液压课程设计

形式。、 式中 v————平均流速（m/s） d————油管内径（m） ————油的运动粘度（） q————通过的流量（） 则进油路中液流的雷诺数为 回油路中液流的雷诺数为 由上可知，进回油路中的流动都是层流。 （2）沿程压力损失 由式（1-37）可算出进油路和回油路的压力损 失。 在进油路上，流速则压力损失为 在回油路上，流速为进油路流速的两倍即v=3.02m/s，则压力损失为 （3）局部压力损失 由于采用了集成块式的液压装置，所以只考虑 阀类元件和集成块内油路的压力损失。通过各阀的局部损失按式（139）计算，结果列于下表 部分阀类元件局部压力损失 实际通过流 额定压力损 实际压力损 元件名称 额定流量 量 失 失 单向阀2 三位五通电 磁阀 二位二通电 磁阀 25 63 63 16 16/32 32 2 4 4 0.82 0.26/1.03 1.03
14 15 16 17 18 19
压力表开关 减压阀 单向阀 二位四通电 磁阀 单向顺序阀 压力继电器 20 20 20
K-6B J-63B I-63B 24D-40B XI-63B D-63B
20 压力继电器 D-63B 2、油管的选择 根据选定的液压阀的连接油口尺寸确定管道尺寸。液压缸的进、出 油管按输入、排出的最大流量来计算。由于本系统液压缸差动连接快进 快退时，油管内通油量最大，其实际流量为泵的额定流量的两倍达 32L/min，则液压缸进、出油管直径d按产品样本，选用内径为15mm， 外径为19mm的10号冷拔钢管。 3、油箱容积的确定 中压系统的油箱容积一般取液压泵额定流量的5~7倍，本设计取6 倍，故油箱容积为
表三 液压元件明细表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 元件名称 双联叶片泵 单向阀 三位五通电 磁阀 二位二通电 磁阀 调速阀 压力继电器 单向阀 液控顺序阀 背压阀 液控顺序阀 单向阀 溢流阀 过滤器 16 0.16 0.16 12 12 4 32 最大通过流量 16 12 32 32 0.32 型号 YB-4/12 I-25B 35-63BY 22-63BH Q-10B D-63B I-25B XY-25B B-10B XY-25B I-25B Y-10B XU-B32*100
电磁铁动作顺序
1Y 快进 工进 快退 停止 + + 2Y + 3Y + -
四、液压系统的参数计算
（一）液压系统的参数计算 1.初选液压缸的工作压力 参考同类型组合机床，初定液压缸的工作压力为=40*Pa 2确定液压缸的主要结构尺寸 本例要求动力滑台的快进、快退速度相等，现采用活塞杆固定的单 杠式液压缸。快进时采用差动联接，并取无杆腔有效面积等于有杆腔有 效面积的两倍，即=2。为了防止在钻孔钻通时滑台突然向前冲，在回油 路中装有背压阀，按表8-1，初选背压Pa。 由表1-1可知最大负载为工进阶段的负载F=44046N, 按此计算则 液压缸直径 由=2 可知活塞杆直径 按GB/T2348—1993将所计算的D与d值分别圆整到相近的标准直径， 以便采用标准的密封装置。圆整后得 D=125mm d=90mm 无杆腔面积 有杆腔面积 按最低工进速度验算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流 量，因工进速度v=0.0582m/min为最小速度，则由式 本例》A，满足最低速度的要求。 3计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液 压缸工作过程各阶段的压力、流量和功率，在计算工进时背压按代入， 快退时背压按代入计算公式和计算结果列于下表中。 表二 液压缸所需的实际流量、压力和功率 所需流 输入功 负载F 进油压力 回油压力 工作循 量 率P 计算公式 环 N L/min kW 差动快 进 工进 快退 1032 44046 1032 13.5 0.314 14 0.146 0.019 0.266
动作阶段
液压缸外负载计 算公式 F=Ffs F=Ffd+Fm F=Ffd F=FL+Ffd F=Ffd
液压缸外负载 液压缸总负载 F外（N） F=F外/ ηm（N） 1960 1979 980 41843 980 2063 2083 1032 44046 1032
启动 加速 快速 工进 快退
三、液压系统方案设计 1.确定液压泵类型及调速方式 参考同类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油、调速阀进油节流 调速的开式回路，溢流阀作定压阀。为防止钻孔钻通时滑台突然失去负 载向前冲，回油路上设置背压阀，初定背压值=0.8MPa 2.选用执行元件 因系统动作循环要求正向快进和工作，反向快退，且快进、快退速 度相等，因此选用单活塞杆液压缸，快进时差动连接，无杆腔面积等于 有杆面积的两倍。 3.快速运动回路和速度换接回路 根据本例的运动方式和要求，采用差动连接与双泵供油两种快速运 动回路来实现快速运动。即快进时，由大小泵同时供油，液压缸实现差 动连接。 4换向回路的选择 本系统对换向的平稳性没有严格的要求，所以选用电磁换向器的换 向回路。为便于实现差动连接，选用了三位五通换向阀。为提高换向的 位置精度，采用死档板和压力继电器的行程终点返程控制。 5.组成液压系统绘原理图 将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补 充，即组成如图所示的液压系统图。为便于观察调整压力，在液压泵的 进口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点，并设置多点压力 表。这样只需一个压力表即能观测各点压力。 液压系统中各电磁铁的动作顺序如下表。
二、负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩 擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分 力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的 正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为，动摩擦力为，则 ==0.2*9800=1960N ==0.1*9800=980N 而惯性力 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的 机械效率=0.95，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表11。 表1-1 液压缸各运动阶段负载表
失……………………………………………………10 （二）液压系统的发热和温升验 算……………………………………10 七、个人总 结……………………………………………………………11 八、参考文 献……………………………………………………………11
一、设计基本要求： (一)、基本结构与动作顺序 卧式多轴组合机床主要由工作台、床身、单面动力滑台、 定位夹紧机构等组成，加工对象为铸铁变速箱体，能实现自动 定位夹紧、加工等功能。工作循环如下：夹紧松开 自动定位 夹紧 快进 工进 快退 停
六、验算液压系统性能
（一）压力损失的验算及泵压力的调整 1.压力损失的验算及泵压力的调整 工进时管路中的流量仅为0.314L/min，因此流速很小，所以沿程压力 损失和局部损失都非常小，可以忽略不计。这时进油路上仅考虑调速阀 的压力损失，回油路上只有背压阀的压力损失，小流量泵的调整压力应 等于工进时液压缸的工作压力加上进油路压差，并考虑压力继电器动作 需要，则 即小流量泵的溢流阀12应按此压力调整。 2快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调整 因快退时，液压缸无杆腔的回游量是进油量的两倍，其压力损失比 快进时要大，因此必须计算快退时的进油路与回油路的压力损失，以便 确定大流量泵的卸载压力。 已知：快退时进油管和回油管长度均为l=1.8m，油管直径d=15m，通 过的流量为进油路=16L/min=0.267，回油路=32L/min=0.534。液压系统 选用N32号液压油，考虑最低工作温度为15摄氏度，由手册查出此时油 的运动粘度v=1.5st=1.5，油的密度，液压系统元件采用集成块式的配置
力…………………………………………4 2.确定液压缸的主要结构尺 寸……………………………………4 3.计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功 率……………5 （二）液压泵的参数计 算…………………………………………… 6 （三）电动机的选 择………………………………………………… 6 1.差动快 进…………………………………………………………6 2.工 进………………………………………………………………7 3.快 退………………………………………………………………7 五、液压元件的选 择……………………………………………………7 1液压阀及过滤器的选 择………………………………………7 2油管的选 择……………………………………………………8 5.3邮箱容积的确 定………………………………………………8 六、验算液压系统性 能…………………………………………………8 （一）压力损失的验算及泵压力的调 整………………………………8 1.工进时的压力损失验算及泵压力的调 整………………………8 2.快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调 整…………9 3.局部压力损
止 夹具松开 (二)、主要性能参数 1．轴向切削力Ft=40863N； 2．移动部件总重量G=9800N； 3．加减速时间∆t=0.2 s； 4．静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1，采用平导轨； 5．快进行程l1=100mm；工进行程l2=50mm，快退行程 l3=150mm,快进与快退速度均为6m/min；工进速度为0.88mm/s. 6．工作台要求运动平稳，但可以随时停止运动，两动力滑 台完成各自循环时互不干扰，夹紧可调并能保证。 设计计算分析：
根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用YB-4/12型 的双联叶片泵，该泵额定压力为6.3MPa，额定转速960r/min。 （三）电动机的选择
系统为双泵供油系统 其中小泵1的流量 泵流量。 差动快进、快退时两个泵同时向系统供油；工进时，小泵向系统供 油，大泵卸载。下面分别计算三个阶段所需要的电动机功率P。 1.差动快进 差动快进时，大泵2的出口压力油经单向阀11后与小泵1汇合，然后 经单向阀2，三位五通阀4进入液压缸大腔，大腔的压力，查样本可知， 小泵的出口压力损失，大泵出口到小泵出口的压力损失。于是计算可得 小泵的出口压力（总效率=0.5），大泵出口压力（总效率=0.5）。 电动机效率 2工进 考虑到调速阀所需最小压力差。压力继电器可靠动作需要压力差。 因此工进时小泵的出口压力。而大泵的卸载压力取。（小泵的总效率 =0.565，大泵的总效率=0.3）。 电动机功率 3.快退 类似差动快进分析知：小泵的出口压力（总效率=0.5）；大泵出口 压力（总效率=0.5）。电动机功率 综合比较，快退时所需功率最大。据此查样本选用Y90L-6异步电动 机。
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录
一、设计基本要求 ……………………………………………………3 1.1主要性能参数 …………………………………………………3 1.2基本结构与动作顺序 …………………………………………3 二、负载分 析……………………………………………………………3 三、液压系统方案设 计…………………………………………………4 3.1确定液压泵类型及调速方式 …………………………………4 3.2选用执行元件 …………………………………………………4 3.3快速运动回路和速度换接回路 ………………………………4 3.4换向回路的选择 ………………………………………………4 3.5组成液压系统绘原理图 ………………………………………4 四、液压系统的参数计算 ……………………………………………4 （一）液压缸参数计算 ………………………………………………4 1.初选液压缸的工作压
（二）液压泵的参数计算 由表二可知工进阶段液压缸压力最大，若取进油路总压力 损失，压力继电器可靠动作需要压力差为，则液压泵 最高工作压力可
按式算出 因此泵的额定压力可取1.2546.9Pa=59Pa。 由表二可知，工进时所需要流量最小是0.32L/min，设溢流阀最小溢 流量为2.5L/min，则小流量泵的流量应为，快进快退时液压缸所需的最 大流量是14L/min，则泵的总流量为。即大流量泵的流量。
Y90L-6异步电动机主要参数表
功率KW 1.1
额定转速 r/min 910
电流A 3.15
效率% 73.5
净重kg 25
五、液压元件的选择
1.液压阀及过滤器的选择 根据液压阀在系统中的最高工作压力与通过该阀的最大流量，可选 出这些元件的型号及规格。本例中所有阀的额定压力都为，额定流量根 据各阀通过的流量，确定为10L/min，25L/min和63L/min三种规格，所 有元件的规格型号列于表三中，过滤器按液压泵额定流量的两倍选取吸 油用线隙式过滤器。