YA32-3150型四柱万能液压机液压系统设计

攀枝花学院学生课程设计说明书题目：YA32--200四柱式万能液压机系统的设计学生姓名：田大烈学号：201010601161所在院(系)：机械工程学院专业：机械设计制造及自动化班级：10级机制4班指导教师：张勇职称：副教授2012年6月15日攀枝花学院教务处制1目录1设计课题...................................................21.1设计内容............................................................21.2设计要求............................................................22主要参数确定.................................................33确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸.............................43.1主液压缸............................................................43.2顶出液压缸..........................................................54液压缸运动中的供油量计算.....................................64.1主液压缸的进出油量..................................................64.2顶出液压缸退回行程的进出油量........................................65确定快速空程供油方式，液压泵规格，驱动电机功率...............75.1液压系统快速空程供油方式............................................75.2选定液压泵的流量及规格..............................................75.3液压泵的驱动功率及电动机的选择......................................76选取液压系统图...............................................86.1液压系统图:.........................................................86.2电磁铁动作表........................................................86.3油箱容积............................................................87液压系统工作油路分析.........................................98计算和选取液压元件..........................................119液压系统稳定性论证..........................................129.1主液压缸压力损失的验算.............................................129.2顶出液压缸压力损失验算.............................................15设计总结......................................................18参考文献.......................................错误!未定义书签。21设计课题1.1设计内容设计一台YA32-3150KN型四柱万能液压机，设该四柱万能液压机下行部件G=1.5吨，下行行程1.2m–1.5m。1.2设计要求：(1)确定液压缸的主要结构尺寸D，d(2)绘制正式液压系统图（A3图纸）(3)确定系统的主要参数(4)进行必要的性能验算（压力损失、热平衡）32主要参数确定液压系统最高工作压力P=32MPa，在本系统中选用P=25MPa；主液压缸公称吨位3150KN；主液压缸用于冲压的压制力与回程力之比为8%，塑料制品的压制力与回程力之比为2%，取800KN；顶出缸公称顶出力取主缸公称吨位的五分之一，取650KN；顶出缸回程力为主液压缸公称吨位的十五分之一，210KN行程速度主液压缸快速空行程V=50mm/s工作行程V=10mm/s回程V=50mm/s顶出液压缸顶出行程V=50mm/s回程V=80mm/s43确定主液压缸、顶出液压缸结构尺寸3.1主液压缸1主液压缸内径D：mmmPRD6.4004006.0102514.31031504463主根据GB/T2346-1993，取标准值D主=400mm2主液压缸活塞杆径d:mmmPRDd6.2532536.0102514.31080044.046322回主根据GB/T2346-1993，取标准值d主=250mm3主液压缸有效面积：（其中A1为无杆腔面积，A2为有杆腔面积）2221125600414.34004mmDA2222225.765374)250400(14.34)(mmdDA4主液压缸实际压制力和回程力:NPAR6611014.31256.01025压制5主液压缸的工作力:（1）主液压缸的平衡压力PaAGP5321096.107654.08.9105.1平衡（2）主液压缸工进工作压力MPaAAPARP12.25121平衡压制工（3）液压缸回程压力MPaARP45.1007654.01080032回程回53.2顶出液压缸1顶出液压缸内径:mmmPRD99.18118199.0102514.3106504463顶顶根据GB/T2346-1993，取标准值D顶=200mm2顶出液压缸活塞杆径mmmPRDd1.1711711.0102514.31021042.046322顶顶顶根据GB/T2346-1993，取标准d顶=160mm3顶出液压缸有效面积（其中A3为无杆腔面积，A4为有杆腔面积）222331400420014.34mmDA222224113044)160200(14.34)(mmdDA4顶出液压缸的实际顶出力和回程力NPAR4631085.70314.01025顶出5顶出压缸的工作力MPaP25项出MpaARP58.180113.01021034顶回顶回64液压缸运动中的供油量计算4.1主液压缸的进出油量1主液压缸空程快速下行的进出油量：smmAq/628000050125600311快进smmAq/3826875505.76537312快回2主液压缸工作行程的进出油量：smmAq/125600010125600321工进smmAq/765375105.76537322工回3主液压缸回程进出油量：smmAq/3826875505.76537332回进smmAq/628000050125600331回出4.2顶出液压缸退回行程的进出油量1顶出液压缸顶出行程的进出油量：smmAq/15700005031400343顶进smmAq/5652005011304344顶回2顶出液压缸退回行程的进出油量：smmAq/9043208011304354退进smmAq/25120008031400353退回75确定快速空程供油方式，液压泵规格，驱动电机功率5.1液压系统快速空程供油方式：min/8.376/628000050125600311LsmmAq快进由于供油量大，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。5.2选定液压泵的流量及规格：设计的液压系统最高工作压力P=25MPa，主液压缸工作行程，主液压缸的无杆腔进油量为：min/36.75/125600010125600321LsmmAq工进主液压缸的有杆腔进油量为:min/6.229/3826875505.76537332LsmmAq回进顶出液压缸顶出行程的无杆腔进油量为：min/2.94/15700005031400343LsmmAq顶进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（P=25MPa）工件顶出后不需要高压。主液压缸工作行程（即压制）流量为75.36L/min，主液压缸工作回程流量为229.6L/min，选用5ZKB732型斜轴式轴向柱塞变量泵，该泵主要技术性能参数如下：排量234.3ml/r，额定压力16MPa，最大压力25MPa，转速970r/min，容积效率96%。该液压泵基本能满足本液压系统的要求。5.3液压泵的驱动功率及电动机的选择：主液压缸的压制力与顶出液压缸的顶出工作压力均为P=25MPa，主液压缸回程工作压力为10.45MPa，顶出液压缸退回行程工作压力为18.58MPa，液压系统允许短期过载，回此快速进退选10.45MPa，q=200L/min，工进选P=25MPa，q=75.36L/min，液压泵的容积效率ηv=0.96，机械效率ηm=0.95，两种工况电机驱动功率为：KWPqPmv19.3895.096.060102001045.106036快KWPqPmv43.3495.096.0601036.7510256036工由以上数据，查机械设计手册，选取Y280S-6三相异步电动机驱动液压泵，该电动机主要性能参数如下：额定功率45KW，满载转速980r/min。86选取液压系统图6.1液压系统图:6.2电磁铁动作表：动作顺序1YA2YA3YA4YA5YA6YA主液压缸快速下行++慢速加压+保压卸压回程+停止顶出缸顶出+退回+压边+浮动拉伸+6.3油箱容积：上油箱容积：LV6712273上根据GB2876-81标准，取其标准值630L。下油箱容积：LV15892277下根据GB2876-81标准，取其标准值1600L。97液压系统工作油路分析1启动：电磁铁全断电，主泵卸荷。主泵（恒功率输出）--电液换向阀7的M型中位--电液换向阀17的K型中位--油箱2液压缸15活塞快速下行：1YA，5YA通电，电液换向阀7右位工作，控制油路经电磁换向阀12打开液控单向阀13，接通液压缸15下腔与液控单向阀13的通道。进油路：主泵（恒功率输出）--电液换向阀7--单向阀8--液压缸15上腔回油路：液压缸15下腔--单向阀13--电液换向阀7--电液换向阀17的K型中位--油箱液压缸活塞依靠重力快速下行形成负压空腔：大气压油--吸入阀11--液压缸15上腔3液压缸15活塞接触工件，慢速下行（增压行程）：液压缸活塞碰行程开关2XK使5YA断电，切断液压缸15下腔经液控单向阀13快速回油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油--吸入阀11--上液压缸15上腔）吸油路。进油路：主泵（恒功率输出）--电液换向阀7--单向阀8--液压缸15上腔回油路：液压缸15下腔--顺序阀14--电液换向阀7--电液换向阀17的K型中位--油箱4保压：液压缸15上腔压力升高达到预调压力，电接触压力表9发出信息，1YA断电，液压缸15进口油路切断，（单向阀8和吸入阀11的高密封性能确保液压缸15活塞对工件保压，利用液压缸15上腔压力很高，打开外控顺序阀10的目的是防止控制油路使吸入阀11误动而造成液压缸15上腔卸荷）当液压