基于plc的四柱萬能液壓機液壓系統設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 d。由負載圖可知，最大 外負載 F為 1003000N，按參考文獻 [2]中表 22 可取背壓 2p 為零，機械效率 cm? 為 ，按參考文獻中表 22 查得 d/D 為 。由下式 222cm12 )D4FpD4 pdG ???? （??? （ ） 代入數據得： 3 0 0 0 0 3 0 0 01024D4 62 ?????? 解得： D=。 根據參考文獻 [2]中的表 24，將液壓缸內徑圓整為標準直徑系列 D=250mm。活塞桿直徑 d 按 d/D= 及參考文獻中 [2]中的表 25 活塞桿直徑系列，取d=180mm。 計算頂出缸內徑 D和活塞桿直徑 d。根據參考文獻 [1]中的表 112 及液壓缸額定壓力系列，可取其工作壓力為 16MPa。由負載圖知最大外負載 F為 401419N，按參考文獻 [2]中的表 22 可取背壓 1P 為零，機械效率 cm? 為 ，按參考文獻中表 22 查得 d/D 為 。由式（ ）得： 1222 4])(4[ pGpdDFDcm ??? ????? （ ） = m61016 4)( ???? ? = 根據參考文獻 [2]中的表 24，將液壓缸內徑圓整為標準直徑系列 D=180mm，桿直徑 d 按 d/D= 及參考文獻中 [2]中的表 25活塞桿直徑系列，取 d=125mm。 各缸的工作壓力和主要尺寸如表 所示。 表 缸的工作壓力和主要尺寸 工作壓力（ MPa） 缸體內徑（ mm） 活塞桿直徑（ mm） 主 缸 24 250 180 頂出 缸 16 180 125 確定 液壓泵的壓力 和流量，選擇泵的規格 （ 1） 確定泵的工作壓力 考慮到正常工作時進油管路中有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 pppp ???? 1 （ ） 式中： p — 液壓泵的最大工作壓力； 1p — 執行元件最大工作壓力； p? — 進油管路中的壓力損失，初算是簡單系統可取~，復雜系統取 ~，本設計取。 代入數據得： M PaM Pappp p )(1 ??????? 上述計算所得的 p 是系統的靜態壓力，考慮到系統在各種工況的過渡階段出現的動態壓力往往超過靜態壓力。另外，考慮到一定的壓力儲備量，并確保泵的壽命，因此所選泵的額定壓力 np 應該滿足 pn pp )~(? 。中低壓系統取較小值，高壓系統取較大值。在本設計中 M Papp pn ?? 。 (2)確定泵的流量 由設計要求可知，液壓系統（泵出口）最大工作流量為 60L/min。由于選用的是恒功率變量泵，故主缸快速下行時，系統有最大工作流量。 （ 3）選擇液壓泵的規格 根據以上算得的 p 和 pq 查閱參考文獻 [5]，現選用 A7V401RPGH 型恒 功率變量軸向柱塞泵。該泵的基本參數為：最大排量 ，最小排量為零；額定壓力 35MPa，最高壓力 40MPa；額定 (實際 )流量為 （ 1450r/min）；功率為 34kw（ 35MPa）；容積效率 ?v? ，總效率 ?? 。 根據背壓閥 18 的調壓范圍，改變柱塞泵伺服閥心彈簧的預壓縮量，從而調節泵的輸出功率值，使其工作在 15KW(16MPa)。 （ 4） 選擇與液壓泵匹配的電動機 由于選用的是恒功率變量柱塞泵，且該泵的參 數可知其輸出功率 P為 34kw，泵的效率 ?? ，故所需電動機功率 39。P 為 kwkwpP 39。 ??? ? 查閱參考文獻 [6]中的電動機產品樣本，選用 Y225M4 型電動機，其額定功率為 45kw，額定轉速為 1450r/min。 選擇液壓閥 根據所擬定的液壓系統圖，計算分析通過各閥油液的最高壓力和最大流量，選擇各閥的型號和規格，列于表 （表中閥類元件主要選自 GE系列）。 表 液壓元件明細表 序號 元件名稱 估計通過流量（ L/min） 額定流量（ L/min） 額定壓力（ MPa） 額定壓降(MPa) 型號、規格 1 齒輪泵 — 10 — CB10 2 軸向柱塞泵 — 35 — A7V401RPGH 3 安全閥 63 — DB10A150/315 4 遠程調壓閥 63. — KP— 4B 5 調壓 閥 63 16 — YF3E10B 6 電液換向閥 80 16 34DYF3ME10B 7 壓力開關表 — — — — 4KF10D1 8 電磁換向閥 25 16 22DF3YE10B 9 液控單向閥 50 80 16 YAF3Eb10B 10 背壓閥 56 63 16 — YF3E10L 11 泄荷閥 63 — YF310B 12 壓力繼電器 — — — — HED1KA20/35 13 單向閥 80 16 AF3Ea10B 14 充液閥 — — 0~ SL15GB230 15 電液換向閥 80 16 34DYF2KE10B 16 節流 閥 20 25 16 — ALFE10B 17 行程開關 — — — — YHb6F 18 濾油器 24 — — — XUB32 確定管道尺寸和油箱容積 油管內徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進行計算。本系統主油路流量為上模快降時流量 q=60L/min，壓油管的允許流速取 V=4m/s， 按參考文獻 [1]中式（ 79）進行計算，內徑 d 為 mmmmqd 38 ???? ???? ??? （ ） 若主油路流量按快速回程時取 q=50L/min，則可算的油管內徑 d=。綜合諸因素 油管按 G B/T 2351 20xx? 選用內徑 為 17mm的無縫鋼管。 吸油管內徑現參照 A7V401RPGH 變量泵吸油口連接尺寸選擇，取吸油管內徑d 為 50mm。 本設計為中高壓液壓系統，參照參考文獻 [2]中的表 41，液壓油箱的有效容積按泵的流量的 6~12 倍確定，現選用容量為 1000L 的油箱，其型號為 BEX1000。 確定液壓缸主要尺寸 由 前述計算可知，主缸的工作壓力為 24MPa，缸內徑 D=250mm，活塞桿直徑 d=180mm；頂出缸的工作壓力為 16MPa，缸內徑 D=180mm，活塞桿直徑d=125mm。 （ 1）計算液壓缸壁厚和外徑 液壓缸的壁厚由強度條件計算，缸的材料選用 45 號鋼。 由于主缸的工作壓力很大，屬高壓系統，故視其缸筒為厚壁圓筒。按材料力學中的厚壁圓筒公式進行壁厚計算： )][ ][(2 ????yyppD ??? () 其中： ? — 液壓缸壁厚（ mm）； D— 液壓缸內徑； yp — 試驗壓力，一般取最大工作壓力的（ ~）倍（ MPa）； ][? — 缸筒材料的許用應力， 45 鋼 ][? =100~110MPa。 代入數據得： mmmm ) (2250 ????? ?????? 根據相關標準，取缸的壁厚為 42mm。 缸體 的外徑 mmDD 3 3 44222 5 021 ?????? ? 。 （ 2） 確定液壓缸的工作行程 由設計要求可知，主缸最大行程為 710mm，根據參考文獻中的表 26 的標準行程系列，選取液壓缸活塞行程 L 為 800mm。 (3) 確定缸 蓋 厚度 一般液壓缸多為平底缸，其有效厚度 h 按強度要求由下式進行計算。缸蓋材料選 45 鋼。 ][ m a x?pDh ? （ ） 其中 ： h— 缸蓋厚度； D— 液壓缸內徑； maxp — 最大工作壓力 (MPa)； ][? — 缸蓋材料的許用應力， 45 號鋼 ][? =100~110MPa。 代入數據得： mmmmh 05 504 ????? （ 4）確定最小導向長度 對一般的液壓缸，最小導向長度 H應滿足以下要求： 220 DLH ?? () 式中： L— 液壓缸的最大行程； D— 液壓缸的內徑 。 代入數據得 : mmmmH 165)225020800( ??? 活塞寬度 B一般取 B= Dl )~(? ，此設計中 mmmmDB ???? 。缸蓋滑動支承面