平面磨床液压系统设计(编辑修改稿)

平面磨床液压系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

15→砂轮架进给阀 14→油路 7→单向节流阀 10→油路⑤→工作台液动换向阀 11 右端。 16 （ 2）回油油路分析。 从换向阀左端→油路⑥→先导阀 12→回油箱。 3，工作台停止 工作台停止时，液压泵仍有压力油输出，其他工作还可以进行，比如砂轮架可以移动。 将工作台开停节流阀 9 逆时针旋转 120176。 ，关闭回油路⑤，使得工作台停止移动。 4，液压系卸荷 因为运动速度高，故液压系统流量较大，为减少发热，不工作时希望液压系统卸荷。 将开停阀逆时针旋转 180176。 ，液压泵出口压力油流经开停阀 9 截面 AA的中心孔到邮箱。 此时液压泵压力仅仅由 这段油路的背压构成，不超过（ ~）MPa 5，砂轮架的横向连续进刀 （ 1）进油油路分析。 压力油由油路 ○1→砂轮架进刀开停节流与选择阀 16 的截面 EE→油路 12→砂轮架液动换向阀 23→油路 ○14→砂轮架液压缸 19 左腔 （ 2）回油油路分析。 液压缸右腔→油路 ○15→砂轮架液动换向阀 23→砂轮架先导阀 27→油路 ○0,→互通阀 18→回油箱。 6，砂轮 架横向断续进刀 （ 1）断续进刀。 进油路：压力油由油路①→砂轮架进给阀 14→油路 ○11→砂轮架进刀开停节流与选择阀 16→油路 ○12→砂轮架液动换向阀 23→油路 ○14→砂轮架液压缸 19 左腔。 回油路：砂轮架液压缸 19 右腔→油路 ○15砂轮架液动换向阀 23→砂轮架先导阀 27的油路 ○0,→互通阀 18→回油箱。 （ 2）进到停止时油路为：油路 ○13→砂轮架阀 16通油箱。 4 液压元件的选择 液压泵的选择 (1)确定液压泵的最大工作压力 BP 液压泵所需工作压力的确定，主要依据液压缸在液压缸工作循环各阶段所需 17 压力 P，再加上油泵的出油口到缸进油口处的总压力损失 P 组成。 即 PPP LP  （ 41） P 的准确计算要待元件选定并绘制出管路图才能计算，初算时可按经验数据选取：管路简单，流速不大的节流调速系统 P 为（ ~） aMP ；油路复杂及进油口处有调速阀的系统， P 为（ ~） aMP。 这里的油路复杂， P取为 aMP 所以 PPP LP  =+=2 aMP （ 2）确定液压泵的流量 pq 泵的流量 pq 根据执行元件动作循环所需要的最大的流量 maxq 和系统的泄露确定。 多液压缸工作时，液压泵的输出量 pq 应为 pq ）（ maxqk  （ 42） 式中， k—— 系统泄露系数。 一般 k=~，在此取为 maxq —— 同时工作的液压缸的最大总流量 液压缸所需要的最大的流量为 s/ 34 ，则有： smpk /q 344m a xp   （ 3）液压泵的规格 根据求得的最大压力 p 与流量 pq ，从产品样本或者设计手册中选择相应的液压泵。 上 面所求的 p 是系统静压力，系统工作过程中存在着过渡过程的动压力，而动态的动压力往往比静压力高得多，所以泵的额定压力 p 应比系统最高压力高25%~60%，使液压泵有一定的压力储备。 若系统属于高压范围，压力储备取小值；若系统属于中低压范围，压力储备取大值。 在此取大值， 60%。 所以 p =2（ 1+60%）= aMP 按照上面所得到的数值选取的液压泵 的型号为：叶片泵， 201YB ，额定压力 aMP 额定转速 960r/min，驱动功率 ，容积效率≥ 90%，取为 90%，总 18 效率≥ 78%，取为 80%。 （ 4）确定驱动液压泵的电机的功率 工作循环中，泵的流量与压力比较稳定时，按工作循环中最高压力点选用。 3pm a xpp   ）（P （ kw） （ 43） 式中， max).( pp qp —— 泵的压力（ MPa ）与流量（ sm/3 ）乘积的最大值 p —— 液压泵的总效率 所以 3pm a xpp   ）（P = 34   = 按照算出的驱动功率和泵的额定转速选择电机的规格。 通常允许电机在超载25%的状态下工作。 所以电机的功率 P≥ （ 1+25%） = 查表选取电机的型号为： Y90L6型电机，额定功率 1100w，额定转速 910r/min 液压阀的选择 （ 1）换向阀。 换向阀应根据执行元件的动作要求、卸荷要求、换向平稳性、排除元件间干扰等因素确定滑阀机能。 然后根据通用阀的最大流量、工作压力和操作方式等选取其它型号。 （ 2）溢流阀。 溢流阀主要根据最大工作压力和通用的最大流量（一般按液压泵的最大流量）等因素来选取。 同时，还应考虑反应灵敏、起调量和卸荷压力要小等特点。 （ 3）流量控制阀。 首先要根据调速平稳性及工作压力要求阀的类型。 然后，根据系统中流量的调节范围来选取型号，其最小 稳定流量应能满足及其的性能要求。 其它各种阀应该按照其接入回路所需求的最大流量来选取。 一般应与产品样本上标明的阀的额定压力与额定流量相近，必要时，最大流量允许超过流量的 20%以内。 同时，在选取各种阀的结构时，还应考虑其连接方式，注意各种阀的连接的公称直径，在同一回路上要尽量采用相同的直径。 根据液压泵的额定压力，选取的所有的阀的额定压力都应该≥ aMP ，额定流量根据液压元件的最大流量来确定。 选取结果见表（ 9） 19 表（ 9） 液压元件的选取 Table (9) hydraulic ponents selection 元件名称 额定压力（ aMP ） 额定流量（ L/min） 型号规格 通径（ mm） 额定降压（ aMP ） 溢流阀 63 YF310L 10 单向节流阀 16 100 ALF3E10B 10 二位四通阀 100 24YF3YE10B 10 压力表开关 16 KF3E6L 管道尺寸的计算 在液压传动设备中， 常用的管子有软管，铜管，胶管，尼龙管和塑料管。 钢管能承受较高的压力，价廉；但弯制比较困难，弯曲半径不能太小。 多用在压力较高，装配位置比较随便的地方。 一般采用无缝钢管。 当工作压力小于 aMP 的时候，也可用焊接钢管。 紫铜管承受压力较低（ P≤ ~10 aMP ），但经过热处理后，紫铜管软化，装配时可按要求进行弯曲；但价格较昂贵且抗震能力较弱。 尼龙管用在低压系统。 塑料管一般只作回油管用。 胶管用作连接两个相对运动之间的管道。 胶管制造比较困难，成本高，因此在非必要的时候后尽量不用。 在这里选用无缝钢管。 管道内径的计算公式 vq4d=  （ 44） 式中， q—— 通过油管的最大流量 v—— 管道内允许的流速。 一般吸油管取（ ～ 5） m/s，压力油管取 20 （ ～ 5） m/s，回油管取（ ～ ） m/s。 为方便计算，再次取 v=3m/s 所以 d≥ =3 43  =10mm 选用内径为 10mm，外径为 14mm 的冷拔钢管，壁厚 2mm。 10 号钢的许用应力 [ ]=50 aMP ，以溢流阀的调整压力作为油管的工作压力，则强度为：][2 m dPax= 502  = ][ 式中， maxP —— 管中压力的最大值 ][ —— 油管材料的许用应力 所以选用的油管强度足够，可用。 油箱容积的计算 油箱容积的计算，是涉及油箱的关键。 油箱的容积应保证系统有大量供油而无回油时，最低液面应在在进油口过滤器之上，保证不会吸入空气；当系统有大量回油而无供油时，油液不会溢出。 可根据下面的经验公式确定油箱的容积： pqV （ 45） 式中， V—— 油箱的有效容积（ 3m ）  —— 经验系数。  的选取见表（ 10） 表（ 10） 经验系数  Table (10) experience coefficient 类型 行走机械 低压系统 中压系统 锻压系统 冶金机械  1~2 2~4 5~7 6~12 10 如上表，选取  =6 所以 pqV = 346  5 液压系统性能验算 21 验算的目的在于对液压系统的设计质量作出评估和判断，验算内容一般包括压力损失、系统效率、系统发热与温升等。 验算的时候通常只采用一些简单优化的公式求得概略结果。 系统压力损失 在前面确定液压泵的最高压力的时候提及压力损失，当时设计完成的内容还很少，管道的设计还没 有完全确定，因此只能作出粗略的估计。 现在在条件已经确立的情况下，验算一下系统的压力损失，看其是否在前面的假设范围内，借此可以准确地确定泵的工作压力，保证系统的工作性能；若计算结果比前面假设的压力损失大，则对原设计进行修正。 系统进油路的压力损失 P （包括回油路上的损失折算过来的部分）由管道的沿程压力损失 fP 、局部压力损失 rP 与阀类元件的局部压力损失 vP 三部分组成，即： P = fP + rP + vP （ 51） （ 1）沿程压力损失 fP 粘性液体在管道中流动时，在整个过程上，要受到粘性阻力作用而消耗能量。 能量的损失以压力下降的形式体现出来，成为沿程压力损失。 该液压系统中的管路的管道是圆管，则 沿程压力损失 fP （ aMP ）的计算公式： fP = 2d 2vL （ 52） 式中，  —— 沿程压力损失数 L—— 管道长度（ m） d—— 管道内径（ m） v—— 液流平均速度（ m/s）  —— 液流密度（ 3kg/m ） 沿程压力损失数的理论值是  =75/Re 式中， Re—— 雷诺数 22 雷诺数 Re的计算公式是 vdeR 式中，  —— 运动粘度。 再次取为 5 510 /sm2 vdeR = 5105  =142020 为层流。 在此取。