压力机液压系统

目 录 一 液压系统原理 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ………………………………………………1 1 工况分析……………………………………………………………1 2拟定液压系统原理图………………………………………………4 二 液压缸的设计与计算……………………………………………6 1 液压缸主要尺寸的确定……………………………………………6 2 液压缸的设计………………………………………………………7 三 液压系统计算与选择液压元件…………………………………10 1 计算在各工作阶段液压缸所需的流量……………………………10 2 确定液压泵的流量,压力和选择泵的规格 ………………………10 3 液压阀的选择………………………………………………………12 4 确定管道尺寸 2 液压缸的设计 …………………………………12 5 液压油箱容积的确定………………………………………………12 6 液压系统的验算……………………………………………………12 7 系统的温升验算……………………………………………………15 8 联接螺栓强度计算…………………………………………………16 四 设计心得…………………………………………………………17 五 参考文献…………………………………………………………17 一 液压系统原理设计 1 工况分析 设计一台小型液压压力机的液压系统，要求实现：快速空程下行—慢速加压—保压—快速回程—停止工作循环。快速往返速度为3m/min，加压速度为40-250mm/min，压制力为300000N，运动部件总重力为25000N，工作行程400mm，油缸垂直安装，设计压力机的液压传动系统。 液压缸所受外负载F包括五种类型，即： F= F压 + F磨 +F惯+F密+G 式中： F压-工作负载，对于液压机来说，即为压制力； F惯-运动部件速度变化时的惯性负载； F磨-导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力。液压缸垂直安装，摩擦力相对于运动部件自重，可忽略不计； F密-由于液压缸密封所造成的运动阻力； G- 运动部件自重。 液压缸各种外负载值 1) 工作负载： 液压机压制力F压=300000N 2) 惯性负载： 3) 运动部件自重： G=25000N 4) 密封阻力 F密=0.1F(F为总的负载) 5) 摩擦力 液压缸垂直安装，摩擦力较小，可忽略不计。 根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载。 工作循环各阶段外负载 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 工况 计算公式 液压缸的负载 启动阶段： F启=F密+F惯-G 加速阶段： F加=F密+F惯-G 快进阶段： F快=F密-G 工进阶段： F工=F密+F压-G 快退阶段： F退=F密+G       按照给定要求与外负载表绘制速度循环图与负载循环图： 速度循环图： 50 400 0.67~4.17 50 L(mm) V (mm/s) 负载循环图： F(N) 277778 22500 566 400 L(mm) 305555 2拟定液压系统原理图 1) 确定供油方式： 考虑到该压力机在工作进给时需要承受较大的工作压力，系统功率较大，速度较底。而在快进,快退时负载较小，速度较快。从节能，减少发热，系统结构，效率，工作压力等方面考虑，泵源系统宜选用轴向柱塞泵。 2) 调速方式的选择： 在小型压力机液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或者调速阀。在本系统中选用回油节流调速， 3)速度切换方式的选择： 系统采用由电磁阀控制的快慢速换接回路，它的结构简单，调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的速度换接平稳性，可改用由行程阀切换速度的换接回路。 液压系统原理图： 二 液压缸的设计与计算 1 液压缸主要尺寸的确定 工作压力p的确定： 工作压力p可根据负载大小及机器类型初步确定，先查表取液压缸工作 压力为25MPa. 设备类型 机 床 农业机械或中型工程机械 液压机、重型机械、起重运输机械 磨床 组合机床 龙门刨床 拉床 工作压力P(MPa) 0.8～2.0 3～5 2～8 8～10 10～16 20～32               液压缸缸筒内径D和液压缸活塞杆外径d的确定： 由液压缸缸筒内径（缸径）尺寸系列表查得D=160mm。 活塞直径d，按d/D=0.7,d=112mm。 由液压缸活塞杆外径（杆径）尺寸系列表，取d=125mm。 由此求得液压缸的实际有效面积为： 初步计算液压缸最大工作压力： 按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，由式 式中Qmin是调速阀的最小稳定流量为0.1 不等式满足，故液压缸能够达到所需稳定工进速度。 液压缸缸筒内径（缸径）尺寸系列（GB2348-80） (mm)      8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 (280) 320 (360) 400 (450) 500                 根据设备的类型有表2-1初选工作压力P=25MPa 2) 液压缸内径D和活塞杆d的确定： 前面的计算以得出D=16cm,d=12.5cm  3) 液压缸壁厚的确定和外径的确定： a. 起重运输机械的液压缸，一般采用无缝钢管制造，无缝钢管大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算： 式中： δ—液压缸壁厚(m) D—液压缸的内径(m) py—试验压力，一般取最大工作压力的(1.25～1.5)倍 [σ]—缸筒材料的许用应力。其值为： 锻钢：[σ]=110～120MPa； 铸钢：[σ]=100～110MPa； 无缝钢管：[σ]=100～120MPa； 高强度铸铁：[σ]=60MPa； 灰铸铁：[σ]=25MPa。 现取[σ]=100MPa： 查无缝钢管标准系列取 。 式中： t—缸盖有效厚度(m)； D2—液压缸缸盖的止口直径(m)； d0—缸盖孔直径。 6)最小导向长度的确定： 最小导向长度是指从活塞支撑面到缸盖滑动轴承支撑面中点的距离，如果导向长度过小，将使液压缸的初始绕度增大影响液压缸的稳定性。 对一般液压缸，要求最小导向长度H应满足以下要求： 式中： l—液压缸的最大行程； D—液压缸的内径。 活塞宽度B一般取B=(0.6~1.0)D， B=96~160mm， 现取B=130mm。 缸盖的滑动支撑面的长度A，根据液压缸内径D而确定， 当D<80mm时，取A=(0.6~1.0)D， 当D>80mm时，取A=(0.6~1.0)d， 因为D=160mm>80mm， 故A=(0.6~1.0)d=75~125mm， 现取A=90mm。 可满足导向要求。 三 液压系统计算与选择液压元件 1 计算在各工作阶段液压缸所需的流量 2 确定液压泵的流量,压力和选择泵的规格 1) 泵的压力的确定： 考虑到正常工作中进油路有一定的压力损失,所以泵的工作压力为 式中： pp—液压泵最大工作压力； P1 —执行元件最大工作压力； —进油管路 中的压力损失,初算时简单系统可取0.8MPa。 pp是静压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的压力往往超过静压力。另外考虑到低压系统取小值，高压系统取大值。在本系统中 。 取Pn=25MPa 3 液压阀的选择 液压元件明细表 序号 元件名称 型号 通过的流量 工作压力 1 过滤器 XU-D32×100 45L/min 25MPa 2 轴向柱塞泵 CY14-1B 45L/min 25MPa 3 压力表 KF3-EA20B 20L/min 25MPa 4 三位四通换向阀 4YF30-E20B 45L/min 25MPa 5 调速阀 AQF3-E20B 30L/min 25MPa 6 单向阀 AF3-EA20B 30L/min 25MPa 7 二位三通换向阀 23YF3B-E203 45L/min 25MPa           4 确定管道尺寸 油路内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按管路允许的流速进行计算。本系统主油路流量为差动时流量q=60.29L/min,压油管的允许流速取v=5m/s。 取d=16mm。 综合诸因素及系统上面各阀的通径取d=16mm，吸油管的直径参照CY14-1B变量泵吸油口连接尺寸，取吸油管内径d=42mm。 5 液压油箱容积的确定 本系统为高压系统,液压油箱有效容量按泵流量的5～7倍来确定,现选用容量为400L的油箱。 6 液压系统的验算 已知液压系统中进回油路的内径为d=16mm，各管道长度分别AB=0.5m,,BD=DE=1m,CF=2.5m,DF=1.5m, 选用L-HM32液压油。设其工作在20℃，其运动粘度υ=150cst=1.5cm2/s油液的密度ρ=920kg/m3。 1) 工进进油路的压力损失： 运动部件快进时的最大速度为0.25，最大流量为5.02 ，则液压油在油管内的流速为： 管道的雷诺数Re1为 Re1<2300， 可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数 进油管FC的沿程压力损失Δp1-1为 换向阀的压力损失Δp1-2=0.05MPa，忽略油液通过管接头，油路板处的局部压力损失，则进油路的总压力损失Δp1为： Δp1=Δp1-1+Δp1-2=0.023+0.05=0.073MPa 2)工进回油路的压力损失： 管道的雷诺数Re2为 Re2<2300， 油液在管道内的流态为层流，其沿程阻力系数 ， 回油路管道沿程压力损失Δp2-1为： 换向阀压力损失Δp2-2=0.025MPa；调速阀的压力损失Δp2-3=1MPa。 回油路的总压力损失： Δp2=Δp2-1+Δp2-2+Δp2-3=0.0105+0.025+1=1.036MPa 变量泵出口处的压力Pp： 3) 快进进油路的压力损失： 快进时液压缸为差动连接，自汇流点D至液压缸进油口E之间的管路DE中，流量60.29 。 管道的雷诺数Re1为： Re1<2300， 可见油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数 。 进油管DE的沿程压力损失Δp1-1为： 同样可求管道AD段，DF段的沿程压力损失Δp1-2，Δp1-3。 管道的雷诺数Re2，Re3为： Re2、Re3<2300， 油液在管道内流态为层流，其沿程阻力系数： 换向阀压力损失为Δp1-4=0.17MPa，Δp1-5=0.17MPa。