課程設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)一臺(tái)上料機(jī)液壓系統(tǒng)

一、設(shè)計(jì)題 二、負(fù)載分 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分 負(fù)載動(dòng)力分 負(fù)載圖與運(yùn)動(dòng)圖的繪 三、設(shè)計(jì)方案擬 3.1系統(tǒng)圖的擬 3.2系統(tǒng)原理 3.3缸的設(shè) 四、主要參數(shù)計(jì) 初選缸工作壓 計(jì)算缸主要尺 活塞桿穩(wěn)定性校 計(jì)算循環(huán)中各個(gè)工作階段的缸壓力，流量和功 五、元件選 確定泵的型號(hào)及電功 選擇閥類(lèi)元件及輔助元 系統(tǒng)原理圖上部分閥類(lèi)功能六 系統(tǒng)性能驗(yàn) 驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損 驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫 七、小 八、參考文 一、設(shè)計(jì)題→慢速上升→停留→快速下降的工作循環(huán)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。其垂直上升工作的重力為5000N，滑臺(tái)的重量為1000N，快速上升的行程為350mm，其最小速度為45mms;慢速上升行程為100mm，其最小速度為8mms；快速下90，滑臺(tái)與導(dǎo)軌的最大間隙為2mm，啟動(dòng)加速與時(shí)間均為0.5s，缸的機(jī)械效率（考慮密封阻力）0.91。1二、負(fù)載分、負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分 、負(fù)載動(dòng)力分FLFG50001000NFf

2FN120N,0.20.1靜摩擦負(fù)載 動(dòng)摩擦負(fù)載

慣性負(fù)載為運(yùn)動(dòng)部件在起動(dòng)和制動(dòng)的過(guò)程中可按

FmaGG---運(yùn)動(dòng)部件的重量gg9.8ms△t---起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間

△v---速度變化值（ms

g加

Gv60000.045N g

Gv60000.0450.008N g

制

Gv60000.008N g

Gv60000.055N g

Fa5Fa4慮滑臺(tái)2的重量。則缸各階段中的負(fù)載如表1所示m表 缸各階段中的負(fù)

0.91總負(fù)載缸推力FFfsFLFFLFfdFa1FFfdFLFFLFfdFaFFLFFFLFfdFa3FFfdFaFFFFfdFa5--2.3．2所示。三、設(shè)計(jì)方案擬3.1．系統(tǒng)圖的擬供油方式從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快上和快下時(shí)所需的流量較方式顯然是不適合的，宜選聯(lián)式定量葉片泵作為油源。調(diào)速回路由工況可知可知，該系統(tǒng)在慢速時(shí)速度需要調(diào)節(jié)，考慮速度換接回路由于快上和滿上之間速度需要換接，但對(duì)換接到位平衡及鎖緊為防止在上端停留時(shí)重物下落和在停留期間內(nèi)保持重物的位置，特在缸的下腔(無(wú)桿腔)進(jìn)油設(shè)置了液控單向閥；另一方（5）本系統(tǒng)的換向采用三位四通Y型中位機(jī)能的電磁換向閥，下圖 系統(tǒng)原 。360的往復(fù)擺動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度缸除單個(gè)使用外，還可以幾個(gè)組合起來(lái)和其他機(jī)構(gòu)組合。續(xù)計(jì)算1）缸體與缸蓋的連接形式常用的連接方式法蘭連接、螺紋連接、外半環(huán)連3）活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)4）活塞及活塞桿處密封圈的選用活塞及活塞桿處密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密密封圈。常見(jiàn)的密封圈類(lèi)型：O型圈，O型圈加擋圈，高底唇Y(jié)型圈，Y型圈，5）缸的緩沖裝置缸帶動(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，因運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量大，運(yùn)6）缸排氣裝置對(duì)于速度穩(wěn)定性要求的機(jī)床缸，則需要設(shè)置排氣裝正確確定缸的安裝固定方式但 缸只能一端定位。材料---灰鑄鐵:HT200,HT350;鑄鋼粗糙度---缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為Ra0.2~技術(shù)要求：aH8-H9b6H材料---灰鑄鐵Ra0.8~f7~f9H8。材料---實(shí)心：35，45：35，45Ra0.4~0.8m技術(shù)要求：abH8f7H8材料---35，45（耐磨）鑄鐵Ra0.8~1.6m技術(shù)要求：同軸度不大于Ra技術(shù)要求：a60%~80%b外徑D四、主要參數(shù)的計(jì)初選缸的工作壓2.0MPa計(jì) 缸的主要尺AF

式中 F---缸上的外負(fù)p---缸的有效工作壓 A---所求缸有有效工面P4AP4

m220

33.36104m2433.36433.36

m6.52102D2 D2d 按標(biāo)準(zhǔn)取d25mm 缸的有效作用面積為

d

A1

6.32cm24

A1D2d26.322.52cm2 因?yàn)榛钊麠U總行程為450mm25mm，ld450251810 缸一端支承一端鉸JAJA

4.9108Pa系數(shù)

，柔性系數(shù)

1

，rk

d6.25

，因?yàn)?l721

22

k4.9108252 N197413.15N 450 1 l

250006.25 2k 2k 取其安全系數(shù)nk4Fk197413.15N49353.29 計(jì)算循環(huán)中各個(gè)工作階段的缸壓力，流量和功求缸的最大流q快上A1v快上31.q慢上A1v慢上31.1q快下A2v快下26. 缸壓力、流量和功率如表2所示。表2 pL由表2可繪制出缸的工況圖，如圖3所示五、元件的選確定泵的型號(hào)及電功缸在整個(gè)工作循環(huán)中最大工作壓力為1.93Mpa，由于該系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，所以取其壓力損失p0.4Mpa，所以泵的工作壓力為q兩個(gè)泵同時(shí)向系統(tǒng)供油時(shí)，若回路中泄漏按10％計(jì)算，則兩個(gè)泵的總流量應(yīng) 1.18.67L/min9.537L/min，由于溢流閥最小穩(wěn)定流量為qp得少于4.5L/min。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn) 額定壓力為6.3Mpa，容積效 的電的功率可由泵的工作壓力（2.33Mpa）和輸出流量（當(dāng)電轉(zhuǎn)q為910r/min 26.39100.85103L/min9.75L/min求qPPp

ppqp

2.3310660

W ，擬定選用電的型號(hào)為Y90S-6,功率為750W，額定轉(zhuǎn)速為910r/min。 /(L.min1XLX-06-2YB1-3I-4XY-5PB-67XI-89QI-Y—K-電Y90S-P8mm10mm的紫銅管P油箱：油箱容積根據(jù)泵的流量計(jì)算，取其體單向閥I-《元件產(chǎn)品樣本》立新件廠

V(5~7)q,重量（㎏㎜I-外形尺寸外控順序閥XY-《元件產(chǎn)品樣本》立新件廠重量（㎏閥徑XY-外形尺寸構(gòu)溢流 PB-《元件產(chǎn)品樣本》立新件廠重量（㎏閥徑PB-

重量（㎏壓力（㎜壓力損失（㎏/㎜泄漏 接口尺寸單向順序閥XI-B10B重量（㎏閥徑XI-液控單向閥IY-25B重量（㎏（㎏/㎜（㎏/㎜（㎏/㎜約小于主壓力

壓力（㎏㎜（㎏/㎜泄漏 單向調(diào)速閥QI-10B工作壓力（㎏/㎜QI-外形尺寸壓力表Y—Y彈簧壓力表100壓力表直徑 T徑向有壓力表開(kāi)關(guān)K-電Y90S-0.75系統(tǒng)原理圖上部分閥類(lèi)功溢流閥結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)結(jié)構(gòu)原理：圖1DBD型直動(dòng)式溢流閥的結(jié)構(gòu)原理圖。進(jìn)油口的壓力應(yīng)用：1）起安全閥作用（防止系統(tǒng)過(guò)載）溢流閥起安全閥作用時(shí)，多余油液排回油箱而維持系統(tǒng)壓力基本恒定。3）使系統(tǒng)卸荷先導(dǎo)式溢流閥的控制口通油箱，就可以利用溢流閥使系統(tǒng)卸荷。4）調(diào)壓在先導(dǎo)式溢流閥的控制口上接調(diào)壓閥，能實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。順序不同，分別稱(chēng)為順序閥、背壓閥、卸荷閥和平衡閥。調(diào)速（2）雙作用葉片（1）結(jié)構(gòu)原理及功用：?jiǎn)巫饔茫喝~片是鑲嵌在槽里的，可以自由滑動(dòng)，當(dāng)（與吸油口相連（與排油口相連濾油行元件（如桿、馬達(dá)）的換向或啟停。六、系統(tǒng)的性能驗(yàn)6.1根據(jù)計(jì)算慢上時(shí)管道內(nèi)的油液流動(dòng)速度約,通過(guò)的流量為1.5Lmin,數(shù)值較小，主要壓力損失為調(diào)速閥兩端的壓降；此時(shí)功率損失最大；的變化，其快上時(shí)缸的速度為v1qp

9.75 6031.17

52mm9.751049.75104106A

ms3.23m⑴沿程壓力損失首先要判別管中的流態(tài)，設(shè)系統(tǒng)采用N32油。室溫

1.0104mm2

Revdv3.23810 258.4

則阻力損失系數(shù)75Re75258.40.29m890m3

，則其進(jìn)油的沿程壓力損失p1

lv2 810 ⑵局部壓力損失 qn和pn，則當(dāng)通過(guò)閥的流量為qpvpvp qn 因?yàn)镚E系列10mm通經(jīng)的閥的額定流量為63L/min，疊加閥10mm通經(jīng)系列同理，快上時(shí)回 的流

A1A

油路油管中的流速v8.2110

604

8210

ms2.72m

。由此可計(jì)算出Revd/v2.72

1.0104

(層流)75Re0.345plv2 9002.722.72Pa2.87100000d 810 pp1A2p20.3370.033726.26(0.2870.0287)MPa 原設(shè)p0.4MPa，這與計(jì)算結(jié)果略有差異，應(yīng)用計(jì)算出的結(jié)果來(lái)確定系 2.6Mpa0.3-0.5Mpa，所以取溢流閥調(diào)3.0Mpap

Pa3.2105Pa0.32MPap背p

0.4Mpa6.2.驗(yàn)算系統(tǒng)的發(fā)熱與溫根據(jù)以上的計(jì)算可知，在快上時(shí) 的輸入功率PPP

60

W2.6106

60

563.33W

W3.0106

325W1上時(shí)其有用功率為P1

W313.63W276.75W略大于快上時(shí)的功率損249.7W，現(xiàn)以較大的值來(lái)校核其熱平衡，求出發(fā)熱溫升。設(shè)油箱的三個(gè)邊長(zhǎng)在111~123范圍內(nèi)，則散熱面積為A0.0653V

702m2

h