課程設(shè)計YA33150型四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計

1、液壓與汽壓傳動課程設(shè)計說明書題 目YA32-3150型四柱萬酢液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計評語:課程設(shè)計答辯負責人簽字:一、設(shè)計課題二、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、液壓缸運動中的供油量計算五、確定快速空程供油方式，液壓泵規(guī)格，驅(qū)動電機功率六、選取液壓系統(tǒng)圖七、液壓系統(tǒng)工作油路分析八、計算和選取液壓元件九、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證十、設(shè)計小結(jié)十一、參考文獻一、設(shè)計課題.設(shè)計內(nèi)容1.2m 設(shè)計一臺YA32-3150KN型四柱萬能液壓機，設(shè)該四柱萬能液壓機下行部件G=1.5噸，下行行程1.5m。.設(shè)計要求：(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號圖紙)，

2、動作表、明細表(3 )確定系統(tǒng)的主要參數(shù)(4 )進行必要的性能驗算(壓力損失、熱平衡)、主要參數(shù)確定液壓系統(tǒng)最高工作壓力P=32MPa在本系統(tǒng)中選用 P=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頂出缸公稱頂出力取主缸公稱噸位的五分之一，取650KN;頂出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頂出液壓缸頂出行程 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.主液壓缸主液壓缸內(nèi)徑

3、 D:4R _ 4 3150 103二P 一 3.14 25 106=0.4006m = 400.6mm根據(jù)GB/T2346-1993 ,取標準值 D主=400mm主液壓缸活塞桿徑 d:0.424 800 1034 8006 = 0.2536m = 253.6mm3.14 25 102 4R0. P根據(jù)GB/T2346-1993 ,取標準值d主=250mmC.主液壓缸有效面積：(其中A為無桿腔面積，4為有桿腔面積)一2二D242-,4003.1442= 125600mmA2 =_ 22二(D -d )4-2_23.14 (400 -250 )42=76537.5mm2主液壓缸實際壓制力和回程力

4、R壓制=PA =25 106 0.1256 =3.14 106 N主液壓缸的工作力：(1)主液壓缸的平衡壓力P平衡GA21.5 1 03 9.80.07654-1.96 1 05 Pa(2)主液壓缸工進工作壓力PrR壓制巳衡A2十= 25.12MPa(3)液壓缸回程壓力%程 800 1030.07654=10.45MPa名稱*修改日免大小鴨 小我-打5曜四柱石蹣壓機砥即段由郵分配doc2017/6/13 J：44Microsoft Office.49 KB州 課程沒計那32/15理四拄萬能液正機雌嘉鮑S計d叱217；9/14 10:01Microsoft Office*442 KBi滑四柱萬能

5、液壓機液氐球設(shè)計鼠dwg201779/14 1O0LAutoCAD 圉形55 KS4R頂A.頂出液壓缸內(nèi)徑：2. 頂出液壓缸4 650 1033.14 25 106=0.18199m = 181.99mm根據(jù)GB/T2346-1993 ,取標準值D頂=200mmB.頂出液壓缸活塞桿徑24R頂0.224 210 1033.14 25 106=0.1711m = 171.1mmC._ 2一一 2二 D3.14 2002=31400mmA4 =_22_2_2二(D2 -d2)3.14 (2002 -1602)2二 11304 mmD.頂出液壓缸的實際頂出力和回程力根據(jù) GB/T2346-1993 ,

6、取標準 d 頂=160mm頂出液壓缸有效面積(其中 A為無桿腔面積，A為有桿腔面積)R 頂出=PA3 =25 106 0.0314 = 7.85 104 NE.頂出壓缸的工作力P項出=25MPaR頂回210 103A40.0113=18.58Mpa四、液壓缸運動中的供油量計算.主液壓缸的進出油量主液壓缸空程快速下行的進出油量：q快進=入5 =125600 M 50 = 6280000mm3/sq快回=A2u =76537.5x50 = 3826875mm3/s主液壓缸工作行程的進出油量：q 工進=A1 2 =125600 10 = 1256000mm3/sq工回=A2. 2 =76537.5

7、10 = 765375mm3/s主液壓缸回程進出油量：q回進=A2. 3 = 76537.5 50 = 3826875 mm3/sq回出=A1 3 =125600 50 = 6280000mm3 / s.頂出液壓缸退回行程的進出油量頂出液壓缸頂出行程的進出油量：q頂進=A3u4 =31400 M50 = 1570000mm3/sq頂回=A4u4 =11304 m50 = 565200mm3/s頂出液壓缸退回行程的進出油量：q退進=A4. 5 =11304 80 =904320mm3/sq 退回=A3.5 =31400 80 =2512000mm3/s五、確定快速空程供油方式，液壓泵規(guī)格，驅(qū)動電

8、機功率.液壓系統(tǒng)快速空程供油方式：q 快進=a% =125600 x50 = 6280000 mm3 / s = 376.8L / min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，形成負壓空腔，通過 吸入閥從油箱吸油，同時使液壓系統(tǒng)規(guī)格降低檔次。.選定液壓泵的流量及規(guī)格：設(shè)計的液壓系統(tǒng)最高工作壓力P=25MPa主液壓缸工作行程，主液壓缸的無桿腔進油量為：q工進=a u2 = 125600 父 10 = 1256000mm3 / s = 75.36L / min主液壓缸的有桿腔進油量為 ：q回進=a2 3 =76537.5 50 = 3826875mm3 /s =

9、229.6L / min頂出液壓缸頂出行程的無桿腔進油量為:q 頂進=A3u4 =31400M50 =1570000mm3/s=94.2L/min設(shè)選主液壓缸工作行程和頂出液壓缸頂出行程工作壓力最高（P=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 75.36L/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，該泵主要技術(shù)性能參數(shù)如下：排量234.3ml/r ,額定壓力16MPa,最大壓力 25MPa ,轉(zhuǎn)速970r/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)動功率及電動機的選擇：主液壓缸的

10、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)允許短期過載，回此快速進退選10.45MPa , q=200L/min ,工進選P=25MPa, q=75.36L/min ,液壓泵的容積效率刀v=0.96 ,機械效率 刀m=0.95 ,兩種工況電機驅(qū)動功率為:Pq60 v m10.45 106 200 10，60 0.96 0.95= 38.19KWPr )Pq-60 v m25 106 75.36 1060 0.96 0.95=34.43KW由以上數(shù)據(jù)，查機械設(shè)計手冊，選取功率45KW ,

11、滿載轉(zhuǎn)速 980r/min。Y280S-6三相異步電動機驅(qū)動液壓泵,該電動機主要性能參數(shù)如下：額定六、選取液壓系統(tǒng)圖.液壓系統(tǒng)圖.電磁鐵動作表:動作順序1YA2YA3YA4YA5YA6YA主 液 壓 缸快速卜行+慢速加壓+保 壓卸壓回程+停 止頂 出 缸頂出+退回+壓 邊+浮動拉伸+.油箱容積： 上油箱容積：V 上=3父227=6711.根據(jù)GB2876-81標準，取其標準值 630L。 下油箱容積：V下=7 227 =1589L根據(jù)GB2876-81標準，取其標準值 1600L。七、液壓系統(tǒng)工作油路分析A.啟動：電磁鐵全斷電，主泵卸荷。主泵（恒功率輸出）-電液換向閥7的M型中位-電液換向閥1

12、7的K型中位- 油箱B.液壓缸15活塞快速下行：1YA , 5YA通電，電液換向閥 15下腔與液控單向閥13的通道。進油路：主泵（恒功率輸出）回油路：液壓缸15下腔-7右位工作，控制油路經(jīng)電磁換向閥- 電液換向閥 7- 單向閥8-單向閥13-電液換向閥7-液壓缸活塞依靠重力快速下行形成負壓空腔：大氣壓油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關(guān) 2XK使5YA斷電，切斷液壓缸力升高，同時切斷（大氣壓油 - 進油路：主泵（恒功率輸出） 回油路：液壓缸15下腔-吸入閥11- 上液壓缸-電液換向閥7-12打開液控單向閥13,接通液壓缸液壓缸 電液換向閥吸入閥11-15上腔

13、17的K型中位-液壓缸15上腔油箱15下腔經(jīng)液控單向閥13快速回油通路,15上腔）單向閥順序閥14-電液換向閥7-吸油路。8- 液壓缸15上腔電液換向閥17的K型中位-上腔壓油箱D.保壓：液壓缸15上腔壓力升高達到預(yù)調(diào)壓力，電接觸壓力表9發(fā)出信息，1YA斷電，液壓缸15進口油路切斷，（單向閥8和吸入閥11的高密封性能確保液壓缸 15活塞對工件保壓，利用液壓缸15上腔壓力很高，打開外控順序閥10的目的是防止控制油路使吸入閥11誤動而造成液壓缸 15上腔卸荷）當液壓缸 15上腔壓力降低到低于電接觸壓力表9調(diào)定壓力，電接觸壓力表9又會使1YA通電，動力系統(tǒng)又會再次向液壓缸15上腔供應(yīng)壓力油。主泵（恒

14、功率輸出）電液換向閥7的M型中位- 電液換向閥17的K型中位- 油箱，主泵卸荷。E.保壓結(jié)束，液壓缸 15上腔卸荷后：保壓時間到位，時間繼電器電出信息， 2YA通電（1YA斷電），液壓缸15上腔壓力很高，打開外控順 序閥10,大部分油液經(jīng)外控順序閥 10流回油箱，壓力不足以立即打開吸入閥 11通油箱的通道，只能先打開 吸入11的卸荷閥，實現(xiàn)液壓缸 15上腔先卸荷，后通油箱的順序動作，此時：主泵1大部分油液-電液換向閥7-外控順序閥10- 油箱F.液壓缸15活塞快速上行：液壓缸15上腔卸壓達到吸入閥 11開啟的壓力值時，外控順序閥10關(guān)閉。進油路：主泵1-電液換向閥7- 液控單向閥13- 液壓缸

15、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，碰行程開關(guān)1XK,閥17右位工作。進油路：主泵1-電液換向閥7的M型中位-回油路：液壓缸16上腔-電液換向閥17-H.頂出活塞退回：4YA通電，3YA斷電，電液換向閥進油路：主泵1-電液換向閥7的M型中位-回油路：液壓缸16無桿腔-電液換向閥17-I.壓邊浮動拉伸：2YA斷電，電液換向閥電液換向閥17-油箱17左位工作電液換向閥17-油箱7復(fù)位,液壓缸液壓缸3YA通電，電液換向16下腔16有桿腔16活塞能隨液壓缸15活塞驅(qū)電磁閥19工作，溢流閥21調(diào)進油路：主泵1- 吸油路：大氣壓油-電液換向閥7的M型

16、中位-電液換向閥17-液壓缸16無桿腔薄板拉伸時，要求頂出液壓缸16無桿腔保持一定的壓力，以便液壓缸動一同下行對薄板進行拉伸，3YA通電，電液換向閥17右位工作，6YA通電,節(jié)液壓缸16無桿腔油墊工作壓力。電液換向閥17- 填補液壓缸16有桿腔的負壓空腔八、計算和選取液壓元件根據(jù)上面計算數(shù)據(jù)，查液壓設(shè)計手冊選取液壓元件如下：序號元件名稱實際流量規(guī) 格1斜軸式軸向柱塞變量泵227L/min5ZKB7322齒輪泵18L/minBBXQ3電動機Y802-4三相異步電機4濾油器245L/minWU-25CX F5先導(dǎo)式溢流閥227L/minCG2V-8 FW6溢流閥18L/minYF-L10B7電液換

17、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/minXD 4F-L32H11液控單向閥376L/minDFY-F50H212兩位四通電磁換向閥18L/min24D-10H-TZ13液控單向閥227L/minDFY-F32H214順序閥227L/minXD 2F-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-8 FW21

18、溢流閥227L/minYF-L32B九、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證(一)主液壓缸壓力損失的驗算1、快速空行程時的壓力損失快速空行程時，由于液壓缸進油從吸入閥11吸油，油路很短，因此不考慮進油路上的壓力損失，在回油路上，已知油管長度l=2m,油管直徑d=32X10-3m,通過的流量q=3.83x 10-3m3/s。液壓系統(tǒng)選用N32 號液壓油，考慮最低工作溫度15C,由手冊查出此時油的運動粘度v=1.5cm2/s,油的密度p =900kg/m3,液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。(1)確定油流的流動狀態(tài)，回油路中液流的雷諾數(shù)為一 一一 一一 _ 2-1015 :二 2300 TOC o 1-5 h z

19、 HYPERLINK l bookmark177 o Current Document c 1.2732 3.83 10_4Re :3 10432 101.5由上可知，回油路中的流動是層流。(2)沿程壓力損失EAp入4q 4 3 83 10在回油路上，流速=舞 :4 3.832 10= 4.76m/s二d 3.14 3210則壓力損失為64l J 22 Red_ 264 2 900 4.76_32 1015 32 10= 40181Pa(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)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力損失列于下表中：元件名稱額定流量實際流量額定損失實際

20、損失液控單向閥250229.82168986電液換向閥*2250229.84675943若取集成塊進油路壓力損失為30000Pa,回油路壓力損失為 50000Pa,則回油路總的壓力損失為V p =40181 168986 675943 50000 =935110Pa.慢速加壓行程的壓力損失詳細D=W=G圖=紙：三二1爸爸五四0六32318854061走輯資科男19歲7月1汨(公歷)巨蟹座 屬虎d &/Jr二禽。國940專修，郁子梅與穿心蓮的空間全套資料低拾10快起在慢速加壓行程中，已知油管長度l=2m,油管直徑d=32X10-3m,通過的流量進油路 qi=1.26 x 10-3m3/s, 回油

21、路q2=0.77X 10-3m3/s。液壓系統(tǒng)選用 N32號液壓油，考慮最低工作溫度15C,由手冊查出此時油的運 動粘度v=1.5cm2/s,油的密度p=900kg/m3,液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。(1)確定油流的流動狀態(tài)3進油路中液流白雷諾數(shù)為Re1 J2732 髭6 10104 = 334 ：: 230032 101.5/ 一“ 一 一八二回油路中液流的雷諾數(shù)為 Re2 = 1.2732 叱7 10104 = 204 :二230032 101.5由上可知，進回油路中的流動是層流。(2)沿程壓力損失EAp入34q 4 1 26 10在進油路上，流速=2號=42 上=1.57m/s二

22、 d3.14 3210則壓力損失為64l ： 22 Red_ 264 2 900 1.572 334 32 10“= 13284 Pa, 4q 4 0 77 10在回油路上，流速.二氣二4 0. 2 上=0.96m/s二 d3.14 32 10則壓力損失為64l ： 22 Red_ 一_264 2 900 0.962 204 32 10工= 8132 Pa元件名稱額定流量實際流量額定損失實際損失單向閥8075.62182883電液換向閥250229.84337973順序閥5046.23256133(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)油路的壓力損失。通過各閥

23、的局部壓力損失列于下表中：若取集成塊進油路壓力損失為30000Pa,回油路壓力損失為 50000Pa,則進油路總的壓力損失為10卸荷，油路很短，壓力損失忽略不計，已知油管長度l=2m, q1=3.83X 103m3/so液壓系統(tǒng)選用 N32號液壓油，考慮最低工 v=1.5cm2/s,油的密度p=900kg/m3,液壓系統(tǒng)元件采用集成進油路中液流白雷諾數(shù)為Re131.2732 3.83 1032 10 與 1.5104 =1015 :二 2300v p =13284 182883 337973 30000 564140Pa回油路總的壓力損失為 、：p2 =8132 337973 337973 2

24、56133 50000 = 990211Pa.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 油管直徑d=32X10-3m,通過的流量進油路 作溫度15C,由手冊查出此時油的運動粘度 塊式的配置形式。(1)確定油流的流動狀態(tài)由上可知，進油路中的流動是層流。(2)沿程壓力損失EAp入在進油路上，流速=坦 二d234 3.83 102 = 4.76m/s3.14 322 10出此時油的運動粘度 v=1.5cm2/s,(1)確定油流的流動狀態(tài)進油路中液流的雷諾數(shù)為Re11.2732 1.57 1032 104 1.5310416 :二 2300回油路中液流的雷諾數(shù)為Re21.2732 0.

25、57 10” 43104 =151 ：二 230032 101.5由上可知，進回油路中的流動是層流。(2)沿程壓力損失EAp入_ _ 2_ 一一 - 2641：64 2 900 3.83貝U壓力損失為.：p , = = = 40181 Pa2 Red 2 1015 32 10(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)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力損失列于下表中：元件名稱額定流量實際流量額定損失實際損失單向閥250229.82168986電液換向閥250229.84337973若取集成塊進油路壓力損失為30000Pa,回油路壓力損失為 50000Pa,則進油路

26、總的壓力損失為v p = 40181 168986 337973 30000 = 577140Pa(二)頂出液壓缸壓力損失驗算1.頂出行程的壓力損失在頂出液壓缸頂出行程中，已知油管長度l=2m,油管直徑d=32X10-3m,通過的流量進油路 q=1.57X10-3m3/s,回油路q2=0.57X 10-3m3/s。液壓系統(tǒng)選用 N32號液壓油，考慮最低工作溫度15C,由手冊查油的密度p=900kg/m3,液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。在進油路上，流速.4q4 1.57 10二d23.14 322 10-6= 1.95m/s TOC o 1-5 h z 一- _ 2_ . _ 2則壓力損失

27、為 . ：p = 641 ：= 64 2 900刃=16453Pa2 Red 2 416 32 10多在回油路上，流速.二駕 =4 0.572 10上=0.71m/s22_6 HYPERLINK l bookmark77 o Current Document 二 d 3.14 3210641：. 264 2 900 0.712則壓力損失為v . ：p3 =6009Pa2 Red2 151 32 10(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)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力損失列于下表中：元件名稱額定流量實際流量額定損失實際損失電液換向閥25094.2/34.2

28、456791/7486若取集成塊進油路壓力損失為30000Pa,回油路壓力損失為 50000Pa,則進油路總的壓力損失為v p1 =16453 56791 56791 30000 = 160035Pa回油路總的壓力損失為x . P2 = 6009 7486 50000 = 63495Pa2.頂出液壓缸退回行程的壓力損失在慢速加壓行程中，已知油管長度l=2m,油管直徑d=32X10-3m,通過的流量進油路 q=0.9 x 10-3m3/s, 回油路q2=2.51 X 10-3m3/s。液壓系統(tǒng)選用 N32號液壓油，考慮最低工作溫度15C,由手冊查出此時油的運 動粘度v=1.5cm 2/s,油的密度p=900kg/m3,液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。(1)確定油流的流動狀態(tài) TOC o 1-5 h z ,1 2732 0 9 10-4進油路中液流白雷諾數(shù)為Re1 =0/104 = 238 ：二230032 101.5工一，1 2732 2 51 104回油路中液流的雷諾數(shù)為Re2 =51104 = 666 :二230032 101.5由上可知，進回油路中的流動是層流。(2)沿程壓力損失EAp入_34q 4 0 9 10在進油