液壓課程設計《液壓傳動課程設計》指導書【行業(yè)特制】

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1、 機制機電及模具制造專業(yè) 《液壓傳動課程設計》指導書 徐慧 編寫 　湖南工學院（籌） 2006年6月修訂 第一部分：《液壓傳動課程設計》內(nèi)容 1、設計的臥式鉆鏜組合機床的液壓動力滑臺液壓系統(tǒng)要求完成: 快進→工進→快退→停止；切削推力25000N，快進行程400mm,工進行程50mm，V快=6m/min、V工進=0.05-0.10m/min,運動部件重G=9800N,試確定液壓缸結(jié)構尺寸。靜摩擦系數(shù)：fj=0.2，動摩擦系數(shù)：fd=0.1， 液壓缸機械效率：，快速起動時間不大于0

2、.2s. 1、大泵，2、小泵，3、濾油器，4、外控順序閥，5、15、單向閥， 6、溢流閥，，7、電液換向閥，8、單向行程調(diào)速閥，，9、壓力繼電器，10、主液壓缸，11、二位三通電磁換向閥，12、背大壓閥，13、二位二通換向閥，14、減壓閥，16、帶定位裝置的二位四通電磁換向閥，17、單向順序閥，18、定位液壓缸，19、夾緊液壓缸 A、工件夾緊：5YA通電 （1）、先定位： 壓力油→減壓閥14→單向閥15→電磁閥→定位缸19無桿腔 定位缸19有桿腔→電磁閥→油箱 （2）、再夾緊 　工件定位后，壓力油升高到單向順序閥開啟的壓力，單向順序閥開啟， 壓力油→單向順序閥→夾緊缸18

3、無桿腔 夾緊缸18有桿腔→電磁閥→油箱 工件夾緊到位，壓力油壓力升高到壓力繼電器調(diào)定壓力，繼電器發(fā)信，1YA通電，主系統(tǒng)快進。 B、快進：1YA通電，電液換向閥左位工作， 大泵→單向閥5→→電液換向閥7→行程閥14→主液壓缸無桿腔 小泵2→↑ 液壓缸有桿腔→電磁閥11→電液換向閥7→單向行程調(diào)速閥8→主缸（差動換接） C：工進：　3YA通電，切斷差動油路， 快進行程到位，擋鐵壓下行程閥8，切斷快進油路，3YA通電，切斷差動油路，快進轉(zhuǎn)工進，液壓系統(tǒng)工作壓力升高到溢流閥5調(diào)定壓力，進油路高壓油切斷單閥5供油路,打開外控順序閥4，大泵卸

4、荷，接通經(jīng)背壓閥12通油箱油路。 大泵→外控順序閥5（卸荷閥）→油箱（大泵卸荷） 小泵2→→電液換向閥7→單向行程調(diào)速閥8→主液壓缸無桿腔 主液壓缸有桿腔→電磁閥11→電液換向閥7→背壓閥12→油箱 D、快退：1YA斷電，2YA、3YA、4YA通電 工進結(jié)束，液壓缸碰上死擋鐵，壓力升高到壓力繼電器調(diào)定壓力，壓力繼電器發(fā)出信息，1YA斷電，2YA、3YA、4YA通電 大泵→單向閥5→電液換向閥7→電磁閥11→主液壓缸有桿腔 小泵2→↑ 主液壓缸無桿腔→單向行程調(diào)速閥8→電液換向閥7→電磁閥13→油箱 小泵2→↑ 主液壓缸無桿腔快退到位碰行程開關，行程開關發(fā)信，6YA通

5、電，下步工件松夾。 E、工件松夾：6YA通電 壓力油→減壓閥14→單向閥15→電磁閥→定位缸19和定位缸18的有桿腔 定位缸19無桿腔→電磁閥→油箱 夾緊缸18無桿腔→單向順序閥的單向閥→電磁閥→油箱 　工件松夾后發(fā)出信息，操作人員取出工件。 一、行工況分析，確定液壓缸推力 1、工況分析及液壓缸的推力： （1）、工況分析 切削推力： F切=25000N 靜摩擦力： Fj= fjG= 動摩擦力： Fd= fdG= 啟動慣性力： Fg== （2）、液壓缸的推力（液壓缸效率） 啟動推力： F啟= Fj/η= 加速推力： F加

6、=（Fd+Fg）/η= 快進推力： F快= Fd/η 工進推力： F工=（F切+ Fd）/η= 反向啟動過程作用力與F啟、F加、F快大小相同，方向相反。 工況運行圖如下： 圖4-18：臥式鉆鏜組合機床液壓缸工況圖 二、確定液壓缸工作壓力、結(jié)構尺寸、初定液壓缸流量 2、選取工作壓力及背壓力 F工==××××N 在××××-××××N之間,P1=3-4MPa 選取,P1=×.×MPa，為防止加工結(jié)束動力頭突然前沖, 設回油路有背壓閥或調(diào)速閥，取背壓P2=0.8 MPa。 3、確定液壓缸結(jié)構尺寸 取液壓缸無桿腔作工作腔列液壓缸力的平

7、衡方程： 圖4-19：臥式鉆鏜組合機床液壓缸力的平衡圖 F=P1A1- P2A2= A1（P1- P2 A2/ A1） 快進速度V快=×m/min，工進速度V工進=0.0×m/min,相差很大,應進行差動換接,取k= A2/ A1=×.×,則： 取液壓缸筒標準值：D= d 取活塞桿標準值： d= 4、認證液壓缸筒壁厚 中低壓液壓系統(tǒng),由其切削加工性能確定液壓缸筒壁厚，按薄壁圓筒計算壁厚： 額定工作壓力： Pn=×.×MPa<16MPa 試驗壓力為：

8、Py=1.5Pn=1.5×3.4=5.1MPa 許用應力?。? （ 取安全系數(shù)n=5） 5、定液壓缸筒的長度 活塞桿工作行程： 活塞桿伸出長度不少于 取活塞桿長 取液壓缸筒長：L= 6、求最少活塞桿直徑 取 ××比80少×.××倍,穩(wěn)定性足夠安全可靠。 7、校核活塞桿的穩(wěn)定性 （1）、求活塞桿的臨界半徑 （2）、求活塞桿的臨界負載 選用45#鋼，取其柔性系數(shù) 液壓缸的安裝方式采用一端固定,一端自由,其末端系數(shù) 活塞桿細長比： 取： 4

9、5#鋼的彈性模量：取 活塞桿橫截面慣性矩： 活塞桿伸出長度：L= 該液壓缸活塞桿的穩(wěn)定性能好,可靠性高。 （3）、求活塞桿臨界負載的安全系數(shù) 其安全系數(shù)：nk= 8、液壓缸各截面積 　　　＝ 　　?。? 　　　＝ 9、初定液壓缸流量 快進：　= = = 工進=：　 10、液壓缸的負載、壓力、流量、功率的工況表 工　　況 負 載 （N） 　　　液　　　壓　　　缸 計算公式 油壓力 P1×105 回油壓力 P2×105 輸入流量 Q(L/min) 入功率 P(kw) 快進 差動 啟

10、動 P1=(Fi+△pA2)/A3 加速 恒速 Q=(A1-A2)×v快 P=p1Q 工　　進 P1=(Fi+p2A2)/A1 Q=v工A1 P=p1Q工 快退 啟動 加速 恒速 P1=(Fi+p2A1)/A2 Q=A2×v快 P=p2Q 三、確定定位夾緊液壓缸結(jié)構尺寸及流量 1、定位夾緊力設計計算 K1—安全系數(shù)　　　 K2

11、—加工系數(shù)　　　 K3—刀具鈍化系數(shù)　 K4—斷位切削系數(shù)　　　 根據(jù)實用經(jīng)驗，夾緊支撐系數(shù)f1=0.2，f2=0.7 根據(jù)實用經(jīng)驗，推薦夾緊工作壓力P夾＝20×105Pa 取兩個液壓缸筒直徑標準值：　D= 設定活塞桿承受拉力，取活塞桿標準直徑： d= Q夾= 四、設計臥式鉆鏜組合機床的液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)圖 　　　　　　　　　　電磁鐵動作表 動　作 1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA DP1 DP2 工件夾緊 ?。? 　 ?。? 快　　進 　＋ 工　　進

12、 　＋ 　 ?。? 　＋ 快　　退 ?。? 　 ＋ 工件松夾 　 ＋ 五、液壓元件設計計算與選擇 1、液壓泵工作壓力、流量、驅(qū)動功率計算 （1）、高壓小流量泵工作壓力計算 高壓小流量泵工作循環(huán)過程中，最大工作壓力，采用調(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)速，設定工進最大壓力損失為，則 　　　 （2）、低壓大流量泵工作壓力計算 低壓大流量泵的快速進退工作表得知快退工作壓力為，高于快進工作壓力取為快速進給工作壓力, 設定快進最大壓力損失為，則： ＝ （3）、液壓泵的流量及規(guī)格 　由工況表得知快速進給流量為 　

13、 工進最大流量，溢流閥最少穩(wěn)定流量為，即高壓小流量泵的流量最少要，選YB-D××/××,額定壓力，轉(zhuǎn)速。 （4）、電動機的驅(qū)動功率 從液壓缸的負載、壓力、流量、功率的工況表得知，液壓缸最大輸出功率為： 快速進退最大工作壓力：＝， 取電機效率：，則電動機的驅(qū)動功率為 　 選型交流異步電動機。 2、確定液壓缸的輸入輸出流量和移動速度 工步 輸入流量L/min 輸出流量L/min 移動速度 m/min 快 　進 工 　進 快 退 3、根據(jù)工作壓力和通流量選取液壓元件 序號　　元件名稱　　 　　實際通流量　　　元件規(guī)格　　　

14、 數(shù)量 備　註 01 雙聯(lián)葉片泵　　　　　 L/min YB-D36/5 1 02 濾油器　　　　　　　 L/min WU-63×F 1 03 油　　箱　　　　　　L/min（容積） 1 自制（300L/min） 04 外控順序閥　　 　　　L/min X4F-B20D-Y1 1 05 單向閥　　　　 　　　L/min DF-B20H2 1 06 先導式溢流閥　　　　L/min

15、 YFB6B 1 07 電液換向閥　　　　　L/min 34EYOB25H-T 1 08 單向程行調(diào)速閥　　　≤1L/min 1QCA3-D16 1 09 壓力繼電　　　　 　　　 　 DP-63型 2 10 液壓缸（主缸） 1 11 電磁換向閥　　　 L/min 23E1B25C

16、 1 12 P型背壓閥　　　　　≤1L/min 　　　　　P-D6B 1 13 電磁閥　　　　　 L/min 22E1B25C 1 14 　減壓閥　　　　　L/min JF3-C10B 1 15 單向閥　　　　 L/min DF-B10H2 1 16 電磁換向閥　　　L/min 24EB10H-ZZ 1 17 單向順序閥　　　19L/min

17、 XD2F-B10E-Y1 1 18 夾緊液壓缸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1 19 定位液壓缸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1 20 壓力表開關　　　　　　　　　　　　　YK2-6 1 （圖上未標） 3、油管尺寸 按標準化元件計算液壓油管內(nèi)徑尺寸如下： = 取液壓油管內(nèi)徑標準值 d=20 （外徑 d=25） 4、油箱容積 V== 六、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證 1、液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核 （1）、系統(tǒng)快進液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核 A、進油路壓力損失 經(jīng)計算油管內(nèi)徑

18、d=，液壓裝置未安裝前，設置進、回油管長度L=×.×m,選取L-AN32號機油400C的運動粘度 1）、進油路流態(tài)判別 　?。? ＝××××<　為層流 2）、進油路沿程阻力損失 3）、進油路局部阻力損失 　　　＝ 4）、進油路液壓閥阻力損失 ＝ 5）、進油路總阻力損失 　　?。? B、回油路壓力損失 1）、回油路流態(tài)判別 　?。? ＝××××<　為層流 2）、回油路沿程阻力損失 3）、回油路局部阻力損失 　　?。? 4）、回油路液壓閥阻力損失 ＝ 5）、回油路總阻力損失 　　?。? C、系統(tǒng)快進總壓力損失 ＝ D、系統(tǒng)快進液壓泵工作壓力 ＝ 系

19、統(tǒng)快進工作性能穩(wěn)定可靠。 （2）、系統(tǒng)工進液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核 A、系統(tǒng)工進液壓泵壓力損失 　工進流量，其沿程、局部壓力損失可略去不計，只有調(diào)速閥、背壓閥的壓力損失納入計算如下： ?。? B、系統(tǒng)工進高壓小流量液壓泵工作壓力 ＝ 系統(tǒng)工進工作性能穩(wěn)定可靠。 （3）、校核系統(tǒng)驅(qū)動電機功率 選型交流異步電動機，系統(tǒng)可靠性穩(wěn)定。 2、系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核 （1）、系統(tǒng)效率 　1）、快進、工進、快退時間 　由設計依據(jù)，主液壓缸快進行程××cm,工進行程××cm，則 快進時間： 工進時間： 快退時間： 2）、快進、工進、快退所占的時間效率 快進時間效率：

20、 工進時間效率： 快退時間效率： 快進快退占進給決時間的16.36%，系統(tǒng)熱能穩(wěn)定性校核主要校核工進時區(qū)。 3）、系統(tǒng)工進效率 系統(tǒng)輸出功率： ＝ 系統(tǒng)輸入功率： 系統(tǒng)工進效率： ＝ （2）、系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核 工進時間30.00s，占總進給時間35.87s的83.64%，是系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核區(qū)域。 液壓缸工進負載： F工=（F切+ Fd）/η= 大進給速度： 系統(tǒng)輸出功率： 系統(tǒng)輸入功率： 系統(tǒng)能耗功率： 系統(tǒng)工質(zhì)升高的溫度： 通過校核，該液壓系統(tǒng)在夏季具有良好的工作穩(wěn)定性，符合可靠性設計。 設計說明書要求完成：

21、 （1）、求出液壓缸快進、工進、快退推力，繪制快進、工進、快退工作循環(huán)圖，繪制快進、工進、快退液壓缸推力循環(huán)圖，繪制快進、工進、快退液壓缸速度循環(huán)圖及液壓系統(tǒng)圖； （2）、確定液壓缸結(jié)構尺寸，液壓泵的流量，系統(tǒng)輸入輸出功率和系統(tǒng)的效率； （4）、列出液壓元件規(guī)格表 （5）、進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，確定液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)，油液發(fā)熱升溫狀態(tài)，其中包括油箱體積； （6）、用3# 圖紙繪制液壓系統(tǒng)圖。 2、設計一臺YA32-1000KN型四柱萬能液壓機，設該四柱萬能液壓機下行移動部件重G＝1噸，下行行程1.0-1.2m，其液壓系統(tǒng)圖如下　　　　　　　 YA32-1000

22、KN型四柱萬能液壓機 1、主液壓泵（恒功率輸出液壓泵），2、齒輪泵，3、電機，4、濾油器，5、7、8、22、25、溢流閥，6、18、24、電磁換向閥，9、21、電液壓換向閥，10、壓力繼電器，11、單向閥，12、電接觸壓力表，13、19、液控單向閥，14、液動換向閥，15、順序閥，16上液壓缸，17、順序閥，20、下液壓缸，23節(jié)流器，26、行程開關 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→T B、液壓缸16活塞快速下行： 2YA、5YA通電，電液換向閥9右位工作，道通控制油路經(jīng)電磁換向閥18，打開液控單向閥19，接通

23、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 A、 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(jīng)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→液壓缸16上腔 回油路：　液壓缸16下腔→順序閥1

24、7→電液換向閥9→電液換向閥21的K型中位→T D、保壓： 液壓缸16上腔壓力升高達到預調(diào)壓力，電接觸壓力表12發(fā)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(diào)定壓力，電接觸壓力表12又會使2YA通電，動力系統(tǒng)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 。 E、保壓

25、結(jié)束、液壓缸16上腔卸荷后： 保壓時間到位，時間繼電器發(fā)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(jīng)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(xiàn)液壓缸16上腔（只有極小部分油液經(jīng)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15→T F、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

26、1大部分油液→電液換向閥9→外控順序閥15→T的油路，實現(xiàn)： 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13→T G、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21→T H、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

27、閥21→T K、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，以便液壓缸20活塞能隨液壓缸16活塞驅(qū)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(diào)節(jié)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 設計說明書要求完成： （1）、求出液壓缸快進、工進、快退推力，繪制快進、工進、快退工作循環(huán)圖，，繪制快進、工進、快退推力循環(huán)圖，繪制快進、工進、快退速度循環(huán)圖及液壓系統(tǒng)圖；

28、（2）、確定液壓缸結(jié)構尺寸，液壓泵的流量，系統(tǒng)輸入輸出功率和系統(tǒng)的效率； （4）、列出液壓元件規(guī)格表 （5）、進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，確定液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)，油液發(fā)熱升溫狀態(tài)，其中包括油箱體積； （6）、用3# 圖紙繪制液壓系統(tǒng)圖。 YA32-5000KN四柱壓機液壓系統(tǒng)設計計算題 設計一臺YA32-5000KN型四柱萬能液壓機，設該四柱萬能液壓機下行移動部件重G＝1噸，下行行程1.0-1.2m， 一、液壓系統(tǒng)最高工作壓力P=32mPa 一般選用P=20-25mPa； 主液壓缸公稱噸位5000KN； 主液壓缸用于沖壓的壓制力與回程力之比為5－10%，塑料制品的壓制力與回

29、 程力之比為2%，取1000KN； 頂出缸公稱頂出力取主缸公稱噸位的五分之一，取1000KN； 頂出缸回程力為主液壓缸公稱噸位的十五分之一 , 315KN。 行程速度 主液壓缸 快速空行程 V=60mm/s 工作行程 V=10mm/s 回程 V=60mm/s 頂出液壓缸 頂出行程 V=60mm/s 回程 V=120mm/s 4、油箱體積 低壓系統(tǒng) V=（3-6）qp 中壓系統(tǒng) V=（5-8）qp 高壓系統(tǒng) V=（8-12

30、）qp 二、設計計算主液壓缸、頂出液壓缸結(jié)構尺寸： 1、主液壓缸 A、主液壓缸內(nèi)徑D: 根據(jù)GB/T2346－1993，取標準值　D主 = B、主液壓缸活塞桿徑d： 根據(jù)GB/T2346－1993，取標準值　 C、主液壓缸有效面積： D、主液壓缸實際壓制力和回程力： E、主液壓缸的工作力： （1）、主液壓缸的平衡壓力 　 （2）、主液壓缸工進作壓力 （3）、主液壓缸回程壓力 2、頂出液壓缸 A、頂出液壓缸內(nèi)徑： 根據(jù)GB/T2346－1993，取標準值　 B、頂出液壓缸活塞桿徑d頂： 根據(jù)GB/T2

31、346－1993，取標準值　 C、頂出液壓缸有效面積： D、頂出液壓缸實際頂出力和回程力： E、主液壓缸的工作力： 　　 三、液壓缸運動中的供油量 A、主液壓缸的進出油量 1、主液壓缸空程快速下行的進出油量： 2、主液壓缸工作行程的進出油量： 3、主液壓缸回程進出油量： B、頂出液壓缸的進出油量 1、頂出液壓缸頂出行程的進出油量： 　2、頂出液壓缸退回行程的進出油量： 四、確定快速空程供油方式，液壓泵的規(guī)格，驅(qū)動電機功率 1、液壓系統(tǒng)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

32、，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，同時使液壓系統(tǒng)規(guī)格降低檔次。 2、選定液壓泵的流量及規(guī)格： 設計的液壓系統(tǒng)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： 主液壓缸的有桿腔進油量為： 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118L/min,主液壓缸工作回程流量為×××L/min,選用×××BGY14-1B型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵。雖然在只有×××L/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4

33、0%,仍可獲×××L/min的流量，基本滿足主液壓缸工作回程×××L/min、滿足工進流量118L/min的進給設計要求。由于選用電液比例控制，獲節(jié)能高效效益。 3、液壓泵的驅(qū)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=25×106；主液壓缸回程工作壓力為P=××Pa頂出液壓缸退回行程工作壓力×××Pa，液壓系統(tǒng)允許短期過載，因此，快速進退選P=×××Pa,q=200L/min, 工進選P=25×106Pa,q=×××L/min,液壓泵的容積效率ηv=0.92，機械效率ηm=0.95，兩種工況電機驅(qū)動功率為： P工 > P快　　　電動機允許短期過載，選

34、取××KW的××××型電機。若設定工作壓力在 （25-32）×106Pa, 選取××KW的××××××型電機。 五、設計選取液壓系統(tǒng)圖 　　1、液液壓系統(tǒng)圖： 2、電磁鐵動作表： 動　作　順　序 　1yA 2yA 3yA 4YA 5YA 6YA 7YA 　 主 液 壓 缸 快速下行 ＋ ＋ 慢速加壓 ＋ 保　　壓 卸壓回程 ＋ ＋ ?！　≈? 頂 出

35、 缸 頂　　出 ＋ 退　　回 ＋ ＋ 壓　　邊 ＋ 浮動拉伸 ?。? 3、油箱容積： 上油箱容積： 下油箱容積： 上油箱容積 五、計算和選取液壓元件 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 xxx＋xxx=xxx xxx 工作行程 xxx xxx 回　　程 xxx xxx 頂出 液壓缸 頂

36、出行程 xxx xxx 退回行程 xxx xxx 液壓元件表 序號　　　元　件　名　稱　　　　實際流量　　　　規(guī)　　格　　　　　　備　　注 1 斜盤式軸向柱塞泵 xxxL/min xxxBGY14-1B 2 齒輪泵 xxxL/min CB-xx 3 電動機　　　　　　　　　選取××KW的××××××型電機 4 濾油器 xxxL/min WU－xxx×1

37、80F 5 先導式溢流閥 xxxLmin FY-BxxH 6 二位二通電磁換向閥 xxxL/min 22D-xxB 7 遠程調(diào)壓閥 xxL?min FY-xxB 8 直動式溢流閥 xxL/min Y-HbxF 9 三位四通電液換向閥 xxxL/min 34BYM-Hxx-T 10 壓力繼電器 IPD01- Hc6L-

38、Y2 11 單向閥 xxL/min DFBxxK3 12 電接觸壓力表 KF-L8/30E 13 吸入閥（液控單向閥） xxxL/min 自制　　　　　　　　　可外購 14 二位三通液動換向閥 xxxL/min 23Y-xxB 15 卸荷閥（外控序閥） xxxL/min X4F-BxxD-Y 16 主液壓缸

39、 外購 17 內(nèi)控外泄式順序閥 xxxL/min X2F-BxxF-Y1 18 二位四通電磁換向閥 xxxL/min 24D-xxB 19 頂出液壓缸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　外購 20 液控單向閥 xxxL/min DFY-BxxH2 21 三位四通電液換向閥 xxxL/min 34BYK-Hxx-T 22 先導式溢流閥 xxxL/min

40、 FY-BxxH 23 阻尼器 自制　　　　　　　　　　可外購 24 二位二通電磁換向閥　　xxxL/min　　　　22D-xxB 25 直動式溢流閥　　　　　xxL/min　　　　　　　　 六、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證 YA32-5000KN型四柱萬能液壓機的液壓系統(tǒng)的動力機構，采用xxxBGY14-1B型 電液比例控制斜盤式軸向變量柱塞泵，選用電液比例控制的變量泵和液壓缸組成容積 調(diào)速系統(tǒng)，無節(jié)流損失，系統(tǒng)高效節(jié)能。 3、設計一臺YA32-3150KN型四柱萬能液壓機，設

41、該四柱萬能液壓機下行部件G＝1.5噸，下行行程1.2m-1.5m，其液壓系統(tǒng)圖如下:　　　　　　 3150KN通用壓機液壓系統(tǒng)圖 1、 主液壓泵，2、齒輪泵，4、濾油器，5、電液比例溢流閥，6、20、21、溢流閥，7、17、電液換向閥， 8、單向閥，9、電接觸壓力表，10、外控順序閥 11、13、液控單向閥，12、19、電磁閥， 14、順序閥，15、主液壓缸，，16頂出缸，18、液壓缸，22、行程開關 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7的M型中位→電液換向閥21的K型中位→T B、液壓缸16活塞快速下行：

42、 2YA、5YA通電，電液換向閥7右位工作，控制油路經(jīng)電磁換向閥12，打開液控單向閥13，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7→單向閥8→液壓缸15上腔 回油路：液壓缸15下腔→電液換向閥7→電液換向閥17的K型中位→T 液壓缸活塞依靠重力快速下行形成負壓空腔：大氣壓油→吸入閥11→液壓缸15上腔的負壓空腔 B、 液壓缸15活塞接觸工件，慢速下行（增壓行程）： 液壓缸活塞碰行程開關2XK使5YA斷電，切斷液壓缸15下腔經(jīng)液控單向閥13快速回油通路，上腔壓力升高，同時切斷（大氣壓油　→吸入閥11　→上液壓缸15上腔）吸油路。 進

43、油路：主泵（恒功率輸出）→電液換向閥7→單向閥8→液壓缸15上腔 回油路：　液壓缸15下腔→順序閥14→電液換向閥7→電液換向閥17的K型中位→T D、保壓： 液壓缸15上腔壓力升高達到預調(diào)壓力，電接觸壓力表9發(fā)出信息，2YA斷電，液壓缸15進口油路切斷，(單向閥8 和吸入閥11的高密封性能確保液壓缸15活塞對工件保壓，利用液壓缸11上腔壓力很高，打開外控順序閥10的目的是防止控制油路使吸入閥11誤動而造成液壓缸15上腔卸荷) 當液壓缸15上腔壓力降低到低于電接觸壓力表9調(diào)定壓力，電接觸壓力表9又會使2YA通電，動力系統(tǒng)又會再次向液壓缸15上腔供應壓力油……。 主泵（恒功率輸出）主泵→

44、電液換向閥7的M型中位→電液換向閥17的K型中位→T，主泵卸荷 。 E、保壓結(jié)束、液壓缸15上腔卸荷后： 保壓時間到位，時間繼電器發(fā)出信息， 1YA通電（2TA斷電），液壓缸15上腔壓力很高，打開外控順序閥10，主泵1→電液壓換向閥7的大部分油液經(jīng)外控順序閥10流回油箱，壓力不足以立即打開吸入閥11通油箱的通道，只能先打開吸入閥11的卸荷閥（或叫卸荷閥的卸荷口），實現(xiàn)液壓缸15上腔（只有極小部分油液經(jīng)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7→外控順序閥10→T F、液壓缸15活塞快速上行： 液壓缸15上腔卸壓達到吸入閥11開啟的壓力值

45、時，外控制順序閥15關閉，切斷主泵1大部分油液→電液換向閥7→外控順序閥10→T的油路，實現(xiàn)： 進油路：主泵1→電液換向閥7→液控單向閥13→液壓缸15下腔 回油路：液壓缸15上腔→吸入閥11→T G、頂出工件： 液壓缸15活塞快速上行到位，碰行程開關1XK，1YA斷電，電液換向閥7復位，4YA通電，電液換向閥17右位工作 進油路：主泵1→電液換向閥7的M型中位→電液換向閥17→液壓缸16下腔 回油路：液壓缸16上腔→電液換向閥17→T H、頂出活塞退回：3YA通電，4YA斷電，電液換向閥17左位工作 進油路：主泵1→電液換向閥7的M型中位→電液換向閥17→液壓缸16有桿腔

46、回油路：液壓缸16無桿腔→電液換向閥17→T K、壓邊浮動拉伸： 薄板拉伸時，要求頂出液壓缸16無桿腔保持一定的壓力，以便液壓缸16活塞能隨液壓缸15活塞驅(qū)動動模一同下行對薄板進行拉伸，4YA通電，電液壓換向閥17右位工作，6YA通電，電磁閥19工作，溢流閥21調(diào)節(jié)液壓缸16無桿腔油墊工作壓力。 進油路：主泵1→電液換向閥7的M型中位→電液換向閥17→液壓缸16無桿腔 吸油路：大氣壓油→電液壓換向閥17→填補液壓缸16有桿腔的負壓空腔 設計說明書要求完成： （1）、求出液壓缸快進、工進、快退推力，繪制快進、工進、快退工作循環(huán)圖，，繪制快進、工進、快退推力循環(huán)圖，繪制快進、工進

47、、快退速度循環(huán)圖及液壓系統(tǒng)圖； （2）、確定液壓缸結(jié)構尺寸，液壓泵的流量，系統(tǒng)輸入輸出功率和系統(tǒng)的效率； （4）、列出液壓元件規(guī)格表 （5）、進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，確定液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)，油液發(fā)熱升溫狀態(tài)，其中包括油箱體積； （6）、用3# 圖紙繪制液壓系統(tǒng)圖。 4、設計一臺YA32-1000KN型四柱立式液壓板料彎拆成型機，液壓板料彎拆成型機工作循環(huán)為：快速下行→慢速加→快速提升回程。最大彎曲壓制力1000×103N，上下移動滑塊重G＝15000N，快速下行行程600mm，慢速下行行程300mm，快速下行速度V快=25mm/s，慢速下行速度V慢=10mm/s，制動時間

48、△t=0.2s，上下移動滑塊液壓支撐平衡，其液壓系統(tǒng)圖如下:　　　　　 1、柱塞變量泵，2、單向閥，3、電液比例溢流閥，4、減壓閥，5、電液換向閥，6、電磁換向閥，7、液控單向閥，8、10、順序閥，9、外控順序閥，11、電接觸壓力表，12、吸入閥，13、主液壓缸 A、啟動：電磁鐵全不通電，主泵卸荷。 柱塞變量泵1的工作壓力受電磁比例溢流閥3控制，經(jīng)單閥2卸荷。 B、快速下行： 2YA通電，電液換向閥5右位工作 經(jīng)減壓閥減壓的控制油路打開液控單向閥7，勾通液壓缸13下腔回油路，柱塞變量泵1供應的壓力油經(jīng)電液換向閥5進入液壓缸13的柱塞缸，液壓缸13下腔回油經(jīng)液控單向閥7

49、、電磁換向閥6流回油箱；液壓缸13活塞快速下行，上腔形成負壓空腔，大氣壓著油液經(jīng)吸入閥12填補液壓缸13上腔的負壓空腔。 C、慢速下行：2YA、3YA通電 四柱立式液壓板料彎拆成型機的液壓缸13活塞下行到位，接觸工件，3YA通電，切斷液壓缸13活塞快速下行油路通道，增壓缸13上腔的進油路壓力升高到順序閥10打開，柱塞變量泵1供應的壓力油經(jīng)順序閥10、電液換向閥5進入液壓缸13上腔，進入液壓缸13的柱塞缸的進油路不變，液壓缸13下腔回油經(jīng)順序閥8、電液換向閥5流回油箱，電接觸壓力表對工件變形進行保壓，保壓時間由時間繼電器控制。 D、保壓結(jié)束、泄壓、液壓缸活塞返回行程： 時間繼電器發(fā)出信息

50、，1YA通電（2TA、3YA斷電），電液換向閥5左位工作。 與高壓狀態(tài)的液壓缸13上腔連接的外控順序閥9控制油路打開了外控順序閥9，柱塞變量泵1供應壓力油經(jīng)電液壓換向閥5后，由于液壓缸13上腔處于高壓狀態(tài)，大部分油液經(jīng)外控順序閥9流回油箱，只有少部分受控制壓力油先打開吸入閥12的卸荷閥，讓高壓狀態(tài)的液壓缸13上腔經(jīng)吸入閥12的卸荷閥（或叫卸荷口）卸荷后，隨著液壓缸13上腔壓力的降低，外控順序閥9關閉，吸入閥12通道打開，勾通液壓缸13上腔、吸入閥12與油箱的通路。柱塞變量泵1供應的壓力油經(jīng)電液壓換向閥5、液控單向閥7進入液壓缸13下腔，推動液壓缸13活塞上行，液壓缸13上腔油液經(jīng)吸入閥12回

51、油箱；液壓缸13的柱塞缸回油經(jīng)電液壓換向閥5流回油箱，液壓缸13的活塞快速返回行程。 板料折彎成型機液壓系統(tǒng)設計計算題 設計一臺四柱立式板料折彎成型機液壓系統(tǒng)，液壓板料彎拆成型機工作循環(huán)為：快速下行→慢速加工→快速提升回程。最大彎曲壓制力506N，上下移動滑塊重G＝15000N，快速下行行程1000mm－800mm，慢速下行行程30mm－60mm，快速下行速度V快下=24mm/s，慢速下行速度V慢=15mm/s，快速上行速度V快上=55mm/s，快速上行行L=1000mm，程制動時間△t=0.2s，上下移動滑塊液壓支撐平衡。 一、負載及運動分析　 液壓板料彎拆成型機上下

52、移動滑塊在立式四柱上作直線往復行程運動，應采用單活塞桿液壓缸。按技術要求，按已知參數(shù)求出液壓缸各工況外負載如下： 表1：液壓缸外負載分析計算表 工　　　況 計　算　公　式 外負載/N 不計摩擦力，快速下降負載為零。 設定初加壓為5000KN的10%。 快速下行 啟加速度 勻　　速 ____ 慢速彎折 初　　壓 F2=Fmax×10% 終　　壓 F3=Fmax 快速返回 啟　　加 F4= 勻　　速 F5=G 制　　動 F6= 　　表2：板料折彎成型機各種工況

53、持續(xù)時間 　工　　　況 計　　算　　式 時間/s 說　　　　　明 快　速　下　行 t1=L1÷v1= 彎折時間分兩階段，初彎行程為60mm，終彎行程為30mm。 慢速彎折 初　壓 T2=L2÷v2= 終　壓 T3=L2÷v2= 快　速　回　程 T4=L3÷v3= 　　利用上述負載速度數(shù)據(jù)繪制負載速度圖如下： 二、選取液壓缸參數(shù)，確定液壓缸結(jié)構尺寸 四柱立式板料折彎成型機屬于液壓機類，其工作壓力在20-32MPa之間，預選液壓缸的工作壓力P1=25mPa，以無桿腔為工作腔。設置液壓缸豎直工作，采用液壓順序閥平衡滑塊自重，

54、則液壓缸無桿腔內(nèi)徑為： 根據(jù)GB/T2346－1993，取標準值　D = 根據(jù)液壓缸快速下行與快速上行的速度比確定液壓缸活塞桿直徑d： 　　 取標準值 取快速進給柱塞液壓缸直徑： 液壓缸有效面積為： 　　　　 　　　　　　 　　　　　　 　　　 快速進給的柱塞液壓缸面積： 　　　　　　 表3：液壓缸工作循環(huán)進給中的壓力與流量計算如下表 工　作　階　段 計　算　公　式 負載F/N 工作壓力p /Pa 輸入流量q 及功率 L/min Pq （Kw） 快速下行 啟　動 , q=v1A1 恒　速　

55、 6 慢速下行 初　壓 , q=v2A1 終　壓 ××.×→0 快速退回 啟　動 , q=v3A2 恒　速　 制　動 二、液壓缸的工作壓力、流量計算 1、液壓缸的平衡壓力 　 　　　為了安全地工作，取背壓：　 2、快速下行 3、液壓缸工進作壓力 （1）、初壓 （ 3）、終壓 　　 4、液壓缸回程壓力 ?。?）、啟動： （2）、恒速： 　　　

56、 （3）、制動： 　　　　　　　 5、液壓缸流量計算 （1）、液壓缸快速下行行程　 　　 （2）、快速下行行程柱塞液壓缸流量 　 （3）、工作進給行程 　 　　　 　?。?）、快速返回行程 　 6、功率計算

57、

58、 　　?。?）、液壓缸快速下行功率 　　　　　 （2）、液壓缸初壓功率 　 （3）、液壓缸終壓功率 （4）、液壓缸快速上行功率 三、確定快速空程供油方式，液壓泵的規(guī)格，驅(qū)動電機功率 1、液壓系統(tǒng)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

59、吸油，同時使液壓系統(tǒng)規(guī)格降低檔次。 2、選定液壓泵的流量及規(guī)格： 設計的液壓系統(tǒng)最高工作壓力在主液壓缸工作行程，主液壓缸的無桿腔進油量為： 主液壓缸的有桿腔進油量為： 主液壓缸的有桿腔進油量為： 液壓缸設計工作行程的工作壓力（）。壓制流量為×××L/min,液壓缸工作回程流量為××L/min,選用×××BGY14-1B型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵?？焖傩谐淘O計工作壓力選，液壓缸初壓工作壓力為，流量×××L/mi；升高到××.×mPa，流量降低40%,仍可獲×××L/min的流量，基本滿足工進流量需要，比設計的×××L/min，只差9.1L/min，選×××BGY14-1

60、B型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵就顯然過大了。選用電液比例控制實現(xiàn)容積調(diào)速，節(jié)能高效效益。 3、液壓泵的驅(qū)動功率及電動機的選擇： 表4：液壓系統(tǒng)壓力、流量、功率表 工　作　階　段 計　算　公　式 負載F/N 工作壓力p /Pa 輸入流量q 及功率 L/min Pq （Kw） 快速下行 啟　動 , q=v1A1 恒　速　 慢速下行 初　壓 , q=v2A1 終　壓 ×××→0 快速退回 啟　動 , q=

61、v3A2 恒　速　 制　動 液壓缸的壓制工作壓力為P=××mPa；液壓缸回程工作壓力為P=0.××mPa快速進退選P=×.××106Pa,q=×××L/min, 工進選P=×××.106Pa,q=××L/min,液壓泵的容積效率ηv=0.92，機械效率ηm=0.95，兩種工況電機驅(qū)動功率為： 按等值功率計算： 　 　　　 K——電動機過載系數(shù)　直流電動機K=1.8－2.5，若考慮到網(wǎng)絡電壓波動，一般取 K=1.5－2.0 取 選取液壓泵的驅(qū)動電機，首先應考慮等值功率和運動循環(huán)動作階段的最大功率。本課題

62、運動循環(huán)動最大功率是終壓功P=××KW，持續(xù)時間只有2秒鐘時間，不在電動機允許的短期過載范圍內(nèi)，不能按等值功率計值的短期過載處理，也不能按運動循環(huán)選取×××BGY14-1B型電液比例斜盤式軸向變量柱塞泵電動機的最大驅(qū)動功率，只能按短折算系數(shù)為1.7的短期過載設計，選取××KWY280M-2型交流異步電動機驅(qū)動液壓泵。 四、設計選取液壓系統(tǒng)圖 　　1、液液壓系統(tǒng)圖： 　　　　　 2、電磁鐵動作表： 表5：電磁鐵動作表 名 稱 1YA 2YA 3YA 快速下行行程 ＋ ＋ 　壓制行程 ＋

63、快速上行行程 ＋ 3、油箱容積： 上油箱容積： 下油箱容積： 五、計算和選取液壓元件 表6： 液壓缸流量表 工　作　階　段 計　算　公　式 流 量 L/min 輸 入 輸 出 快速下行 啟　動 q=v1A1 恒　速　 慢速下行 初　壓 q=v2A1 終　壓 快速退回 啟　動 q=v3A2 恒　速　 制　動 序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9

64、 10 11 12 13 14 15 元　件　名　稱 斜盤式軸向柱塞泵。 齒輪泵 先導式比例溢流閥 直動式溢流閥 三位四通電液換向閥 二位三通電磁換向閥 液控單向閥 內(nèi)控外泄式順序閥 卸荷閥（外控序閥 內(nèi)控外泄式順序閥 電接觸壓力表 吸入閥（液控單向閥） 液壓缸 交流異步電動機 濾油器 實際流量 L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min L/min KW L/min 　規(guī)　　格 250BGY14-1B

65、 CB-10 FY-B32H FY-10B 34BYM-H32-T 23D-10B DFY-B32H2 XF-B32D-Y1 X4F-B32D-Y1 XF-B32D-Y1 Y-Hb6F 自制 Y225M-2型 WU－400×180F 　備　　注 外購 表6：液壓元件表 六、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證 　　YA32-5000KN型四柱萬能液壓機的液壓系統(tǒng)的動力機構，采用××KWY280M-2型交流異步電動機驅(qū)動××BGY14-1B型電液比例控制斜盤式軸向變量柱塞泵。選用電液比例控制的變量泵和液

66、壓缸組成容積調(diào)速系統(tǒng)，無節(jié)流溢流損失，系統(tǒng)高效節(jié)能液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)沿程和局部壓力損失估算1mPa在以下，由設計者自行校核。 設計任務： 1. A3號系統(tǒng)圖一張。（手畫） 2. 設計說明書一份。（手寫） 設計說明書要求完成： （1）、求出液壓缸快進、工進、快退推力，繪制快進、工進、快退工作循環(huán)圖，，繪制快進、工進、快退推力循環(huán)圖，繪制快進、工進、快退速度循環(huán)圖及液壓系統(tǒng)圖； （2）、確定液壓缸結(jié)構尺寸，液壓泵的流量，系統(tǒng)輸入輸出功率和系統(tǒng)的效率； （4）、列出液壓元件規(guī)格表 （5）、進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，確定液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)，油液發(fā)熱升溫狀態(tài)，其中包括油箱體積； （6）、用3# 圖紙繪制液壓系統(tǒng)圖。 第二部分、設計參數(shù) A、按機床選取工作壓力（P×MPa） 磨床 車、鏜、銑 珩磨 組合機床 運輸機械 拉床、龍門刨 <2 2-4 2-5 3-5 <7 <10 B、按負載（牛頓（N））選工作壓力（P×MPa） <5×103、 5×103-104、 104-