【文章內容簡介】 慮各個支路的情況，設置了一個壓力繼電器 1XJ，三個擋鐵行程開關 XKXK XK3，其中壓力繼電器 1XJ 控 制整個系統(tǒng)的壓力，當液壓缸工作壓力達到預定值時，壓力繼電器 1XJ 發(fā)出電氣控制信號，電磁鐵 2DT 斷電，電液換向閥 6復中位，液壓缸進回液腔封閉，液壓系統(tǒng)卸荷。合成后的液壓系統(tǒng)如圖 32 所示： 圖 32 單缸液壓壓力機液壓系統(tǒng)原理圖 畢業(yè)論文 14 1— 主液壓泵 ； 2— 定量泵 ； 4— 溢流閥 ； 5— 遠程調壓閥 ； 6— 電液換向閥 ； 7— 壓力表 ； 8— 電磁換向閥；9— 液控單向閥 ； 10— 順序閥 ； 11— 卸荷閥（ 帶阻尼孔） ； 12— 壓力繼電器 ； 13— 單向閥 ； 14— 充液閥 ； 15—充液箱 ； 16— 液壓缸； 17— 滑塊； 18－擋鐵。 液壓系統(tǒng)的工作原理 液壓缸的工作分析 液壓缸的工作循環(huán)為：快速下行→慢速加壓→保壓延時→快速返回→原位停止，現(xiàn)對各個狀態(tài)進行分析。 1)快速下行 電磁鐵 2DT 和 3DT 通電，電液換向閥 6 和電磁換向閥 8均換至右工位，后者使液控單向閥 9 打開。此時液壓缸進回液路區(qū)暢通。 進油路：主液壓泵 1 →電液換向閥 6 → 單向閥 13 → 液壓缸 18 上（無桿）腔； 回油路：液壓缸 18 下（有 桿）腔 → 液控單向閥 9 →電液換向閥 6 → 油箱。此時液壓缸滑塊 16因自重而快速下降，主液壓泵 1全部流量尚不能滿足快速要求的流量，液壓缸 18 上腔形成局部真空，呈泵工況，油箱（置于液壓缸頂部）中油液在大氣壓力下經(jīng)液控充液閥（液控單向閥） 14 充入，避免了上述不利現(xiàn)象產(chǎn)生。 2)慢速接近工件和逐步加壓 擋鐵 17 壓下行程開關 XK2 時，電磁鐵 3DT 斷電，電磁換向閥 8 處于常態(tài)（圖示位置），液控單向閥 9關閉，閥芯緊閉。 進油路：主液壓泵 1 →電液換向閥 6 → 單向閥 13 →液壓缸 18上腔； 回油路：液壓缸 18 下腔 → 順序閥 10 → 電液換向閥 6 → 油箱。順序閥 10 使下腔建立起背壓，滑塊靠自重不能下降，主液壓泵 1供給的壓力油使之下行。這時上腔壓力升高，充液閥（液控單向閥） 14 關閉，活塞速度降低。當滑塊慢速接觸工件時，阻力（負載）急劇增加，主液壓泵 1工作壓力急劇升高，排量自動減小，液壓缸活塞速度進一步降低，以極慢的速度對工件加壓。 3)保壓延時 當液壓缸 18工作壓力達到預定值時，壓力繼電器 12發(fā)出電氣控制信號，電磁鐵 2DT斷電，電液換向閥 6復中位，液壓缸進回液腔封閉，主液壓泵 1經(jīng)電液換向閥 6中位卸荷。保壓時間可由壓力繼電 器 12 控制的時間繼電器調節(jié)。 4)快速回程 保壓結束后，時間繼電器發(fā)出信號使電磁鐵 2DT 斷電， 1DT 通電，電液換向閥 6切至左位，同時進油路控制油液使充液閥（液控單向閥） 14 打開，為液壓缸 18 退回做好準備。這時： 進油路：主液壓泵 1 → 電液換向閥 6 → 液控單向閥 9 → 液壓缸 18下腔； 畢業(yè)論文 15 回油路：液壓缸 18 上腔 →充液閥（液控單向閥） 14→ 油箱。 需要說明的是，電液換向閥 6切至左位時，液壓缸 18 還未泄壓時，上腔壓力很高，卸荷閥 11（帶阻尼孔）呈開放狀態(tài)，主液壓泵 1 的輸出油液經(jīng)此閥阻尼孔回油箱，這時主液壓泵 1工作壓力較低，不足以使液壓缸回程，但可使充液閥（液控單向閥） 14 開啟，使液壓缸 18上腔泄壓；當液壓缸上腔壓力降到定值時，卸荷閥 11 關閉，此時主液壓泵1才開始向液壓缸 18下腔供液，液壓缸快速回程。 5)停止 液壓缸位于其反向行程末端時，擋鐵下壓行程開關 XK1，電磁鐵 1DT 斷電，電液換向閥 6處于中位，液壓缸被鎖而停止。主液壓泵 1此時處于卸荷狀態(tài)。在使用中，可隨時手動控制 1DT 斷電，使液壓缸隨時處于停止狀態(tài)。 其工作循環(huán)和電磁鐵動作順序表如表 31所示。 表 31 單缸液壓壓力機工作循環(huán)和電磁鐵動作順序表 動 作名稱 信號來源 換向滑閥工作狀態(tài) 電磁鐵動態(tài)狀態(tài) 電液換向閥 6 電磁換向閥 8 1DT 2DT 3DT 單缸 液 壓 缸 快速下行 2DT和 3DT通電 右位 右位 + + 慢速加壓 擋鐵行程開關 XK2， 3DT斷電， 4DT通電 右位 常態(tài) + 保壓延時 壓力繼電器 12發(fā)出信號， 2DT斷電 中位 — 快速回程 壓力繼電器 12發(fā)出信號， 1DT通電 左位 + 停止 行程開關 XK1發(fā)出信號， 1DT斷電 中位 — 液壓系統(tǒng)的特點 液壓系統(tǒng)有如 下特點： （ 1）此液壓系統(tǒng)使用了高壓大流量恒功率變量泵供液，既符合工作要求，又能充分發(fā)揮機器的效益。 （ 2）利用液壓缸活塞快速下降使液壓缸自動充液，減少對液壓泵的流量要求。 （ 3）液壓缸利用單向閥保壓，為減少工藝轉換過程的液壓沖擊，設置了泄壓回路。 （ 4）采用專用液壓泵提供壓力控制油液?？刂茐毫Υ笮∮梢缌鏖y 3 調定。 畢業(yè)論文 16 液壓元件的計算和選擇 液壓缸的計算和選擇 前面已算出缸的活塞直徑 D=110mm，活塞桿的直徑 d=70mm 液壓泵和電動機的選擇 （ 1）選擇液壓泵 前面選擇液壓系統(tǒng)的系統(tǒng) 壓力為 20Mpa，因此根據(jù)機械手冊中提供的公式計算泵的額定壓力 Pb=（ ～ ） P=（ ～ ） 20Mpa=25～ 32Mpa 因此泵的額定壓力可取為 Pb= Mpa （ 2）系統(tǒng)流量的計算 液壓缸在工作時所需流量為 Q= A1U= 10 60 106=A1—— 無桿腔的面積 U—— 液壓缸的工進速度 取泄露系數(shù)為 Q=KQ= L/min= L/min （ 3）泵的選擇 先取電動機的轉速為 1500r/min 則要 求泵的幾何流量為 qB=1500Q =1500r/又因為系統(tǒng)要求壓力高且可變流量，故選用柱塞式恒功率變量泵 查機械設計手冊選用泵的型號為 10YCY141B，斜盤式軸向柱塞泵，排量為 10mL/r ,轉速 1500r/min 輔助泵 2 為低壓小流量定量泵，提供壓力控制油液，一般的液壓泵均可滿足。 選取泵的型號為 ， YB1定量葉片泵，排量為 ，轉速 1450r/min （ 4） 電動機的選 擇 泵的輸入功率為 P=?60npq= 4 5 5 0 0 6666 ? ?????? ???? ??= = + = 畢業(yè)論文 17 （ KW） 查機械設計手冊得電動機的型號為 Y160M4 其輸出功率為 11kw 轉速為 1460r/min 油箱的選擇 油箱的作用是提供給液壓系統(tǒng)足夠的油液（儲存油液）此外還起著散發(fā)油中的雜質等作用。有時候還兼作液壓元件的安裝臺。 按油箱內液面是否和大氣相通，油箱可分為開式油箱和加壓油箱開式油箱中的液面與大氣相通，液面壓力等于大氣壓 力。開式油箱又可分為整體式和分離式不兩種。 整體式油箱與詩詞主機連作一體，結構緊湊但結構復雜，維修不方便，散熱性不好，還會由于油溫過高使鄰近的構件產(chǎn)生變形。而分離式油箱和主機分開，單獨設置一個油箱，克服了上述缺點，因此得到了廣泛應用，加力和壓縮氣體（以防止氣體溶解于油液中可用隔膜式將氣體與油隔開）或者用彈簧或重物使密封油箱液面上增加一定的壓力，以提高泵的吸油口壓力，防止泵產(chǎn)生吸空現(xiàn)象。 本系統(tǒng)中，由于油箱要作液壓元件的安裝臺，故選用開式油箱中的分離式。 油箱容積的大小，要考慮液壓系統(tǒng)工作時應 保一定的油液量，而液壓系統(tǒng)不工作時，系統(tǒng)中的油箱主部油流回油箱中，應不超過油箱高度的 50%，并且能散發(fā)出一定的熱量，使油溫不超過允許值。 （ 1）上油箱的選擇 上油箱是在壓力機快速下行時充液，因此其所需的容積最大為當活塞桿完全伸出時所供的油液體積，雖然是由兩個油路同時供液，但由于由泵所提供的量比較少，可忽略不計。所以所需的油箱體積為 V= A1L= 500mm= L—— 為活塞桿的導程 A1同前 （ 2）下油箱的選擇 液壓箱的容積最小應為泵的流量的一倍或更大些，一般為 57 倍，這 比采用熱變換的實際效果更好。 泵的排量為 QB=nqB=1500r/min 10ml/r247。 1000=15L 查機械設計手冊得油箱的計算公式為 V=（ 5～ 7） QB= L15)7~5( ? =75～ 100L 此系統(tǒng)取 V=100L 由于壓力機為非長時間使用機器。對于泵站電動機的冷卻直接采用空冷 。 (3)油箱的設計 畢業(yè)論文 18 由于前面計算出下油箱的容積為 100L，因此長、寬、高取為 800mm 400mm 400mm。上油箱容積為 ,形狀為圓柱形，下面接一倒立圓臺形圓柱直徑取為 200mm，高度為200mm，下面凸臺直徑為 133mm，高度為 40mm。 管路內徑的選擇 管道是連接液壓元件，輸出液壓油的裝置，管系元件選擇得當與否，對液壓系統(tǒng)工作可靠性，安裝合理性，維修方便都有影響。 油管和管接頭可選用標準件，其選擇原則是應使管中流速不要太高（使之為層流）盡量使整個系統(tǒng)中的油管縮短，以便減小壓力損失提高系統(tǒng)效率，管材的選擇應根據(jù)壓力的高低，與泵閥等元件直接連接的管接頭，其管徑可根據(jù)所選泵閥來決定，選擇管道時，應盡可能使油流的能量損失小些，為此應有足夠的通油面積光滑的管壁最短的長度，及可能避免彎半徑過 小，和截面密度。 （ 1）油管的選用和計算 常用的油箱有鋼管銅管，尼龍管，塑料管，橡膠軟管等多種它們應根據(jù)元件的安裝位置，使用環(huán)境和工作壓力進行選擇。 鋼管能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐和剛性都較好，但裝配中不能任意彎曲，常用于裝配方便的壓力管道處，中高壓系統(tǒng)用無縫鋼管，低壓系統(tǒng)中用焊接鋼管。 尼龍管是一種新型的乳白色透明管，受壓能力因材料而異，自 25*105 — 80*105Pa不等。目前大都在低壓管路中使用。尼龍管加熱后便于彎曲成行，擴口冷卻后又可固定成形有著廣泛用途。 橡 膠管適用于兩個相對運動件之間的連接，分高壓和低壓兩種。高壓橡膠軟管由夾有幾幾層鋼絲編織的耐油橡膠制成，鋼絲層好越多耐壓越高。 本系統(tǒng)中，主機到油箱之間的管道選用鋼管（無縫鋼管）吸油管和回油管選用鋼管，泵輸出管道選用高壓橡膠軟管，目的是為了避負在液壓元件中存過多的管道彎曲和管接頭。 （ 2）油管尺寸的計算 正確選用管的規(guī)格尺寸，對確保高效率的傳動具有重要的意義，壓力管路中流速應控制在 ，發(fā)熱量也會下降。 查機械設計手冊得管路內徑的計算 公式為 d≥ 1130VQ V≤ 1～ 2m/s。吸油管 V≤ 3～ 6m/s。壓油管，壓力高時取大值 畢業(yè)論文 19 V≤ ～ 。回油路 Q—— 通過該油路的液體流量，單位為 L/s 回油路和壓油路的油液來自泵的供液所以 Q=15 103247。 60= 104 所以其直徑為 吸油管為： d≥ 1130 sm smm/1 / 4?? = 壓油路為： d≥ 1130 sm smm/5 / 4?? = 壓油路為： d≥ 1130 sm smm/2 / 4?? = 根據(jù)《