300T液压机液压系统设计说明书

1、300T液压机液压系统设计摘要液压机是一种以液体为工作介质，根据帕斯卡原理制成的用于传递能量以实现各种工艺的机器。液压机是一种锻压机械，它能完成调直、冷冲压、冷挤压等多种锻压工艺。液压机的结构形式很多，但通常由横梁、立柱、工作台、滑块和顶出机构等部件组成。本文为300T液压机液压系统设计，通过对液压机主缸及顶出缸进行工况分析，绘制其速度图和负载图。选择液压基本回路，拟定液压系统原理图，使主缸能完成快速下行、减速压制、保压延时、泄压回程、停止的基本工作循环，顶出缸能实现顶出、退回、浮动压边的动作，之后对液压系统控制过程进行分析。确定液压系统的主要参数，通过对压力、流量等参数的分析与计算，对泵、电

2、机、控制阀等液压元件和辅助件进行了选择。本次设计采用了集成块，除去与泵或液压缸等的连接仍然采用管接头和管道以外，其它各元件之间的连接都通过集成块上的通道，其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻，大大减少管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声，并且液压系统安装、调试和维护方便，压力损失小，外形美观。另外对液压站进行了总体布局。通过液压系统压力损失和温升的验算，本文液压系统的设计可以满足液压机工作循环的动作要求，能够实现塑性材料的成型加工工艺。关键词：液压机，液压系统，原理图，集成块，液压站THEDESIGNOF300THYDRAULICPRESS'HYDRAULICS

3、YSTEMABSTRACTHydraulicpressesaremachinesthatuseliquidasworkingmediumandaremadeaccordingtotheprincipleofPASCALtodeliverenergytoachievevariousprocesses.Hydraulicpressesaremetalformingmachineswhichcancompletevariousforgingtechnologysuchasalignment,coldforging,coldextrudingandsoon.Hydraulicpresseshavema

4、nystructuralformsbutmoreoftenthannottheyarecomposedofcrossbeam,verticalpost,worktable,slideblockandejectorparts.Thispaperisaboutthedesignof300Thydraulicpress'shydraulicsystem,thoughtheconditionanalysisofthehydraulicpress'smaincylinderandejectioncylinder,wecandrawtheirvelocitydiagramsandloadd

5、iagrams.Thenwechoosebasichydrauliccircuittoformthehydraulicsystemschematics.Wemustmakesurethemaincylindercancompletethebasicworkingcycleoffastdescending,decelerationrepression,timedelayofpressforming,relinef-pressurereturnandstop,andontheotherhand,ejectioncylindercanrealizetheactionofejection,return

6、andfloatingsidepressing.Afterthat,wemustanalysethecontrolprocessofthehydraulicsystem.Hydraulicsystem'smainparametersaredeterminedandthroughtheanalysisandcalculationofpressure,flowandotherparameters,andthenwecangoonthechoosehydrauliccomponentsandauxiliarypartssuchaspump,motor,filters,controlvalve

7、s.Thisdesignadoptedthemanifoldblock,andexceptthattheconnectionofpumpandhydrauliccylinderstillusesthepipesandpipejoints,theconnectionofothercomponentsallthroughthechannelofthemanifoldblock.Itsstructureismorecompact,volumeisrelativelysmaller,itsweightislighterwithoutpipeconnection.What'smore,itcan

8、eliminateleakageoftubing,connectors,vibrationandnoise,also,theinstallation,commissioningandmaintenanceofhydraulicsystremareconvenient,lowpressuredrop,anditlooksmorebeautiful.Thepaperhasalsodesignedtheoveralllayoutofthehydraulicstation.whatismorethispaperhavethree-dimensionalgraphofintegratedblock,hy

9、draulicpressurestation,whichmakeitmorebeautifulandaccessibletoreader.Thehydraulicsystemcanmeetthepressordercycleactionrequiresandrealizetheplasticmaterialforgingpress,stampingcoldextrusion,straightening,bendingformingprocessandothercontourmachiningtechnicthroughcheckcalculationofhydraulicsystempress

10、urelossandthetemperatureofthehydraulicsystem.KEYWORDS:hydraulicpress,hydraulicsystem,systemdiagram,manifoldblock,hydraulicstation前言错误！未定义书签。第1章液压系统设计要求和工况分析错误！未找到引用源。.3§1.1 明确对液压系统的设计要求错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。3§1.2 液压系统的工况分析错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。4§1.2.1 液压机主缸的工况分析错误!未找到引用源。4错误！未找到引用源。错误！未找到

11、引用源。§1.2.2液压机顶出缸的工况分析错误!未找到引用源。错误！未找到引用源。6第2章确定液压系统主要参数错误！未找到引用源。7§2.1 确定液压缸的主要参数错误！未找到引用源。7错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。§2.1.1初选液压缸的工作压力错误!未找到引用源。7错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。§2.1.2确定液压缸的主要结构尺寸错误!未找到引用源。8§2.2 计算系统所需压力错误！未找到引用源。9§2.3 系统流量的计算错误！未找到引用源。10错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。§2.2.1主缸流

12、量的计算错误!未找到引用源。10错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。§2.2.1顶出缸流量的计算错误!未找到引用源。10错误！未找到引用源。第3章液压机液压系统原理图设计错误！未找到引用源。.11§3.1 选择基本回路错误！未找到引用源。11§3.1.1 确定液压泵类型错误！未找到引用源。11§3.1.2 速度控制回路错误！未找到引用源。118.1.3压力控制回路错误！未找到引用源。12§3.2 绘制液压系统原理图错误！未找到引用源。13§3.3 液压系统控制过程分析错误!未找到引用源。.14§3.3

13、.1 主缸的运动错误！未找到引用源。错误！未定义书签。§3.3.2 顶出缸的运动错误！未找到引用源。错误！未定义书签。第4章液压元件的选择错误！未找到引用源。错误！未定义书签。3.1 确定液压泵及驱动电机的功率错误！未找到引用源。.163.1.1 确定液压泵的工作压力错误！未找到引用源。错误！未定义书签。3.1.2 确定液压泵的最大流量qp错误！未找到引用源。.163.1.3 选择液压泵的规格错误！未找到引用源。.163.1.4 电动机的选择错误！未找到引用源。173.2 阀类元件及辅助元件的选择错误！未找到引用源。.173.3 管道尺寸的确定错误！未找到引用源。183.4 油箱容积

14、的确定错误！未找到引用源。193.5 系统温升的验算错误！未找到引用源。20第5章液压集成油路的设计错误！未找到引用源。21第6章液压站结构设计错误！未找到引用源。22§6.1 液压站的结构形式错误！未找到引用源。22§6.2 液压泵的安装方式错误！未找到引用源。23§6.3 液压油箱的设计错误！未找到引用源。23结论25参考文献错误！未定义书签。致谢26前言液压传动在机械制造、冶金、工程机械、农工机械、轻工机械、航空、船舶等各个部门均有广泛应用。而液压机是用来对金属、塑料、木材等材料进行压力加工的机械，也是最早应用液压传动的机械之一。液压机自19世纪问世以来得到

15、了很快的发展，在工业生产中已经有了广泛的应用，成了产品压力加工成型不可或缺的机械设备。随着科学技术的日新月异，电子技术、液压技术的不断成熟，液压机也得到了更进一步的发展。到目前为止，液压机的最大公称压力已经达到了750MN,控制技术也由原来传统的继电器控制变为可编程控制器和工业计算机控制，这使液压机的运行平稳性、控制精度、产品质量有了保证，同时生产效率得到了很大的提高。液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。它与机械压力机相比，具有压力和速度可在广泛的范围内无极调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力，结构布局灵活，各执行机构动作可方便地达到所希望的配合关系等等很多优点。它与传统机械加

16、工相比属于无屑加工，应用范围广泛，一般用于塑性材料的冷挤、校直、弯曲、冲裁、拉伸等。此外液压机还用于粉末冶金、翻边、压装等产品的成型加工工艺，能实现复杂工件和不对称工件的加工，产品废品率较低。液压机根据加工工件的不同性质，还可进行适当的压力行程调整，满足产品的加工要求。液压机主要由主机、液压系统、电气系统三部分组成。作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国内外液压机都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统

17、中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。由于液压机的液压系统和整机结构方面已经比较成熟，目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准化，以有效防止泄露和污染等四个方面。近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振

18、动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从70年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。本文主要内容是液压机液压系统的设计，通过具体的参数计算及工况分析，设计出液压缸的尺寸，拟定液压控制系统原理图，使主缸能完成快速下行、减速压制、保压延时、泄压回程、停止的基本工作循环，顶出缸能实现顶出、退回、停止的动作。通过对压力、流量等参数的分析与计算，对泵、电机、控制阀、过滤器等液压元件和辅助件进行了选择。本系统的液压元件采用板式集成块连接，它不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动

19、和噪声，并且液压系统安装、调试和维修方便，压力损失小，外形美观。此外对液压站进行了总体布局设计。通过液压系统压力损失和温升的验算，本文液压系统的设计可以满足液压机顺序循环的动作要求，能够实现塑性材料的成型加工工艺。通过对本课题进行设计，进一步理解和掌握液压系统、液压机、机械加工工艺等的理论知识，了解先进液压技术、工艺技术，提高液压系统分析能力、结构设计能力，加强分析和解决现场机械和结构设计问题的能力，为以后工作时的产品开发、技术改进打下坚实基础，并在实际的生产中灵活处理质量、生产率和成本之间的关系，获得良好的经济效益。第1章液压系统设计要求和工况分析§ 1.1 确对液压系统的设计要求

20、液压机以主运动中主要执行机构（主缸）可能输出的最大压力（吨位）作为液压机主要规格，并已系列化，顶料缸的吨位常采用主缸吨位的20%50%。由压力加工工艺需要来确定主缸的速度，一般在由泵直接供油的液压系统中，具工作行程速度不超过50mm/s,快进速度不超过300mm/s。液压机液压系统工作压力的选择要满足主运动执行机构最大输出力的要求，选择较大的工作压力，可显著地减小缸径，使液压机尺寸减小，液压系统流量相应亦减小。目前液压机液压系统工作压力常采用2030MPa液压机液压传动系统是以压力控制为主的系统，由于液压传动用于机器的主传动，系统压力高、流量大、功率大，因此应特别注意提高系统的效率，而且要防止

21、泄压时产生压力冲击，保证安全可靠。设计过程中液压元件所选用型号正确、有理有据；整个液压系统设计科学、规范、合理。此次毕业设计工艺要求及基本参数为：工称压力300T,活动滑块最大行程800mm压制速度6.8mm/s,回程速度52mm/s,顶出缸最大行程250mm,顶出缸顶出力30T,顶出速度65mm/s,回程速度138mm/s要求液压机实现的动作循环：主缸：快速下行一慢速加压一保压延时一快速回程一任意点停止。顶出缸：向上顶出一向下退回-浮动压边。下图1-1为液压机的工作循环图：停止滑块快速下行：工进、加压；保压1快速回程!r|_<m2顶出图1-1液压机的工作循环§ 1.2 压系统

22、的工况分析液压系统的工况分析就是分析设备在工作过程中，其执行元件的负载和运动之间的变化规律。在此基础上，绘制出负载循环图和速度循环图。在负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力。§1.2.1 液压机主缸的工况分析在毕业实习调查的基础上，用类比的方法初步确定了立式安装的主液压缸活塞杆带动滑块及动横梁在立柱上滑动下行时，运动部件的质量为1000Kg。1 .工作负载Fw:由给定液压机的公称压力为300T,知工作负载Fw=30000（X9.8=2.94M06N2 .摩擦负载：取静摩擦因数年=0.2,动摩擦因数叩=0.1。静摩擦阻力：Ffs=0.2X000X9.8=1960N动摩擦阻力：Ffd=0.

23、1M000X9.8=980N3 .惯性负载Fm：取快进和快退时间为0.5s,主缸快进速度为52mm/s,贝UFm=ma=m=100OX0.052=104N-：t0.5滑块重量G=9800N4 .主液压缸在各工作阶段的负载值其中：5=0.95%为液压缸的机械效率，一般取Tm=0.9-0.97表1-1主缸各工作阶段负载值工况负载组成F/"m启动F=G-Ffs=7840N8252.6N加速F=Fm-Ffd+G=8924N9393.7N快进F=G-Ffd=8820N9284.2N工进F=Fw+Ffd-G=2931180N3085452.6N快退F=G+Ffd=10780N11347.4N5

24、.负载图和速度图的绘制设快速下行行程为600mm,由负载计算结果和已知各阶段的速度可绘出负载图和速度图：F/|v；Im=208545PA111-II347.4负载图速度图图1-2主缸负载速度图§1.2.2液压机顶出缸的工况分析1 .工作负载：给定顶出缸顶出压力为30T,在毕业实习调查的基础上，用类比的方法初步确定了回程压力15T,由此可以得出顶出缸工进和回程时的工作负载分别为：Fwi=30000义9.8=294000NFw2=15000义9.8=147000N2 .惯性负载：设快进和回程加速时间都是0.5s,工作部件总质量为500kg0根据顶出和回程速度分别为65mm/s、138mm

25、/s得启动时：v0.0650.5Fm1=ma=m=500X=65NFm2=ma=mv=500X0.138=138N.：t0.5工作部件重量G=4900N3 .阻力负载：动摩擦阻力：Ffd=0.15009.8-490N4 .顶出缸在各工作阶段的负载值其中：邛=0.95,为液压缸的机械效率，一般取=0.9-0.97表1-2顶出缸各工作阶段负载值工况负载组成推力F/nm工进F=G+Ffd+Fw1+Fm1=299455N315215.8N回程F=Fw2+Fm2+Ffd-G=142728N150240N5 .负载图和速度图的绘制图1-3顶出缸速度负载图第2章确定液压系统主要参数§ 2.1 液压

26、缸的主要参数§2.1.1 初选液压缸的工作压力表2-1几种机器常用的系统压力机械类型机床农业机械小型工程机械液压机重型机械起重机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa0.82352881010162032参考表2-1及根据同类型液压系统的工作压力选取液压缸的工作压力p为25MPa。§2.1.2 确定液压缸的主要结构尺寸本系统采用双作用单活塞杆液压缸。1 .主缸主要参数的确定因主缸快进快退速度相等，选用差动液压缸由主缸负载图可知最大负载Fmaxi=3085452.6N,设主缸无活塞杆的缸筒内径为Di,初算时高压系统可不考虑背压，则Di4Fmax1二P43085452.6二

27、25106=0.397m设主活塞杆直径为d1,则d1=0.7Di=0.278m根据参考文献【1】查表1-24将液压缸内径圆整为标准D1=400mm。查表1-25将主活塞杆直径圆整为标准d1=280mm2,_2m000.42无杆腔面积A1=1256cm有杆腔面积二D：22*442=641cm4315215.86=0.127m,二251064422D2二0.1252无杆股面积A顶1=-=123cm44D2-d2二01252-0.092有杆月仝面积A顶2=59cm44§ 2.2 算系统所需压力取液压缸回油口到进油口之间的压力损失AP=0.5Mpa背压Pb=1MPa。当系统快进时，所需压力为

28、:F13PA2A1-A2=0.67MPa式中F1快进时的负载（N）Ai活塞的无杆腔横截面积（m2）A2活塞的有杆腔横截面积（m2）P液压缸回油口到进油口之间的压力损失（MPa)当系统工进时，所需的压力为：PF2PbA2=25.1MPaAi式中F2工进时的负载（N）Pb背压力（MPa）当系统快退时，所需的压力为：PF3PbA1=2.14MPaA2式中F3快退时的负载（N）§ 2.3 统流量的计算 2.3.1 主缸流量的计算1 .差动快进时主液压缸的流量为q1KAi-=0.06155260=191.9L/min式中：Vi一主缸快进速度（mm/s）。2 .工作时主液压缸的流量为q2=AV2

29、=0.12566.860=51.24L/min式中：V2一主缸的工进速度（mm/s）。3 .回程时的主液压缸有杆腔进油流量为Q3=A2V3=0.06415260=199.7L/min式中：V3一主缸回程速度（mm/s） 2.3.2 2.3.2.顶出缸流量的计算1 .顶出缸流量的计算顶出时顶出缸的无杆腔进油流量为q顶进=人顶1V4=0.0123M65M60=47.97L/min顶出时顶出缸的活塞腔排油流量为q顶回=人顶2V4=0.0059M65M60=23.01L/min式中：V4一顶出缸顶出速度（mm/s）。2 .回程时顶出缸的有杆腔进油流量为q退进二人顶2V5=0.005913860=48.

30、852L/min回程时顶出缸的活塞腔排油流量为q退回二11V5=0.012313860=101.844L/min式中：V5一顶出缸回程速度（mm/s）。第3章液压机液压系统原理图设计§3.1 选择基本回路§3.1.1 .确定液压泵类型液压系统的供油工况主要为快进、快退时的低压大流量供油和工进时的高压小流量供油两种工况。液压机工进时负载大，运动速度慢，快进、快退时的负载相对于工进时要小很多，但是速度却比工进时要快。为了提高液压机工作效率，可以采用高压大流量变量泵供油的方式。此外设定还设计了一个低压小流量辅助泵，用于供应液动阀的控制油。§3.1.2 ,速度控制回路在液

31、压系统中，执行元件的速度是由供给执行元件的液体流量和作用在执行元件（如工作缸活塞）上的有效工作面积来决定的。由于执行元件的有效工作面积在系统运行过程中无法改变，因此，为了控制执行元件的运动速度，一般只能通过改变输入液压缸流量的办法来实现。常用的速度控制回路有调速回路、快速回路、速度换接回路等。1 .调速回路本设计采用变量泵和液压缸组成的恒功率变量泵调速回路，恒功率变量泵的出口直接接液压缸的工作腔，泵的输出流量全部进入液压缸，泵的出口压力为液压缸的负载压力。因为负载压力反馈作用在泵的变量活塞上，与弹簧力比较，因此负载压力增大时，泵的排量自动减小，并保持压力和流量的乘积为常数，即功率恒定。2 .快

32、速运动回路为了提高生产效率，机床工作部件常常要求实现空行程（或空载）的快速运动。这时要求液压系统流量大而压力低。这和工作运动时一般需要的流量较小和压力较高的情况正好相反。本设计采用自重冲液快速运动回路，此回路常用于垂直运动部件质量较大的液压机系统。3 .速度换接回路速度换接回路用来实现运动速度的变换，即在原来设计或调节好的几种运动速度中，从一种速度换成另一种速度。对这种回路的要求是有较高的缓解平稳性和换接精度。本设计采用二位二通电磁阀的速度换届回路，控制由快进转为工进。§3.1.3.压力控制回路压力控制回路是利用压力控制阀控制整个液压系统或局部油路的压力，达到调压、卸载、减压、增压、

33、平衡、保压、泄压等目的，以满足执行元件对力或力矩的要求。1 .调压回路调压回路用于调定或限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机构在运动过程中的各个阶段具有不同的压力。本设计采用先导型溢流阀和远程调压阀来实现这一功能。2 .保压回路考虑到设计要求，保压时间要达到5so若采用液压单向阀回路保压时间长，压力稳定性高，设计中利用换向阀中位机能保压，设计了自动补油回路，且保压时间由继电器控制，在0-20min内可调整。此回路适合于保压性能较高的高压系统。3 .泄压回路泄压回路的作用在于使执行元件高压腔中的压力缓缓的释放，以免泄压过快而引起剧烈的冲击和振动。根据需要，选择用卸荷阀与带卸荷小阀芯的充液阀组

34、成的的泄压回路。§ 3.2 制液压系统原理图将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改，即组成如图3-2所示的液压原理图。r一一s申。nILL10r因I ,5VIlLU图3-2液压系统原理图注释：1.滤油器2.主泵3.辅助泵4、5、21溢流阀6、18.电液换向阀7卸荷阀8.压力继电器9.单向阀10.压力表II .油箱12.充液阀13.上缸14、21背压阀15.液控单向阀16.电磁换向阀17.下缸18.电液换向阀19.节流阀§ 3.3 压系统控制过程分析 3.3.1 3.3.1主缸的运动1 .启动按启动按钮，电磁铁全部处于失电状态，主泵2输出的油经三位四通换向阀6

35、中位及阀18中位流回油箱，空载启动。2 .快速下行电磁铁1Y、5Y得电，阀6换至右位，控制油经阀16右位使液控单向阀15打开。进油油路：油液经主泵2进入换向阀6右位到单向阀9最后到达主缸上回油油路：油液从主缸下腔出，经过液控单向阀15到达换向阀6右位再到换向阀18中位回油箱。2虽处于最大流量状态，仍不能满11的油液经液控单向阀12进入上2s后，电磁铁5Y失电，阀16上缸滑块在自重作用下迅速下行，泵足其需要，因而上腔形成负压。上部油箱缸上腔。3 .减速加压当上缸滑块降至一定位置触动行程开关处于原位，液控单向阀15关闭。上缸下腔油液经背压阀14、阀6右位、阀18中位回油箱。这时，上腔压力升高，液控

36、单向阀15关闭。上缸在泵2供给的压力油作用下慢速接近工件。当上缸滑块触动工件后，阻力急剧增加，上腔压力进一步提高，泵2的输出流量自动减小。4 .保压延时当主缸上腔的油液达到要求的数值时，由压力继电器7发信号，使电磁铁1Y失电，阀6回复中位，将主缸上下腔油液封闭，单向阀9和充液阀12的锥面保证了主缸上腔良好的密封性，使上缸上腔保压，保压时间由压力继电器8控制的时间继电器调整。保压期间，泵2经阀6、阀18的中位回油箱。5 .泄压回程该液压系统保压完毕，时间继电器发出信号，电磁铁2Y得电，阀6换至左位。由于上缸上腔压力很高，卸荷阀7呈开启状态，泵2输出油液经阀6、阀7回油箱。泵2在低压下工作，此压力

37、不足以开启充液阀12中的主阀芯，但能开启它的卸荷小阀芯，使上缸上腔油液经此卸载阀阀口泄回上部油箱11,压力逐渐降低。当上缸上腔压力泄至一定值后，卸荷阀7关闭，泵2供油压力升高，阀12完全打开，此时油液流动情况为：进油油路：油液经泵2经换向阀6左位再经液控单向阀15到达主缸下腔回油油路：主缸上腔中的油液经充液阀12最后到达充液筒6 .原位停止当上缸滑块上升至触动行程开关1S时，电磁铁2Y失电，阀6处于中位，液控单向阀13将主缸下腔封闭，上缸原位停止不动。泵2输出油经阀6、阀19中位回油箱，泵卸载。 3.3.2 顶出缸的运动1. 顶出缸顶出及退回电磁铁3Y得电，换向阀18换至左位。进油路：泵1到换

38、向阀7中位经换向阀18左位到下缸17下腔。回油路：下缸17上腔经换向阀18左位到邮箱。下液压缸活塞上升，顶出。电磁铁3Y失电，4Y得电，换向阀18换至右位，下液压缸活塞下行，退回。2.浮动压边作薄板拉伸时的压边动作，要求下缸活塞上升到一定位置后，既保持一定压力，又能随上缸滑块的下压而下降。这时，换向阀18处于中位，上缸滑块下压时下缸活塞被迫随之下行，下缸下腔油液经节流阀19和背压阀21流回油箱，使下缸下腔保持所需的压边压力。调节背压阀21即可改变浮动压边力。下缸上腔则经阀18中位从油箱补油。溢流阀20为下缸下腔安全阀。第4章液压元件的选择§4.1 4.1确定液压泵及驱动电机的功率&#

39、167; 4.1.1 定液压泵的工作压力Pp彳1+p式中：Pp液压泵最大工作压力；pi液压缸最大工作压力；2Ap从液压泵出口到液压缸入口之间总的管路损失。已知液压缸的最高工作压力为25.1MPa。2Ap的准确计算要待元件选定并绘出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取：管路简单，流速不大的取ZP=0.2-0.5MPa；管路复杂，流速较大的取PPP=0.5-1MPa本系统取2Ap=1MPa,液压泵最大工作压力为Pp=25.1+1=26.1MPa上述计算所得的Pp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，另外考虑到一定压力贮备量，并确保泵的寿命，因此泵的额定

40、压力Pn应满足：Pn=1.25Pp=1.25>26.1=32.6MPa§ 4.1.2 确定液压泵的最大流量qpqpK-qmax式中：qp液压泵的最大流量；Iqmax同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值。K系统泄漏系数，现取K=1.1oqp=1.1M99.7=219.7L/min§ 4.1.3 选择液压泵的规格由于液压系统的工作压力高，负载压力大，流量大，所以选轴向柱塞变量泵。根据以上算得的qp和PP再查文献【2】，现选用A7V160LV型柱塞泵,排量160mL/r,额定压力35MPa,额定转速1450r/min,额定功率135KW。辅助泵为齿轮泵，提供压力控制油液

41、，一般的液压泵均可满足。选定量齿轮泵，取泵的型号为CB-32,排量为32.1mL/r,转速1500r/min。§ 4.1.4 电动机的选择电动机的额定功率必须根据消耗功率最大的工况来确定，功率计算公式如下：P=Ppqpn式中：P-电动机额定功率；Pp-液压泵的工作压力；qP-液压泵的流量；牛液压泵的总效率，柱塞泵取刀=082。比较主缸、顶出缸各工况所需要的功率，主缸工进时的功率最大，为P=Ppqp26.110651.241000600.82=27.18KW查文献【3】，选取电动机型号为：Y200L-4,其技术参数为：额定功率：30KW;满载转速1470r/min§4.2 阀

42、类元件及辅助元件的选择通过液压系统的参数计算查阅液压手册，主要依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量，其他还需考虑阀的动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格。河南科技大学毕业设计（论文）表4-1液压元件明细表序号元件名称规格型号额定流量L/min额定压力PaMpa1滤油器QU-H250250322斜轴式轴向柱塞宗A7V160LV235353齿轮泵CB-3248.15104直动式温流阀YF-B20K100355直动式温流阀YF-B8C2106三位四通电液换向阀DG5V-7-8C16031.57压力继电器DP-320-8单向阀RV

43、P-1624031.59压力表Y-100-10充液阀SL20G-3030031.511背压阀XD3F-B20H6331.512液控单向阀SL20G-3030031.513两位四通电磁换向阀3WE650/G24801614三位四通电液换向阀DG5V-7-1C16031.515节流阀MG-2530031.5§4.3 管道尺寸的确定油管系统中使用的油管种类很多，因为本设计中所须的压力是高压，而钢管能承受高压且价格低廉、耐油、抗腐蚀，所以本设计中油管采用钢管。但钢管装配不能任意弯曲，本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式联接件，本设计管路旋入端

44、用的连接螺纹为细牙螺纹，它密封性好，常用于高压系统，但要求采用组合垫圈或O形圈进行端面密封。液压系统中的泄漏问题大部分都出现在管接头上，为此对管材的选用，接头形式的确定，管系的设计以及管道的安装都要考虑清楚，以免影响整个液压系统的使用质量。本设计根据需要，选择卡套式管接头，要求采用冷拔无缝钢管。油管内径可由以下公式求得式中：d油管内径（mm）；q油路通过最大流量（L/min）;V一油管中允许流速m/So对吸油管V<1-2m/s（一般取1m/s以下）；对于压油管V<3-6m/s;对于回流管V<1.52.5m/s液压泵至液压缸上腔和下腔的油管取v=5m/s,q=219.7L/mi

45、nq219.7则d=4.64.630.49mm一:.5查表圆整选d=32mm,壁厚t=6mm。44油箱容积的确定初始设计时，先按经验公式确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求进行校核。油箱容量的经验公式为V=aQv式中Qv液压泵每分钟排出压力油的容积（m3）;-经验系数,见表4-2。表4-2经验系数a系统类型行走机械低压系统中压系统锻压机械冶金机械a12245761210本设计取a=6,则V=6X235=1410L§4.5系统温升的验算由于系统的具体管路布置和长度尚未确定，所以压力损失无法验算，现只对系统温升进行验算。对液压机进行系统温升验算，只要验算发热量最大的那个工况就可行

46、。在整个工作循环中，工进阶段所占的时间最长，且发热量最大。为了简化计算，主要考虑工进时的发热量，然后取其值进行分析。前面计算电动机功率时已知工进时：P输入=27.18KW3P输出=1=丫=3085452.6*6.8>10=20.98KW此时的功率损失为：二P输入-Pt出=6.2KW油箱的散热面积A为A=0.0653V2=0.06531988100=8.17m2系统的温升为9T=CtA式中：T一系统温升；一发热功率；A一油箱散热面积；Ct一油箱散热系数。自然冷却通风很差时，Ct=(89)X10、；自然冷却通风良好时，Ct=(1517.5)X10*;有专用冷却器时，Ct=(110170)X1

47、0"。液压机散热条件一般，取散热系数Ct=16X10、。6'62CtA0.0168.17贝;T=:=47.4C根据机械设计手册：油箱中温度一般推荐30-50C,所以验算表明系统的温升在许可范围内。第5章液压集成油路的设计集成块就是将若干元件组合在一起，省去连接用的管子而构成液压系统的部分回路。随着液压系统向高压化、高精度方向发展，系统的结构形式也向着集成化方向发展，在这种趋势下尤其显出液压集成化的优越性。集成块内的油通道，用来联系各个控制元件，构成单元回路及液压控制系统。油液流经块体内通道的压力损失与块体的油通孔的孔径尺寸形状及表面光滑程度有关。通道孔径过小，拐弯过多，内表面

48、粗糙，工艺孔过多，会使压力损失变大。而油道孔径过大，压力损失减小，但增大了集成块尺寸。提高管道表面光洁度会使压力损失降低，但又会增加制造成本。综上所述，设计集成块时，对以上各点应多方面考虑。集成块的设计步骤如下：1 .绘制集成块单元回路图首先改画液压系统图，将压力油、回油及泄漏油管路引到系统图的一边然后按照元件动作功能划分单元回路块，各单元回路块用点划线画出轮廓。集成块上元件安排要紧凑，块数要少。对简单的回路，可用一个块体。当泵的出油口需串联单向阀时，也可采用管式单向阀。为减少集成块数量，可采用少量插装阀、叠加阀及集成块专用嵌入阀。也可在集成块侧面采用过渡板与阀连接。应充分利用底板和顶盖，布置

49、适当的阀。2 .布置液压元件为了在集成块上合理布置液压元件和正确安排通油孔，可按照液压元件轮廓尺寸及各油口位置预先制作元件样板，放在集成块各有关视图上，安排合适的位置。简单回路也可以直接布置。3 .绘制集成块加工图为加工方便，可将块上各油孔及安装螺栓的孔编号列表，并注明直径、孔深和与之连通的孔号。为了便于看懂集成块加工图，在图中还应绘出该集成块的单元回路图。4 .绘制装配外形图装在集成块上的标准元件只需画出其安装位置，方向及外形轮廓不必画得太详细。本次设计集成块的过程为先用三维软件SolidWorks画出集成块的三维图，清晰地表示出该集成块的内部结构，然后用二维软件AutoCAD绘出该集成块，

50、对于表达不清楚的地方可以通过剖视图表达，另外列表表示出各孔的孔径孔深及其相交孔。第六章液压站结构设计液压站是由液压油箱、液压泵装置及液压控制装置三大部分组成。液压油箱装有滤油器、液面指示器和清洗孔等。液压站装置包括不同类型的液压泵，驱动电机及其它们之间的联轴器等，液压控制装置是指组成液压系统的各阀类元件及其联接体。§6.1 液压站的结构型式机床液压站的结构型式有分散式和集中式两种类型。(1)集中式这种型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置独立于机床之外，单独设置一个液压站。这种结构的优点是安装维修方便，液压装置的振动、发热都与机床隔开；缺点是液压站增加了占地面积。(2)分散式这种

51、型式将机床液压系统的供油装置、控制调节装置分散在机床的各处例如，利用机床或底座作为液压油箱存放液压油。把控制调节装置放在便于操作的地方。这种结构的优点是结构紧凑，泄漏油回收，节省占地面积，但安装维修方便。同时供油装置的振动、液压油的发热都将对机床的工作精度产生不良影响，故较少采用，一般非标设备不推荐使用。本次设计采用集中§6.2 液压泵的安装方式液压站装置包括不同类型的液压泵、驱动电动机及其联轴器等。具安装方式为立式和卧式两种。(1)立式安装将液压泵和与之相联接的油管放在液压油箱内，这种结构型式紧凑、美观，同时电动机与液压泵的同轴度能保证，吸油条件好，漏油可直接回液压油箱，并节省占地

52、面积。但安装维修不方便，散热条件不好。(2) 卧式安装液压泵及管道都安装在液压油箱外面，安装维修方便，散热条件好，但有时电动机与液压泵的同轴度不易保证。考虑到维修，散热等方面的要求，本设计中采用卧式联接。§6.3 液压油箱的设计液压油箱的作用是贮存液压油、充分供给液压系统一定温度范围的清洁油液，分离液压油中的空气和杂质，并对回油进行冷却。1 .油箱有效容积的确定油箱容积的大小与液压系统工作循环中的油液温升，运行中的液位变动，调试与维修时向管路及执行器注油、循环油量、液压油液的寿命等因素有关。上面已经确定油箱容积为1410L。2 .油箱外形尺寸确定油箱的有效容积确定后，需设计液压油箱的

53、外形尺寸，液压油箱外形尺寸长、宽、高的比值在1:1:11:2:3之间分配，并使液面高度为油箱高度的80%o为了提高冷却效率，安装位置不受影响时，可适当增大油箱的容积。本设计中的油箱根据液压泵与电动机的联接方式的需要以及安装其它液压元件需要，选择长为1.5m,宽为1.35m,高为0.75m。3 .油箱的结构液压油箱材料一般选用Q235A钢板，通过焊接的方式连接。油箱的形状一般是正方形或长方形，其结构组成一般包括隔板、吸油管、回油管、顶盖、清洗孔、油面指示、吊钩、加热与冷却装置等。为了便于清洗油箱内壁及箱内滤油器，油箱盖板一般都是可拆装的。设计油箱时应考虑的几点要求：(1)壁板壁板厚度一般是34mm;容量大的油箱一般取46mm。本设计中取油箱的壁厚为4mm0对于大容量的油箱，为了清洗方便，也可以在油箱侧壁开较大的窗口，并用侧盖板紧密封闭。(2)底板与底脚底板应比侧板稍厚一些，底板应有适当倾斜以便排净存油和清洗，液压油箱底部应做成倾斜式箱底，并将放油塞安放在最低处。油箱的底部应装设底脚，底脚高度一