小型液壓機液壓系統設計-液壓與氣壓傳動課程設計(存儲版)

　　

【正文】 機械振動的大小，選用螺紋連接。 選擇缸筒和缸蓋材料 缸筒選材：鑄鋼 45 前缸蓋選材：鑄鋼 45 后缸蓋選材：鑄鋼 45 計算缸筒和缸蓋的結構參數 （ 1）缸筒壁厚 ? 的計算 本次設計的液壓系統為高壓系統，因此按厚壁缸筒計算 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 19 ? ?? ? mpDy ????????? ????????????? ??? ? ?? 式中 p— 液壓缸工作壓力， MPa； yp — 試驗壓力， MPa，工作壓力 p≤ 16MPa 時， yp =；工作壓力≥ 16MPa時， yp =； D— 液壓缸內徑， m； ][? — 缸體材料許用應力， MPa；取鑄鋼 ][? =120Pa； （ 2）缸筒外徑 1D 的計算 mmDD 20215215021 ?????? ? 見參考文獻 [5]表 47 標準液壓缸的缸筒外徑系列，選取的液壓缸信息如下表 。 （ 3）對回油管取內徑 d=30mm，則： smv 00 115 2 ???? 符合油管中的允許流速。 閥類元件及輔助元件 閥類元件 根據閥類元件及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實際流量可選出這些液壓元件的型號及規格，結果見表 41。 計算液壓缸內徑 D 和活塞桿直徑 d 由負載圖知最大負載 NF 310439? ，取 ?Dd ，則 013 310 43 961 ????? cmP FA ? mAD 131 1 ?? ? 按 GB/T23481993，取標準值 D=150mm，則 d==98mm，由此求液壓缸的實際有效工作面積。 （ 7）為了實現自動控制，在液壓缸的活塞桿運動方向上安裝了三個接近開關，使液壓系統能夠自動切換工作狀態。 （ 2）為了滿足速度的有極變化，采用壓力補償變量液壓泵供油，即在快速下降的時候，液壓泵以全流量供油。見圖 22。為滿足速度的有極變化，采用壓力補償變量液壓泵供油。優點：在主油箱內，節流損失和發熱量都比較小，且效率較高。在液壓力泵的出油口設計一個單向閥，可防止油壓對液壓泵的沖擊，對泵起 到保護作用。工作在右位時實現液壓泵的快進和工進。則液壓系統工作循環各階段的外負載見表 11。 液壓壓力機是壓縮成型和壓注成型的主要設備，適用于可塑性材料的壓制工藝。本文根據小型壓力機的用途﹑特點和要求，利用液壓傳動的基本原理，擬定出合理的液壓系統圖，再經過必要的計算來確定液壓系統的參數，然后按照這些參數來選用液壓元件的規格和進行系統的結構設計。液壓機滑塊上下為直線往復運動，且行程較小 ,故可選單桿液壓缸作執行器 ,且液壓缸的機械效率 ?? 1。液壓機快速下降時，要求其速度較快，減少空行程時間，液壓泵采用全壓式供油，且采用差動連接。因此可以選用變壓式節流調速回路和容積式調速回路兩種方式 。優點：在此回路中，液壓泵輸出的油液直接進入執行元件中，沒有溢流損失和節流損失，而且工作壓力隨負載的變化而變化，因此效率 高、發熱量小。 液壓缸的運動方向采用三位四通 M 型中位機能電液換向閥控制，如圖 21所示，停機時換向閥處于中位，使液壓泵卸荷，快速下降時換向閥處于右位，快速上升時換向閥處于左位。 圖 24 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 8 由于液壓缸的直徑大于 250mm、壓力大于 7MPa，其油腔在排油前就先泄壓，因此必須有泄壓回路。液壓缸的運動方向采用三位四通 M型電磁換向閥和二位二通電磁換向閥控制。 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 11 圖 27 液壓機液壓系統原理圖 1變量泵 2溢流閥 3油箱 4單向閥 5三位四通電磁換向閥 6單向順序閥 7液壓缸 8過濾器 9調速閥 10二位二通電磁換向閥 表 21電磁閥動作順序表 執行其動作 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 快速下行 + 慢速加壓 + 保壓 快速回程 + + 停止 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 12 經過以上方案的比較，方案二更加的安全可靠，操作容易，系統不復雜，經濟成本低，故覺得適用。 圖 31 工況圖 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 15 第 四 章 液壓元件的選擇 液壓泵的選擇 由液壓缸的工況圖，可以看出液壓缸的最高工作壓力出現在加壓壓制階段時P＝ ，此時液壓缸的輸入流量極小，且進油路元件較少故泵到液壓缸的 進 油 壓力 損失 估 計取 為 P? = 。 ??qd 4? bpdn?? 2? 式中 q— 通過油管的最大流量， 3m ； ? — 油管中允許流速，（取值見表 42）， m/s； d— 油管內徑， m； ? — 油管厚度， m； P— 管內最高工作壓力， MPa； b? — 管材抗拉強度， MPa； n— 安全系數（取值見表 43）。 表 44 過濾器規格 類型 額定壓力 /MPa 流量 /(L/min) 過濾精度 / m? NXJ箱內吸油過濾器 （原始壓力損失） 25～ 1000 80～ 180 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 18 第 五 章 液壓缸的設計計算 缸筒和缸蓋組件 確定液壓缸油口尺寸 液壓缸的油口包括油口孔及連接螺紋。 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 20 ? ? md dDFh cp cp 0 0 0 0 0 03][ )(3 60 ???? ?????? ?? 式中 F— 法蘭受力總和， N； ? ?qddpdFH 222 44 ??? ??，這里取 F=2021000N。根據液壓缸的工作壓力及作用選擇 Y 型密封圈進行密封。 （ 1）導向套的尺寸配置與最小導向長度 導向 套的主要尺寸時支承長度，通常按活塞桿直徑、導向套的形式、導向套材 料承受能力、可能遇到的最大側向負載等因素來考慮。 （ 2） 活塞桿的密封和防塵 參見文獻 [5]，活塞桿常用密封與防塵結構，選用 J 型防塵圈。 本設計的液壓系統最大速度為 3m/min，即 ，但是活塞較大，所以不設置緩沖裝置。因此本系統選用開式油箱?？爝M時液壓桿的速度 1V =3m/min，此時油液在進油管的速度 smAqv / 62 3 ???? ??? ??? 沿程壓力損失： 沿程壓力損失首先要判斷管中的流動狀態，此系統采用 N32 號液壓油，室溫為 20 度時 10 /ms? ??? ，所以有 23 4 3 ??? ???? ? ??vd 油液在管中的流動狀態為層流，則阻力損失系數 eR75?? =，若取進油和回油的管路長均為 4m，油液的密度為 ? =900 3/mKg ，則進油路上的沿程壓力損失為 232 ?????????? ?pvdlP ? MPa. 局部壓力損失： 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，由于管道安裝和管接頭的壓力損失一般取沿程壓力損失的 10%，而通過液壓閥的局部壓力損失則與通過閥的流量大小有關，若閥的額定流量和額定壓力損失分別為 rrqq?和 ，則當通過閥的流量為 q時的閥的壓力損失 rq? ，由 2()rrqpp q?? ? ? ? 算得 2 ?????????? P MPa 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 27 小于原估算值 ,所以是安全的。 這里取自然良好的通風散熱，所以油箱散熱面積 A 為： 318 ????? tKHA 2m蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 30 總 結 這次課程設計的內容是小型液壓機液壓系統的設計。所以我們要從現在開始就養成一種嚴緊的學習和工作態度，以后在工作中才能盡量避免一些重大失誤。 [6] 張利平編著．液壓傳動系統設計 [M]．北京：化學工業出版社， 。 [2] 雷天覺主編．新編液壓工程手冊 [M].上下冊．北京：北京理工大學出版社，2021。 另一方面，在這次的設計中，我用到了一些經驗公式以及一些在一定范圍內取值的數據，以前我習慣了在精確公式及數值下計算，而且在查閱工具書方面的能力還不足，還需要在今后的設計中進一步加強。 快進時液壓系統的發熱量 快進時液壓缸的有效功率為：60 470 ???? ?FvF＝ 187W 泵的輸出功率為：?pqPi ?= 36 ?? ??? ?? 因此快進液壓系統的發熱量為 : oii PPH ?? =57W 快退時液壓缸的發熱量 快退時液壓缸的有效功率為： FvFo ? =187W 泵的輸出功率為：?pqPi ?= 36 ?? ??? ? 快退時液壓系統的發熱量為： oii PPH ?? =62W （ 3）壓制時液壓缸的發熱量 壓制時液壓缸的有效功率為： WFvF 1177~1880 ?? ? 泵的輸出功率?pqPi ?= 775~119 W 因此壓制時液壓系統的發熱量為： oii PPH ?? = 254~41 W 總的發熱量為 :H=31+33+ iH = 318~105 W 則求出油液溫升近似值為： ~ 2 ??? HT Co 溫升沒有超出允許范圍，液壓系統中不需要設置冷卻器。 用經驗法確定油箱的容量注意一下三種情況： （ 1）油箱的容量通常為液壓泵每分鐘排出體積額定值的 3～ 5倍； （ 2）采用定量泵或非壓力補償變量泵的液壓系統，油箱容量的要大于泵流量的 3倍以上； （ 3）采用壓力補償壓力油泵時，應盡量提供至少為系統每分鐘所需油液體積的平均值（以升記） 3倍的油箱容積。 按新近的液壓系統污染控制理論的要求，油箱不應該時一個容納污垢的場合，而要求在油箱中油液本身時達到一定清潔度等級的油液，并以這樣 清潔的油液提供給液壓泵及整個液壓系統的工