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1、湖南工学院 毕业设计(论文)CAD图纸，联系153893706课题名称 四柱万能液压机系统设计 专业名称 数控技术与应用 所在班级 数控0401（西） 学生姓名 学生学号 指导老师 完 成 日 期： 2007年5月摘 要液压技术是现代制造的基础，他的广泛应用，很大程度上代替了普通成型加工，全球制造业发生了根本性变化。因此，液压技术的水准、拥有和普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。为适合这种行势，需要大量设计一些液压机的工作系统。本次就是要设计一款四柱万能液压系统。液压技术已被世界各国列为优先发展的关键工业技术，成为当代国际间科技竞争的重点。本书为机械类液压设计说明书，
2、是根据液压设计手册上的设计程序及步骤编写的。本书的主要内容包括：卧式钻镗组合机床液压系统的设计课题及有关参数；工况分析；液压缸工作压力和流量的确定；液压系统图的拟定；驱动电机及液压元件的选择；液压系统主要性能的验算；设计体会；参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了液压系统的设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如压力的计算、各种工况负载的计算、液压元件的规格选取等。本书在编写过程中，得到黄教授和同学的大力支持和帮助，在此一起表示衷心的感谢。由于编写水平有限，书中难免有缺点和错误之处，恳请老师批评指正。 谢谢！关键字 四柱万能液压机, 液压缸, 系统压力AbstractThe
3、liquid presses the technique is the foundation of the modern manufacturing, his extensive application, the very big degree ancestors substitutes the commonness to model to process, the global manufacturing industry took place the basic sex variety.Therefore, the liquid presses the technical level, o
4、wns and universal degree, have already become measure a national comprehensive national strength and modernization level of important marking.In order to suit this kind of line of power, need a great deal of work system that designs some liquids to press the machine.This time is to design a style fo
5、ur the all-powerful liquid of pillarses press the system.The liquid presses the key industry technique that the technique has already been list as by the international community to have the initiative the development, becoming the point of a science and technology competition.This book presses to de
6、sign the manual for the machine liquid, pressing to design the design on the manual procedure and the step plaits to write according to the liquid of.The main contents of this book include:The lie type drills the design topic and relevant parameters that the 镗 combination tool machine liquid presses
7、 the system;The work condition analysis;The liquid presses the assurance of an urn of work pressure and discharges;The liquid presses the draw-up of the system diagram;Drive the choice that the electrical engineering and liquids press the component;The liquid presses the main function of system to c
8、heck to calculate;The design realize;Reference etc.When plait write this manual, try hard for to match to design the step, elaborate on the liquid to press the design method of the system, and the concrete calculation method of various parameter, press the specification selection of the component su
9、ch as the calculation, liquid of calculation, various work condition load of pressure etc.This book gets the relevant teacher and classmate to support strongly and help in weave write process, meaning the heartfelt with gratitude together here.Because the plait writes the level limited, difficult do
10、 not need the place of weakness and mistake in the book, plead the teacher the animadversion correct. Thanks!【Key word】 four the all-powerful liquid of pillarses press the machine, the liquid presses the urn, system pressure目 录 摘要.第一章 设计课题及主要技术参数、工作原理.31.1设计课题.31.2设计参数.5第二章 工况分析.62.1绘制液压缸速度循环图、负载图.6
11、2.2参数.6第三章 确定液压缸参数7第四章 液压元、辅件的选择.104.1液压元件的选择.104.2液压辅件的选择.11第五章 液压系统主要性能验算.145.1系统压力损失计算.145.2系统效率计算.165.3系统发热与升温计算.17设计心得.18参考文献 . 19第一章 设计课题及主要技术参数、工作原理1.1设计课题 设计一台YA32-1000KN型四柱万能液压机，设该四柱万能液压机下行移动部件重G=1吨，下行行程1.0-1.2m，其液压系统图如下 1、 主液压泵（恒功率输出液压泵），2、齿轮泵，3、电机，4、滤油器，5、7、8、22、25、溢流阀，6、18、24、电磁换向阀，9、21、
12、电液压换向阀，10、压力继电器，11、单向阀，12、电接触压力表，13、19、液控单向阀，14、液动换向阀，15、顺序阀，16上液压缸，17、顺序阀，20、下液压缸，23节流器，26、行程开关A、启动：电磁铁全断电，主泵卸荷。 主泵（恒功率输出）电液换向阀9的M型中位电液换向阀21的K型中位TB、液压缸16活塞快速下行： 2YA、5YA通电，电液换向阀9右位工作，道通控制油路经电磁换向阀18，打开液控单向阀19，接通液压缸16下腔与液控单向阀19的通道。 进油路：主泵（恒功率输出）电液换向阀9单向阀11液压缸16上腔回油路：液压缸16下腔电液换向阀9电液换向阀21的K型中位T液压缸活塞依靠重力
13、快速下行：大气压油吸入阀13液压缸16上腔的负压空腔C.液压缸16活塞接触工件，开始慢速下行（增压下行）：液压缸活塞碰行程开关2XK使5YA断电，切断液压缸16下腔经液控单向阀19快速回油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油吸入阀13上液压缸16上腔）吸油路。进油路：主泵（恒功率输出）电液换向阀9单向阀11液压缸16上腔回油路：液压缸16下腔顺序阀17电液换向阀9电液换向阀21的K型中位TD、保压：液压缸16上腔压力升高达到预调压力，电接触压力表12发出信息，2YA断电，液压缸16进口油路切断，(单向阀11 和吸入阀13的高密封性能确保液压缸16活塞对工件保压，利用液压缸16上腔压力很高，推
14、动液动换向阀14下移，打开外控顺序阀15，防止控制油路使吸入阀1误动而造成液压缸16上腔卸荷) 当液压缸16上腔压力降低到低于电接触压力表12调定压力，电接触压力表12又会使2YA通电，动力系统又会再次向液压缸16上腔供应压力油。主泵（恒功率输出）主泵电液换向阀9的M型中位电液换向阀21的K型中位T，主泵卸荷 。E、保压结束、液压缸16上腔卸荷后：保压时间到位，时间继电器发出信息， 1YA通电（2TA断电），液压缸16上腔压力很高，推动液动换向阀14下移，打开外控顺序阀15，主泵1电液压换向阀9的大部分油液经外控顺序阀15流回油箱，压力不足以立即打开吸入阀13通油箱的通道，只能先打开吸入阀13
15、的卸荷阀（或叫卸荷阀的卸荷口），实现液压缸16上腔（只有极小部分油液经卸荷阀口回油箱）先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时：主泵1大部分油液电液压换向阀9外控顺序阀15TF、液压缸16活塞快速上行： 液压缸16上腔卸压达到吸入阀13开启的压力值时，液动换向阀14复位，外控制顺序阀15关闭，切断主泵1大部分油液电液换向阀9外控顺序阀15T的油路，实现：进油路：主泵1电液换向阀9液控单向阀19液压缸16下腔回油路：液压缸16上腔吸入阀13TG、顶出工件：液压缸16活塞快速上行到位，碰行程开关1XK，1YA断电，电液换向阀9复位，4YA通电，电液换向阀21右位工作进油路：主泵1电液换向阀9的M型中位电液
16、换向阀21液压缸20下腔回油路：液压缸20上腔电液换向阀21TH、顶出活塞退回：3YA通电，4YA断电，电液换向阀21左位工作进油路：主泵1电液换向阀9的M型中位电液换向阀21液压缸20有杆腔回油路：液压缸20无杆腔电液换向阀21TK、压边浮动拉伸：薄板拉伸时，要求顶出液压缸20无杆腔保持一定的压力，以便液压缸20活塞能随液压缸16活塞驱动动模一同下行对薄板进行拉伸，4YA通电，电液压换向阀21右位工作，6YA通电，电磁阀24工作，溢流阀25调节液压缸20无杆腔油垫工作压力。进油路：主泵1电液换向阀9的M型中位电液换向阀21液压缸20无杆腔吸油路：大气压油电液压换向阀21填补液压缸20有杆腔的
17、负压空腔1.2设计参数：液压系统最高压力P=32mPa 一般选用P=20-25mPa主液压缸公称吨位1000KN主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比值为5-10%，塑料制品的压制力与回程力之比为2%，顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一主液压缸 快速空行程 V=100mm/s 工作行程 V=10mm/s 回程 V=80mm/s顶出液压缸 顶出行程 V=80mm/s 回程 V=120mm/s 设计要求：设计选择组成该液压系统的基本液压回路并说明液压系统的工作原理，设计计算选择液压元件，进行液压系统稳定性校核，绘液压系统图及液压集成回路图，设计液压装置
18、和液压集成块，编写液压系统设计说明书。第二章 工况分析2.1绘制液压缸速度循环图、负载图 2.2参数1、选取参数取动摩擦系数fd=0.1 ，静摩擦系数fj=0.2 ，缸=0.9 ， V快=100mm/s ， V工=10mm/s，令起动时间不超过0.2秒， 选取工作压力F=25000N(按负载20000-30000计算得) 选 取P=20-25mPa 取P1=25mPa2、计算摩擦力静摩擦力F2=Gfj=98000.2=1960N动摩擦力F3=Gfd=98000.1=980N3、确定液压缸的推力启动推力F启=F2/缸=19600.9=2178N,取整为2180N加速推力F加=（F3+F4）/缸=
19、1644N，取整为1640N快进推力F快=F3/缸=9800.9=1089,取整为1090N工进推力F工=（F1+F3）/缸=39978N，取整为40000N第三章 确定液压缸参数1、初选液压缸工作压力按照液压缸工作时的作用力F工参考课本270页表91，初定工作压力P1=2025mpa ,取P1=25mpa；选用A1/2=A2差动液压缸.2、计算液压缸结构尺寸 主缸的内径 根据GB/T23481993，取标准值D主 =250mm活塞杆直径 主缸根据GB/T23481993，取标准值 则有液压缸各部分面积如下： 3 主缸的压制力4 实际回程R主回=190000N=190KN5 顶出缸的内径 根据
20、GB/T23481993，取标准值m根据GB/T23481993，取标准值6 顶出缸的面积 顶出缸的顶出力 7 顶出缸 的回程力R顶回= 8 .顶出液压缸的工作压力和回程工作压力：Pa 9 液压缸运动中供油量（1） 快速空行 （2） 工作进程进出油量 (3) 主缸回程（4） 顶出缸进排油量 顶出行程 顶出缸退回 第四章 液压元、辅件的选择4.1液压元件的选择1.液压系统快速空程供油方式：由于供油量大，不宜采用由液压泵供油方式，利用主液压缸活塞等自重快速下行，形成负压空腔，通过吸入阀从油箱吸油，同时使液压系统规格降低档次。2.选定液压泵的流量及规格：设计的液压系统最高工作压力主液压缸工作行程，主
21、液压缸的无杆腔进油量为：3.主液压缸的有杆腔进油量为：4.顶出液压缸顶出行程的无杆腔进油量为：设选主液压缸工作行程和顶出液压缸顶出行程工作压力最高（）工件顶出后不需要高压。主液压缸工作行程（即压制）流量为29.46L/min,主液压缸工作回程流量为4.56L/min,选用160BGY14-1B型电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵。虽然在只有156L/min，主液压缸活塞返回速度有所降低，在工作压力为时，流量降低40%,仍可获101L/min的流量，基本满足主液压缸工作回程4.56L/min、满足工进流量29.46L/min的进给设计要求。由于选用电液比例控制，获节能高效效益。5.液压泵的驱动功率及电
22、动机的选择：主液压缸的压制与顶出液压缸的顶出工作压力均为P=20106Pa；主液压缸回程工作压力为P=6.64106Pa顶出液压缸退回行程工作压力17.1106Pa，液压系统允许短期过载，因此，快速进退选P=6.64106Pa,q=156L/min, 工进选P=25.12106Pa,q=101L/min,液压泵的容积效率v=0.92，机械效率m=0.95，两种工况电机驱动功率为：P工 P快电动机允许短期过载，选取37KW的Y250M-6型电机。若设定工作压力在（25-32）106Pa, 选取55KW的Y280M-6型电机。液压缸的压制工作压力为P=25.8mPa；液压缸回程工作压力为P=0.6
23、4mPa快速进退选P=2.88106Pa,q=250L/min, 工进选P=25.8106Pa,q=157.5L/min,液压泵的容积效率v=0.92，机械效率m=0.95，两种工况电机驱动功率为 （按等值功率计算： K电动机过载系数直流电动机K=1.82.5，若考虑到网络电压波动，一般取 K=1.52.0 取选取液压泵的驱动电机，首先应考虑等值功率和运动循环动作阶段的最大功率。本课题运动循环动最大功率是终压功率67.73/0.950.92=77.5KW，持续时间只有2秒钟时间，不在电动机允许的短期过载范围内，不能按等值功率计值的短期过载处理，也不能按运动循环选取250BGY14-1B型电液比
24、例斜盘式轴向变量柱塞泵电动机的最大驱动功率，只能按短折算系数为1.7的短期过载设计，选取45KWY280M-2型交流异步电动机驱动液压泵。）查手册选取Y280M-6型电机,其额定功率为37KW。4.2液压辅件的选择1、根据系统的工作压力和通过各元、辅件的实际流量，选择的元、辅件的规格如下表所示。 序号元件名称 实际流量规格备注 1斜盘式轴向柱塞泵160L/min160BGY14-1B 2齿轮泵10L/minCB-1055KW 3电动机Y250M-6 4滤油器 250L/minWU250180F 5电液比例溢流阀 160L/minYF-B20H 6直动式溢流阀10L/minY-Hb6F 7三位四
25、通电液换向阀160L/min34BYM-H20-T 8单向阀160L/minDF-B20K3 9电接触压力表KF-L8/30E 10外控顺序阀160L/minX4F-B20F-Y 11液控单向阀600L/min自制 12二位三通电磁换向阀10L/min23D-10B 13液控单向阀160L/minDFY-B20H2 14内控外泄式顺序阀160L/minX4F-B20F-Y1 15主液压缸外购 16顶出液压缸外购 17三位四通电液换向阀160L/min34BYK-H20-T 18阻尼器25L/min自制 19二位二通电磁换向阀25L/min22D-10B 20先导式溢流阀160L/minYF-B
26、20H 21直动式溢流阀25L/min22行程开关Y-Hb6F外购3个2、油箱容量：按经验公式计算油箱容量 上油箱容积：下油箱容积： 液压缸流量表 动作顺序流进L/min流出L/min主液压缸快速下行160+694=754 271.2工作行程 101 36.4回程 160 444.8顶出液压缸顶出行程 101 61.8退回行程 160 261.5第五章 液压系统主要性能验算5.1系统压力损失计算管道直径按选定元件的接口尺寸确定为d=20mm,进、回油管长度都定为L=2m,油液的运动粘度取,油液的密度取。1、判断流动状态进、回油管路中所通过的流量以快退时回油量q=444.8L/min为最大，由雷
27、诺数 可知因为Re2300,故各工况下的进、回油路中油液的流动状态为紊流。2、计算系统压力损失由于工进时，油路流量少，可忽略不计；以下只计算快进时的系统压力损失。A、进油路中的压力损失快进时油液在管道中的流速为a、计算沿程压力损失P=b、局部压力损失按经验公式计算P1=0.1P=c、阀类元件产生的局部压力损失根据公式 ，其中为额定压力损失，由手册查得电液换向阀9、21单向阀11、行程阀26的额定压力损失均为，q为实际流量，为标准流量。P进=P+P1+B、回油路中的压力损失回油路中油液的流速为回油路的雷诺数为沿程压力损失为P=局部压力损失为P1=0.1P沿=阀类元件损失为P阀=P回=P+P1+P
28、阀=C、快进的总的压力损失P总=P进+P回=P总小于工进压力损失设定值P1，压力损失校验合格。5.2系统效率计算在一个工作循环周期中，工进时间最长，因此，用工进时的效率来代表整个循环的效率。1、计算回路效率按公式来计算，其中和液压缸的工作压力和流量；、和每个液压泵的工作压力和流量；大流量泵的工作压力就该泵通过顺序阀17卸荷时产生的压力损失，因此它的的值为工进时，液压缸回油腔的压力为P2=1MPa，进油腔的压力为P1=小流量泵在工进时的工作压力，等于液压缸工作腔压力加上进油路上的压力损失，即=则回路效率为2、计算系统效率取双联叶片泵的总效率泵=0.70，液压缸的总效率缸=0.90，则系统效率为=
29、泵缸 =0.70.90.35=0.225.3系统发热与升温计算系统发热计算和系统效率计算同样原因，也只考虑工进阶段。工进时，液压泵的输入功率为P入W此时，系统所产生的热流量为Q= P入（1-）=121 （1-0.22）=94.38W系统中的油液温升为其中传热系数K=15W/（）。本系统温升很小，符合要求设计心得 我们的设计课题虽然牵涉的知识面相对较窄，但是我们的设计液压控制系统还是采用近两年比较兴新液压阀进行设计，所以设计起来不是很简单，但在黄教授的指导和同学的帮助下完成了设计。这也是我们在毕业这一段时间里重新的温习和巩固以前所学的东西，其体会有以下几点：1） 通过设计使所学的液压传动以及相关
30、知识得到了进一步的巩固，加深和扩展，同时也学会了一些怎样将理论知识运用于生产实际的方法。2） 在设计实践中学习和掌握了通用液压元件的选用，各类阀体的用途、组合方法和设计技能。3） 在这次的设计中不仅仅是液压方面的知识，对计算机会图等各方面的知识、运用于熟悉设计资料以及进行经验估算等放面进行一次调练，同时，通过设计培养了分析和解决生产实际问题的能力。4） 通过这次设计使我感到自己掌握的知识和我在生产实践中的距离，在今后的工作中依然得继续学习。参考文献1、液压系统设计简明手册，杨培元、朱福元主编，机械工业出版社。2、液压传动系统第三版，官忠范主编，机械工业出版社。3、液压传动设计手册，煤炭工业部、煤炭科学研究院上海研究所主编，上海科学技术出版社。4、袖珍液压气动手册第二版，刘新德主编，机械工业出版社。5、液压传动课程设计指导书，高等工程专科学校机制及液压教学研究会液压组主编。6、液压传动与气压传动第二版，何存兴、张铁华主编，华中科技大学出版社。7、金属钻削机床液压传动，章宏甲主编，江苏科学技术出版社。8、工程机械液压与液力传动，李芳民主编，人民交通出版社。9、新编液压工程手册，雷天觉主编，北京理工大学出版社。10、液压系统设计图集，周士昌主编，机械工业出版社。22