校正压装液压机的液压系统设计.doc

---- - 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８～10倍，工件压力不小于10KN。 设计内容及步骤 负载分析与速度分析 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 负载分析 设工作负载=30kN。 惯性负载 摩擦负载 摩擦负载分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。 静摩擦阻力 Ffs = fs×G= N 动摩擦阻力 Ffd= fd×G= 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： 工况 计算公式 缸的负载F 缸的推力 启动 3920 4355 加速 2860 3178 快进 1960 2178 工进 31960 35511 反向启动 3920 4355 加速 2860 3178 快退 1960 2178 按上述分析可绘出负载循环图和速度循环图。 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 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： 无杆腔面积： cm2 有杆腔面积： cm2 活塞杆面积： cm2 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 L/min 工进过程中所需要的流量为 L/min 快退过程中所需要的流量为 L/min 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压力损失为，则 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 工作循环 负载F/N 回油背压 进油压力 输入流量 输入功率P/W 计算公式 快 进 启动 4355 —— 0.867 —— —— 加速 3178 0.63 —— —— 恒速 2178 0.446 0.226 100.796 工 进 35511 0.6 3.74 177.65 快 退 启动 4355 —— 0.973 —— —— 加速 3178 0.5 0.71 —— —— 恒速 2178 0.5 0.486 0.201 97.686 根据上面的计算结果，绘制液压缸工况图如下 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。 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