課程設(shè)計YA32-350型四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上液壓與汽壓傳動課程設(shè)計說明書題 目 YA32-3150型四柱萬能液壓機液壓系統(tǒng)設(shè)計 課程設(shè)計評語:課程設(shè)計答辯負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日目 錄一、設(shè)計課題二、主要參數(shù)確定三、確定主液壓缸、頂出液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸四、液壓缸運動中的供油量計算五、確定快速空程供油方式，液壓泵規(guī)格，驅(qū)動電機功率六、選取液壓系統(tǒng)圖七、液壓系統(tǒng)工作油路分析八、計算和選取液壓元件九、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證十、設(shè)計小結(jié)十一、參考文獻一、設(shè)計課題1設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一臺YA32-3150KN型四柱萬能液壓機，設(shè)該四柱萬能液壓機下行部件G=1.5噸，下行行程1.2m 1.5m。2. 設(shè)計要求： （1）確定液壓缸的主要結(jié)

2、構(gòu)尺寸D，d (2 ) 繪制正式液壓系統(tǒng)圖（1號圖紙），動作表、明細(xì)表 (3 ) 確定系統(tǒng)的主要參數(shù) (4 ) 進行必要的性能驗算（壓力損失、熱平衡）二、主要參數(shù)確定液壓系統(tǒng)最高工作壓力P=32MPa，在本系統(tǒng)中選用P=25MPa；主液壓缸公稱噸位3150KN；主液壓缸用于沖壓的壓制力與回程力之比為8%，塑料制品的壓制力與回程力之比為2%，取800KN；頂出缸公稱頂出力取主缸公稱噸位的五分之一，取650KN；頂出缸回程力為主液壓缸公稱噸位的十五分之一，210KN行程速度主液壓缸 快速空行程 V=50mm/s 工作行程 V=10mm/s 回程 V=50mm/s頂出液壓缸 頂出行程 V=50mm/

3、s 回程 V=80mm/s三、確定主液壓缸、頂出液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸1. 主液壓缸 A. 主液壓缸內(nèi)徑D： 根據(jù)GB/T2346-1993，取標(biāo)準(zhǔn)值 D主=400mm B. 主液壓缸活塞桿徑d: 根據(jù)GB/T2346-1993，取標(biāo)準(zhǔn)值d主=250mm C. 主液壓缸有效面積：（其中A1為無桿腔面積，A2為有桿腔面積） D. 主液壓缸實際壓制力和回程力: E. 主液壓缸的工作力: （1）主液壓缸的平衡壓力 （2）主液壓缸工進工作壓力 （3）液壓缸回程壓力 2. 頂出液壓缸 A. 頂出液壓缸內(nèi)徑: 根據(jù)GB/T2346-1993，取標(biāo)準(zhǔn)值D頂=200mm B. 頂出液壓缸活塞桿徑 根據(jù)GB/T2346

4、-1993，取標(biāo)準(zhǔn)d頂=160mm C. 頂出液壓缸有效面積（其中A3為無桿腔面積，A4為有桿腔面積） D. 頂出液壓缸的實際頂出力和回程力 E. 頂出壓缸的工作力 四、液壓缸運動中的供油量計算1主液壓缸的進出油量 A. 主液壓缸空程快速下行的進出油量： B. 主液壓缸工作行程的進出油量： C. 主液壓缸回程進出油量： 2. 頂出液壓缸退回行程的進出油量 A. 頂出液壓缸頂出行程的進出油量： B. 頂出液壓缸退回行程的進出油量： 五、確定快速空程供油方式，液壓泵規(guī)格，驅(qū)動電機功率1液壓系統(tǒng)快速空程供油方式： 由于供油量大，不宜采用由液壓泵供油方式，利用主液壓缸活塞等自重快速下行，形成負(fù)壓空腔，

5、通過吸入閥從油箱吸油，同時使液壓系統(tǒng)規(guī)格降低檔次。2選定液壓泵的流量及規(guī)格：設(shè)計的液壓系統(tǒng)最高工作壓力P=25MPa，主液壓缸工作行程，主液壓缸的無桿腔進油量為： 主液壓缸的有桿腔進油量為: 頂出液壓缸頂出行程的無桿腔進油量為： 設(shè)選主液壓缸工作行程和頂出液壓缸頂出行程工作壓力最高（P=25MPa）工件頂出后不需要高壓。主液壓缸工作行程（即壓制）流量為75.36L/min，主液壓缸工作回程流量為229.6L/min，選用5ZKB732型斜軸式軸向柱塞變量泵，該泵主要技術(shù)性能參數(shù)如下：排量 234.3ml/r， 額定壓力 16MPa， 最大壓力 25MPa， 轉(zhuǎn)速 970r/min， 容積效率

6、96%。該液壓泵基本能滿足本液壓系統(tǒng)的要求。3液壓泵的驅(qū)動功率及電動機的選擇：主液壓缸的壓制力與頂出液壓缸的頂出工作壓力均為P=25MPa，主液壓缸回程工作壓力為10.45MPa，頂出液壓缸退回行程工作壓力為18.58MPa，液壓系統(tǒng)允許短期過載，回此快速進退選10.45MPa，q=200L/min，工進選P=25MPa，q=75.36L/min，液壓泵的容積效率v=0.96，機械效率m=0.95，兩種工況電機驅(qū)動功率為：由以上數(shù)據(jù)，查機械設(shè)計手冊，選取Y280S-6三相異步電動機驅(qū)動液壓泵，該電動機主要性能參數(shù)如下：額定功率 45KW， 滿載轉(zhuǎn)速 980r/min。六、選取液壓系統(tǒng)圖1液壓系

7、統(tǒng)圖:2. 電磁鐵動作表：動 作 順 序1YA2YA3YA4YA5YA6YA主液壓缸快速下行+慢速加壓+保 壓卸壓回程+停 止頂出缸頂 出+退 回+壓 邊+浮動拉伸+3油箱容積： 上油箱容積： 根據(jù)GB2876-81標(biāo)準(zhǔn)，取其標(biāo)準(zhǔn)值630L。 下油箱容積： 根據(jù)GB2876-81標(biāo)準(zhǔn)，取其標(biāo)準(zhǔn)值1600L。七、液壓系統(tǒng)工作油路分析A啟動：電磁鐵全斷電，主泵卸荷。 主泵（恒功率輸出）-à 電液換向閥7的M型中位-à 電液換向閥17的K型中位-à 油箱B液壓缸15活塞快速下行： 1YA，5YA通電，電液換向閥7右位工作，控制油路經(jīng)電磁換向閥12打開液控單向閥13，接通

8、液壓缸15下腔與液控單向閥13的通道。 進油路：主泵（恒功率輸出）-à 電液換向閥7-à單向閥8-à 液壓缸15上腔 回油路：液壓缸15下腔-à 單向閥13-à 電液換向閥7-à 電液換向閥17的K型中位-à油箱 液壓缸活塞依靠重力快速下行形成負(fù)壓空腔：大氣壓油-à 吸入閥11-à 液壓缸15上腔C液壓缸15活塞接觸工件，慢速下行（增壓行程）： 液壓缸活塞碰行程開關(guān)2XK使5YA斷電，切斷液壓缸15下腔經(jīng)液控單向閥13快速回油通路，上腔壓力升高，同時切斷（大氣壓油-à 吸入閥11-à

9、上液壓缸15上腔）吸油路。 進油路：主泵（恒功率輸出）-à 電液換向閥7-à 單向閥8-à 液壓缸15上腔 回油路：液壓缸15下腔-à 順序閥14-à 電液換向閥7-à 電液換向閥17的K型中位-à 油箱D. 保壓： 液壓缸15上腔壓力升高達(dá)到預(yù)調(diào)壓力，電接觸壓力表9發(fā)出信息，1YA斷電，液壓缸15進口油路切斷，（單向閥8和吸入閥11的高密封性能確保液壓缸15活塞對工件保壓，利用液壓缸15上腔壓力很高，打開外控順序閥10的目的是防止控制油路使吸入閥11誤動而造成液壓缸15上腔卸荷）當(dāng)液壓缸15上腔壓力降低到低于電接觸壓力表9

10、調(diào)定壓力，電接觸壓力表9又會使1YA通電，動力系統(tǒng)又會再次向液壓缸15上腔供應(yīng)壓力油。 主泵（恒功率輸出）-à 電液換向閥7的M型中位-à 電液換向閥17的K型中位-à 油箱，主泵卸荷。E保壓結(jié)束，液壓缸15上腔卸荷后： 保壓時間到位，時間繼電器電出信息，2YA通電（1YA斷電），液壓缸15上腔壓力很高，打開外控順序閥10，大部分油液經(jīng)外控順序閥10流回油箱，壓力不足以立即打開吸入閥11通油箱的通道，只能先打開吸入11的卸荷閥，實現(xiàn)液壓缸15上腔先卸荷，后通油箱的順序動作，此時： 主泵1大部分油液-à 電液換向閥7-à 外控順序閥10-

11、4; 油箱F液壓缸15活塞快速上行： 液壓缸15上腔卸壓達(dá)到吸入閥11開啟的壓力值時，外控順序閥10關(guān)閉。 進油路：主泵1-à 電液換向閥7-à 液控單向閥13-à 液壓缸15下腔 回油路：液壓缸15上腔-à 吸入閥11-à 油箱G頂出工件 液壓缸15活塞快速上行到位，碰行程開關(guān)1XK，2YA斷電，電液換向閥7復(fù)位，3YA通電，電液換向閥17右位工作。 進油路：主泵1-à 電液換向閥7的M型中位-à 電液換向閥17-à 液壓缸16下腔 回油路：液壓缸16上腔-à 電液換向閥17-à 油箱H. 頂

12、出活塞退回：4YA通電，3YA斷電，電液換向閥17左位工作 進油路：主泵1-à 電液換向閥7的M型中位-à 電液換向閥17-à 液壓缸16有桿腔 回油路：液壓缸16無桿腔-à 電液換向閥17-à 油箱I. 壓邊浮動拉伸： 薄板拉伸時，要求頂出液壓缸16無桿腔保持一定的壓力，以便液壓缸16活塞能隨液壓缸15活塞驅(qū)動一同下行對薄板進行拉伸，3YA通電，電液換向閥17右位工作，6YA通電，電磁閥19工作，溢流閥21調(diào)節(jié)液壓缸16無桿腔油墊工作壓力。 進油路：主泵1-à 電液換向閥7的M型中位-à 電液換向閥17-à 液壓

13、缸16無桿腔 吸油路: 大氣壓油-à 電液換向閥17-à 填補液壓缸16有桿腔的負(fù)壓空腔 八、計算和選取液壓元件根據(jù)上面計算數(shù)據(jù)，查液壓設(shè)計手冊選取液壓元件如下：序 號元 件 名 稱實際流量規(guī) 格1斜軸式軸向柱塞變量泵227L/min5ZKB7322齒輪泵18L/minBBXQ3電動機Y802-4三相異步電機4濾油器245L/minWU-250×F5先導(dǎo)式溢流閥227L/minCG2V-8FW6溢流閥18L/minYF-L10B7電液換向閥227L/min24DY-B32H-Z8單向閥227L/minDF-L32H29壓力繼電器IPD01-H6L-Y10外控內(nèi)泄型

14、順序閥227L/minXD4F-L32H11液控單向閥376L/minDFY-F50H212兩位四通電磁換向閥18L/min24D-10H-TZ13液控單向閥227L/minDFY-F32H214順序閥227L/minXD2F-L32H15主液壓缸16頂出液壓缸17電液換向閥227L/min24DY-B32H-Z18節(jié)流閥227L/minLDF-L32C19兩位兩通電磁換向閥227L/min22D-32B20先導(dǎo)式溢流閥227L/minCG2V-8FW21溢流閥227L/minYF-L32B九、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證（一）主液壓缸壓力損失的驗算1、快速空行程時的壓力損失 快速空行程時，由于液壓缸進

15、油從吸入閥11吸油，油路很短，因此不考慮進油路上的壓力損失，在回油路上，已知油管長度l=2m，油管直徑d=32×10-3m，通過的流量q=3.83×10-3m3/s。液壓系統(tǒng)選用N32號液壓油，考慮最低工作溫度15，由手冊查出此時油的運動粘度v=1.5cm2/s，油的密度=900kg/m3，液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。 (1) 確定油流的流動狀態(tài)，回油路中液流的雷諾數(shù)為 由上可知，回油路中的流動是層流。 （2）沿程壓力損失p 在回油路上，流速 則壓力損失為 （3）局部壓力損失 由于采用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力

16、損失列于下表中:元 件 名 稱額定流量實際流量額定損失實際損失液控單向閥250229.82電液換向閥*2250229.84若取集成塊進油路壓力損失為30000Pa，回油路壓力損失為50000Pa，則回油路總的壓力損失為 2. 慢速加壓行程的壓力損失詳細(xì)D=W=G圖=紙：三 二 1爸 爸 五 四 0 六全 套 資 料 低 拾10快起 在慢速加壓行程中，已知油管長度l=2m，油管直徑d=32×10-3m，通過的流量進油路q1=1.26×10-3m3/s，回油路q2=0.77×10-3m3/s。液壓系統(tǒng)選用N32號液壓油，考慮最低工作溫度15，由手冊查出此時油的運動粘度

17、v=1.5cm2/s，油的密度=900kg/m3，液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。 （1）確定油流的流動狀態(tài)進油路中液流的雷諾數(shù)為 回油路中液流的雷諾數(shù)為 由上可知，進回油路中的流動是層流。 （2）沿程壓力損失p 在進油路上，流速 則壓力損失為 在回油路上，流速 則壓力損失為 （3）局部壓力損失 由于采用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力損失列于下表中:元 件 名 稱額定流量實際流量額定損失實際損失單向閥8075.62電液換向閥250229.84順序閥5046.23若取集成塊進油路壓力損失為30000Pa，回油路壓力損失為50000Pa，則進

18、油路總的壓力損失為 回油路總的壓力損失為 3. 快速退回行程的壓力損失 在快速退回行程中，主液壓缸從順序閥10卸荷，油路很短，壓力損失忽略不計，已知油管長度l=2m，油管直徑d=32×10-3m，通過的流量進油路q1=3.83×10-3m3/s。液壓系統(tǒng)選用N32號液壓油，考慮最低工作溫度15，由手冊查出此時油的運動粘度v=1.5cm2/s，油的密度=900kg/m3，液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。 （1）確定油流的流動狀態(tài)進油路中液流的雷諾數(shù)為 由上可知，進油路中的流動是層流。 （2）沿程壓力損失p 在進油路上，流速 則壓力損失為 （3）局部壓力損失 由于采用集成塊

19、式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力損失列于下表中:元 件 名 稱額定流量實際流量額定損失實際損失單向閥250229.82電液換向閥250229.84若取集成塊進油路壓力損失為30000Pa，回油路壓力損失為50000Pa，則進油路總的壓力損失為 （二）頂出液壓缸壓力損失驗算1. 頂出行程的壓力損失 在頂出液壓缸頂出行程中，已知油管長度l=2m，油管直徑d=32×10-3m，通過的流量進油路q1=1.57×10-3m3/s，回油路q2=0.57×10-3m3/s。液壓系統(tǒng)選用N32號液壓油，考慮最低工作溫度15，由手冊查出此

20、時油的運動粘度v=1.5cm2/s，油的密度=900kg/m3，液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。 （1）確定油流的流動狀態(tài)進油路中液流的雷諾數(shù)為 回油路中液流的雷諾數(shù)為 由上可知，進回油路中的流動是層流。 （2）沿程壓力損失p 在進油路上，流速 則壓力損失為 在回油路上，流速 則壓力損失為 （3）局部壓力損失 由于采用集成塊式的液壓裝置，所以只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力損失列于下表中:元 件 名 稱額定流量實際流量額定損失實際損失電液換向閥25094.2/34.2456791/7486若取集成塊進油路壓力損失為30000Pa，回油路壓力損失為50000Pa，則進油路總的壓力損失為 回油路總的壓力損失為 2. 頂出液壓缸退回行程的壓力損失 在慢速加壓行程中，已知油管長度l=2m，油管直徑d=32×10-3m，通過的流量進油路q1=0.9×10-3m3/s，回油路q2=2.51×10-3m3/s。液壓系統(tǒng)選用N32號液壓油，考慮最低工作溫度15，由手冊查出此時油的運動粘度v=1.5cm2/s，油的密度=900kg/m3，液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。 （1）確定油流的流動狀態(tài)進油路中液流的雷諾數(shù)為 回油路中液流的