【正文】 動(dòng)課程設(shè)計(jì) 9 圖 26 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 1油箱 2過濾器 3液壓泵 4單向閥 5溢流閥 6壓力表及其開關(guān) 7三位四通電液換向閥 8液控單向閥 9平衡閥 10二位二通電磁換向閥 11電接點(diǎn)壓力表 12液壓缸 13蓄能器 表 21電磁閥動(dòng)作順序表 執(zhí)行其動(dòng)作 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 啟動(dòng) + + + 快速下行 + + 慢速加壓 + + 保壓 _ 快速回程 + + + 停止 _ 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 10 方案二 （ 1）考慮到液壓機(jī)工作時(shí)所需功率較大，固采用變量泵的容積調(diào)速方式。將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到缸下行時(shí)，滑塊自重采用液壓方式平衡，則可計(jì)算出液壓缸無桿腔的有效面積，取液壓缸的機(jī)械效率 cm? =。 管材為 45 鋼，其管內(nèi)壓力幾乎為零，取其壁厚 ? =5mm。排氣閥的結(jié)構(gòu)有多種形式常用的有如參考文獻(xiàn) [5]圖 420 所示的幾種結(jié)構(gòu)， 該系統(tǒng)中采用參考文獻(xiàn) [5]圖 421 所示的排氣閥，該排氣閥為整體型排氣閥，其閥體與閥芯合為一體，材料為不銹鋼 3cr13，錐面熱處理硬度 HRC38～ 44。滿足要求。 按新近的液壓系統(tǒng)污染控制理論的要求，油箱不應(yīng)該時(shí)一個(gè)容納污垢的場合，而要求在油箱中油液本身時(shí)達(dá)到一定清潔度等級(jí)的油液，并以這樣 清潔的油液提供給液壓泵及整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作油路。 快進(jìn)時(shí)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量 快進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率為：60 470 ???? ?FvF＝ 187W 泵的輸出功率為：?pqPi ?= 36 ?? ??? ?? 因此快進(jìn)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為 : oii PPH ?? =57W 快退時(shí)液壓缸的發(fā)熱量 快退時(shí)液壓缸的有效功率為： FvFo ? =187W 泵的輸出功率為：?pqPi ?= 36 ?? ??? ? 快退時(shí)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： oii PPH ?? =62W （ 3）壓制時(shí)液壓缸的發(fā)熱量 壓制時(shí)液壓缸的有效功率為： WFvF 1177~1880 ?? ? 泵的輸出功率?pqPi ?= 775~119 W 因此壓制時(shí)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為： oii PPH ?? = 254~41 W 總的發(fā)熱量為 :H=31+33+ iH = 318~105 W 則求出油液溫升近似值為： ~ 2 ??? HT Co 溫升沒有超出允許范圍，液壓系統(tǒng)中不需要設(shè)置冷卻器。 [2] 雷天覺主編．新編液壓工程手冊(cè) [M].上下冊(cè)．北京：北京理工大學(xué)出版社，2021。所以我們要從現(xiàn)在開始就養(yǎng)成一種嚴(yán)緊的學(xué)習(xí)和工作態(tài)度，以后在工作中才能盡量避免一些重大失誤?？爝M(jìn)時(shí)液壓桿的速度 1V =3m/min，此時(shí)油液在進(jìn)油管的速度 smAqv / 62 3 ???? ??? ??? 沿程壓力損失： 沿程壓力損失首先要判斷管中的流動(dòng)狀態(tài)，此系統(tǒng)采用 N32 號(hào)液壓油，室溫為 20 度時(shí) 10 /ms? ??? ，所以有 23 4 3 ??? ???? ? ??vd 油液在管中的流動(dòng)狀態(tài)為層流，則阻力損失系數(shù) eR75?? =，若取進(jìn)油和回油的管路長均為 4m，油液的密度為 ? =900 3/mKg ，則進(jìn)油路上的沿程壓力損失為 232 ?????????? ?pvdlP ? MPa. 局部壓力損失： 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失，由于管道安裝和管接頭的壓力損失一般取沿程壓力損失的 10%，而通過液壓閥的局部壓力損失則與通過閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失分別為 rrqq?和 ，則當(dāng)通過閥的流量為 q時(shí)的閥的壓力損失 rq? ，由 2()rrqpp q?? ? ? ? 算得 2 ?????????? P MPa 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 27 小于原估算值 ,所以是安全的。 本設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)最大速度為 3m/min，即 ，但是活塞較大，所以不設(shè)置緩沖裝置。 （ 1）導(dǎo)向套的尺寸配置與最小導(dǎo)向長度 導(dǎo)向 套的主要尺寸時(shí)支承長度，通常按活塞桿直徑、導(dǎo)向套的形式、導(dǎo)向套材 料承受能力、可能遇到的最大側(cè)向負(fù)載等因素來考慮。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 20 ? ? md dDFh cp cp 0 0 0 0 0 03][ )(3 60 ???? ?????? ?? 式中 F— 法蘭受力總和， N； ? ?qddpdFH 222 44 ??? ??，這里取 F=2021000N。 ??qd 4? bpdn?? 2? 式中 q— 通過油管的最大流量， 3m ； ? — 油管中允許流速，（取值見表 42）， m/s； d— 油管內(nèi)徑， m； ? — 油管厚度， m； P— 管內(nèi)最高工作壓力， MPa； b? — 管材抗拉強(qiáng)度， MPa； n— 安全系數(shù)（取值見表 43）。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 11 圖 27 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 1變量泵 2溢流閥 3油箱 4單向閥 5三位四通電磁換向閥 6單向順序閥 7液壓缸 8過濾器 9調(diào)速閥 10二位二通電磁換向閥 表 21電磁閥動(dòng)作順序表 執(zhí)行其動(dòng)作 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 快速下行 + 慢速加壓 + 保壓 快速回程 + + 停止 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 12 經(jīng)過以上方案的比較，方案二更加的安全可靠，操作容易，系統(tǒng)不復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)成本低，故覺得適用。 圖 24 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 8 由于液壓缸的直徑大于 250mm、壓力大于 7MPa，其油腔在排油前就先泄壓，因此必須有泄壓回路。優(yōu)點(diǎn)：在此回路中，液壓泵輸出的油液直接進(jìn)入執(zhí)行元件中，沒有溢流損失和節(jié)流損失，而且工作壓力隨負(fù)載的變化而變化，因此效率 高、發(fā)熱量小。液壓機(jī)快速下降時(shí)，要求其速度較快，減少空行程時(shí)間，液壓泵采用全壓式供油，且采用差動(dòng)連接。本文根據(jù)小型壓力機(jī)的用途﹑特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理，擬定出合理的液壓系統(tǒng)圖，再經(jīng)過必要的計(jì)算來確定液壓系統(tǒng)的參數(shù)，然后按照這些參數(shù)來選用液壓元件的規(guī)格和進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。則液壓系統(tǒng)工作循環(huán)各階段的外負(fù)載見表 11。在液壓力泵的出油口設(shè)計(jì)一個(gè)單向閥，可防止油壓對(duì)液壓泵的沖擊，對(duì)泵起 到保護(hù)作用。為滿足速度的有極變化，采用壓力補(bǔ)償變量液壓泵供油。 （ 2）為了滿足速度的有極變化，采用壓力補(bǔ)償變量液壓泵供油，即在快速下降的時(shí)候，液壓泵以全流量供油。 計(jì)算液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 由負(fù)載圖知最大負(fù)載 NF 310439? ，取 ?Dd ，則 013 310 43 961 ????? cmP FA ? mAD 131 1 ?? ? 按 GB/T23481993，取標(biāo)準(zhǔn)值 D=150mm，則 d==98mm，由此求液壓缸的實(shí)際有效工作面積。 （ 3）對(duì)回油管取內(nèi)徑 d=30mm，則： smv 00 115 2 ???? 符合油管中的允許流速。 活塞及活塞桿組件 確定活塞及活塞桿的連接形式 活塞機(jī)及活塞桿的常用連接形式見文獻(xiàn) [5],下表，根據(jù)工作壓力及活塞直徑、機(jī)械振動(dòng)的大小，選用螺紋連接。 導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔的配合采用 H7/g6。 油箱的類型 按油箱的結(jié)構(gòu)和用途分，通常分為整體式油箱、兩用油箱和獨(dú)立郵箱三種類型。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 29 散熱量的計(jì)算 當(dāng)忽略系統(tǒng)中其他地方的散熱，只考慮油箱散熱時(shí)，顯然系統(tǒng)的總發(fā)熱功率H全部由油箱來考慮。 [3] 機(jī)械工業(yè)部編．液壓元件產(chǎn)品樣本 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1985。還有設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該具有嚴(yán)緊的態(tài)度，因?yàn)楹芏喙こ虇栴}都是人命關(guān)天。 第 七 章 液壓系統(tǒng)性能的運(yùn)算 壓力損失和調(diào)定壓力的確定 進(jìn)油管中的壓力損失 由上述計(jì)算可知，工進(jìn)時(shí)油液流動(dòng)速度較小，通過的流量為 ～ ,主要壓力損失為閥件兩端的壓降可以省略不計(jì)。 液壓缸的活塞速度在 ，一般不采用緩沖裝置；在 ，則必須采用緩沖裝置。外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時(shí)時(shí)把雜質(zhì)、灰塵和水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。對(duì)于常用的法蘭式缸頭，其厚度的計(jì)算方法如下。 管道內(nèi)徑及壁厚液壓管道的兩個(gè)主要參數(shù)，計(jì)算公式如下。 綜上分析可得小型液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理如圖 27所示。 圖 23 此外在泵的出口并聯(lián)一個(gè)溢流閥，用于系統(tǒng)的安全保護(hù)；泵出口并聯(lián)一個(gè)壓力表及其開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)測壓；在液壓泵的出口串聯(lián)設(shè)置一個(gè)單向閥，以防止液壓油倒灌，見圖 24。 容積調(diào)速回路 容積調(diào)速回路的工作原理是通過改變回路中變量泵或馬達(dá)的排量來改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度?？爝M(jìn)和工進(jìn)之間的轉(zhuǎn)換由二位二通換向 閥控制。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料制 品及粉末制品的壓制成型。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 3 表 11 工作循環(huán)各階段的外負(fù)載 工況 負(fù)載值 推力 啟動(dòng) F= bF G+ fsF =5000N 5495 加速 F= bF G+ fdF +Fm=11875N 13049 快進(jìn) F= bF G+ fdF =2500N 2747 工進(jìn) F= bF G+ fdF +Fw=282500N 310439 快退 F=G+ fdF bF =2500N 2747 負(fù)載圖和速度圖的繪制 （ a） 負(fù)載 循環(huán) 圖 （ b） 速度循壞 圖 圖 11 液壓缸負(fù)載圖與速度圖 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 4 第二章 液壓系統(tǒng)的原理圖擬定及設(shè)計(jì) 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。 運(yùn)動(dòng)情況分析 由液壓機(jī)的工作情況來看，其外負(fù)載和工作速度隨著時(shí)間是不斷變化的。及在快