液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容1.液壓系統(tǒng)的工況分析確定該機(jī)器中哪些運(yùn)動(dòng)需要液壓傳動(dòng)來(lái)完成確定各運(yùn)動(dòng)的工作順序和各執(zhí)行元件的工作循環(huán)確定液壓系統(tǒng)的主要工作性能。例如：執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度、調(diào)速范圍、最大行程以及對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求等確定各執(zhí)行元件所承受的負(fù)載及其變化范圍。第二頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容2.擬定液壓系統(tǒng)原理圖采用何種形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。確定調(diào)速方案和速度換接方法。如何完成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)循環(huán)和順序動(dòng)作；系統(tǒng)的調(diào)壓、卸荷及執(zhí)行元件的換向和安全互鎖等要求；壓力測(cè)量點(diǎn)的合理選擇。第三頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容3.液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇液壓元件計(jì)算液壓缸的主要尺寸以及所需的壓力和流量計(jì)算液壓泵的工作壓力、流量和傳動(dòng)功率選擇液壓泵和電機(jī)的類(lèi)型和規(guī)格選擇閥類(lèi)元件和輔助元件的規(guī)格第四頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容4.對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)算計(jì)算壓力損失、發(fā)熱溫升等5.編制正式工作圖和編制技術(shù)文件正式工作圖包括：液壓系統(tǒng)原理圖，自行設(shè)計(jì)的全套設(shè)計(jì)圖（指液壓缸、油箱等非標(biāo)準(zhǔn)件），泵、閥及管路安裝總圖。技術(shù)文件包括：基本件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及外購(gòu)件匯總表，液壓元件安裝和測(cè)試要求，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等。第五頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。1.工況分析速度循環(huán)圖：第六頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。1.工況分析⑴負(fù)載計(jì)算F=Fw+Ff+FaFw----工作載荷，F(xiàn)f----摩擦阻力，F(xiàn)a----慣性力Fw=18000N,Ff=0.2x25000=5000N靜摩擦Ff=0.1x25000=2500N動(dòng)摩擦Fa=G/gx△v/△t=25000/9.8x5/(0.05x60)=4230N第七頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。1.工況分析⑵負(fù)載計(jì)算第八頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。2.擬定液壓系統(tǒng)原理⑴確定供油方式⑵調(diào)速方式的選擇⑶速度換接方式的選擇⑷夾緊回路的選擇第九頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。3.液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇⑴液壓缸主要尺寸的確定工作壓力p:由負(fù)載大小和機(jī)器類(lèi)型確定，查書(shū)表8-1。初選p=3MPa計(jì)算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d:按表8-2取背壓0.5MPa,ηm=0.95，按快進(jìn)、快退速度相等，取d/D=0.7A1p1=A2p2+F,計(jì)算并圓整D=100mm,d=70mm同樣，夾緊缸取P=2.5MPa,背壓為0，計(jì)算并圓整得：D=100mm,d=70mm第十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。3.液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇⑵液壓缸在各工作階段流量的確定Q工進(jìn)=∏/4D2xv工進(jìn)=9.42L/minQ快進(jìn)=19.2L/minQ快退=20L/minQ夾緊=9.42l/min第十二頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。3.液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇⑶確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格泵的工作壓力：Pp=p1+∑△p=3+0.5=3.5MPa為保證一定的壓力儲(chǔ)備，pe=1.25Pp=4.4MPa泵的流量：qp≥K(∑q)max=1.3x20L/min=24L/min選擇液壓泵的規(guī)格：查有關(guān)手冊(cè)：選用ybx-16限壓式變量葉片泵?；緟?shù)為：額定壓力：6.3MPa，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：1450r/min，轉(zhuǎn)排量:16ml/r，容積效率：0.85，總效率：0.7第十三頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。3.液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇⑶確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格與液壓泵匹配的電機(jī)的選擇：計(jì)算最大功率，作為選擇電機(jī)的依據(jù)?？爝M(jìn)：P=0.45KW,工進(jìn)：P=0.79KW查閱電機(jī)產(chǎn)品樣本，選y90s-4型電動(dòng)機(jī)，額定功率1.1KW,額定轉(zhuǎn)速1400r/min第十四頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。3.液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇⑶確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格做出實(shí)際流量壓力特性曲線。第十五頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。3.液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇⑷液壓閥的選擇第十六頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。3.液壓系統(tǒng)的計(jì)算和液壓元件的選擇⑸確定管道尺寸差動(dòng)連接：q=40l/min,壓油管允許流速v=4m/s計(jì)算內(nèi)徑d=14.5mm快退時(shí)q=20L/min,可計(jì)算內(nèi)徑d=10.3mm,所以取d=12mm⑹液壓油箱容積的確定取5-7分鐘泵的流量，取160L第十七頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、金中液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例現(xiàn)設(shè)計(jì)一臺(tái)銑削專(zhuān)用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工件夾緊------工作臺(tái)快進(jìn)------工作臺(tái)工進(jìn)------工作臺(tái)快退------工件松開(kāi)。運(yùn)動(dòng)部件的重力：25000N，快進(jìn)快退速度：5m/min，工進(jìn)速度：100~120mm/min，最大行程：400mm，其中工進(jìn)行程：180mm，最大切削力：18000N，采用平面導(dǎo)軌，夾緊缸行程：20mm，夾緊力：30000N，夾緊時(shí)間為1S。4.液壓系統(tǒng)驗(yàn)算壓力油的選擇：l-hl-32液壓油驗(yàn)算壓力損失系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算第十八頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、金中液壓集成油路的設(shè)計(jì)液壓元件分為板式和管式兩種結(jié)構(gòu)。管式元件通過(guò)油管來(lái)實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占地空間越大，所以只適應(yīng)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。板式元件固定在板件上，分為液壓油路板連接，集成塊連接，疊加閥連接。與管式連接比較，除了進(jìn)出油跟管式連接外，各液壓元件用螺釘固定在板件上，元件間的由板件上的孔道溝通，這樣維修使用方便，壓力損失小，外觀美觀，但制造困難。液壓油路板連接集成塊連接疊加閥連接第十九頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（一）液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)1.液壓油路板的結(jié)構(gòu)液壓油路板一般用鑄鐵或鑄鋼制造，正面用螺釘固定液壓元件，反面連接壓力油管p、回油管T、泄漏油管L和工作油管A、B。油管與液壓板通過(guò)米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接，液壓元件間通過(guò)油路板之間的孔道連接。正面Ra=0.8微米，其他為Ra=6.3—12.5微米?？傃b圖第二十頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（一）液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)1.液壓油路板的結(jié)構(gòu)液壓油路板一般用鑄鐵或鑄鋼制造，正面用螺釘固定液壓元件，反面連接壓力油管p、回油管T、泄漏油管L和工作油管A、B。油管與液壓板通過(guò)米制細(xì)牙螺紋或英制管螺紋連接，液壓元件間通過(guò)油路板之間的孔道連接。正面Ra=0.8微米，其他為Ra=6.3—12.5微米。第二十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（一）液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)2.液壓油路板的設(shè)計(jì)⑴確定油路板上元件數(shù)目：大小<400mm,零件數(shù)<12個(gè)，同一個(gè)液壓回路上的元件布置在同一塊液壓油路板上，結(jié)構(gòu)相同的部分應(yīng)設(shè)計(jì)成互換的通用板，不同的部分設(shè)計(jì)成專(zhuān)用板。⑵制作液壓元件樣板：初學(xué)者可根據(jù)產(chǎn)品樣本的液壓元件尺寸，虛線繪制元件底部各油口位置尺寸，再剪下來(lái)。若配有底板，則可根據(jù)底板繪制，沒(méi)有底板要把俯視圖翻轉(zhuǎn)180℃。⑶液壓元件的布局：把樣板放在油路板上進(jìn)行布局。注意：a.液壓閥芯要水平放置；b.壓力表開(kāi)關(guān)放在最上面；c.液壓元件之間的距離>5mm；d.與液壓油路板主油路相通的液壓元件，其相應(yīng)油口應(yīng)在同一坐標(biāo)線上。⑷確定油孔的位置：正面安裝液壓元件，Ra=0.8微米，反面設(shè)計(jì)有p、T、A、B連接孔。內(nèi)部孔分三層：第1層：距離正面10mm，布置泄漏油孔、控制油孔，防止與固定螺釘相通；第2層：距離正面25mm，布置壓力油孔；第3層：距離正面41mm，布置回油孔，總厚度60mm左右。⑸繪制液壓油路板零件圖第二十二頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十三頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)1.液壓集成回路設(shè)計(jì)把液壓回路劃分成若干單元回路，每個(gè)單元回路由3個(gè)元件組成。采用通用的壓力油P和回油路T。把各單元集成回路連接起來(lái)，組成液壓集成回路。一個(gè)完整的液壓集成回路包括：底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測(cè)壓回路。第二十四頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（二）液壓集成塊結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)2.液壓集成塊及其設(shè)計(jì)1—底板，2—方向調(diào)速塊，3—壓力塊，4—夾緊塊，5—頂蓋，6—螺釘⑴底板及供油塊設(shè)計(jì)：底板的作用是連接集成塊組，壓力油由底板引入各集成塊，回油及泄漏油經(jīng)底板引入液壓油箱。⑵頂蓋及測(cè)壓塊設(shè)計(jì)：頂蓋主要作用是封閉油路，安裝壓力表開(kāi)關(guān)和壓力表，把測(cè)壓回路、卸荷回路及定位夾緊回路布置在頂蓋上。⑶集成塊設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)步驟：a.制作液壓元件樣板；b.決定通道的孔徑；c.液壓元件的布置；d.集成塊零件圖的繪制。第二十五頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十六頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十七頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十八頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（三）疊加閥裝置設(shè)計(jì)1.什么是疊加閥是以板式閥為基礎(chǔ)，單個(gè)疊加閥的工作原理與普通閥完全相同，不同的是每個(gè)疊加閥都有四個(gè)油口P、A、B、T，且上下貫通，它不僅起到單個(gè)閥的作用，而且溝通閥與閥的流通。第二十九頁(yè)，共三十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（三）疊加閥裝置設(shè)計(jì)2.疊加閥回路設(shè)計(jì)把普通液壓回