液压毕业设计说明书(论文)

1、159成型机的液压系统设计说明书一、 工况分析159成型机的液压系统,完成的工作循环是:快速空程下行-慢速加压-保压-快速回程-停止.运动部件的重力为20000N,快速往返速度为3m/min,加压速度为40250mm/min,压制力为200000N，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1。动力滑台可随时在中途停止运动。1.1 按上述设计步骤计算如下1.1.1工况分析首先根据已知条件,绘制运动部件的速度循环图,如图1-1所示.然后计算各阶段的外负载并绘制负载图.液压缸所受外负载F包括三种类型,即 F= Fw + Ff +Fa 式中 Fw-工作负载，对于液压机来说，即为压制力，在本例中Fw为20000

2、0N； Fa-运动部件速度变化时的惯性负载; Ff-导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力。启动后为动摩擦阻力，对于平导轨Ff可由下式求得 Ff = f( G + FRn ) ; G-重力 FRn-垂直于导轨的工作负载，事例中为零; f-导轨摩擦系数，静摩擦系数取0.2,动摩擦系数为0.1。初步确定液压缸参数1、 =20408.16N2、 摩擦力,F动F静忽略不计3、 重力 =20000N4、 密封阻力 =0.1F(F为总的负载)5、背压阻力 处算时不考虑6、压制力=200000N根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载，并画出负载循环图. 工况 计算公式 液压缸的负载启动加速阶段:=+=2

3、2675.73N快进阶段:=+=0工进阶段: =+=快退阶段:=+=1.1.2拟定液压系统原理图(1) 确定供油方式考虑到该压力机在工作进给时负载较大，速度较底.而在快进,快退时负载较小，速度较慢。从节能，减少发热考虑，泵源系统宜选用轴向柱塞泵。(2) 调速方式的选择在压力机的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或者调速阀.这种调速回路具有效率高，发热小和速度刚性好的特点，并且调速阀装在回油路上，具有承受负切削力的能力。.(3)速度方式的选择本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单，调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换平稳性，则可改用行程

4、阀切换的速度换接回路1.2 液压回路组合。（一速度循环图见附录一二负载循环图见附录二三液压系统原理图 见附录三二、液压缸的设计与计算2.1 液压系统的计算2.1.1液压缸主要尺寸的确定工作压力p的确定。工作压力p可根据负载大小及机器类型初步确定，先查表取液压缸工作 压力为20MPa.设备类型机 床农业机械或中型工程机械液压机、重型机械、起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力P（MPa）0.82.0352881010162032计算液压缸内径D和活塞杆直径d。由负载图知最大负载F为222222.22N，按表可取p2为0MPa，cm为0.95，考虑到快进，快退速度相等，取d/D为0.7。将上

5、述数据代入式2-3可得D=12.203cm 由液压缸尺寸系列表2-4查得D=12.5cm活塞直径d，按=0.7,d=87.5由表2-4和2-5液压缸和活塞尺寸系列，取液压缸为D=125mm和活塞为d=90mm按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，由式 A>=25 式中是由产品样本差得调速阀2FRM6A7-10Bz50QMV的最小稳定流量为0.1 本例中调速阀是安装在进油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应取液压缸无杆腔的实际面积，即 =可见上述不等式能满足，液压缸所达到所需低速。液压缸内径尺寸系列（GB2348-80）810121620253240506380（90）100（110）12

6、5（140）160（180）200（220）250活塞杆直径系列（GB2348-80）456810121416182022252832364045505663708090100110125140 2.1.2液压缸的设计 1 、液压缸工作压力的确定 根据设备的类型有表2-1初选工作压力P=20MPa 2、液压缸内径D和活塞杆d的确定 有前面的计算以得出D=12.5cm,d=9cm 3、液压缸壁厚的确定和外径的确定 （1）起重运输机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算： 式中：液压缸壁厚（m） D液压缸的内径（m） 试验压力，一般取最大工作压力的（1.25

7、1.5）倍 （MPa） 缸筒材料的许用应力。其值为锻钢：=110120MPa; 铸钢：=100110MPa；无缝钢管：=100 120MPa;高强度铸铁：=60MPa;灰铸铁：=25MPa 现取=100MPa 查无缝钢管标准系列取 （2）缸体的外径为 cm 现取D=16.5cm 选择YB231-64型无缝钢管： 4、液压缸工作行程的确定 由于本执行机构实际工作的最大行程为200mm再结合表2-1中 的系列尺寸确定缸的工作行程为200mm。 5、缸盖厚度的确定 一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t按强度要求可用下面式 子进行近似的计算： t 式中：t缸盖有效厚度（m） 液压缸缸盖的止口直径（m）

8、 缸盖孔直径 6、最小导向长度的确定 最小导向长度是指从活塞支撑面到缸盖滑动轴承支撑面中点的距离，如果导向长度过小，将使液压缸的初始绕度增大影响液压缸的稳定性。对一般液压缸，要求最小导向长度H应满足以下要求： H 式中：L液压缸的最大行程 D液压缸的内径 H cm 活塞的宽度B一般取B=（0.61.0）；缸盖的滑动支撑面的长度，根据液压缸内径D而确定：当D<80mm 时，取=（0.61.0）D;当D>80mm时，取=（0.61.0）d。因为B在（0.61.0）D故： B=（75125）mm现取B=80mm因为D=250mm 故取=（0.61.0）d 现取=75cm三、液压系统计算与

9、选择液压元件 3.1 计算在各工作阶段液压缸所需的流量=d快进= 3.2 确定液压泵的流量,压力和选择泵的规格3.2.1泵的压力的确定.考虑到正常工作中进油路有一定的压力损失,所以泵的工作压力为 式中: 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0.8MPa 是静压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的压力往往超过静压力。另外考虑到低压系统取小值，高压系统取大值。在本系统中=1.453.2.2 泵的流量的确定：液压泵的最大流量为： =1.2×19.08=22.896 式中：液压泵的最大流量 同时作用的各执行元件所需流量之和的最大值 系统

10、泄漏系数,一般 =1.11.3,现取=1.2选择液压泵的规格，根据以上计算得的和再查有关手册，现选择CY14-1B型斜盘式轴向柱塞泵，该泵的参数为：每转的排量，泵的额定压力，电动机转速1470，容积总效率，总效率。与液压泵匹配的电动机的选定。首先分别算出快进与工进两种不同工况时的功率，两者较大者作为电动机规格的依据。由于在工进时泵的输出流量减小，泵的功率急剧下降，一般当流量在0.21的范围内时，可取，同时还应该注意到，为了使所选择的电动机在经过泵的流量特性曲线的最大功率点时不至电动机停转需进行验算即： 式中： ； 首先计算快进时的功率，快进时的外负载为0N，此时快进时进油路的压力为0功率为0.

11、 工进时所需电动机功率为： P= 由手册选择Y100L2-4型三相异步电动机，功率3kw,额定转速1470 3.3 液压阀的选择液压元件明细表序号元件名称型号通过的流量工作压力1轴向柱塞泵CY14-1B23L/min20Pa2过滤器3XU-C100×10023L/min3三位四通换向阀34EM-H10B-T-zz20L/min20MPa4溢流阀Yz-HD20L 23L/min20MPa5调速阀2FRM6A7-0B25QMV20L/min20MPa6单向阀DIF-L10H-218L/min23MPa7顺序阀Dz10DP-7-50-751.5L/min4MPa8压力继电器IPD01-HC

12、-6L-20L/min20MPa9蓄能器NXQ-L2.5/31.5H20L/min23MPa10压力表MS2A-2B-315-223L/min11二位二通换向阀22E-B10C-TZ20L/min20MPa3.4 确定管道尺寸 油路内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按管路允许的流速进行计算。本系统主油路流量为差动时流量q=36.82L/min,压油管的允许流速取 d=4.6 综合诸因素及系统上面各阀的通径取d=12mm,吸油管的直径参照CY14-1B变量泵吸油口连接尺寸，取吸油管内径d=42mm.3.5 液压油箱容积的确定 本系统为高压系统液压油箱有效容量按泵流量的57倍来确定

13、（参考表4-1现选用容量为400L.3.6 液压系统的验算 已知液压系统中进回油路的内径为d=12mm，各管道长度分别AB=0.5m,AC=0.7m,AE=BE=1m,EF=0.3m,BD=0.5m, 选用L-HM32液压油。设其工作在，其运动粘度油液的密度 （1）压力损失验算1）、工进时油液的压力损失 运动部件快进时的最大速度为0.25，最大流量为3.07，则液压油在油管内的流速为 管道的雷诺数为 = = <2300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数=进油管FC的沿程压力损失为=2.1查的换向阀34EM-H10B-T-zz的压力损失=0.05Mpa，调速阀2FRM6A7-0B

14、25QMV的压力损失=1MPa忽略油液通过管接头，油路板处的局部压力损失，则进油路的总压力损失为 =+=（0.033+0.05+1）=1.083MPa2)工进回油路的压力损失 管道的雷诺数为 = =<2300油液在管道内的流态为层流，其沿程阻力系数回油路管道沿程压力损失为 =4.97查产品样本知换向阀34EM-H10B-T-zz的压力损失=0.025Mpa；顺序阀Dz10DP-7-50-75压力损失=1MPa;。回油路的总压力损失 =+ =0.018MPa+1MPa+0.025MPa =1.043 MPa变量泵出口处的压力 = =19.2Mpa 4)快进时的压力损失 1）进油路的压力损失 快进时液压缸为差动连接，自汇流点A至液压缸进油口C之间的管路AC中，流量为液压缸出口的两倍即40 ,AC段管路的沿程压力损失为 =管道的雷诺数为 =<2300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数=进油管AC的沿程压力损失为=0.159同样可求管道AF段及AD段的沿程压力损失和 =管道的雷诺数为 =<2300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数=0.32=0.32查的换向阀34EM-H10B-T-zz的压力损失=0.17Mpa 换向阀22E-B10C-TZ的压力