《液压传动课程设计》指导书

机制及模具制造专业液压传动课程设计指导书徐 慧编写湖南工学院（筹）2006年6月修订第部分：液压传动课程设计内容1、设计的卧式钻镗组合机床的液压动力滑台液压系统要求完成：快进一工进一快退一停止；切削推力25000N,快进行程400mm工进行程50mm V快=6m/min、V工进=0.05-0.10m/min,运动部件重G=9800N试确定液压缸结构尺寸。静摩擦系 数：fj=0.2，动摩擦系数：fd=0.1，液压缸机械效率：=0.9，快速起动时间不大于0.2s.1、大泵，2、小泵，3、滤油器，4、外控顺序阀，5、15、单向阀，6、溢流阀，7、电液换向阀，8、 单向行程调速阀，9、压力继电器，10、主液压缸，11、二位三通电磁换向阀，12、背大压阀，13、二位二通换向阀，14、减压阀，16、带定位装置的二位四通电磁换向阀，17、单向顺序阀，18、定位液压缸，19、夹紧液压缸A、工件夹紧：5YA通电（1）、先定位：压力油f减压阀14单向阀15电磁阀f定位缸19无杆腔 定位缸19有杆腔f电磁阀f油箱（2）、再夹紧工件定位后，压力油升高到单向顺序阀开启的压力，单向顺序阀开启， 压力油f单向顺序阀f夹紧缸18无杆腔夹紧缸18有杆腔f电磁阀f油箱工件夹紧到位，压力油压力升高到压力继电器调定压力，继电器发信，1YA通电,主系统快进。B、快进：1YA通电，电液换向阀左位工作，大泵f单向阀5ff电液换向阀7f行程阀14f主液压缸无杆腔小泵2ff液压缸有杆腔f电磁阀11f电液换向阀7f单向行程调速阀8f主缸（差动换接）C:工进： 3YA通电，切断差动油路，快进行程到位，挡铁压下行程阀8,切断快进油路，3YA通电，切断差动油路，快进 转工进，液压系统工作压力升高到溢流阀 5调定压力，进油路高压油切断单阀 5供油路, 打开外控顺序阀4,大泵卸荷，接通经背压阀12通油箱油路。大泵f外控顺序阀5 （卸荷阀）f油箱（大泵卸荷）小泵2 >>电液换向阀7f单向行程调速阀8f主液压缸无杆腔主液压缸有杆腔f电磁阀11电液换向阀7背压阀12油箱D 快退：1YA断电，2YA、3YA、4YA通电工进结束，液压缸碰上死挡铁，压力升高到压力继电器调定压力， 压力继电器发出信 息，1YA 断电，2YA、3YA、4YA通电大泵f单向阀5电液换向阀7电磁阀11 主液压缸有杆腔小泵2T主液压缸无杆腔f单向行程调速阀 8f电液换向阀7f电磁阀13油箱 小泵2T主液压缸无杆腔快退到位碰行程开关，行程开关发信，6YA通电，下步工件松夹。E工件松夹：6YA通电压力油减压阀14单向阀15电磁阀定位缸19和定位缸18的有杆腔定位缸19无杆腔电磁阀油箱夹紧缸18无杆腔单向顺序阀的单向阀电磁阀油箱工件松夹后发出信息，操作人员取出工件。一、行工况分析，确定液压缸推力1、工况分析及液压缸的推力：(1) 、工况分析切削推力：F切=25000N静摩擦力：F j= fjG=动摩擦力：F d= f dG=启动惯性力：F g=ma =启动推力 加速推力 快进推力 工进推力(2) 、液压缸的推力(液压缸效率 耳=0.9)F 启=Fj/ n =F 加=(Fd+Fg) / n =F 快=F d/ nF 工=(F 切 + Fd) / n =反向启动过程作用力与F启、F加、F快大小相同，方向相反。速度循环图图4-18 :卧式钻镗组合机床液压缸工况图工况运行图如下:快进工讲决退二、确定液压缸工作压力、结构尺寸、初定液压缸流量2、选取工作压力及背压力F工=xxxx N在XXXX - xxxx N之间,P1=3-4MPa 选取,P1=X . X MPa为防止加工结束动力头突然前冲,设回油路有背压阀或调速阀，取背压 P2=0.8 MPa。3、确定液压缸结构尺寸取液压缸无杆腔作工作腔列液压缸力的平衡方程：一V V?DFd'Pl阴图4-19 :卧式钻镗组合机床液压缸力的平衡图F=RA- P 2/A= Ai ( Pi- P 2 A A 1)快进速度V快=乂 m/min,工进速度V工进=0.0 x m/min,相差很大,应进行差动换接,取 k= A2/ A i=x . x ,贝卩：4F工: (Pi - kp2)取液压缸筒标准值：D=d取活塞杆标准值：d=4、认证液压缸筒壁厚中低压液压系统，由其切削加工性能确定液压缸筒壁厚，按薄壁圆筒计算壁厚:额定工作压力：P n=x . x MPa<16MPa试验压力为：Py=1.5Pn=1.5 x 3.4=5.1MPa许用应力取：'c -1 - 11000N /mm2 H -、二n取安全系数n=5)5、定液压缸筒的长度 活塞杆工作行程： 活塞杆伸出长度不少于 取活塞杆长取液压缸筒长：L=6、求最少活塞杆直径取 1 - 108N /m2 dxx比80少x . xx倍，稳定性足够安全可靠。7、校核活塞杆的稳定性(1)、求活塞杆的临界半径rk(2)、求活塞杆的临界负载FkL/0 =选用45#钢，取其柔性系数打=85液压缸的安装方式采用一端固定，一端自由，其末端系数 笃=1/4 活塞杆细长比：L rk =100 :二2取：Fk二:EJ 二45#钢的弹性模量：取E = 2.06 1011N/m2活塞杆横截面惯性矩：J二二d4 64活塞杆伸出长度：L=该液压缸活塞杆的稳定性能好，可靠性高。(3) 、求活塞杆临界负载的安全系数 其安全系数：nk=8液压缸各截面积2A =(二/4)D =A3 =(二 /4)d2 =A2 =(二 /4)(D2 d2)=9、初定液压缸流量快进： Qi 二 vAi =Q2 = vA2 =Qp = Q1 Q2 =工进Q工=v2A-i =:10、液压缸的负载、压力、流量、功率的工况表工况负载(N)液压缸计算公式油压力5P1X 10回油压力5P2X 10输入流量Q(L/mi n)入功率P(kw)快进 差动启动P1=(Fi+ pA2)/A 3加速恒速Q=(A 1-A 2) X v 快P=p1Q工进P1=(Fi+p2A?)/A1Q=v 工 A1P=p1Q 工快退启动 加速 恒速P1=(Fi+p2A)/A2Q=A 2X v 快P=P2Q三、确定定位夹紧液压缸结构尺寸及流量1、定位夹紧力设计计算F夹=KFx/(fi - f2)K = k1k2k3k 2.4Ki安全系数K1 =1.5-2K2加工系数K3刀具钝化系数K3 =1.2 -1.3K4 断位切削系数K4=1.2根据实用经验，夹紧支撑系数fi=0.2, f2=0.7F夹=KF工 /(fi - f2)二根据实用经验，推荐夹紧工作压力 P夹二20 x 105Pa4F夹V叩取两个液压缸筒直径标准值：D=设定活塞杆承受拉力，取活塞杆标准直径：d=四、设计卧式钻镗组合机床的液压动力滑台的液压系统图1S 19 W人ToDPI呵丄17113YA6YA 16 亠14121322YA15YA也 1YA15rTr htt A电磁铁动作表动作1YA2YA3YA4YA5YA6YADP1DP2工件夹紧+快进+工进+快退+工件松夹+五、液压元件设计计算与选择1、液压泵工作压力、流量、驱动功率计算(1) 、高压小流量泵工作压力P1计算高压小流量泵工作循环过程中，最大工作压力105Pa，采用调速阀进口节流调速，设定工进最大压力损失为 八卩二，则(2) 、低压大流量泵工作压力P2计算低压大流量泵的快速进退工作表得知快退工作压力为.105Pa，高于快进工作压力.105Pa取：105Pa为快速进给工作压力,设定快进最大压力损失为：p =5 105Pa，则:P2 = p ：p =(3) 、液压泵的流量及规格由工况表得知快速进给流量为Q = 1.2Q =工进最大流量 L/min，溢流阀最少稳定流量为3L/min，即高压小流量泵的流量最少要4L/min，选YB-DXX / XX ,额定压力p "宀MPa，转速n -1000r/min。(4) 、电动机的驱动功率从液压缸的负载、压力、流量、功率的工况表得知，液压缸最大输出功率为：P = p2Q快速进退最大工作压力：p =，取电机效率：-0.75，则电动机的驱动功率为Pt= pQ/选Y90L -2型 KW交流异步电动机。2、确定液压缸的输入输出流量和移动速度工步输入流量L/min输出流量L/min移动速度m/min快 进A© F)A”A2q2 = q1 A1A1 - A2工进q1 =A qT入q1v2=Ai快 退q =qp1 +qp2V3 = q1 / A3、根据工作压力和通流量选取液压元件序号元件名称实际通流量元件规格数量 备註01双联叶片泵L/minYB-D36/5102滤油器L/minWU-63XF103油箱L/min（容积）104外控顺序阀L/minX4F-B20D-Y1105单向阀L/minDF-B20H2106先导式溢流阀L/minYFB6B107电液换向阀L/min34EYOB25H-T108单向程行调速阀w 1L/min1QCA3-D16109压力继电DP-63型210液压缸（主缸）111电磁换向阀L/min23E1B25C112P型背压阀w 1L/minP-D6B113电磁阀L/min22E1B25C114减压阀L/minJF3-C10B115单向阀L/minDF-B10H2116电磁换向阀L/min24EB10H-ZZ117单向顺序阀19L/minXD2F-B10E-Y1118夹紧液压缸19定位液压缸20压力表开关YK2-613、油管尺寸11（图上未标）自制(300L/min )按标准化元件计算液压油管内径尺寸如下:d =2_Q v =取液压油管内径标准值 d=20 （外径d=25）4、油箱容积V=6Qp =六、液压系统稳定性论证1、液压泵工作压力稳定性校核（1）、系统快进液压泵工作压力稳定性校核A、进油路压力损失经计算油管内径d=，液压装置未安装前，设置进、回油管长度L=x . X m,选取L-AN32 号机油40°C的运动粘度咚-3.2ST1）、进油路流态判别v=4Q.二d2 = 4 77.4 10”/(60 二0.022/sR厂&令d/xXXXX <2000为层流2）、进油路沿程阻力损失75 L 2Red 23）、进油路局部阻力损失AP局=AP沿沢1000,4）、进油路液压阀阻力损失Qi 2Q行卩阀=巾7（-）卩行（Q额Q额5）、进油路总阻力损失P进=沿 “P局中阀B、回油路压力损失1）、回油路流态判别v = 4Q ；d2 Re = .2 d/： =XXXX <2000 为层流v兀/d2）、回油路沿程阻力损失、275 L ?2=2Re d 23）、回油路局部阻力损失P局=巾沿10004）、回油路液压阀阻力损失卩阀=Pii（-Qk）2 Q额5）、回油路总阻力损失邛回=巾沿 'P局一巾阀C、系统快进总压力损失P =P进P回玉-AiD系统快进液压泵工作压力卩大=p p 系统快进工作性能稳定可靠。（2）、系统工进液压泵工作压力稳定性校核A、系统工进液压泵压力损失工进流量Q工max=0.95L/min，其沿程、局部压力损失可略去不计，只有调速阀、背压阀的压力损失纳入计算如下:AAAA邛工=.巾调 =p背 -二AlB、系统工进高压小流量液压泵工作压力巳、=P 巾=系统工进工作性能稳定可靠。(3) 、校核系统驱动电机功率卩电=pQ /选Y90L-2型.KW交流异步电动机，系统可靠性稳定。-系统热能工况的稳定性校核(1) 、系统效率1) 、快进、工进、快退时间由设计依据，主液压缸快进行程xx cm,工进行程xx cm,则快进时间：ti = L快/ v快进=工进时间：t L 工 / vx =快退时间：t3 ( L快-L工)/v快退=2) 、快进、工进、快退所占的时间效率快进时间效率：ti /(ti t- t3)=工进时间效率：t2 /(t1 t2 t3) =快退时间效率：t3 /(t1 t2 t3) =快进快退占进给决时间的16.36%系统热能稳定性校核主要校核工进时区。3) 、系统工进效率系统输出功率：P。二P小Q工=系统输入功率：R = R小+也卩大=p小Qp +P顺额(戎)2Q顺Q顺额系统工进效率：=Po / Pi =(2) 、系统热能工况的稳定性校核工进时间30.00s,占总进给时间35.87s的83.64%是系统热能工况的稳定性校核区域。 液压缸工进负载：F 工=(F 切 + Fd) / n =大进给速度：vx =系统输出功率：Po = F 工 vx =系统输入功率：VQ 顺 2P（P小+也P大）=（P小Qp "P顺额（）Qp大）/口 Q顺额系统能耗功率:P 二 R - P。系统工质升高的温度:上"03v2通过校核，该液压系统在夏季具有良好的工作稳定性，符合可靠性设计。设计说明书要求完成：（1）、求出液压缸快进、工进、快退推力，绘制快进、工进、快退工作循环图，绘制 快进、工进、快退液压缸推力循环图，绘制快进、工进、快退液压缸速度循环图及液压系 统图；（2）、确定液压缸结构尺寸，液压泵的流量，系统输入输出功率和系统的效率；（4）、列出液压元件规格表（5）、进行液压系统稳定性校核，确定液压系统工作状态，油液发热升温状态，其中 包括油箱体积；（6）、用3#图纸绘制液压系统图。2、设计一台YA32-1000KN型四柱万能液压机，设该四柱万能液压机下行移动部件 重G= 1吨，下行行程1.0-1.2m，其液压系统图如下1121XK16£0L±J4YA32-1000KN型四柱万能液压机£2I2411-15nl8Ih £10131、主液压泵（恒功率输出液压泵），2、齿轮泵，3、电机，4、滤油器，5、7、8、22、25、溢流阀，6、18、 24、电磁换向阀，9、21、电液压换向阀，10、压力继电器，11、单向阀，12、电接触压力表，13、19、 液控单向阀，14、液动换向阀，15、顺序阀，16上液压缸，17、顺序阀，20、下液压缸，23节流 器，26、行程开关A、启动：电磁铁全断电，主泵卸荷。主泵（恒功率输出）-电液换向阀 9的M型中位一电液换向阀21的K型中位-TB、液压缸16活塞快速下行：2YA、5YA通电，电液换向阀9右位工作，道通控制 油路经电磁换向阀18,打开液控单向阀19,接通液压缸16下腔与液控单向阀19的通道。进油路：主泵（恒功率输出）-电液换向阀 9-单向阀11-液压缸16上腔回油路：液压缸16下腔电液换向阀9电液换向阀21的K型中位T液压缸活塞依靠重力快速下行：大气压油吸入阀13液压缸16上腔的负压空腔A、液压缸16活塞接触工件，开始慢速下行 （增压下行）：液压缸活塞碰行程开关2XK使5YA断电，切断液压缸16下腔经液控单向阀19快速回 油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油 -吸入阀13 -上液压缸16上腔）吸油 路。进油路：主泵（恒功率输出）-电液换向阀 9-单向阀11-液压缸16上腔回油路：液压缸16下腔顺序阀17电液换向阀9电液换向阀21的K型中位TD、保压：液压缸16上腔压力升高达到预调压力，电接触压力表12发出信息，2YA断电，液压缸16进口油路切断，（单向阀11和吸入阀13的高密封性能确保液压缸16活塞对工件 保压，利用液压缸16上腔压力很高，推动液动换向阀14下移，打开外控顺序阀15,防 止控制油路使吸入阀1误动而造成液压缸16上腔卸荷）当液压缸16上腔压力降低到低于 电接触压力表12调定压力，电接触压力表12又会使2YA通电，动力系统又会再次向液 压缸16上腔供应压力油。主泵（恒功率输出）主泵-电液换向阀 9的M型中位-电液换向阀21的K型中位-T， 主泵卸荷。E、保压结束、液压缸16上腔卸荷后：保压时间到位，时间继电器发出信息， 1YA通电（2TA断电），液压缸16上腔压力 很高，推动液动换向阀14下移，打开外控顺序阀15,主泵1 电液压换向阀9的大部分 油液经外控顺序阀15流回油箱，压力不足以立即打开吸入阀13通油箱的通道，只能先打 开吸入阀13的卸荷阀（或叫卸荷阀的卸荷口），实现液压缸16上腔（只有极小部分油液 经卸荷阀口回油箱）先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时：主泵1大部分油液电液压换向阀9外控顺序阀15TF、液压缸16活塞快速上行：液压缸16上腔卸压达到吸入阀13开启的压力值时，液动换向阀14复位，外控制顺 序阀15关闭，切断主泵1大部分油液电液换向阀9外控顺序阀15T的油路，实现： 进油路：主泵1电液换向阀9液控单向阀19液压缸16下腔回油路：液压缸16上腔-吸入阀13-TG、顶出工件：液压缸16活塞快速上行到位，碰行程开关1XK，1YA断电，电液换向阀9复位，4YA 通电，电液换向阀21右位工作进油路：主泵1电液换向阀9的M型中位电液换向阀21 液压缸20下腔回油路：液压缸20上腔-电液换向阀21-TH、顶出活塞退回：3YA通电，4YA断电，电液换向阀21左位工作 进油路：主泵1-电液换向阀9的M型中位-电液换向阀21-液压缸20有杆腔回油路：液压缸20无杆腔一电液换向阀21-TK、压边浮动拉伸：薄板拉伸时，要求顶出液压缸20无杆腔保持一定的压力，以便液压缸20活塞能随液 压缸16活塞驱动动模一同下行对薄板进行拉伸，4YA通电，电液压换向阀21右位工作， 6YA通电，电磁阀24工作，溢流阀25调节液压缸20无杆腔油垫工作压力。进油路：主泵1 电液换向阀9的M型中位电液换向阀21液压缸20无杆腔 吸油路：大气压油一电液压换向阀 21一填补液压缸20有杆腔的负压空腔设计说明书要求完成：(1) 、求出液压缸快进、工进、快退推力，绘制快进、工进、快退工作循环图，绘 制快进、工进、快退推力循环图，绘制快进、工进、快退速度循环图及液压系统图；(2) 、确定液压缸结构尺寸，液压泵的流量，系统输入输出功率和系统的效率；(4) 、列出液压元件规格表(5) 、进行液压系统稳定性校核，确定液压系统工作状态，油液发热升温状态，其中 包括油箱体积；(6) 、用3#图纸绘制液压系统图。YA32-5000KN四柱压机液压系统设计计算题设计一台YA32-5000KN型四柱万能液压机，设该四柱万能液压机下行移动部件重G= 1吨，下行行程1.0-1.2m，一、液压系统最高工作压力 P=32mPa 般选用P=20-25mPa主液压缸公称吨位5000KN ;主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比为 5- 10%，塑料制品的压制力与回程力之比为2% 取1000KN顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一，取1000KN顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一,315KN。行程速度主液压缸快速空行程V=60mm/s工作行程V=10mm/s回程V=60mm/s顶出液压缸顶出行程V=60mm/s回程V=120mm/s4、油箱体积低压系统V=(3-6)qp中压系统V=(5-8)qp高压系统V=(8-12：)qp、设计计算主液压缸、顶出液压缸结构尺寸:1、主液压缸A、主液压缸内径D:D主根据GB/T2346- 1993,取标准值D主=B主液压缸活塞杆径d:d主-D2根据GB/T2346- 1993,取标准值d主C主液压缸有效面积:71兀 2A d24D主液压缸实际压制力和回程力:R压制 = PAi =E主液压缸的工作力：(1)、主液压缸的平衡压力p平衡=A2(2)、主液压缸工进作压力(3) 、主液压缸回程压力R回程A22、顶出液压缸A、顶出液压缸内径:D顶=【4氏页V up根据GB/T2346 - 1993,取标准值B顶出液压缸活塞杆径d顶:24R顶回根据GB/T2346- 1993,取标准值C、顶出液压缸有效面积:兀 2A页1二汙2A顶2D2 d2 二4A顶 3d =4D顶出液压缸实际顶出力和回程力:R顶出=PAi =E主液压缸的工作力:P顶出=25 106R顶回三、液压缸运动中的供油量A、主液压缸的进出油量1、主液压缸空程快速下行的进出油量:q快进=Aivi =q快回=A2vi =2、主液压缸工作行程的进出油量:q工进=Aiv2-q工回=A2V2 二3、主液压缸回程进出油量:q回进=A>v3 二q回出=A1V3 -B顶出液压缸的进出油量1、顶出液压缸顶出行程的进出油量:q顶进=AV4 -q 顶回=A2V4 =2、顶出液压缸退回行程的进出油量:q 退进=A2V5 二q退回=A1V5 -四、确定快速空程供油方式，液压泵的规格，驱动电机功率1、液压系统快速空程供油方式：q快进=A1V1 -由于供油量大，不宜采用由液压泵供油方式，利用主液压缸活塞等自重快速下行, 形成负压空腔，通过吸入阀从油箱吸油，同时使液压系统规格降低档次。2、选定液压泵的流量及规格：设计的液压系统最咼工作压力 P = 25 106 Pa主液压缸工作行程，主液压缸的无杆腔 进油量为：q工进=AiV =主液压缸的有杆腔进油量为：q回进=A2v3 口顶出液压缸顶出行程的无杆腔进油量为：q顶进=Av4 =设选主液压缸工作行程和顶出液压缸顶出行程工作压力最高(P = 25 106Pa )工件顶出后不需要咼压。主液压缸工作行程(即压制)流量为 118L/min,主液压缸工作回程流量为 XXX L/min,选用x xx BGY14-1B型电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵。虽然在P 7 106 Pa只有xxx L/mi n,主液压缸活塞返回速度有所降低，在工作压力为P=25 106Pa时，流量降低40%仍可获xxx L/min的流量，基本满足主液压缸工作回 程xxx L/mi n、满足工进流量118L/min的进给设计要求。由于选用电液比例控制，获节 能高效效益。3、液压泵的驱动功率及电动机的选择：主液压缸的压制与顶出液压缸的顶出工作压力均为P=25x 106；主液压缸回程工作压力为P=xx Pa顶出液压缸退回行程工作压力xxx Pa,液压系统允许短期过载，因此， 快速进退选P=xxx Pa,q=200L/min,工进选P=25x 106Pa,q= xxx L/min,液压泵的容积 效率n v=0.92，机械效率n m=0.95，两种工况电机驱动功率为：Pq60 v m60VmmP工 P快 电动机允许短期过载，选取xx KW的xxxx型电机。若设定工作压力 在(25-32)x 106Pa,选取xx KW的xxxxxx型电机。五、设计选取液压系统图1、液液压系统图：2、电磁铁动作表:动作顺序1yA2yA3yA4YA5YA6YA7YA主 液 压 缸快速下行+慢速加压+保压卸压回程+停止顶 出 缸顶出+退回+压边+浮动拉伸+3、油箱容积: 上油箱容积：V上=：'：L下油箱容积：V下=9qp二L上油箱容积五、计算和选取液压元件液压缸流量表：动作顺序流进L/min流出 L/min主液快速下行XXX + xxx=xxxXXX压缸工作行程XXXXXX回程xxxXXX顶出顶出行程XXXXXX液压缸退回行程XXXXXX液压元件表序号元件名称实际流量规格1斜盘式轴向柱塞泵xxxL/minxxxBGY14-1B2齿轮泵xxxL/minCB-XX3 电动机选取XX KW的xxxxxx型电机4 滤油器xxxL/min WU xxx X 180F5 先导式溢流阀xxxLmi n FY-BxxH6 二位二通电磁换向阀xxxL/min 22D-xxB7 远程调压阀xxL?mi n FY-xxB8 直动式溢流阀xxL/mi n Y-HbxF9 三位四通电液换向阀xxxL/min 34BYM-Hxx-T10 压力继电器IPD01- Hc6L-Y211 单向阀xxL/min DFBxxK312电接触压力表KF-L8/30E13吸入阀（液控单向阀）xxxL/min自制可外购14二位三通液动换向阀xxxL/min23Y-xxB15卸荷阀（外控序阀）xxxL/minX4F-BxxD-Y16主液压缸外购17内控外泄式顺序阀xxxL/minX2F-BxxF-Y118二位四通电磁换向阀xxxL/min24D-xxB19顶出液压缸外购20液控单向阀xxxL/minDFY-BxxH221三位四通电液换向阀xxxL/min34BYK-Hxx-T22先导式溢流阀xxxL/minFY-BxxH23阻尼器自制可外购24二位二通电磁换向阀xxxL/min22D-xxB25直动式溢流阀xxL/min六、液压系统稳定性论证YA32-5000KN型四柱万能液压机的液压系统的动力机构，采用xxxBGY14-1B型电液比例控制斜盘式轴向变量柱塞泵，选用电液比例控制的变量泵和液压缸组成容积 调速系统，无节流损失，系统高效节能。3、设计一台YA32-3150KN型四柱万能液压机，设该四柱万能液压机下行部件 G= 1.5吨, 下行行程1.2m-1.5m，其液压系统图如下：3150KN通用压机液压系统 图1、主液压泵，2、齿轮泵，4、滤油器，5、电液比例溢流阀，6、 20、 21、溢流阀，7、17、电液换向阀，8、单向阀，9、电接触压力表, 10、外控顺序阀11、13、 液控单向阀，12、19、电磁 阀，14、顺序阀，15、主液压缸，16顶出缸，18、液压缸，22、行程开关A、启动：电磁铁全断电，主泵卸荷。主泵（恒功率输出）-电液换向阀 7的M型中位一电液换向阀21的K型中位-TB、液压缸16活塞快速下行：2YA、5YA通电，电液换向阀7右位工作，控制油路经电磁换向阀 12,打开液控单 向阀13,接通液压缸16下腔与液控单向阀19的通道。进油路：主泵（恒功率输出）电液换向阀7单向阀8液压缸15上腔回油路：液压缸15下腔电液换向阀7电液换向阀17的K型中位T液压缸活塞依靠重力快速下行形成负压空腔： 大气压油吸入阀11液压缸15上腔 的负压空腔B、液压缸15活塞接触工件，慢速下行 （增压行程）：液压缸活塞碰行程开关2XK使5YA断电，切断液压缸15下腔经液控单向阀13快速回 油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油 吸入阀11 上液压缸15上腔）吸油 路。进油路：主泵（恒功率输出）电液换向阀 7单向阀8液压缸15上腔回油路：液压缸15下腔顺序阀14电液换向阀7电液换向阀17的K型中位TD、保压：液压缸15上腔压力升高达到预调压力，电接触压力表 9发出信息，2YA断电，液压 缸15进口油路切断，（单向阀8和吸入阀11的高密封性能确保液压缸15活塞对工件保 压，利用液压缸11上腔压力很高，打开外控顺序阀 10的目的是防止控制油路使吸入阀 11误动而造成液压缸15上腔卸荷）当液压缸15上腔压力降低到低于电接触压力表 9调 定压力，电接触压力表9又会使2YA通电，动力系统又会再次向液压缸15上腔供应压力 油。主泵（恒功率输出）主泵电液换向阀 7的M型中位电液换向阀17的K型中位T， 主泵卸荷。E、保压结束、液压缸15上腔卸荷后：保压时间到位，时间继电器发出信息， 1YA通电（2TA断电），液压缸15上腔压力 很高，打开外控顺序阀10，主泵1 电液压换向阀7的大部分油液经外控顺序阀10流回 油箱，压力不足以立即打开吸入阀11通油箱的通道，只能先打开吸入阀11的卸荷阀（或 叫卸荷阀的卸荷口），实现液压缸15上腔（只有极小部分油液经卸荷阀口回油箱） 先卸荷， 后通油箱的顺序动作，此时：主泵1大部分油液电液压换向阀7外控顺序阀10TF、液压缸15活塞快速上行：液压缸15上腔卸压达到吸入阀11开启的压力值时，外控制顺序阀15关闭，切断主 泵1大部分油液电液换向阀7外控顺序阀10 T的油路，实现： 进油路：主泵1电液换向阀7液控单向阀13液压缸15下腔回油路：液压缸15上腔吸入阀11 TG、顶出工件：液压缸15活塞快速上行到位，碰行程开关1XK，1YA断电，电液换向阀7复位，4YA 通电，电液换向阀17右位工作进油路：主泵1电液换向阀7的M型中位电液换向阀17液压缸16下腔 回油路：液压缸16上腔电液换向阀17 TH、顶出活塞退回：3YA通电，4YA断电，电液换向阀17左位工作进油路：主泵1电液换向阀7的M型中位电液换向阀17液压缸16有杆腔 回油路：液压缸16无杆腔电液换向阀17 TK、压边浮动拉伸：薄板拉伸时，要求顶出液压缸16无杆腔保持一定的压力，以便液压缸16活塞能随液 压缸15活塞驱动动模一同下行对薄板进行拉伸，4YA通电，电液压换向阀17右位工作， 6YA通电，电磁阀19工作，溢流阀21调节液压缸16无杆腔油垫工作压力。进油路：主泵1-电液换向阀7的M型中位一电液换向阀17-液压缸16无杆腔 吸油路：大气压油一电液压换向阀17-填补液压缸16有杆腔的负压空腔设计说明书要求完成：(1) 、求出液压缸快进、工进、快退推力，绘制快进、工进、快退工作循环图，绘 制快进、工进、快退推力循环图，绘制快进、工进、快退速度循环图及液压系统图；(2) 、确定液压缸结构尺寸，液压泵的流量，系统输入输出功率和系统的效率；(4) 、列出液压元件规格表(5) 、进行液压系统稳定性校核，确定液压系统工作状态，油液发热升温状态，其中 包括油箱体积；(6) 、用3#图纸绘制液压系统图。4、设计一台YA32-1000KN型四柱立式液压板料弯拆成型机，液压板料弯拆成型 机工作循环为：快速下行-慢速加-快速提升回程。 最大弯曲压制力1000X 103N,上下移 动滑块重G= 15000N，快速下行行程600mm，慢速下行行程300mm，快速下行速度V快 =25mm/s，慢速下行速度V慢=10mm/s，制动时间厶t=0.2s，上下移动滑块液压支撑平衡， 其液压系统图如下：1、柱塞变量泵，2、单向阀，3、电液比例溢流阀，4、减压阀，5、电液换向阀，6、电磁 换向阀，7、液控单向阀，8、10、顺序阀，9、外控顺序阀，11、电接触压力表，12、吸 入阀，13、主液压缸A、启动：电磁铁全不通电，主泵卸荷。柱塞变量泵1的工作压力受电磁比例溢流阀3控制，经单阀2卸荷。B、快速下行：2YA通电，电液换向阀5右位工作经减压阀减压的控制油路打开液控单向阀 7,勾通液压缸13下腔回油路，柱塞变量 泵1供应的压力油经电液换向阀5进入液压缸13的柱塞缸，液压缸13下腔回油经液控单 向阀7、电磁换向阀6流回油箱；液压缸13活塞快速下行，上腔形成负压空腔，大气压着油液经吸入阀12填补液压缸13上腔的负压空腔。C、慢速下行：2YA、3YA通电四柱立式液压板料弯拆成型机的液压缸 13活塞下行到位，接触工件，3YA通电， 切断液压缸13活塞快速下行油路通道，增压缸 13上腔的进油路压力升高到顺序阀 10 打开，柱塞变量泵1供应的压力油经顺序阀10、电液换向阀5进入液压缸13上腔，进 入液压缸13的柱塞缸的进油路不变，液压缸13下腔回油经顺序阀8、电液换向阀5流回 油箱，电接触压力表对工件变形进行保压，保压时间由时间继电器控制。D、保压结束、泄压、液压缸活塞返回行程：时间继电器发出信息，1YA通电（2TA、3YA断电），电液换向阀5左位工作。与高压状态的液压缸13上腔连接的外控顺序阀9控制油路打开了外控顺序阀9,柱 塞变量泵1供应压力油经电液压换向阀5后，由于液压缸13上腔处于高压状态，大部分 油液经外控顺序阀9流回油箱，只有少部分受控制压力油先打开吸入阀12的卸荷阀，让高压状态的液压缸13上腔经吸入阀12的卸荷阀（或叫卸荷口）卸荷后，随着液压缸13上腔压力的降低，外控顺序阀9关闭，吸入阀12通道打开，勾通液压缸13上腔、吸入阀 12与油箱的通路。柱塞变量泵1供应的压力油经电液压换向阀5、液控单向阀7进入液压 缸13下腔，推动液压缸13活塞上行，液压缸13上腔油液经吸入阀12回油箱；液压缸 13的柱塞缸回油经电液压换向阀5流回油箱，液压缸13的活塞快速返回行程。板料折弯成型机液压系统设计计算题设计一台四柱立式板料折弯成型机液压系统， 液压板料弯拆成型机工作循环为：快 速下行一慢速加工一快速提升回程。最大弯曲压制力 506N,上下移动滑块重G= 15000N， 快速下行行程1000mm- 800mm,慢速下行行程30mm- 60mm,快速下行速度 V快下=24mm/s， 慢速下行速度 V慢=15mm/s，快速上行速度 V快上=55mm/s，快速上行行L=1000mm程制动 时间 t=0.2s，上下移动滑块液压支撑平衡。一、负载及运动分析液压板料弯拆成型机上下移动滑块在立式四柱上作直线往复行程运动，应采用单活 塞杆液压缸。按技术要求，按已知参数求出液压缸各工况外负载如下：表1 :液压缸外负载分析计算表工况计算公式外负载/N不计摩擦力，快速下降负载为零。设定初加压为5000KN的10%快速下行启加速度1 g&匀速慢速弯折初压F2=Fma< X 10%终压F3=F max快速返回启加F4= 5 加2 g&匀速F5=G制动F6= 一 G沢皿 gAt表2:板料折弯成型机各种工况持续时间工况计算式时间/s说明快速下行ti=Li 十 vi =弯折时间分两阶段，初弯行程 为60mm，终弯行程为 30mm。慢速弯折初压T2=L 2十 V2 =终压T 3=L 2 十 V2 =快速回程T 4=L 3+ V3 =推力循环图利用上述负载速度数据绘制负载速度图如下:二、选取液压缸参数，确定液压缸结构尺寸四柱立式板料折弯成型机属于液压机类，其工作压力在20-32MPa之间，预选液压缸的工作压力Pi=25mPa,以无杆腔为工作腔。设置液压缸竖直工作，采用液压顺序阀平 衡滑块自重，则液压缸无杆腔内径为：根据GB/T2346 1993,取标准值D =根据液压缸快速下行与快速上行的速度比确定液压缸活塞杆直径d:v快下D =v快上取标准值d二取快速进给柱塞液压缸直径：d 塞=液压缸有效面积为:JIAiD4兀A2(D31A3d4快速进给的柱塞液压缸面积:431工作阶段计算公式负载F/N工作压力p/Pa输入流量q及功率L/minPq (Kw)快速下行启动Fmax + PbA2 Pi =,Aq=viAi恒速PbA26慢速下行初压Fmax终压P AVq=V2Aixx.xt0快速退回启动F maxP 廿，Amq=V3A2恒速制动A4表3:液压缸工作循环进给中的压力与流量计算如下表二液压缸的工作压力、流量计算1液压缸的平衡压力P平衡为了安全地工作，取背压：P. "OmPa2、快速下行只快下=P bA2A3、液压缸工进作压力(1) 、初压R压制P平衡A2P工初二(3 )、终压P工二电制 .巳出AiA4、液压缸回程压力(1) 、启动：Pb=A2(2) 、恒速:(3) 、制动:F制A25、液压缸流量计算(1)、液压缸快速下行行程q快出=v快下A二(2) 、快速下行行程柱塞液压缸流量4柱=v下柱A4=(3) 、工作进给行程q工进=v工A1 口q工出=v工A2 =(4) 、快速返回行程q回进=v快上A2二q回出=v快上A2 =6、功率计算(1) 、液压缸快速下行功率Rq柱 _ P下功“-60(2) 、液压缸初压功率(3) 、液压缸终压功率P _ Pq _ p冬压_60(4) 、液压缸快速上行功率=Pq60、确定快速空程供油方式，液压泵的规格，驱动电机功率1液压系统快速空程供油方式:q快进=v快下A二由于供油量大，不宜采用由液压泵供油方式，利用主液压缸活塞等自重快速下行， 形 成负压空腔，通过吸入阀从油箱吸油，同时使液压系统规格降低档次。2、选定液压泵的流量及规格：设计的液压系统最咼工作压力 P = 25 106 Pa在主液压缸工作行程，主液压缸的无杆 腔进油量为：q工进=v工A =主液压缸的有杆腔进油量为：q回进=v快上A2二主液压缸的有杆腔进油量为：q回出=v快上A2 -液压缸设计工作行程的工作压力(P = X X mPa)。压制流量为XXX L/min,液压缸 工作回程流量为xx L/min,选用XXX BGY14-1B型电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵。 快 速行程设计工作压力选 P = 1mPa，液压缸初压工作压力为P "存mPa，流量xxx L/mi ； 升高到xx . X mPa流量降低40%仍可获xxx L/min的流量，基本满足工进流量需要， 比设计的xxx L/min，只差9.1L/min，选xxx BGY14-1B型电液比例斜盘式轴向变量 柱塞泵就显然过大了。选用电液比例控制实现容积调速，节能高效效益。3、液压泵的驱动功率及电动机的选择：表4:液压系统压力、流量、功率表工作阶段计算公式负载F/N工作压力p/Pa输入流量q及功率L/min1 Pq ( Kw)快速下行启动F max * Pb 人2P1 _ A , Aq=vA1恒速慢速下行初压Fmax终压Pgq=V2A 1xxxt 0快速退回启动F maxP_Aq ,a2 mq=V3A2恒速制动液压缸的压制工作压力为P=XX mPa液压缸回程工作压力为P=0. XX mPa快速进退 选 P=x . xx 106Pa,q= xxx L/mi n,工进选 P=xxx .10 6Pa,q= xx L/mi n,液压泵的容积 效率n v=0.92，机械效率n m=0.95，两种工况电机驱动功率为：P快PqPq60 v mm按等值功率计算:2 2 2 2P恒速t1 P初压t2 P终压t3 P快退t4tit2t3 t4Pmax - KP额定功K 电动机过载系数直流电动机K=1.8- 2.5，若考虑到网络电压波动，一般取K=1.5 2.0 取舄定功率=匸K选取液压泵的驱动电机，首先应考虑等值功率和运动循环动作阶段的最大功率。本课 题运动循环动最大功率是终压功 P=XX KW持续时间只有2秒钟时间，不在电动机允许 的短期过载范围内，不能按等值功率计值的短期过载处理，也不能按运动循环选取XX X BGY14-1B型电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵电动机的最大驱动功率，只能按短折算 系数为1.7的短期过载设计，选取XX KWY280M-2型交流异步电动机驱动液压泵。四、设计选取液压系统图1、液液压系统图：811I2 -| iTTLJ r W7YA亠3YAJ2、电磁铁动作表:表5:电磁铁动作表名称1YA2YA3YA快速下行行程+压制行程+快速上行行程+3、油箱容积: 上油箱容积:V 上 =下油箱容积：V下=9qp 二五、计算和选取液压元件表6:液压缸流量表工作阶段计算公式流 量L/min输入输出快速下行启动q=viA 1恒速慢速下行初压q=V2Ai终压快速退回启动q=V3A2恒速制动表6：液压元件表序号元件名称实际流量规格备注1斜盘式轴向柱塞泵。L/min250BGY14-1B2齿轮泵L/minCB-103先导式比例溢流阀L/minFY-B32H4直动式溢流阀L/minFY-10B5三位四通电液换向阀L/min34BYM-H32-T6二位三通电磁换向阀L/min23D-10B7液控单向阀L/minDFY-B32H28内控外泄式顺序阀L/minXF-B32D-Y19卸荷阀（外控序阀L/minX4F-B32D-Y110内控外泄式顺序阀L/minXF-B32D-Y111电接触压力表Y-Hb6F12吸入阀（液控单向阀）L/min自制13液压缸外购14交流异步电动机KWY225M-2型15滤油器L/minWUk 400 X 180F27六、液压系统稳定性论证YA32-5000KN型四柱万能液压机的液压系统的动力机构，采用XX KWY280M-2型交 流异步电动机驱动XX BGY14-1B型电液比例控制斜盘式轴向变量柱塞泵。 选用电液比例 控制的变量泵和液压缸组成容积调速系统， 无节流溢流损失，系统高效节能液压系统。液 压系统沿程和局部压力损失估算1mPa在以下，由设计者自行校核。设计说明书要求完成：(1) 、求出液压缸快进、工进、快退推力，绘制快进、工进、快退工作循环图，绘 制快进、工进、快退推力循环图，绘制快进、工进、快退速度循环图及液压系统图；(2) 、确定液压缸结构尺寸，液压泵的流量，系统输入输出功率和系统的效率；(4) 、列出液压元件规格表(5) 、进行液压系统稳定性校核，确定液压系统工作状态，油液发热升温状态，其中 包括油箱体积；(6) 、用3#图纸绘制液压系统图。第二部分、设计参数a、按机床选取工作压力(px MPa磨床 车、镗、銑珩磨组合机床运输机械拉床、龙门刨<22-42-53-5<7<10B按负载(牛顿(N)选工作压力(P XMPa)<5X 103、5 X 103-104、104-2X104、2 X104-3 X 104、3 X 104-5X 104、>5 X104<0.8-1.0 1.5-2.02.5-3.03.0-4.04.0-5.0>5.0-7