【文章內(nèi)容簡介】 55MP 2 泵流量的確定 式 27 K 為泄露系數(shù)一般取 K 11～ 13 為液壓最大總流量使用節(jié)流調(diào)速回路應(yīng)該加上溢流閥的最小溢流量一般取 05 泵的確定 選擇液壓泵時參考液壓元件手冊根據(jù)液壓泵的最大工作壓力 Pp 選擇液壓泵的類型根據(jù)液壓泵的流量選擇液壓泵的規(guī)格選擇液壓泵的額定壓力時應(yīng)該 考慮到動態(tài)過程和制造質(zhì)量等因素要是液壓泵有一定的壓力儲備一般泵的額定工作壓力應(yīng)該比最大工作壓力高 2060 泵的額定流量應(yīng)該與系統(tǒng)所需的最大流量相適應(yīng) 選擇泵的轉(zhuǎn)數(shù)為 960rmin 則泵的排量 根據(jù)以上的數(shù)據(jù)選擇的泵的型號如表 26 所示 表 26 液壓泵參數(shù) 型號 排量 額定壓力 驅(qū)動功率 重量 轉(zhuǎn)數(shù) 軸徑 軸伸出長度 25mLr 63MP 4KW 16kg 960rmin 20 45 加載液壓泵選擇和主回路的泵相同 的選擇 由上一節(jié)計(jì)算可知一個泵的額定壓力為 63MP 根據(jù)表 17 取葉片泵的總效率為 60 選擇電動機(jī)的時候按照平均功率選擇 表 27 液壓泵的總效率 液壓泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 06～ 07 065～ 080 06～ 075 080～ 085 泵的驅(qū)動總功率為 因此選擇 4KW 的電動機(jī)比較合適根據(jù) JBT96161999 選取電動機(jī)的型號為 Y132M16 其軸徑為 38mm 軸伸出長度為 80mm 的選擇 選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量 選擇壓力控制閥的時候應(yīng)考慮壓力閥的調(diào)節(jié)范圍流量變化范圍所需要的壓力靈敏度和平穩(wěn)性 選擇流量控制閥應(yīng)該考慮流量的調(diào)節(jié)范圍力量 壓力特性最小穩(wěn)定流量壓力補(bǔ)償要求和閥進(jìn)出口壓差及閥內(nèi)泄漏量的大小等 選擇方向閥時應(yīng)該考慮發(fā)想法的換向頻率響應(yīng)時間操縱方式滑閥機(jī)能閥口壓力損失及閥內(nèi)泄漏量大小等并且通過各類閥的實(shí)際流量最多不應(yīng)該超過其額定值的 20 根據(jù)以上原則本系統(tǒng)的工作壓力是 63MP 選 擇液壓閥的型號見表 28 表 28 液壓 閥型號 序號 名 稱 數(shù)量 選用型號 1 三位四通電磁換向閥 2 4WE6E61BCG24N9Z4 2 先導(dǎo)式電磁溢流閥 1 DBWA25050G246A 3 先導(dǎo)式比例溢流閥 1 EDG01B151 4 二位二通電磁換向閥 1 22E10B 5 調(diào)速閥 1 SE2315 RG24 6 比例節(jié)流閥 3 FES25CA3XK4G1 25 液壓輔件的計(jì)算與選擇 寸的確定 管道 尺寸取決于需要通過的最大流量和管中允許的流速管內(nèi)油液的推薦流速對于液壓泵吸油管道一般取 1ms 以下系統(tǒng)壓力管道一般取 3～ 6ms 式 28 式中 d管道內(nèi)徑 q通過管油液的流量 V管內(nèi)油液的流速按推薦流速選取如表 29 表 29 允許流速推薦值 管 道 推薦流速 ms 液壓泵吸油管道 05～ 15 一般取 1 以下 液壓系統(tǒng)壓油管道 3～ 6 壓力高管道短黏度小取大值 液壓系統(tǒng)回油管道 15～ 26 根據(jù)表 19和式 18可以確定主要管路內(nèi)徑計(jì)算結(jié)果列于表 210 表 210 主要油管內(nèi)徑 管道名稱 允許流速 ms 管道內(nèi)徑 m 實(shí)際取值 m 泵吸油管道 08 002 002 壓油管道 5 0008 001 回油管道 2 001 001 量的確定 初始設(shè)計(jì)時先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量待系統(tǒng)確定后再按散熱的要求進(jìn)行 校核 其 油 箱 容 量 的 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 為 式 29 式中 液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 a 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 見表 211 表 211 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) a 系統(tǒng)類型 行走機(jī)械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓機(jī)械 冶金機(jī)械 a 1～ 2 2～ 4 5～ 7 6～ 12 10 已知泵的總流量為這樣液壓泵每分鐘排除壓力由的體積為 00195 取 a 5 得到有效容積 V 00975 液壓介質(zhì)的選取 1 工按液壓系統(tǒng)和油泵工作壓力選用液壓油壓力 8MPa用 LHHLHL葉片泵則用 LHM 壓力 816MPa 用 LHLLHMLHV 壓力 16MPa 用 LHM LHV 液壓油液壓系統(tǒng)的工作壓力一般以其主油泵額定或最大壓力為標(biāo)志 度 1090℃用 LHHLHLLHM 液壓油低于 10℃用 LHVLHS 工作溫度 90℃選用優(yōu)質(zhì)的 LHMLHVLHS 環(huán)境溫度和操作溫度一般關(guān)系為液壓設(shè)備在車間廠房正常工作溫度比環(huán)境溫度高 15－ 25℃液壓設(shè)備在溫帶室外高 25－ 38℃在熱帶室外日照下高 40－ 50℃ 工作環(huán)境 卡套式管接頭具有結(jié)構(gòu)簡單使用方便和不用焊接等優(yōu)點(diǎn)卡套式管接頭的預(yù)裝是最重要的環(huán)節(jié)直接影響到密封的可靠性 AHC7SD 1 壓力傳感器 S 型稱重傳感器 CPR24 普量電子 PT500 5 26 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 驗(yàn)算回路中的壓力損失 1 沿程壓力損失 沿程壓力損失主要是經(jīng)過油管時候的沿程壓力損失管長約是 5 米內(nèi)徑10cm 流量為選用液壓油的黏度 50 油的密度為油液在管道中實(shí)際的流速為 v 式 210 式 211 油在油管中是層流流動狀態(tài)則沿程壓力損失 2 局部壓力損失 局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失以及通過各個控制閥的局部壓力損失因?yàn)橥ㄟ^管路局部壓力損失相對來說小的多故主要計(jì)算通過控制閥的局部壓力損失 通過各個閥的壓力損失之和為 08MPa 由以上計(jì)算可以得出系統(tǒng)的壓力損失 MPa 綜合以上計(jì)算結(jié)果兩個泵的實(shí)際出口壓力 距泵的額定壓力還有一定的裕度故所選的泵是適合的 統(tǒng)發(fā)熱升溫計(jì)算 1 計(jì)算發(fā)熱功率 式 212 對于本試驗(yàn)臺來說是雙泵的平均輸入功率 式 213 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以得出泵的流量 出口壓力為 P 5MPa 可以計(jì)算出泵的平均輸入 功率 25KW 液壓缸的輸出功率 Pc FV 088KW 總發(fā)熱功率 25088 162KW 2 計(jì)算散熱功率 前邊初步估計(jì)油箱的有效容積為 00975 按求得油箱的各邊之積為 式214 取 abh 分別取 05m 根據(jù)公式 式 215 得出 A1 0775 ㎡ 計(jì)算熱功率為 式 216 Kt油箱散熱系數(shù)查表 113 可以取 K 16 油溫與環(huán)境溫度之差取 35℃ 表 213 油箱散熱系數(shù) K 值 散熱條件 通風(fēng)條件較差 通風(fēng)條件良好 用風(fēng)扇冷卻 循 環(huán) 水強(qiáng) 制冷 卻 散熱系數(shù) 8～ 9 15～ 17 23 110～ 175 W 043KW 由此可見油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)散熱要求所以需要另設(shè)冷卻器 3 冷卻器所需冷卻面積的計(jì)算 冷卻面積為 式 217 式中 K傳熱系數(shù)用冷卻管時 K 116W ㎡℃ 平均溫升 取油進(jìn)入冷卻器的溫度為 T1 60℃流出冷卻器的溫度為 T250℃冷卻水入口溫度 t1 25℃冷卻水出口溫度 t2 30℃則℃ 所需冷卻器的面積為 A 037 ㎡ 考慮到冷卻器長期使用時設(shè)備腐蝕和油垢水垢對傳熱的影響冷卻面積應(yīng)該比計(jì)算值大 30 實(shí)際選用的冷卻器面積 A 048 ㎡ 選擇散熱器的型號為 2LQFLA05L 27 液壓裝置整體設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)總體布局 液壓系統(tǒng)總體布局有集中式分散式 集中式結(jié)構(gòu)是將整個設(shè)備液壓系統(tǒng)的油源控制閥部分獨(dú)立設(shè)置于主機(jī)之外或者安裝在地下組成液壓站 分散式結(jié)構(gòu)是把液壓系統(tǒng)中的液壓泵控制調(diào)節(jié)裝置分別安裝在設(shè)備上適當(dāng)?shù)牟糠? 在本實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)中采用分散式的將各個液壓控制閥至于試驗(yàn)臺的背面油源至于液壓試驗(yàn)臺的下方 液壓閥的配置 板式配置板式配置是把板式液壓元件用螺釘固定在平板上板上鉆有于閥口相對應(yīng)的孔通過管接頭連接油管而各閥按系統(tǒng)圖接通這種配置可以根據(jù)需要靈活改變回路形式液壓試驗(yàn)臺等普遍采用這種配置本實(shí)驗(yàn)臺需要將各個閥體置于平板上供學(xué)生觀看讓學(xué)生能更清楚的看懂系統(tǒng)原理圖故選擇板式配置布置示意圖如圖 23 所示 圖 23 試驗(yàn)臺整體布置示意圖 的設(shè)計(jì) 集成塊聯(lián)接與板式聯(lián)接相比具有以下優(yōu)點(diǎn) 可以采用現(xiàn)有的板式標(biāo)準(zhǔn)件很方便的組成各種功能的單元集成回路且回路的更換很方便只需更換或增減單元賄賂就能實(shí)現(xiàn)因而有較大的靈活性 由于是在小塊體上加工各種孔道故制作簡單工藝孔大為減少便于檢查和及時發(fā)現(xiàn)故障如果加工過程中出了問題僅報(bào)廢其中一小塊通道體而不至于整個系統(tǒng)報(bào)廢 系統(tǒng)中的管道和管接頭可以減少到最少程度使系統(tǒng)的泄漏大為減少提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且結(jié)構(gòu)緊湊占地面積少轉(zhuǎn)培與維修方便 由于裝在通道和管接體側(cè)面的各液壓元件間據(jù) i 很近油道 孔短而且油道孔徑選擇大一些而系統(tǒng)管路壓力損失小系統(tǒng)發(fā)熱量也少 有利于實(shí)現(xiàn)液壓裝置的標(biāo)準(zhǔn)化通用化系列化能成批生產(chǎn)由于組成裝置的標(biāo)準(zhǔn)化靈活性大故設(shè)計(jì)和制造周期大為縮短生產(chǎn)成本降低為在機(jī)床上廣泛應(yīng)用液壓技術(shù)提供了方便 為了縮短設(shè)計(jì)和制造周期應(yīng)該盡可能采用通用化原則化標(biāo)準(zhǔn)化的集成塊組本次設(shè)計(jì)采用了集成塊的方式從集成塊的原理圖中可以看出集成塊由板式元件和通道體組成元件可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求任意選擇集成塊工作壓力 63MP35MP之間 3 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 總體方案設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)臺要求 PLC 對兩個液壓 缸進(jìn)行行程控制這里選用行程開關(guān)作為PLC的信號輸入要求 PLC分別對兩個電磁換向閥四個比例節(jié)流閥一個比例溢流閥一個電磁溢流閥的卸荷和一個二位二通電磁換向閥進(jìn)行電壓信號控制 控制方面采用自動控制程序通過實(shí)驗(yàn)動作設(shè)定相關(guān)的程序通過傳感器測試各個點(diǎn)的具體壓力值通過行程開關(guān)來控制兩個液壓缸的前進(jìn)和后退在觸摸屏上設(shè)定相關(guān)的按鈕來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的選擇和泵的卸荷等同時和設(shè)置硬按鈕來實(shí)行備份控制電控系統(tǒng)方框圖如圖 31 所示 圖 31 電控系統(tǒng)方框圖 在輸入量中有 7個為模擬量它們首先輸入模擬量輸入模塊通過 PLC顯示在觸摸屏上供學(xué)生觀 察記錄輸出量中有 5個模擬量它們是控制 3個比例節(jié)流閥和一個調(diào)速閥的開度一個溢流閥的溢流壓力所以要添加 PLC模擬量輸入模塊和 PLC模擬量輸出模塊在硬件設(shè)計(jì)中選取 PLC 控制各個電磁閥和液壓缸的換向通過觸摸屏來控制 PLC 的動作 設(shè)計(jì)液壓試驗(yàn)臺程序應(yīng)該分別對 4 個試驗(yàn)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)然后在設(shè)計(jì)總程序在每個實(shí)驗(yàn)當(dāng)中都包含了自動加載程序因?yàn)槊總€實(shí)驗(yàn)每個開度下要進(jìn)行 8 次加載所以還應(yīng)該設(shè)計(jì)出加載子程序