组合机床的液压系统设计说明书

宁大学课 程 设 计 (论 文 )组合机床液压系统设计所 在 学 院专 业班 级姓 名学 号指 导 老 师年 月 日2目 录目 录 .21、技术要求 .32、工况分析 .32.1 负载分析 .32.2 绘制液压缸负载图和速度图 .42.3 初步确定液压缸参数 .52.4 活塞杆的设计与计算 .62.5 液压缸工作行程的确定 .72.6 活塞的设计 .82.7 导向套的设计与计算 .82.8 端盖和缸底的设计与计算 .102.9 缸体长度的确定 .112.10 缓冲装置的设计 .112.11 排气装置 .112.12 密封件的选用 .132.13 防尘圈 .142.14 液压缸的安装连接结构 .153 液压缸主要零件的材料和技术要求 .163.1 缸体 .163.2 活塞 .173.3 活塞杆 .173.4 缸盖 .183.5 导向套 .193.6 计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 .214、液压泵的参数计算 .215、电动机的选择 .226、液压元件的选择 .236.1 液压阀及过滤器的选择 .236.2 油管的选择 .246.3 油箱容积的确定 .257、验算液压系统性能 .257.1 压力损失的验算及泵压力的调整 .257.2 液压系统的发热和温升验算 .27设计小结 .29参考文献 .3031、技术要求组合机床液压系统，执行元件为液压缸，水平放置，要求完成快速进给停留快速退回退回工作循环，启动制动时间为 0.3s,运动件自重14000N，切削力 F=12000N，快速进给的速度为 V 快=5m/min,工进速度 V2=0.4-1.7m/min,静摩擦力 F 静=220N，动摩擦力 F 动=120N，工进长度为 L2=180MM,总长度为 L 总=400MM.2、工况分析2.1 负载分析绘制工作循环图负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为Ffs，动摩擦力为 Ffd,则工作负载 Fl =12000N静摩擦阻力 Ffs=220N动摩擦阻力 Ffd=120N惯性负载 =14000/9.8x5/（60X0.3）=397Nmv=tgtG如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率 ，9.0m则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出液压缸各运动阶段负载表4工作循环 负载组成 负载值 F/N 推力 mF/起动 fsF220 244.5N加速 )(afd517 574N快进 f 120 133.3N工进 fdlF12120 13777N快退 f 120 133.3N2.2 绘制液压缸负载图和速度图根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（F-s）和速度图（v-s）52.3 初步确定液压缸参数表 2-1 按负载选择工作压力 1负载/ KN 50工作压力/MPa 1.25 ，满足最低速度的要求。12c22.活塞杆强度计算：56mm （4-mF150.18374d64）式中 许用应力； （Q235 钢的抗拉强度为 MPa8054nb375-500MPa，取 400MPa，为位安全系数取 5，即活塞杆的强度适中）3活塞杆的结构设计活塞杆的外端头部与负载的拖动电机机构相连接，为了避免活塞杆在工作生产中偏心负载力，适应液压缸的安装要求，提高其作用效率，应根据负载的具体情况，选择适当的活塞杆端部结构。4.活塞杆的密封与防尘活塞杆的密封形式有 Y 形密封圈、U 形夹织物密封圈、O 形密封圈、V 形密封圈等 6。采用薄钢片组合防尘圈时，防尘圈与活塞杆的配合可按 H9/f9 选取。薄钢片厚度为 0.5mm。为方便设计和维护，本方案选择 O 型密封圈。2.5 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度可以根据执行机构实际工作的最大行程确定，并参照表 4-4 选取标准值。液压缸活塞行程参数优先次序按表 4-4 中的 a、b、c 选用。表 4-4（a）液压缸行程系列（GB 2349-80） 625 50 80 100 125 160 200 250 320 400500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000表 4-4（b） 液压缸行程系列（GB 2349-80） 6840 63 90 110 140 180220 280 360 450 550 700 900 1100 1400 18002200 2800 3600表 4-4（c） 液压缸形成系列（GB 2349-80） 6240 260 300 340 380 420 480 530 600 650750 850 950 1050 1200 1300 1500 1700 1900 21002400 2600 3000 3400 3800根据设计要求知，活塞杆最大行程为 400mm。根据表 3-8，可选取液压缸的工作行程为 400mm。2.6 活塞的设计由于活塞在液压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此，它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄露，降低容积效率，使液压缸达不到要求的设计性能。活塞与缸体的密封形式分为：间隙密封（用于低压系统中的液压缸活塞的密封） 、活塞环密封（适用于温度变化范围大、要求摩擦力小、寿命长的活塞密封） 、密封圈密封三大类。其中密封圈密封又包括 O 形密封圈（密封性能好，摩擦因数小，安装空间小） 、Y 形密封圈（用在 20Mpa 压力下、往复运动速度较高的液压缸密封） 、 形密封圈（耐高压，耐磨性好，低温性能好，逐渐取代 Yx形密封圈） 、V 形密封圈（可用于 50Mpa 压力下，耐久性好，但摩擦阻力大） 。综合以上因素，考虑选用 O 型密封圈。2.7 导向套的设计与计算1.最小导向长度 H 的确定当活塞杆全部伸出时，从活塞支承面中点到到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度 1。如果导向长度过短，将使液压缸因间隙引起的初始挠度增大，影响液压缸工作性能和稳定性。因此，在设计时必须保证液压缸有一定的最小导向长度。根据经验,当液压缸最大行程为 L,缸筒直径为 D 时,最小导向长度为:9（4-5）20DLH一般导向套滑动面的长度 A，在缸径小于 80mm 时取 A=(0.61.0)D，当缸径大于 80mm 时取 A=(0.61.0)d.。活塞宽度 B 取 B=(0.61.0)D。若导向长度 H 不够时,可在活塞杆上增加一个导向套 K(见图 4-1)来增加 H 值。隔套 K 的宽度。)21BAHC（图 4-1 液压缸最小导向长度 1因此:最小导向长度 ，取 H=9cm；7cm2104(20DLH）导向套滑动面长度 A= c8.6.58活塞宽度 B= 7m9.隔套 K 的宽度 3c.1)2.74(19)21BAC（2.导向套的结构导向套有普通导向套、易拆导向套、球面导向套和静压导向套等，可按工作情况适当选择。1）普通导向套 这种导向套安装在支承座或端盖上，油槽内的压力油起润滑作用和张开密封圈唇边而起密封作用 6。2）易拆导向套 这种导向套用螺钉或螺纹固定在端盖上。当导向套和密封圈磨损而需要更换时，不必拆卸端盖和活塞杆就能进行，维修十分方便。它适用于工作条件恶劣，需经常更换导向套和密封圈而又不允许拆卸液压缸的情况下。3）球面导向套 这种导向套的外球面与端盖接触，当活塞杆受一偏心负载10而引起方向倾斜时，导向套可以自动调位，使导向套轴线始终与运动方向一致，不产生“憋劲“现象。这样，不仅保证了活塞杆的顺利工作，而且导向套的内孔磨损也比较均匀。4）静压导向套 活塞杆往复运动频率高、速度快、振动大的液压缸，可以采用静压导向套。由于活塞杆与导向套之间有压力油膜，它们之间不存在直接接触，而是在压力油中浮动，所以摩擦因数小、无磨损、刚性好、能吸收振动、同轴度高，但制造复杂，要有专用的静压系统。2.8 端盖和缸底的设计与计算在单活塞液压缸中，有活塞杆通过的端盖叫端盖，无活塞杆通过的缸盖叫缸头或缸底。端盖、缸底与缸筒构成密封的压力容腔，它不仅要有足够的强度以承受液压力，而且必须具有一定的连接强度。端盖上有活塞杆导向孔（或装导向套的孔）及防尘圈、密封圈槽，还有连接螺钉孔，受力情况比较复杂，设计的不好容易损坏。1.端盖的设计计算端盖厚 h 为： )-3p(1cpdD式中 D1螺钉孔分布直径，cm；P液压力， ；2kgf/m密封环形端面平均直径，cm；cpd材料的许用应力， 。2f/c2.缸底的设计缸底分平底缸，椭圆缸底，半球形缸底。3.端盖的结构端盖在结构上除要解决与缸体的连接与密封外，还必须考虑活塞杆的导向，密封和防尘等问题 6。缸体端部的连接形式有以下几种：A焊接 特点是结构简单，尺寸小，质量小，使用广泛。缸体焊接后可能变形，且内缸不易加工。主要用于柱塞式液压缸。B螺纹连接（外螺纹、内螺纹） 特点是径向尺寸小，质量较小，使用广11泛。缸体外径需加工，且应与内径同轴；装卸徐专用工具；安装时应防止密封圈扭曲。C法兰连接 特点是结构较简单，易加工、易装卸，使用广泛。径向尺寸较大，质量比螺纹连接的大。非焊接式法兰的端部应燉粗。D拉杆连接 特点是结构通用性好。缸体加工容易，装卸方便，使用较广。外形尺寸大，质量大。用于载荷较大的双作用缸。E半球连接，它又分为外半环和内半环两种。外半环连接的特点是质量比拉杆连接小，缸体外径需加工。半环槽消弱了缸体，为此缸体壁厚应加厚。内半环连接的特点是结构紧凑，质量小。安装时端部进入缸体较深，密封圈有可能被进油口边缘擦伤。F钢丝连接 特点是结构简单，尺寸小，质量小。2.9 缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还需要考虑到两端端盖的厚度 1。一般液压缸缸体长度不应大于缸体内经的2030 倍。取系数为 5,则液压缸缸体长度：L=5*10cm=50cm。2.10 缓冲装置的设计液压缸的活塞杆（或柱塞杆）具有一定的质量，在液压力的驱动下运动时具有很大的动量。在它们的行程终端，当杆头进入液压缸的端盖和缸底部分时，会引起机械碰撞，产生很大的冲击和噪声。采用缓冲装置，就是为了避免这种机械撞击，但冲击压力仍然存在，大约是额定工作压力的两倍，这就必然会严重影响液压缸和整个液压系统的强度及正常工作。缓冲装置可以防止和减少液压缸活塞及活塞杆等运动部件在运动时对缸底或端盖的冲击，在它们的行程终端能实现速度的递减，直至为零。当液压缸中活塞活塞运动速度在 6m/min 以下时，一般不设缓冲装置，而运动速度在 12m/min 以上时，不需设置缓冲装置。在该组合机床液压系统中，动力滑台的最大速度为 4m/min,因此没有必要设计缓冲装置。122.11 排气装置如果排气装置设置不当或者没有设置排气装置，压力油进入液压缸后，缸内仍会存在空气 6。由于空气具有压缩性和滞后扩张性,会造成液压缸和整个液压系统在工作中的颤振和爬行,影响液压缸的正常工作。比如液压导轨磨床在加工过程中，这不仅会影响被加工表面的光洁程度和精度，而且会损坏砂轮和磨头等机构。为了避免这种现象的发生，除了防止空气进入液压系统外，还必须在液压缸上设置排气装置。配气装置的位置要合理，由于空气比压力油轻，总是向上浮动，因此水平安装的液压缸，其位置应设在缸体两腔端部的上方；垂直安装的液压缸，应设在端盖的上方。一般有整体排气塞和组合排气塞两种。整体排气塞如图 4-2（a）所示。表 4-5 排气阀（塞）尺寸 6阀座 阀杆 孔d c 12dD 1l23l1Ls4dl52L3d4M16 6 11 6 19.2 9 3 2 31 17 10 8.5 3 48 46 23M20x2 8 14 7 25.4 11 4 3 39 22 13 11 4 59 48 28图 4-2 (a) 整体排气孔 图 4-2（b） 组合排气孔13图 4-2（c） 整体排气阀零件结构尺寸由于螺纹与缸筒或端面连接，靠头部锥面起密封作用。排气时，拧松螺纹，缸内空气从锥面空隙中挤出来并经过斜孔排除缸外。这种排气装置简单、方便，但螺纹与锥面密封处同轴度要求较高，否则拧紧排气塞后不能密封，造成外泄漏。组合排气塞如图 4-2（b）所示，一般由络螺塞和锥阀组成。螺塞拧松后，锥阀在压力的推动下脱离密封面排出空气。排气装置的零件图及尺寸图见 4-2（c）以及表 4-2（d） 。图 4-2（d） 组合排气阀零件结构尺寸2.12 密封件的选用1.对密封件的要求液压缸工作中要求达到零泄漏、摩擦小和耐磨损的要求。在设计时，正确地选择密封件、导向套（支承环）和防尘圈的结构形式和材料是很重要的。从现在密封技术来分析，液压缸的活塞和活塞杆及密封、导向套和防尘等应作为一个综合的密封系统来考虑，具有可靠的密封系统，才能式液压缸具有良好的14工作状态和理想的使用寿命。在液压元件中，对液压缸的密封要求是比较高的，特别是一些特殊材料液压缸，如摆动液压缸等。液压缸中不仅有静密封，更多的部位是动密封，而且工作压力高，这就要求密封件的密封性能要好，耐磨损，对温度适应范围大，要求弹性好，永久变形小，有适当的机械强度，摩擦阻力小，容易制造和装卸，能随压力的升高而提高密封能力和利于自动补偿磨损。密封件一般以断面形状分类。有 O 形、U 形、V 形、J 形、L 形和 Y 形等。除 O 形外，其他都属于唇形密封件。2.O 形密封圈的选用液压缸的静密封部位主要是活塞内孔与活塞杆、支承座外圆与缸筒内孔、缸盖与缸体端面等处 6。这些部位虽然是静密封，但因工作由液压力大，稍有意外，就会引起过量的内漏和外漏。静密封部位使用的密封件基本上都是 O 形密封圈。O 形密封圈虽小，确实一种精密的橡胶制品，在复杂使用条件下，具有较好的尺寸稳定性和保持自身的性能。在设计选用时，根据使用条件选择适宜的材料和尺寸，并采取合理的安装维护措施，才能达到较满意的密封效果。安装 O 形圈的沟槽有多种形式，如矩形、三角形、V 形、燕尾形、半圆形、斜底形等，可根据不同使用条件选择，不能一概而论。使用最多的沟槽是矩形，其加工简便，但容易引起密封圈咬边、扭转等现象。3.动密封部位密封圈的选用液压缸动密封部位主要有活塞与缸筒内孔的密封、活塞杆与支承座（导向套）的密封等。形密封圈是我国液压缸行业使用极其广泛的往复运动密封圈。它是一种xY轴、孔互不通用的密封圈。一般，使用压力低于 16MPa 时，可不用挡圈而单独使用。当超过 16MPa 并用于活塞动密封装置时，应使用挡圈，以防止间隙“挤出” 。2.13 防尘圈防尘圈设置与活塞杆或柱塞密封外侧，用于防止外界尘埃、沙粒等异物侵15入液压缸，从而可以防止液压油被污染导致元件磨损。1.防尘圈A 型防尘圈 是一种单唇无骨架橡胶密封圈，适于在 A 型密封结构形式内安装，起防尘作用。B 型防尘密封圈 是一种单唇带骨架橡胶密封圈，适于在 B 型密封结构形式内安装，起防尘作用。C 型防尘圈 是一种双唇密封橡胶圈，适于在 C 型结构形式内安装，起防尘和辅助密封的作用。2.防尘罩防尘罩采用橡胶或尼龙、帆布等材料制作。在高温工作时，可用氯丁橡胶，可在 130以下工作。如果温度再高时，可用耐火石棉材料。当选用防尘伸缩套时，要注意在高频率动作时的耐久性，同时注意在高速运动时伸缩套透气孔是否能及时导入足够的空气。但是，安装伸缩套给液压缸的装配调整会带来一些困难。2.14 液压缸的安装连接结构液压缸的安装连接结构包括液压缸的安装结构、液压缸近处有口的连接等。1.液压缸的安装形式液压缸的安装形式很多，但大致可以分为以下两类。1）轴线固定类 这类安装形式的液压缸在工作时，轴线位置固定不变。机床上的液压缸绝大多数是采用这种安装形式。A 通用拉杆式。在两端缸盖上钻出通孔，用双头螺钉将缸和安装座连接拉紧。一般短行程、压力低的液压缸。B 法兰式。用液压缸上的法兰将其固定在机器上。C 支座式。将液压缸头尾两端的凸缘与支座固定在一起。支座可置于液压缸左右的径向、切向，也可置于轴向底部的前后端。2）周线摆动类 液压缸在往复运动时，由于机构的相互作用使其轴线产生16摆动，达到调整位置和方向的要求。安装这类液压缸，安装形式也只能采用使其能摆动的铰接方式。工程机械、农用机械、翻斗汽车和船舶甲板机械等所用的液压缸多用这类安装形式。A 耳轴式。将固定在液压缸上的铰轴安装在机械的轴座内，使液压缸轴线能在某个平面内自由摆动。B 耳环式。将液压缸的耳环与机械上的耳环用销轴连接在一起，使液压缸能在某个平面内自由摆动。耳环在液压缸的尾部，可以是单耳环，也可以是双耳环，还可以做成带关节轴承的单耳环或双耳环。C 球头式。将液压缸尾部的球头与机械上的球座连接在一起，使液压缸能在一定的空间锥角范围内任意摆动。2.液压缸油口设计油口孔是压力油进入液压缸的直接通道，虽然只是一个孔，但不能轻视其作用 6。如果孔小了，不仅造成进油时流量供不应求，影响液压缸的活塞运动速度，而且会造成回油时受阻，形成背压，影响活塞的退回速度，减少液压缸的负载能力。对液压缸往复速度要求较严的设计，一定要计算孔径的大小。液压缸的进出油口，可以布置在缸筒和前后端盖上。对于活塞杆固定的液压缸，进出油口可以设在活塞杆端部。如果液压缸无专用排气装置，进出油口应设在液压缸的最高处，以便空气能首先从液压缸排出。液压缸进出油口的链接形式有螺纹、方形法兰和矩形法兰等。3 液压缸主要零件的材料和技术要求3.1 缸体1.缸体的材料液压缸缸体的常用材料为 20 钢、35 钢、45 钢的无缝钢管 6。因 20 钢的力学性能略低，且不能调质，应用较少。当缸筒与缸底、缸头、管接头或耳轴等件焊接时，则应采用焊接性能较好的 35 钢，粗加工后调质。一般情况下均采用45 钢，并调质到 241285HB。缸体的毛坯也可采用锻钢、铸钢或铸铁件。铸钢一般采用17ZG25、ZG35、ZG45 等。铸铁可采用 HT200HT350 之间的几个牌号或球墨铸铁QT500-05、QY600-02 等。特殊情况下，可采用铝合金等材料。2.主要表面粗糙度液压缸内圆柱表面粗糙度为 。m4.02aR3.技术要求（参见图 4-3）图 4-3 缸筒的技术要求 61）内径用 H8H9 的配合；2）内径圆度、圆柱度不大于直径公差之半；3）内表面母线直线度在 500mm 长度上不大于 0.03mm；4）缸体端面对轴线的垂直度在直径每 100mm 上不大于 0.04mm；5）缸体与端盖采用螺纹连接时，螺纹采用 6H 级精度。7）为防止腐蚀和提高寿命，内径表面可以镀 0.030.04mm 厚的硬铬，在进行抛光，刚体外涂耐蚀油漆。3.2 活塞1.活塞的材料缸径较小的整体式活塞一般采用 35 钢、45 钢；其他常用耐磨铸铁、灰铸铁 HT300、HT350（有外径上套有尼龙 66、尼龙 1010 或加布酚醛塑料的耐磨环）以及铝合金等。2.主要表面粗糙度活塞外圆柱表面粗糙度为 。m1.680aR183.技术要求（参见图 4-4）图 4-4 活塞的技术要求 61）外径的圆度、圆柱度不大于外径公差之半；2）外径 D 对内径 d1 的径向圆跳动不大于外径公差之半；3）端面 T 对轴线垂直度在直径 100mm 上不大于 0.04mm；4）活塞外径用橡胶密封时可取 f7f9 配合，内孔与活塞的配合可取 H8。3.3 活塞杆1.材料实心活塞杆材料为 35 钢、45 钢；空心活塞杆材料为 35 钢、45 钢的无缝钢管。2.主要表面粗糙度杆外圆柱粗糙度为 。m0.84aR3.技术要求（参见图 4-5）19图 4-5 活塞杆的技术要求 61）活塞杆的热处理：粗加工后调质到硬度为 229285HB，必要时，再经高频淬火，硬度达 4555HRC；2）外径 d 和 d2 的圆度、圆柱度不大于直径公差之半；3）外径表面直线度在 500mm 长度上不大于 0.03mm；4）d2 对 d 的径向跳动不大于 0.01mm；5）活塞杆上与导向套采用 H8/f7 配合，与活塞的链接可采用 H8/h8 配合；6）活塞杆上若有连接销孔时，该孔径应按 H11 级加工，该孔轴线与活塞杆轴线的垂直度公差值，按 6 级精度选取；7）活塞杆上的螺纹一般按 6 级精度加工，如载荷较小，机械振动也较小时，允许按 7 级或 8 级精度制造。3.4 缸盖1.缸盖的材料常用 35、45 锻钢或 ZG35、ZG45 铸钢或 HT200、HT300、HT350 铸铁等材料。当缸盖本身又是活塞杆的导向套，缸盖最好选用铸铁。同时，应在导向表面上熔堆黄铜、青铜或其他耐磨材料。 2.主要表面粗糙度配合表面粗糙度为 。m1.680aR3.技术要求（参见图 4-6）20图 4-6 缸盖的技术要求 61）配合表面的圆度、圆柱度不大于直径公差之半；2）d2、d3 对 D 的同轴度不大于 0.03mm；3）端面 A、B 对孔轴线的垂直度在直径 100mm 上不大于 0.04mm。3.5 导向套1.导向套材料常用青铜、耐磨铸铁、球墨铸铁、聚四氟乙烯。2.主要表面粗糙度导向表面粗糙度为 m8.0aR3.技术要求（参见图 4-7）图 4-7 导向套的技术要求 61）导向套的长度一般取活塞杆直径的 60%100%；2）外径与内径的同轴度不大于内控公差之半。差动连接快进时，液压缸有杆腔压力 P2 必须大于无杆腔压力 P1，其差值估取 P2-P1=0.5MPa，并注意到启动瞬间液压缸尚未移动，此时 P=0；另外取快退时的回油压力损失为 0.5MPa。根据假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力.流量和功率，并可绘出其工况图213.6 计算液压 缸各工作阶段的工作压力、流量和功率根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作过程各阶段的压力、流量和功率，在计算工进时背压按 代入，Pab5108快退时背压按 代入计算公式和计算结果列于下表中。5bp=10aP表 4-6 液压缸所需的实际流量、压力和功率 1负载 F 进油压力 jp回油压力 bp所需流量 q 输入功率 P工作循环 计算公式N Pa L/min kW差动快进2j1p=()jqFPAv1053 51092.451092.20.1 0.165工进2j1p=jbqFAvP26316 5104.3651080.24 0.015图 3 整理后的液压系统原理图22快退1j2p=jbqFAvP1053 5106.751011.3 0.331注：1.差动连接时，液压缸的回油口到进油口之间的压力损失，而 。ap510pjb2.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为 ，无杆腔回油，压力为 。jpbp4、液压泵的参数计算由表 4-6 可知工进阶段液压缸压力最大，若取进油路总压力损失，压力 继电器可靠动作需要压力差为 ，则液压泵 最510pPajp 510Pa高工作压力可按式算出：aap 4.610)54.36(1051 因此泵的额定压力可取 1.25 46.3 Pa=58 Pa。rp5由表 4-6 可知，工进时所需要流量最小是 0.24L/min，设溢流阀最小溢流量为 2.5L/min，则小流量泵的流量应为，快进快退时液压缸所需的最大流量是min/76.2in/)5.24.01( Lqp 20.1L/min，则泵的总流量为 ；min/1.2i/1.0Lqp即大流量泵的流量 。359)76(12p根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用 YB-A26B 型的双联叶片泵，该泵额定压力为 7MPa，额定转速 1000r/min。5、电动机的选择系统为双泵供油系统，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 1。小泵流量: smsmqp /1067./)60/14( 333 23大泵流量: smsmqp /10375./)60/12.5( 353 下面分别计算三个阶段所需要的电动机功率 P。1.差动快进差动快进时，大泵 3 的出口压力油经单向阀 6 后与小泵 4 汇合，然后经三位五通阀 15 进入液压缸大腔，大腔的压力 ，查样本可知，Papj511092.小泵的出口压力损失 ，大泵出口到小泵出口的压力损失514.0pPa。于是计算可得小泵的出口压力 （总效率521.0pPa p514.=0.5） ，大泵出口压力 （总效率 =0.5） 。p5219. 2电动机功率：WqpPp 945)5.01379.15.0674.( 33211 2.工进考虑到调速阀所需最小压力差 。压力继电器可靠动作需要压51pPa力差 。5210pPa因此工进时小泵的出口压力为：。而大泵的卸载压力取 。Papp 5211 104.6 5210pPa（小泵的总效率 =0.565，大泵的总效率 =0.3） 。2电动机功率: WqpPp 798)3.015265.01714.( 33212 3.快退类似差动快进分析知：小泵的出口压力 （总效率 =0.5） ；Pap52.1大泵出口压力 （总效率 =0.51） 。Pap52106.3电动机功率为： WqPpp 203)51.0376.25.0167.(3212 24综合比较，快退时所需功率最大。据此查样本选用 Y132M-1 异步电动机,电动机功率为 3KW,额定转速 750r/min。6、液压元件的选择6.1 液压阀及过滤器的选择根据液压阀在系统中的最高工作压力与通过该阀的最大流量，可选出这些元件的型号及规格 1。本例所有阀的额定压力都为 ，额定流量根据各56310Pa阀通过的流量，确定为 10L/min，25L/min 和 63L/min 三种规格，所有元件的规格型号列于表 5-1 中，过滤器按液压泵额定流量的两倍选取吸油用线隙式过滤器。表 5-1 液压元件明细表序号 元件名称最大通过流量 1/minL型号1 双联叶片泵 22.5 YB-A26B2 单向阀 12 I-25B3 三位五通电磁阀 32 35 -63BY1D4 二位二通电磁阀 32 22 -63BH15 调速阀 0.32 Q-10B6 压力继电器 D -63B1P7 单向阀 16 I-25B8 液控顺序阀 0.16 XY-25B9 背压阀 0.16 B-10B10 液控顺序阀（卸载用） 16 XY-25B11 单向阀 12 I-25B2512 溢流阀 4 Y-10B13 过滤器 45 XU-B32*10014 压力表开关 K-6B15 减压阀 20 J-63B16 单向阀 20 I-63B17 二位四通电磁阀 20 24D-40B18 单向顺序阀 XI-63B19 压力继电器 D -63B1P20 压力继电器 D -63B16.2 油管的选择根据选定的液压阀的连接油口尺寸确定管道尺寸。液压缸的进、出油管按输入、排出的最大流量来计算。由于本系统液压缸差动连接快进快退时，油管内通油量最大，其实际流量为泵的额定流量的两倍达 45L/min，则液压缸进、出油管直径 d 按产品样本，选用内径为 10mm，外径为 18mm 的冷拔钢管。6.3 油箱容积的确定中压系统的油箱容积一般取液压泵额定流量的 57 倍，本设计取 7 倍，故油箱容积为: 315L47V）（7、验算液压系统性能7.1 压力损失的验算及泵压力的调整1.工进时的压力损失的验算及泵压力的调整工进时管路中的流量仅为 0.24L/min，因此流速很小，所以沿程压力损失和局部损失都非常小，可以忽略不计 1。这时进油路上仅考虑调速阀的压力损26失 ，回油路上只有背压阀的压力损失，小流量泵的调整压力应等510pPa于工进时液压缸的工作压力 加上进油路压差 ，并考虑压力继电器动作需1p1p要，则： aaap PP5551 104.60)4.36(0即小流量泵的溢流阀 12 应按此压力调整。2快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调整因快退时，液压缸无杆腔的回游量是进油量的两倍，其压力损失比快进时要大，因此必须计算快退时的进油路与回油路的压力损失，以便于确定大流量泵的卸载压力。已知：快退时进油管和回油管长度均为 l=1.8m，油管直径 d=25 m，通310过的流量为进油路 =22.5L/min= ，1q/sm10375.3-回油路 =45L/min= 。液压系统选用 N32 号液压油，考虑最2 /s.0-低工作温度为 15 摄氏度，由手册查出此时油的运动粘度 v=1.5st=1.5 ，2/cms油的密度 ，液压系统元件采用集成块式的配置形式。39/kgm（1）确定油流的流动状态 按式 经单位换算为：vdRe（6-4410273.10qvdRe1）式中 v平均流速（m/s）d油管内径（m）油的运动粘度（ ）2/cmsq通过的流量（ ）3则进油路中液流的雷诺数为：2301905.1072.1043-34 vdRe回油路中液流的雷诺数为： 2309805.1072.1043-34 vde27由上可知，进回油路中的流动都是层流。（2）沿程压力损失的计算： （6-264dlRpe2）在进油路上，流速 则压力损失为：sms/1./0154.37dq6-2321 PaalRpe 53-21 04.9.8641 在回油路上，流速为进油路流速的两倍即 v=4.24m/s，则压力损失为：aadlpe 53-222 108.10598.4.4642 （3）局部压力损失 由于采用了集成块式的液压装置，所以只考虑阀类元件和集成块内油路的压力损失。通过各阀的局部损失按式 计算，2q)(ps结果列于下表：部分阀类元件局部压力损失元件名称额定流量 1/minnqL实际通过流量 1/inqL额定压力损失 5/(