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小型液壓機液壓系統(tǒng)設計-液壓與氣壓傳動課程設計-預覽頁

2025-07-07 18:59 上一頁面

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【正文】 ................................... 27 快進時液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量 ........................................................ 28 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 快退時液壓缸的發(fā)熱量 ............................................................ 28 散熱量的計算 ....................................................................................... 29 總 結 .................................................................................................................. 30 參考文獻 .............................................................................................................. 31 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 1 引 言 作為現(xiàn)代機械設備實現(xiàn)傳動與控制的重要技術手段,液壓技術在國民經(jīng)濟各領域得到了廣泛的應用。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 2 第一章 小型液壓機液壓系統(tǒng)工況 分析 技術要求 設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,設計該壓力機的液壓系統(tǒng)傳動。 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 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 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 4 第二章 液壓系統(tǒng)的原理圖擬定及設計 任務分析 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。 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 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院 液壓與氣壓傳動課程設計 7 油路上設置一個內(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。 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 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 蚌埠學院 液壓與氣壓傳動課程設計 23 活塞桿的導向、密封和防塵 活塞桿導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向,內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。其中導向面長度包括了導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? 。設計活塞時,主要任務就是確定活塞的結構形式,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); 導向套滑動面的長度 A=( ~ 1) D=90~ 150mm; 取活塞寬度 B=90mm,導向套滑動面的長度 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,獨立油箱是應用最應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)預定的工作要求。但經(jīng)過這次課程設計之后讓我對于液壓系統(tǒng)的應用更加了解。當然這還需要我們不斷地刻苦學習,然后在前人實踐經(jīng)驗的基礎上,勇于創(chuàng)新,尋求更經(jīng)濟實惠的設計。 [4] 張仁杰編著.液壓缸的設計制造和維修 [M].北京:機械工業(yè)出版社, 1989。
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