课程设计YA323150型四柱万能液压机液压系统设计Word格式.docx

课程设计YA323150型四柱万能液压机液压系统设计Word格式.docx

《课程设计YA323150型四柱万能液压机液压系统设计Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计YA323150型四柱万能液压机液压系统设计Word格式.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比为8%，塑料制品的压制力与回程力之比为2%，取800KN；

顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一，取650KN；

顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一，210KN

行程速度

主液压缸快速空行程V=50mm/s

工作行程V=10mm/s

回程V=50mm/s

顶出液压缸顶出行程V=50mm/s

回程V=80mm/s

1.主液压缸

A.主液压缸内径D：

根据GB/T2346-1993，取标准值D主=400mm

B.主液压缸活塞杆径d:

根据GB/T2346-1993，取标准值d主=250mm

C.主液压缸有效面积：

（其中A1为无杆腔面积，A2为有杆腔面积）

D.主液压缸实际压制力和回程力:

E.主液压缸的工作力:

（1）主液压缸的平衡压力

（2）主液压缸工进工作压力

（3）液压缸回程压力

2.顶出液压缸

A.顶出液压缸内径:

根据GB/T2346-1993，取标准值D顶=200mm

B.顶出液压缸活塞杆径

根据GB/T2346-1993，取标准d顶=160mm

C.顶出液压缸有效面积（其中A3为无杆腔面积，A4为有杆腔面积）

D.顶出液压缸的实际顶出力和回程力

E.顶出压缸的工作力

1．主液压缸的进出油量

A.主液压缸空程快速下行的进出油量：

B.主液压缸工作行程的进出油量：

C.主液压缸回程进出油量：

2.顶出液压缸退回行程的进出油量

A.顶出液压缸顶出行程的进出油量：

B.顶出液压缸退回行程的进出油量：

1．液压系统快速空程供油方式：

由于供油量大，不宜采用由液压泵供油方式，利用主液压缸活塞等自重快速下行，形成负压空腔，通过吸入阀从油箱吸油，同时使液压系统规格降低档次。

2．选定液压泵的流量及规格：

设计的液压系统最高工作压力P=25MPa，主液压缸工作行程，主液压缸的无杆腔进油量为：

主液压缸的有杆腔进油量为:

顶出液压缸顶出行程的无杆腔进油量为：

设选主液压缸工作行程和顶出液压缸顶出行程工作压力最高（P=25MPa）工件顶出后不需要高压。

主液压缸工作行程（即压制）流量为75.36L/min，主液压缸工作回程流量为229.6L/min，选用5ZKB732型斜轴式轴向柱塞变量泵，该泵主要技术性能参数如下：

排量234.3ml/r，额定压力16MPa，最大压力25MPa，转速970r/min，容积效率96%。

该液压泵基本能满足本液压系统的要求。

3．液压泵的驱动功率及电动机的选择：

主液压缸的压制力与顶出液压缸的顶出工作压力均为P=25MPa，主液压缸回程工作压力为10.45MPa，顶出液压缸退回行程工作压力为18.58MPa，液压系统允许短期过载，回此快速进退选10.45MPa，q=200L/min，工进选P=25MPa，q=75.36L/min，液压泵的容积效率ηv=0.96，机械效率ηm=0.95，两种工况电机驱动功率为：

由以上数据，查机械设计手册，选取Y280S-6三相异步电动机驱动液压泵，该电动机主要性能参数如下：

额定功率45KW，满载转速980r/min。

1．液压系统图:

2.电磁铁动作表：

动作顺序

1YA

2YA

3YA

4YA

5YA

6YA

主液压缸

快速下行

+

慢速加压

保压

卸压回程

停止

顶出缸

顶出

退回

压边

浮动拉伸

3．油箱容积：

上油箱容积：

根据GB2876-81标准，取其标准值630L。

下油箱容积：

根据GB2876-81标准，取其标准值1600L。

A．启动：

电磁铁全断电，主泵卸荷。

主泵（恒功率输出）--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17的K型中位--油箱

B．液压缸15活塞快速下行：

1YA，5YA通电，电液换向阀7右位工作，控制油路经电磁换向阀12打开液控单向阀13，接通液压缸15下腔与液控单向阀13的通道。

进油路：

主泵（恒功率输出）--电液换向阀7--单向阀8--液压缸15上腔

回油路：

液压缸15下腔--单向阀13--电液换向阀7--电液换向阀17的K型中位--油箱

液压缸活塞依靠重力快速下行形成负压空腔：

大气压油--吸入阀11--液压缸15上腔

C．液压缸15活塞接触工件，慢速下行（增压行程）：

液压缸活塞碰行程开关2XK使5YA断电，切断液压缸15下腔经液控单向阀13快速回油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油--吸入阀11--上液压缸15上腔）吸油路。

主泵（恒功率输出）--电液换向阀7--单向阀8--液压缸15上腔

液压缸15下腔--顺序阀14--电液换向阀7--电液换向阀17的K型中位--油箱

D.保压：

液压缸15上腔压力升高达到预调压力，电接触压力表9发出信息，1YA断电，液压缸15进口油路切断，（单向阀8和吸入阀11的高密封性能确保液压缸15活塞对工件保压，利用液压缸15上腔压力很高，打开外控顺序阀10的目的是防止控制油路使吸入阀11误动而造成液压缸15上腔卸荷）当液压缸15上腔压力降低到低于电接触压力表9调定压力，电接触压力表9又会使1YA通电，动力系统又会再次向液压缸15上腔供应压力油……。

主泵（恒功率输出）--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17的K型中位--油箱，主泵卸荷。

E．保压结束，液压缸15上腔卸荷后：

保压时间到位，时间继电器电出信息，2YA通电（1YA断电），液压缸15上腔压力很高，打开外控顺序阀10，大部分油液经外控顺序阀10流回油箱，压力不足以立即打开吸入阀11通油箱的通道，只能先打开吸入11的卸荷阀，实现液压缸15上腔先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时：

主泵1大部分油液--电液换向阀7--外控顺序阀10--油箱

F．液压缸15活塞快速上行：

液压缸15上腔卸压达到吸入阀11开启的压力值时，外控顺序阀10关闭。

主泵1--电液换向阀7--液控单向阀13--液压缸15下腔

液压缸15上腔--吸入阀11--油箱

G．顶出工件

液压缸15活塞快速上行到位，碰行程开关1XK，2YA断电，电液换向阀7复位，3YA通电，电液换向阀17右位工作。

主泵1--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17--液压缸16下腔

液压缸16上腔--电液换向阀17--油箱

H.顶出活塞退回：

4YA通电，3YA断电，电液换向阀17左位工作

主泵1--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17--液压缸16有杆腔

液压缸16无杆腔--电液换向阀17--油箱

I.压边浮动拉伸：

薄板拉伸时，要求顶出液压缸16无杆腔保持一定的压力，以便液压缸16活塞能随液压缸15活塞驱动一同下行对薄板进行拉伸，3YA通电，电液换向阀17右位工作，6YA通电，电磁阀19工作，溢流阀21调节液压缸16无杆腔油垫工作压力。

主泵1--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17--液压缸16无杆腔

吸油路:

大气压油--电液换向阀17--填补液压缸16有杆腔的负压空腔

根据上面计算数据，查液压设计手册选取液压元件如下：

序号

元件名称

实际流量

规格

1

斜轴式轴向柱塞变量泵

227L/min

5ZKB732

2

齿轮泵

18L/min

BBXQ

3

电动机

Y802-4三相异步电机

4

滤油器

245L/min

WU-250×

F

5

先导式溢流阀

CG2V-8FW

6

溢流阀

YF-L10B

7

电液换向阀

24DY-B32H-Z

8

单向阀

DF-L32H2

9

压力继电器

IPD01-H6L-Y

10

外控内泄型顺序阀

XD4F-L32H

11

液控单向阀

376L/min

DFY-F50H2

12

两位四通电磁换向阀

24D-10H-TZ

13

DFY-F32H2

14

顺序阀

XD2F-L32H

15

16

顶出液压缸

17

18

节流阀

LDF-L32C

19

两位两通电磁换向阀

22D-32B

20

21

YF-L32B

（一）主液压缸压力损失的验算

1、快速空行程时的压力损失

快速空行程时，由于液压缸进油从吸入阀11吸油，油路很短，因此不考虑进油路上的压力损失，在回油路上，已知油管长度l=2m，油管直径d=32×

10-3m，通过的流量q=3.83×

10-3m3/s。

液压系统选用N32号液压油，考虑最低工作温度15℃，由手册查出此时油的运动粘度v=1.5cm2/s，油的密度ρ=900kg/m3，液压系统元件采用集成块式的配置形式。

（1）确定油流的流动状态，回油路中液流的雷诺数为

由上可知，回油路中的流动是层流。

（2）沿程压力损失ΕΔpλ

在回油路上，流速

则压力损失为

（3）局部压力损失由于采用集成块式的液压装置，所以只考虑阀类元件和集成块内油路的压力损失。

通过各阀的局部压力损失列于下表中:

额定流量

额定损失

实际损失

250

229.8

168986

电液换向阀*2

675943

若取集成块进油路压力损失为30000Pa，回油路压力损失为50000Pa，则回油路总的压力损失为

2.慢速加压行程的压力损失

详细D=W=G图=纸：

三二③1爸爸五四0六

全套资料低拾10快起

在慢速加压行程中，已知油管长度l=2m，油管直径d=32×

10-3m，通过的流量进油路q1=1.26×

10-3m3/s，回油路q2=0.77×

（1）确定油流的流动状态

进油路中液流的雷诺数为

回油路中液流的雷诺数为

由上可知，进回油路中的流动是层流。

在进油路上，流速

80

75.6

182883

337973

50

46.2

256133

若取集成块进油路压力损失为30000Pa，回油路压力损失为50000Pa，则进油路总的压力损失为

回油路总的压力损失为

3.快速退回行程的压力损失

在快速退回行程中，主液压缸从顺序阀10卸荷，油路很短，压力损失忽略不计，已知油管长度l=2m，油管直径d=32×

10-3m，通过的流量进油路q1=3.83×

由上可知，进油路中的流动是层流。

（二）顶出液压缸压力损失验算

1.顶出行程的压力损失

在顶出液压缸顶出行程中，已知油管长度l=2m，油管直径d=32×

10-3m，通过的流量进油路q1=1.57×

10-3m3/s，回油路q2=0.57×

94.2/34.2

56791/7486

2.顶出液压缸退回行程的压力损失

10-3m，通过的流量进油路q1=0.9×

10-3m3/s，回油路q2=2.51×

54/150.6

18662/145154

从以上验算结果可以看出，各种工况下的实际压力损失都能满足要求，说明液压系统的油路结构、元件的参数是合理的，满足要求。

（三）液压系统发热和温升验算

在整个工作循环中，工进阶段所占用的时间最长，所以系统的发热主要是工进阶段造成的，帮按工进工况验算系统温升。

系统总的发热功率Φ为

Φ=38.65-34.5=4.15KW=4150W

已知油箱容积V=1600L=1.6m3，则油箱的近似散热面积A为

假定通风条件良好，取油箱散热系数Cr=15×

10-3KW/（m2·

℃），则可得油液温升为

℃

设环境温度T=25℃，则热平均温度为56.14℃，油箱散热基本可达到要求。

这次液压系统课程设计，是我们第一次较全面的液压知识的综合运用，通过这次练习，使得我们对液压

[1]许福玲，陈尧明主编.液压与气压传动.北京：

机械工业出版社.2004.7

[2]贾明新主编.液压传动与控制解难和练习.北京：

国防工业出版社.2003

[3]液压设计手册（电子版R1.0）.北京：

机械工业出版社