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1、引言液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。 利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。 相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段， 液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。 与其他传动控制技术相比， 液压技术具有能量密度高配置灵活方便调速范围大工作平稳且快速性好易于控制并过载保护易于实现自动化和机电液一体化整合系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的
2、基本技术要素。液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备， 适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、 塑料制品及粉末制品的压制成型。 本文根据小型压力机的用途特点和要求， 利用液压传动的基本原理， 拟定出合理的液压系统图， 再经过必要的计算来确定液压系统的参数， 然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。 小型压力机的液压系统呈长方形布置， 外形新颖美观， 动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。11 设计题目小型液压机的液压系统设计2 技术参数和设计
3、要求设计一台小型液压压力机的液压系统，要求实现快速空程下行、慢速加压、保压、快速回程、停止的工作循环，快速往返速度为4.5m/min ，加压速度为40-260mm/min，压制力为 350000N，运动部件总重力为25000N，油缸垂直安装，设计该压力机的液压传动系统。3 工况分析首先根据已知条件绘制运动部件的速度循环图：V(m/min4.50.04400L （ mm）-4.5图 3-1计算各阶段的外负载并绘制负载图工件的压制力即为工件的负载力：F=350000N摩擦负载静摩擦系数取 0.2 ，动摩擦系数取0.1 则静摩擦阻力Ffs=0.2 25000=5000N动摩擦阻力Ffd=0.1 25
4、000=2500N惯性负载Fm=m（ v/ t ）t 为加速或减速的时间一般t=0.010.5s ，在这里取 t=0.2s2Fm=（250004.5 ）/ （10 0.2 60） =938N自重 G=25000N表 1 液压缸在各工作阶段的外负载工作循环外负载 F（N）启动F=G+Ffs30000N加速F=G+Fm+Ffd28438N快进F=G+Ffd27500N共进F=G+Ft+Ffd3775000N快退F=G-Ffd22500N负载循环图如下377500F(N)284382750030000400L(mm)22500图 3-24 拟定液压系统原理4.1 确定供油方式考虑到该机床压力要经常变
5、换和调节，并能产生较大的压制力， 流量大，功率大，空行程和加压行程的速度差异大，因此采用一高压泵供油。4.2 调速方式的选择3工作缸采用活塞式双作用缸， 当压力油进入工作缸上腔， 活塞带动横梁向下运动，其速度慢，压力大，当压力油进入工作缸下腔，活塞向上运动，其速度较快，压力较小，符合一般的慢速压制、快速回程的工艺要求。得液压系统原理图 :图 4-14.3 液压系统的计算和选择液压元件（1）液压缸主要尺寸的确定1）工作压力 P 的确定。工作压力 P 可根据负载大小及机器的类型，来初步确定由手册查表取液压缸工作压力为25MPa。2 ）计算液压缸内径 D和活塞杆直径 d。由负载图知最大负载 F 为
6、377500N，按表 2 取 p2 可不计 , 考虑到快进，快退速度相等，取 d/D=0.7D=4Fw/p1cm1/2=0.141 (m)根据手册查表取液压缸内径直径D=140（mm）活塞杆直径系列取d=100（ mm）4取液压缸的 D 和 d 分别为 140mm和 100mm。按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度AQmin/Vmin=0.05x1000/3=16.7(cm2)液压缸节流腔有效工作面积选取液压缸有杆腔的实际面积，即A2=（ D2d2）/4=3.14 （ 14021002）/4 =75.36 cm2A1= 2A2=157.3 cm2满足不等式，所以液压缸能达到所需低速。根据上述
7、 D 和 d 的值，可估算出液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率，如表 2 所示，并据此绘出工况图如图 4-2 所示。表 2液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值液压缸工况负载 F回油腔压输入流进油腔压输入功计 算公 式（ N ）力量 q( ?力率 P(kw)p2(MPa)/s)p1(MPa)快启动3000004.269P1=(F/ )+A2P/(A1-A2)进（加速28438P1+p4.062q=(A1-A2)v1差P=p1q(动275000.58883.9372.318恒速p=0.3Mpa)）P1=(F/ )+p2A2 /A1工进3775000.60.010325.850.266q=
8、A1v2P=p1q启动3000004.15P1=(F/ )+p2A1 /A2快284380.65.16q=A2v3退加速P=p1q恒速275000.56525.032.843注：液压缸的机械效率取m=0.9（2）确定液压泵的流量，压力和选择泵的规格1）泵的工作压力的确定考虑到正常工作中进油管有一定的压力损失，所以泵的工作压力为PpP1p式中， Pp液压泵最大工作压力；P1执行元件最大工作压力；5p 进油管路中的压力损失，简单系统可取 0.20.5Mpa。故可取压力损失 P1=0.5Mpa25+0.5=25.5MPa上述计算所得的 Pp 是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过度阶段出现的动态
9、压力往往超出静态压力， 另外考虑到一定的压力储备量， 并确保泵的寿命，因此选泵的压力值 Pa 应为 Pa 1.25Pp-1.6Pp因此 Pa=1.25Pp=1.25 25.5=31.875MPa图 4-22）泵的流量确定 ,液压泵的最大流量应为QKL （ Q）max油液的泄漏系数 KL=1.2故 Qp=KL （ Q） max=1.2 35.33=42.39L/min3）选择液压泵的规格根据以上计算的Pa和 Qp 查阅相关手册现选用IGP5-032 型的内啮合齿轮泵，nmax= 3000 r/minnmin=400r/min6额定压力 p0=31.5Mpa，每转排量q=33.1L/r，容积效率v
10、 =85%，总效率=0.7.4）与液压泵匹配的电动机选定首先分别算出快进与工进两种不同工况时的功率， 取两者较大值作为选择电动机规格的依据。 由于在慢进时泵输出的流量减小， 泵的效率急剧降低， 一般在流量在 0.2 1L/min 范围内时，可取 0.030.14.同时还应该注意到，为了使所选择的电动机在经过泵的流量特性曲线最大功率时不至停转， 需进行演算，即PaQp/Pd ,式中，Pd所选电动机额定功率； Pb内啮合齿轮泵的限定压力；Qp压力为 Pb 时，泵的输出流量。快进时所需电机功率为：P 电机 =P/ =3.31kw工进时所需电机功率为：P 工进 =4.06 kw查阅电动机产品样本， 选用 Y132S1-2 型电动机，其额定功率为5.5KW ，额定转速为2900r/min 。4.4 液压阀的选择根据所拟定的液压系统图，按通过各元件的最大流量来选择液压元件的规格。选定的液压元件如表所示：序元件名称最大流量最大工作压型号选择号（L/min力（ Mpa）1滤油器72.4XU-D32X100 XU-D32X1002液压泵49.6345IGP5-323三位四通电磁阀60.32534YF30-E20B4单向调速阀3040ADTL-105二位三通电磁阀60.323YF3B-E20B6单向阀18-150031.5SA107压力表开关35KF-288溢流阀6316YF3-E10B7
