液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (2016-2017學(xué)年第二學(xué)期) 課程名稱(chēng) 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(zhuān)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) 20141032100 地 點(diǎn) 教學(xué)樓B301 時(shí) 間 2017年5月25日—2017年6月22日

2、 成績(jī): 指導(dǎo)老師:藍(lán)瑩 目 錄 液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 3 1.概述 3 1.1 課程設(shè)計(jì)的目的 3 1.2 課程設(shè)計(jì)的要求 3 2. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 2.1 設(shè)計(jì)要求及工況分析 3 2.1.1設(shè)計(jì)要求 3 2.1.2 負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 3 2.2 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 3 小結(jié) 3 參考文獻(xiàn) 3 液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 課程編號(hào) 020869 課程名稱(chēng) 液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)

3、 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(zhuān)業(yè)02班 人數(shù) 41 起止時(shí)間 2017.05.25至2017.06.22 形式 √集中 □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(shū),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

4、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=0.9210-3m/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Δt=0.2s; 動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌,靜摩擦系數(shù)μs=0.2,動(dòng)摩擦系數(shù)μd=0.1。 液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸,機(jī)械效率ηcm=0.9。 要求 (包括紀(jì)律要求和報(bào)告書(shū)要求) (1) 明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析; (2)

5、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(shuō)明書(shū)。 要求:勤奮自覺(jué)、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(zhuān)業(yè)的主要專(zhuān)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(lái),從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。通

6、過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)際訓(xùn)練,為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及解決工程問(wèn)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(guò)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(wèn)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(lái),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

7、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1= 3=0.5m

8、/s, 工進(jìn)速度2=0.9210-3m/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Δt=0.2s; 動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌: 靜摩擦系數(shù)μs=0.2, 動(dòng)摩擦系數(shù)μd=0.1。 液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸,機(jī)械效率ηcm=0.9。 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)載即為導(dǎo)軌的摩擦阻力: 靜摩擦阻力 動(dòng)摩擦阻力 (3) 慣性負(fù)載 (4) 運(yùn)動(dòng)時(shí)間 快進(jìn) 工進(jìn) 快

9、退 液壓缸的機(jī)械效率ηcm=0.9,得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載和推力,如表1所列。 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F0=F/ηcm/N 啟 動(dòng) 980 1089 加 速 615 683 快 進(jìn) 490 544 工 進(jìn) 30958 34398 反向啟動(dòng) 980 1089 加 速 915 1017 快 退 490 544 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

10、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p1=4MPa。 2.2.2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(A1=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。 表2 按負(fù)載選擇工作壓力 負(fù)載/ KN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 >50 工作

11、壓力/MPa <0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5 表3 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類(lèi)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(mén)刨床 拉床 工作壓力/MPa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 表4 執(zhí)行元件背壓力 系統(tǒng)類(lèi)型 背壓力/MPa 簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 0.2~0.5 回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng) 0.4~0.6 回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) 0.5~1.5 用補(bǔ)油泵的閉式回路

12、 0.8~1.5 回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械 1.2~3 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 ≤5.0 5.0~7.0 ≥7.0 d/D 0.5~0.55 0.62~0.70 0.7 表6 按速比要求確定d/D 2/1 1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2 d/D 0.3 0.4 0.5 0.55 0.62 0.71 注:1—無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度; 2—有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。 由式 得 則活塞直徑

13、 mm 108 m 108 . 0 m 10 92 4 4 4 1 = = = = - p p A D 參考表5及表6,得d0.71D =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 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

14、10-3/m3/s 輸入功率 P/KW 計(jì)算公式 快進(jìn) 啟動(dòng) 1089 — 0.43 — — 加速 683 p1+Δp 0.77 — — 恒速 544 p1+Δp 0.66 0.5 0.33 工進(jìn) 34398 0.6 3.95 0.8410-2 0.033 快退 啟動(dòng) 1089 — 0.49 — — 加速 683 0.5 1.45 — — 恒速 544 0.5 1.31 0.45 0.59 注:1. Δp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Δp=

15、0.5MPa。 2. 快退時(shí),液壓缸有桿腔進(jìn)油,壓力為p1,無(wú)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 圖2 液壓缸工況圖 (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(kāi)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。最大流量與最小流量之比qmax/qmin

16、=0.5/(0.8410-2)60;其相應(yīng)的時(shí)間之比(t1+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(lái)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)??紤]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

17、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(1/2=0.1/(0.9210-3)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(wèn)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(wú)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(guò)液控順序閥卸荷,高壓小流量泵在滑臺(tái)停止時(shí)雖未卸荷,但功率損失較小,故可不需再設(shè)卸荷回路。 圖2 選擇的基本回路 2.組成液壓系統(tǒng)

18、 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(wú)法建立的問(wèn)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 圖3 整理后的液壓系統(tǒng)原理圖 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??紤]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

19、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∑?p=0.6MPa,考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差Dpe=0.5MPa,則小流量泵的最高工作壓力估算為 ( ) MPa 05 . 5 MPa 5 . 0 6 . 0 95 . 3 e 1 1 p = + + = D + D + p p p p 大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油,由表7可見(jiàn),快退時(shí)液壓缸的工作壓力為p1=1.43MP

20、a,比快進(jìn)時(shí)大。考慮到快退時(shí)進(jìn)油不通過(guò)調(diào)速閥,故其進(jìn)油路壓力損失比前者小,現(xiàn)取進(jìn)油路上的總壓力損失∑?p=0.3MPa,則大流量泵的最高工作壓力估算為 ( ) MPa 75 . 1 MPa 3 . 0 45 . 1 1 2 p = + = D + p p p (2) 計(jì)算液壓泵的流量 由表7可知,油源向液壓缸輸入的最大流量為0.510-3 m3/s ,若取回路泄漏系數(shù)K=1.1,則兩個(gè)泵的總流量為 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0.8410-5 m3/s =0.5L/min,則小流量泵的流量最少應(yīng)

21、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。其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ηv=0.9,則液壓泵的實(shí)際輸出流量為 由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大,若取液壓泵總效率ηp=0.8,這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為 根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本,選用規(guī)格相近的Y100L—6型電動(dòng)機(jī),其額定功率為1.5KW,額定轉(zhuǎn)速為940r/min。

22、 2.確定其它元件及輔件 (1) 確定閥類(lèi)元件及輔件 根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過(guò)各閥類(lèi)元件及輔件的實(shí)際流量,查閱產(chǎn)品樣本,選出的閥類(lèi)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(chēng) 通過(guò)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/MPa 1 雙聯(lián)葉片泵 — PV2R12-6/33 5.1/27.9* 16 — 2 三位五通電液換向閥

23、70 35DY—100BY 100 6.3 0.3 3 行程閥 62.3 22C—100BH 100 6.3 0.3 4 調(diào)速閥 <1 Q—6B 6 6.3 — 5 單向閥 70 I—100B 100 6.3 0.2 6 單向閥 29.3 I—100B 100 6.3 0.2 7 液控順序閥 28.1 XY—63B 63 6.3 0.3 8 背壓閥 <1 B—10B 10 6.3 — 9 溢流閥 5.1 Y—10B 10 6.3 — 10 單向閥 27.9 I—100B 100

24、 6.3 0.2 11 濾油器 36.6 XU—80200 80 6.3 0.02 12 壓力表開(kāi)關(guān) — K—6B — — — 13 單向閥 70 I—100B 100 6.3 0.2 14 壓力繼電器 — PF—B8L — 14 — *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 快進(jìn) 工進(jìn) 快退

25、 表10允許流速推薦值 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。 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(wú)桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為 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 油箱的容量按式估算,其中α為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),低壓系統(tǒng),α=2~4;中壓系統(tǒng),α=5~7;高

26、壓系統(tǒng),α=6~12。現(xiàn)取α=6,得 2.5 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?,F(xiàn)取進(jìn)、回油管道長(zhǎng)為l=2m,油液的運(yùn)動(dòng)粘度取=110-4m2/s,油液的密度取r=0.9174103kg/m3。 (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(guò)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) 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

27、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) 和油液在管道內(nèi)流速 同時(shí)代入沿程壓力損失計(jì)算公式,并將已知數(shù)據(jù)代入后,得 可見(jiàn),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?pζ常按下式作經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 各工況下的閥類(lèi)元件的局部壓力損失可根據(jù)下式計(jì)算 其中的Dpn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(guò)電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)油路上,油液通過(guò)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(guò)

28、行程閥3進(jìn)入無(wú)桿腔。在進(jìn)油路上,壓力損失分別為 在回油路上,壓力損失分別為 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 2.工進(jìn) 滑臺(tái)工進(jìn)時(shí),在進(jìn)油路上,油液通過(guò)電液換向閥2、調(diào)速閥4進(jìn)入液壓缸無(wú)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(guò)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 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p2=0.6

29、6MPa,可見(jiàn)此值與初算時(shí)參考表4選取的背壓值基本相符。 按表7的公式重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為 MPa 93 . 3 MPa 10 10 95 10 7 . 44 10 66 . 0 34398 6 4 4 6 1 2 2 0 1 = + = + = - - A A p F p 此略高于表7數(shù)值。 考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差Dpe=0.5MPa,則小流量泵的工作壓力為 MPa 93 . 4 5 . 0 5 . 0 93 . 3 e i 1 1

30、p = + + = D + D + = p p p p 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(guò)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(guò)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 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。 在回油路上總的壓力損失為 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 MPa 98 . 3 048 . 0 93 . 3 1 2 p = +

31、 = D + = i p p p 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(lái)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(guò)液控順序閥的壓力損失 液壓系統(tǒng)的總輸入功率即為液壓泵的輸入功率 W 99 . 557 W 8 . 0 60 10 9 . 27 10 0588 . 0 60 10 1 . 5 10 93 . 4 3 6 3 6 p 2 p 2 p 1 p 1 p

32、 r = + = + = - - h q p q p P 液壓系統(tǒng)輸出的有效功率即為液壓缸輸出的有效功率 W 243 . 27 W 10 88 . 0 30958 3 2 c = = = - u F P 由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為 ( ) W 75 . 530 24 . 27 99 . 557 c r = - = - = P P H 按式計(jì)算工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升,即 536. 7 D = =

33、 = 14.93 K V 2 3 2 3 0 . 065 0 . 065 15 220 H T 其中傳熱系數(shù)K=15 W/(m2C)。 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80%時(shí),其散熱面積 設(shè)環(huán)境溫T2=25C,則熱平衡溫度為 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。

34、 小結(jié) 通過(guò)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(shuō),通過(guò)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(guò)程中,遇到了一些困難,但是通過(guò)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(lái),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。

35、 參考文獻(xiàn) [1]左健民.液壓與氣壓傳動(dòng)(M).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.8 [2]章宏甲.液壓與氣壓傳動(dòng)(M).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005 [3]劉延俊.液壓與氣壓傳動(dòng)(M).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.12 [4]徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(M).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9 [5]雷天覺(jué)主編.液壓工程手冊(cè)(M).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992.7 [6]張利平.液壓站設(shè)計(jì)與使用(M).北京:海洋出版社,2004.7 [7]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 [8]賈銘新.液壓傳動(dòng)與控制.北京:國(guó)防工業(yè)大學(xué)出版社,2001.1

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