1、液壓傳動課程設計學校： 徐 州 工 程 學 院班級： 0 8機制姓名： 吳明寬 張建明指導老師： 張 元 越目 錄一 設計目的及內容·······································

2、············2二 液壓機與液壓系統的工況分析···································&#

3、183;3三 工作原理················································&

4、#183;·········5四 確定液壓缸參數······································

5、83;············8五 液壓元、輔件的選擇···································

6、83;··········11六 液壓系統主要性能驗算·····································&

7、#183;·····15七 設計心得···········································

8、;···············18八 參考文獻·································

9、83;························19一 設計目的及內容1.設計目的液壓傳動課程設計是機械設計制造及其自動化專業的主要專業基礎課和必修課，是在完成液壓與氣壓傳動課程理論教學以后所進行的重要實踐教學環節。學生通過課程設計對所學內容能夠靈活掌握，融會貫通，并獲得綜合運用所學知識進行液壓系統設計的基本能力。通過課程設計，學生應達到以下目的：1.

10、鞏固和深化已學的液壓傳動的理論知識，掌握液壓系統設計計算的一般方法和步驟；2.鍛煉機械制圖、結構設計和工程運算的能力；3.熟悉液壓缸的結構設計以及液壓元件的選擇方法；4.學會使用有關國家標準、液壓手冊及產品樣本等有關技術資料。2.設計內容設計一臺多用途大臺面液壓機液壓系統，適用于可塑材料的壓制工藝，如沖壓、彎曲翻邊、落板拉伸等。要求該機的控制方式：用按鈕集中控制，可實現調整，手動和半自動，自動控制。要求該機的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據工藝要求進行調整。主缸工作循環為：快降、工作行程、保壓、回程、空懸。頂出缸工作循環為：頂出、頂出回程（或浮動壓邊）。3.設計參數最大

11、壓制力：8100（kn） 活動橫梁空載最大下行速度：100（mm/s）活動橫梁最大行程：800（mm） 活動橫梁工作時最大速度：8（mm/s） 活動橫梁最大回程速度：35（mm/s） 回程力：520（kn）頂出力：300（kn） 頂出回程力：215（kn）拉伸時壓邊壓力：340（kn） 頂出活塞最大行程：250（mm）頂出活塞最大速度：65（mm/s） 頂出活塞最大退回速度：95（mm/s）二 液壓機與液壓系統的工況分析1.選取參數取動摩擦系數fd=0.1 ，靜摩擦系數fj=0.2 ，缸=0.9 ， v快=100mm/s ， v工=8mm/s，令起動時間不超過0.2秒； 選取工作壓力f=250

12、00n(按負載20000-30000計算得)； 選取p=20-25mpa 取p1=25mpa。2.計算外載荷2.1 工作負載: 工件的壓制抗力即為工作負載：ft= 8100kn 2.2 摩擦阻力： 靜摩擦阻力： ffs=fjg 動摩擦阻力： ffd=fdg 2.3 慣性負載： fm fb 自重： g=mg2.4 液壓缸在各工作階段的負載值：其中： 液壓缸的機械效率，一般取=0.9-0.97。工況負載組成推力 f/ 3.繪制液壓缸速度循環圖、負載圖 速度循環圖 負載圖三 工作原理a、啟動：電磁鐵全斷電，主泵卸荷。 主泵（恒功率輸出）電液換向閥9的m型中位電液換向閥21的k型中位tb、液壓缸16活

13、塞快速下行： 2ya、5ya通電，電液換向閥9右位工作，道通控制油路經電磁換向閥18，打開液控單向閥19，接通液壓缸16下腔與液控單向閥19的通道。 進油路：主泵（恒功率輸出）電液換向閥9單向閥11液壓缸16上腔回油路：液壓缸16下腔電液換向閥9電液換向閥21的k型中位t液壓缸活塞依靠重力快速下行：大氣壓油吸入閥13液壓缸16上腔的負壓空腔c、液壓缸16活塞接觸工件，開始慢速下行（增壓下行）：液壓缸活塞碰行程開關2xk使5ya斷電，切斷液壓缸16下腔經液控單向閥19快速回油通路，上腔壓力升高，同時切斷（大氣壓油吸入閥13上液壓缸16上腔）吸油路。進油路：主泵（恒功率輸出）電液換向閥9單向閥11

14、液壓缸16上腔回油路：液壓缸16下腔順序閥17電液換向閥9電液換向閥21的k型中位td、保壓：液壓缸16上腔壓力升高達到預調壓力，電接觸壓力表12發出信息，2ya斷電，液壓缸16進口油路切斷，(單向閥11 和吸入閥13的高密封性能確保液壓缸16活塞對工件保壓，利用液壓缸16上腔壓力很高，推動液動換向閥14下移，打開外控順序閥15，防止控制油路使吸入閥1誤動而造成液壓缸16上腔卸荷) 當液壓缸16上腔壓力降低到低于電接觸壓力表12調定壓力，電接觸壓力表12又會使2ya通電，動力系統又會再次向液壓缸16上腔供應壓力油。主泵（恒功率輸出）主泵電液換向閥9的m型中位電液換向閥21的k型中位t，主泵卸荷

15、 。e、保壓結束、液壓缸16上腔卸荷后：保壓時間到位，時間繼電器發出信息， 1ya通電（2ta斷電），液壓缸16上腔壓力很高，推動液動換向閥14下移，打開外控順序閥15，主泵1電液壓換向閥9的大部分油液經外控順序閥15流回油箱，壓力不足以立即打開吸入閥13通油箱的通道，只能先打開吸入閥13的卸荷閥（或叫卸荷閥的卸荷口），實現液壓缸16上腔（只有極小部分油液經卸荷閥口回油箱）先卸荷，后通油箱的順序動作，此時：主泵1大部分油液電液壓換向閥9外控順序閥15tf、液壓缸16活塞快速上行： 液壓缸16上腔卸壓達到吸入閥13開啟的壓力值時，液動換向閥14復位，外控制順序閥15關閉，切斷主泵1大部分油液電液

16、換向閥9外控順序閥15t的油路，實現：進油路：主泵1電液換向閥9液控單向閥19液壓缸16下腔回油路：液壓缸16上腔吸入閥13tg、頂出工件：液壓缸16活塞快速上行到位，碰行程開關1xk，1ya斷電，電液換向閥9復位，4ya通電，電液換向閥21右位工作進油路：主泵1電液換向閥9的m型中位電液換向閥21液壓缸20下腔回油路：液壓缸20上腔電液換向閥21th、頂出活塞退回：3ya通電，4ya斷電，電液換向閥21左位工作進油路：主泵1電液換向閥9的m型中位電液換向閥21液壓缸20有桿腔回油路：液壓缸20無桿腔電液換向閥21tk、壓邊浮動拉伸：薄板拉伸時，要求頂出液壓缸20無桿腔保持一定的壓力，以便液壓

17、缸20活塞能隨液壓缸16活塞驅動動模一同下行對薄板進行拉伸，4ya通電，電液壓換向閥21右位工作，6ya通電，電磁閥24工作，溢流閥25調節液壓缸20無桿腔油墊工作壓力。進油路：主泵1電液換向閥9的m型中位電液換向閥21液壓缸20無桿腔吸油路：大氣壓油電液壓換向閥21填補液壓缸20有桿腔的負壓空腔四 確定液壓缸參數1.初選液壓缸工作壓力按照液壓缸工作時的作用力f工參考課本270頁表91，初定工作壓力p1=2025mpa ,取p1=25mpa；選用a1/2=a2差動液壓缸.2.計算液壓缸結構尺寸主缸的內徑:根據gb/t23481993，取標準值d主 =630mm活塞桿直徑:根據gb/t23481

18、993，取標準值則有液壓缸各部分面積如下： 3.主缸的壓制力4.實際回程=725kn5.頂出缸的內徑 根據gb/t23481993，取標準值m根據gb/t23481993，取標準值6.頂出缸的面積 7.頂出缸的頂出力 8.頂出缸的回程力= 9.頂出液壓缸的工作壓力和回程工作壓力：pa pa10. 液壓缸運動中供油量(1)快速空行 (2)工作進程進出油量(3)主缸回程(4)頂出缸進排油量 頂出行程 頂出缸退回 五 液壓元、輔件的選擇5.1液壓元件的選擇1.液壓系統快速空程供油方式：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，形成負壓空腔，通過吸入閥從油箱吸油，同時使液

19、壓系統規格降低檔次。2.選定液壓泵的流量及規格：設計的液壓系統最高工作壓力主液壓缸工作行程，主液壓缸的無桿腔進油量為：3.主液壓缸的有桿腔進油量為：4.頂出液壓缸頂出行程的無桿腔進油量為：設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（）工件頂出后不需要高壓。主液壓缸工作行程（即壓制）流量為29.46l/min,主液壓缸工作回程流量為4.56l/min,選用160bgy14-1b型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵。雖然在只有156l/min，主液壓缸活塞返回速度有所降低，在工作壓力為時，流量降低40%,仍可獲101l/min的流量，基本滿足主液壓缸工作回程4.56l/min、滿足工進流量29

20、.46l/min的進給設計要求。由于選用電液比例控制，獲節能高效效益。5.液壓泵的驅動功率及電動機的選擇：主液壓缸的壓制與頂出液壓缸的頂出工作壓力均為p=20×106pa；主液壓缸回程工作壓力為p=6.64×106pa頂出液壓缸退回行程工作壓力17.1×106pa，液壓系統允許短期過載，因此，快速進退選p=6.64×106pa,q=156l/min, 工進選p=25.12×106pa,q=101l/min,液壓泵的容積效率v=0.92，機械效率m=0.95，兩種工況電機驅動功率為：p工 > p快電動機允許短期過載，選取37kw的y250m

21、-6型電機。若設定工作壓力在（25-32）×106pa, 選取55kw的y280m-6型電機。液壓缸的壓制工作壓力為p=25.8mpa；液壓缸回程工作壓力為p=0.64mpa快速進退選p=2.88×106pa,q=250l/min, 工進選p=25.8×106pa,q=157.5l/min,液壓泵的容積效率v=0.92，機械效率m=0.95，兩種工況電機驅動功率為 （按等值功率計算： k電動機過載系數直流電動機k=1.82.5，若考慮到網絡電壓波動，一般取 k=1.52.0 取選取液壓泵的驅動電機，首先應考慮等值功率和運動循環動作階段的最大功率。本課題運動循環動最

22、大功率是終壓功率67.73/0.95×0.92=77.5kw，持續時間只有2秒鐘時間，不在電動機允許的短期過載范圍內，不能按等值功率計值的短期過載處理，也不能按運動循環選取250bgy14-1b型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵電動機的最大驅動功率，只能按短折算系數為1.7的短期過載設計，選取45kwy280m-2型交流異步電動機驅動液壓泵。）查手冊選取y280m-6型電機,其額定功率為37kw。5.2液壓輔件的選擇1、根據系統的工作壓力和通過各元、輔件的實際流量，選擇的元、輔件的規格如下表所示。 序號元件名稱 實際流量規格備注 1斜盤式軸向柱塞泵160l/min160bgy14-1b

23、2齒輪泵10l/mincb-1055kw 3電動機y250m-6 4濾油器 250l/minwu250×180f 5電液比例溢流閥 160l/minyf-b20h 6直動式溢流閥10l/miny-hb6f 7三位四通電液換向閥160l/min34bym-h20-t 8單向閥160l/mindf-b20k3 9電接觸壓力表kf-l8/30e 10外控順序閥160l/minx4f-b20f-y 11液控單向閥600l/min自制 12二位三通電磁換向閥10l/min23d-10b 13液控單向閥160l/mindfy-b20h2 14內控外泄式順序閥160l/minx4f-b20f-y1

24、 15主液壓缸外購 16頂出液壓缸外購 17三位四通電液換向閥160l/min34byk-h20-t 18阻尼器25l/min自制 19二位二通電磁換向閥25l/min22d-10b 20先導式溢流閥160l/minyf-b20h 21直動式溢流閥25l/min22行程開關y-hb6f外購3個2、油箱容量：按經驗公式計算油箱容量 上油箱容積：下油箱容積： 液壓缸流量表 動作順序 流進 l/min流出l/min主液壓缸快速下行160+694=754 271.2工作行程 101 36.4回程 160 444.8頂出液壓缸頂出行程 101 61.8退回行程 160 261.5六 液壓系統主要性能驗算

25、6.1系統壓力損失計算管道直徑按選定元件的接口尺寸確定為d=20mm,進、回油管長度都定為l=2m,油液的運動粘度取,油液的密度取。1、判斷流動狀態進、回油管路中所通過的流量以快退時回油量q=444.8l/min為最大，由雷諾數 可知因為re2300,故各工況下的進、回油路中油液的流動狀態為紊流。2、計算系統壓力損失由于工進時，油路流量少，可忽略不計；以下只計算快進時的系統壓力損失。a、進油路中的壓力損失快進時油液在管道中的流速為a、計算沿程壓力損失p=b、局部壓力損失按經驗公式計算p1=0.1p=c、閥類元件產生的局部壓力損失根據公式 ，其中為額定壓力損失，由手冊查得電液換向閥9、21單向閥

26、11、行程閥26的額定壓力損失均為，q為實際流量，為標準流量。p進=p+p1+b、回油路中的壓力損失回油路中油液的流速為回油路的雷諾數為沿程壓力損失為p=局部壓力損失為p1=0.1p沿=閥類元件損失為p閥=p回=p+p1+p閥=c、快進的總的壓力損失p總=p進+p回=p總小于工進壓力損失設定值p1，壓力損失校驗合格。6.2系統效率計算在一個工作循環周期中，工進時間最長，因此，用工進時的效率來代表整個循環的效率。1、計算回路效率按公式來計算，其中和液壓缸的工作壓力和流量；、和每個液壓泵的工作壓力和流量；大流量泵的工作壓力就該泵通過順序閥17卸荷時產生的壓力損失，因此它的的值為工進時，液壓缸回油腔的壓力為p2=1mpa，進油腔的壓力為p1=小流量泵在工進時的工作壓力，等于液壓缸工作腔壓力加上進油路上的壓力損失，即=則回路效率為2、計算系統效率取雙聯葉片泵的總效率泵=0.70，液壓缸的總效率缸=0.90，則系統效率為=泵缸 =0.70.90.35=0.226.3系統發熱與升溫計算系統發熱計算和系統效率計算同樣原因，也只考慮工進階段。工進