YA321000KN型四柱万能液压机1Word文档格式.docx
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K、压边浮动拉伸：
薄板拉伸时，要求顶出液压缸20无杆腔保持一定的压力，以便液压缸20活塞能随液压缸16活塞驱动动模一同下行对薄板进行拉伸，4YA通电，电液压换向阀21右位工作，6YA通电，电磁阀24工作，溢流阀25调节液压缸20无杆腔油垫工作压力。
主泵1→电液换向阀9的M型中位→电液换向阀21→液压缸20无杆腔
吸油路：
大气压油→电液压换向阀21→填补液压缸20有杆腔的负压空腔
设计说明书要求完成：
（1）、求出液压缸快进、工进、快退推力，绘制快进、工进、快退工作循环图，，绘制快进、工进、快退推力循环图，绘制快进、工进、快退速度循环图及液压系统图；
（2）、确定液压缸结构尺寸，液压泵的流量，系统输入输出功率和系统的效率；
（4）、列出液压元件规格表
（5）、进行液压系统稳定性校核，确定液压系统工作状态，油液发热升温状态，其中包括油箱体积；
（6）、用3#图纸绘制液压系统图。
YA32-5000KN四柱压机液压系统设计计算题
设计一台YA32-5000KN型四柱万能液压机，设该四柱万能液压机下行移动部件重G＝1吨，下行行程1.0-1.2m，
一、液压系统最高工作压力P=32mPa
一般选用P=20-25mPa；
主液压缸公称吨位5000KN；
主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比为5－10%，塑料制品的压制力与回
程力之比为2%，取1000KN；
顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一，取1000KN；
顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一,315KN。
行程速度
主液压缸
快速空行程
V=60mm/s
工作行程
V=10mm/s
回程
V=60mm/s
顶出液压缸
顶出行程
V=120mm/s
4、油箱体积
低压系统
V=（3-6）qp
中压系统
V=（5-8）qp
高压系统
V=（8-12）qp
二、设计计算主液压缸、顶出液压缸结构尺寸：
1、主液压缸
A、主液压缸内径D:
根据GB/T2346－1993，取标准值 D主=
B、主液压缸活塞杆径d：
根据GB/T2346－1993，取标准值
C、主液压缸有效面积：
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）、主液压缸工进作压力
（3）、主液压缸回程压力
2、顶出液压缸
A、顶出液压缸内径：
B、顶出液压缸活塞杆径d顶：
C、顶出液压缸有效面积：
D、顶出液压缸实际顶出力和回程力：
三、液压缸运动中的供油量
A、主液压缸的进出油量
1、主液压缸空程快速下行的进出油量：
2、主液压缸工作行程的进出油量：
3、主液压缸回程进出油量：
B、顶出液压缸的进出油量
1、顶出液压缸顶出行程的进出油量：
2、顶出液压缸退回行程的进出油量：
四、确定快速空程供油方式，液压泵的规格，驱动电机功率
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
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（
）工件顶出后不需要高压。
主液压缸工作行程（即压制）流量为118L/min,主液压缸工作回程流量为×
×
L/min,选用×
BGY14-1B型电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵。
虽然在
只有×
L/min，主液压缸活塞返回速度有所降低，在工作压力为
时，流量降低40%,仍可获×
L/min的流量，基本满足主液压缸工作回程×
L/min、满足工进流量118L/min的进给设计要求。
由于选用电液比例控制，获节能高效效益。
3、液压泵的驱动功率及电动机的选择：
主液压缸的压制与顶出液压缸的顶出工作压力均为P=25×
106；
主液压缸回程工作压力为P=×
Pa顶出液压缸退回行程工作压力×
Pa，液压系统允许短期过载，因此，快速进退选P=×
Pa,q=200L/min,工进选P=25×
106Pa,q=×
L/min,液压泵的容积效率ηv=0.92，机械效率ηm=0.95，两种工况电机驱动功率为：
P工>
P快
电动机允许短期过载，选取×
KW的×
型电机。
若设定工作压力在
（25-32）×
106Pa,选取×
五、设计选取液压系统图
1、液液压系统图：
2、电磁铁动作表：
动 作 顺 序
1yA
2yA
3yA
4YA
5YA
6YA
7YA
主
液
压
缸
快速下行
＋
慢速加压
保压
卸压回程
停止
顶
出
顶出
退回
压边
浮动拉伸
3、油箱容积：
上油箱容积：
下油箱容积：
上油箱容积
五、计算和选取液压元件
液压缸流量表：
流进L/min
流出 L/min
主液
压缸
xxx＋xxx=xxx
xxx
工作行程
回程
顶出
液压缸
顶出行程
退回行程
液压元件表
序号
元 件 名 称
实际流量
规
格
备
注
1
斜盘式轴向柱塞泵
xxxL/min
xxxBGY14-1B
2
齿轮泵
CB-xx
3
电动机
选取×
型电机
4
滤油器
WU－xxx×
180F
5
先导式溢流阀
xxxLmin
FY-BxxH
6
二位二通电磁换向阀
22D-xxB
7
远程调压阀
xxL?
min
FY-xxB
8
直动式溢流阀
xxL/min
Y-HbxF
9
三位四通电液换向阀
34BYM-Hxx-T
10
压力继电器
IPD01-Hc6L-Y2
11
单向阀
DFBxxK3
12
电接触压力表
KF-L8/30E
13
吸入阀（液控单向阀）
自制
可外购
14
二位三通液动换向阀
23Y-xxB
15
卸荷阀（外控序阀）
X4F-BxxD-Y
16
主液压缸
外购
17
内控外泄式顺序阀
X2F-BxxF-Y1
18
二位四通电磁换向阀
24D-xxB
19
顶出液压缸
20
液控单向阀
DFY-BxxH2
21
34BYK-Hxx-T
22
23
阻尼器
可外购
24
25
xxL/min
六、液压系统稳定性论证
YA32-5000KN型四柱万能液压机的液压系统的动力机构，采用xxxBGY14-1B型
电液比例控制斜盘式轴向变量柱塞泵，选用电液比例控制的变量泵和液压缸组成容积
调速系统，无节流损失，系统高效节能。
3、设计一台YA32-3150KN型四柱万能液压机，设该四柱万能液压机下行部件G＝1.5吨，下行行程1.2m-1.5m，其液压系统图如下:
3150KN通用压机液压系统图
1、主液压泵，2、齿轮泵，4、滤油器，5、电液比例溢流阀，6、20、21、溢流阀，7、17、电液换向阀，
8、单向阀，9、电接触压力表，10、外控顺序阀11、13、液控单向阀，12、19、电磁阀，14、顺序阀，15、主液压缸，，16顶出缸，18、液压缸，22、行程开关
主泵（恒功率输出）→电液换向阀7的M型中位→电液换向阀21的K型中位→T
2YA、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16下腔与液控单向阀19的通道。
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→电液换向阀7→电液换向阀17的K型中位→T
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上腔的负压空腔
A、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。
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→T
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，2YA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11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2YA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）主泵→电液换向阀7的M型中位→电液换向阀17的K型中位→T，主泵卸荷。
E、保压结束、液压缸15上腔卸荷后：
保压时间到位，时间继电器发出信息，1YA通电（2TA断电），液压缸15上腔压力很高，打开外控顺序阀10，主泵1→电液压换向阀7的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，只能先打开吸入阀11的卸荷阀（或叫卸荷阀的卸荷口），实现液压缸15上腔（只有极小部分油液经卸荷阀口回油箱）先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时：
主泵1大部分油液→电液压换向阀7→外控顺序阀10→T
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，外控制顺序阀15关闭，切断主泵1大部分油液→电液换向阀7→外控顺序阀10→T的油路，实现：
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→T
液压缸15活塞快速上行到位，碰行程开关1XK，1YA断电，电液换向阀7复位，4YA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→T
3YA通电，4YA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→T
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活塞驱动动模一同下行对薄板进行拉伸，4YA通电，电液压换向阀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
大气压油→电液压换向阀17→填补液压缸16有杆腔的负压空腔
第二部分、设计参数
A、按机床选取工作压力（P×
MPa）
磨床
车、镗、銑
珩磨
组合机床
运输机械
拉床、龙门刨
<
2-4
2-5
3-5
<
10
B、按负载（牛顿（N））选工作压力（P×
5×
103、
5×
103-104、104-2×
104、
2×
104-3×
104、3×
104-5×
>
104
0.8-1.0
1.5-2.0
2.5-3.0
3.0-4.0
4.0-5.0
5.0-7.0
C、执行元件的回油背压
回油路有节流阀的调速系统：
（0.2～0.5）MPa
回油路有背压阀或调速阀的调速系统：
（0.5～1.5）MPa
采用辅助泵补油的闭式液压回路：
（1.0～1.5）MPa
②、以有杆腔作工作腔时
其中
式中：
P1为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；
Fmax为最大作用负载。
（2）、活塞杆外径d：
也可根据活塞杆受力状况来确定，
受拉力
d=0.3～0.5D。
受压及拉
pI＜5MPa时，
d=0.5～0.55D
5MPa＜pI＜7MPa时
d=0.6～0.7D
pI＞7MPa时
d=0.7D
（3）、缸筒长度L：
缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：
为活塞的最大工作行程；
B为活塞宽度，一般为（0.6-1）D;
A为活塞杆导向长度，取（0.6-1.5）D;
M为活塞杆密封长度，由密封方式定；
C为其他长度。
一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。
另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度H。
3、缸筒壁厚校核
缸筒壁厚校核。
缸筒壁厚校核时分薄壁和厚壁两种情况，当δ≤D/10时为薄壁，壁厚按下式进行校核：
δ≥
D为缸筒内径；
pt为缸筒试验压力，当缸的额定压力Pn≤16MPa时，取Py=1.5pn，Py为液压缸的试验压力；
当Pn＞16MPa时，取Py=1.25Pn；
［σ］为缸筒材料的许用应力，［σ］=σb/n,σb为材料的抗拉强度，n为安全系数，一般取n=5。
当D/
＜10时为厚壁，缸筒壁厚按下式校核：
在使用式（4-37）、式（4-38）进行校核时，若液压缸缸筒与缸盖采用半环连接，δ应取缸筒壁厚最小处的值。
2、YA32-1000KN型四柱万能液压机设计参数
液压系统最高工作压力P=32mPa
主液压缸公称吨位1000KN；
主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比值为5-10%，塑料制品的压制力与
回程力之比为2%；
顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一；
顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一。
V=100mm/s
V=80mm/s
3、YA32-3150KN型四柱万能液压机设计参数
主液压缸公称吨位315吨；
主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比为5-10%，塑料制品的压制力与回
程力之比为2%；
三、卧式钻镗组合机床、四柱万能压机，液压剪板机的液压系统的性能要求
1、主液压缸应具有良好的使用性能，可靠的安全可靠工作性能；
2、应确保压机主液压缸和顶出液压缸不同时运动，以防发生误动；
3、液压系统应有合适的自身安全可靠保护措施；
4、液压系统各部分的工作压力应检测方便；
5、液压系统操作安全方便，省时省力，生产效率高。
四、《液压传动》课程设计要求
1、每班分三组，两人一个课题，按学号分配，擅自更改设计课题无效；
2、提倡诚信，反对抄袭，一经查出，零分论处；
3、课程设计时间一周，机制0801～0803三个班16周星期3上午8：
30以班为单位上交，机制0804、0805两个班16周星期4上午8：
30以班为单位上交，模具0801～0802两个班15周星期3上午8：
30以班为单位上交，机电0801在15周星期3下午1：
30以班为单位上交，拖延不交，责任自负。
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