基于plc的四柱万能液压机液压系统设计论文(编辑修改稿)

基于plc的四柱万能液压机液压系统设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

d。 由负载图可知，最大 外负载 F为 1003000N，按参考文献 [2]中表 22 可取背压 2p 为零，机械效率 cm 为 ，按参考文献中表 22 查得 d/D 为。 由下式 222cm12 )D4FpD4 pdG  （ （ ） 代入数据得： 3 0 0 0 0 3 0 0 01024D4 62  解得： D=。 根据参考文献 [2]中的表 24，将液压缸内径圆整为标准直径系列 D=250mm。 活塞杆直径 d 按 d/D= 及参考文献中 [2]中的表 25 活塞杆直径系列，取d=180mm。 计算顶出缸内径 D和活塞杆直径 d。 根据参考文献 [1]中的表 112 及液压缸额定压力系列，可取其工作压力为 16MPa。 由负载图知最大外负载 F为 401419N，按参考文献 [2]中的表 22 可取背压 1P 为零，机械效率 cm 为 ，按参考文献中表 22 查得 d/D 为。 由式（ ）得： 1222 4])(4[ pGpdDFDcm   （ ） = m61016 4)(   = 根据参考文献 [2]中的表 24，将液压缸内径圆整为标准直径系列 D=180mm，杆直径 d 按 d/D= 及参考文献中 [2]中的表 25活塞杆直径系列，取 d=125mm。 各缸的工作压力和主要尺寸如表 所示。 表 缸的工作压力和主要尺寸 工作压力（ MPa） 缸体内径（ mm） 活塞杆直径（ mm） 主 缸 24 250 180 顶出 缸 16 180 125 确定 液压泵的压力 和流量，选择泵的规格 （ 1） 确定泵的工作压力 考虑到正常工作时进油管路中有一定的压力损失，所以泵的工作压力为 pppp  1 （ ） 式中： p — 液压泵的最大工作压力； 1p — 执行元件最大工作压力； p — 进油管路中的压力损失，初算是简单系统可取~，复杂系统取 ~，本设计取。 代入数据得： M PaM Pappp p )(1  上述计算所得的 p 是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。 另外，考虑到一定的压力储备量，并确保泵的寿命，因此所选泵的额定压力 np 应该满足 pn pp )~(。 中低压系统取较小值，高压系统取较大值。 在本设计中 M Papp pn 。 (2)确定泵的流量 由设计要求可知，液压系统（泵出口）最大工作流量为 60L/min。 由于选用的是恒功率变量泵，故主缸快速下行时，系统有最大工作流量。 （ 3）选择液压泵的规格 根据以上算得的 p 和 pq 查阅参考文献 [5]，现选用 A7V401RPGH 型恒 功率变量轴向柱塞泵。 该泵的基本参数为：最大排量 ，最小排量为零；额定压力 35MPa，最高压力 40MPa；额定 (实际 )流量为 （ 1450r/min）；功率为 34kw（ 35MPa）；容积效率 v ，总效率 。 根据背压阀 18 的调压范围，改变柱塞泵伺服阀心弹簧的预压缩量，从而调节泵的输出功率值，使其工作在 15KW(16MPa)。 （ 4） 选择与液压泵匹配的电动机 由于选用的是恒功率变量柱塞泵，且该泵的参 数可知其输出功率 P为 34kw，泵的效率  ，故所需电动机功率 39。 P 为 kwkwpP 39。   查阅参考文献 [6]中的电动机产品样本，选用 Y225M4 型电动机，其额定功率为 45kw，额定转速为 1450r/min。 选择液压阀 根据所拟定的液压系统图，计算分析通过各阀油液的最高压力和最大流量，选择各阀的型号和规格，列于表 （表中阀类元件主要选自 GE系列）。 表 液压元件明细表 序号 元件名称 估计通过流量（ L/min） 额定流量（ L/min） 额定压力（ MPa） 额定压降(MPa) 型号、规格 1 齿轮泵 — 10 — CB10 2 轴向柱塞泵 — 35 — A7V401RPGH 3 安全阀 63 — DB10A150/315 4 远程调压阀 63. — KP— 4B 5 调压 阀 63 16 — YF3E10B 6 电液换向阀 80 16 34DYF3ME10B 7 压力开关表 — — — — 4KF10D1 8 电磁换向阀 25 16 22DF3YE10B 9 液控单向阀 50 80 16 YAF3Eb10B 10 背压阀 56 63 16 — YF3E10L 11 泄荷阀 63 — YF310B 12 压力继电器 — — — — HED1KA20/35 13 单向阀 80 16 AF3Ea10B 14 充液阀 — — 0~ SL15GB230 15 电液换向阀 80 16 34DYF2KE10B 16 节流 阀 20 25 16 — ALFE10B 17 行程开关 — — — — YHb6F 18 滤油器 24 — — — XUB32 确定管道尺寸和油箱容积 油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按管路允许流速进行计算。 本系统主油路流量为上模快降时流量 q=60L/min，压油管的允许流速取 V=4m/s， 按参考文献 [1]中式（ 79）进行计算，内径 d 为 mmmmqd 38    （ ） 若主油路流量按快速回程时取 q=50L/min，则可算的油管内径 d=。 综合诸因素 油管按 G B/T 2351 20xx 选用内径 为 17mm的无缝钢管。 吸油管内径现参照 A7V401RPGH 变量泵吸油口连接尺寸选择，取吸油管内径d 为 50mm。 本设计为中高压液压系统，参照参考文献 [2]中的表 41，液压油箱的有效容积按泵的流量的 6~12 倍确定，现选用容量为 1000L 的油箱，其型号为 BEX1000。 确定液压缸主要尺寸 由 前述计算可知，主缸的工作压力为 24MPa，缸内径 D=250mm，活塞杆直径 d=180mm；顶出缸的工作压力为 16MPa，缸内径 D=180mm，活塞杆直径d=125mm。 （ 1）计算液压缸壁厚和外径 液压缸的壁厚由强度条件计算，缸的材料选用 45 号钢。 由于主缸的工作压力很大，属高压系统，故视其缸筒为厚壁圆筒。 按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚计算： )][ ][(2 yyppD  () 其中：  — 液压缸壁厚（ mm）； D— 液压缸内径； yp — 试验压力，一般取最大工作压力的（ ~）倍（ MPa）； ][ — 缸筒材料的许用应力， 45 钢 ][ =100~110MPa。 代入数据得： mmmm ) (2250   根据相关标准，取缸的壁厚为 42mm。 缸体 的外径 mmDD 3 3 44222 5 021  。 （ 2） 确定液压缸的工作行程 由设计要求可知，主缸最大行程为 710mm，根据参考文献中的表 26 的标准行程系列，选取液压缸活塞行程 L 为 800mm。 (3) 确定缸 盖 厚度 一般液压缸多为平底缸，其有效厚度 h 按强度要求由下式进行计算。 缸盖材料选 45 钢。 ][ m a xpDh  （ ） 其中 ： h— 缸盖厚度； D— 液压缸内径； maxp — 最大工作压力 (MPa)； ][ — 缸盖材料的许用应力， 45 号钢 ][ =100~110MPa。 代入数据得： mmmmh 05 504  （ 4）确定最小导向长度 对一般的液压缸，最小导向长度 H应满足以下要求： 220 DLH  () 式中： L— 液压缸的最大行程； D— 液压缸的内径。 代入数据得 : mmmmH 165)225020800(  活塞宽度 B一般取 B= Dl )~( ，此设计中 mmmmDB 。 缸盖滑动支承面。