液压系统的选型.docx

1、液压系统的选型一、(1)取括塞堵头的直径d=56mm,检测的空气压力为Sbar,取液压缸的工作压力为 pl =5bar,液压缸的背压为p2=3bar,。作用在活塞杆上的力 F=nPS=O. 75x5X105xx (56/2)2 x 10=923. 63N根据上而的图形來计并液压缸的直径DoAR - ap2 =人耳一（令）E代入数据得：923.630.95D=0. 0787m=78. 7mm根据往返速度比的公式好器尹可以算出活塞杆的直径cL取卩=133得出d=392mim将这些直径圆整成标准直径时得：D二80mm, d二40miu可以选取的液压缸为CX系列薄型液压缸，MCX-SD 根据液压缸的直

2、径可以求出而积：(2)液床缸所需的实际流量计算工作液压缸快速空程时所需流量:2笔Hzv一一液压缸的工作容枳效率，取=0 96,勺一一快速空程时的速度，取人=0 06m/s工作刚压制时所蛊要的流量: 取认=0 01 m/sc Ay. 0.005x0.01x103x60 _.、Q, = = = 3.125 (L/mm)% 0.96工作刚回程时所需要的流最：取 v3=0 06nVs此时的液压压力为p=訂=雳忌=-26xl6pa=-26Mpa 一般取液压压力为计算值的15倍，以满足系统的需婆。故 盼=1.5P= 1.5 x 0.26= 0.39M|)a液压缸的主要尺寸确定(1)液压缸的壁厚和外径计算液

3、压缸的壁厚是由液压缸的强度条件來计算。液斥缸的毬厚一般指缸筒结构的最薄弱的厚度。从材料力学町知，承受内压力的圆筒，其 内应力分布规律应壁厚的比值%10的圆筒称为薄壁圆筒。此次设计的缸的材料选择 灰铸铁，其壁厚按照薄壁圆筒公式计算式中6 一一液压缸壁厚（m）;D液压缸内径（m）,Py一试验压力，一般取最大工作压力的（1 2515）倍（Mpa）；er缸筒材料的许用应力，灰铸铁：cr=25hlpaoPv =1 5X0 39=0 585ga算所得液压缸的壁厚往往很小.使得缸体的刚度往往很不够，如在切削工程中的变形、安装 变形等引起液压缸工作过程卡死或者漏油。冈此一般不做计算，按经验选収，必要时按上式

4、进行校核。液斥缸壁厚算出后，即可求出缸体的外径D为D A D + 25 = 80+ 2 xl.5 = 83mm（2） 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程的长度，町根据执行机构实际匸作的最人行程来确定，并参阅液压系统 设计简明手册表三-6中的系列尺寸來选择标准值。液圧缸的工作行程选l=?00mm缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖.其令效厚度要求町以按照卜列公式计算。式中 t缸盖有效厚度（m）,D2缸盖止【I内径（m）：一一缸盖孔的直径（m）。则液压缸的缸盖厚度t 2 0.433X亦10x样兽m nm取（3）最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时.从活塞支承面中点的距离H成为最小导向长度（如图）。

5、如果导向长度过小，将使液斥缸的初始扰度（间隙引起的扰度）增大，影响液乐缸的稳定性. 因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。对i般的液压缸，试小导向长度应满足一下要求：hxP+P20 2式中L一一液压缸的垠人行程；D一一液压缸的内径。、200 80 f20 2取 H=60mm活塞的宽度 B - 般取 B =（0.61.0）D :取 E = 0.6D = 0.6 x80 = 48mm缸盖滑动支承面的长度I】根据液压缸的内径D而定:当 D v 80inniht,耳弘=（0.6 1.0）D ；D 80mnil寸,耳）fl】=（0.6 1.0）d o则 I】=0.6D = 0.6x80= 48mmo为

6、保证瑕小导向长度H,若过人增人I】和B都是不适宜的，必要时町在缸孟与活塞Z间增加 一隔套K來增加H的值。隔套的长度C由需要的最小的亍向长度H决定，即C = H _ 丄仏 + B）= 60 _ 丄（48 + 48）= 12mm2 2液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的2030倍。则液压缸的内部长度L= B + 1 = 48 + 200 = 248mm二、进排气道处的液床缸设计(1)PI P?取活塞堵头的直径d=32mm,检测的空气压力为Sbar,取液压缸的工作压力为 pl =5bar,液压缸的背压为p2=3ba

7、r,。作用在活塞杆上的力F二PS二5x10、龙x (32/2)冬10宀二402N根据上而的图形來计算液床缸的直径Do=AI1-AP2 = AP1-代入数据得;D=0. 0346m=34. 6mm根据往返速度比的公式0=空1=,可以算出活塞杆的直径d。 一十取爭=1 33.得出 d=17 2mmo将这些直径圆整成标准直径时得：D二40mm, d=25mm可以选取的液压缸为CX系列薄型液压缸，MCX-SD 根据液压缸的直径可以求出面积：严化0.00曲4(2)液床缸所需的实际流量计算工作液压缸快速空程时所需流量:2笔ncr一一液压缸的工作容枳效率，取=0 96,勺一一快速空程时的速度，取人=006m

8、/s小 O.OOUxO.OdxlxdO OOZT , 、Q = = 4.88(L/min)7 0.96工作刚压制时所需要的流量：取认=0 01 m/s小 Av. 0.0013x0.01x103x60 门、Q =丄二= =0.81 (L/mm)cv 0.96工作刚回程时所需要的流最：取 v3=0 06m/s此时的液压压力为p = =莎爲044xl6pa =呻 一般取液压压力为计算值的15倍，以满足系统的需婆。故P 如=1.5P = 1.5 x 0.44= 0.66M|)a液压缸的主要尺寸确定(4)液压缸的壁厚和外径计算液压缸的壁厚是由液压缸的强度条件來计算。液斥缸的毬厚一般指缸筒结构的最薄弱的厚

9、度。从材料力学町知，承受内压力的圆筒，其 内应力分布规律应壁厚的比值 %10的圆筒称为薄壁圆筒。此次设计的缸的材料选择 灰铸铁，其壁厚按照薄壁圆筒公式计算式中6 一一液压缸壁厚（m）,D液压缸内径（m）,Py一试验压力，一般取绘大工作压力的（125-1 5）倍（Mpa）；er缸筒材料的许用应力，灰铸铁：cr=25Mpa。py =1 5 x0 66= 99Mpap D 0 99x0 04则dn 牛 = =0.00073,取在中低压液压系统中，按上式计算2a 2x25所得液压缸的壁厚往往很小，使得缸体的刚度往往很不够，如在切削工程中的变形、安装变 形等引起液压缸工作过程卡死或者漏油。因此一般不做计

10、算，按经验选取，必要时按上式进 行校核。液压缸毬厚算出后，即町求出缸体的外径D为D AD+ 25 = 40+2x1 = 42mm（5）液压缸工作行程的确定液压缸工作行程的长度町根据执行机构实际工作的最人行程来确定，并参阅液斥系统 设计简明于册见表中的系列尺寸來选择标准值。液圧缸的工作行程选l=200mm缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其右效厚度要求町以按照卜列公式计算。式中 t缸盖勺效厚度（m）,D2缸盖止I I内径（m）：一一缸盖孔的直径（m）。则液压缸的缸盖厚度5433 + = 30nin 20 2取 H=30mm。活塞的宽度 B 般取 B = (0.6-1.0)D :取 E = 0

11、.6D = 0.6 x40 = 24mn缸盖滑动支承面的长度I】根据液压缸的内径D而定:当 D v 80inniht,耳弘=（0.6 1.0）D ；D 80mnil寸,耳）fl】=（0.6 1.0）d o则 I】=0.6D = 0.6 x40= 24mmo为保证垠小导向长度乩 若过人增人I】和B都是不适宜的，必要时町在缸孟与活塞Z间增加 一隔套K來增加H的值。隔套的长度C由需要的最小的导向长度H决定，即C = H - (1 + B)= 30 -扌(24 + 24) = 6nun液压缸缸体内部长度应等丁活塞的行程与活塵的宽度Z和。缸体外形长度还要考虑到两端端 盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于

12、内径的2030倍。则液压缸的内部长度L=B +1 = 24 + 200 = 224HUB三、进排气门座和火花塞处的液斥缸设计 (1)取活塞堵头的直径d二14mm,检测的空气圧力为5bar,取液压缸的匸作斥力为Pj =5bar,液压缸的背压为p?=3baro作用在活塞杆上的力F=PS=5xl05xx (142x 10=76. 97N根据上面的图形來计算液床缸的直径Dop2F一钢gf %代入数据得;D=0. 015m二 15mmr)2根据往返速度比的公式旷若，可以算出活塞杆的直径d。取0=1.33,得lB d=7 5mm将这些直径圆整成标准直径时得：D=16mm, d=13mm.可以选取的液圧缸为

13、CX系列薄型液用缸，MCX-SD 根据液压缸的直径可以求出面积：(2)液床缸所需的实际流量计算工作液压缸快速空程时所需流量:%液压缸的工作容积效率，取“5=0 96,勺快速空程时的速度，取匕=0 06m/s宀 0.0002x0.06x103x60 八 、Q = = 0.7 5(L/min)0.962工作刚压制时所需要的流量：取认=0 01 m/sc Av. O.OOCUxO.OlxlO3。c 、(X = -= = 0.125 (L/nun)% 0.963丁作刚回程时所需要的流最：取 v3 =0 06iti/s小 Av, 000012*006x103x60 门一 、Q,=二 = = 0.46 (

14、L/nun)% 0.96此时的液压压力为P =兰艺一= O.55xlO6Pa = 0.55Ntoan4 0.7x0.0002一般取液压压力为计算值的15倍，以满足系统的需婆。故P 辿=1.5P =1.5x0.55=0.82513液压缸的主要尺寸确定(7)液压缸的壁厚和外径计算液乐缸的壁厚是由液圧缸的强度条件來il算。液丿卡缸的壁厚一般指缸筒结构的绘薄弱的厚度。从材料力学町知，承受内斥力的圆筒，其 内应力分布规律应壁疗/的比值%10的圆简称为薄壁圆简。此次设计的缸的材料选择 灰铸铁，其壁厚按照薄壁圆筒公式计算1刁式中 J 一一液压缸壁厚（m）;D 液压缸内径（m）,Py试验压力，-般取最大工作压

15、力的（1 25-1.5）倍（Mpa）：a一一缸筒材料的许用应力，灰铸铁：o-=25h）acpy=l 5X0 825=1.2375h）a所得液压缸的壁厚往往很小使得缸体的刚度往往很不够，如在切削工程中的变形、安装变 形等引起液压缸工作过程卡死或者漏油。因此一般不做计算，按经验选取，必要时按上式进 行校核。液圧缸壁厚算出后，即可求出缸体的外径D为D 2D+ 25 = 16+2x0.5 =17mm（8）液压缸工作行程的确定液压缸工作行程的长度，町根据执行机构实际工作的最大行程來确定，并参阅液压系统 设计简明手册耳？表26中的系列尺寸来选抒标准值。液丿千缸的匸作行程选1 =100mm缸盖厚度的确定一般

16、液压缸多为平底缸盖，其冇效厚度要求可以按照卜列公式计算。式中 t缸盖有效厚度（m）,D.一一缸盖止II内径（m）：do一一缸盖孔的直径（m）。取 t=3mo（9）最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点的距离H成为绘小导向长度（如图）。如果导向长度过小，将使液压缸的初始扰度（间隙引起的扰度）增儿 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，最小导向长度应满足一下要求：L DH + 20 2式中L一一液压缸的最人行程：D液压缸的内径。100 16 .、 + =13nm20 2活塞的宽度 B 般取 B =(0.6 1.0)D ；取 E = 0.6D

17、= 0.6x16 = 9.6nm缸盖滑动支承而的长度I】，根据液压缸的内径D而定:当 Dv80mn廿寸，=（0.6 1.0）D ；D 80mnM,囲=（0.6 LO ）d。则 I】=0.6D = 0.6 xl6 = 9.6111111。为保证最小导向长度H,若过人增人I】和B都是不适宜的，必要时可在缸盖与活塞之间增加 一隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小的导向长度H决定，即C = H-1（11 + B）= 15 -丄（9.6 +9.6）= 3.4mm2 2液圧缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端 盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的203

18、0倍。则液压缸的内部长度L = B +1 = 9.6 +100 = 109.6111111三、两种液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后，就进行各部分的结构设计。主要包括：缸体与缸盖的连接结构、 活塞与活塵杆的连接结构、活塞导向部分结构、密封装宜、排气装置及液压缸的安装连接结 构等。由于工作条件不同、结构形式也各部相同。设计时根据貝体情况进行设计。设计计算过程(1)缸体与缸盖的连接形式缸体与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。本次设计中采用法兰连接，如下图所示：结构简单、成本低： 容易加工、便于装拆； 强度较人、能承受高压;1径向尺寸较大：2重最比螺纹连接的人，缸体为钢管时，用

19、拉杆连接的重呈也较人；(3) 用钢管焊上法兰、工艺过程复杂些(2)活塞杆与活塞设计参阅液乐系统设计简明手册门5表2-8,采用组合式结构中的螺纹连接，如卜图所示：特点：结构简单，在振动的工作条件卜容易松动，必须用锁紧装豐。应用较多，如组合机床 与工程机械上的液压缸。(3)活塞杆导向部分设计活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆与端盖、导向套的结构，以及密封、防尘和锁紧装胃等。 导向套做出与端孟分开的导向套结构，这种导向套磨损后便于更换，所以选择此结构。导向 套采用安装在内侧的结构，有利于导向套的润滑。参阅液床系统设计简明手册P16表2-9.在本次设计中，采用导向套导向的结构形 式，其特点为：1导向套与

20、活塞杆接触支承导向，磨损后便于更换，导向套也可用耐磨材料：2盖与杆的密封常用Y形、Y、形及V形密封装置。密封可旅适用于中高压液压缸；3防尘方式常用J形或三角形防尘装置。活塞及活塞杆处的密封圈的选用，应根据密封的部位、使用的压力、温度、运动速度的 范围不同而选择不同类型的密封圈。参阅液压系统设计简明手册Ph表2-10,在本次设计中，釆用O形密封圈。液压元件的选择(1) 确定液压泵规格和驱动电机由前面工况分析，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0 825Mpa,不考虑进出油路上阀和管道的压力损失，则液压泵的最高工作压力为Pp = 0.825Npa上述计算所得Pp是系统的静态压力

21、，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往 往超过静态压力，另外考虎到一定压力储备量，并确保泵的寿命，其正常工作压力为泵的额 定圧力的80%左右，因此选泵的额定压力匕应满足：液斥泵的最大流量应为:qpA 吃 q）L式中qp一一液压泵的最大流最（工qLx一同时动作的各执行所需要的流量之和的最大值 匕一一系统淤漏洗漱，一般取只=1113,现取匕=11。(工 q)max=l&75 + 4.88X 2 + 0.75x3 = 30.76(L/min) qp = K1(yq)nutv = 1.1x30.76= 33.83 幺 L/min)1.选择液压泵的规格根据匕面算出的qp和Pp值选用DSQ6/5

22、0H-B电动油泵。技术参数：工作压力：低压0-16MPa流量：低压10-50L/min电机功率：4KW油箱容枳：160L重量:195KgDSQ6/50H 外型尺寸（长x 宽x 高）：825x 540x 1325该系列电动泵特点：体积小重量轻、使用方便、工作压力高双级泵：低压空行程充液时，高、低压泵同时供油，可获得较犬的输出流量。高压工作时, 低压泵经卸荷溢流阀自动空载回油，减少功率消耗。用途：与油缸或专用机具配套，可实现起重、弯曲、校直、挤压、剪切、钾接、拆卸、压 装等工作。装員在某些机械设备中，作为液压动力源。2、与液压泵匹配的电机由前面得知，本液压系统最人功率出现在工作压制阶段，这时液圧泵的供油压力值为103Mpa,流量为己选定的泵的流量值。液压泵的总效率，取p=O82选用1400r/min的电动机，则驱动电动机功率为pD xq 1.03x50N = = = 1.05KWp 60p 60x0.82选择电动机三相异步电动机其额定功率llOOWc 液压元件及其辅助元件的选择