1、-. z. . . . . 資料. . .液壓課程設計 課程名稱 液壓傳動題目名稱 簡易注塑機液壓系統設計學生學院 機電學院 專業班級學 號學生* 指導教師2015年 1 月 18日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc278443079一、設計要求和概述3HYPERLINK l _Toc2784430801.1設計任務：3HYPERLINK l _Toc278443081動作參數3HYPERLINK l _Toc2784430821.2 設計要求說明3HYPERLINK l _Toc2784430831.2.1 液壓系統設計3HYPERLINK l _Toc2

2、784430841.2.2 液壓裝置構造設計3HYPERLINK l _Toc2784430851.2.3 繪制工程圖、編寫設計說明書4HYPERLINK l _Toc278443086二、擬定液壓系統原理圖4HYPERLINK l _Toc2784430872.1 確定供油方式4HYPERLINK l _Toc2784430882.2 調速方式的選擇4HYPERLINK l _Toc2784430892.3 速度換接方式的選擇4HYPERLINK l _Toc2784430902.4 液壓系統原理圖5HYPERLINK l _Toc2784430912.5 系統工作原理5HYPERLINK

3、l _Toc2784430922.6 電磁鐵動作順序表6HYPERLINK l _Toc278443093三、液壓系統的計算和選擇液壓元件6HYPERLINK l _Toc2784430943.1 液壓執行元件主要尺寸確實定6HYPERLINK l _Toc2784430953.1.1 工作壓力P確實定6HYPERLINK l _Toc2784430963.1.3 計算注塑液壓缸內徑圓D和活塞直徑d7HYPERLINK l _Toc2784430973.1.4 計算在各工作階段液壓缸所需的流量8HYPERLINK l _Toc2784430983.2.2 泵的流量確定9HYPERLINK l

4、_Toc2784430993.2.3 選擇液壓泵的規格 PAGEREF _Toc278443099 h 10HYPERLINK l _Toc2784431003.2.4 與液壓泵匹配的電動機的選定 PAGEREF _Toc278443100 h 11HYPERLINK l _Toc2784431013.3 液壓閥的選擇 PAGEREF _Toc278443101 h 12HYPERLINK l _Toc2784431023.4 確定管道尺寸 PAGEREF _Toc278443102 h 13HYPERLINK l _Toc2784431033.5 液壓油箱容積確實定 PAGEREF _Toc

5、278443103 h 13HYPERLINK l _Toc278443104四、液壓系統的驗算 PAGEREF _Toc278443104 h 13HYPERLINK l _Toc2784431054.1 壓力損失的驗算 PAGEREF _Toc278443105 h 13HYPERLINK l _Toc2784431064.1.1 進油路壓力損失 PAGEREF _Toc278443106 h 13HYPERLINK l _Toc2784431074.1.2 回油路的壓力損失 PAGEREF _Toc278443107 h 14HYPERLINK l _Toc2784431084.1.3

6、泵出口的壓力Pp PAGEREF _Toc278443108 h 15HYPERLINK l _Toc2784431094.2系統溫升的驗算 PAGEREF _Toc278443109 h 16HYPERLINK l _Toc278443111五、集成塊設計 PAGEREF _Toc278443111 h 17HYPERLINK l _Toc278443112集成塊油路圖設計，如圖 PAGEREF _Toc278443112 h 17HYPERLINK l _Toc278443113設計過程如下： PAGEREF _Toc278443113 h 17HYPERLINK l _Toc278443

7、1145.3.1 制做液壓元件樣板 PAGEREF _Toc278443114 h 17HYPERLINK l _Toc2784431155.3.2 決定通道的孔徑 PAGEREF _Toc278443115 h 18HYPERLINK l _Toc2784431165.3.3 集成塊上液壓元件的布置 PAGEREF _Toc278443116 h 18HYPERLINK l _Toc2784431175.3.4 集成塊上液壓元件布置程序 PAGEREF _Toc278443117 h 18HYPERLINK l _Toc2784431185.4 集成塊閉合模模塊零件圖的繪制 PAGEREF

8、_Toc278443118 h 18HYPERLINK l _Toc278443119開閉模模塊集成單元設計195.5HYPERLINK l _Toc278443119課程設計心得205.6HYPERLINK l _Toc278443119參考文獻 PAGEREF _Toc278443119 h 21一、 設計要求和概述1.1設計任務：動作參數設計一臺簡易注塑機液壓系統，動作順序如下：1 模運動缸前進，閉模，行程L1，負載力F1，速度V1。2 注射缸前進，注射，行程L2，負載力F2，速度V2。3 塑化液壓馬達轉動，塑化，注射缸自動退回，負載扭矩T，轉速N。4 模運動缸退回，開模設計參數如下：*

9、F1(T)F2(T)T(m.N)V1(mm/s)V2(mm/s)N r/sL1(mm)L2(mm) 63018380402048001801.2 設計要求說明 液壓系統設計 根據設備的用途、特點和要求，利用液壓傳動的根本原理進展工況分析，擬定合理液壓系統原理圖，電磁鐵通斷表，再經過必要的計算確定液壓有關參數，然后按照所得參數選擇液壓元件、相關設備的規格型號。 液壓裝置構造設計 液壓裝置包括集成塊、液壓站等，進展構造設計時應考慮元件布局合理、緊湊、美觀、外連管道少，裝卸、調試方便，集成塊中的油路盡可能簡單、短、穿插少，加工容易、加工工作量盡可能少。 繪制工程圖、編寫設計說明書繪制液壓系統原理圖1

10、份A4；集成塊集成油路圖1份A4，同組一樣)；集成塊零件圖1份A3，同組不同；編寫設計說明書包含的實驗驗證內容同組一樣。二、擬定液壓系統原理圖2.1 確定供油方式考慮到該注塑機在工作時負載較大，泵源系統宜選用壓力較大的柱塞泵供油。本設計中采用斜盤式軸向柱塞定量泵。2.2 調速方式的選擇在本次設計的簡易注塑機的液壓系統中，執行元件的工作負載變化不大，速度的調節可采用節流閥調速。快速和慢速閉模的調節可通過一個兩位兩通的電磁換向閥的通斷來調節。2.3 速度換接方式的選擇本系統用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是構造簡單、調節行程比擬方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩性較差。假設要提高系統的換接

11、平穩性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。2.4 液壓系統原理圖2.5 系統工作原理第一步，啟動液壓泵，8YA得電，系統處于調壓狀態，手動控制1YA得電，換向閥6工作在左位，開閉模液壓缸無桿腔進油，開閉模液壓缸工作，進展快速閉模。第二步，碰到行程開關1，7YA得電，系統轉為慢速閉模。第三步，碰到行程開頭2，1YA、7YA失電，同時3YA得電，注塑液壓缸無桿腔進油，注塑液壓缸前進，進展注塑。第四步，碰到行程開頭3，3YA失電，同時5YA得電，轉動液壓馬達工作，塑化。第五步，時間繼電器計時到，5YA失電，同時4YA得電，注塑液壓缸有桿腔進油，注塑缸退回。第六步，碰到行程開關4，3YA失電，同時2Y

12、A得電，開閉模液壓缸退回，進展快速開模。2.6 電磁鐵動作順序表1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA快速閉模+慢速閉模+注塑-+馬達轉動+-+注塑缸退回+慢速開模-+停頓三、液壓系統的計算和選擇液壓元件3.1 液壓執行元件主要尺寸確實定 工作壓力P確實定工作壓力P可以根據負載大小以及機器的類型來初步確定，參考教材液壓與氣壓傳動P171表8-1，初選液壓缸的工作壓力為P1=22MPa。 計算開閉模液壓缸內徑圓D和活塞直徑d由負載圖知道最大負載F為300KN，參考液壓系統設計簡明手冊P10表2-2，可取背壓力P2為0.5MP，液壓缸的機械效率cm為0.950.90.97，考慮到快進、快

13、退速度相等，取d/D=0.71液壓與氣壓傳動P173表8-5。由液壓系統設計簡明手冊P11式2-3可知，則 由機械設計手冊5P105表8、表9，將液壓缸內徑圓取整為標準系列直徑D=140mm，桿直徑d，按d/D=0.71，活塞桿直徑系列取d=100mm。液壓缸有桿腔面積為液壓缸有桿腔面積為 計算注塑液壓缸內徑圓D和活塞直徑d由負載圖知道最大負載F為180KN，參考機械設計手冊5P104表5，可取背壓力P2為0.6MP，cm為0.95，考慮到快進、快退速度相等，按液壓缸工作壓力選取取d/D=0.7。由機械設計手冊5P105式37.5-18可知，則 由機械設計手冊5P105表8、表9，將液壓缸內徑

14、圓取整為標準系列直徑，桿直徑，按，活塞桿直徑系列取。液壓缸無桿腔面積為液壓缸有桿腔面積為 計算在各工作階段液壓缸所需的流量閉模液壓缸所需的流量：注塑液壓缸所需的流量： 計算液壓馬達所需流量轉動液壓馬達排量:液壓馬達所需流量： 確定液壓缸的流量、壓力和選擇泵的規格泵的工作壓力確實定液壓缸的實際最大工作壓力取決于開閉模液壓缸，故：考慮到正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為式中： 泵的最大工作壓力；執行元件最大工作壓力；進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統可取0.20.5MPa，復雜系統取0.51.5 MPa，本設計中取0.5MPa，所以有：=20.7+0.5MPa=21.2MPa

15、上述計算所得的是系統的靜態壓力，考慮到系統在各種工況的進度階段出現的動態壓力往往超過靜態壓力。另外考慮到一定的壓力儲存量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力應滿足本設計取，本設計中Pn取28MPa。3.2.2 泵的流量確定液壓泵的最大流量應為式中： -液壓泵的最大流量；同時動作的各執行元件所需要流量之和的最大值。如果這時溢流閥正在進展工作，尚須加溢流閥的最小溢流量23L/min；系統泄露系數，一般取=1.11.3，現取=1.2。3.2.3 選擇液壓泵的規格根據以上算得的和，根據液壓設計手冊5先選用*B-F40(*M)斜盤式軸向柱塞定量泵該泵的根本參數為：型號: *B-F40(*M)變量型式:

16、定量排量mL/r: 40壓力/MPa|額定: 21壓力/MPa|最高: 28轉速r/min|額定: 2500轉速r/min|最高: 4000驅動功率/kW: 41轉矩/Nm: 120容積效率(%): 93重量/kg: 293.2.4 與液壓泵匹配的電動機的選定電動機所需的功率為選Y160L-2型電機，額定功率18.5 kW，額定轉速為2930 r/min。3.3 液壓閥的選擇本液壓系統可采用力士樂系統或GE系列的閥。本設計方案中均選用GE系列閥。根據所擬定的液壓系統圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規格。選定的液壓元件如表4-2所示。表42液壓元件明細表序號元件名稱通過最大流量L/mi

17、n規格型號額定流量(L/min)額定壓力(MPa)1濾油器 66ZU-H10010S100322液壓泵 72.663MCY14-1B94.5323三位四通換向閥 60.64WE-10-E10031.54二位二通換向閥 30.24WE-6-E6031.55節流閥 26.76SRC-G-034031.5 6三位四通換向閥 60.64WE-10-E10031.57直控單向順序閥26.76HC-T-03-M-150218液壓馬達26.769溢流閥26.7DBDS8P6431.510單向節流閥72.6ALF3-E10B100203.4 確定管道尺寸油管內徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按

18、管路允許流速進展計算。壓油管的允許流速取v=4m/s，閉合模液壓缸所接的管道直徑為注塑機液壓缸所接的管道直徑為統一取油管的內徑d為20mm。吸油管同樣可按上式計算，吸油管的速度一般取1m/s以下取吸油管內徑d為45mm。3.5 液壓油箱容積確實定本次設計的壓液壓系統中，取經歷系數=6，得系統油箱容量V=qpn=6*44.6=267.6L現選用規格為BE*-250的帶支撐腳的矩形油箱油箱，容量為442L。四、液壓系統的驗算現取進、回油管長l=2m.選用L-HL32液壓油，考慮油的最低溫度為15，查得15時該液壓油的運動粘度v=150cst=1.5/s，油的密度=920kg/。4.1 壓力損失的驗

19、算4.1.1 進油路壓力損失工作時的最大流量為1.21，則液壓油在管內流速v1為由文獻2，18可知，管道流動雷諾數Re1為 5-1則 Re12300，可見油液在管道內流態為層流,其沿程阻力系數1=80/Re1=75/513.3=0.146。進油管道BC的沿程壓力損失p1-1為查得換向閥4WE10E的壓力損失=0.3MPa局部壓力損失 局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失p2，以及通過控制閥的局部壓力損失p3。其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要計算通過控制閥的局部壓力損失。由所給出的原理圖可得液壓油從泵出口到注射缸進油口，要經過電液換向閥6及單向節流閥7 單向節流

20、閥7的額定流量為100L/min，額定壓力損失為0.2MPa。電液換向閥2的額定流量為100L/min，額定壓力損失0.3 MPa。通過各閥的局部壓力損失之和為4.1.2 回油路的壓力損失由于選用單活塞桿液壓缸，且液壓有杠腔的工作面積為無杠腔的工作面積的約二分之一，則回油管道的流量為進油管道的二分之一，則v2=v1/2=1.51m/s2=75/Re2=75/453=0.1661回油管道的沿程壓力損失為p2-1為：2局部壓力損失 局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失p2，以及通過控制閥的局部壓力損失p3。其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要計算通過控制閥的局部壓力損

21、失。 由所給出的原理圖可得液壓油從注射缸出油口到回油槽，要經過及單向順節流閥7，電液換向閥5電液換向閥6，濾油器1 單向節流閥7的額定流量為100L/min，額定壓力損失為0.2MPa。電液換向閥5的額定流量為100L/min，額定壓力損失0.3 MPa。電液換向閥6的額定流量為100L/min，額定壓力損失0.3 MPa。通過各閥的局部壓力損失之和為 回油路總壓力損失p2為4.1.3 泵出口的壓力PpPp=4.2系統溫升的驗算 在整個工作循環中，考慮整個循環都是快速閉模時的發熱量。當v=50mm/s時 此時泵的效率為0.85，泵的出口壓力為26.44MPa，則此時的功率損失為假定系統的散熱狀

22、況一般，取K=15W/(m.C)，油箱的散熱面積A為 ：系統的溫升為：設環境溫度T2=25度驗算說明系統的溫升在許可*圍內。五、集成塊設計集成塊油路圖設計，如圖設計過程如下：5.3.1 制做液壓元件樣板制作液壓元件樣板。根據產品樣本，對照實物繪制液壓元件頂視圖輪廓尺寸，虛線繪出液壓元件底面各油口位置的尺寸，依照輪廓線剪下來，便于工作是液壓元件樣板。假設產品樣本與實物有出入，則以實物為準。假設產品樣本中的液壓元件配有底板，則樣板可按底板所提供的尺寸來制做。假設沒有底板，則要注意，有的樣本中提供的是元件的府視圖，做樣板時應把產品樣本中的圖翻轉180。5.3.2 決定通道的孔徑集成塊上的公用通道，即

23、壓力油孔P，回油孔T，泄漏孔L及四個安裝孔。壓力油孔由液壓泵流量決定，回油孔一般不得小于壓力油孔。直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規格確定。孔與孔之間的連接孔即工藝孔用螺塞在集成塊外表堵死。與液壓油管連接的液壓沒孔可采用米制細牙螺紋或英制管螺紋。本設計中采用的是米制細牙螺紋。5.3.3 集成塊上液壓元件的布置把做好的液壓元件樣板放在集成塊各視圖上進展布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板應以連接板為準。 電滋閥應布置在集成塊的前，后布，要防止電磁換向閥兩端的電磁鐵與其它局部相碰。液壓元件的布置應以在集成塊上加工的孔最少為好。孔道相通的液壓元件盡可能布置在同一水平面，或在直徑D的*圍內，否則要鉆垂直中間油孔，不通孔道之間的最小壁厚H必須進展強度校核。 液壓元件在水平面上的孔道假設與公共油孔相通，則應盡可能地布置在同一垂直位軒或在直徑D*圍，否則要鉆中間孔道，集成塊前后與左右連接的孔道應互相垂直，不然也要鉆中間孔道。設計專用集成塊時，要注意其高度應比裝在其上的液壓元件的最大橫向尺寸大2mm，以防止上下集成塊上的液壓元件相碰，影響集成塊緊固。5.3.4 集成塊上液壓元件布置程序電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要防止電磁換向閥的固定螺孔與閥