统为双泵供油系统，其中小泵1的流量--33p1q=xm/s=0.1x10m/s33（610/60）,大泵流量--33p1q=xm/s=0.15x10m/s33（910/60）。差动快进，快退时两个泵同时向系统供油，工进时，小泵向系统供油，大泵卸载。下面分别计算三个阶段所需的电动机功率P。1、差动快进差动快进时，大泵2的出口压力油经单向阀10后与小泵1汇合，然后经单向阀2，三位五通阀3，二位二通阀4进入液压缸大腔，大腔的压力51jp=p=8.1x10aP,查样本可知，小泵的出口压力损失51p=4.5x10aP，大泵出口到小泵出口的压力损失52p=1.5x10aP。于是计算可得小泵的出口压力511Pp=12.6x10a=.P（总效率05），大口出口压力52Pp=14.1x10a=.P2（总效率05）。电动机功率-3-31122112pqpqxx0.1x10xx0.15x10=+=+=675W.0.5PPP5512.61014.110（）W052、工进考虑到调速阀所需最小压力差51p=5x10aP。压力继电器可靠动作需要压力差52p=5x10aP。因此工进时小泵的出口压力51112Pp=p+p+p=29.8x10aP。-9-而大泵的卸载压力取52Pp=2x10aP。（小泵的总效率12=.=.30565，大泵的总效率0）。电动机功率-3-31122212pqpq29.8xx0.1x102xx0.15x10=+=+=628W.0.3PPP551010（）W05653、快退类似差动快进分析知：小泵的出口压力51p=17.3x10aP1=（总效率0.5）；大泵出口压力52Pp=18.8x10a=P2（总效率0.51）。电动机功率-3-31122312pqpq17.3xx0.1x1018.8xx0.15x10=+=+=899W.0.51PPP551010（）W05综合比较，快退时所需功率最大。据此查样本选用Y90L-6异步电动机，电动机功率1.1KW。额定转速910r/min。6.1.1辅件元件的选择6.11辅助元件的规格根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量，选择各种液压元件和辅助元件的规格。-10-表6-1液压元件及型号序号元件名称最大通过流量/-1minL型号1双联叶片泵15YB-6/92单向阀15I-25B3三位五通电磁阀3035DY—36BY4二位二通电磁阀3022EF3-E10B5调速阀0.32Q-10B6压力继电器D505—18D7单向阀16I-25B8背压阀1B—10B9液控顺序阀0.16XY-2510单向阀16I-25B11溢流阀6.3Y—D6B12过滤器28.8XU—40×20013单向阀16I-25B(注：以上元件除液压泵、滤油器外，均为板式连接。)6.12过滤器的选择按照过滤器的流量至少是液压泵总流量的两倍的原则，取过滤器的流量为泵流量的2.5倍。由于所设计组合机床液压系统为普通的液压传动系统，对油液的过滤精度要求不高，故有2.5(14.42.5)/min36/minqqLL