液压机液压系统设计麦麦提阿卜杜拉

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1、新新 疆疆 大大 学学专业课课程设计任务书专业课课程设计任务书班级：班级： 机械机械 12-7 姓名：姓名： 麦麦提阿卜杜拉麦麦提阿卜杜拉 学号：学号： 20122001702 课程设计题目：课程设计题目： 基于基于 plcplc 的液压动力滑台控制设计的液压动力滑台控制设计 说说 明明 书书 页页 数：数：19 页页 发题日期：发题日期：2016 年年 2 月月 26 日日 完成日期完成日期 2016 年年 4 月月 15 日日指指 导导 教教 师：师： 穆合塔尔老师穆合塔尔老师 目录目录1.1.1设计任务 .- 2 -2.1.1负载分析和速度分析 .- 2 -2.11负载分析 .- 2 -

2、2.12速度分析 .- 2 -3.1.1确定液压缸主要参数 .- 3 -4.1.1拟定液压系统图 .- 5 -4.11选择基本回路 .- 5 -4.12液压回路选择设计 .- 6 -4.13工作原理： .- 7 -5.1.1液压元件的选择 .- 7 -5.11液压泵的参数计算 .- 7 -5.12选择电机 .- 8 -6.1.1辅件元件的选择 .- 9 -6.11辅助元件的规格 .- 9 -6.12过滤器的选择 - 10 -7.1.1油管的选择 - 10 -8.1.1油箱的设计 - 11 -8.11油箱长宽高的确定 - 11 -8.12各种油管的尺寸 - 12 -9.1.1验算液压系统性能 -

3、 13 -9.11压力损失的验算及泵压力的调整 - 13 -9.12液压系统的发热和温升验算 - 15 -1.1.11.1.1设计任务设计任务设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行慢速加压快速返回停止。压装工作速度不超过 5mms，快速下行速度应为工作速度的10 倍，工件压力不小于 10KN。2.1.12.1.1负载分析和速度分析负载分析和速度分析2.112.11负载分析负载分析已知工作负载 F =10000N。惯性负载 F =900N，摩擦阻力 F =900N.waf取液压缸机械效率=0.9，则液压缸工作阶段的负载值如表 2-1：m工 况计 算 公 式缸的负载 f/N启动加

4、速F=( F + F )/fam2000快速下行F= F /fm1000慢速加压F= (F F )/fwm12111快速返回F= F /fm1000（表 2-1）2.122.12速度分析速度分析已知工作速度即工进速度为最大 5mm/s,快进快退速度为工进速度的 8-10 倍。即 40-50mm/s.按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图：（负载循环图）（速度循环图）3.1.1确定液压缸主要参数初选液压缸的工作压力由最大负载值查表 9-3，取液压缸工作压力为 2Mpa计算液压缸结构参数为使液压缸快进和快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进，设液压缸两有效面积为 A 和 A ，且

5、A =2A1212即 d=0.707D. 为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔背压选择 p 取20.6MPa, 而液压缸快退时背压取 0.5 Mpa由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程 P A =P A +F,由此可得1122A =F/( P -0.5 P )=71.89cm ( A 取 72 cm )112212液压缸内径 D 就为D=9.57cm 圆整为 10cm14A由 d=0.707D，圆整 d=8cm工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量 q=0.05L/minmin液压缸实际所需流量计算：工进时所需流量： Q =72/100x0.05x60/0.9=2.4L/min1 mVA 21快

6、速空程时所需流量：Q =72/100x0.05x60x10/0.9=24 L/min2 mVA11（表（表 3-13-1）液压缸在工作循环各阶段的压力，流量和功率值）液压缸在工作循环各阶段的压力，流量和功率值工况计 算 公 式负载 F（KN）回油腔压 力 p2输入流 量进油腔 压力 p1输入功 率 P差动 快进P =1 21122)( AAppAF q =(A -A ) v1121P=P q111000P = 2P +0.5110.80.810.146工进P =1 122 ApAF q =A v111P= P q11121110.62.161.980.071快退P =1 221 ApAF q

7、=A v121P= P q1110000.510.81.280.2304.1.1拟定液压系统图5.1.15.115.11选择基本回路选择基本回路（1）调速回路 因为液压系统功率较小，且只有正值负载，所以选用进油节流 调速回路。为有好的低速平稳性和速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液 压缸回路上设置背压。（2） 泵供油回路 由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，所以采用双泵供油。（3）速度换接回路和快速回路 由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路。快速运动通过差动回路来实现。（4）换向回路 为了换向平稳，选用电液换向阀。为实现液压缸中位停止和差动连接，采用三位

8、五通阀。（5）压力控制回路 采用换向阀式低压卸荷回路，减少了能耗，结构也比较简单。5.125.12液压回路选择设计液压回路选择设计对选定的基本回路合成时，有必要进行整理，修改和归并。（1）防止工作进给时进油路和回油路相通，并须接入单向阀。（2）要实现差动快进，必须在回油路上设置液控顺序阀，以防止油液流回油箱。合并后完整的液压系统工作原理图如图 4-1：（图 4-1）5.135.13工作原理：工作原理：1、快速下行 按下起动按钮，电磁铁 1Y 通电，这时的油路为： 双联叶片泵 1单向阀 2三位五通电磁阀 3 左位二位二通电磁阀 4 右位 压力继电器 6液压缸上腔 液压缸下腔的回油路 液压缸下腔三

9、位五通电磁阀 3 左位单向阀 7二位二通电磁阀 4 右位 压力继电器 6液压缸上腔 2、慢速加压 油路分析：当上腔快速下降到一定的时候，压力继电器 6 发出信号，使二位 二通电磁阀 4 的电磁铁 3Y 得电，换右位。液压油由调速阀 5 流入液压缸上腔，流速受调速阀限制，进入工进阶段工作。 3、快速返回 液压缸下腔的供油的油路： 双联叶片泵 1单向阀 2三位五通电磁阀 3 右位液压缸下腔 液压缸上腔的回油油路： 液压缸上腔二位二通电磁阀 4 右位三位五通电磁阀 3 右位单向 阀 13副油箱 表 4-1 电磁铁动作顺序表 1Y2Y3Y 快进 工进 快退 停止6.1.1液压元件的选择6.116.11

10、液压泵的参数计算液压泵的参数计算 由前面可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力 1.98MPa，本系统采用 调速阀进油节流调速，选取进油管道压力损失为 0.6MPa。 由于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大 0.5MPa，故 泵的最高压力为 Pp1=（1.98+0.6+0.5）MPa=3.08MPa这是小流量泵的最高工作压力（稳态） ，即溢流阀的调整工作压力。液压泵的公称工作压力 Pr 为 Pr=1.25 Pp1 =1.253.08MPa= =3.85MPa大流量泵只在快速时向液压缸输油，由压力图可知，液压缸快退时的工作压力 比快进时大，这时压力油不通过调速阀，进油路比

11、较简单，但流经管道和阀的 油流量较大。取进油路压力损失为 0.5MPa，故快退时泵的工作压力为 Pp2=（1.28+0.5）MPa=1.78MPa这是大流量泵的最高工作压力。 由表 3-1 可知，工进时所需流量最小是 2.16L/min，设溢流阀最小溢流量为 2.5L/min，则小泵的流量按式（8-16）应为，快进快退时液压缸所需的最大流量是p1qx+ .min=5.94min （1.12.1625）L/L/10.8L/min，则泵的总流量为。即大流量泵的pq. x10.8min=11.88min （11）L/L/流量。p2ppqq -q =.- .min=5.94min1（1188594）L

12、/L/根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用 YB-6/9 型的双联叶片泵，该泵 额定压力 7MPa，额定转速 1000r/min。6.126.12 选择电机选择电机 系统为双泵供油系统，其中小泵 1 的流量,-33 p1q =xm /s=0.1x10 m /s33（610/60）大泵流量。差动快进，快退时两个泵同时-33 p1q =xm /s=0.15x10 m /s33（910/60）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 10 后与小泵 1 汇合，然后经单 向阀 2，三位五通阀

13、 3，二位二通阀 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5 1jp =p =8.1x10aP5 1p =4.5x10aPV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5 2p =1.5x10aPV，大口出口压力 5 11Pp =12.6x10a= .P（总效率05）。5 2Pp =14.1x10a= .P2（总效率05）电动机功率-3-3 1122 1 12p qp qxx0.1x10xx0.15x10=+=+=675W.0.5PPP5512. 6 1014. 1 10（）W052、 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5 1p =5

14、x10aPV差。因此工进时小泵的出口压力。5 2p =5x10aPV5 1112Pp =p + p + p =29.8x10aPVV而大泵的卸载压力取。 （小泵的总效率5 2Pp =2x10aP） 。12= .= .30565，大泵的总效率0电动机功率-3-3 1122 2 12p qp q29.8xx0.1x102xx0.15x10=+=+=628W.0.3PPP551010（）W05653、 快退类似差动快进分析知：小泵的出口压力；大5 1p =17.3x10aP1=（总效率0.5）泵出口压力。5 2Pp =18.8x10a=P2（总效率0.51）电动机功率-3-3 1122 3 12p

15、qp q17.3xx0.1x1018.8xx0.15x10=+=+=899W.0.51PPP551010（）W05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，电 动机功率 1.1KW。额定转速 910r/min。7.1.17.1.1辅件元件的选择辅件元件的选择 7.117.11辅助元件的规格辅助元件的规格根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量，选择各种液压元件和辅助元件的 规格。表 6-1 液压元件及型号 序 号元件名称最大通过流量/-1minL型号1双联叶片泵15YB-6/9 2单向阀15I-25B 3三位五通电磁阀3035DY36BY 4二位二通电磁阀3022EF3-E10B 5调速阀0.32Q-10B 6压力继电器D50518D 7单向阀16I-25B 8背压阀1B10B 9液控顺序阀0.16XY-25 10单向阀16I-25B 11溢流阀6.3YD6B 12过滤器28.8XU40200 13单向阀16I-25B (注：以上元件除液压泵、滤油器外，均为板式连接。)7.127.12过滤器的选择过滤器的选择按照过滤器的流量至少是液压泵总流量的两倍的原则，取过滤器的流量为泵流 量的 2.5 倍。由于所设计组合机床液压系统为普通的液压传动系统，对油液的过滤精度要求不高，故有2.5(14.42.5)/ min36/ minqqLL泵入过滤器因此