设计题目
设计一台校正压装液压机的液压系统。•要求工作循环是快速下行?慢速加压?快速返回?停止。压装工作速度不超过5mm,s•，快速下行速度应为工作速度的,,10倍，工件压力不小于10KN。
设计内容及步骤
一.负载分析与速度分析
1. 速度分析
已知最大工进速度为5mm,s，则快进速度设为45mm,s，并设启动换向时间为0.1s，运动部件重19.6kN，运动总行程为450mm 2. 负载分析
F设工作负载=30kN。 w
,3
,，v196004510惯性负载 FmNN,,，,900a,t9.80.1
摩擦负载 摩擦负载分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。
F,，,0.2196003920N 静摩擦阻力 F= f×G= fs sfs FN,，,0.1196001960动摩擦阻力 F= f×G= fddfd
,取液压缸机械效率 =0.9，则液压缸工作阶段的负载值如下表:
m
- ----
F,N 缸的推力工况 计算公式 缸的负载F m
F,F启动 3920 4355 fs FFF,， 加速 2860 3178 fda F,F 快进 1960 2178 fd FFF,， 工进 31960 35511 fdw F,F 反向启动 3920 4355 fs FFF,， 加速 2860 3178 fda F,F 快退 1960 2178 fd
按上述分析可绘出负载循环图和速度循环图。
- ----
二.确定液压缸的主要参数
1.初选液压缸的工作压力
所设计的运动部件在工进时负载最大，其值为35511N，其它工况时的负载都相对较低，按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法，由最大负载值查表9-3，取液压缸的工作压力为4MPa。
2.计算液压缸结构参数
- ----
为使液压缸快进和快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进， 液压缸缸筒直径为
435511，,DFP,,4=106mm6max，，410,
根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=110mm，活塞杆直径为d=0.7D=80mm。 此时液压缸两腔的实际有效面积分别为:
22 cmAD,,,/4951
无杆腔面积:
有杆腔面积:
222 cm ADd,,,,()/444.772
22
A=d/4=50.24,活塞杆面积: cm 3
3.计算最大流量需求
运动部件在快进过程中所需要的流量为
2
,dv1q==13.56 L/min 快进4
工进过程中所需要的流量为
2,Dv
q==2.844工进 L/min
快退过程中所需要的流量为
22,(D-d)v
q=12.08,4 L/min 快退
其中最大流量为快进流量为13.56 L/min。
4.计算液压缸在工作循环各阶段的压力，流量和功率值 差
动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力，取两腔间回路及阀上的
ppa,，0.5MP0.5MPa压力损失为，则 21
根据上述液压缸直径及流量计算结果，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如下表所示
- ----
进油压输入流
回油背压力量 负载输入功工作循环 计算公式 ,3p/Mpap/Mpa q/10F/N 率P/W
211
3,1
m,s
启动 4355 —— 0.867 —— —— F，Ap,p，，快 221p,1 A,A12p,p，
0.53178 21 加速 0.63 —— —— ，，q,A,Av 1121
p,p，0.521P,pq 进 11恒速 2178 0.446 0.226 100.796 F，Ap22p,1A1
,2
工 进 35511 0.6 3.74 177.65 4.7510， q,Av 112
P,pq 11
F，Ap快 12启动 4355 —— 0.973 —— —— p,1 A2
0.71 加速 3178 0.5 —— —— q,Av 123 恒速 2178 0.5 0.486 0.201 97.686 P,pq 退 11
根据上面的计算结果，绘制液压缸工况图如下
- ----
-
----
三.拟定液压系统图
1.调速回路
因为液压系统功率较小，且只有正值负载，所以选用进油节流调速回路。因为压装过程中负载变化不大，采用节流阀的节流调速回路即可。
2.泵供油回路
由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，若采用单定量泵供油，势必造成慢速加压时溢流量太大，功率损耗大，为此课考虑采用双泵供油，以节省能源提高效率。快速下行时，双泵供油;慢速加压时，单泵供油，另一泵卸荷。
- ----
3.速度换接回路和快速回路
由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路。快速运动通过差动回路来实现。由工进转为快退时，在回路上并联了一个单向阀以实现速度换接。该行程阀可控制与节流阀并联的常通式二位二通换向阀的切换。
4.换向回路
采用三位四通H型电磁换向阀换向，同时使双泵在执行元件不运动时卸荷。为了控制液压缸活塞的行程，提高换向位置精度，采用死挡块加压力继电器的行程终点转换控制。
5. 回路卸荷及安全保护
在主泵旁并联一个溢流阀，一方面限制了系统的最高压力，另一方面在慢速加压时起分流作用;同时，为防止中午空中停留时滑动，采用液控单向阀;为了运动平稳，在液控单向阀的控制油路上设一节流阀，以减小控制压力的波动。
四.液压元件的选择
1.液压泵和驱动电动机功率的确定
由前面工况分析，由最大压制力和液压主机类型，初定上液压泵的工作压力取为3.74MPa，考虑到进出油路上阀和管道的压力损失为0.5MPa(含回油路上的压力损失折算到进油腔)，又由于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高
压力大0.5MPa，则小流量泵的最高工作压力为4.74 MPa，选择泵的额定压力应为
- ----
， p=(4.74+4.7425%)=5.925MPa
2.液压泵流量计算
K为系统泄漏系数，一般取K=1.1~1.3，现取系统的泄漏系数K=1.1
则 快速下行时双泵的总流量:
q=Kq=1.113.56L/min=14.916L/min， 快下快进
慢速加压时双泵的总流量:
q=Kq=1.12.84L/min=3.124L/min， 工进慢进
快速返回时双泵的总流量:
q=Kq=1.112.08L/min=13.288L/min， 快回快退
3.确定液压泵的规格
根据以上算得的结果，再查阅相关手册《机械设计手册》 得:现
YB—16/6.3选用双联叶片泵，大泵排量16ml/r(作辅助泵)，
小泵1
排量为6ml/r(作主泵)，额定压力6.3Mpa，额定转速960r/min，容积效率约为90%，总效率为80%
4.确定液压泵驱动功率及电动机的选定
由前面得知，液压泵在快进阶段功率最大，，这时液压泵的供油压力值为0.446Mpa，取压力损失为0.5Mpa,则液压泵的输出压力为0.946Mpa。液压泵总功率为0.8 双泵的实际流量为
,3
q=(16+6)100.8960L/min=16.896L/min，，， b
则液压泵所需的功率P为:
- ----
63,
Pq，(0.9461016.89610)，，，ppP=332.992W,,
(600.8)，,p
选用功率为750W，转速960r/min，型号为Y90s—6的电动机。
5.辅助元件的选择
各种液压元件和辅助元件的规格如下表:
估计通过流
型号 规格 序号 元件名称 L量 ()min
1 双联叶片泵 16/6 ml/r 6.3Mpa,转速960r/min YB—16/6.31
2 溢流阀 63 6.3Mpa，通径10mm YFB—103
3 三位四通换30 14Mpa，通径10mm 34DHB10C-1向阀 4 二位二通换40 14Mpa，通径10mm 22DB10C-1向阀
5 节流阀 25 LF-B10 14Mpa，通径10mm 6 液压单向阀 25 20Mpa，通径10mm HDFY-B10 3
7 滤油器 18 WU—16 通径12mm 8 压力表 80 Y—60 0~10Mpa,通径8mm 9 压力继电器 — DP1-63B 10.5-35 MPa，通径8mm 10 单向阀 30 ALF3,E10B 16Mpa,通径10mm 11 电动机 35 Y90s—6 750W，960r/min
五.验算液压系统性能
在管道结构尚未确定的情况下，管道的局部压力损失?pζ常按下式作经验计算
,p,0.1,pζl
各工况下的阀类元件的局部压力损失可根据下式计算
2
,,q,,,p,,pvn,,q,,n
据上面的所分析的结果得，小流量泵工作状态压力为4.74Mpa，流
- ---- 量
5.35L/min,所以其输入功率为
63,
Pq，(4.74105.3510)，，，ppP=528.31W,,
(600.8)，,p
溢流阀的额定流量为63L/min,额定压力损失0.3Mpa，大流量泵流
,P量为15.77L/min，则为: v
5.3515.77+44.77，62395,，，，
P=0.310Pa=87.1010Pa()v 63
则大流泵输入功率为
33,
Pq，(87.101015.7710)，，，ppP=28.583W,,
(600.8)，,p
液压缸的最小有效功率为
-3
P=Fv=30000+1960)510W=159.8W(，，
系统单位时间内的发热量为
HPPW,,,,,528.31+28.58159.8541.09，， ii0
当油箱的高、宽、长比例在1:1:1到1:2:3范围内，且油面高度为油箱高度的80,时，油箱散热面积近似为:
32
A,6.66V
为油箱有效容积();
3
m 式中 V
2
，，mA为散热面积
，，K,15W/m,:CV,0.25m取油箱有效容积，散热系数
23
Hi,,T 按计算，所以油液的温升为: KA
H541.09i,,,,:TC13.64832KA156.660.25， 计算结果在温
升许可范围内，所以不必加冷却器。
- ----
参考文献
1、刘延俊主编， 液压与气压传动[ M ] . 北京: 机械工业出版社，2012.
2、朱新才 周秋沙主编， 液压与气压技术[ M ] . 重庆: 重庆大学出版社，2003.
3、唐群国 何存兴主编， 液压传动与气压传动学习辅导与题解[ M ] . 武汉: 华中科技大学出版社，2009年6月.
4、丁树模主编， 液压传动[ M ] . 北京: 机械工业出版社，2000. 5、左健民主编， 液压与气压传动[ M ] . 北京: 机械工业出版社，2000
6、张利平主编， 液压与气压技术[ M ] . 北京: 化学工业出版社，2007.
-
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容