液压设计说明书.doc

液压技术课程设计设计计算 结论第一章 设计计算一、工况分析 1、运动分析： 根据设计要求，本设计的运动循环图如图三所示。 2、负载分析： 因将导轨水平放置，若不考虑切削力引起的倾覆力矩对导轨摩擦力的影响需要考虑的机械负载为： 液压缸所受外负载F包括三种类型，即：工作负载，对金属切削来讲，即为活塞运动方向切削力，在本设计中取。：运动部件速度变化时的惯性负载。：导轨摩擦阻力负载。启动时为静摩擦力，启动后为动摩擦力。：移动部件动力头自重，。静摩擦力动摩擦力惯性力已知液压缸的机械效率为，则可计算出液压缸在工作循环内各运动阶段如表所示：表一各运动阶段 计算公式总机械负载/N启动.加速4613快进2100工进15100快退2100二、确定液压执行元件主参数1、初选液压缸工作压力： 根据查表 参考资料1 P209 表9.2 P210 表9.3初选液压缸工作压力为4Mpa，背压为.2、液压缸主参数确定： 由负载图知最大负载F为15100N，决定采用单杆活塞式液压缸，为实现，取活塞杆直径d与液压缸内径D为：d/D=0.7则： =7.510-2m据表2-4,将液压缸内径圆整为标准系列直径D=80mm；活塞杆直径d，按d/D=0.7及表2-7活塞杆直径系列取d=56mm。 按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度：A式中是由产品样本查得GE系列调速阀AQF3-E10B的最小稳定流量为0.05L/min。本设计中调速阀是安装在回油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应选取液压缸有杆腔的实际面积，即：可见上述不等式能满足，液压缸能达到所需低速。3、液压系统工况分析：(1)液压缸的有效面积为：无杆腔： 有杆腔： （2）液压缸各阶段所需流量： =12.810-3m3/min =12.8L/min =5.0210-3m3/min =5.02L/min =13.3210-3m3/min =13.32L/min 第二章 拟定液压系统（1） 基本回路选择1、调速回路：从液压缸的工况分析可以看出，本设计属于小功率系统，且对于低速性能要求较高，为此采用调速阀回油路节流调速。由于是节流调速，采用开式回路。2、供油方式：本设计快进与工进速度之比为：5.2/1.0=5，比值不是很大，但是若采用定量泵供油，则工进时溢流损失过大，系统效率必然降低，所以决定选用限压变量泵供油方式。3、快速回路：因为此设计要求快进快退的速度相等。为了使结构简单，因尽量减小油泵的流量，则采用差动连接和双泵供油的两种快速回路来实现快进、快退。4、速度换接回路：为使速度转换时平稳，防止冲击和振动，选用二位二通电磁换向阀来实现快进和工进的转换。5、换向回路：本设计中的快退速度较大，为使换向平稳，采用三位四通电磁换向阀换向回路。（2）组成液压回路图一 速度循环图图二 负载循环图图三 运动循环图 电磁铁顺序动作工作表表二1YA2YA3YA4YA5YA快进+-+-工进+-快进+-+工进+-+-快退-+-原位停止- 图四 系统原理图 图五 电气线路图 第三章 液压元件的选择 1、确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格（1）液压泵工作压力的测定考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为：液压泵最大工作压力 执行元件最大工作压力 进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取，复杂系统取，本设计取。 则： 上述计算所得的是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力，另外还考虑到一定的压力储备量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力应满足，中低压系统取小值，高压系统取大值。在本设计中。（2）泵的流量确定 液压泵的最大流量应为： 液压泵的最大流量 同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值。如果这时溢流阀正在工作，尚须加溢流阀的最小溢流量为 系统溢流系数，一般取，现取则： （3）选择液压泵的规格 根据以上计算得的和查阅有关手册，现选用YBX-16限压式变量叶片泵；每转排量：16Ml/r；额定压力：；额定转速：1450r/min；容积效率：；泵总效率。2、电动机选择分别算出快进和工进两种不同工况时的功率，取两者较大值作为选择电动机规格的依据。由于在慢进时泵输出的流量减小，泵的效率急剧降低，一般当流量在0.2-1L/min范围内时，可取=0.03-0.14。首先计算快进时的功率，快进时的外负载为2100N，进油路的压力损失定为0.3MPa，则 快进时所需电动机功率为： 工进时所需电动机功率为： 查阅电动机样本，选用Y90S-4型电动机，其额定功率为1.1KW，转速为1400r/min。3.液压阀选择根据所拟定的液压系统原理图，计算分析通过各液压阀油液的最高压力和最大流量，选择各液压阀的型号规格。见表三序号元件名称通过流量q(L/min)型号规格1滤油器24WU-25180J2叶片泵24YBX-163单向阀9.4A-F10D-D/DP14溢流阀17.35背压阀0.48B-10B6液控顺序阀15.07XY-25B7三位四通换向阀204WE6E50/OAG248二位三通换向阀203WE6A50/OAG249调速阀202FRM5-20/610二位二通换向阀9.422C-63B11压力继电器12压力表Y-100T13压力表开关4、确定管道尺寸油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按管路允许流速进行计算。压油管的允许流速为v=4m/s, 快进时q=12.8L/min，则内径为：若系统主油路流量按快退时取q=13.32L/min,则d=8.4mm，可得油管内径为：综合考虑取d=10mm,外径D=15mm,壁厚的10号冷拔钢管。5、液压油箱容积的确定本设计为中压液压系统，液压油箱有效容量按泵的流量的5-7倍来确定，参照表4-1选用容量为160L的油箱。取油箱外形尺寸为BEX-100:a=700mm,b=500mm,c=600mm.吸油管同样按上式计算得：吸油管内径为d=32mm。， 第四章 液压系统的验算 已知该液压系统中进、回油管的内径均为10mm，各段管道长度分别为：AB=0.3m,AD=1.7m,AC=1.7m，BC=2m，DE=2m,选用L-HL32液压油，考虑到油的最低温度为15，查得15时该液压油的运动精度，油的密度为。（一）、压力损失的验算1、工作进给时进给油路压力损失。运动部件工作进给时的最大速度为1.0m/min,进给时的最大流量为5.02L/min，则液压油在管内流速v为：管道流动雷诺数为 ；可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数： 进油管道BC沿程压力损失为： 查得换向阀4WE6E50/OAG24的压力损失为，忽略油液通过管接头、油路板等处的局部压力损失，则进油路总压力损失为： 2、工作进给时回油路上的压力损失 由于选用单活塞杆液压缸，且液压缸有杆腔的工作面积为五杆腔的工作面积的二分之一，则回油管道的流量为进油管道的二分之一，则 回油管道的沿程压力损失为：查得回油路上各阀4WE6E50/OAG24、2FRM5-20/6、22C-63B的压力损失分别为：， 则回油路总压力损失为： 3、变量泵的出口处压力 4、快进时的压力损失： CE=1.7m,进油路的沿程压力损失为：则： 同样可求得回油路的沿程压力损失：则： 变量泵的出口处压力上述验算表明，无需修改原设计。(二)、系统温升的验算在整个工作循环中，工作阶段所占的时间最长，为了简化计算，主要考虑工进时的发热量。时，q=5.024L/min, 总效率为0.7. 假定系统的散热状况一般，取，油箱的散热面积A为：系统的温升为： 验算表明系统的温升在许可范围内。Ffs=4200NFfd=2100NFa=413ND=80mmd=56mmA1=0.5024cm2A2=25