【文章內(nèi)容簡介】 回油路：下缸 15 上腔→電液換向閥 16（此時切換在左位）→油箱。 電磁鐵 3Y 處于失去電力的狀態(tài)，而電磁鐵 4Y 得電，電液換向閥 16 切換到右位。這個過程中活塞下行，頂出缸實(shí)現(xiàn)退回。 如下表 2 所示為 63T 四柱式液壓機(jī)的電磁鐵得失電力順序表，表中標(biāo)準(zhǔn)有“ +”則表示得電狀態(tài)，未標(biāo)明則表示失電狀態(tài)。 動作順序 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 快速下行 + + 慢速增壓 保壓 泄壓回程 + 停止 63T 四柱式油壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 頂出 + 退回 + 對于該液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理解： 該液壓機(jī)液壓系統(tǒng)工作時需要較高的輸出力，故而采用高壓大流量自動補(bǔ)償變量泵，給系統(tǒng)輸送較大的輸 出力，在快速充液的過程中，液壓缸中的流量不能全部由液壓泵供給，因?yàn)槿羰且獫M足這一點(diǎn)的話則需要更大規(guī)格的泵，意味著造價更高，在考慮到經(jīng)濟(jì)適用方面的因素，而且在系統(tǒng)各工況工作時為防止功率損失大，設(shè)置一個高位油箱彌補(bǔ)液壓泵供油不足的缺陷，這樣既符合市場工藝的要求，同時也使得系統(tǒng)在功率利用方面更為高效，節(jié)省能量。 在保壓階段的設(shè)計(jì)上，通過單向閥自封性能良好的特點(diǎn)，配合液壓管路的彈性來實(shí)現(xiàn)保壓，在結(jié)構(gòu)上這個方案既簡單又適用，但需要注意的是此方案對液壓缸的密封性要求較高。液壓沖擊現(xiàn)象是液壓系統(tǒng)中動作轉(zhuǎn)換常常遇到 的一個問題，為了減小系統(tǒng)換向時造成的液壓沖擊，該液壓機(jī)液壓系統(tǒng)在工進(jìn)結(jié)束后，液壓缸快速退回前對液壓缸高壓腔的高壓油進(jìn)行釋放，再讓主油路換向。這個釋壓的思路實(shí)際上是有順序閥配合帶有卸荷小閥芯的液控單向閥組成一個簡單卸荷回路。此外，系統(tǒng)中主缸和頂出缸的協(xié)調(diào)性由兩個電液換向閥調(diào)整至中位來保證的。 第四章 液壓缸負(fù)載分析 主液壓缸 液壓機(jī)啟動時，主缸上腔充油主缸快速下行，慣性負(fù)載隨之產(chǎn)生。此外，還存在靜摩擦力、動摩擦力負(fù)載。根據(jù)液壓機(jī)整體結(jié)構(gòu)可知，滑塊不是正壓在導(dǎo)柱上，所以不會產(chǎn)生壓力，因而與工作負(fù) 載相比較聞言，滑塊下行所產(chǎn)生的摩擦負(fù)載時十分之小的，計(jì)算最大負(fù)載時是完全可以忽略不計(jì)的，但在要求計(jì)算的情況下，下面還是加上了。液壓機(jī)的最大負(fù)載為共進(jìn)時候的工作負(fù)載。通過各工況的負(fù)載分析，液壓機(jī)主缸的外負(fù)載近等于慣性負(fù)載、工作負(fù)載、摩擦阻力負(fù)載三者的總和，即： 63T 四柱式油壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 FaFfFwF ??? 式子中： F—— 液壓缸所受外負(fù)載； Fw—— 工作負(fù)載； Ff—— 摩擦阻力負(fù)載，啟動時為靜摩擦阻力負(fù)載，啟動后為動摩擦力負(fù)載； Fa—— 運(yùn)動執(zhí)行部件在速度變化時產(chǎn)生的 慣性負(fù)載。 （ 1） 慣性負(fù)載 Fa 計(jì)算 計(jì)算公式： tvgGFa ???? 式子中： G—— 運(yùn)動部件重量； g—— 重力加速度 ； v? —— t? 時間內(nèi)的速度變化量； t? —— 速度變化的時間，一般情況 下取 t? =~。 根據(jù)所翻閱資料，初步估算滑塊重量為 5880N。有液壓機(jī)所給設(shè)計(jì)參數(shù)可及：v? =，取 t? =，代入公式中。 即： Ns smsm NFa /??? （ 2） 摩擦負(fù)載 Ff 計(jì)算 滑塊啟動時產(chǎn)生靜摩擦負(fù)載，啟動過后產(chǎn)生動摩擦負(fù)載。所有作用在主缸上的負(fù)載中，工作負(fù)載遠(yuǎn)大于其他形式的負(fù)載。取靜摩擦因數(shù) us =，動摩擦因數(shù)ud =。 計(jì)算公式： GudF fdGusF fs ???? , 將參數(shù)分別代入上 式。 63T 四柱式油壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 即： NNF fd NNF fs ??? ??? （ 3） 工作負(fù)載 Fw 計(jì)算 由給定的液壓機(jī)公稱壓力為 63T，則工作負(fù)載 Fw =617400N。 主缸在工作循環(huán)各階段的外負(fù)載以及推力表 如表 3，式子中機(jī)械效率 my =~，此處 my = 工況 外負(fù)載 F (N) 推力myF/ （ N） 啟動階段 4704??? FfsGF 加速階段 5 4 1 2???? F fdGFaF 快進(jìn)階段 5292??? FfdGF 工進(jìn)階段 6 1 2 1 0 8???? GF fdFwF 644324 回程階段 6 58 8???? FaF fdGF 表 3 頂出缸負(fù)載分析 液壓機(jī)中液壓系統(tǒng)先由主缸完成動作，緊接著頂出缸頂出，這時候頂出缸的下腔在進(jìn)油，受到推動，活塞上行，繼而在頂出缸中產(chǎn)生摩 擦力負(fù)載、慣性負(fù)載等負(fù)載。事實(shí)上，頂出缸的頂出壓力與主缸的工作壓力相比較之下是十分小的，而且主缸的滑塊重量都不要比頂出缸大很多，可以知道慣性負(fù)載將會很小，在此可以忽略慣性負(fù)載不計(jì)；在計(jì)算主缸中的摩擦負(fù)載時可看出來，摩擦負(fù)載時遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工況壓力的，那么同理可知在頂出缸中，摩擦負(fù)載要遠(yuǎn)小于頂出力，故而摩63T 四柱式油壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 擦負(fù)載在此處也可不計(jì)；給定頂出缸頂出壓力 20T，則頂出時，工作負(fù)載 NNFw ??? 根據(jù)公式 FaFfFwF ??? 可知頂出缸的最大負(fù)載： NFwF 196000?? 式子中： Fw —— 工作負(fù)載； 頂出缸在各工作循環(huán)階段以及推力表 如表 4，式子中機(jī)械效率 my =~，此處 my = 工況 外負(fù)載 F (N) 推力myF/ （ N） 啟動階段 FaFfsF ?? 忽略不計(jì) 頂出階段 FwFfdF ?? 206315 返回階段 FfdF? 忽略不計(jì) 表 4 第五章 確定液壓缸的參數(shù) 已知系統(tǒng)給定工作壓力 25MPa，負(fù)載分析依據(jù)表 3 可知，翻閱資料可得表 5，從中可確定在計(jì)算過程的一些參數(shù)選取以及活塞桿直徑 d 與液壓缸缸筒內(nèi)徑 D的關(guān)系。 往返速度 2 63T 四柱式油壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 比 λ 活塞桿直徑 d 表 6 說明：一般 λ 小于或等于 較為合適；液壓缸差動連接并要求往返速度相同時，應(yīng)該選取 2/12 AA ? ，即 d=D/ 2 約等于 。 根據(jù)表 1 可知， ?? （此處取 ，則 d=），對于 25MPa 的液壓系統(tǒng)而言，該液壓 系統(tǒng)屬于高壓系統(tǒng)，所以這里初算時忽略背壓力。 261 612108 cmPaNPyFAm ????? 液壓缸直徑 D 得： cmcmAD 1 ???? ?? 根據(jù) d= 可知活塞桿直徑 d 得： cmd ??? 查閱資料可查得液壓缸標(biāo)準(zhǔn)直徑表 GB/T23481993，取 D=200mm， d=110mm； 主液壓缸的有效面積為： 22202222222222144159)1120(4)(44204cmdAcmcmdDAcmDA??????????????????? 頂出缸的尺寸 根據(jù)表 1，表 5 可得往返速度比 λ = ? （此處取 ，則 d=）。 26 1 9 9 2 5 8 cmPaNPyFAm????? 液壓缸直徑 D 得： 63T 四柱式油壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 cmAD ?? ? 根據(jù) d= 可知活塞桿直徑 d 得： cmd ??? 查閱資料可查得液壓缸標(biāo)準(zhǔn)直徑表 GB/T23481993，取 D=100mm， d=63mm； 頂出缸的有效面積為： 2200222422234)36100(4)(444cmdAcmdDAcmDA???????????????? 液壓缸工作時系統(tǒng)流量的計(jì)算 主液壓缸 主液壓缸快速下行的進(jìn)油流量： m i n/ 3111 LVAq ?????? 主液壓缸工進(jìn)時的進(jìn)油流量： m i n/ 3212 LVAq ?????? 主液壓缸回程時的進(jìn)油流量： m i n/ 1 3323 LVAq ?????? 頂出缸 頂出缸頂出時的進(jìn)出流量： m i n/ m i n/ 34453434LVAq LVAq ?????? ?????? 頂出缸回程時的進(jìn)出流量： m i n/ m i n/ 35373546LVAq LVAq ?????? ?????? 63T 四柱式油壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 第六章 組成元件的選擇 液壓泵的選擇 液壓泵作為液壓系 統(tǒng)的動力源，選用的液壓泵一定要滿足液壓系統(tǒng)對壓力、流量的需求，同時要考慮到可靠性、壽命、維修性等諸多因素，以便所選的泵能在系統(tǒng)中長期運(yùn)行。系統(tǒng)中是否需要考慮背壓，根據(jù)下表 6 可知。 —— 系統(tǒng)類型 背壓力 /MPa 低壓系統(tǒng) 簡單系統(tǒng)和一般輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) ~ 低壓系統(tǒng) 有回油背壓閥 ~ 低壓系統(tǒng) 回油路設(shè)流量調(diào)節(jié)閥的進(jìn)給系統(tǒng)滿載 低壓系統(tǒng) 設(shè)計(jì)補(bǔ)油泵的閉式回路 ~ 高壓系統(tǒng) —— 初算時可忽略不計(jì) 表 6 液壓泵最大工作壓力 pP ，由 PPPp ???? 1 可得： ?pP 式子中： pP —— 系統(tǒng)給定最高工作壓力 25MPa； ??P —— 系統(tǒng)進(jìn)油路上的總壓力損失，簡 單系統(tǒng)選取 ??P =~，復(fù)雜系統(tǒng)選取 ??P =~，此處 ??P =。 液壓泵的最大流量 pq ， pq 應(yīng)大于執(zhí)行器的最大流量，并考慮到系統(tǒng)