【文章內(nèi)容簡介】 件。 機器在工作的時候，如果出現(xiàn)機器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時候，輸出的壓力油隨著工作的時間而增大，而無法使液壓油到達液壓缸中，為了保護液壓泵圖 ：液壓系統(tǒng)原理擬定圖 及液壓元件的安全，在泵出油處加一 個直動式溢流閥 1，起安全閥的作用，當(dāng)泵的壓力達到溢流閥的導(dǎo)通壓力時，溢流閥打開，液壓油流回油箱，起到安全保護作用。在液壓系統(tǒng)中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時也可以增加液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性，提高加工零件的精度。 液壓系統(tǒng)圖的總體設(shè)計 主缸運動工作循環(huán) （ 1） 快速下行。按下起動按鈕，電磁鐵 1YA 通電。這時的油路進油路為： 變量泵 1→換向閥 6 右位→節(jié)流閥 8→壓力繼電器 11 和 液壓缸 15 上腔 回油路為： 液壓缸下腔 15→已打開的液控單向閥 7→換向閥 6右位→電磁閥 5→背壓閥 4→油箱 油路分析：變量泵 1的液壓油經(jīng)過換向閥 6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過節(jié)流閥 7 流經(jīng)繼電器 11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸的上腔加壓。液壓缸 15下腔通過液控單向閥 7經(jīng)過換向閥 6的右位流經(jīng)背壓閥，再流到油箱。因為這是背壓閥產(chǎn)生的背壓使接副油箱旁邊的液控單向閥 7 打開，使副油箱 13 的液壓油經(jīng)過副油箱旁邊的液控單向閥 14給液壓缸 15上腔補油。使液壓缸快速下行，另外背壓閥 接在系統(tǒng)回油路上，造成一定的回油 阻力，以改善執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。 （ 2） 保壓時的油路情況： 油路分析：當(dāng)上腔快速下降到一定的時候，壓力繼電器 11 發(fā)出信號，使換向閥 6的電磁鐵 1YA斷電，換向閥回到中位，液壓系統(tǒng)保壓。而液壓泵 1 在中位時，直接通過 圖 ：液壓系統(tǒng)總體設(shè)計圖 背壓閥直接回到油箱。 （ 3） 回程時的油路情況： 液壓缸下腔回油路為： 變量泵 1→換向閥 6 左位→液控單向閥 7→液壓油箱 15的下腔 液壓缸上腔回油路為： 液壓腔的上腔→液控單向閥 14→副油箱 13 液壓腔的上腔→節(jié)流閥 8→換向閥 6左位→電磁閥 5→背壓閥 4→油箱 油路分析： 當(dāng)保壓到一定時候，時間繼電器 發(fā)出信號，使換向閥 6 的電磁鐵 2YA通電，換向閥接到左位，變量泵 1 的液壓油通過換向閥旁邊的液控單向閥流到液壓缸的下腔，而同時液壓缸上腔的液壓油通過節(jié)流閥 9（電磁鐵 6YA 接通），上腔油通過換向閥10接到油箱，實現(xiàn)釋壓，另外一部分油通過主油路的節(jié)流閥流到換向閥 6，再通過電磁閥 19，背壓閥 11流回油箱。實現(xiàn)釋壓。 頂出缸運動工作循環(huán) （ 1） 向上頂出 當(dāng)電磁鐵 4YA 通電， 5YA 失電，三位四通換向閥 6 處于中位時，此時頂出缸的進油路為： 液壓泵→換向閥 19 左位→單向節(jié)流閥 18→下液壓缸下腔 頂出缸的回油 路為： 下液壓缸上腔→換向閥 19左位→油箱 （ 2）停留 當(dāng)下滑塊上移動到其活塞碰到頂蓋時，便可停留在這個位置上。 （ 3）向下退回 當(dāng)停留結(jié)束時，即操作員取下工件時，啟動開關(guān)，使電磁閥 3YA通電（ 4YA 斷電），閥 19 換為右位。壓力油進入頂出缸上腔，其下腔回油，下滑塊下移。進油路： 液壓泵→換向閥 19 右位→單向節(jié)流閥 17→下液壓缸上腔 回油路： 下液壓缸下腔換向→閥 19右位→油箱 (4) 原位停止 當(dāng)下滑塊退到原位時，是在電磁鐵 3YA， 4YA 都斷電，換向閥 19處于中位時得到的。 第三章 液壓系統(tǒng)的計算和元件選型 3． 1 確定液壓缸主要參數(shù) 按液壓機床類型初選液壓缸的工作壓力為 25Mpa,根據(jù)快進和快退速度要求，采用單桿活塞液壓缸。快進時采用差動連接，并通過充液補油法來實現(xiàn)，這種情況下液壓缸無桿腔工作面積 1A 應(yīng)為有桿腔工作面積 2A 的 6 倍，即活塞桿直徑 d 與缸筒直徑 D 滿足56dD? 的關(guān)系。 快進時，液壓缸回油路上必須具有背壓 2p ,防止上壓板由于自重而自動下滑，根據(jù)《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》表 22 中，可取 2p =1Mpa，快進時，液壓缸是做差動連接，但由于油管中有壓降 p? 存在， 有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估計時可取 1p MPa?? ,快退時，回油腔是有背壓的，這時 2p 亦按 2Mpa 來估算。 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定 以單活塞桿液壓缸為例來說明其計算過程。 11 1 2 2 1 1 2()6m AF A P A P A P P? ? ? ? ? 1P —— 液壓缸工作腔的壓力 Pa 2P —— 液壓缸回油腔的壓力 Pa 故： 3 2212 61() 1 5 0 1 0 9 .80 .0 6 6 22() ( 2 5 ) 0 .9 1 06 6mFA m mPP? ??? ? ?? ? ? ? 圖 ：單活塞桿液壓缸計算示意圖 1( 4 ) 0 .2 9 0 4ADm???? 55 0 . 2 9 0 4 0 . 2 6 566d D m? ? ? ? ? 當(dāng)按 GB234880 將這些直徑圓整成進標準值時得： 320D mm? , 280d mm? 由此求得液壓缸面積的實際有效面積為： 22 21 0 . 3 2 0 . 0 8 0 344DAm?? ?? ? ? 2 2 2 2 22 ( ) ( 0 . 3 2 0 . 2 8 ) 0 . 0 1 8 8 444Dd??? ? ? ?? ? ? 液壓缸實際所需流量計算 ① 工作快速空程時所需流量 111cvAVQ ?? cv?? 液壓缸的容積效率，取 ? ? 31 30 .0 8 0 3 0 .3 1 0 6 0 1 5 0 6 ( )m in0 .9 6 1 0 LQ ? ? ???? ② 工作缸壓制時所需流量 3122 30 . 0 8 0 3 0 . 0 1 1 0 6 0 5 0 . 1 8 7 5 ( )m in0 . 9 6 1 0cvAV LQ ? ? ? ?? ? ?? ③ 工作缸回程時所需流量 3232 30 . 0 1 8 8 4 0 . 0 6 1 0 6 0 7 0 . 6 5 ( )m in0 . 9 6 1 0cvAV LQ ? ? ? ?? ? ?? 3． 2 液壓元件的選擇 3． 確定液壓泵規(guī)格和驅(qū)動電機功率 由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機類型，初定上液壓泵的工作壓力取為25MPa ，考慮到進出油路上閥和管道的壓力損失為 1MPa （含回油路上的壓力損失折算到進油腔），則液壓泵的最高工作壓力為 611 ( 2 5 1 ) 1 0 2 6pP P P M P a? ? ? ? ? ? ? 上述計算所得的 pP 是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的 80%左右因此選泵的額定壓力 nP 應(yīng)滿足： / 26 / 31 .25npP P M pa? ? ? 液壓泵的最大流量應(yīng)為： max()pLq K q? ? 式中 pq? 液壓泵的最大流量 max()q ?? 同時動作的各執(zhí)行所需流量之和的最大值，如果這時的溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量 2~3 minL 。 LK? 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取 ~ ? ，現(xiàn)取 ? 。 m a x( ) 1 . 1 ( 7 0 . 6 5 2 . 5 ) 8 0 . 4 6 5 m inpL Lq K q q? ? ? ? ? ? ??? 1．選擇液壓泵的規(guī)格 由于液壓系統(tǒng)的工作壓力高，負載壓力大，功率大。 大流量。所以選軸向柱塞變量泵。柱塞變量泵適用于負載大、功率大的機械設(shè)備（如龍門刨床、拉床、液壓機），柱塞式變量泵有以下的特點： 1） 工作壓力高。因為柱塞與缸孔加工容易，尺寸精度及表面質(zhì)量可以達到很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達到的工作壓力，一般是（ 200~400 ） 510Pa? ，最高可以達到 51000 10 Pa? 。 2） 流量范圍較大。因為只要適當(dāng)加大柱塞直徑或增加柱塞數(shù)目，流量變增大 。 3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易制成各種變量型。 4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強度得到充分利用，壽命長，單位功率重量小。但柱塞式變量泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。材料及加工精度要求高，加工量大，價格昂貴。 根據(jù)以上算得的 pq 和 pP 在查閱相關(guān)手冊《機械設(shè)計手冊》成大先 P20195 得：現(xiàn)選用 63 14 1YCY B? ，排量 63ml/r，額定壓力 32Mpa，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min，驅(qū)動功率，容積效率 92%? ，重量 71kg，容積效率達 92%。 2．與液壓泵匹配的電動機的選定 由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在工作缸壓制階段，這時液壓泵的供油壓力值為 26Mpa，流量為已選定泵的流量值。 p?? 液壓泵的總效率。柱塞泵為 ~ ，取 p?? 。 選用 1000r/min 的電動機 ，則驅(qū)動電機功率為：3 ( 1 8 . 3 5 0 ) 1 8 . 3 7( 6 0 0 . 8 2 )( 1 0 )ppp pPqN K W?? ?? ? ??? 選擇電動機 180 4YM? ，其額定功率為 。 閥類元件及輔助元件的選擇 1. 對液壓閥的基本要求 ： (1). 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。油液流過時壓力損失小。 (2). 密封性能好。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護方便，通用性大 2. 根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件及輔助元件型號和規(guī)格 主 要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過該閥的實際流量，其他還需考慮閥的動作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來選擇標準閥類的規(guī)格： 表 ：小型壓力機液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號規(guī)格 序號 元件名稱 估計通過流量()minL 型號 規(guī)格 1 斜盤式柱塞泵 63SCY14－ 1B 32Mpa，驅(qū)動功率 2 WU 網(wǎng)式濾油器 160 WU160*180 40 通徑，壓力損失? 3 直動式溢流閥 120 DBT1/315G24 10 通徑， 32Mpa，板式聯(lián)接 4 背壓閥 80 YF310B 10 通徑， 21Mpa，板式聯(lián)接 5 二位二通手動電磁閥 80 22EF3E10B 6 三位四通電磁閥 100 34DOB10HT 10 通徑，壓力 7 液控單向閥 80 YAF3E610B 32通徑， 32MPa 8 節(jié)流閥 80 QFF3E10B 10通徑， 16MPa 9 節(jié)流閥 80 QFF3E10B 10通徑， 16MPa 10 二位二通電磁閥 30 22EF3BE10B 6 通徑，壓力 20 MPa 11 壓力繼電器 － DP163B 8 通徑， MPa 12 壓力表開關(guān) － KFL8－ 30E 32Mpa， 6測點 13 油箱 14 液控單向閥 YAF3E610B 32通徑， 32MPa 15 上液壓缸 16 下液壓缸 17 單向節(jié)流閥 48 ALF3－ E10B 10通徑， 16MPa 18 單向單向閥 48 ALF3－ E10B 10通徑， 16MPa 19 三位四通電磁換向閥 25 34DOB10HT 20 減壓閥 40 JF310B 管道尺寸的確定 油管系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，必須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。本設(shè)計中油管采用鋼管，因為本設(shè)計中所須的壓力是高壓， P=( )P MPa? ， 鋼管能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無 縫管，低壓用焊接管。本設(shè)計在彎曲的地方可以用管接頭來實現(xiàn)彎曲。 尼龍管用在低壓系統(tǒng)；塑料管一般用在回油管用。 膠管用做聯(lián)接兩個相對運動部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難，成本很高，因此非必要時一般不用。 1. 管接頭的選用： 管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小 、工藝性好等各種條件。 管接頭的種類很多，液壓系統(tǒng)中油管與管接頭的常見聯(lián)接方式有： 焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。管路旋入端用的連接螺紋采用國際標準米制