课程设计YA32-3150型四柱万能液压机液压系统设计

液压与汽压传动课程设计说明书题目YA323150型四柱万能液压机液压系统设计课程设计评语课程设计答辩负责人签字年月日目录一、设计课题二、主要参数确定三、确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸四、液压缸运动中的供油量计算五、确定快速空程供油方式，液压泵规格，驱动电机功率六、选取液压系统图七、液压系统工作油路分析八、计算和选取液压元件九、液压系统稳定性论证十、设计小结十一、参考文献一、设计课题1设计内容设计一台YA323150KN型四柱万能液压机，设该四柱万能液压机下行部件G15吨，下行行程12M15M。2设计要求（1）确定液压缸的主要结构尺寸D，D2绘制正式液压系统图（1号图纸），动作表、明细表3确定系统的主要参数4进行必要的性能验算（压力损失、热平衡）二、主要参数确定液压系统最高工作压力P32MPA，在本系统中选用P25MPA；主液压缸公称吨位3150KN；主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比为8，塑料制品的压制力与回程力之比为2，取800KN；顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一，取650KN；顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一，210KN行程速度主液压缸快速空行程V50MM/S工作行程V10MM/S回程V50MM/S顶出液压缸顶出行程V50MM/S回程V80MM/S三、确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸1主液压缸A主液压缸内径DMPR64010254363主根据GB/T23461993，取标准值D主400MMB主液压缸活塞杆径DDD6253012543806322回主根据GB/T23461993，取标准值D主250MMC主液压缸有效面积（其中A1为无杆腔面积，A2为有杆腔面积）22156040MA2222576313MDDD主液压缸实际压制力和回程力NPAR661104250压制E主液压缸的工作力（1）主液压缸的平衡压力PAAG532109607548平衡（2）主液压缸工进工作压力MPAAPR125121平衡压制工（3）液压缸回程压力40765832回程回2顶出液压缸A顶出液压缸内径MPRD918012543663顶顶根据GB/T23461993，取标准值D顶200MMB顶出液压缸活塞杆径D17102514306322顶顶顶根据GB/T23461993，取标准D顶160MMC顶出液压缸有效面积（其中A3为无杆腔面积，A4为有杆腔面积）222314014MDA2224130463DD顶出液压缸的实际顶出力和回程力NPAR4638570125顶出E顶出压缸的工作力MA项出MPAAP5810324顶回顶回四、液压缸运动中的供油量计算1主液压缸的进出油量A主液压缸空程快速下行的进出油量SMAQ/628051203快进7573快回B主液压缸工作行程的进出油量SQ/1260125603工进MA7573工回C主液压缸回程进出油量SQ/826065332回进1回出2顶出液压缸退回行程的进出油量A顶出液压缸顶出行程的进出油量SMAQ/1570343顶进62104顶回B顶出液压缸退回行程的进出油量SQ/94308354退进MA2511033退回五、确定快速空程供油方式，液压泵规格，驱动电机功率1液压系统快速空程供油方式MIN/8376/62805120LSAQ快进由于供油量大，不宜采用由液压泵供油方式，利用主液压缸活塞等自重快速下行，形成负压空腔，通过吸入阀从油箱吸油，同时使液压系统规格降低档次。2选定液压泵的流量及规格设计的液压系统最高工作压力P25MPA，主液压缸工作行程，主液压缸的无杆腔进油量为IN/3675/12560125603LSMAQ工进主液压缸的有杆腔进油量为I/29/87332回进顶出液压缸顶出行程的无杆腔进油量为MIN/294/1570343LSAQ顶进设选主液压缸工作行程和顶出液压缸顶出行程工作压力最高（P25MPA）工件顶出后不需要高压。主液压缸工作行程（即压制）流量为7536L/MIN，主液压缸工作回程流量为2296L/MIN，选用5ZKB732型斜轴式轴向柱塞变量泵，该泵主要技术性能参数如下排量2343ML/R，额定压力16MPA，最大压力25MPA，转速970R/MIN，容积效率96。该液压泵基本能满足本液压系统的要求。3液压泵的驱动功率及电动机的选择主液压缸的压制力与顶出液压缸的顶出工作压力均为P25MPA，主液压缸回程工作压力为1045MPA，顶出液压缸退回行程工作压力为1858MPA，液压系统允许短期过载，回此快速进退选1045MPA，Q200L/MIN，工进选P25MPA，Q7536L/MIN，液压泵的容积效率V096，机械效率M095，两种工况电机驱动功率为KWPQMV19389506214506快V47工由以上数据，查机械设计手册，选取Y280S6三相异步电动机驱动液压泵，该电动机主要性能参数如下额定功率45KW，满载转速980R/MIN。六、选取液压系统图1液压系统图2电磁铁动作表动作顺序1YA2YA3YA4YA5YA6YA快速下行慢速加压保压卸压回程主液压缸停止顶出退回压边顶出缸浮动拉伸3油箱容积上油箱容积LV67123上根据GB287681标准，取其标准值630L。下油箱容积589下根据GB287681标准，取其标准值1600L。七、液压系统工作油路分析A启动电磁铁全断电，主泵卸荷。主泵（恒功率输出）电液换向阀7的M型中位电液换向阀17的K型中位油箱B液压缸15活塞快速下行1YA，5YA通电，电液换向阀7右位工作，控制油路经电磁换向阀12打开液控单向阀13，接通液压缸15下腔与液控单向阀13的通道。进油路主泵（恒功率输出）电液换向阀7单向阀8液压缸15上腔回油路液压缸15下腔单向阀13电液换向阀7电液换向阀17的K型中位油箱液压缸活塞依靠重力快速下行形成负压空腔大气压油吸入阀11液压缸15上腔C液压缸15活塞接触工件，慢速下行（增压行程）液压缸活塞碰行程开关2XK使5YA断电，切断液压缸15下腔经液控单向阀13快速回油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油吸入阀11上液压缸15上腔）吸油路。进油路主泵（恒功率输出）电液换向阀7单向阀8液压缸15上腔回油路液压缸15下腔顺序阀14电液换向阀7电液换向阀17的K型中位油箱D保压液压缸15上腔压力升高达到预调压力，电接触压力表9发出信息，1YA断电，液压缸15进口油路切断，（单向阀8和吸入阀11的高密封性能确保液压缸15活塞对工件保压，利用液压缸15上腔压力很高，打开外控顺序阀10的目的是防止控制油路使吸入阀11误动而造成液压缸15上腔卸荷）当液压缸15上腔压力降低到低于电接触压力表9调定压力，电接触压力表9又会使1YA通电，动力系统又会再次向液压缸15上腔供应压力油。主泵（恒功率输出）电液换向阀7的M型中位电液换向阀17的K型中位油箱，主泵卸荷。E保压结束，液压缸15上腔卸荷后保压时间到位，时间继电器电出信息，2YA通电（1YA断电），液压缸15上腔压力很高，打开外控顺序阀10，大部分油液经外控顺序阀10流回油箱，压力不足以立即打开吸入阀11通油箱的通道，只能先打开吸入11的卸荷阀，实现液压缸15上腔先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时主泵1大部分油液电液换向阀7外控顺序阀10油箱F液压缸15活塞快速上行液压缸15上腔卸压达到吸入阀11开启的压力值时，外控顺序阀10关闭。进油路主泵1电液换向阀7液控单向阀13液压缸15下腔回油路液压缸15上腔吸入阀11油箱G顶出工件液压缸15活塞快速上行到位，碰行程开关1XK，2YA断电，电液换向阀7复位，3YA通电，电液换向阀17右位工作。进油路主泵1电液换向阀7的M型中位电液换向阀17液压缸16下腔回油路液压缸16上腔电液换向阀17油箱H顶出活塞退回4YA通电，3YA断电，电液换向阀17左位工作进油路主泵1电液换向阀7的M型中位电液换向阀17液压缸16有杆腔回油路液压缸16无杆腔电液换向阀17油箱I压边浮动拉伸薄板拉伸时，要求顶出液压缸16无杆腔保持一定的压力，以便液压缸16活塞能随液压缸15活塞驱动一同下行对薄板进行拉伸，3YA通电，电液换向阀17右位工作，6YA通电，电磁阀19工作，溢流阀21调节液压缸16无杆腔油垫工作压力。进油路主泵1电液换向阀7的M型中位电液换向阀17液压缸16无杆腔吸油路大气压油电液换向阀17填补液压缸16有杆腔的负压空腔八、计算和选取液压元件根据上面计算数据，查液压设计手册选取液压元件如下序号元件名称实际流量规格1斜轴式轴向柱塞变量泵227L/MIN5ZKB7322齿轮泵18L/MINBBXQ3电动机Y8024三相异步电机4滤油器245L/MINWU250F5先导式溢流阀227L/MINCG2V8FW6溢流阀18L/MINYFL10B7电液换向阀227L/MIN24DYB32HZ8单向阀227L/MINDFL32H29压力继电器IPD01H6LY10外控内泄型顺序阀227L/MINXD4FL32H11液控单向阀376L/MINDFYF50H212两位四通电磁换向阀18L/MIN24D10HTZ13液控单向阀227L/MINDFYF32H214顺序阀227L/MINXD2FL32H15主液压缸16顶出液压缸17电液换向阀227L/MIN24DYB32HZ18节流阀227L/MINLDFL32C19两位两通电磁换向阀227L/MIN22D32B20先导式溢流阀227L/MINCG2V8FW21溢流阀227L/MINYFL32B九、液压系统稳定性论证（一）主液压缸压力损失的验算1、快速空行程时的压力损失快速空行程时，由于液压缸进油从吸入阀11吸油，油路很短，因此不考虑进油路上的压力损失，在回油路上，已知油管长度L2M，油管直径D32103M，通过的流量Q383103M3/S。液压系统选用N32号液压油，考虑最低工作温度15，由手册查出此时油的运动粘度V15CM2/S，油的密度900KG/M3，液压系统元件采用集成块式的配置形式。1确定油流的流动状态，回油路中液流的雷诺数为23015051028371RE4由上可知，回油路中的流动是层流。（2）沿程压力损失P在回油路上，流速SMDQ/76410324832则压力损失为PALP018596RE32（3）局部压力损失由于采用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。通过各阀的局部压力损失列于下表中元件名称额定流量实际流量额定损失实际损失液控单向阀25022982168986电液换向阀225022984675943若取集成块进油路压力损失为30000PA，回油路压力损失为50000PA，则回油路总的压力损失为PAP93510067594318402慢速加压行程的压力损失详细DWG图纸三二1爸爸五四0六全套资料低拾10快起在慢速加压行程中，已知油管长度L2M，油管直径D32103M，通过的流量进油路Q1126103M3/S，回油路Q2077103M3/S。液压系统选用N32号液压油，考虑最低工作温度15，由手册查出此时油的运动粘度V15CM2/S，油的密度900KG/M3，液压系统元件采用集成块式的配置形式。（1）确定油流的流动状态进油路中液流的雷诺数为230410510267RE31回油路中液流的雷诺数为432由上可知，进回油路中的流动是层流。（2）沿程压力损失P在进油路上，流速SMDQ/571032146632则压力损失为PALP32849RE在回油路上，流速SMDQ/6013247032则压力损失为PALP813296RE（3）局部压力损失由于采用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。通过各阀的局部压力损失列于下表中元件名称额定流量实际流量额定损失实际损失单向阀807562182883电液换向阀25022984337973顺序阀504623256133若取集成块进油路压力损失为30000PA，回油路压力损失为50000PA，则进油路总的压力损失为PAP564103079182341回油路总的压力损失为PAP9021523793快速退回行程的压力损失在快速退回行程中，主液压缸从顺序阀10卸荷，油路很短，压力损失忽略不计，已知油管长度L2M，油管直径D32103M，通过的流量进油路Q1383103M3/S。液压系统选用N32号液压油，考虑最低工作温度15，由手册查出此时油的运动粘度V15CM2/S，油的密度900KG/M3，液压系统元件采用集成块式的配置形式。（1）确定油流的流动状态进油路中液流的雷诺数为23015051032871RE43由上可知，进油路中的流动是层流。（2）沿程压力损失P在进油路上，流速SMDQ/76410324832则压力损失为PALP018596RE32（3）局部压力损失由于采用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。通过各阀的局部压力损失列于下表中元件名称额定流量实际流量额定损失实际损失单向阀25022982168986电液换向阀25022984337973若取集成块进油路压力损失为30000PA，回油路压力损失为50000PA，则进油路总的压力损失为PAP57103079168401（二）顶出液压缸压力损失验算1顶出行程的压力损失在顶出液压缸顶出行程中，已知油管长度L2M，油管直径D32103M，通过的流量进油路Q1157103M3/S，回油路Q2057103M3/S。液压系统选用N32号液压油，考虑最低工作温度15，由手册查出此时油的运动粘度V15CM2/S，油的密度900KG/M3，液压系统元件采用集成块式的配置形式。（1）确定油流的流动状态进油路中液流的雷诺数为23041605103271RE3回油路中液流的雷诺数为5432由上可知，进回油路中的流动是层流。（2）沿程压力损失P在进油路上，流速SMDQ/9510321457632则压力损失为PALP43RE632在回油路上，流速SMDQ/7103214570632则压力损失为PALP99RE632（3）局部压力损失由于采用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。通过各阀的局部压力损失列于下表中元件名称额定流量实际流量额定损失实际损失电液换向阀250942/342456791/7486若取集成块进油路压力损失为30000PA，回油路压力损失为50000PA，则进油路总的压力损失为PAP160353567911643回油路总的压力损失为P4948022顶出液压缸退回行程的压力损失在慢速加压行程中，已知油管长度L2M，油管直径D32103M，通过的流量进油路Q109103M3/S，回油路Q2251103M3/S。液压系统选用N32号液压油，考虑最低工作温度15，由手册查出此时油的运动粘度V15CM2/S，油的密度900KG/M3，液压系统元件采用集成块式的配置形式。（1）确定油流的流动状态进油路中液流的雷诺数为230810510297RE431回油路中液流的雷诺数为6432由上可知，进回油路中的流动是层流。（2）沿程压力损失P在进油路上，流速SM