YA32—200型四柱式萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計(jì)含5張CAD圖
YA32200型四柱式萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計(jì)含5張CAD圖,ya32,型四柱式,萬能,液壓機(jī),液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì),cad
YA32200型四柱式萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計(jì)摘要 本設(shè)計(jì)著重介紹液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算.在設(shè)計(jì)過程中主要從三個(gè)方面考慮,首先對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)液壓機(jī)的主缸進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算,并根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)繪制其有關(guān)圖紙。關(guān)鍵詞: 液壓系統(tǒng) 液壓缸IYA32200 universal hydraulic press design calculationAbstract 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 parameterKey words: Hydraulics Hydraulic cylinder II目錄摘要IAbstractII目錄III緒 論1第一章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2第一節(jié) 設(shè)計(jì)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(jì)技術(shù)參數(shù)及規(guī)格2四. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的其它要求3第二節(jié) 總體設(shè)計(jì)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(jì)算執(zhí)行元件參數(shù)10七. 計(jì)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(hào)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(dòng)28二. 液壓系統(tǒng)的分析33第三章 液壓缸的設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)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50III八. 油口50結(jié)束語52參考文獻(xiàn)53致 謝54IV緒 論自18世紀(jì)末英國制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起,液壓傳動(dòng)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(dòng)機(jī)及自動(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。因此,液壓傳動(dòng)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(shí),新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測試(CAT)、計(jì)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(dòng)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(jì),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(jì)第一節(jié) 設(shè)計(jì)要求一. 主要用途及規(guī)格液壓機(jī)是利用液壓傳動(dòng)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(shí)及自動(dòng)回程動(dòng)作。液壓機(jī)是最早應(yīng)用液壓傳動(dòng)的機(jī)械之一,目前液壓傳動(dòng)已成為壓力加工機(jī)械的主要傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、低壓控制系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)等組成 動(dòng)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(dòng)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(dòng)及半自動(dòng)三種工作方式。三. 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)及規(guī)格表1-1設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)及規(guī)格項(xiàng)目單位YA32200公稱壓力t200回程壓力t45系統(tǒng)最大工作壓力Mpa25頂出壓力t350頂出回程壓力t25控制油路工作壓力Mpa1.21.5頂出活塞最大行程mm250活動(dòng)橫梁最大行程mm700活動(dòng)橫梁距工作臺(tái)最大距離mm1100頂出活塞距工作臺(tái)最大行程mm345活動(dòng)橫梁行程速度空載下行mm/s60工作12回程52頂出活塞行程速度頂出mm/s65退回95四. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的其它要求要求設(shè)計(jì)的液壓機(jī)具有獨(dú)立的動(dòng)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(dòng)及半自動(dòng)三種工作方式。第2節(jié) 總體設(shè)計(jì)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(duì)主機(jī)的設(shè)計(jì)影響很大。所以,我在考慮液壓設(shè)備的總體方案時(shí),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(shí)進(jìn)行的。液壓執(zhí)行元件的選擇由主機(jī)的動(dòng)作要求、載荷輕重和布置空間條件確定。如同設(shè)計(jì)液壓機(jī)時(shí),液壓缸的類型選擇,常常是在確定總體方案時(shí),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(jì)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(dòng)連接時(shí) (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(jì)任務(wù)書中已經(jīng)對(duì)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(jì)的要求,對(duì)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(gè)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(dòng)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(shí)泄壓快速回程,及保壓時(shí)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(dòng)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(2032Mpa)和設(shè)計(jì)任務(wù)書中提供的系統(tǒng)壓力(25Mpa),可以確定我設(shè)計(jì)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(dòng)作圖,參看液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇適當(dāng)?shù)姆较蚩刂?、速度換接回路,以實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件的控制。由于設(shè)計(jì)任務(wù)書中提供的速度變換屬于快慢速自動(dòng)轉(zhuǎn)換的范疇,且執(zhí)行元件就一個(gè)液壓缸,故選擇由恒功率變量泵液壓缸組成的無級(jí)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(dòng)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(gè)元件符號(hào)按照常態(tài)工況畫出,且在系統(tǒng)的各個(gè)主要部位加裝壓力表,以便隨時(shí)檢測系統(tǒng)壓力。在擬定工藝循環(huán)順序動(dòng)作圖表和編制元件明細(xì)表時(shí),都嚴(yán)格遵照了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求,我對(duì)所選用的元件做一簡單分析。一) 泵的選擇首先對(duì)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(gè)高壓小流量柱塞泵和一個(gè)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(jì)的液壓機(jī)系統(tǒng)壓力較高,流量較大,在選擇泵時(shí)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(dòng)作協(xié)調(diào),兩個(gè)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(dòng)作時(shí),主缸才能運(yùn)動(dòng)。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(shí),頂出缸才能運(yùn)動(dòng)。當(dāng)液壓機(jī)系統(tǒng)壓力高時(shí),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(duì)電液換向閥的選擇時(shí),考慮到液壓缸在不工作時(shí)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(shí),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(duì)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(dòng)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(dòng)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(huì)自動(dòng)下落。在活塞快速下行時(shí),為防止產(chǎn)生震動(dòng)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??紤]到活塞在快速下行時(shí),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(gè)問題,我們?cè)谥鞲椎纳锨贿M(jìn)油口并接了充液閥及高位油箱。當(dāng)上腔行成負(fù)壓時(shí),高位油箱中的油液就會(huì)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(jí)別和電液換向閥的接入工位時(shí),要實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的速度由快速運(yùn)動(dòng)馬上變?yōu)槁龠\(yùn)動(dòng),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(gè)壓力閥。用它來支承活動(dòng)衡量的重量,在活動(dòng)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(shí)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(dòng)切換到“保壓”和“卸荷回程”狀態(tài),我們?cè)谶M(jìn)油回油路上安裝了壓力繼電器和保壓延時(shí)繼電器,通過設(shè)定時(shí)間繼電器的參數(shù)值即可實(shí)現(xiàn)保壓時(shí)間的長短。考慮到保壓時(shí)主缸上腔油液的壓縮和管道膨脹儲(chǔ)存了能量,而使其上腔的油壓很高,再加上主缸為差動(dòng)油缸,所以當(dāng)電液換向閥10很快切換到回程位置,會(huì)使回程開始的短時(shí)間內(nèi)泵3及主缸下腔的油壓升得很高,比保壓時(shí)主油路的壓力還要高得多,以致引起沖擊和振動(dòng)。所以保壓后必須先逐漸泄壓然后再回程,以防沖擊和振動(dòng)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(shí)間繼電器TS發(fā)信號(hào)(定程成形時(shí),由擋鐵壓行程開關(guān)3HC發(fā)信號(hào)),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(duì)油液量減少,泵3成為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)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(dòng)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(gè)問題。液壓機(jī)在進(jìn)行“薄板反拉伸成型”工藝中,活動(dòng)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(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)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(dòng)作圖表如下:表1-2 循環(huán)順序動(dòng)作圖表缸動(dòng)作電磁鐵動(dòng)作訊號(hào)1DT2DT3DT4DT5DT電動(dòng)機(jī)備注1D2D原始位置AQ-+快速下行1A+-+減速壓制2HC(1A)+-+手動(dòng)時(shí)3HC為下行按限保壓JD-+定程成型時(shí)由3HC發(fā)出訊號(hào)后自動(dòng)回程泄壓回程JS(2A)-+-+頂出1HC-+-+退回3A-+-+靜止4A-+緊急停車AT-六. 計(jì)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(jì)算液壓缸的內(nèi)徑。根據(jù)公式計(jì)算: (1-2)主缸: 頂出缸:F輸出推力KNP選定工作壓力MPa二) 速度比 根據(jù)公式 ,計(jì)算得: (1-3)主缸:頂出缸: v2活塞伸出時(shí)的速度m/minv1活塞縮入時(shí)的速度m/min三) 活塞桿直徑d根據(jù)速度比的要求計(jì)算活塞桿的直徑。 根據(jù)公式 ,計(jì)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(dòng)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(jì)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(jì)算液壓泵的流量,選擇泵一) 計(jì)算系統(tǒng)各執(zhí)行元件最大需用流量QMAX 根據(jù)公式 Q6VA104,計(jì)算得: (1-6)表1-3 系統(tǒng)各執(zhí)行元件最大需用流量QMAX動(dòng)作過程計(jì)算()結(jié)果(L/min)Q定出壓制60.0120.080410457.8Q快速下行60.060.0804104289.44Q主回程60.0520.0188410458.7Q定出60.0650.0153910460Q頂回程60.0950.0103610459根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知,系統(tǒng)最大所需流量為:QMAX289.44 L/min二) 計(jì)算泵的排量V 根據(jù)公式 Q泵QMAX80計(jì)算得: (1-7)Q泵289.4480231.55 L/min 由公式V泵計(jì)算得: (1-8)V泵ml/rQMAX系統(tǒng)最大所需流量為231.55 L/minn 驅(qū)動(dòng)泵得電動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速 1000r/min三) 按流量選擇液壓泵根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量可知,選用250YCY141B一臺(tái)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(huì)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(jì)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/minn 驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速1470 r/min根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果來選擇泵的型號(hào),選用63YCY141B型斜盤式軸向柱塞泵。63YCY141B型斜盤式軸向柱塞泵技術(shù)參數(shù)如表4所示。表1-4 63YCY141B型斜盤式軸向柱塞泵技術(shù)參數(shù)型 號(hào)排 量ml/r額 定壓 力mpa額 定轉(zhuǎn) 速r/min驅(qū) 動(dòng)功 率kw容 積效 率%重 量kg理 論流 量l/min63YCY14-1B6332150059.2927192由此可以看出,在液壓缸快速下行時(shí)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(shí),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(dòng)換向閥控制油系統(tǒng)的工作壓力,一般是1.21.5Mpa。由設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)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(hào)流 量L/Min壓 力Mpa轉(zhuǎn) 速r/min容 積效 率%重 量kg驅(qū) 動(dòng)功 率kwCB-B20202.51450905.21.02八. 列出表格 一)系統(tǒng)工作循環(huán)壓力、流量計(jì)算如表6所示 表1-6 系統(tǒng)工作循環(huán)壓力、流量計(jì)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(hào)流經(jīng)電液換向閥9的最大流量是在主缸快速下行時(shí)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(shí),主缸活塞在自重作用下迅速下行。這時(shí)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(shí),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(shí)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:當(dāng)液壓缸快速下行時(shí),流經(jīng)充液閥的流量L充=289.4-91.9=196 L/Min 當(dāng)液壓缸回退時(shí),流經(jīng)充液閥的流量 L充=A0.080461040.052=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(hào)、規(guī)格件號(hào)名 稱型 號(hào)規(guī) 格最大使用壓力 Mpa最大使用流量L/Min壓 力Mpa流 量L/Min1低壓控制系統(tǒng)2.5181.21.52軸向柱塞泵63YCY14-1B3210025923三位四通電液換向閥DSHG-06-3C60-E-D12-5025160924先導(dǎo)式溢流閥YF-L10B0.57403205高壓壓力表Y-100040Mpa6先導(dǎo)式溢流閥YF-L20H416321002591.97遠(yuǎn)程調(diào)壓閥YF-L8B0.572258三位四通電液換向閥DSHG-06-3C5-E-D12-502516025929低壓壓力表Y-10006Mpa10二位四通電磁換向閥24 EYI1 B20H-T21302.511液控單向閥CPT-10-35-50251252558.712壓力閥C1T-10-50-50252513充液閥CPT-10-50-502525014卸壓閥DZ25DP-315XM31.510015單向閥A-H3220L3210025 本系統(tǒng)選擇的主要控制元件和輔助元件的型號(hào)、規(guī)格見表7。因?yàn)橛械拈y的壓力規(guī)格沒有25Mpa這個(gè)壓力級(jí),故選用時(shí)向較高的壓力檔次選取。十 計(jì)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(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作循環(huán)主系統(tǒng)輸入功率的計(jì)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(dòng)機(jī)功率循環(huán)圖一) 選擇高壓系統(tǒng)所需的電動(dòng)機(jī)型號(hào) 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(shí)間由壓制厚度確定,故不能按它選擇電動(dòng)機(jī)。在整個(gè)工作循環(huán)中,泵的壓力和流量在較多時(shí)間內(nèi)皆達(dá)到最大工作值,驅(qū)動(dòng)泵的電動(dòng)機(jī)功率為: p=0.8考慮到減速加壓時(shí)的所需功率較大,而電動(dòng)機(jī)一般允許短時(shí)間超載25%,這樣電動(dòng)機(jī)的功率還可以降低一些,在選擇時(shí)應(yīng)按最大功率除以系數(shù)k選取,系數(shù)k=1.52;本機(jī)取k=1.7,求得電動(dòng)機(jī)的功率為 選取Y200L-4型電動(dòng)機(jī),額定功率30kw。二) 選擇低壓系統(tǒng)所需的電動(dòng)機(jī)型號(hào) 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=0.84,所需電動(dòng)機(jī)的功率為 選取Y802-4型電動(dòng)機(jī),額定功率為0.75kw。十一. 液壓輔件一) 計(jì)算油箱容積 油箱有效容積VO按兩個(gè)泵每分鐘流量之和的6倍計(jì)算。一般鍛壓機(jī)械的油箱容量通常取為每分鐘流量的612倍。VO=6(QP1+QP2) =6(92+20) =672L根據(jù)以上的計(jì)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:abc=1250860680 mm油面高度為:油面高與油箱高之比為:三)計(jì)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(jì)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V36m/s,管的內(nèi)徑為??紤]到主缸的進(jìn)油管路在壓制時(shí)的壓力較高和快速下行時(shí)的流量較大,在設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)校合計(jì)算。 當(dāng)主缸在快速下行時(shí),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30mm。材料:20鋼;供貨狀態(tài):冷加工/軟(R);b=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(shí),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(jì)算結(jié)果可知,取兩者中的較大值作為首選,即管子304mm。 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(jì)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50mm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(shí),頂出缸被迫回程時(shí),管路中的壓力和流量也較大,也得做重點(diǎn)校合計(jì)算。當(dāng)頂出缸被迫回程時(shí),流過管路的最大流量為: Q=6A10 (1-10) =60.0120.0153104=11.016 L/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10mm。材料:20鋼;供貨狀態(tài):冷加工/軟(R);b=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(shí),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(jì)算結(jié)果可知,在頂出缸被迫回程時(shí)回路上所需的管子通徑較小,而在頂出缸頂出時(shí)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22mm。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(duì)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(duì)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 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(dòng)活塞慢速下行,對(duì)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(shí),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(shí)當(dāng)主缸上腔的油液達(dá)到要求的數(shù)值時(shí),由壓力繼電器17發(fā)信號(hào),使電液換向閥10回復(fù)中位,將主缸上下腔油液封閉。這時(shí)泵3也泄荷,而單向閥16背高壓油自動(dòng)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(huì)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(shí)主缸上腔油液的壓縮和管道膨脹儲(chǔ)存了能量,而使其上腔的油壓很高,再加上主缸為差動(dòng)油缸,所以當(dāng)電液換向閥10很快切換到回程位置,會(huì)使回程開始的短時(shí)間內(nèi)泵3及主缸下腔的油壓升得很高,比保壓時(shí)主油路的壓力還要高得多,以致引起沖擊和振動(dòng)。所以保壓后必須先逐漸泄壓然后再回程,以防沖擊和振動(dòng)發(fā)生。該液壓系統(tǒng)保壓完畢,壓力繼電器17控制時(shí)間繼電器TS發(fā)信號(hào)(定程成形時(shí),由擋鐵壓行程開3HC,發(fā)信號(hào)),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(shí)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(shí),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(dòng)頂出缸的動(dòng)作是在主缸停止時(shí)
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編號(hào):16520101
類型:共享資源
大?。?span id="jjiwbus" class="font-tahoma">2MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2020-10-05
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- 關(guān) 鍵 詞:
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ya32
型四柱式
萬能
液壓機(jī)
液壓
系統(tǒng)
設(shè)計(jì)
cad
- 資源描述:
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YA32—200型四柱式萬能液壓機(jī)液壓系統(tǒng)及主缸的設(shè)計(jì)含5張CAD圖,ya32,型四柱式,萬能,液壓機(jī),液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì),cad
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