【正文】 ................................... 27 快進時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量 ........................................................ 28 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 快退時液壓缸的發(fā)熱量 ............................................................ 28 散熱量的計算 ....................................................................................... 29 總 結(jié) .................................................................................................................. 30 參考文獻 .............................................................................................................. 31 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 1 引 言 作為現(xiàn)代機械設(shè)備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段，液壓技術(shù)在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 2 第一章 小型液壓機液壓系統(tǒng)工況 分析 技術(shù)要求 設(shè)計一臺小型液壓壓力機的液壓系統(tǒng)，要求實現(xiàn)快速空程下行 — 慢速加壓 —保壓 — 快速回程 — 停止的工作循環(huán)，快速往返速度為 1v =，加壓速度 2v=40250mm/min, 壓制力為 280KN，運動部件總重為 25KN,工作行程 300mm, 油缸垂直安裝，設(shè)計該壓力機的液壓系統(tǒng)傳動。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 3 表 11 工作循環(huán)各階段的外負載 工況 負載值 推力 啟動 F= bF G+ fsF =5000N 5495 加速 F= bF G+ fdF +Fm=11875N 13049 快進 F= bF G+ fdF =2500N 2747 工進 F= bF G+ fdF +Fw=282500N 310439 快退 F=G+ fdF bF =2500N 2747 負載圖和速度圖的繪制 （ a） 負載 循環(huán) 圖 （ b） 速度循壞 圖 圖 11 液壓缸負載圖與速度圖 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 4 第二章 液壓系統(tǒng)的原理圖擬定及設(shè)計 任務(wù)分析 根據(jù)滑塊重量為 25KN ，為了防止滑塊受重力下滑，可用液壓方式平衡滑塊重量。各個階段的轉(zhuǎn)換由一個三位四通的換向閥和一個二位二通的換向閥控制。其工進速度由一個調(diào)速閥來控制。為了對油路壓力進行監(jiān)控，在液壓泵出口安裝一個溢流閥，同時也對系統(tǒng)起過載保護作用。 運動情況分析 由液壓機的工作情況來看，其外負載和工作速度隨著時間是不斷變化的。變壓式節(jié)流調(diào)速的工作壓力隨負載而變，節(jié)流閥調(diào)節(jié)排回油箱的流量，從而對流入液壓缸的的流量進行控制。宜在速度高、負載較大，負載變化不大、對平穩(wěn)性要求不高的場合。 綜合以上兩種方案的優(yōu)缺點比較，泵缸開式容積調(diào)速回路和變壓式節(jié)流調(diào)回路相比較，其速度剛性和承載能力都比較好，調(diào)速范圍也比較寬工作效率更高，發(fā)熱卻是最小的。及在快速下降時，液壓泵以全流量供油，在慢速加壓到保壓時，泵的流量逐到零。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 6 圖 21 見圖 21，在液壓缸的進油路，液控單向閥出油路上連接一個電接點壓力表，設(shè)置電接點壓力表的上限、下限值，當液壓缸的壓力達到限值時，利用電接點壓力發(fā)出的電信號來實現(xiàn)切換四通三位電磁換向閥，以實現(xiàn)自動保壓。 圖 22 為防止壓頭在下降過程中由于自重而出現(xiàn)速度失控現(xiàn)象，在液壓缸有桿腔回蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 7 油路上設(shè)置一個內(nèi)控單向順序閥，形成平衡回路，見圖 23。回路首次工作時，利用液控單向閥保壓，泄壓時電磁鐵通電使換向閥切換至上位，液壓缸無桿腔與蓄能器突然連接，其保壓期間積聚的液體壓縮勢能大部分被蓄能器吸收，以降低泄壓時產(chǎn)生的巨大噪聲，液壓缸下行時電磁鐵通電切換至下位，液壓源向無桿腔充液時同時蓄能器向液壓缸釋放回收的液壓能，以實現(xiàn)節(jié)能作用。當轉(zhuǎn)化成慢速加壓壓制時，泵的流量減小，最后流量為 0。 （ 4）為了防止壓力頭在工作過程中因自重而出現(xiàn)自動下降的現(xiàn)象，在液壓缸有桿腔回路上設(shè)置一個單向閥。 （ 8） 為了使系統(tǒng)工作時壓力恒定，在泵的出口設(shè)置一個溢流閥，來調(diào)定系統(tǒng)壓力。將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到杠下行時，滑塊自重采用液壓方式平衡，則可計算液壓缸的機械效率 ?cm? 。 則無桿腔實際有效面積： 1A = 24D? =15386 2mm 有桿腔實際有效面積： 2A = ? ?224 dD ?? =7846 2mm 計算在各工作階段液壓缸所需的流量 快進： Q= 11VA =工進： Q= 21VA =快退： Q= 12VA = 液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力和流量計算見表 31。 液壓泵的最大供油量 pq 按液壓缸最大輸入流量（ ）計算，取泄漏系數(shù) K=,則 pq =76L/min。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 16 表 41 液壓元件的型號及規(guī)格 序 號 元件名稱 額定壓力 /Pa 排量 mL/r 型號及規(guī)格 1 變量泵 32 63 63YCY14— 1B 2 溢流閥 調(diào)壓 30 12 C175 3 三位四通換向閥 32 160 WEH10G 4 順序閥 最大工作壓力32MPa 160 HCT06L1 5 調(diào)速閥 32 160 FBG312510 6 單向閥 開啟 最大 200 S20A220 7 二位二通換向閥 32 160 2WE10D10 選擇輔助元件 油管內(nèi)徑一般可參照所接元件接口尺寸確定，也可按管路允許流速進行計算。 管材為 45 鋼，其壁厚為 : ? ???? 取壁厚 ? =10mm。 管材為 45 鋼，其管內(nèi)壓力最大時為 ，接近于零，取其壁厚 ? =5mm。 油口連接螺紋尺寸見參考文獻 [5]，表 720。 表 51 產(chǎn)品系列代號 額定壓力 MPa/pn 缸筒內(nèi)徑 D/mm F 型 25 150 缸筒外徑 1D /mm 200 （ 3）缸底厚度 h的計算 對于平型缸底當缸底無油口時 ? ? mpDh y ????? ? 當缸底有油口時 ? ?? ? ? ? mdD DpDh y 0 ??? ?????? ? 式中 — 缸底材料許用應(yīng)力， MPa； （ 4）液壓缸頭部法蘭厚度 h的計算 因為在缸筒頭部有活塞桿導(dǎo)向孔，故其厚度的計算方法與缸底有所不同。 缸蓋與缸筒的配合采用 H9/f9 的間隙配合；缸筒與導(dǎo)向套采用 H7/g6 配合；缸底與缸筒采用 H7/g6 配合。 選擇活塞及活塞桿的材料 活塞選擇 ZQSn663 為材料； 活塞桿選擇 45 鋼；粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為 229～ 285HB，必要時高頻淬火達到 45～ 55HRC。根據(jù)公稱直徑進行選取。 活塞桿的強度校核 活塞桿只承受軸向力的作用，因此只進行拉壓強度校核，此時 ? ???? ????? M P aAF 2 6 59842 0 0 0 0 0 02 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動課程設(shè)計 23 活塞桿的導(dǎo)向、密封和防塵 活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸的有桿側(cè)端蓋內(nèi)，用以對活塞桿進行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。其中導(dǎo)向面長度包括了導(dǎo)向套的長度與缸蓋厚度部分，參見文獻 [5]， 液壓缸液壓機裝 配圖及零件圖。導(dǎo)向套內(nèi)徑的配合一般多為 H8/f9（或 H9/f9） ，其表面粗糙度為 aR ～ m? 。設(shè)計活塞時，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式，其次還有活塞與活塞桿的連接、活塞材料、活塞尺寸及加工公差等。 緩沖裝置的工作原理時使缸筒低壓油腔內(nèi)油液（全部或部分）通過節(jié)流把動能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能則由循環(huán)的油液帶到液壓缸外。 參見文獻 [5]， 本系統(tǒng)中： 活塞行程 L=300mm； 活塞寬度 B=（ ～ 1） D=90～ 150mm，其中 D 為液壓缸內(nèi)經(jīng)； 導(dǎo)向套滑動面的長度 A=（ ～ 1） D=90～ 150mm； 取活塞寬度 B=90mm，導(dǎo)向套滑動面的長度 A=90mm，液壓缸 缸底厚度H=125mm，液壓缸缸蓋厚度 H=75mm。整體式郵箱是指在液壓系統(tǒng)或機器內(nèi)部的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱；兩用油箱是指液壓油與機器中的其他目的的用油的公用油箱，獨立油箱是應(yīng)用最應(yīng)用最廣泛的一類油箱，其熱量主要通過油箱壁靠輻射和對流作用散發(fā)，因此油箱是盡可能窄而高的形狀。油箱的容量包括油液的容量和空氣的容量。 所以油箱的容量： LV 6 5 8 42 3 ??? 取 V＝ 500L。 而通過液壓閥的局部壓力損失： 2 ?????????P＝ 則回油路上的壓力總損失為： 2p?? ＝ 由上面的計算所得求出總的壓力損失： 1p?? = 這與估算值相符。這時油箱散熱面積 A的計算公式為 HA Kt? ? 式中 A— 油箱的散熱面積（ 2m ） H— 油箱需要的散熱功率（ W） t? — 油溫（一般以 55C? 考慮）與周圍環(huán)境溫度的溫差 K— 散熱系數(shù)。比如，我們設(shè)計系統(tǒng)圖時，很容易忘記考慮系統(tǒng)保壓和液壓泵卸荷等問題，假如忘記考慮這些問題，就難以實現(xiàn)預(yù)定的工作要求。但經(jīng)過這次課程設(shè)計之后讓我對于液壓系統(tǒng)的應(yīng)用更加了解。當然這還需要我們不斷地刻苦學(xué)習(xí)，然后在前人實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，勇于創(chuàng)新，尋求更經(jīng)濟實惠的設(shè)計。 [4] 張仁杰編著．液壓缸的設(shè)計制造和維修 [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 1989。