【文章內(nèi)容簡介】 ? ? ? = 回油路總壓力損失 2lP?? ＝ 2lP?? + 2rP?? =+= （ 2）慢速折彎時 從快速退回行程的壓力損失計算可看出，沿程壓力損失與局部壓力損失相比很小。在慢速折彎行程，流量更小，使得沿程壓力損失更小，故可忽略不計，只考慮局部壓力損失。 進油路 ： 已知：流量 Q=542cm2/s=；其余與前相同。 由此可算得： 進油路壓力損失為 1rp P????? = 21Q ( )Q e1eP? + ? e2P 2Q()Qe2 + 3eP? 2Q()Qe3 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 24 + 22pv? = ( ) 100 + ( ) 190 + 261 .1 2 9 0 0 20 .6 7 1 0 ?? ? ? = 2) 回油路 已知：流量 Q=542=238cm2/s=，單向順序閥（正向流），eP? ＝ ,其余從前。 由此可算得： 回油路壓力損失為 : 2P?? = r2P?? = 2e2 ( 2)P eQ Q?? + 22vp? + 2e( )P e? = ()190 + 261 .1 2 9 0 0 20 .3 1 0 ?? ? ? + ()150 = 3) 系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié) 對工作行程（慢速折彎）時系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)如下： 安全閥調(diào)節(jié)壓力為 P max1 gF A J? + 2c P?? + 1P?? 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 25 = + 610 = ? 610 Pa= 單向順序閥調(diào)節(jié)壓力為： P2GA2P?? = 4000= 610 Pa= 系統(tǒng)發(fā)熱及溫升計算 1）發(fā)熱量估算 從整個工作循環(huán)看，功率變化較大，計算平均發(fā)熱量。從速度循環(huán)圖可近 似計算各階段的時間： 快速下降 1t? ≈ 11sv 18023? =； 慢速折彎 啟動時 初壓 2t? = 22sv 1512? = 終壓 3t? = 222sv =2512? = 快速退回 4t? ＝ 3320213s v ? = 循環(huán)周期 T= 1t? + 2t? + 3t? + 4t? =+++ = 從功率循環(huán)圖可求出各階段液壓缸的輸出功率。但應(yīng)扣除液壓缸的機械效率因 素的影響，因功率循環(huán)圖是液壓缸的輸入功率的變化規(guī)律。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 26 快速下降 1oP≈0 慢速 ， 初壓 2oP ≈ g(+0) J 2? = ( +0 ) 2? = 終壓 該段較復(fù)雜，可從速度，負載循環(huán)圖來 求均值： 3oP =Fv =（ 1000000+510000)（ ＋ 0） 22 =3150w= 快速退回 4oP ≈g?J == 從壓力，流量循環(huán)圖求各階段液壓泵輸入流量。 快速下降 ：1bQ k? 1Q=62= 1bP = p + 1P?? =0+= (近似用快退工況壓力損失數(shù)據(jù)） 1EP = 1 1b bbQ P ? =1137 ? =187W 慢速折彎，初壓 2bQ =k 2Q ==2/s 2bP =1(1 .2 2 0 ) 2 P? ??=+= 2EP = 22 bbbQ P ? = 596 ? =456W 終壓 3bQ = ( 3 20)k Q ? 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 27 = ( 0) 2??= 3bP = ( 24 .3 1. 22 ) 12 P? ??? =+= 3EP = 33 2 9 8 1 2 .8 0 .8 5bbbQ P ? ??=4488W 快速退回 ： 4bP = 1p P??? =+= 3bQ =k 3Q == 4EP = 34 1 1 5 3 0 . 9 7 0 . 8 5bbbQ P ? ??=1316W 系統(tǒng)的發(fā)熱量為： H=[( 1EP 1oP ) 1t? +( 2EP 2oP ) 2t? +( 3EP 3oP ) 3t? +( 4EP 4oP ) 4t? ]/T =[()+()+() +()] / = 2）系統(tǒng)熱平衡溫度計算 設(shè)油箱邊長比為 1： 1： 1～ 1： 2： 3 范圍，油箱散熱面積為 A==378= 假定自然通風(fēng)不好，取油箱散熱系數(shù)為 tC = 室內(nèi)環(huán)境溫度為 30 攝氏度，系統(tǒng)熱平衡溫度為 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 28 2t=1t+t ACH =30+ 0 .3 4 7 8 3 .4 0 .0 0 1??=43 滿足2t≤[t]=50,油箱容量合適。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 29 4 升降舞臺 三層 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算 根據(jù)工作要求，確定該系統(tǒng)的工作循環(huán)為工進－工退－原位停止。根據(jù)具體加工要求就計算得出：工作進給時的速度應(yīng)在 20～ 120mm/min(~)范圍內(nèi)作無極調(diào)速，運動部件的最大行程為 3m，其中工作行程為 2m。運動部件的自 重 為 ，啟動換向時間為 t? = t? =。系統(tǒng)豎直放置的垂直導(dǎo)軌的靜摩擦系數(shù) sf=，動摩擦系數(shù)為df=。 分析液壓系統(tǒng)的工況 工進階段： F=wmF? = = 工退階段： F=wmF? = 表 41 液壓系統(tǒng)在各階段的速度和負載 階段 速度 v/(m/s) 負載 F/N 工進 ～ 工退 ～ 根據(jù)計算得出各階段負載值的最大值，并參照同類升降舞臺取液壓缸工作壓力河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 30 為 。 最大負載為工進階段負載 F=，求得 D=4Fp =64 6 5 5 3 .3 2 3 .1 4 0 .7 10 ?? ? ? ?==110mm 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列將所計算的值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，取 D=110mm。 為規(guī)定工進與工退速度相同采用差動連接，則 d=，所以 d=110=77mm 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列將所計算的值圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。 取 d=80mm。 由 D=110mm d=80mm算出液壓缸無桿腔有效工作面積為 1A ＝ ? 2r =? 240 =2 工作進給采用調(diào)速閥調(diào)速，查產(chǎn)品樣本調(diào)速閥的最小穩(wěn)定流量minQ=工進速度 minV =20mm/min ，則 maxminQ Q = =25cm2 2A 1A 能滿足低速穩(wěn)定性要求。 流量和功率 1）計算工作壓力 根據(jù)有關(guān)資料，系統(tǒng)的背壓在 ～ 范圍內(nèi)選取。暫定：工進時背壓bP =。液壓缸在工組循環(huán)各階段的工作壓力 P 按下面的公式計算得出。 工作進給階段： P =1FA+ 21bAPA 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 31 =36 5 5 3 .3 9 4 .9 9 210 ???+ 65 0 .2 4 0 .8 9 4 .9 910 ??? = 工作退回階段 P =1FA+ 12bAPA ＝ 36 5 5 3 .3 5 0 .2 4 210 ???＋ 610 = 2）計算液壓缸的輸入流量 根據(jù)最大工進 工退速度 V=。計算液壓缸各階段所應(yīng)輸入 的流量。 工進階段： Q = 1A 2V == 工退階段： Q = 1A 2V ==3）計算液壓缸的輸入功率 工進階段 P = pQ =1000== 工退階段 P = pQ =1000== 將以上計算得出的壓力 流量和功率值列于表二中 表 42 液壓缸在各工作階段的壓力 流量和功率 階段 工作壓力 P/Ma 輸入流量 Q/(L/min) 輸入功率 P/kw 工作進給 工作退回 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 32 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 豎 直升降 液壓系統(tǒng)原理圖 選擇液壓元件 已知：液壓缸的工作壓力在工作進給階段最大。設(shè)進油路壓力損失P?? =，則液壓泵的最高工作壓力為 pP≥P + P?? =(+)MPa= 在泵的最高工作壓力上，則考慮再加上 25%的壓力儲備，所以泵 的額定壓力應(yīng) 為 P ＝ ＋ 25%＝ 將表 42中的流量值代入公式pQ≥maxk Q??中（其中 k為系統(tǒng)的泄漏修正系數(shù)，一般取為 k =~)分別求工進與工退階段的供油量。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 33 工進時泵的流量為： pQ≥kQ == 工退時泵的流量為： pQ≥kQ == 考慮到節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中溢流閥的性能特點，應(yīng)加上溢流閥穩(wěn)定工作時的最小溢流量。溢流量一般取為 3L/min。 查產(chǎn)品樣本選用排量為 V=6ml/r 的 PB1 型的單聯(lián)葉片泵。則泵的額定流量為： pQ=Vn? =6960= 設(shè)工進時進油路的壓力損失為P?? =，液壓泵的總效率為 p? =，則電動機的功率為： pP=( p + ) ppPQ ??? = ( + ) 1000 60 ?? ?= 查電動機設(shè)計手冊，選用 YB80124 的異步電動機 p= n=1390 r/min 。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 34 液壓泵站 工作原理圖 油箱內(nèi)徑可參照所接元件的接頭尺寸確定，也可以根據(jù)管路的允許流速計算。本系統(tǒng)采用 18mm。 油箱容量定為： Vm?pQ=(5~7)6=30~42L 液壓系統(tǒng)性能驗算 1 系統(tǒng)壓力 損失估算 1）快進時液壓缸差動連接，進油路 壓力 總損失為 vP?? = 1NP?20( 1)nQ Q + 2NP? 20( 2)nQ Q 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 35 +3NP? 20(3)nQ Q = 2(22 )63 + 2( )80 + 2( )63 有桿腔與無桿腔的壓力差： P? = 2P 1P = 2( )63 + 2( )63 + 2( )63 =++ = 2）工進 進油路的總損失為： vP?? = 2( )80 ＋ 2( )80 + 2( )63 = 液壓缸回油腔的壓力 P2 為 2P = 2( )80 ++ 2( )63 = 考慮到壓力繼電器的動作壓力比系統(tǒng)工作壓力髙 ，因此溢流閥的調(diào)定 壓力為 ： yP 1P + 1P?? + ? eP =+ 2( )80 ++ = 3）快退 進油路壓力總損失為： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 36 1vP??= 2(22 )63 + 2( )80 = 回油路總壓力損失為： 2vP??= 2( )80 + 2( )80 + 2( )63 = 則快退階段，液壓泵的工作壓力 Pp 為 pP= 1P + 1vP?? =(+)= 2 溫升驗算 以工進時的消耗功率計算 溫升。 工進時，液壓缸的有效功率為 ： 2e FVP? = 3 1 4 8 4 0 .0 5 3 6 0 1 0 0 0? ?= 發(fā)熱功率 為： PeP PP? ? ? == 油箱散熱面積 A== 溫升 ： PT KA??? = 0 .5 2 9 1 0 0 0 9 2 .5 8? ?= 式中，取散熱系數(shù) 9w (m2K)K ? 。 溫升在允許的范圍內(nèi)，可不設(shè)冷卻裝置。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 37 升降舞臺總體液壓系統(tǒng)原理圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 38 5 液壓系統(tǒng) 的設(shè)計與分析