小型压力机液压系统设计

1、 设计一台小型液压压力机的液压系统，要求实现：快速空程下行一慢速加压一保压一快速回程一停止工作循环。快速往返速度为 3m/min ,加压速度为 40-250mm/min ，压制力为 300000N ,运动部件总重 F=F 压 +F 磨+F 惯+F 密+G F 磨-导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力。液压缸垂直安装，摩擦力相对于运动部件自重， 液压缸各种外负载值 G=25000N 液压缸垂直安装，摩擦力较小，可忽略不计根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载工作循环各阶段外负载表 F 加 F 惯 G2551 2025000 566.89N 按照给定要求与外负载表绘制速度循环图与负载循环图

2、: 22500 J305555277778 考虑到该压力机在工作进给时需要承受较大的工作压力，系统功率较大，速度较底。而在快进 ， 快退时负载较小，速度较快。从节能，减少发热，系统结构，效率，工作压力等方面考虑，泵源系统宜选用轴向柱塞泵。 在小型压力机液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或者调速阀。在本系统中选用回油节流调速，这种调速回路受泄漏与发热影响小，速度刚性好，由于有背压存在，起到一定的阻尼作用，提升了运动的平稳性，同时空气也不易渗入。系统采用由电磁阀控制的快慢速换接回路，它的结构简单，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。若要提高系统的速度换接平稳性，可二液

3、压缸的设计与计算 25MPa. 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农业机械或中液压机、重型机 械、起重运输机 械 1(0.7) 24305555.56 0虑到快进，快退速度相等，取 d/D 为 0.7 。将上述数据代入液压缸缸筒内径计算公式，可得液压缸缸筒内径 : 3.142510 式，可得液压缸缸筒内径 : 3.142510 60.951 由液压缸活塞杆外径（杆径）尺寸系列表，取 d=125mm 。D24 2 22 4初步计算液压缸最大工作压力 :2242 A0.0201 Qmin4_Vmin按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，由式25cm 2式中 Qmin

4、是调速阀的最小稳定流量为 0.1Lmin AD2314 162200.96cm 2200.9625不等式满足，故液压缸能够达到所需稳定工进速度。840（140）（180）400 （110）液压缸活塞杆外径（杆径）尺寸系列（ GB2348-80 ）45684045 根据设备的类型有表 2-1 初选工作压力 P=25MPa 前面的计算以得出 D=16cm,d=12.5cma.起重运输机械的液压缸，一般采用无缝钢管制造，无缝钢管大多属于薄 D液压缸的内径 （m）py试验压力，一般取最大工作压力的 （1.25 ? 1.5）倍 py1.5p n1.516.5824.87MPa 查无缝钢管标准系列取 20

5、mm 。b.缸体的外径为 : 本执行机构要求工作行程为 400mm 。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公式行近似的 0.4330.1624.8710 60.16,100(0.160.035)t39.09mmt缸盖有效厚度 （m）；D2液压缸缸盖的止口直径 （m）； 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lH20 D2，D B=96160mm, 160 2 缸盖的滑动支撑面的长度 A,根据液压缸内径 D 而确定 , , 故 A=(0.61.0)d=7512

6、5mm,现取 A=90mm 。AB13090三液压系统计算与选择液压元件QQQQ快进 d2v42 42 4 4 4422 考虑到正常工作中进油路有一定的压力损失 P1执行元件最大工作压力 ;p进油管路中的压力损失 ,初算时简单系统可取 0.8MPappp 1p16.580.817.38MPaPP 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 取 qp=45L/min 。 根据以上计算得的 qp 和 pp 再查有关手册，现选择 CY14-1B 型斜盘式轴向柱塞泵，该泵的参 与液压泵匹配的电动机的选定。首先分别算出快进与工

7、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 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 Pb Qp 式中:pn所选电机额定功率 ;qp 压力为 pb 时，泵的输出流量。首先计算快进时的功率，快进时的外负载为 工进时所需电动机功率为 : 液压元件明细表1234567轴向柱塞泵三位四通换向阀二位三通换向阀 CY14-1BKF3-EA20B4YF30-E20BAQF3-E20BAF3-EA20B23YF3B-E203通过的流量45L/min45L/min20L/min45L/min3

8、0L/min30L/min45L/min25MPa25MPa25MPa25MPa25MPa25MPa25MPa 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=60.29L/min, 压油管的允许流速取v=5m/& Av￥5 综合诸因素及系统上面各阀的通径取 d=16mm, 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 。33 本系统为高压系统 ， 液压油箱有效容量按泵流量的 5? 7 倍来确定 ,现选用容量 已知液压系统中进回油路的内径为 d=16mmAB=0.5m,BD=DE=1m,CF

9、=2.5m,DF=1.5m, 选用u150cst=1.5cm 2/s 油液的密度 p920kg/m 3。L-HM32 液压油。设其工作在 20C,其运动粘度运动部件快进时的最大速度为 4d2管道的雷诺数油管内的流速为 : 可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数 22V0.7119200.4163 Re144.41 ,20815,20815V1416.3V2 1208.15mm/s 油液在管道内的流态为层流，其沿程阻力系数 p21换向阀压力损失巾2-2 =0.025MPa ;调速阀的压力损失2 300000/0 .95 了 8310 3* 倔 660.07310 616.19MPa 变量泵出

10、口处的压力 Pp： d2d43.141.6 260可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数 管道的雷诺数1 0.0162 2 q24q24 RV3V3d 23 3.141.6 260V2d 305.21.6325 R_pp2 油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数 : 2 泵的出口压力为 : PP 在整个工作循环中工进时所需的功率最大，为了简化计算，主要考虑工进时的发热V=40mm/min qD 2V0.16 20.040.80L/min 泵的出口压力输入 AP=P 输入 -P 输岀=1.93-1.25=0.6&w 假定系统散热一般取 K1010 3kw/(cm 2C)油箱的散热面积 A 为:A 0.065 3V20.065 3400 23.53m 2tP 巧 655.52C验算表明系统的温升在许可范围内 缸体与缸盖之间使用六颗 45 号钢螺栓进行连接，且螺栓只受拉应力F=305555.56/6=50926N V300 式中: 通过本次课程设计，让我深深的体会到了自身的不足之处，以及平日学习的粗略。这次课程 设计，使我对液压系统有了更加全面的认识和理解，了解了液压知识在生活中的广泛应用前景。这次设计增强了自己