YA323150KN型四柱萬(wàn)能液壓機(jī)說(shuō)明書(shū)

1、湖南工學(xué)院液壓與汽壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)YA32-3150型四柱萬(wàn)能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)年 月 日目錄一、設(shè)計(jì)課題二、主要參數(shù)確定三、確定主液壓缸、頂出液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸四、液壓缸運(yùn)動(dòng)中的供油量計(jì)算五、確定快速空程供油方式，液壓泵規(guī)格，驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率六、選取液壓系統(tǒng)圖七、液壓系統(tǒng)工作油路分析八、計(jì)算和選取液壓元件九、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證十、設(shè)計(jì)小結(jié)十一、參考文獻(xiàn)一、設(shè)計(jì)課題1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一臺(tái)YA32-315OKN型四柱萬(wàn)能液壓機(jī)，設(shè)該四柱萬(wàn)能液壓機(jī)下行部件G=1.5噸，下行行程1.2m - l5m°2. 設(shè)計(jì)要求：(1)確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸D, d(2 )繪制正式液壓系統(tǒng)圖(1號(hào)圖紙)，

2、動(dòng)作表、明細(xì)表(3 )確定系統(tǒng)的主要參數(shù)(4 )進(jìn)行必要的性能驗(yàn)算(壓力損失、熱平衡)二、主要參數(shù)確定液壓系統(tǒng)最髙工作壓力P=32MPa,在本系統(tǒng)中選用P二25MPa：主液壓缸公稱噸位3150KN：主液壓缸用于沖壓的壓制力與回程力之比為8%,塑料制品的壓制力與回程力之比為2%,取800KN： 頂岀缸公稱頂出力取主缸公稱噸位的五分之一，取650KN；頂岀缸回程力為主液壓缸公稱噸位的十五分之一，210KN行程速度主液壓缸快速空行程V=50mm/s工作行程V=10mm/s回程V=50mm/s回程V=80mm/s三、確定主液壓缸、頂出液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸1. 主液壓缸A.主液壓缸內(nèi)徑D：4x3150x103

3、.14x25xl06=0.4006/Z = 400.6/?7/7?根據(jù) GB/T2346-1993.取標(biāo)準(zhǔn)值 D , =400mmB.主液壓缸活塞桿徑d: =jo2 - = |'0.42 -. 4x800x10= 0.2536/? = 253.6/wn nP 3.14x25x10"根據(jù)GB/T2346-1993,取標(biāo)準(zhǔn)值£主=250mmC. 主液壓缸有效而積：(其中兒為無(wú)桿腔面積，凡為有桿腔而積)=4002 X3J4 = 12560044 =込凸="(如一250，) = 7653? §加4D.主液壓缸實(shí)際壓制力和回程力:呂小=% =25x106x

4、0.1256 = 3.14x1062E.主液壓缸的工作力:(1)主液壓缸的平衡壓力G l5=1-96x1°5(2)主液壓缸工進(jìn)工作壓力-警+竿=2,旳“液壓缸回程壓力人 0.076542. 頂岀液壓缸A. 頂出液壓缸內(nèi)徑:_ 4/?頂 _ 4x650x10_ '3.14x25xl06=0.18199/77 = 181.99/w?z根據(jù)GB/T2346-1993,取標(biāo)準(zhǔn)值Q頂=200mmB. 頂出液壓缸活塞桿徑4x210x1034x25x10°= 0.171 bn = 171.1/w/n根據(jù) GB/T2346-1993,取標(biāo)準(zhǔn) dj(F160mmC. 頂出液圧缸有效面

5、積(其中凡為無(wú)桿腔而積，也為有桿腔而積)=3-14 x 200 2 =314004x機(jī)，一 2)兒4-=3.14><（200一602）十04屛4D. 頂出液壓缸的實(shí)際頂岀力和回程力R頂出=PA3 =25 xl06x 0.0314 =7.85xl04?E. 頂出壓缸的工作力撿=25 MPa210x10-0.0113= S.58Mpa四、液壓缸運(yùn)動(dòng)中的供油量計(jì)算1. 主液壓缸的進(jìn)出油疑A. 主液壓缸空程快速下行的進(jìn)岀油量：0快卍=u = 125600 x 50 = 6280000 nun? Isg快m = A2vx = 76537 .5 x 50 = 3826875 mm? IsB.

6、主液壓缸工作行程的進(jìn)出油量：0 匸進(jìn)=州5 = 125600 x 10 = 1256000 nun5 / sq. lu| = A2u2 = 76537 .5 x 10 = 765375 mm3 /sc.主液壓缸回程進(jìn)出油量：q 訓(xùn)=A2uy = 76537 .5 x 50 = 3826875 mmJ Isq l（, = Au3 = 125600 x50 = 6280000 nun、/s2. 頂出液壓缸退回行程的進(jìn)出油量A. 頂岀液壓缸頂岀行程的進(jìn)出油量：0 念進(jìn)=A 4 = 31400 x50 = 15700CX) mm3 / s9葉=A“ = 11304 x50 = 565200 mm3 I

7、sB. 頂岀液壓缸退回行程的進(jìn)出油量：§退進(jìn)=比口 = 11304 x 80 = 904320 nun? / s0慣m = A3u5 = 31400 x 80 = 2512000 nun3 Is五、確定快速空程供油方式，液壓泵規(guī)格，驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率1. 液壓系統(tǒng)快速空程供油方式：q快進(jìn)=州5 = 125600 x 50 = 6280000 mm ' / s = 376.8ZL/nin由于供油量大，不宜采用由液壓泵供油方式，利用主液壓缸活塞等自重快速下行，形成負(fù)壓空腔，通過(guò) 吸入閥從油箱吸油，同時(shí)使液壓系統(tǒng)規(guī)格降低檔次。2. 選泄液壓泵的流量及規(guī)格：設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)最高工作壓力P二2

8、5MPa,主液壓缸工作行程，主液壓缸的無(wú)桿腔進(jìn)油量為：q L；; = Axu2 = 125600 x 10 = 1256000 mm' s = 75.36厶/min主液壓缸的有桿腔進(jìn)油量為：q冋迪=A,q = 76537 .5 x 50 = 3826875 nun ' / s = 229.6厶/ min頂出液壓缸頂出行程的無(wú)桿腔進(jìn)油量為：q應(yīng)進(jìn)=A3u4 = 31400 x50 = 1570000 mm' Is = 94.2L/niin設(shè)選主液壓缸工作行程和頂岀液壓缸頂岀行程工作壓力最高（P二25MPa）工件頂出后不需要高壓。主液壓 缸工作行程（即壓制）流量為75. 3

9、6L/min,主液壓缸工作回程流量為229. 6L/min,選用5ZKB732型斜軸式軸 向柱塞變量泵，該泵主耍技術(shù)性能參數(shù)如下：排量234.3ml/r,額定壓力16MPa,最人壓力25MPa,轉(zhuǎn)速 970i/min,容積效率96%。該液壓泵基本能滿足本液壓系統(tǒng)的要求。3. 液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率及電動(dòng)機(jī)的選擇：主液壓缸的壓制力與頂出液壓缸的頂出工作壓力均為P=25MPa,主液壓缸回程工作壓力為10.45MPa,頂出液 壓缸退回行程工作壓力為18.58MPa,液壓系統(tǒng)允許短期過(guò)載，回此快速進(jìn)退選10.45MPa, q=200L/min,工進(jìn)選 P=25MPa, q=75.36L/min,液壓泵的容積

10、效率。、=0.96,機(jī)械效率"m=0.95,兩種匸況電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率為：=3& 19KWPq _ 10.45x1()6x200x10-'607,”60 x 0.96 x 0.95P計(jì)低=25x10x75.36x10-=344360x0.96x0.95由以上數(shù)據(jù)，査機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).選a Y280S-6三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，該電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)如下：額定 功率45KW,滿載轉(zhuǎn)速980r/mino六選取液壓系統(tǒng)圖1. 液壓系統(tǒng)圖:2. 電磁鐵動(dòng)作表:動(dòng)作順序1YA2YA3YA4YA5YA6YA主 液 壓 缸快速下行慢速加壓保壓卸壓回程停止頂 出 缸頂出退回+壓邊f(xié)浮動(dòng)拉伸+3

11、 油箱容積： 上油箱容積：V; =3 x 227 = 671 厶根據(jù)GB2876-81標(biāo)準(zhǔn)，取其標(biāo)準(zhǔn)值630L。 下油箱容積：VF =7x227 =1589 厶根據(jù)GB2876-81標(biāo)準(zhǔn)，取其標(biāo)準(zhǔn)值1600L。七、液壓系統(tǒng)工作油路分析A. 啟動(dòng)：電磁鐵全斷電，主泵卸荷。主泵（恒功率輸岀）一9電液換向閥7的H型中位一電液換向閥17的K型中位一9油箱B. 液壓缸15活塞快速下行：1YA, 5YA通電，電液換向閥7右位工作，控制油路經(jīng)電磁換向閥12打開(kāi)液控單向閥13,接通液壓缸 15下腔與液控單向閥13的通道。進(jìn)油路：主泵（恒功率輸出）一9電液換向閥7-T單向閥8-T液壓缸15上腔回油路：液壓缸15

12、下腔-9單向閥13-T電液換向閥7»電液換向閥17的K型中位-油箱液壓缸活塞依靠重力快速下行形成負(fù)壓空腔：大氣壓油一T吸入閥11»液壓缸15上腔C. 液壓缸15活塞接觸工件，慢速下行（增壓行程）：液壓缸活塞碰行程開(kāi)關(guān)2XK使5YA斷電，切斷液壓缸15下腔經(jīng)液控單向閥13快速回油通路，上腔壓 力升高，同時(shí)切斷（大氣壓油一T吸入閥11一9上液壓缸15上腔）吸油路。進(jìn)油路：主泵（恒功率輸出）一9電液換向閥7T單向閥8-液壓缸15上腔回油路：液壓缸15下腔一T順序閥14一T電液換向閥7T電液換向閥17的K型中位一9油箱D. 保壓：液壓缸15上腔壓力升髙達(dá)到預(yù)調(diào)壓力，電接觸壓力表9發(fā)

13、出信息，1YA斷電，液壓缸15進(jìn)口油路切 斷，（單向閥8和吸入閥11的髙密封性能確保液壓缸15活塞對(duì)工件保壓，利用液壓缸15上腔壓力很髙，打 開(kāi)外控順序閥10的目的是防止控制油路使吸入閥11誤動(dòng)而造成液壓缸15上腔卸荷）當(dāng)液壓缸15上腔壓力 降低到低于電接觸壓力表9調(diào)泄壓力，電接觸壓力表9又會(huì)使1YA通電，動(dòng)力系統(tǒng)又會(huì)再次向液壓缸15上腔 供應(yīng)壓力油。主泵（恒功率輸岀）一9電液換向閥7的M型中位一9電液換向閥17的K型中位一9油箱，主泵 卸荷。E. 保壓結(jié)束，液壓缸15上腔卸荷后：保壓時(shí)間到位，時(shí)間繼電器電出信息，2YA通電（1YA斷電），液壓缸15上腔壓力很高，打開(kāi)外控順 序閥10,大部分油

14、液經(jīng)外控順序閥10流回油箱，壓力不足以立即打開(kāi)吸入閥11通油箱的通道，只能先打開(kāi) 吸入11的卸荷閥，實(shí)現(xiàn)液壓缸15上腔先卸荷，后通油箱的順序動(dòng)作，此時(shí)：主泵1大部分油液一T電液換向閥7T外控順序閥10今油箱F. 液壓缸15活塞快速上行：液壓缸15上腔卸壓達(dá)到吸入閥11開(kāi)啟的壓力值時(shí)，外控順序閥10關(guān)閉。進(jìn)油路：主泵1一9電液換向閥7T液控單向閥13»液壓缸15下腔回油路：液壓缸15上腔-吸入閥11-油箱G. 頂出工件液壓缸15活塞快速上行到位，碰行程開(kāi)關(guān)1XK, 2YA斷電，電液換向閥7復(fù)位，3YA通電，電液換向 閥17右位工作。進(jìn)油路：主泵1T電液換向閥7的M型中位一9電液換向閥1

15、7-T液壓缸16下腔回油路：液壓缸16上腔-電液換向閥179油箱H. 頂出活塞退回：4YA通電，3YA斷電，電液換向閥17左位工作進(jìn)油路：主泵1一9電液換向閥7的M型中位一9電液換向閥17T液壓缸16有桿腔回油路：液壓缸16無(wú)桿腔一9電液換向閥17T油箱I.壓邊浮動(dòng)拉伸：薄板拉伸時(shí)，要求頂出液壓缸16無(wú)桿腔保持一泄的壓力，以便液壓缸16活塞能隨液壓缸15活塞驅(qū) 動(dòng)一同下行對(duì)薄板進(jìn)行拉伸，3YA通電，電液換向閥17右位工作，6YA通電，電磁閥19工作，溢流閥21調(diào) 節(jié)液壓缸16無(wú)桿腔油墊工作壓力。進(jìn)油路：主泵1一電液換向閥7的M型中位-電液換向閥17»液壓缸16無(wú)桿腔吸油路：大氣壓油一

16、T電液換向閥17T填補(bǔ)液壓缸16有桿腔的負(fù)壓空腔八、計(jì)算和選取液壓元件根據(jù)上面計(jì)算數(shù)據(jù)，查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)選取液壓元件如下：序號(hào)元件名稱實(shí)際流量規(guī)格1斜軸式軸向柱塞變量泵227L/min5ZKB7322齒輪泵18L/minBBXQ3電動(dòng)機(jī)¥802-4三相異步電機(jī)4濾油器245L/minWU-250xF0先導(dǎo)式溢流閥227L/minCG2V-8FW6溢流閥18L/minYF-L1OB7電液換向閥227L/min24DY-B32H-Z8單向閥227L/minDF-L32H29壓力繼電器IPD01-H6L-Y10外控內(nèi)泄型順序閥227L/minXD4F-L32H11液控單向閥376L/minD

17、FY-F5OH212兩位四通電磁換向閥18L/min24D-10H-TZ13液控單向閥227L/minDFY-F32H214順序閥227L/minXD2F-L32H15主液壓缸16頂出液壓缸17電液換向閥227L/min24DY-B32H-Z18節(jié)流閥227L/minLDF-L32C19兩位兩通電磁換向閥227L/min22D-32B20先導(dǎo)式溢流閥227L/minCG2V-8FW21溢流閥227L/minYF-L32B九、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證（-）主液壓缸壓力損失的驗(yàn)算1、快速空行程時(shí)的壓力損失快速空行程時(shí)，由于液壓缸進(jìn)油從吸入閥11吸油，汕路很短，因此不考慮進(jìn)油路上的壓力損失，在 回油路上，

18、已知油管長(zhǎng)度l=2m,油管直徑d=32Xl（Pm,通過(guò)的流M q=3.83X 10 W/So液壓系統(tǒng)選用N32 號(hào)液壓油，考慮最低工作溫度15°C,由手冊(cè)查出此時(shí)油的運(yùn)動(dòng)粘度v=1.5cm2/s,汕的密度p =900kg/m 液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。（1）確左油流的流動(dòng)狀態(tài)，回油路中液流的雷諾數(shù)為Rc = ! .2732 x 3.83 x 10-xiQ32xl0"3xl.5=1015 < 2300由上可知，回汕路中的流動(dòng)是層流。（2）沿程壓力損失E Apv在回油路上，流速“券=益勞先才4.76"則壓力損失為工劭二谿64 x 2 x 900 x 4

19、.7622x1015 x32xl0"3= 40181 Pa元件名稱額泄流量實(shí)際流量額泄損失實(shí)際損失液控單向閥250229.82168986電液換向閥*2250229.84675943（3）局部壓力損失 由于釆用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)汕路的圧力損失。 通過(guò)各閥的局部壓力損失列于下表中：若取集成塊進(jìn)油路壓力損失為30000Pa,回油路壓力損失為oOOOOPa,則回汕路總的壓力損失為工 3 = 40181 +168986 + 675943+ 50000 = 93511 OPa2.慢速加壓行程的壓力損失在慢速加壓行程中，已知油管長(zhǎng)度l=2m,油管直徑d=32X lO

20、F,通過(guò)的流量進(jìn)油路q尸1.26X 10 W/S, 回油路q2=0.77X 10 W/S.液壓系統(tǒng)選用N32號(hào)液壓汕，考慮最低工作溫度15°C,由手冊(cè)査出此時(shí)油的運(yùn) 動(dòng)粘度v=1.5cm2/s,油的密度p =900kg/m液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。（1）確定油流的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)油路中液流的雷諾數(shù)為Re, = 12732 x 126x10 _.xl04 = 334 < 230032 x IO*3 x 1.5回油路中液流的雷諾數(shù)為Re, = 1 2732 X° 77 X 10 x 104 = 204 < 230032 x IO-3 x 1.5由上可知，進(jìn)回油路

21、中的流動(dòng)是層流。（2）沿程壓力損失E Apx在進(jìn)油路上，流速v = 上Z = 4蟲(chóng)丄_6 0（）_ = 57 m / snd1 34x322x10"則壓力損失為汕"鵲64 x 2 x 900xl,5722x334 x32x!0"3=13284 Pa在回油路上,4x0.77 xlO"33.14x322 x10"6=0.96m/ s則壓力損失為汕"憲升Wx2x900x0.9622x204x32x10= 8132 九（3）局部壓力損失由于采用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)汕路的壓力損失。 通過(guò)各閥的局部壓力損失列于下表中：

22、元件需稱額泄流雖實(shí)際流量額立損失實(shí)際損失單向閥8075.62182883電液換向閥250229.81337973順序閥5016. 23256133若取集成塊進(jìn)油路壓力損失為30000Pa,回油路圧力損失為50000Pa,則進(jìn)汕路總的壓力損失為為即i =13284 +182883 + 337973 + 30000 = 564140 Pa回油路總的壓力損失為=8132 + 337973 + 337973 + 256133 + 50000 = 990211 Pa3. 快速退回行程的壓力損失在快速退回行程中，主液壓缸從順序閥10卸荷，油路很短，壓力損失忽略不計(jì)，已知油管長(zhǎng)度l=2m, 汕管直徑d=32

23、Xl（Hm,通過(guò)的流量進(jìn)油路qi=3.83X10-W/so液壓系統(tǒng)選用N32號(hào)液壓油，考慮最低工 作溫度15°C,由手冊(cè)查出此時(shí)汕的運(yùn)動(dòng)粘度v=1.5cm2/s,油的密度P=900kg/m液壓系統(tǒng)元件采用集成 塊式的配置形式。（1）確左油流的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)油路中液流的雷諾數(shù)為Ret = 12732 x3 S3xl（）-xlO4 =1015 < 230032 x 10-3 x 1.5由上可知，進(jìn)油路中的流動(dòng)是層流。（2）沿程壓力損失E Apx 4q 4x3.83xlO-3 皿,在進(jìn)油路上，流速U = =; =4.76/72/57RI2 34><3210"則壓力損

24、失為汕"谿= 40181 Pa_ 64x2 x 900 x 3.832'2x1015 x32xlO"3（3）局部壓力損失 由于釆用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)汕路的壓力損失。 通過(guò)各閥的局部壓力損失列于下表中：元件名稱額泄流捲實(shí)際流量額定損失實(shí)際損失單向閥250229.82168986電液換向閥250229.84337973若取集成塊進(jìn)汕路壓力損失為30000Pa,回油路壓力損失為50000Pa,則進(jìn)汕路總的圧力損失為=40181 +168986 + 337973 + 30000 = 577140 Pa（二）頂出液壓缸壓力損失驗(yàn)算1.頂出行程的壓

25、力損失在頂出液壓缸頂岀行程中，已知油管長(zhǎng)度l=2m,油管直徑d=32X10%,通過(guò)的流量進(jìn)油路qi=1.57 X 10-3m-Vs,回油路q2=0.57X10 W/se液壓系統(tǒng)選用N32號(hào)液壓汕，考慮最低工作溫度15°C,由手冊(cè)査 出此時(shí)油的運(yùn)動(dòng)粘度v=1.5cm2/s,油的密度p =900kg/m液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。（1）確左油流的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)油路中液流的雷諾數(shù)為2卑罟宀。600 回油路中液流的雷諾數(shù)為&, = 12732-（）："7xl（-xl04= 151 <2300-32xl03xl.5由上可知，進(jìn)回油路中的流動(dòng)是層流。（2）沿程壓力損失

26、E Apx4x1 57 x 103在進(jìn)油路上，流速u = =； = 1.95/?/57Rl2 3.14x322 x10"6則壓力損失為汕“貉64 x 2 x 900xl.9522x416 x 32 xlO"3=16453 Pa在回油路上,4x0.57x10-33.14x322 x10"6=0.71m/s則壓力損失為Ur= 6009 Pa(Alptr _ 64x2x900x0.7122Rc 2x151 x32xlQ-3（3）局部壓力損失 由于釆用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)汕路的壓力損失。 通過(guò)各閥的局部壓力損失列于下表中：元件需稱額泄流咼實(shí)際流

27、量額泄損失實(shí)際損失電液換向閥250,94. 2/34. 2156791/7486若取集成塊進(jìn)油路壓力損失為30000P/回油路圧力損失oOOOOPa,則進(jìn)汕路總的壓力損失為=16453 + 56791 +56791 +30000 =160035 Pa回油路總的壓力損失為= 6009 + 7486 + 50000 = 63495/2.頂出液壓缸退回行程的壓力損失在慢速加壓行程中，已知油管長(zhǎng)度l=2m,油笛直徑d=32X10'3m,通過(guò)的流量進(jìn)油路qi=0.9X 10%/, 回油路q2=2.51X10%/。液壓系統(tǒng)選用N32號(hào)液壓油，考慮最低工作溫度15°C,由手冊(cè)査出此時(shí)油的運(yùn)

28、 動(dòng)粘度v=1.5cm%,油的密度p =900kg/m液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。（1）確左油流的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)油路中液流的雷諾數(shù)為2號(hào)瀘護(hù)加皿<2300回油路中液流的雷諾數(shù)為心篤:；：叫666 < 2300由上可知，進(jìn)回油路中的流動(dòng)是層流。（2）沿程壓力損失E Apx4/74x0 9x10“在進(jìn)油路上，流速”訝氓則壓力損失為"2Red64x2x900xL122-2x238 x32 xlO-3= 9487 Pt/4/7 4x2 51 x 103在回油路上，流速-亦= 34x32"0312s則壓力損失為仙廠憲升64x2x900x3.1222 x 666 x 32x10"=26309 Pa（3）局部壓力損失 由于釆用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)汕路的壓力損失。 通過(guò)各閥的局部壓力損失列于下表中：元件名稱額泄流量實(shí)際流量額泄損失實(shí)際損失電液換向閥25054/150. 6418662/145154若取集成塊進(jìn)油路壓力損失為30000Pa,回油路壓力損失為50000Pa,則進(jìn)汕路總的壓力損失為N