液压系统设计案例

液压系统设计计算 案例 全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例 设计课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：四轴卧式钻孔专用机床液压系统 钻孔动力部件质量 m=2000kg，液压缸的机械效率ηw=0.9，钻削力 Fc=16000N工作循环为：快进→工进→死挡铁停留→快退→原位停止。 行程长度为 150mm ,其中工进长度为 50mm。快进、快退速度为 75mm/s，工进速度为 1.67 mm/s。导轨为矩形，启动、制动时间为 0.5s。要求快进 转工进平稳可靠，工作台能在任意位置停止。 钻孔专用机床 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 简图 工程循环图 停 止 快退 死挡铁停留 快退 快进 设计计算步骤： 一、工况分析 〔一〕 运动分析 绘制速度循环图〔见图 1〕 图 1 〔二〕 负载分析 1. 液压缸工作负载的计算〔见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1〕 〈表 1〉 液压缸的工作负载 F F=Fw+Ff+Fi+Fs+Fb M=2000kg\g=9.8N/kg 液压缸外负载 Fl F=Ft+Ff+Fm+Fb f选自表 37.5-2 导轨间的摩擦力 Ff=fmg 静摩擦阻力 fs Ffs=fs×mg 动摩擦阻力 Ffv Ffv=fv×mg 切 削 力Fc 静摩擦阻 力系数 fs 静摩擦阻 力 Ffs 动摩擦阻 力系数 fv 动摩擦阻 力 Ffv 惯性力 Fm 密封阻力 Fz 背压力 Fb 16000 0.2 3924 0.1 1962 1000 设为 0 液压缸各运动阶段负载表 工况 计算公式 液压缸外负载 Fl〔N〕 液压缸工作负载 F〔N〕 F=Fl/ηcm 〔ηcm=0.9〕 启动 Fl=Ffs 3924 4360 加速 Fl=Ffv+Fm 2962 3291 快进 fL=Ffv 1962 2180 工进 Fl=Ffv+Ft 17962 19958 反向启动 Fl=Ffs 3924 4360 反向加速 Fl=Ffv+Fm 2962 3291 后退 Fl=Ffv 1962 2180 2、 绘制负载循环图〔见图 2〕 (三) 确定液压缸尺寸〔见表 2〕 液压缸尺寸 〈表 2〉 （四） 液压缸的压力、流量和功率〔见表 3〕 液压缸的压力、流量和功率 〔表 3〕 3 4 5 A1=63.6 A2=32.4 A1=50.3 A225.6 A1=31.2 A2=15.3 初选压 力、液压 缸有效 面积 V 〔m m/s〕 F 〔N〕 P 〔MPa 〕 Q 〔l/min 〕 N 〔kw〕 V 〔mm/s 〕 F 〔N〕 P 〔M Pa〕 Q 〔l/m in N 〔kw〕 V F P Q N 计 算 公 式 启 动 4360 1.4 4360 1.77 4360 2.74 加 速 3291 1.05 3291 1.33 3291 2.07 快 进 〔 差 动 〕 恒 速 75 2181 0.70 14.04 0.1638 75 2181 0.88 11.21 0.1631 75 2181 1.37 7.16 0.1634 工进 1.67 19958 3.14 0.64 0.0336 1.67 19958 3.97 0.50 0.0331 1.67 19958 6.40 0.31 0.0333 启 动 4360 1.35 4360 1.70 4360 2.85 加 速 3291 1.02 3291 1.29 3291 2.15 快 退 恒 速 75 2180 0.67 14.58 0.1628 75 2180 0.85 11.52 0.1632 75 2180 1.42 6.89 0.1631 （五）绘制液压缸工况图〔见图 3〕 二、拟定液压系统原理图 （一）确定调速方法及供油方式 １、调速方法：采用调速阀进油路节流调速。 目的：减小负载变化对速度的影响，以满足速度稳定性的要求。 ２、供油方式：采用双泵供油〔见图 a〕 目的：减小功率损耗 （二）确定换向方式：采用滑阀机能为 Y型的三位五通电磁换向阀〔见图 b〕 目的：①满足工作台在任意位置停止。 ②液压缸差动连接。 （三）确定工作进给油路〔见图 c〕 1、在回油路上设置一只液控顺序阀。 目的：①工进时液压缸回油腔油液能经换向阀左位流回油箱； ②快进时液压缸回油腔油液能经换向阀左位流入油腔。 2、在油路中设置一只单向阀 目的：防止高压油液倒流。 （四）确定快进转工进方案〔见图 d〕 1、采用行程换向阀使快进转工进 目的：转换平稳 3、 在回油路上设置一只背压阀。 目的：使回油腔有一定背压，防止工作台前冲。 （五）确定终点转换方案 采用死挡铁停留，由压力继电器发信号控制电磁换向阀换向。 目的：为满足加工盲孔的工艺要求。 液压缸结构形式 单杆活塞液压缸 初选液压缸工作压力 3 4 5 计算值 92 80 71 液压缸内径 D〔mm〕 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值 90 80 63 计算值 63.9 56.8 44.7 活塞杆外径 d〔mm〕 标准值 63 56 45 无杆腔 A1 63.6 50.3 31.2 液压缸实际 有效面积 A 有杆腔 A2 32.4 25.6 25.3 按液压缸最低运动速度验算液压缸有效面积 A 验算结果 结论 A=Qmin/ Vmin Qmin—流量阀最小稳定流量 Qmin=0.05l/min Vmin—液压缸最低运动速度 Vmin=1.67mm/s A=5 A＜A1 符合要求 （六）组成钻专用机床液压系统〔见图 c〕 单向阀 10、11主要在电动机停止转动时，防止油液倒流和避免空气侵入系统。 三、液压元件的选择 〔一〕 液压泵的选择〔见表４〕 表 4 液压泵的供油流量 Qp Qp工=KQ+ΔQ ； Qp快=K∑Q 式中：K---系统的泄漏系数，K=1.1~1.3 ∑Q----同时动的液压缸所需流量之和; ΔQ----溢流阀的最小溢流量, ΔQ=2~3L/min 工进时液压泵的最大供油量 初选液压 缸工作压 力 (MPa) 3 4 5 液压缸工 进时最大 流量 (L/min) 0.64 0.50 0.31 系统泄漏 系数 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 溢流阀最 小溢流量 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 工进时液 压泵最大 供油量 2.7 3.7 2.77 3.77 2.83 3.83 2.55 3.55 2.6 3.6 2.65 3.65 2.34 3.34 2.37 3.37 2.4 3.4 快速移动时液压泵的最大供油量 初选 液压 缸工 作压 力 3 4 5 快进 快退 快进 快退 快进 快退 液压 缸快 速移 动时 最大 流量 14.04 14.58 11.12 11.52 7.16 6.89 液压泵的工作压力 Pp=p+∑Δｐ 式中：ｐ－液压缸的工作压力； ∑Δｐ－当量压力损失。在液压元件未确定前，可根据经验资料确定： １、一般节流调速和管路简单的液压系统取∑Δｐ＝0.2~0.5MPa； ２、油路中有调速阀或复杂管路的液压系统取∑Δｐ＝0.5~1.5MPa。 估算小流量泵的最大工作压力〔工进〕 初选液压缸的 工作压力 3 4 5 液压缸工进时 的工作压力 3.14 3.97 6.40 根据资料取当 量压力损失 0.5 1 1.5 0.5 1 1.5 0.5 1 1.5 小流量泵的最 大工作压力 3.64 4.14 4.64 4.47 4.97 5.47 6.90 7.40 7.90 估算快速移动时泵的最大工作压力 初选液压缸工 作压力 3 4 5 快进 快退 快进 快退 快进 快退 液压缸快速移 动时工作压力 0.7 0.67 0.88 0.85 1.37 1.42 根据资料取当 量压力损失 0.5 1 1.5 0.5 1 1.5 0.5 1 1.5 0.5 1 1.5 0.5 1 1.5 0.5 1 1.5 快速移动时泵 最大工作压力 1.2 1.7 2.2 1.17 1.67 2.17 1.38 1.88 2.38 1.35 1.85 2.35 1.87 2.37 2.87 1.92 2.42 1.92 系统 泄漏 系数 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 快速 移动 时泵 最大 供油 量 15.44 16.85 18.25 16.04 17.5 18.95 12.23 13.3 14.46 12.67 13.52 15 7.88 8.59 9.31 7.58 8.27 9.00 液压泵的选择 验算快速运动的速度 快 进 V=500Q/3K〔A1〕 计 算 公 式 快 退 V=500Q/A2 Q—泵供给液压缸的流量 K—系统泄漏系数 A1、A2—液压缸无杆腔、有杆腔的面积 初选液 压缸工 作压力 3 4 5 工况 快进 快退 快进 快退 快进 快退 泄漏系 数 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 速度 97.13 89.03 82.18 93.52 85.73 79014 85.88 78.72 72.67 82.86 75.95 70.11 95.29 87.35 80.63 99.02 90.78 83.79 终选液 压泵 YB1-4/10 电动机的选择 N电 计算公 式 N电=PpQp/60ηp 式中：Pp－液压泵的工作压力 Pp=2.38（MPa） Qp－液压泵的供油量 Qp=（L/min） ηp－叶片泵的效率 ηp=0.75 0.74 电动机 型号 功率(KW) Y802 0.75 （二）阀类元件的选择〔见表５〕 1、阀类元件的额定压力 阀类元件的额定压力应大于或等于实际的工作压力，实际的工作压力可参照泵的额定压力，其值不超过６.３Mpa。 2、 估算阀在工作时的最大流量 〈例１〉 估算三位五通电磁换向阀在工作时通过的最大流量〔系统不计泄露情况下，通过一个通道的最大流量〕。 快进时：通过进油道的流量： １４L/ min 通过回油道的流量： Qv=A2×Vs＝A2×Q/〔A1－A2〕=14.51L/min 快退时：通过进油道的流量： 14L/min 通过回油道的流量： Qv=A1×V2=27.51L/min 工进时：通过进油道的流量： A1×V1=0.504L/min 通过回油道的流量： Qv=A2×V2=0.257L/min 〈例２〉 估算单向行程调速阀在工作时通过的最大流量 快进时通过行程阀的流量： 14+14.51=28.51L/min 快退时通过单向阀的流量： 27.51 L/min 工进时通过调速阀的流量： 0.504 L/min 其他阀通过的流量参照液压系统原理图，按上例方法估算。按照流量和压力这两个参数，确定阀的型号、规格。 阀类元件估算流量和型号 表 5 编号 元件名称 估算流量 元件型号 额定压力 额定流量 公称压力损失 单向阀 7b 27.510 0.2 行程阀 7a 28.51 0.3 初选液压缸工 作压力〔MPa〕 3 4 5 YB1-4/16 YB1-4/10 4/6 额定压力〔MPa〕 额定流量〔L/min〕 额定压力〔MPa〕 额定流量〔L/min〕 额定压力〔MPa〕 额定流量〔L/min〕 初选液压泵型 号及额定压力 和额定流量 6.3 4/16 6.3 4/10 6.3 4/6 调速阀 7c 0.504 Qmin=0.1 0.5 1，2 双联叶片泵 YB1-4/10 6.3 4/10 9 三位五通电磁 换向阀 27.51 35E-63BY 6.3 63 0.15 12 溢流阀 4 Y-10B 0.5-6.3 10 3 液控顺序阀 10 XY-25B 0.3-6.3 25 0 4 液控顺序阀 0.257 XY-10B 0.3-6.3 10 0 5 背压阀 0.257 Y-10B 0.4-6.3 10 0.6 10 单向阀 4 1-10B 6.3 10 0.2 11 单向阀 10 1-25B 6.3 25 0.2 6 单向阀 14.51 1-25B 6.3 25 0.2 8 压力继电器 DP1-63B 6.3 13 滤油器 14 XUXB32-100 2.5 32 0.02 （三）油管尺寸的确定 与泵吸油口相配合的管接头 泵吸油 尺寸 标记 尺寸 油管 尺寸 吸油管 Z 3/4 管接头 28 JB/EQ4399-86 D0=28 d0=20 无缝钢管 28×4 与泵压油口相配合的管接头 油管尺寸 泵压油 尺寸 标记 验算 u=μ2Sq/d2=μ2s×28×51/122=4.3（m/s）＜5 m/s δ=pd/2（σ）=6.3×12=0.9（mm）＜1mm （μ-压油管允许流速δ-管壁厚） 压油管 Z 1/4 管接头 14 JB/EQ4399-86 尺寸 无缝钢管 14×1 〔四〕油箱有效容积的确定 油箱有效容积的计算值 油箱的选择 V=（5~7）Q=（5~7）*14=70~98（L） 选用容量为 100Lde标准油箱 四、验算液压系统主要技术性能 （一）油管的压力损失 油管长度 （由集成装置到机床液压缸之间进出油管管道都长）2m 选择液压油 初选液 压油（代 号） 15℃时运动黏 度（m2/s） 50℃时运 动 黏 度 （m2/s） 50℃雷诺 数 Re=du/v 临界雷诺 数 Re 临 Re 与 Re 临的比 较 油液在管中 的流态 终选液压油（代 号） N32 150×10-6 20×10-6 2521 2300 Re＞Re 临 紊流 N46 180×10-6 30×10-6 1681 2300 Re