【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 出口并聯(lián)一個(gè)壓力表及其開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)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。 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。本系統(tǒng)采用蓄能器以實(shí)現(xiàn)降噪泄壓，其回路如圖 25 所示?；芈肥状喂ぷ鲿r(shí)，利用液控單向閥保壓，泄壓時(shí)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(shì)能大部分被蓄能器吸收，以降低泄壓時(shí)產(chǎn)生的巨大噪聲，液壓缸下行時(shí)電磁鐵通電切換至下位，液壓源向無桿腔充液時(shí)同時(shí)蓄能器向液壓缸釋放回收的液壓能，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能作用。 圖 25 綜上，將各回路合并整理，檢查以后繪制的液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖如圖 26所示 。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(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。 （ 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。當(dāng)轉(zhuǎn)化成慢速加壓壓制時(shí)，泵的流量減小，最后流量為 0。 （ 3）當(dāng)液壓缸反向回程時(shí)，泵的流量恢復(fù)為全流量供油。液壓缸的運(yùn)動(dòng)方向采用三位四通 M型電磁換向閥和二位二通電磁換向閥控制。停機(jī)時(shí)三位四通換向閥處于中位，使液壓泵卸荷。 （ 4）為了防止壓力頭在工作過程中因自重而出現(xiàn)自動(dòng)下降的現(xiàn)象，在液壓缸有桿腔回路上設(shè)置一個(gè)單向閥。 （ 5）為了實(shí)現(xiàn)快速空程下行和慢速加壓，此液壓機(jī)液壓系統(tǒng)采用差動(dòng)連接的調(diào)速回路。 （ 6）為了使液壓缸下降過程中壓力頭由于自重使下降速度越來越快，在三位四通換向閥處于左位時(shí)，回油路口應(yīng)設(shè)置一個(gè)順序閥作背壓閥使回油路有壓力而不至于使速度失控。 （ 7）為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在液壓缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)方向上安裝了三個(gè)接近開關(guān)，使液壓系統(tǒng)能夠自動(dòng)切換工作狀態(tài)。 （ 8） 為了使系統(tǒng)工作時(shí)壓力恒定，在泵的出口設(shè)置一個(gè)溢流閥，來調(diào)定系統(tǒng)壓力。 綜上分析可得小型液壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理如圖 27所示。 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。 液壓系統(tǒng)的工作原理 快速下行 進(jìn)油路 : 油箱 3?過濾器 8?泵 1?單向閥 4? 三位四通電磁換向閥 5右側(cè)?調(diào)速閥 9?液壓缸 7 上 回油路： 液壓缸 7下 ?二位二通電磁換向閥 10右 ? 液壓缸 7上 慢速加壓 進(jìn)油路：油箱 3?過濾器 8?泵 1?單向閥 4? 三位四通電磁換向閥 5右側(cè)?調(diào)速閥 9?液壓缸 7 上 回油路： 液壓缸 7下 ?二位二通電磁換向閥 10右 ? 順序閥 6? 三位四通電磁換向閥 5 右側(cè) 保壓 油箱 3?過濾器 8?泵 1?單向閥 4?三位四通電磁換向閥 5中位 ? 油箱 3 快速回程 進(jìn)油路：油箱 3?過濾器 8?泵 1?單向閥 4? 三位四通電磁換向閥 5左側(cè)?單向閥 6?二位二通電磁換向閥 10 左側(cè) ?缸 7 下 回油路： 液壓缸 7上 ?調(diào)速閥 9?三位四通電磁換向閥 5左側(cè) ? 油箱 3 第 三 章 液壓缸主要參數(shù)的確定 液壓缸主要尺寸的確定 工作壓力 P 的確定 工作壓力 P可根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器的類型，來初步確定由手冊(cè)查表取液壓缸蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 13 工作壓力為 25MPa。將液壓缸的無桿腔作為主工作腔，考慮到杠下行時(shí)，滑塊自重采用液壓方式平衡，則可計(jì)算液壓缸的機(jī)械效率 ?cm? 。 確定液壓泵的最大工作壓力pP PSPPp ??? 1 上式中 pP —— 液壓泵最大工作壓力； 1P —— 執(zhí)行元件最大工作壓力。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? =。 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。 則無桿腔實(shí)際有效面積： 1A = 24D? =15386 2mm 有桿腔實(shí)際有效面積： 2A = ? ?224 dD ?? =7846 2mm 計(jì)算在各工作階段液壓缸所需的流量 快進(jìn)： Q= 11VA =工進(jìn)： 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(jì)算見表 31。 表 31 液壓缸工作循環(huán)各階段的壓力、流量 工作階段 負(fù)載 /F 工作腔壓力 Mpa 輸入流量 L/min 快進(jìn) 啟動(dòng) 5495 — 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 14 加速 13049 — 快進(jìn) 2747 續(xù)表 31 工作階段 負(fù)載 /F 工作腔壓力 /Mpa 輸入流量 L/min 工進(jìn) 310439 1 保壓 310439 — 快退 啟動(dòng) 5495 — 加速 13049 — 恒速 2747 按以上數(shù)據(jù)可繪制液壓缸的工況圖如下圖。 圖 31 工況圖 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 15 第 四 章 液壓元件的選擇 液壓泵的選擇 由液壓缸的工況圖，可以看出液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在加壓壓制階段時(shí)P＝ ，此時(shí)液壓缸的輸入流量極小，且進(jìn)油路元件較少故泵到液壓缸的 進(jìn) 油 壓力 損失 估 計(jì)取 為 P? = 。 所 以 泵 的最 高 工作 壓 力 pP=+= 。 液壓泵的最大供油量 pq 按液壓缸最大輸入流量（ ）計(jì)算，取泄漏系數(shù) K=,則 pq =76L/min。 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用 63YCY14— 1B 壓力補(bǔ)償變量型軸向柱塞泵，其額定壓力 P=32MPa，排量為 V=63mL/r,當(dāng)轉(zhuǎn)速為 1500r/min。 由于液壓缸在工進(jìn)時(shí)輸入功率最大，這時(shí)液壓缸的工作壓力為 ，流量為 ,取泵的總效率 ? =，則液壓泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)所要的功率 ?qPP ?? =502W， 根據(jù)此數(shù)據(jù)按 JB/，選取 Y27114 型電動(dòng)機(jī)，其額定功率P=550W ，額定轉(zhuǎn)速 n=1500r/min,按所選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，液壓泵最大理論流量 ?tq nV=120L/min ，大于計(jì)算所需的流量 108L/min，滿足使用要求。 閥類元件及輔助元件 閥類元件 根據(jù)閥類元件及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實(shí)際流量可選出這些液壓元件的型號(hào)及規(guī)格，結(jié)果見表 41。 蚌埠學(xué)院 液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 16 表 41 液壓元件的型號(hào)及規(guī)格 序 號(hào) 元件名稱 額定壓力 /Pa 排量 mL/r 型號(hào)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(jìn)行計(jì)算。 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。 ??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) 17 表 42 油管中的允許流速 油液流經(jīng)油管 吸油管 高壓管 回油管 短管及局部收縮處 允許流速 ～ ～ 5 ～ 5～ 7 表 43 安全系數(shù) 管內(nèi)最高工作壓力 /MPa 7～ 安全系數(shù) 8 6 4 (1)對(duì)高壓油管取內(nèi)徑 d=22mm，則： smv 2 ???? 符合油管中的允許流速。 管材為 45 鋼，其壁厚為 : ? ???? 取壁厚 ? =10mm。 (2)對(duì)吸油管取內(nèi)徑 d=50mm，則： smv 2 ???? 符合油管中的允許流速。 管材為 45 鋼，其管內(nèi)壓力幾乎為零，取其壁厚 ? =5mm。 （ 3）對(duì)回油管取內(nèi)徑 d=30mm，則： smv 00 115 2 ????