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50KN压力机液压系统设计【10张CAD图纸和毕业论文】【答辩优秀】

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A1-液压油缸.dwg
A2-活塞.dwg
A2-液压缸体.dwg
A3-导向塞.dwg
A3-排气塞.dwg
A3-法兰.dwg
A3-液压缸盖.dwg
A3-端盖.dwg
A3-系统原理图.dwg
系统原理图.dwg
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50 kn 压力机 液压 系统 设计
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摘要

如今,液压传动是一门比较成熟的技术,已广泛应用于机械制造、工程机械、农业机械、汽车制造以及锻压等机械行业。而其在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用,高度集成化等各项要求方面的显著优势使得这门技术有着更加广阔的发展前景。

本文在对液压传动发展和液压传动的工作原理作了一个简要说明的同时,更对液压技术在锻压机械中的一个典型应用——单柱液压机的液压系统进行了全面的设计计算。其内容主要包括:

1 液压传动系统方案的分析、比较和确定;

2 确定并绘制系统原理图;

3 集成块单元回路图的绘制;

4 液压系统中各主要参数的计算、圆整及校核;

5 各种液压元件的选择;

6 设计并绘制以集成块联接方式而成的系统装配图;

在50KN液压机液压系统执行元件液压缸的设计中,利用在前文系统设计中所校核过的如活塞直径D(ΦAL)、活塞杆直径d(ΦMM)等参数,我们对液压油缸的各主要零部件进行了详细的结构设计,并绘制了它们的零件图及液压油缸装配图。

在本设计中,所有图纸均使用绘图软件CAXA(电子图板V2版)绘制而成,使得图纸更加清晰,一目了然。

关键字:液压机;液压系统设计;液压油缸;CAXA



Nowadays, hydraulic drive is a technique becoming mature, what has been applied in Manufacture, Engineering Machinery, Farm Machinery, Car Manufacturing, and Forging Presses etc. Moreover, it has a so salient advantage in actualize high pressure, high speed, hight-power, hight efficiency, low yawp, longevity and hight integration that it could develope much faster then others.

After the phylogeny of the hydraulic drive and the working theory have been introduced in this paper, we have do a fully design for the system of the single column hydraulic presses which is a type application in Forging Presses.It includes:

1 Analysing, comparing and confirming the project of hydraulic drive;

2 Confirming and drawing the system blueprint;

3 Drawing a blueprint of the cell loop of the integration block;

4 Accounting, checking and normalizing the mainly parameter in the hydraulic system

5 Choosing the different kinds of hydraulic component

6 Designing how to rig out all the parts of the system and then draw a blueprint to reflect it.

In the design of the working part of the 50KN system, cylinder, we have do a particular frame design in using the parameter as the diameter of the piston D(ΦAL) and the diameter of the pole d(ΦMM).

In this project, to make blueprint more clearly and even be clear at a glance, we draw the entire blueprint in software CAXA.

Keywords:  Single Column HydraulPresses; The Design of Hydraulic System;

Hydraulic cylinder; CAXA



目录

摘要I

II

第一章 概述1

1.1液压传动发展概况1

1.2液压传动的工作原理及组成部分1

1.2.1 液压传动的工作原理1

1.2.2 液压传动的组成部分2

1.3液压传动的优缺点2

1.4本次设计的任务3

第二章 液压系统设计4

2.1明确设计要求,制定基本方案4

2.1.1 设计要求4

2.1.2 制定液压系统基本方案4

2.2液压系统各液压元件的确定5

2.2.1 液压介质的选择5

2.2.2 拟定液压系统图6

2.3液压系统主要参数计算7

2.3.1 选系统工作压力7

2.3.2 液压缸主要参数的确定8

2.3.3 液压缸强度校核9

2.3.4 液压缸稳定性校核10

2.3.5 计算液压缸实际所需流量12

2.3.6 绘制液压缸工况图13

2.4液压阀的选择13

2.4.1 液压阀的作用13

2.4.2 液压阀的基本要求14

2.4.3 液压阀的选择14

第三章 液压泵站及其辅助装置15

3.1液压泵站15

3.1.1 液压泵站概述及液压泵站油箱容量系列标准15

3.1.2 各系列液压泵站的简述16

3.2液压泵16

3.2.1 液压泵的选择17

3.2.2 液压泵装置18

3.3电动机功率的确定18

3.4液压管件的确定19

3.4.1 油管内径确定19

3.4.2 管接头19

3.5滤油器的选择19

3.5.1 滤油器的作用及过滤精度19

3.5.2 选用和安装20

3.6油箱及其辅件的确定20


3.6.1 油箱20

3.6.2 空气滤清器23

3.6.3 油标23

第四章 液压缸的设计计算24

4.1液压缸的基本参数的确定24

4.2液压缸主要零件的结构、材料及技术要求24

4.2.1 缸体24

4.3缸盖26

4.3.1 缸盖的材料26

4.3.2 缸盖的技术要求26

4.4活塞27

4.4.1 活塞与活塞杆的联接型式27

4.4.2 活塞与缸体的密封27

4.4.3 活塞的材料28

4.4.4 活塞的技术要求28

4.5活塞杆28

4.5.1 端部结构28

4.5.2 端部尺寸29

4.5.3 活塞杆结构30

4.5.4 活塞杆材料30

4.5.5 活塞杆的技术要求30

4.6活塞杆的导向、密封和防尘31

4.6.1 导向套31

4.6.2 杆的密封与防尘31

4.7液压缸的缓冲装置31

4.8液压缸的排气装置31

4.9液压缸安装联接部分的型式32

4.9.1 液压缸进出油口的联接32

4.9.2 液压缸的安装方式32

参考文献35

致谢36



第一章 概述

1.1液压传动发展概况

液压传动相对于机械传动来说是一门新技术,但如从17世纪中叶巴斯卡提出静压传递原理、18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,也已有二三百年历史了。近代液压传动在工业上的真正推广使用只是本世纪中叶以后的事,至于它和微电子技术密切结合,得以在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以精确控制,更是近30年内出现的新事物。

本世纪的60年代后,原子能技术、空间技术、计算机技术(微电子技术)等的发展再次将液压技术推向前进,使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术,使它在国民经济的各方面都得到了应用。液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性的优势,例如,国外今日生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。因此采用液压传动的程度现在已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。

当前,液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展,在完善比例控制、数字控制等技术上也有许多新成就。此外,在液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面,更日益显示出显著的成绩。

我国的液压工业开始于本世纪50年代,其产品最初只用于机床和锻压设备,后来才用到拖拉机和工程机械上。自1964年从国外引进一些液压元件生产技术、同时进行自行设计液压产品以来,我国的液压件生产已从低压到高压形成系列,并在各种机械设备上得到了广泛的使用。80年代起更加速了对西方先进液压产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化工作,以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、人才培训、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。

1.2液压传动的工作原理及组成部分

1.2.1 液压传动的工作原理

驱动机床工作台的液压系统,它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管组成。它的工作原理:液压泵由电动机带动旋转后,从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵,当它从泵中输出进入压力管后,将换向阀手柄、开停手柄方向往内的状态下,通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔,推动活塞和工作台向右移动。这时,液压缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱。

如果将换向阀手柄方向转换成往外的状态下,则压力管中的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入液压缸右腔,推动活塞和工作台向左移动,并使液压缸左腔的油经换向阀和回油管排回油管。

工作台的移动速度是由节流阀来调节的。当节流阀开大时,进入液压缸的油液增多,工作台的移动速度增大;当节流阀关小时,工作台的移动速度减小。


内容简介:
I 摘要 如今,液压传动是一门比较成熟的技术,已广泛应用于机械制造、工程机械、农业机械、汽车制造以及锻压等机械行业。而其在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用,高度集成化等各项要求方面的显著优势使得这门技术有着更加广阔的发展前景。 本文在对液压传动发展和液压传动的工作原理作了一个简要说明的同时,更对液压技术在锻压机械中的一个典型应用 单柱液压机的液压系统进行了全面的设计计算。其内容主要包括: 1 液压传动系统方案的分析、比较和确定; 2 确定并绘制系统原理图; 3 集成块单元回路图的绘制; 4 液压系统中各主要参数的计算、圆整及校核; 5 各种液压元件的选择; 6 设计并绘制以集成块联接方式而成的系统装配图; 在 50KN 液压机液压系统执行元件液压缸的设计中,利用在前文系统设计中所校核过的如活塞直径 D( AL)、活塞杆直径 d( MM)等参数,我们对液压油缸的各主要零部件进行了详细的结构设计,并绘制了它们的零件图及液压油缸装配图。 在本设计中,所有图纸均使用绘图软件 CAXA(电子图板 V2 版)绘制而成,使得图纸更加清晰,一目了然。 关键字: 液压机;液压系统设计;液压油缸; CAXA nts II Nowadays, hydraulic drive is a technique becoming mature, what has been applied in Manufacture, Engineering Machinery, Farm Machinery, Car Manufacturing, and Forging Presses etc. Moreover, it has a so salient advantage in actualize high pressure, high speed, hight-power, hight efficiency, low yawp, longevity and hight integration that it could develope much faster then others. After the phylogeny of the hydraulic drive and the working theory have been introduced in this paper, we have do a fully design for the system of the single column hydraulic presses which is a type application in Forging Presses.It includes: 1 Analysing, comparing and confirming the project of hydraulic drive; 2 Confirming and drawing the system blueprint; 3 Drawing a blueprint of the cell loop of the integration block; 4 Accounting, checking and normalizing the mainly parameter in the hydraulic system 5 Choosing the different kinds of hydraulic component 6 Designing how to rig out all the parts of the system and then draw a blueprint to reflect it. In the design of the working part of the 50KN system, cylinder, we have do a particular frame design in using the parameter as the diameter of the piston D( AL) and the diameter of the pole d( MM). In this project, to make blueprint more clearly and even be clear at a glance, we draw the entire blueprint in software CAXA. Keywords: Single Column HydraulPresses; The Design of Hydraulic System; Hydraulic cylinder; CAXA nts III 目录 摘要 . I . II 第一章 概述 .1 1.1 液压传动发展概况 .1 1.2 液压传动的工作原理及组成部分 .1 1.2.1 液压传动的工作原理 .1 1.2.2 液压传动的组成部分 .2 1.3 液压传动的优缺点 .2 1.4 本次设计的任务 .3 第二章 液压系统设计 .4 2.1 明确设计要求,制定基本方案 .4 2.1.1 设计要求 .4 2.1.2 制定液压系统基本方案 .4 2.2 液压系统各液压元件的确定 .5 2.2.1 液压介质的选择 .5 2.2.2 拟定液压系统图 .6 2.3 液压系统主要参数计算 .7 2.3.1 选系统工作压力 .7 2.3.2 液压缸主要参数的确定 .8 2.3.3 液压缸强度校核 .9 2.3.4 液压缸稳定性校核 . 10 2.3.5 计算液压缸实际所需流量 . 12 2.3.6 绘制液压缸工况图 . 13 2.4 液压阀的选择 . 13 2.4.1 液压阀的作用 . 13 2.4.2 液压阀的基本要求 . 14 2.4.3 液压阀的选择 . 14 第三章 液压泵站及其辅助装置 . 15 3.1 液压泵站 . 15 3.1.1 液压泵站概述及液压泵站油箱容量系列标准 . 15 3.1.2 各系列液压泵站的简述 . 16 3.2 液压泵 . 16 3.2.1 液压泵的选择 . 17 3.2.2 液压泵装置 . 18 3.3 电动机功率的确定 . 18 3.4 液压管件的确定 . 19 3.4.1 油管内径确定 . 19 3.4.2 管接头 . 19 3.5 滤油器的选择 . 19 3.5.1 滤油器的作用及过滤精度 . 19 3.5.2 选用和安装 . 20 3.6 油箱及其辅件的确定 . 20 nts IV 3.6.1 油箱 . 20 3.6.2 空气滤清器 . 23 3.6.3 油标 . 23 第四章 液压缸的设计计算 . 24 4.1 液压缸的基本参数的确定 . 24 4.2 液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 . 24 4.2.1 缸体 . 24 4.3 缸盖 . 26 4.3.1 缸盖的材料 . 26 4.3.2 缸盖的技术要求 . 26 4.4 活塞 . 27 4.4.1 活塞与活塞杆的联接型式 . 27 4.4.2 活塞与缸体的密封 . 27 4.4.3 活塞的材料 . 28 4.4.4 活塞的技术要求 . 28 4.5 活塞杆 . 28 4.5.1 端部结构 . 28 4.5.2 端部尺寸 . 29 4.5.3 活塞杆结构 . 30 4.5.4 活塞杆材料 . 30 4.5.5 活塞杆的技术要求 . 30 4.6 活塞杆的导向、密封和防尘 . 31 4.6.1 导向套 . 31 4.6.2 杆的密封与防尘 . 31 4.7 液压缸的缓冲装置 . 31 4.8 液压缸的排气装置 . 31 4.9 液压缸安装联接部分的型式 . 32 4.9.1 液压缸进出油口的联接 . 32 4.9.2 液压缸的安装方式 . 32 参考文献 . 35 致谢 . 36 nts 1 第一章 概述 1.1 液压传动发展概况 液压传动相对于机械传动来说是一门新技术,但如从 17 世纪中叶巴斯卡提出静压传递原理、 18 世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,也已有二三百年历史了。近代液压传动在工业上的真正推广使用只是本世纪中叶以后的事,至于它和微电子技术密切结合,得以在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以精确控制,更是近 30 年内出现的新事物。 本世纪的 60 年代后,原子能技术、空间技术、计算机技术(微电子技术)等的发展再次将液压技术推向前进,使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动 化技术,使它在国民经济的各方面都得到了应用。液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性的优势,例如,国外今日生产的 95%的工程机械、 90%的数控加工中心、 95%以上的自动线都采用了液压传动。因此采用液压传动的程度现在已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。 当前,液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展,在完善比例控制、数字控制等技术上也有许多新成就。此外,在液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面,更日益显示 出显著的成绩。 我国的液压工业开始于本世纪 50 年代,其产品最初只用于机床和锻压设备,后来才用到拖拉机和工程机械上。自 1964 年从国外引进一些液压元件生产技术、同时进行自行设计液压产品以来,我国的液压件生产已从低压到高压形成系列,并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 80 年代起更加速了对西方先进液压产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化工作,以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、人才培训、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。 1.2 液压传动的工作原理及组成部分 1.2.1 液压传动的工作原理 驱 动机床工作台的液压系统,它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管组成。它的工作原理:液压泵由电动机带动旋转后,从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵,当它从泵中输出进入压力管后,将换向阀手柄、开停手柄方向往内的状态下,通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔,推动活塞和工作台向右移动。这时,液压缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱。 如果将换向阀手柄方向转换成往外的状态下,则压力管中的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入液压缸右腔,推动活塞和工作台向左移动,并使液压缸 左腔的油经换向阀和回油管排回油管。 工作台的移动速度是由节流阀来调节的。当节流阀开大时,进入液压缸的油液增多,工作台的移动速度增大;当节流阀关小时,工作台的移动速度减小。 为了克服移动工作台时所受到的各种阻力,液压缸必须产生一个足够大的推力,这个推力是由液压缸中的油液压力产生的。要克服的阻力越大,缸中的油液压力越高;反之压力就越低 ,输入液压缸的油液是通过节流阀调节的,液压泵输出的多余的油液须经溢流阀和回油管排回油箱,这只有在压力支管中的油液压力对溢流阀钢球的作用力等于或略大于溢流阀中弹簧的预紧力时,油液才能 顶开溢流阀中的钢球流回油箱。所以,在系统中液压nts 2 泵出口处的油液压力是由溢流阀决定的,它和缸中的油液压力不一样大。 如果将开停手柄方向转换成往外的状态下,压力管中的油液将经开停阀和回油管排回油箱,不输到液压缸中去,这时工作台就停止运动。 从上面的例子中可以得到: 1.动是以液体作为工作介质来传递动力的。 2.液压传动用液体的压力能来传递动力,它与利用液体动能的液力传动是不相同的。 3.压传动中的工作介质是在受控制、受调节的状态下进行工作的,因此液压传动和液压控制常常难以截然分开。 1.2.2 液压传动的组成部分 液压传动装置主要由以下四部分组成: 1)能源装置 把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵,它给液压系统提供压力油。 2)执行装置 把油液的液压能转换成机械能的装置。它可以是作直线运动的液压缸,也可以是作回转运动的液压马达。 3) 调节装置 对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。例如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。 4) 辅助装置 上述三部分以外的其它装置,例如油箱、滤油器、油箱等。它们对保证系统正常工作也有重要作用。 1.3 液压传动的优缺点 液压传动有以下一些优点: 在同等的体积下,液压装置能比电气装置产生出更多的动力,因为液压系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出 3040 倍。在同等的功率下,液压装置的体积小,重量轻,结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的 12%左右。 1.液压装置工作比较平稳。由于重量轻、惯性小、反应快,液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。液压装置的换向频率,在实现往复回转运动时可达 500 次 /min,实现往复直线运动时可达 1000 次 /min。 2.液压装置能在大范围内实现无级调速(调 速范围可达 2000),它还可以在运行的过程中进行调速。 3.液压传动易于自动化,这是因为它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制的缘故。当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时,整个传动装置能实现很复杂的顺序动作,接受远程控制。 4.液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在失速状态下工作而不会过热,这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。液压件能自行润滑,使用寿命较长。 5.由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化,液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压元件的排列布 置也具有较大的机动性。 6.用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单。 液压传动的缺点是: 1.液压传动不能保证严格的传动化,这是由液压油液的可压缩性和泄漏等原因造成nts 3 的。 2.液压传动在工作过程中常有较多的能量损失(摩擦损失、泄漏损失等),长距离传动时更是如此。 3.液压传动对油温变化比较敏感,它的工作稳定性很易受到温度的影响,因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。 4.为了减少泄漏,液压元件在制造精度上的要求较高,因此它的造价较贵,而且对油液的污染比较敏感。 5.液压传动要求有单独的能源。 6.液压传 动出现故障时不易找出原因。 总的说来,液压传动的优点是突出的,它的一些缺点有的现已大为改善,有的将随着科学技术的发展而进一步得到克服。 1.4 本次设计的任务 1、分析已有的液压压力机,结合本设计任务,了解其优缺点,把握其发展方向。 2、对当下具有成熟技术的液压回路进行分析研究和学习。 3、根据本机液压系统工作特点,在满足高效节能的功能前提下可以进行液压系统原理创新设计。 4、 50KN 压力的液压机能够能实现:“快进 快退 停止”的工作。 nts 4 第二章 液压系统设计 2.1 明确设计要求,制定基本方案 2.1.1 设计要求 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手进行液压系统各部分设计之前,必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面的情况了解清楚。 单柱液压机主机概况: 液压机公称力 50KN 液压系统最大工作压力 8 Mpa 滑块行程 130mm 压头下行速度 8 m/min 压头上行速度 10 m/min 2.1.2 制定液压系统基本方案 1.确定液压执行元件的形式 液压缸按其结构形式,可以分为活塞缸、柱塞缸两类。活塞缸和柱塞缸的输入为压力和流量,输出为推力和速度。 液压缸除了单个地使用外,还可以组合起来或和其它机构相结合,以实现特殊的功能。 根据参考文献 2表 37.5-1 我们选择活塞缸类中的单活塞液压缸,其特点及适用场 合见表 2.1。 表 2.1 单活塞液压缸液压特点 名称 特点 适用场合 单活塞液压缸 有效工作面积大,双向不对称 往返不对称的直线运动等 2.确定液压执行元件运动控制回路 1)为了实现液压缸的进和退,我们选择电磁换向阀作为液压系统的方向控制阀。 电磁换向阀的基本工作原理是通过电磁铁控制滑阀阀芯的不同位置,以改变油液的流动方向。当电磁铁断电时,滑阀由弹簧保持在中间位置或初始位置(脉冲式阀除外)。若推动故障检查按钮可使滑阀阀芯移动。电磁换向阀在液压系统中的作用是用来实现液压油路的换向、顺序动作及卸荷等。由于 电磁铁的推力有限,电磁换向阀应用在流量不大的液压系统中。 2)为了实现其工进,可以选择调速阀或节流阀作为速度控制阀。 nts 5 节流阀的调节应该轻便、准确。在小流量调节时,如通流截面相对于阀心位移的变化率较小,则调节的精确性较高。调节节流阀的开口,便可调节执行元件运动速度的大小。 而调速阀的工作原理:液压泵出口(即调速阀进口)压力,由溢流阀调整,基本上保持恒定。调速阀出口处的压力由活塞上的负载决定。所以当负载增大时,调速阀进出口压差将减小。 调速阀在液压系统中的应用和节流阀相仿,它适用于执行元件负载变化大而运动速度要 求稳定的系统中。 因此,在本设计中选择调速阀作为速度控制阀。 3.液压源系统 液压系统的工作介质完全由液压源来提供,液压源的核心是液压泵。在无其它辅助油源的情况下,液压泵的供油量要大于系统的需油量,多余的油经溢流阀流回油箱,溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。 为节省能源提高效率,液压泵的供油量尽量与系统所需流量相匹配。 油液的净化装置是液压源中不可缺少的。在此,我在泵的小口装上粗滤油器。进入系统的油液根据被保护元件的要求,通过相应的精滤油器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱,可在回油路上设置磁过滤器或 其他型式的滤油器。根据液压设备所处环境及对温升的要求,还要考虑加热、冷却等措施。 2.2 液压系统各液压元件的确定 2.2.1 液压介质的选择 液压介质应具有适宜的粘度和良好的粘温特性;油膜强度要高,具有较好的润滑性能;能抗氧化,稳定性好;腐蚀作用小,对涂料、密封材料等有良好的适应性;同时液压介质还应具有一定的消泡能力。 选择液压介质时,除专用液压油外,首先是介质种类的选择。根据液压系统对介质是否有抗燃性的要求,决定选用矿油型液压油或抗燃型液压液。 其次,应根据系统中所用液压泵的类型选用具有合适粘度的介质。 最后,还应考虑使用条件等因素,如环境温度、工作压力、执行机构速度等。当工作温度在 60以下,载荷较轻时,可选用机械油;工作温度超过 60时,应选用汽轮机油或普通液压油。若设备在很低温度下启动时须选用低凝液压油。 据参考文献 2表 37.3-12 中各普通液压油质量指标应用以及本设计中单柱液压机液压系统要求选用 HM32 号普通液压油,其各项质量指标见表 2.2。 nts 6 表 2.2 液压油性能参数 名称 HM32 号普通液压油 运动粘度 mm2/s (40 ) 28 835.2 运动粘度 mm2/s (50 ) 1723 粘度指数 90 抗氧化安定性 (酸值达2mgKOH/g) h 1000 凝点 -10 闪点 (开口 ) 170 防锈性 (蒸镏水法 ) 无锈 临界载荷 N 600 抗泡沫性 (93 ) ml 起泡 50 / 消泡 0 抗磨性(四球, DB) N 800 应用 适用于环境温度 060的各类中高压系统 2.2.2 拟定液压系统图 在这种液压机上,实现了“工进 快退 停止”的动作循环(见图 2.1)。可以进行冲剪、弯曲、翻边 、装配、冷挤、成型等多种加工工艺。表 2.3 示此单柱液压机的动作循环表,图 2.2 则是这种液压机的液压系统图,其滑块的工作情况如图所示 。 换 向 延 时 快 退 停 止进 给停 止图 2.1 液压机动作循环图 nts 7 图 2.2 液压机液压系统图 进油路:液压泵 1 电磁换向阀 2(左位) 单向调速阀 3 液压油缸 4 上腔 回油路:液压油缸 4 下腔 单向顺序阀 5 电磁换向阀 2(右位) 油箱 7 表 2.3 单柱液压机液压系统的动作循环表 动作名称 信号来源 电磁换向阀 2 的工作状态 滑块 工进 1YA 通电 左位 快退 2YA 通电 右位 2.3 液压系统主要参数计算 2.3.1 选系统工作压力 压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下,工作压力低,势必要加大执行元件的结构尺寸,对某些设备来说,尺寸要受到限制,从材料消耗角度看也不经济;反之,压力选得太高,对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高,必然要提高设备成本。一般来说,对于固定的尺寸不太受限的设备,压力可以选低一些,行走机械重载设备压力要选得高一些。 公称力为 50KN 的液压机属小型液压机类型,一般情况下,载荷不会太高,参考资料2表 37.5-3,初步确定系统工作压力为 8MPa。 nts 8 2.3.2 液压缸主要参数的确定 1.液压缸设计中应注意的的问题 液压缸的设计和使用正确与否,直接影响到它的性能和易否发生故障。在这方面,经常碰到的是液压缸安装不当、活塞杆承受偏载、液压缸或活塞下垂以及活塞杆的压杆失稳等问题。所以,在设计液压缸时,必须注意如下几点: 1)尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大负载,或受压状态下具有良好的纵向稳定性。 2)考虑液压缸行程终了处的制动问题 和液压缸的排气问题。缸内如无缓冲装置和排气装置,系统中需有相应的措施。但是并非所有的液压缸都要考虑这些问题。 3)正确确定液压缸的安装、固定方式。如承受弯曲的活塞杆不能用螺纹连接,要用止口连接。液压缸不能在两端用键或销定们,只能在一端定位,为的是不致阻碍它在受热时的膨胀。如冲击载荷使活塞杆压缩,定位件须设置在活塞杆端,如为拉伸则设置在缸盖端。 4) 液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计,尽可能做到结构简单、紧凑,加工、装配和维修方便。 2.液压缸主要参数的确定 鉴于液压系统的最大工作压力 P1=8Mpa7Mpa 由参考文献 1表 5-2 推荐初定 d=0.7D 取液压缸 m =0.9 则此时活塞所受推力( d活塞杆直径、 D缸筒内径) 555569.050000 F N 由式 11 PFA ( 2.1) 61 10855556 A =69.45 cm2 )A(D 14 ( 2.2) =9.38 cm 则 d= 0.7 D =6.07 cm 参考文献 2表 37.5-8 及表 37.5-9对这些直径圆整成就近标准值时 得: D =100 mm d =70 mm 由此求得液压缸两腔的实际有效面积为: 5784 21 .DA cm2 04404 222 .)dD(A cm2 nts 9 2.3.3 液压缸强度 校核 液压缸的缸筒壁厚、活塞杆直径 d和缸盖处固定螺栓直径在高压系统中必须进行强度校核。 取:液压缸材料为 45 钢,无缝钢管 活塞杆材料 45 钢 1.壁厚强度校核 文献 根据 2表 37.7-64 及表 37.7-65 选择液压缸外径为 121mm 即液压缸壁厚=10.5mm 螺栓直径在高压系统中必须进行强度校核。 取:液压缸材料为 45 钢,无缝钢管 活塞杆材料 45 钢 对于本系统: D 10 为厚壁 按壁筒计算: 131402 yy.D( 2.3) 式中, D为缸筒内径; Py 为缸筒试验压力 ,当缸的额定压力 Pn 16Mpa 时, 取 Py=1.5 Pn ; 为缸筒材料的许用应力, nb , b 为材料抗拉强度, n 为安全系数,一般取 n = 5 。 所以 : Py=1.5 4=6 Mpa nb ( 2.4) 式中 600b N/mm2 n = 5 则 66 101205 10600 n b N/m2 得 222131402 .Dyy mm 510. mm 故缸体壁厚强度满足。 2.液压缸内活塞杆直径校核 活塞杆的直径 d按下式进行校核 nts 10 Fd 4( 2.5) 式中, F为活塞杆上的作用力; 为活塞杆材料的许用应力 , 41.b 则 : 86.121060014.3 4.15 5 55 644 6 F mm d 故活塞杆强度满足。 3.液压缸盖固定
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