液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 臥式組合鉆床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)

廣東海洋共修才金禽癌CUNJIN COLLEGE OF GUANGDONG OCEAN UNIVERSITY課程設(shè)計(jì)說明書（2016-2017學(xué)年第二學(xué)期）課程名稱液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目臥式組合鉆床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)院（系）機(jī)電工程系專業(yè)班級(jí)14級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化x班姓名陳瑞玲學(xué)號(hào) 學(xué)141032100 地點(diǎn)教學(xué)樓B301時(shí)間2017年5月25日 2017年6月22日成績(jī)：指導(dǎo)老師：藍(lán)瑩目錄目錄液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 31概述 41.1 課程設(shè)計(jì)的目的 41.2 課程設(shè)計(jì)的要求 42.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 42.1 設(shè)計(jì)要求及工況分析 42.1.1 設(shè)計(jì)要求 42.1.2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 52.2 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 7小結(jié) 17參考文獻(xiàn) 18任務(wù)書液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書w程編號(hào)020869 課程名稱液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)16實(shí)施地點(diǎn)教學(xué)樓B301班級(jí)14級(jí)機(jī)械專業(yè)02班人數(shù)41起止時(shí)間2017.05.25 至2017.06.22形式2集中口分散指導(dǎo)教師藍(lán)瑩論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度安排2017.05.25日：閱讀、研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，了 解原 始數(shù)據(jù)和工作條件；收集有關(guān)資料并進(jìn)一步熟悉課題。2017.06.08日：明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析；確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)。2017.06.13日：擬定液壓系統(tǒng)原理圖。2017.06.22日：計(jì)算和選擇液壓件；驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能；。論文(設(shè)計(jì))內(nèi)容設(shè)計(jì)題目：臥式組合鉆床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快進(jìn)工進(jìn) 快退 停止主要性能參數(shù)與性能要求如下：切削阻力Fl=30468N運(yùn)動(dòng)部件所受重力G=4900N快進(jìn)、快退速度° 1=° 3=0.05m/s工進(jìn)速度：° 2=0.92 x 10-3m/s ；快進(jìn)行程L1=100mm工進(jìn)行程L2=50mrp往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速時(shí)間 t=0.2s ;動(dòng)力滑臺(tái)采用平與軌，靜摩擦系數(shù)P s=0.2,動(dòng)摩擦系數(shù) P d=0.1 o液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸，機(jī)械效率n cm=0.9 o要求(包括紀(jì)律 要求和報(bào) 告書要求)(1)明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析；(2)確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)；(3)擬定液壓系統(tǒng)原理圖；(4)計(jì)算和選擇液壓件；(5)驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能；(6)液壓系統(tǒng)原理圖；(7)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。要求：勤奮自覺、獨(dú)立多思、耐心細(xì)致、交流合作。1 .概述1.1 課程設(shè)計(jì)的目的本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，是在完成液壓與氣壓傳動(dòng)課程理論教學(xué)以后所進(jìn)行的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程的 學(xué)習(xí) 目的在于使學(xué)生綜合運(yùn)用 液壓與氣壓傳動(dòng)課程及其它先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行液壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)緊密結(jié)合起來，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。通過設(shè)計(jì)實(shí)際訓(xùn)練，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及解決工程問題打下良好的基礎(chǔ)。1.2 課程設(shè)計(jì)的要求(1)液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，它不僅可以鞏固所學(xué)的理論 知 識(shí)，也可以為以后的設(shè)計(jì)工作打好基礎(chǔ)。 在設(shè)計(jì)過程中必須嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦鉆 研， 一絲不茍，精益求精。(2)液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)應(yīng)在教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。教師的指導(dǎo)作用是指明設(shè)計(jì)思路，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，解答疑難問題，按設(shè)計(jì)進(jìn)度進(jìn)行階段審查。(3)設(shè)計(jì)中要正確處理參考已有資料與創(chuàng)新的關(guān)系。任何設(shè)計(jì)都不能憑空想象出來，利用已有資料可以避免許多重復(fù)工作，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，同時(shí)也是提高設(shè) 計(jì)質(zhì)量的保證。另外任何新的設(shè)計(jì)任務(wù)又總有其特定的設(shè)計(jì)要求和具體工作條件。(4)學(xué)生應(yīng)按設(shè)計(jì)進(jìn)程要求保質(zhì)保量的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。2.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算是液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，包括明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)、擬定液壓系統(tǒng)原理圖、計(jì)算和選擇液壓件以及驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能等。現(xiàn)以一臺(tái)臥式組合鉆床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)為例，介紹液 壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。2.1 設(shè)計(jì)要求及工況分析2.1.1 設(shè)計(jì)要求要求設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快進(jìn)工進(jìn)快退停止主要性能參數(shù)與性能要求如下：切削阻力FL=30468N ;運(yùn)動(dòng)部件所受重力G=4900N;快進(jìn)、快退速度仁3=0.5m/s,工進(jìn)速度：2=0.92 x 10-3m/s ;快進(jìn)行程L1=100mm ,工進(jìn)行程L2=50mm ;往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加速時(shí)間 At=0.2s ;動(dòng)力滑臺(tái)采用平與軌：靜摩擦系數(shù)口 =0.2,動(dòng)摩擦系數(shù)廟0.1n cn=0.9 o液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸，機(jī)械效率2.1.2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析(1)工作負(fù)載工作負(fù)載即為切削阻力 FL=30468N(2)摩擦負(fù)載摩擦負(fù)載即為與軌的摩擦阻力：靜摩擦阻力Fts -sG =0.2 4900 = 980N動(dòng)摩擦阻力Ftd -dG =0.1 4900 = 490N(3)慣性負(fù)載m =mG 4900t g't入=125N9.80.2(4)運(yùn)動(dòng)時(shí) 問快進(jìn)tL100 10"=2s10.05工進(jìn)tt3 一L2V2L1L2V3500.9210,10,3s(100 50)0.0510”-3s液壓缸的機(jī)械效率 列。n cn=0.9,得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載和推力，如表表1液壓缸各階段的負(fù)載和推力工況負(fù)載組成液壓缸負(fù)載F/N液壓缸推力F =F/ nm/N啟動(dòng)F = Fts9801089加速F f”td+ Fm615683快進(jìn)F = Ftd490544工進(jìn)F = Ftd + Ft3095834398反向啟動(dòng)F = Fts9801089加速F = F + Fm9151017快退F = Ftd490544根據(jù)液壓缸在上述各階段內(nèi)的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，即可繪制出負(fù)載循環(huán)圖F-t和速度循環(huán)圖-t,如圖1所示。2.2 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)2.2.1 初選液壓缸工作壓力所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載都不太高，參考表 2和表3,初選液壓缸的工作壓力 pi=4MPa。222計(jì)算液壓缸主要尺寸鑒于動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式差動(dòng)液壓缸(A=2A2),快進(jìn)時(shí)液壓缸差動(dòng)連接。工進(jìn)時(shí)為防止孔鉆通時(shí)負(fù)載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考表4選此背壓為p2=0.6MPa o表2按負(fù)載選擇工作壓力負(fù)載/KN<5510102020303050>50工作壓力/MPa<0.811.522.533445> 5表3各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大 中型挖掘 機(jī)重型機(jī) 械起重運(yùn) 輸機(jī)械磨床組合機(jī) 床龍門 刨床拉床工作壓力/MPa0.82352881010182032表4執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類型背壓力/MPa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng):0.40.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.51.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.81.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.23回油路較短且直接回油可忽略不計(jì)表5按工作壓力選取d/D工作壓力/MPa< 5.05.07.0> 7.0d/D八0.50.550.620.700.7表6按速比要求確定d/D2/。11.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.62:0.71注：1一無桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度;'2 一有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。由式PlAl P2A2cm4 92 10 鼻m = 0.108m =108mm則活塞直徑二 D220.11 2 m 4:2A2 (D-d 2)4參考表5及表6,得d ” 0.71D =77mm圓整后取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值得 D=110mm , d=80mm由此 求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為42=95 10 m2 J.2224 2(0.11 2 -0.82)m2 =44.7 10 m 24根據(jù)計(jì)算出的液壓缸的尺寸,可估算出液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率,如表7所列，由此繪制的液壓缸工況圖如圖2所示。表7液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值工況推力F0/N回油腔壓力P2/MPa進(jìn)油腔壓力P1/MPa輸入流量q x 10-3/m3/s輸入功率P/KW計(jì)算公式快進(jìn)啟動(dòng)1089一0.43一一p _ F0 也 ZPP1Ai 4q = (A - A 2)J1P= P2加速683p1 + Ap0.77一一恒速544p1 + Ap0.660.50.33工進(jìn)343980.63.950.84 X 10-20.033F0 4P2A2Pi , A1q = Ao 2P= P2快退啟動(dòng)1089一0.49一一F0 +P2A1p1 _A2q = Ao 3P= P2加速6830.51.45一一恒速5440.51.310.450.59注：1. Ap為液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失，取侔=0.5MPa。2.快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為Pi,無桿腔回油，壓力為 P2。2.3 擬定液壓系統(tǒng)原理圖1 ?選擇基本回路(1)選擇調(diào)速回路 由圖2可知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小， 故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。為防止孔鉆通0.8-時(shí)負(fù)載突然消失引起運(yùn)動(dòng)部件前沖，在回油路上加背壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)系統(tǒng)。(2)選擇油源形式從工況圖可以清楚看出，在 工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程_的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。最"斗2大流量與最小流量之比 qmax/qmin=0.5/(0.84 X 10- )fc 60;其圖2液壓缸工況圖相應(yīng)的時(shí)間之比(ti+t3)/t2=(1+1.5)/56.8=0.044 。這表明在一個(gè)工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，選用單定量泵油源顯然是不合理的，為此可選用限壓式變量泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源?？紤]到前者流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且后者可雙泵同時(shí)向液壓缸供油實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵方案，如圖2a所示。(3)選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路本系統(tǒng)已選定液壓缸差動(dòng)連接和雙泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。考慮到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時(shí)回油路流量較大，故選用換向時(shí)間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，所以選用三位五通電液換向閥，如圖2b所示。(4)選擇速度換接回路由于本系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大(i廠2=0.1/(0.92 X 10-3) ? 110),為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路，如 圖2c所示。(5)選擇調(diào)壓和卸荷回路 在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問題都已基本解決。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調(diào)定，無需另設(shè)調(diào)壓回路。在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低壓大流量泵通過液控順序閥卸荷，高壓LS 11tL圖2選擇的基本回路卸荷，但功率損失較小，故可不需再設(shè)卸荷回路。2 .組成液壓系統(tǒng)圖3整理后的液壓系統(tǒng)原理圖將上面選出的液壓基本回路組合在一 起，并 經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓 系統(tǒng)工作原理 圖，如圖3所示。在圖3中，為了解決滑臺(tái)工進(jìn)時(shí) 進(jìn)、回油路串通使系統(tǒng) 壓力無法建立的問題，增設(shè) 了單向閥6。為了避免機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回 油箱，導(dǎo) 致空氣進(jìn)入系統(tǒng)， 影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的 平穩(wěn)性，圖中 添置了一個(gè)單向閥13。考慮到這臺(tái)機(jī)床用于鉆孔(通孔與不通孔)加工，對(duì)位置 定位精度要求較高，圖中增設(shè)了一個(gè) 壓力繼電器 14。當(dāng)滑臺(tái)碰上死擋塊后，系 統(tǒng)壓力升高，它發(fā) 出快退信號(hào)，操縱電液換 向閥換向。2.4計(jì)算和選擇液壓件1 .確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率(1)計(jì)算液壓泵的最大工作壓力小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供油，由表7可知，液壓缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大最大工作壓力為 P1=3.96MPa ,如在調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進(jìn)油路上的總壓力損失刀？p=0.6MPa ,考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差=Pe=0.5MPa ,則小流量泵的最高工作壓力估算為Pp3 R + 送 Ap+也 pe =( 3.95+0.6大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油，由表p1=1.43MPa，比快進(jìn)時(shí)大。考慮到快退時(shí)進(jìn)油不通過調(diào)速閥，的總壓力損失E?p=0.3MPa ,則大流量泵的最高工作壓力估算為0.5) MPa = 5.05MPa7可見，快退時(shí)液壓缸的工作壓力為故其進(jìn)油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進(jìn)油路上Pp2 A R 也 p=( 1.45 十 0.3 )MPa=1.75MPa(2)計(jì)算液壓泵的流量0.5X 10-3 m3/s,若取回路泄漏系數(shù) K=1.1由表7可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為 則兩個(gè)泵的總流量為-3 3qp-Kq1=1.1 0.5 10 m/s = 0.55 10 m/s=33L/min考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min，工進(jìn)時(shí)的流量為0.84 x 10-5 m3/s =0.5L/min，則小流量泵的流量最少應(yīng)為3.5L/min(3)確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，并考慮液壓泵存在容積損失，最后確定選取PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泵。具小流量泵和大流量泵的排量分別為6mL/r和33mL/r,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速np=940r/min時(shí)，其理論流量分別為5.6 L/min和31L/min ,若取液壓泵容積效率n=0.9,則液壓泵的實(shí)際輸出流量為qp = qp1 qp2=6 940 0.9/1000 33 940 0.9/1000 L/min二 5.1 27.9 L/min =33L/min由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大,若取液壓泵總效率n=0.8 ,這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為KW -1.19KWPpQp 1.73 10 6 33 10"選用規(guī)格相近的Y100L 6型電動(dòng)機(jī)，具額定功率為1.5KW,60 0.8 103根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本額定轉(zhuǎn)速為940r/min。2 ?確定其它元件及輔件(1)確定閥類元件及輔件根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實(shí)際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表 8所列。其中，溢流閥9按小流量泵的額定流量選取，調(diào)速閥4選用Q-6B型，其最小穩(wěn)定流量為 0.03 L/min，小于本系統(tǒng)工進(jìn)時(shí)的流量0.5L/min。表8液壓元件規(guī)格及型號(hào)序號(hào)元件名稱通過的最大流量q/L/min規(guī)格型號(hào)額定流量qn/L/min額定壓力Pn/MPa額定壓降?Pn/MPa1雙聯(lián)葉片泵一PV2R12-6/335.1/27.9 *16一2三位五通電液 換向閥7035DY 一100BY1006.30.33行程閥62.322C 100BH1006.30.34調(diào)速閥<1Q 6B66.3一5單向閥70I 100B1006.30.26單向閥29.3I 100B1006.30.27液控順序閥28.1XY 63B636.30.38背壓閥<1B 10B106.3一9溢流閥5.1Y 10B106.3一10單向閥27.9I 100B1006.30.211濾油器36.6XU 80 X200806.30.0212壓力表開關(guān)一K 6B一一一13單向閥70I 100B1006.30.214壓力繼電器一PF B8L一14一注：此為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為940r/min時(shí)的流量(2)確定油管在選定了液壓泵后，液壓缸在實(shí)際快進(jìn)、工進(jìn)和快退運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間以及進(jìn)入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)值不同，重新計(jì)算的結(jié)果如表9所列。表9各工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間和流量Ad +q p2)qi =Ai - a295x(5.1 +27.9)-.L/min 95 -44.7=62.3L/minA2q2 q1 A44 7 = 62.3 漢 L/min95=29.3L/minqpi %q =Ai _A2(5.1+27.9) “0)/=_L m/s60x(95 -44.7)x10=0.109 m/s± 100x10J = s0.109=0.92s工進(jìn)快退q =0.5 L/minq = q p1 + qp2=(5.1 + 27.9)L/min=33L/mi nAA144 7=0.5 匯一 L/min95=0.24 L/minA2q2A95 =33 JE L/min44.7=70 L/min心A0.500$/=4 m/s60A95x10=0.88x10m/sq13 A3300 山,=4 m/s60x44.700=0.123m/st50X10 ,t2 s0.88X10 :=56.8st15000 t3 s0.123=1.22s表10允許流速推存值管道推薦流速/(m/s)吸油管道0.5? 1.5, 一般取1以下壓油管道3? 6,壓力高，管道短，粘度小取大值回油管道1.5 ? 3由表9可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求。d4根據(jù)表9數(shù)值，按表10推薦的管道內(nèi)允許速度取-=4 m/s,由式'計(jì)算得與液 壓缸無桿腔和有桿腔相連 的油管內(nèi)徑分別為忙 4 弦3 苗 10fm = 18.2mm.JIU 60 3.14 4 JIU4q- 4 70 曲 iofm=19.3mmI 6八3.1八4為了統(tǒng)一規(guī)格，按產(chǎn)品樣本選取所有管子均為內(nèi)徑20mm、外徑28mm的10號(hào)冷拔鋼管。(3)確定油箱油箱的容量按式 V=> qpn估算，其中a為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，低壓系統(tǒng)，a=2? 4 ；中壓系統(tǒng)，a=5 - 7；高壓系統(tǒng)，a=6? 12。現(xiàn)取a=6,得V =6 (5.6 31)L=220L2.5驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能1 .驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，所以只能估算系統(tǒng)壓力損失。估算時(shí)，首先確定管道內(nèi)液體的流動(dòng)狀態(tài)，然后計(jì)算各種工況下總的壓力損失。現(xiàn)取進(jìn)、回油管道長(zhǎng)為l=2m,油液的運(yùn)動(dòng)粘度取=1 10 m/s ,油液的密度取 =0.9174 10 kg/m。(1)判斷流動(dòng)狀態(tài)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退三種工況下，進(jìn)、回油管路中所通過的流量以快退時(shí)回油流量q2=70L/min為最大,此時(shí)，油液流動(dòng)的雷諾數(shù)4X70K10，v60漢兀漢20漢10 2 1漢10也為最大。因?yàn)樽畲蟮睦字Z數(shù)小于臨界雷諾數(shù) (2000),故可推出：各工況下的進(jìn)、回油路中的油液的流動(dòng)狀態(tài)全為層流。(2)計(jì)算系統(tǒng)壓力損失將層流流動(dòng)狀態(tài)沿程阻力系數(shù)7575 二 d、4q和油液在管道內(nèi)流速4q同時(shí)代入沿程壓力損失計(jì)算公式d2,并將已知數(shù)據(jù)代入后，得4 汽 75PW =4 漢 75 漢 0.9174 漢 103 漢 1 漢4。q =0.547810* 匯 2 2 二 d4 q 2 3.14 (20 10 丁可見，沿程壓力損失的大小與流量成正比，這是由層流流動(dòng)所決定的。在管道結(jié)構(gòu)尚未確定的情況下，管道的局部壓力損失？ p z常按下式作經(jīng)驗(yàn)計(jì)算Pz= 0.1 Pi各工況下的閥類元件的局部壓力損失可根據(jù)下式計(jì)算Apv 二3|一 !10 J其中的.巾n由產(chǎn)品樣本查出，qn和q數(shù)值由表8和表9列出?；_(tái)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退工況 下的壓力損失計(jì)算 如下：1 ?快進(jìn)滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10、電液換向閥2,然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過行程閥3進(jìn)入無桿腔。在進(jìn)油路上，壓力損失分別為62 3x10v ： pH =0.5478 10 8q =0.5478 10 810' MPa = 0.05688 MPa60'pz 工嘉 0.1 p=0.1 0.05688MPa = 0.005688MPav APvi =0.2 心 丫 +0 一色 J" 1100 J <100 Ji_62.3r(100 JMPa =0.1647 MPaP i = Pi Pzr up" - 0.05688 0.005688 0.1647 MPa =0.2273MPa在回油路上，壓力損失分別為8:pio =0.5478 10 q =0.5478 108 29 3 X 10-360610 MPa = 0.02675 MPa'Pz 八 0.1 p% =0.1 0.02675MPa =0.002675MPapvo(29.3 21000.23+03100警MPa=0.1594MPa100送卻。=瓦 邙 10 + 送 Apz + 瓦也 pvo =( 0.02675 + 0.002675 + 0.1594)MPa = 0.1888MPa將回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得出差動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的總的壓力損失0.188844.7 MPa =0.316MPa952.工進(jìn)滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥2、調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸無桿腔，在調(diào)速閥4處的壓力損失為0.5MPa。在回油路上，油液通過電液換向閥2、背壓閥8和大流量泵的卸荷油液一起經(jīng)液控順序閥7返回油箱，在背壓閥8處的壓力損失為0.6MPa。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上總的壓力損失為送人 p.= Apvi =0.3 漢i +0.5 MPa=0.5MPaI M00 J此值略小于估計(jì)值。在回油路上總的壓力損失為該值即為液壓缸的回油腔壓力 相符。0 240 24 . 27( 0.24+ 0.6 + 0.3 漢 -+ .9 iMPa=0.66MPa丫 63 JTooP2=0.66MPa ,可見此值與初算時(shí)參考表4選取的背壓值基本按表7的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為F0P2A234398 0.66 10 6 44.7 10 上495 10 L 106MPa = 3.93MPa此略高于表7數(shù)值?？紤]到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差Pe=0.5MPa ,則小流量泵的工作壓力為Ppi = R + 送 Apj + 山 Pe = 3.93 + 0.5 + 0.5 = 4.93MPa此值與估算值基本相符，是調(diào)整溢流閥10的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。3.快退滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥10、電液換向閥2進(jìn)入液壓缸有桿腔。在回油路上，油液通過單向閥 5、電液換向閥2和單向閥13返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力 損失為f27 9 丫33 殳 I送心 P.二送 鄒叱 0. 2 漢 一-I +0.3 漢匕 I MPa =0.048MPa(100 J000 J此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的*70 <100衛(wèi)I20.3<100在回油路上總的壓力損失為0.2MPa 二 0.343MPa此值與表7的數(shù)值基本相符，故不必重算。大流量泵的工作壓力為Pp2 = R + 瓦也 R =3.93 +0.048 =3.98MPa此值是調(diào)整液控順序閥7的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。2 ?驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升由于工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占96%,所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來計(jì)算。在工進(jìn)時(shí)，大流量泵經(jīng)液控順序閥7卸荷，其出口壓力即為油液通過液控順序閥的壓力損失q-27.9： p0， I 63 j MPa =0.0588MPaC|n J液壓系統(tǒng)的總輸入功率即為液壓泵的輸入功率P _ P/PIPp2 qp227.9 10 ;60 W = 557.99rp4.93 1065.1 100.0588 10 6600.8液壓系統(tǒng)輸出的有效功率即為液壓缸輸出的有效功率匕=尸氏=30958X0.8800W=27.243 w由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為557 A 27 24 530 75WHKA計(jì)算工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升，即H0.065K3 V2536. 70.065 15 3 2202=14.93其中傳熱系數(shù)K=15 W/ (m2? C)。80%時(shí)，其V:油箱體積，當(dāng)油箱的3個(gè)邊長(zhǎng)之比在1:1:1 1:2:3范圍內(nèi)，且油位高占油箱高散熱面積A=0.065 3V2設(shè)環(huán)境溫T2=25 C,則熱平衡溫度為=T2 T =25 14.93=39.93 : 55 C油溫在允許范圍內(nèi)，油箱散熱面積符合要求，不必設(shè)置冷卻器。小結(jié)小結(jié)通過這段時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，認(rèn)識(shí)到自己的很多不足，自己知識(shí)有很多盲點(diǎn)和漏洞，知識(shí)和實(shí)踐的差距很大，所以說，通過這次設(shè)計(jì)，我深刻的認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。在這個(gè)過程中，遇到了一些困難，但是通過和同學(xué)的討論和資料查找還是將這些難題解決了，學(xué)習(xí)的熱情高漲。本次設(shè)計(jì)涉及了液壓傳動(dòng)的大部分知識(shí)還有就是數(shù)據(jù)計(jì)算和word文檔的處理。也是我們很好得將課本上的知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來，收獲頗多，特別是收集資料和信息的能力，這也是我們大學(xué)期間一次難得的機(jī)會(huì)，真是受益匪淺。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1左健民.液壓與氣壓傳動(dòng)（M） 2章宏甲.液壓與氣壓傳動(dòng)（M） 3劉延俊.液壓與氣壓傳動(dòng)（M） 4徐激主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（M） 雷天覺主編.液壓工程手冊(cè)（八 磯京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.8 匕京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 磯京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.12 匕京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.7張利平？夜壓站設(shè)計(jì)與使用（M）.北京：海洋出版社，2004.77崔嘵利，崔洪斌，趙霞中文版AutoCAD工程制圖（2006版）.北京：清華大學(xué) 出版 社,2005.8網(wǎng) 賈銘新.液壓傳動(dòng)與控制 就京:國(guó)防工業(yè)大學(xué)出版社,2001.1