小型液压机液压系统.docx
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小型液压机液压系统
液压课程设计
小型液压机液压系统
姓名：
田瑞
学号：
班级：
机械1312
摘要：
作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。
液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。
如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。
也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。
本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。
小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。
该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。
液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。
利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。
相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。
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关键词：
现代机械、液压技术、系统设计、小型液压机、液压传动。
摘要...................................................................................................................1
关键词……………………………………………………………………………………1
一.工况分析……………………………………………………………………………3
二.负载循环图和速度循环图的绘制…………………………………………………4
三．拟定液压系统原理图……………………………………………………………5
1.确定供油方式…………………………………………………………………………5
2.调速方式的选择………………………………………………………………………5
3.液压系统的计算和选择液压元件………………………………………………………6
4.液压阀的选择…………………………………………………………………………8
5.确定管道尺寸…………………………………………………………………………8
6.液压油箱容积的确定…………………………………………………………………8
7.液压缸的壁厚和外径的计算……………………………………………………………9
8.液压缸工作行程的确定………………………………………………………………9
9.缸盖厚度的确定………………………………………………………………………9
10.最小寻向长度的确定…………………………………………………………………9
11.缸体长度的确定……………………………………………………………………10
四．液压系统的验算…………………………………………………………………10
1.压力损失的验算………………………………………………………………………10
2.系统温升的验算………………………………………………………………………12
3.螺栓校核………………………………………………………………………………12
4电磁铁动作顺序表…………………………………………………………………13
五.参考文献.…………………………………………………………………………14
六.总结………………………………………………………………………………15
技术参数和设计要求
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—慢速加压—保压—快速回程—停止的工作循环，快速往返速度为5m/min，加压速度40-250mm/min,压制力为300000N，运动部件总重为20000N,工作行程400mm,油缸垂直安装，设计改压力机的液压系统传动。
一工况分析
1．工作负载工件的压制抗力即为工作负载：
Fw=300000N
2.摩擦负载静摩擦阻力：
Ffs=0N
动摩擦阻力：
Ffd=0N
3.惯性负载Fm=ma=20000/10×3/×60）=5000N
背压负载Fb=30000N（液压缸参数未定，估算）
自重：
G=mg=20000N
4.液压缸在各工作阶段的负载值：
其中：
——液压缸的机械效率，一般取=。
表：
工作循环各阶段的外负载
工况
负载组成
启动
F=Fb+Ffs-G=5000N
加速
F=Fb+Ffd+Fm-G=11250N
快进
F=Fb+Ffd-G=5000N
工进
F=Fb+Ffd+Fw-G=305000N
快退
F=Fb+Ffd+G=55000N
二．负载循环图和速度循环图的绘制
负载循环图如下
速度循环图
三．拟定液压系统原理图
1.确定供油方式
考虑到该机床压力要经常变换和调节，并能产生较大的压制力，流量大，功率大，空行程和加压行程的速度差异大，因此采用一高压泵供油
2.调速方式的选择
工作缸采用活塞式双作用缸，当压力油进入工作缸上腔，活塞带动横梁向下运动，其速度慢，压力大，当压力油进入工作缸下腔，活塞向上运动，其速度较快，压力较小，符合一般的慢速压制、快速回程的工艺要求
得液压系统原理图
3.液压系统的计算和选择液压元件
（1）液压缸主要尺寸的确定
1）工作压力P的确定。
工作压力P可根据负载大小及机器的类型，来初步确定由手册查表取液压缸工作压力为20MPa。
2）计算液压缸内径D和活塞杆直径d。
由负载图知最大负载F为305000N，按表9-2取p2可不计,考虑到快进，快退速度相等，取d/D=
D={4Fw/[πp1ηcm]}1/2=147（mm）
根据手册查表取液压缸内径直径D=160（mm）活塞杆直径系列取d=110（mm）
取两液压缸的D和d分别为160mm和110mm。
按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度
A≥Qmin/Vmin=×1000/3=（cm2）
液压缸节流腔有效工作面积选取液压缸有杆腔的实际面积，即
A2=π（D2－d2）/4=×（1602－1102）/4=cm2
满足不等式，所以液压缸能达到所需低速
（2）计算在各工作阶段液压缸所需的流量
Q（快进）=πd2v（快进）/4=（工进）=πD2v（工进）/4=4=min
Q（快退）=π（D2-d2）v（快退）/4=x3/4=min
（3）确定液压泵的流量，压力和选择泵的规格
1.泵的工作压力的确定
考虑到正常工作中进油管有一定的压力损失，所以泵的工作压力为
式中，Pp－液压泵最大工作压力；
P1－执行元件最大工作压力（Pa）；
－进油管路中的压力损失（Pa），
简单系统可取~~。
故可取压力损失∑△P1=
20+=
上述计算所得的Pp是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过度阶段出现的
动态压力往往超出静态压力，另外考虑到一定的压力储备量，并确保泵的寿命，因此选泵的压力值Pa应为Pa因此Pa==（~）=~。
2．泵的流量确定,液压泵的最大流量应为
QpK（∑Q）max
K为系统泄漏系数，一般取K=，大流量取小值；小流量取大值。
油液的泄露系数K=
故Qp=K（∑Q）max=选择液压泵的规格
根据以上计算的Pa和Qp查阅相关手册现选用63YCY14-1B斜盘式轴向柱塞泵，
nmax=3000r/min
nmin=1000r/min
额定压力p0=32Mpa，每转排量q=63mL/r，容积效率=85%，总效率=.
4.与液压泵匹配的电动机选定
首先分别算出快进与工进两种不同工况时的功率，取两者较大值作为选择电动机
规格的依据。
由于在慢进时泵输出的流量减小，泵的效率急剧降低，一般在流量在－1L/min范围内时，可取＝－.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最大功率时不至停转，需进行演算，即Pa×Qp/,式中，Pd－所选电动机额定功率；Pb－内啮合齿轮泵的限定压力；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5000N，进油时的压力损失定为。
Pb=[5000/快进时所需电机功率为：
工进时所需电机功率为：
P==
查阅电动机产品样本，选用Y90S-4型电动机，其额定功率为，额定转速为1400r/min
4.液压阀的选择
根据所拟定的液压系统图，按通过各元件的最大流量来选择液压元件的规格。
选定的液压元件如表所示
序号
元件名称
最大流量（L/min
最大工作压力（Mpa）
型号选择
1
滤油器
30
31
ZU-H40×10S
2
液压泵
40
BFW01A
3
三位四通电磁阀
60
34WE6G50-50/AW220R
4
单向调速阀
65
S15A020/5
5
二位三通电磁阀
60
23WE6G50-50
6
单向阀
65
S15A020/5
7
压力表
AF6EA30/Y400
8
平衡阀
50
14
DZ10-130/210
9
液控单向阀
60
约
SV15GB230/2
10
溢流阀
Y-10B
5.确定管道尺寸
油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可接管路允许流速进行计算，本系统主要路流量为差动时流量Q=57L／min压油管的允许流速取V=3m/s则内径d为:
d=（57/3）1/2=
若系统主油路流量按快退时取Q=／min，则可算得油管内径d=.综合d=20mm
吸油管同样可按上式计算（Q=／min，V=／s）现参照YBX-16变量泵吸油口连接尺寸，取吸油管内径d为29mm
6.液压油箱容积的确定
根据液压油箱有效容量按泵的流量的5—7倍来确定则选用容量为400L。
7.液压缸的壁厚和外径的计算
液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算
液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度，从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异，一般计算时可分为薄壁圆筒，起重运输机械和工程机械的液压缸一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算
ζ≥PD/2[σ]=×160/（2×100）=（[σ]=100~110MP）
故取ζ=20mm
液压缸壁厚算出后，即可求出缸体的外径D1为
D1≥D+2ζ160+2×20=200mm
8.液压缸工作行程的确定
液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作烦人最大行程来确定，查表的系列尺寸选取标准值L=400mm。
9.缸盖厚度的确定
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两个公式进行近似计算
无孔时：
t≥（P／[σ]）1/2=（100）1/2=
有孔时：
t≥D2（PD2／[σ]（D2－d0）}1/2式中，
t----------缸盖有效厚度
D---------缸盖止口内直径
D2----------缸盖孔的直径
10.最小寻向长度的确定
当活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面中点到缸盖滑动支撑面中点的距离H称为最小导向长度过小，将使液压缸的初试挠度增大，影响液压缸的稳定性，因此，设计时必须保证有一定的最小导向长度。
对一般的液压缸，最小导向长度H应满足以下要求
H>=L/20+D/2=400/20+160/2=100mm
取H=100mm
活塞宽度B=（~）D1=100
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