液压系统设计（液压负载计算，液压原理图分析）.doc-资料库

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目录一、负载分析 .................................................................................................................................... 2 二、液压缸主要参数的确定 ............................................................................................................4 三、负载图各速度图的绘制 ............................................................................................................6 四、液压系统图的拟定 .................................................................................................................... 9 五、液压元件的选择...................................................................................................................... 13 1

一、负载分析根据要求，分析组床机床所要实现的功能，有工作负载惯性负载 Ft=28000N v  F m t  m  阻力负载静摩擦阻力  1500  F fs  F f n 6 60 0.05  1500  s  3000 N     动摩擦阻力 F fd  F f n d  1500     滑台自重 GF mg  1500     由此得出液压缸在各工作阶段的负载如表 1 所示（ηm=0.9）工况起动加速快进工进反向加速快退制动停止负载组成 F F f n  s F F f m v t     / n d F F f n d  F F f n d   F t F F f n d   F G F F m   F G  F fs F F  fd  F G F F  fd  F G  F m F F G 负载推力值 / F N m ( ) 333 3500 167 31278 16679 19346 16512 13179 16346 一、负载图各速度图的绘制负载图由表 1 数值绘制，如图 1 （ a ）所示。速度图按已知数值快进快退速度 V1=V3=6m/min 、 L1=100mm 、 L2=50mm 、快退行程 L3=L1+L2=150mm 和工进速度 2

V2=50mm/min，如图（b）。图一 3

二、液压缸主要参数的确定负载选择执行元件工作压力表 2 负载 F/kN 工作压力 p/Mpa <5 5～8 10～20 20～30 30～50 >50 <0.8～1 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 >5～7 主机类型选择执行元件工作压力表 3 机床类型工作压力 p/Mpa 磨床 ≤2 组合机床龙门刨床 3～5 ≤8 拉床 8～10 由上两表可知，组合机床液压系统在最大负载 28000N 时宜取 P1=4Mpa. 由于动力滑台要求快进，快九退速度相等，因此这里的液压缸可选择用单式杆的，并在快进时工作差动联接。这种情况下液压缸无杆腔的工作面积 A1 为有杆腔工作面积的两倍，即活塞直径 d 与杆筒直径 D 呈 d=0.707D 的关系。由于液压缸回油路上必须具有背压 P2，。根据《现代机械设备设计手册》中推存数值，可取 P2=0.8pMa.快进时液压缸虽有差动连接，但由于油管有压降ΔP 存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算可取ΔP≈得 0.5Mpa。快退时回油腔中是有背压的，这时 P2 可按 0.6Mpa 估算。由工进时的推力式计算液压面积 F /   m A p 1 1  A p 2 2  A p 1 1  ( A 1 / 2) p 2 故有 A 1  ( F  m ) / ( p 1  p 2 2 ) 31278 10 / (4    6  0.8 2 ) 0.0087  2 m D  14 A /   105.2 ; mm d  0.707 D  74.4 mm 由 GB/T2348—2001 将这些直径圆整成就近标准值时得：D=110mm, d=80mm。由此求得液压制缸两腔实际面积为： A 1   D 2 / 4 95.03 10   4  2 m A 2 ,   2 D d  2 ) / 4  44.77 10  4  2 m 经检验，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。根据上述 D 和 d 的值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力，流量和功率，如下表 4 所示液压缸在不同工作阶段的压力、流量、功率值负载推力 F/N 333 3500 167 工况快进起动加速恒速回油腔压力 p2/Mpa 时油腔压力 P1/Mpa 输入流量 q(L/min) 输入功率 P/kW 计算式 0 0.124 1.282 —— —— p 1  ( F A p   2 ) / ( A A 1 2  ) —— —— q  ( ) A A v 1 1  2 0.537 26.86 0.240 P p q 1 4

工进 31278 0.8 3.594 0.49 0.029 p 1  ( F p A 2  2 q A v 1 2 P p q 1 快退快退起动加速恒速 16679 0 3.725 —— —— p 1  ( F p A 1  2 19346 16512 0.6 4.321 —— —— 3.688 26.86 0.679 q A v 2 3  P p q 1 ) / A 1 ) / A 2 四、液压系统图的拟定组合机床液压缸工况图图二二、负载分析根据要求，分析组床机床所要实现的功能，有工作负载阻力负载静摩擦阻力惯性负载 Ft=28000N v  F m t  m   1500  F fs  F f n 6 60 0.05  1500  s  3000 N     5

动摩擦阻力 F fd  F f n d  1500     滑台自重 GF mg  1500     由此得出液压缸在各工作阶段的负载如表 1 所示（ηm=0.9）工况起动加速快进工进反向加速快退制动停止负载组成 F F f n  s F F f m v t    /  n d F F f n d  F F f n d   F t F F f n d   F G F F m   F G  F fs F F  fd  F G F F  fd  F G  F m F F G 负载推力值 / F N m ( ) 333 3500 167 31278 16679 19346 16512 13179 16346 三、负载图各速度图的绘制负载图由表 1 数值绘制，如图 1 （ a ）所示。速度图按已知数值快进快退速度 V1=V3=6m/min 、 L1=100mm 、 L2=50mm 、快退行程 L3=L1+L2=150mm 和工进速度 V2=50mm/min，如图（b）。 6

三、液压缸主要参数的确定负载选择执行元件工作压力表 2 图一负载 F/kN 工作压力 <5 5～8 <0.8～1 1.5～2 10～20 2.5～3 20～30 30～50 3～4 4～5 >50 >5～7 7

p/Mpa 主机类型选择执行元件工作压力表 3 机床类型工作压力 p/Mpa 磨床 ≤2 组合机床龙门刨床 3～5 ≤8 拉床 8～10 由上两表可知，组合机床液压系统在最大负载 28000N 时宜取 P1=4Mpa. 由于动力滑台要求快进，快九退速度相等，因此这里的液压缸可选择用单式杆的，并在快进时工作差动联接。这种情况下液压缸无杆腔的工作面积 A1 为有杆腔工作面积的两倍，即活塞直径 d 与杆筒直径 D 呈 d=0.707D 的关系。由于液压缸回油路上必须具有背压 P2，。根据《现代机械设备设计手册》中推存数值，可取 P2=0.8pMa.快进时液压缸虽有差动连接，但由于油管有压降ΔP 存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算可取ΔP≈得 0.5Mpa。快退时回油腔中是有背压的，这时 P2 可按 0.6Mpa 估算。由工进时的推力式计算液压面积 F /   m A p 1 1  A p 2 2  A p 1 1  ( A 1 / 2) p 2 故有 A 1  ( F  m ) / ( p 1  p 2 2 ) 31278 10 / (4    6  0.8 2 ) 0.0087  2 m D  14 A /   105.2 ; mm d  0.707 D  74.4 mm 由 GB/T2348—2001 将这些直径圆整成就近标准值时得：D=110mm, d=80mm。由此求得液压制缸两腔实际面积为： A 1   D 2 / 4 95.03 10   4  2 m A 2 ,   2 D d  2 ) / 4  44.77 10  4  2 m 经检验，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。根据上述 D 和 d 的值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力，流量和功率，如下表 4 所示液压缸在不同工作阶段的压力、流量、功率值负载推力 F/N 333 3500 167 工况快进起动加速恒速回油腔压力 p2/Mpa 时油腔压力 P1/Mpa 输入流量 q(L/min) 输入功率 P/kW 计算式 0 0.124 1.282 —— —— p 1  ( F A p   2 ) / ( A A 1 2  ) —— —— q  ( ) A A v 1 1  2 0.537 26.86 0.240 P p q 1 工进 31278 0.8 3.594 0.49 0.029 p 1  ( 8 F p A 2  2 ) / A 1 q A v 1 2 P p q 1

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