YA32—200型四柱式萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計含5張CAD圖

YA32—200型四柱式萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計含5張CAD圖,ya32,型四柱式,萬能,液壓機(jī),液壓,系統(tǒng),設(shè)計,cad 外文資料 In hydraulic system installment contamination control Paper abstract：The hydraulic system pollution is a hydraulic pressure breakdown main reason, after in order to guarantee the installment the hydraulic system to be able the security, the reliable movement, in view of the hydraulic system installment proposed a series of concrete measures, achieve in the construction process contamination control 1 Outline The technology of hydraulic transmission gets swift and violent development after emerging in the 18th century. Today, the apparatus of hydraulic transmission is widely used in all trades and professions, reflect on the modernized large-scale production line particularly abundantly. The steel hot-rolled H section steel production line of horse, the volume 54 kL of the hydraulic fuel tank, 38 hydraulic motors, of different specifications hydraulic jar up to 717, only the hydraulic pipeline is as long as more than 20,000 meters. The technology of hydraulic transmission has its advantage that can't be compared, this is the main reason that it can develop rapidly , meanwhile, the apparatus of hydraulic transmission has its fragiles aspects, among them the ability to resist pollution is low is an outstanding weakness . According to the records of relevant materials, the hydraulic trouble has 70- 8 to cause by the pollution of fluid. It must keep the systematic cleanness to guarantee the normal , reliable operation of the hydraulic system. 2 Danger and reason that the system pollutes Pollutant sneak into behind the system can accelerate hydraulic wearing and tearing of part , grind , decrease , burn even destroy or cause the movements of the valve not to work or cause the noising. The pollutant will stop up the throttle hole of the hydraulic component or reduce expenditure in the chink , change the working performance of the hydraulic system, cause movements to lack proper care even not work at all, produce and act and cause the accident by mistake . The dust particle will accelerate the damage of the seal in the hydraulic jar, the superficial one is strained in the tube of jar, make it increase not to let out, thrust insufficient or movements are unstable, creep, the pace drop, produce unusual sound and vibration. Also may cause filter screen stop up, hydraulic pump suck oil to be difficult, go back oil to be smooth producing angry losing , vibration and noise, will puncture the filter screen because resistance is too big while stopping up seriously , totally lose the function of filtering, cause the hydraulic and systematic vicious circle. The reason why the system pollutes is numerous, according to producing mechanism in pollution, divided into 2 kinds: (1)Pollutant made , hidden in the installation in the system. (2)Pollution that is produced in the course of system work. Obviously, pollutant made , hidden in the installation of the system is mostly smear metal , burr , molding sand , coating , abradant , solid particle of welding dreg , rust one and dust etc., they relatively loud in danger in system, must strengthen management at this stage , control pollution, guarantee the hydraulic system after installing can run safly and reliably . 3 Pollution control in the hydraulic system is made and installed 3.1 Pollution control that the hydraulic part is processed The processing of the hydraulic part generally demands to adopt the law of " processes wetly ", all processing processes want , drip , add , lubricate liquid or cleaner , so as to ensure surface process quality. 3.2 Washing of hydraulic component , part Before the new hydraulic pressure one is assembled, the old hydraulic pressure one can be used through washing after being polluted, should accomplish the following several points in the cleaning process. 1)Hydraulic pressure pieces of disassembly and assembly , wash , should go on among clean room to accord with the national standard, if there is operating room of conditions that can be filled and pressed, make the indoor pressure higher than outdoors, prevent the atmospheric dust from polluting. If restrain terms from, should operate one to isolate alone even , seldom allow hydraulic pressure assembly one and machining of one sometimes in the same room among the pincers workers, forbid decomposing and assembling the hydraulic pressure one in the open , in warehouse of sometimes the shed , incidental absolutely . The hydraulic pressure of disassembly and assembly is a hour, attenbant should wear fiber difficult work clothes , work cap that come off, in case fiber, dust, hair, scurf,etc. scattered to fall into hydraulic system cause artificial to pollute. Forbid operating one and smoking , taking food inside. 2)The hydraulic pressure one should go on in washing the platform to wash special-purposly, if limited by the condition , guarantee cleanness degree of the temporary workingbench . 3)The cleaner allows to use the kerosene , petrol and use the same hydraulic oil of trade mark of oil with hydraulic system work. 4)The part after washing is forbidden to be polished with the cotton , flax , silk and chemical fibre manufactured goods, prevent the fiber coming off from polluting the system. Forbid with leather tiger to part blast air (leather tiger have dust particle ) too, can dry up the part with the clean and dry compressed air if necessary. 5)Part wash , forbid , put in land , cement ground , floor , pincers worker platform and assemble workingbench directly, and should put into container with cover , pour into the hydraulic oil . 6)Have already washed but the part that wouldn't be assembled should be put into and antirusted and saved in the oil, moist area and season especially should pay attention to antirusting. 3.3 Pollution control in a piece of transportation of hydraulic pressure In hydraulic component , package transportation , should pay attention to the dustproof , rain-proof , especially hydraulic pressure piece of marine transportation want , fight with rain-proof paper or plastic wrapping paper kind to pack to transport for long-distance, put right amount of desiccant , does not allow rainwater , sea water to be exposed to the hydraulic pressure one . Before casing and after unpacking , should check carefully whether the oil mouth is stopped up , stopped up firm with the stopper, to receive slight oil mouth of pollution take remedy in time , must decompose , wash to the hydraulic pressure one with serious pollution moreover. 3.4 The fuel tank refuels The fuel tank must be checked its internal cleanness degree before fuel-injection, the one not up to standard will be cleared up ; Cleanness degree that the fluid should be examined it before being joined; Must not allow to pour into the oil the fuel tank directly through filtering at the time of fuel-injection. 3.5 The system resumes After the system is pickled, developed, can link all components , pipelines on request the job return circuit . This course should pay special attention to being in charge of connecting and keeping a public place clean , finish joining , , try hard to avoid dismantling, should pay attention to , wrap up , well , guarantee , in charge of , connect with clean cloth if necessary , calibre pollute. 4 Summary Hydraulic systematic pollution control runs through in the whole construction course, require operators every step should consider the measure of keeping a public place clean , reduce system pollute , guarantee the hydraulic system after constructing can run safly , reliably to the greatest extent.  中文譯文 液壓系統(tǒng)安裝中的污染控制 論文摘要：液壓系統(tǒng)污染是液壓故障的一個主要原因，為了確保安裝后的液壓系統(tǒng)能夠安全、可靠運(yùn)行，針對液壓系統(tǒng)安裝提出一系列具體措施，以達(dá)到施工過程中的的污染控制。 1　概述 液壓傳動技術(shù)在18世紀(jì)誕生后即得到迅猛發(fā)展。今天，液壓傳動設(shè)備在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代化的大型生產(chǎn)線上體現(xiàn)得尤為充分。馬鋼熱軋H型鋼生產(chǎn)線，液壓油箱容積54 kL，液壓馬達(dá)38個，各種規(guī)格的液壓缸多達(dá)717個，僅液壓管線長達(dá)2萬多米。 　　液壓傳動技術(shù)有其不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，這是它得以迅猛發(fā)展的主要原因，與此同時，液壓傳動設(shè)備又有其脆弱的一面，其中抗污染能力低是突出的弱點(diǎn)。據(jù)有關(guān)資料記載，液壓故障有70%～80%是由油液污染導(dǎo)致的。要保證液壓系統(tǒng)正常、可靠的運(yùn)行，必須要保持系統(tǒng)的清潔。 2　系統(tǒng)污染的危害與原因 　　污染物混入系統(tǒng)后會加速液壓零件的磨損、研損、燒傷甚至破壞或者引起閥的動作失靈或者引起噪聲。污染物會堵塞液壓元件的節(jié)流孔或節(jié)流縫隙，改變液壓系統(tǒng)的工作性能，引起動作失調(diào)甚至完全失靈，產(chǎn)生誤動作造成事故。灰塵顆粒在液壓缸內(nèi)會加速密封件的損壞，缸筒內(nèi)表面的拉傷，使泄漏增大，推力不足或者動作不穩(wěn)定、爬行、速度下降，產(chǎn)生異常的聲響與振動。還可能引起濾網(wǎng)堵塞，液壓泵吸油困難，回油不暢而產(chǎn)生氣蝕、振動和噪聲，堵塞嚴(yán)重時會因阻力過大而將濾網(wǎng)擊穿，完全喪失過濾作用，造成液壓系統(tǒng)的惡性循環(huán)。 　　系統(tǒng)污染的原因很多，從污染產(chǎn)生機(jī)理來看，分為2種：(1) 制作、安裝過程中潛伏在系統(tǒng)內(nèi)部的污染物。(2) 系統(tǒng)工作過程中產(chǎn)生的污染。顯然，系統(tǒng)制作、安裝過程中潛伏的污染物多為切屑、毛刺、型砂、涂料、磨料、焊渣、銹片和灰塵等固體顆粒，它們對系統(tǒng)的危害比較大，必須在這一階段加強(qiáng)管理，控制污染，確保安裝后的液壓系統(tǒng)能夠安全可靠地運(yùn)行。 3　液壓系統(tǒng)制作、安裝中的污染控制 3.1　液壓零件加工的污染控制 液壓零件的加工一般要求采用“濕加工”法，即所有加工工序都要滴加潤滑液或清洗液，以確保表面加工質(zhì)量。 3.2　液壓元件、零件的清洗 新的液壓件組裝前，舊的液壓件受到污染后都必須經(jīng)過清洗方可使用，清洗過程中應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。 1) 液壓件拆裝、清洗應(yīng)在符合國家標(biāo)準(zhǔn)的凈化室中進(jìn)行，如有條件操作室最好能充壓，使室內(nèi)壓力高于室外，防止大氣灰塵污染。若受條件限制，也應(yīng)將操作間單獨(dú)隔離，一般不允許液壓件的裝配間和機(jī)械加工間或鉗工間處于同一室內(nèi)，絕對禁止在露天、棚子、雜物間或倉庫中分解和裝配液壓件。 拆裝液壓件時，操作人員應(yīng)穿戴纖維不易脫落的工作服、工作帽，以防纖維、灰塵、頭發(fā)、皮屑等散落入液壓系統(tǒng)造成人為污染。嚴(yán)禁在操作間內(nèi)吸煙、進(jìn)食。 2) 液壓件清洗應(yīng)在專用清洗臺上進(jìn)行，若受條件限制，也要確保臨時工作臺的清潔度。 3) 清洗液允許使用煤油、汽油以及和液壓系統(tǒng)工作用油牌號相同的液壓油。 　　4) 清洗后的零件不準(zhǔn)用棉、麻、絲和化纖織品擦拭，防止脫落的纖維污染系統(tǒng)。也不準(zhǔn)用皮老虎向零件鼓風(fēng)(皮老虎內(nèi)部帶有灰塵顆粒)，必要時可以用潔凈干燥的壓縮空氣吹干零件。 　　5) 清洗后的零件不準(zhǔn)直接放在土地、水泥地、地板、鉗工臺和裝配工作臺上，而應(yīng)該放入帶蓋子的容器內(nèi)，并注入液壓油。 　　6) 已清洗過但暫不裝配的零件應(yīng)放入防銹油中保存，潮濕的地區(qū)和季節(jié)尤其要注意防銹。 ??? 3.3液壓件運(yùn)輸中的污染控制 　　液壓元件、組件運(yùn)輸中，應(yīng)注意防塵、防雨，對長途運(yùn)輸特別是海上運(yùn)輸?shù)囊簤杭欢ㄒ梅烙昙埢蛩芰习b紙打好包裝，放入適量的干燥劑，不允許雨水、海水接觸液壓件。裝箱前和開箱后，應(yīng)仔細(xì)檢查所有油口是否用塞子堵住、堵牢，對受到輕度污染的油口及時采取補(bǔ)救措施，對污染嚴(yán)重的液壓件必須再次分解、清洗。 3.4　油箱加油 油箱注油前必須檢查其內(nèi)部的清潔度，不合格的要進(jìn)行清理；油液加入前要檢驗(yàn)它的清潔度；注油時必須經(jīng)過過濾，不允許將油直接注入油箱。 3.5 系統(tǒng)恢復(fù) 系統(tǒng)酸洗、沖洗后，即可將所有元件、管道按要求連成工作回路。此過程要特別注意管接頭保潔，連接完畢后，盡量避免拆卸，必要時要注意用干凈的布包扎好，確保管接頭、管口不受污染。 4　總結(jié) 液壓系統(tǒng)污染控制貫穿于整個施工過程，要求操作者每一步都要考慮到保潔措施，最大限度降低系統(tǒng)污染，確保施工后的液壓系統(tǒng)能夠安全、可靠地運(yùn)行。 YA32—200型四柱式萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計 摘要 本設(shè)計著重介紹液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計和計算.在設(shè)計過程中主要從三個方面考慮，首先對系統(tǒng)的工況進(jìn)行了全面的分析，然后根據(jù)分析結(jié)果擬訂液壓系統(tǒng)原理圖；其次對液壓元件進(jìn)行了合理選擇，并根據(jù)所選元件的參數(shù)和要求對系統(tǒng)的發(fā)熱及系統(tǒng)壓力損失進(jìn)行了驗(yàn)算和校核；最后對液壓機(jī)的主缸進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計計算，并根據(jù)設(shè)計參數(shù)繪制其有關(guān)圖紙。 關(guān)鍵詞： 液壓系統(tǒng) 液壓缸 I YA32—200 universal hydraulic press design calculation Abstract Originally design and introduce design and calculation of the hydraulic transmission emphatically. Mainly consider from three respects in the course of designing , has carried on overall analysis to the operating mode of the system at first, then work out the hydraulic systematic principle picture according to the analysis result; Go on , choose rationally to hydraulic component secondly, require , generate heat to system according to parameter of component selected and systematic pressure loss go on checking computations and check; Calculate the detailed design to the master cylinder of the press of the liquid finally, and draw its relevant drawings according to the design parameter Key words: Hydraulics Hydraulic cylinder II 目錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 緒 論 1 第一章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 2 第一節(jié) 設(shè)計要求 2 一. 主要用途及規(guī)格 2 二. 主機(jī)結(jié)構(gòu)及組成 2 三. 設(shè)計技術(shù)參數(shù)及規(guī)格 2 四. 系統(tǒng)設(shè)計的其它要求 3 第二節(jié) 總體設(shè)計規(guī)劃，確定液壓機(jī)的執(zhí)行元件 3 第三節(jié) 明確載荷，繪制系統(tǒng)工況圖 4 一. 主缸 4 二. 輔助缸 6 三. 確定系統(tǒng)的工作壓力 7 四. 確定執(zhí)行元件的控制和調(diào)速方案 7 五. 草擬液壓系統(tǒng)原理圖 7 六. 計算執(zhí)行元件參數(shù) 10 七. 計算液壓泵的流量，選擇泵 12 八. 列出表格 14 九. 選擇控制元件及輔助元件的型號 15 十. 液壓輔件 18 十一. 驗(yàn)算系統(tǒng)性能 22 十二. 繪制工作圖，編寫技術(shù)文件。 27 第二章 系統(tǒng)分析 28 第一節(jié) 系統(tǒng)的工作原理 28 第二節(jié) 油路分析 28 一. 主缸的運(yùn)動 28 二. 液壓系統(tǒng)的分析 33 第三章 液壓缸的設(shè)計 34 第一節(jié) 液壓缸類型的選擇 34 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動機(jī)械能執(zhí)行元件。 34 一. 液壓缸的安裝形式 34 二. 液壓缸的端蓋與缸筒聯(lián)接方式的選擇 34 第二節(jié) 液壓缸的主要零件設(shè)計 35 一. 缸筒 35 二. 缸蓋 41 三. 活塞 42 四活塞桿 44 五. 活塞桿的導(dǎo)向套和密封 47 六. 緩沖裝置 49 七. 排氣閥 50 III 八. 油口 50 結(jié)束語 52 參考文獻(xiàn) 53 致 謝 54 IV 緒 論 自18世紀(jì)末英國制成世界上第一臺水壓機(jī)算起，液壓傳動技術(shù)已有二三百年的歷史。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動機(jī)及自動生產(chǎn)線。 本世紀(jì)60年代以后，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。因此，液壓傳動真正的發(fā)展也只是近三四十年的事。當(dāng)前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、計算機(jī)輔助測試(CAT)、計算機(jī)直接控制(CDC)、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。 我國的液壓技術(shù)最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國的液壓元件隨著從國外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。 第一章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 第一節(jié) 設(shè)計要求 一. 主要用途及規(guī)格 液壓機(jī)是利用液壓傳動技術(shù)進(jìn)行壓力加工的設(shè)備，可以用來完成各種鍛壓及加壓成形加工。例如鋼材的鍛壓、金屬結(jié)構(gòu)件的成型、塑料制品和橡膠制品的壓制、粉末制品成型、冷（熱）擠壓金屬成型、薄板拉伸，以及彎曲、翻邊、校正等道工藝，還可以從事沖壓、壓裝、砂輪成形等壓制成形工藝。 本機(jī)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(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整。并能完成定壓及定程成形兩種工藝方式，定壓成形的工藝方式在壓制后具有保壓，延時及自動回程動作。 液壓機(jī)是最早應(yīng)用液壓傳動的機(jī)械之一，目前液壓傳動已成為壓力加工機(jī)械的主要傳動形式。在重型機(jī)械制造業(yè)、航空工業(yè)、塑料及有色金屬加工工業(yè)等之中，液壓機(jī)已成為重要設(shè)備。 本機(jī)的最大壓力噸位為200t。 二. 主機(jī)結(jié)構(gòu)及組成 本機(jī)器由主機(jī)及動力機(jī)構(gòu)兩大部分組成。 主機(jī)部分包括機(jī)身、主缸、頂出缸及充液裝置等。 動力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動機(jī)等組成 動力機(jī)構(gòu)在電氣裝置的控制下，通過泵和油缸及各種液壓閥實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。除此之外液壓機(jī)還具有獨(dú)立的電氣控制系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種工作方式。 三. 設(shè)計技術(shù)參數(shù)及規(guī)格 表1-1設(shè)計技術(shù)參數(shù)及規(guī)格 項目 單位 YA32—200 公稱壓力 t 200 回程壓力 t 45 系統(tǒng)最大工作壓力 Mpa 25 頂出壓力 t 350 頂出回程壓力 t 25 控制油路工作壓力 Mpa 1.2～1.5 頂出活塞最大行程 mm 250 活動橫梁最大行程 mm 700 活動橫梁距工作臺最大距離 mm 1100 頂出活塞距工作臺最大行程 mm 345 活動橫梁行程速度 空載下行 mm/s 60 工作 12 回程 52 頂出活塞行程速度 頂出 mm/s 65 退回 95 四. 系統(tǒng)設(shè)計的其它要求 要求設(shè)計的液壓機(jī)具有獨(dú)立的動力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動及半自動三種工作方式。 第2節(jié) 總體設(shè)計規(guī)劃，確定液壓機(jī)的執(zhí)行元件 考慮到液壓執(zhí)行元件的類型、數(shù)量、安裝位置和主機(jī)的連接關(guān)系，對主機(jī)的設(shè)計影響很大。所以，我在考慮液壓設(shè)備的總體方案時，確定液壓執(zhí)行元件和確定主機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)布局是同時進(jìn)行的。液壓執(zhí)行元件的選擇由主機(jī)的動作要求、載荷輕重和布置空間條件確定。如同設(shè)計液壓機(jī)時，液壓缸的類型選擇，常常是在確定總體方案時，從加工制造條件設(shè)備緊湊性、綜合經(jīng)濟(jì)性等角度考慮確定的。 根據(jù)常用液壓執(zhí)行元件的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用的推薦和題目的具體要求，我在這里選擇了單桿式液壓缸作為設(shè)計方案。 單桿式液壓缸的功能等效圖為： 圖1-1液壓缸功能等效圖 其等效功能為 A和B非差動連接時 （1-1） A1A2表示活塞式柱塞的有效作用面積 F、V表示推力和速度 A、B表示進(jìn)出油口 Q、P表示供油流量和壓力 第3節(jié) 明確載荷，繪制系統(tǒng)工況圖 在設(shè)計任務(wù)書中已經(jīng)對主機(jī)的規(guī)格有所闡述，通常能夠知道作用于執(zhí)行元件的載荷。根據(jù)設(shè)計的要求，對液壓系統(tǒng)作進(jìn)一步的工況分析，查明執(zhí)行元件在工作循環(huán)各個階段中的速度、載荷變化規(guī)律，繪制液壓系統(tǒng)的有關(guān)工況圖。 一. 主缸 一）動作線圖 系統(tǒng)中主缸的工作循環(huán)要求為： 快進(jìn)——減速接近工件加壓——保壓——延時——泄壓——快速回程，及保壓時保持活塞停留在行程的任意位置。 圖1-2 二）系統(tǒng)速度圖 圖1-3 三）系統(tǒng)載荷圖 圖1-4主缸工況圖 二. 輔助缸 一）動作線圖 輔助缸（頂出缸）的工作循環(huán)為： 活塞上升——停止——向下退回 圖1-5 二）系統(tǒng)速度圖 圖1-6 三）系統(tǒng)載荷圖 圖1-7頂出缸工況圖 三. 確定系統(tǒng)的工作壓力 系統(tǒng)的工作壓力由設(shè)備的類型、載荷大小，結(jié)構(gòu)要求和技術(shù)水平確定。根據(jù)各類型常用的系統(tǒng)壓力推薦數(shù)值（20～32Mpa）和設(shè)計任務(wù)書中提供的系統(tǒng)壓力（25Mpa），可以確定我設(shè)計的液壓機(jī)的系統(tǒng)最高工作壓力采用25Mpa。 四. 確定執(zhí)行元件的控制和調(diào)速方案 根據(jù)已定的液壓執(zhí)行元件、速度圖或者動作圖，參看《液壓設(shè)計手冊》選擇適當(dāng)?shù)姆较蚩刂?、速度換接回路，以實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行元件的控制。由于設(shè)計任務(wù)書中提供的速度變換屬于快慢速自動轉(zhuǎn)換的范疇，且執(zhí)行元件就一個液壓缸，故選擇由恒功率變量泵——液壓缸組成的無級調(diào)速方案。 其調(diào)速、變量特性較好，衡功率調(diào)節(jié)曲線接近雙曲線。如圖1-4所示： 圖1-8泵的特性曲線圖 GFED：恒功率調(diào)節(jié)曲線 陰影部分：恒功率調(diào)節(jié)范圍 完成以上的選擇，所需液壓泵的類型已基本確定。 五. 草擬液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)原理圖由液壓系統(tǒng)圖、工藝循環(huán)順序動作圖表和元件明細(xì)表三部分組成。 初步擬定的液壓系統(tǒng)圖見附圖1。圖中的各個元件符號按照常態(tài)工況畫出，且在系統(tǒng)的各個主要部位加裝壓力表，以便隨時檢測系統(tǒng)壓力。在擬定工藝循環(huán)順序動作圖表和編制元件明細(xì)表時，都嚴(yán)格遵照了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 根據(jù)設(shè)計題目要求，我對所選用的元件做一簡單分析。 一) 泵的選擇 首先對泵分析，液壓機(jī)工作循環(huán)中，壓力、行程速度和流量變化較大，泵的輸出功率也較大。如何滿足液壓機(jī)工作循環(huán)要求，又使能量消耗最小，是液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)中要考慮的問題。 通常有兩種供油方案：一種是采用高低壓泵組，用一個高壓小流量柱塞泵和一個低壓大流量齒輪泵組合起來向系統(tǒng)供油；另一種是采用恒功率變量柱塞泵向系統(tǒng)供油，以滿足低壓快速行程和高壓慢速行程的要求。 由于我設(shè)計的液壓機(jī)系統(tǒng)壓力較高，流量較大，在選擇泵時就要選擇高壓柱塞泵，且必須滿足系統(tǒng)所需的特性，故采用限壓式高壓軸向柱塞泵，即采用恒功率變量柱塞泵向系統(tǒng)供油。 二） 閥的選擇 主液壓缸和頂出液壓缸的換向都由電液換向閥擔(dān)當(dāng)。為使兩缸動作協(xié)調(diào)，兩個電液換向閥4和10這樣配置，即主缸油路的回油要經(jīng)過頂出缸油路的電液換向閥4才能回油箱，從而保證了頂出缸停止動作時，主缸才能運(yùn)動。而且頂出缸的進(jìn)油要經(jīng)過控制主缸油路的閥10，這就保證了主缸處于停止時，頂出缸才能運(yùn)動。 當(dāng)液壓機(jī)系統(tǒng)壓力高時，為避免換向沖擊，電液換向閥由外控供油，必須有低壓控制油路，不宜直接引用主油路的高壓油。該系統(tǒng)采用單獨(dú)的小流量輔助液壓泵作為能源的低壓控制油路，壓力穩(wěn)定，工作可靠。在對電液換向閥的選擇時，考慮到液壓缸在不工作時處于緊鎖狀態(tài)，且泵處于卸荷狀態(tài)。所以在選擇三位四通電液換向閥時，就選擇它的中位機(jī)能為M型機(jī)能。為了減少管路連接和滿足安裝緊湊性的要求，我們將主回路中的電液換向閥和頂出缸回路中的電液換向閥配合使用，已實(shí)現(xiàn)對液壓泵的卸荷。 由于系統(tǒng)工作在高壓、大流量狀態(tài)，故選擇的換向閥為電液換向閥，而不選用電磁換向閥。而電液換向閥的偏置低壓油就由低壓油路直接供給即可。為了保證系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定，在泵的出口處安裝了先導(dǎo)式溢流閥來調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和穩(wěn)定系統(tǒng)壓力，還在先導(dǎo)式溢流閥的遙控口上安裝了遠(yuǎn)程調(diào)壓閥且固定于操作面板上，以便進(jìn)行調(diào)節(jié)。 液壓機(jī)主缸活塞及其所帶的滑塊往往很重，為防止活塞回程停止后，因泄漏或其它或其他原因(如泵電機(jī)突然掉電)而自動下滑，回路中裝有液控單向閥12和背壓閥13來封閉主缸下腔的油液，起支承平衡作用，保證主缸活塞可靠地停留在任何位置。但為防止因閥12失靈(不通)使主缸下腔產(chǎn)生超高壓事故，背壓閥13起安全作用。其背壓所產(chǎn)生的抗力，足以支持活塞及其所帶動的滑塊的自重，即光靠自重?zé)o法頂開背壓閥13，所以活塞不會自動下落。 在活塞快速下行時，為防止產(chǎn)生震動和沖擊，就在回油路上采用了液控單向閥的平衡回路來保證其快速平穩(wěn)下行。液控單向閥的低壓控制油由二位四通電磁換向閥來控制接入。考慮到活塞在快速下行時，回油路中又無背壓且泵始終處于最大流量狀態(tài)，但仍不能滿足主缸上腔的需油量，從而使主缸的上腔產(chǎn)生負(fù)壓。為了解決這個問題，我們在主缸的上腔進(jìn)油口并接了充液閥及高位油箱。當(dāng)上腔行成負(fù)壓時，高位油箱中的油液就會推開充液閥向主缸的上腔充液。在不改變系統(tǒng)調(diào)速回路級別和電液換向閥的接入工位時，要實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的速度由快速運(yùn)動馬上變?yōu)槁龠\(yùn)動，其必然要在回油路上實(shí)施背壓措施，故在主缸回油路上與液控單向閥并聯(lián)了一個壓力閥。用它來支承活動衡量的重量，在活動衡量減速后，油液有一定壓力克服彈簧力后使壓力閥接通。 隨著壓制時間的延長，系統(tǒng)的壓力也在不斷的增加，為了保證系統(tǒng)能自動切換到“保壓”和“卸荷回程”狀態(tài)，我們在進(jìn)油回油路上安裝了壓力繼電器和保壓延時繼電器，通過設(shè)定時間繼電器的參數(shù)值即可實(shí)現(xiàn)保壓時間的長短。考慮到保壓時主缸上腔油液的壓縮和管道膨脹儲存了能量，而使其上腔的油壓很高，再加上主缸為差動油缸，所以當(dāng)電液換向閥10很快切換到回程位置，會使回程開始的短時間內(nèi)泵3及主缸下腔的油壓升得很高，比保壓時主油路的壓力還要高得多，以致引起沖擊和振動。所以保壓后必須先逐漸泄壓然后再回程，以防沖擊和振動發(fā)生。為此在主缸回程的進(jìn)油口安裝卸荷閥。該液壓系統(tǒng)保壓完畢，壓力繼電器17控制時間繼電器TS發(fā)信號(定程成形時，由擋鐵壓行程開關(guān)3HC發(fā)信號)，使各閥處于回程位置，回程開始。主缸上腔高壓油打開泄壓閥15，由于卸荷閥兩端存在壓力差，在壓力差的作用下充液閥14也被打開，使泵3來的油經(jīng)泄壓閥15中的阻尼孔(形成一定阻力)回油箱，使得進(jìn)入主缸下腔的相對油液量減少，泵3成為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。這時主缸活塞并不馬上回程，待上腔壓力降低，泄壓閥被關(guān)閉后，泵3的油才能進(jìn)入主缸下腔開始回程。 液壓機(jī)工作循環(huán)中的保壓過程與制品質(zhì)量密切相關(guān)，很多液壓機(jī)均要求保壓性能好。保壓后必須逐漸泄壓，泄壓過快，將引起液壓系統(tǒng)劇烈的沖擊，振動和噪聲。因此保壓和泄壓是液壓機(jī)系統(tǒng)必須考慮的兩個問題。 液壓機(jī)在進(jìn)行“薄板反拉伸成型”工藝中，活動衡量下行后，接觸工件后使頂出缸處于封閉狀態(tài)，故頂出缸的排油只能通過調(diào)壓溢流閥流回油箱。 以上是對系統(tǒng)設(shè)計時元件選用的介紹，其余部分是各執(zhí)行元件的方向控制回路和電液換向閥的控制回路，系統(tǒng)工作循環(huán)順序動作圖表如下： 表1-2 循環(huán)順序動作圖表 缸動作 電磁鐵 動作 訊號 1DT 2DT 3DT 4DT 5DT 電動機(jī) 備注 1D 2D 原始位置 AQ - - - - - + + 快速下行 1A + - - - + + + 減速 壓制 2HC（1A） + - - - - + + 手動時3HC為下行按限 保壓 JD - - - - - + + 定程成型時由3HC 發(fā)出訊號后自動回程 泄壓回程 JS（2A） - + - - - + + 頂出 1HC - - - + - + + 退回 3A - - + - - + + 靜止 4A - - - - - + + 緊急停車 AT - - - - - - - 六. 計算執(zhí)行元件參數(shù) 一） 液壓缸內(nèi)徑D 根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)最高工作壓力來計算液壓缸的內(nèi)徑。 根據(jù)公式計算: （1-2） 主缸： 頂出缸： F—輸出推力KN P—選定工作壓力MPa 二） 速度比 根據(jù)公式 ，計算得： （1-3） 主缸：　 頂出缸： v2—活塞伸出時的速度m/min v1—活塞縮入時的速度m/min 三） 活塞桿直徑d 根據(jù)速度比的要求計算活塞桿的直徑。 根據(jù)公式 ，計算得 （1-4） 主缸： 頂出缸：，取80mm 四） 活塞行程S 根據(jù)給定條件（活動橫梁最大行程700mm和頂出缸最大行程250mm）可知： 主缸： 頂出缸： 五） 液壓缸的輸出功率P 根據(jù)公式：，計算得： （1-5） 主缸： 頂出缸： 六） 主缸有桿腔和無桿腔的有效作用面積A有 A無分別為 主缸： A有 ＝0.01884 m2 A無＝0.0804 m2 頂出缸：A有 ＝0.01036 m2 A無＝0.01539 m2 七. 計算液壓泵的流量，選擇泵 一） 計算系統(tǒng)各執(zhí)行元件最大需用流量QMAX 根據(jù)公式 Q＝6VA×104，計算得： （1-6） 表1-3 系統(tǒng)各執(zhí)行元件最大需用流量QMAX 動作過程 計算（） 結(jié)果（L/min） Q定出壓制 6×0.012×0.0804×104 57.8 Q快速下行 6×0.06×0.0804×104 289.44 Q主回程 6×0.052×0.01884×104 58.7 Q定出 6×0.065×0.01539×104 60 Q頂回程 6×0.095×0.01036×104 59 根據(jù)計算結(jié)果可知，系統(tǒng)最大所需流量為：QMAX＝289.44 L/min 二） 計算泵的排量V 根據(jù)公式 Q泵＝QMAX×80％計算得： （1-7） Q泵＝289.44×80％＝231.55 L/min 由公式V泵＝計算得： （1-8） V泵＝ml/r QMAX—系統(tǒng)最大所需流量為231.55 L/min n —— 驅(qū)動泵得電動機(jī)的工作轉(zhuǎn)速 1000r/min 三） 按流量選擇液壓泵 根據(jù)電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量可知，選用250YCY14—1B一臺較為合適?？紤]到最大流量發(fā)生在活塞快速下行階段，只有在此階段才需大排量的泵，在其他階段會造成功率損失和系統(tǒng)發(fā)熱過大，特增加高位油箱補(bǔ)充油液?？蛇x較小排量的泵。 以泵的正常最高流量Qmax=60L/min來計算泵的選擇參數(shù)。 根據(jù)公式可得： (1-9) Qmax——系統(tǒng)最大所需流量60 L/min n ——驅(qū)動泵的電動機(jī)工作轉(zhuǎn)速1470 r/min 根據(jù)以上計算結(jié)果來選擇泵的型號，選用63YCY14—1B型斜盤式軸向柱塞泵。63YCY14—1B型斜盤式軸向柱塞泵技術(shù)參數(shù)如表4所示。 表1-4 63YCY14—1B型斜盤式軸向柱塞泵技術(shù)參數(shù) 型 號 排 量 ml/r 額 定 壓 力mpa 額 定 轉(zhuǎn) 速r/min 驅(qū) 動 功 率 kw 容 積 效 率 % 重 量 kg 理 論 流 量l/min 63YCY14-1B 63 32 1500 59.2 ≥92 71 92 由此可以看出，在液壓缸快速下行時泵的流量（100%Qp）利用率達(dá)到最大。 當(dāng)液壓機(jī)主油路壓力較高時，為避免換向沖擊，電液換向閥一般由低壓、外控油路來控制，不宜直接引用主油路的高壓油。該系統(tǒng)采用單獨(dú)的小流量輔助液壓泵作為能源的低壓控制油路，壓力穩(wěn)定，工作可靠。電液動換向閥控制油系統(tǒng)的工作壓力，一般是1.2~1.5Mpa。由設(shè)計任務(wù)書提供的低壓控制系統(tǒng)的工作壓力為1.5Mpa，額定流量為20 l/min。查有關(guān)的設(shè)計手冊可知，低壓控制系統(tǒng)采用CB-B20齒輪泵作為控制油源的液壓泵。 表1-5 CB-B20齒輪泵技術(shù)參數(shù) 型 號 流 量 L/Min 壓 力 Mpa 轉(zhuǎn) 速 r/min 容 積 效 率 % 重 量 kg 驅(qū) 動 功 率 kw CB-B20 20 2.5 1450 ≥90 5.2 1.02 八. 列出表格 一）系統(tǒng)工作循環(huán)壓力、流量計算如表6所示 表1-6 系統(tǒng)工作循環(huán)壓力、流量計算表 二）系統(tǒng)流量、壓力循環(huán)圖如圖1-5所示 圖1-9 圖1-10 工作周期系統(tǒng)壓力、流量循環(huán)圖 九. 選擇控制元件及輔助元件的型號 流經(jīng)電液換向閥9的最大流量是在主缸快速下行時的排油流量為91.9 L/Min。在主缸快速下行的起初階段，尚未觸及工件時，主缸活塞在自重作用下迅速下行。這時泵的全部流量通過電液換向閥還不足以補(bǔ)充主缸上腔孔處的體積，因而上腔形成真空。處于液壓機(jī)頂部的充液油箱油液在大氣壓作用下，打開充液閥14進(jìn)入主缸上腔，主缸活塞下行至接觸工件時，壓力升高。故電液換向閥9的最小選取流量為91.9 L/Min。 流經(jīng)電液換向閥4的最大流量是在頂出缸回程時的排油流量 ， 故電液換向閥4的最小選取流量為91.5 L/Min。 充液閥的選擇：①當(dāng)液壓缸快速下行時，流經(jīng)充液閥的流量 L充=289.4-91.9=196 L/Min ②當(dāng)液壓缸回退時，流經(jīng)充液閥的流量 L充=A×ν＝0.0804×6×104×0.052=250L/Min， 故選用額定流量為250L/Min，額定壓力為25Mpa的充液閥。 表1-7 主要控制元件和輔助元件的型號、規(guī)格 件號 名 稱 型 號 規(guī) 格 最大使用壓力 Mpa 最大使用流量 L/Min 壓 力 Mpa 流 量L/Min 1 低壓控制系統(tǒng) 2.5 18 1.2~1.5 2 軸向柱塞泵 63YCY14-1B 32 100 25 92 3 三位四通電液 換向閥 DSHG-06-3C60-E-D12-50 25 160 92 4 先導(dǎo)式溢流閥 YF-L10B 0.5~7 40 3 20 5 高壓壓力表 Y-100 0~40Mpa 6 先導(dǎo)式溢流閥 YF-L20H4 16~32 100 25 91.9 7 遠(yuǎn)程調(diào)壓閥 YF-L8B 0.5~7 2 25 8 三位四通電液 換向閥 DSHG-06-3C5-E-D12-50 25 160 25 92 9 低壓壓力表 Y-100 0~6Mpa 10 二位四通電磁 換向閥 24 EYI1 –B20H-T 21 30 <2.5 11 液控單向閥 CPT-10-35-50 25 125 <25 58.7 12 壓力閥 C1T-10-50-50 25 25 13 充液閥 CPT-10-50-50 25 250 14 卸壓閥 DZ25DP-315XM 31.5 100 15 單向閥 A-H3220L 32 100 25 本系統(tǒng)選擇的主要控制元件和輔助元件的型號、規(guī)格見表7。因?yàn)橛械拈y的壓力規(guī)格沒有25Mpa這個壓力級，故選用時向較高的壓力檔次選取。 十 計算系統(tǒng)工作循環(huán)的輸入功率、繪制功率循環(huán)圖、選擇電動機(jī) 系統(tǒng)工作循環(huán)主系統(tǒng)輸入功率的計算如表6所示，根據(jù)表6中的數(shù)據(jù)繪制的功率循環(huán)圖如下圖所示： 圖1-11 電動機(jī)功率循環(huán)圖 一） 選擇高壓系統(tǒng)所需的電動機(jī)型號 在工作循環(huán)中減速加壓階段所用的功率最大為Pmax=51.3kw ,但它的持續(xù)時間由壓制厚度確定，故不能按它選擇電動機(jī)。在整個工作循環(huán)中，泵的壓力和流量在較多時間內(nèi)皆達(dá)到最大工作值，驅(qū)動泵的電動機(jī)功率為： ηp=0.8 考慮到減速加壓時的所需功率較大，而電動機(jī)一般允許短時間超載25%，這樣電動機(jī)的功率還可以降低一些，在選擇時應(yīng)按最大功率除以系數(shù)k選取，系數(shù)k=1.5～2；本機(jī)取k=1.7，求得電動機(jī)的功率為 選取Y200L-4型電動機(jī)，額定功率30kw。 二） 選擇低壓系統(tǒng)所需的電動機(jī)型號 電液換向閥控制油系統(tǒng)的工作壓力為Pk=1.5Mpa，流量為Qk=20L/Min，泵的效率為η=0.84，所需電動機(jī)的功率為 選取Y802-4型電動機(jī)，額定功率為0.75kw。 十一. 液壓輔件 一） 計算油箱容積 油箱有效容積VO按兩個泵每分鐘流量之和的6倍計算。一般鍛壓機(jī)械的油箱容量通常取為每分鐘流量的6~12倍。 VO=6（QP1+QP2） =6（92+20） =672L 根據(jù)以上的計算結(jié)果圓整為標(biāo)準(zhǔn)值即可。取VO=731L的標(biāo)準(zhǔn)油箱（BEX-400）即可。 二）油箱部分的長、寬、高 本機(jī)的機(jī)身是由鋼板焊成的箱體形，作為油箱部分的長、寬、高尺寸為：a×b×c=1250×860×680 mm 油面高度為： 油面高與油箱高之比為： 三）計算油管直徑、壁厚、選擇管子 1 主缸油路管子的選擇 系統(tǒng)上一般管道的通徑按所連接元件的通徑選取，現(xiàn)只計算主系統(tǒng)上所承受壓力較高；且流量較大的管子，取管內(nèi)油液的流速為V≤3～6m/s，管的內(nèi)徑為。考慮到主缸的進(jìn)油管路在壓制時的壓力較高和快速下行時的流量較大，在設(shè)計時要重點(diǎn)校合計算。　　 當(dāng)主缸在快速下行時，流過管路的最大流量為Q=91L/Min，則所需管路的通徑為： 取（=3m/s） 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選取管子φ30mm。材料：20鋼；供貨狀態(tài)：冷加工/軟（R）；σb=451Mpa；安全系數(shù)n=4，驗(yàn)算管子的壁厚為： m 壁厚的選取值大于驗(yàn)算值。 當(dāng)主缸在壓制階段時，流過管路的最大流量為Q=57.9L/Min，則所需管路的通徑為： ?。?3m/s） m 從以上計算結(jié)果可知，取兩者中的較大值作為首選，即管子φ30×4mm。 考慮到從主系統(tǒng)進(jìn)油管和充液閥進(jìn)油管匯集點(diǎn)到主缸之間的管路通過的流量較大，一般為Q=289 L/Min。則所需管路的通徑為： ?。?3m/s） m 從以上計算結(jié)果可知，從主系統(tǒng)進(jìn)油管和充液閥進(jìn)油管匯集點(diǎn)到主缸之間的管路應(yīng)選用管子φ50mm即可滿足要求。 2 頂出缸油路管子的選擇 在進(jìn)行薄板拉伸工藝時，頂出缸被迫回程時，管路中的壓力和流量也較大，也得做重點(diǎn)校合計算。 當(dāng)頂出缸被迫回程時，流過管路的最大流量為: Q=6××A×10 （1-10） =6×0.012×0.0153×104 =11.016 L/Min 則所需管路的通徑為： ?。?3m/s） 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選取管子φ10mm。材料：20鋼；供貨狀態(tài)：冷加工/軟（R）；σb=451Mpa；安全系數(shù)n=4，驗(yàn)算管子的壁厚為： m 壁厚的選取值大于驗(yàn)算值。 當(dāng)頂出缸頂出時，流過管路的最大流量為Q=60 L/Min，則所需管路的通徑為 ： ?。?3m/s） 從以上的計算結(jié)果可知，在頂出缸被迫回程時回路上所需的管子通徑較小，而在頂出缸頂出時回路上所需的管子通徑較大。為了安全起見我選取兩者中較大值的管子作為首選，即管子φ22mm。 3 管接頭的選擇 在系統(tǒng)回路中，由于所選管子內(nèi)徑與泵的進(jìn)出油口內(nèi)徑不同，在安裝過程中應(yīng)用管接頭連接。 管接頭的類型 1）焊接式管接頭 利用接管與管子焊接，并用O形密封圈端面密封。對管子尺寸精度要求不高，工作壓力<40Mpa。 圖1-12 焊接式管接頭 2）卡套式管接頭 利用卡套變形卡住管子進(jìn)行密封，裝拆方便，但對管子尺寸精度要求較高，工作壓力<40Mpa。 圖1-13 卡套式管接頭 3）擴(kuò)口式管接頭 利用管子端部闊口進(jìn)行密封，不需要其他密封件。結(jié)構(gòu)簡單，適用于薄壁管件連接，工作壓力<8Mpa。 圖1-14 擴(kuò)口式管接頭 4）扣壓式膠管接頭 安裝方便，但增加了一道收緊工序，膠管損壞后，接頭外套不能重復(fù)使用。 圖1-15 扣壓式膠管接頭 5）可拆式膠管接頭 對膠管尺寸精度要求較高，安裝困難，多次拆卸后管接頭仍可使用。 圖1-16 可拆式膠管接頭 6）兩端開閉式快速接頭 管子拆開后，可自行密封，管道內(nèi)液體不會流失，因此適用于經(jīng)常拆卸的場合，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，局部阻力損失較大。 圖1-17 兩端開閉式快速接頭 系統(tǒng)工作壓力為25Mpa，所用泵的進(jìn)出油口均為42，而管子為30所以選用J34 GB/T3738.1—1983型卡套式管接頭。 十二. 驗(yàn)算系統(tǒng)性能 液壓系統(tǒng)的參數(shù)有許多是由估計或經(jīng)驗(yàn)確定的，其設(shè)計水平須通過性能的驗(yàn)算來評判，驗(yàn)算項目主要有壓力損失、溫升和液壓沖擊等。 一） 系統(tǒng)壓力損失的驗(yàn)算 1 系統(tǒng)中最長的管路，泵到主缸進(jìn)油口的壓力損失 管子內(nèi)徑d=0.027mm，長L=3.725m，通過管子的最大流量為：Q=91 L/Min=0.00151m3/s，工作介質(zhì)YB-N32抗磨液壓油，工作溫度下的粘度v=27.5×10-6m2/s，密度ρ=900kg/m3。 管內(nèi)流速： 雷諾數(shù)： 因 Re＜2320 故油在管路中的流動狀態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)為： 沿程壓力損失 ＝0.02857× ＝0.018 Mpa 從匯流點(diǎn)到主缸進(jìn)油口之間的管子長度小，沿程壓力損失不計。 局部壓力損失： 額定流量下有關(guān)閥的局部壓力損失：單向閥和液控單向閥為0.2Mpa；電液換向閥為0.3Mpa。管接頭、彎頭、相貫孔等的局部壓力損失很小，可忽略不計。按此，主泵輸出最大流量時，主泵到主缸的局部壓力損失為： 式中的下標(biāo)是該閥在系統(tǒng)圖中的編號，帶（）表示該閥處在回油路上，其壓力損失是折算到進(jìn)油路上的損失，即。為主缸的速度比，＝4.333。式中各個閥的額定流量及使用流量值見表7。所以,主泵出口至主缸的總壓力為損失為： 2 頂出缸頂出時的壓力損失 由于頂出缸工作選用的油管內(nèi)徑與主缸選用的不相同，故得出所計算沿程壓力損失。但是由于管長無法準(zhǔn)確確定長度，所以只能估算。取其長度為2m，通過流量為60L/min=0.001m3/s。 管內(nèi)流速： 雷諾數(shù)： 因 Re＜2320 故屬于層流，其沿程阻力系數(shù)為： （油液在金屬中流動時，） 沿程壓力損失： 主泵口到頂出缸的局部壓力損失為： （1-11） 所以，主泵出口到頂出缸總壓力損失為： 以上算的、值與表6中所列得對應(yīng)值相比很小，因此，無需更正表中參數(shù)。 3 驗(yàn)算系統(tǒng)溫升 1）系統(tǒng)的發(fā)熱功率 主系統(tǒng)的發(fā)熱功率為： （1-12） P—工作循環(huán)輸入主系統(tǒng)的平均功率。 （1-13） P0—為執(zhí)行元件平均有效功率。 考慮到在主缸快速下行和減速加壓時所持續(xù)的時間不是一個定值，而是由行程開關(guān)的位置確定的，故執(zhí)行元件的功率消耗也是不同的。在計算時只能取估算值。（在初步設(shè)計時我選取快速下行最大行程為0.5m；最大壓制行程為0.2m） 表1-8 、、的計算值 項目 電動機(jī)輸出功率（kw） 時間t Fn （KN） 系統(tǒng)輸入功率E1＝Pt 執(zhí)行元件有效功率E2＝FnS 行程S 快速下行 1.34 8.3 0 11.122 0 0.5 減速加壓 51.3 16.6 2000 851.58 400 0.2 保壓延時 0 繼電器 0 0 0 0.7 泄壓快速回程 47.86 13.5 450 646 452.2 0.7 頂出制件 44.42 3.8 350 168.7 42.17 0.25 頂出回程 45.95 2.6 250 119.4 29.85 0.25 從上表中查得 、、的值代入，得 控制油系統(tǒng)得輸入功率為0.6kw，該功率幾乎全轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)熱功率PH2，所以系統(tǒng)的總發(fā)熱功率為： PH＝PH1+PH2＝19.4+0.6＝20 kw （1-14） 從以上計算結(jié)果可知，系統(tǒng)的發(fā)熱功率太大，主要是由于我在計算時采用的是最大值而已。在實(shí)際應(yīng)用中是不可能這樣使用的，所以系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)熱功率一般都很小。 2）驗(yàn)算溫升 油箱的散熱面積為： As＝2ac+2bc+ab ＝2×1.25×0.86+2×1.25×0.68+2×0.68×0.86 ＝5.0196m2 系統(tǒng)的熱量全部由As散發(fā)時，在平衡狀態(tài)下油液達(dá)到的溫度為： ℃ （1-15） θR——環(huán)境溫度，θR＝20℃ Ks——散熱系數(shù)，Ks＝8×10-3 kw/cm2℃ （假設(shè)通風(fēng)很差） 故 ℃ 液壓系統(tǒng)要求油溫升高允許值的范圍中指出，液壓機(jī)的正常工作溫度為40～70℃，允許最高溫度為60～90℃。但計算結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出允許值，故系統(tǒng)需要加裝冷卻器。 3） 冷卻器的選擇與計算 我選用的冷卻器采用水冷式。需要冷卻器的換熱面積為： （1-16） PHS——油箱散熱功率kw K——冷卻器的傳熱系數(shù)，K＝350×10-3 kw/（m2℃） －平均溫度差 PHS＝KSAS （1-17） ——允許溫升 ＝35℃ 故 PHS＝8×10-3×5.0196×35 ＝1.405kw ＝℃ （1-18） 油進(jìn)入冷卻器的溫度T1＝60℃，流出的溫度T2＝50℃，冷卻水進(jìn)入冷卻器的溫度為t1＝25℃，流出時的溫度t2＝30℃，則 ＝℃ 故 A＝ 冷卻器在使用中換熱面上會有沉積和附著異物影響換熱效率，因此實(shí)際選用的換熱面積應(yīng)比計算值大30％，即 A＝1.3×1.9＝2.47m2 按此面積選用2LQF1W－A2.5F型多管式冷卻器一臺，換熱面積為2.5m2。配管時，系統(tǒng)中各個執(zhí)行元件的回油和各溢流閥的溢出油都要通過冷卻器回到油箱。 十三. 繪制工作圖，編寫技術(shù)文件。 系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)過必要的計算、驗(yàn)算修改、補(bǔ)充和完善，便可進(jìn)行施工設(shè)計，繪制泵站、閥站和專用元件圖，以及編寫技術(shù)文檔等。 本設(shè)計所涉及到的所有圖類，請參閱附圖。 第二章 系統(tǒng)分析 第一節(jié) 系統(tǒng)的工作原理 我設(shè)計的四柱式萬能液壓機(jī)的系統(tǒng)原理圖如圖2-1所示。該四柱式萬能液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，用以概括地說明液壓機(jī)的系統(tǒng)工作原理。該液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)有主油路、輔助油路和低壓控制油路三部分組成。主油路和輔助油路能源為大流量的恒功率變量泵3供給，控制油路的能源為低壓泵1供給。主缸工作壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥9來調(diào)整。運(yùn)動速度由改變泵3的流量來調(diào)節(jié)．利用液控單向閥14(充液閥)來實(shí)現(xiàn)快慢速度轉(zhuǎn)換。主缸的上下和保壓以及缸的頂出和頂退，都由相應(yīng)的閥來控制。 圖2-1 液壓系統(tǒng)原理圖 第二節(jié) 油路分析 一. 主缸的運(yùn)動 一）快速下行 在主缸快速下行的起初階段，尚未觸及工件時，主缸活塞在自重作用下迅速下行。這時泵3的流量還不足以補(bǔ)充主缸上腔孔處的體積，因而上腔形成真空。處于液壓機(jī)頂部的充液筒18在大氣壓作用下，打開液控單向閥14向主缸上腔加油，使之充滿油液，以便主缸活塞下行到接觸工件時，能立即進(jìn)行加壓。 進(jìn)油路線： 變量泵3--> 電液換向閥10-->單向閥16-->主缸上腔+充液筒18-->充液閥14 回油路線： 主缸下腔-->液控單向閥12-->電液換向閥10-->電液換向閥4-->油箱 二）減速加壓 主缸活塞接觸工件后，阻力增加，上腔油液升高，關(guān)閉液控單向閥14。這是只有泵3繼續(xù)向主缸上腔供高壓油，推動活塞慢速下行，對工件加壓。主缸下腔排油將液控單向閥12封閉，經(jīng)背壓閥13回油箱。這樣，當(dāng)快速行程轉(zhuǎn)為工作行程時，速度減低，從而避免了液壓沖擊。系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程調(diào)壓閥9可使液壓機(jī)在不同的壓力下工作：安全閥8用于防止系統(tǒng)超載。 進(jìn)油路線： 變量泵3-->電液換向閥10-->單向閥16-->主缸上腔 回油路線： 主缸下腔-->背壓閥13-->電液換向閥10-->電液換向閥4-->油箱 三）保壓延時 當(dāng)主缸上腔的油液達(dá)到要求的數(shù)值時，由壓力繼電器17發(fā)信號，使電液換向閥10回復(fù)中位，將主缸上下腔油液封閉。這時泵3也泄荷，而單向閥16背高壓油自動關(guān)閉，主缸上腔進(jìn)入保壓狀態(tài)。但這種實(shí)現(xiàn)保壓的方法要求主缸活塞、單向閥、（保壓閥）及其間的管道具有很高的密閉性能，若泄漏較大，壓力會迅速下降，無法實(shí)現(xiàn)保壓。在保壓過程中變量泵3的壓力油經(jīng)換向閥10和4回油箱，使泵卸荷。 進(jìn)油路線： 無 回油路線： 變量泵3-->電液換向閥10-->電液換向閥4-->油箱 四）泄壓回程 保壓時主缸上腔油液的壓縮和管道膨脹儲存了能量，而使其上腔的油壓很高，再加上主缸為差動油缸，所以當(dāng)電液換向閥10很快切換到回程位置，會使回程開始的短時間內(nèi)泵3及主缸下腔的油壓升得很高，比保壓時主油路的壓力還要高得多，以致引起沖擊和振動。所以保壓后必須先逐漸泄壓然后再回程，以防沖擊和振動發(fā)生。該液壓系統(tǒng)保壓完畢，壓力繼電器17控制時間繼電器TS發(fā)信號(定程成形時，由擋鐵壓行程開3HC,發(fā)信號)，使各閥處于回程位置，回程開始。主缸上腔高壓油打開泄壓閥15并且液控單向閥14也被打開，使泵3來的油經(jīng)泄壓閥15中的阻尼孔(形成一定阻力)回油箱，泵3成為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。這時主缸活塞并不馬上回程，待上腔壓力降低，泄壓閥被關(guān)閉后，泵3的油才能進(jìn)入主缸下腔開始回程。 主油路——先卸壓 進(jìn)油路線： 變量泵3-->電液換向閥10-->液控單向閥14開 回油路線： 變量泵3-->電液換向閥10-->泄壓閥15 -->油箱 主缸上腔-->液控單向閥14-->充液筒18（大量） 五）泄壓回程 主油路——后回程 進(jìn)油路線： 變量泵3-->電液換向閥10-->液控單向閥12-->主缸下腔 回油路線： 主缸上腔-->液控單向閥14-->充液筒18 六）回程停止 當(dāng)主缸擋鐵壓行程開關(guān)1HC時，使各閥處于停止位置，主缸活塞回程停止。變量泵3經(jīng)電液換向閥10和4卸荷。 進(jìn)油路線： 無 回油路線： 變量泵3-->電液換向閥10-->電液換向閥4-->油箱 二 頂出缸的運(yùn)動 頂出缸的動作是在主缸停止時