精彩液压实训

[精彩]液压实训班级:机械2班学生姓名:指导老师:学号:摘要:现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化，液压系统的设计与改良已成为相关企业生存和发展的必要条件。动力装置行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展。在新经济时代，这一行业呈现了新的发展趋势，由此对其动力装置的质量、性能产生了新的变化。输出轴作为动力装置的主要零件，液压系统的设计与改良直接影响着其质量与性能。本文首先介绍了液压的作用和工况分析，其次确定液压缸尺寸，然后进行了工程设计。关键词:工况分析液压元件设计液压缸设计目录摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3工况分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4拟定液压系统原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7液压元件的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8确定管道尺寸„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11液压油箱容积的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11液压系统的验算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11CAD系统图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17引言

制造业的历史可追溯到几百万年前的旧石器时代。猿进化成人的一个重要的标志就是工具的。社会的制造。可见，工具的制造对人类的影响是极其巨大的。从某种程度上说，工具的先进水平决定着生产力的高低发展与变革，是伴随着劳动工具的发展与变革。制造业是任何一个发达国家的基础工业，是一个国家综合国力的重要体现。而在制造业中，液压系统又是制造业的基础，得到了各个国家的高度重视。尤其在今天以知识为驱动的全球化经济浪潮中，由于激烈的市场竞争，夹具工业的内涵、深度和广度都发生着深的变化，各种刻新的液压系统、制造加工方法不断出现，推动着我们的社会不断的向前发展。液压系统是现代工业的基础。它的技术水平在很大程度上决定了产品的质量和市场的竞争力。随着我国加入“WTO”步伐的日益加快。“入世”将对我国夹具工业产生重大而深远的影响，经济全球化的趋势日益明显，同时世界众多知名公司不断进行结构调整，国内市场的国际性进一步显现，该行业的将经受更大的冲击，竞争也会更加剧烈。在如此严峻的行业背景下，我国的技术人员经过不断的改革和创新使得我国的模具水平有了较大的提高，大型、复杂、精密、高效和长寿命的液压又上了新台阶。液压是每个机制制造方面目前普遍用的，它可以大批量生产，节省人力物资，效率相对高，操作方便，结构合理，它的成本低廉，适合广大人群所承受的能力。这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件(输出轴)的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订液压设计方案，完成液压结构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础。工况分析

某工厂汽缸加工自动线上的一台卧式单面多轴钻孔组合机床，要求的工作循环是:实现快速接近工件、工进(以工作速度钻孔)、快退(加工完毕后快速退回原始位置)，最后自动动力滑台液压系统。停止;请设计其1)动力滑台采用平导轨。2)机床的工作参数如下:机床工作的轴向切削力F=25000N;往复运动的加速、减速的惯性力F=500N;静摩擦力tmF=1500N，动摩擦力F=850N;快进、快退速度v1,v3=100mm/s，快进行程长度L1=100mm;fsfd工进速度v2=0.833mm/s，工进行程长度L2=40mm，执行元件使用液压缸。3)机床自动化要求:要求系统采用电液结合，实现自动循环，速度换接无冲击，且速度要稳定，能承受一定量的反向负荷。按上述设计步骤计算如下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.一、作F—s与v—s图1.切削阻力F=25000Nt2.静摩擦力F=1500N动摩擦力F=850N减速的惯性力F=500Nmfsfd3.快进、快退速度v,v=100mm/s134.快进行程长度L=100mm;工进速度v=0.833mm/s，工进行程长度L=40mm122

5.根据以上分析计算各工况负载。液压缸负载的计算工况计算公式液压缸负载F/N液压缸驱动力F0/N启动F=F=1500N1667Nfs加速F=F+F=1350N1500Nmfd快进F=F=850N944Nfd工进F=F+F=25850N28722Ntfd反向启动F=F=1500N1667Nfs加速F=F+F=1350N1500Nmfd快退F=F=850N977Nfd制动F=F-F=350N389Nmfd其中，取液压缸机械效率ηcm=0.9。6.计算快进、工进时间和快退时间快进:t1=L1/v1=100/100=1smmmm/s工进:t2=L2/v2=40/0.833=48smmmm/s快退:t3=(L1+L2)/v1=(100+40)/100=1.4s7.根据上述数据绘液压缸F—t与v—t图二、确定液压系统参数1.初选液压缸工作压力由工况分析中可知，工进阶段的负载力最大，所以，液压缸的工作压力按此负载5力计算，根据液压缸与负载的关系，选p=40×10Pa。本机床为钻孔组合机床，15为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔应有背压，设背压p=6×10Pa，为2使快进快退速度相等，选用A=2A差动油缸，假定快进、快退的回油压力损失

125为Δp=7×10Pa。-422.计算液压缸尺寸由式(p1A1-p2A2)ηcm=F得:阿A=86.25×10m1-22液压缸直径:D=10.48×10m活塞杆直径:D=d-2d=7.41×10m取标准直径:D,110mmd=80mm因为A=2A，所以d=?80mm12则液压缸有效面积:2A1=πD/4=π×112/4=95cm2A2=π/4(D2-d2)=π/4(112-82)=47cm23.计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率计算表。液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率计算表工况负载回油腔压力进油腔压力输入流量输入功率计算式F(N)P2(MPa)P1(MPa)(L/min)P(kw)快进启动P2=0,?P=0P=F+A?16670.350012(差动)加速P2=P1+?P15000.6100P/(A-A2)1q=(A1-A2)V1(?恒速9440.4928.8014.11p=p1qP=0.3MPa)工进287220.83.410.471.48P1=F+P2A2/A1q=A1V2p=p1q快退启动166700.3500P1=F+P2A2/A2加速q=A2V115000.60.9200恒速P=p1q9440.2628.207.332-3A1=πD/4=π×112/4=9.5×10m2-3A2=π/4(D2-d2)=π/4(112-82)=4.7×10m2p(MPa)

p(MPa)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,快退时负载较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，则可改用行程阀切换的速度换接回路YT4543型动力滑台液压系统图滑台液压系统的原理图快进:进油路:泵3?单向阀4?换位阀6(右位)?液压缸回油路:液压缸?单向阀11?换向阀6(右位)?单向阀7?液压缸，形成差动连接工进:进油路:泵3?单向阀4?换向阀6(左位)?调速阀10?液压缸回油路:液压缸?顺序阀13?顺序阀14?液压缸(快退:进油路:泵3?单向阀4?换位阀6(左位)?先导式益流阀9?液压缸回油路:液压缸?换向阀6?顺序阀13?顺序阀14?液压缸电磁铁和行程阀动作顺序表

液压元件的选择1.液压泵2.流量两个液压泵应向液压缸提供的最大流量为28.80L/min,若回路中的泄漏按液压缸输入流量的10%估计，则两个泵的总流量为:pqq=1.1×28.80=31.68L/minP=p,根据以上压力和流量的数值查阅产品目录，最后确定选取PV2R12-6/26型双联叶片泵，其小液压泵和大液压泵的排量分别为6mL/r和26mL/r3驱动电机根据计算的来的数值查阅电机产品目录，选取Y100L-6型电动机。2.阀类元件及辅助元件各元件见表9-6与表9-7所示3.油管压缸无杆腔与有杆腔相连的油管都按YB231-70选用内径15mm、外径18.2mm的15号冷拔无缝钢管。表9-6元件的型号及规格序号元件名称估计通过流量(L.min-1)型号及规格过滤器130XU-J63X80双联叶片泵26+26PV2R-6/26压力表开关3-KF3-E3B单向阀425AF3-Ea10B溢流阀55YF3-E10B三位五通电磁阀66035DY-E10B

单向阀760AF3-Ea10B压力继电器8-PF-B8L行程阀950AXQ-E10B调速阀100.5单向阀1160单向阀1225AF3-Ea10B背压阀130.5YF3-E10B液控顺序阀1425XF3-E10B表9-7元件的型号及规格(叠加阀系列)序号元件名称估计通过流量(L.min-1)型号及规格过滤器130XU-J63X80双联叶片泵25.1+22PV2R-6/26底板块327.1EDKA-10压力表4Y-100T压力表开关5-4K-F10D3压力继电器6-PD-F10D3-A液控顺序阀725X-F10D3-P/T(P1)溢流阀85Y1-F10D3-P/T电磁单向调速阀9-Q1AD-F6/10D3-B单向阀1025A-F10D3-T背压阀110.5PA-Fa6/10D3-B(A)单向阀1225A-F10D3-T单向阀1360A-F10D3-T三位五通电磁阀146035DY-E10B

液压缸的进、出流量输入流量(L/min)排出流量(L/min)运动速度(m/min)快进q1=(A1*qp)/(A1-A2)=q2=(A2*V1=qp/(A1-A2)=62.7q1)/A1=31.026.6工进q1=0.47q2=(A2*q1)/A1=0.23V2=q1/A1=0.05快退q1=qp=31.68q2=(A1*q1)/A2=64.03V3=q1/A2=6.742-3A1=πD/4=π×112/4=9.5×10m2-3A2=π/4(D2-d2)=π/4(112-82)=4.7×10m2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=57L/min,压油管的允许流速取,,4msq57d=4.6,mm,13.96mm,14,5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.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5,7倍来确定(参考表4-1现选用容量为400L.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20,,150cst,1.5s20C其工作在，其运动粘度油液的密度cm3,,920kgm(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Lmin34，3.07，q10,,cmmin,45.24cmsV21,23.14，1.2d4管道的雷诺数为Re1d45.24，1.2V1==,36.192Re11.5,<2300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数？Re17575,,=,2.136.192Re1,进油管FC的沿程压力损失为p1,122920，,l0.7，1，0.3，，v0.4524,==2.1，，,0.033MPa,p1,1d20.0122,查的换向阀34EM-H10B-T-zz的压力损失=0.05Mpa，调速阀p1,2,2FRM6A7-0B25QMV的压力损失=1MPap1,3,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p1,,,,=++=(0.033+0.05+1)pppp11,11,21,3=1.083MPa2)工进回油路的压力损失v1,,22.62cmsV22管道的雷诺数为Re2d22.62，1.2V2,15.08==Re21.5,<2300油液在管道内的流态为层流，其沿程阻力系数？Re27575,,,,4.9715.08Re2,回油路管道沿程压力损失为p2,122920，,l1.8v0.2262,==4.97，，,0.018MPa,p2,1d20.0122,查产品样本知换向阀34EM-H10B-T-zz的压力损失=0.025Mpa;顺序阀p2,2,Dz10DP-7-50-75压力损失=1MPa;。p2,3

回油路的总压力损失,,,,,=+++ppppp22,12,22,32,4=0.018MPa+1MPa+0.025MPa=1.043MPa变量泵出口处的压力pp，,Fp,A2cm2，==p,pp1A1,462000000.95，59.1，，1.043，6101.043，1.083，=19.2Mpa10,4122.72，104)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Lmin,沿程压力损失为p1,134，40，q10=,590cms,V21,23.14，，601.2d4管道的雷诺数为Re1d590，1.2V1==,472Re11.5,<2300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数？Re17575,,,0.159=472Re1,进油管AC的沿程压力损失为p1,122920，,l0.7v5.9,==0.159，，,0.15MPa,p1,1d20.0122,,同样可求管道AF段及AD段的沿程压力损失和pp1,21,334，20，q10,295cms=,V21,23.14，，601.2d4管道的雷诺数为Re1d295，1.2V1,236==Re11.5,<2300，可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数？Re1

7575=,,,0.32236Re1,l1.3v2.95,==0.32，，,l1v2.95,==0.32，，,0.107MPa,p1,3d20.012234EM-H10B-T-zz的压力损失=0.17Mpap