液壓超凈工作臺系統(tǒng)設(shè)計計算
液壓超凈工作臺的液壓系統(tǒng)的設(shè)計是整個機(jī)器設(shè)計的一部分,它與主機(jī)的設(shè)計是緊密相關(guān)的,往往要同時進(jìn)行,所設(shè)計的液壓系統(tǒng)應(yīng)符合主機(jī)的拖動、循環(huán)要求,還應(yīng)滿足組成結(jié)構(gòu)簡單,工作安全可靠,操縱維護(hù)方便,經(jīng)濟(jì)性好等條件。升降臺的升降運(yùn)動采用液壓傳動,可選用遠(yuǎn)程或無線控制,升降臺的升降運(yùn)動由液壓缸的伸縮運(yùn)動經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為平臺的起降,其工作負(fù)載變化范圍為200~8000N,負(fù)載平穩(wěn),工作過程中無沖擊載荷作用,運(yùn)行速度較低,,工作平穩(wěn),結(jié)構(gòu)合理,安全。
1設(shè)計要求
根據(jù)升降超凈工作臺的主要參數(shù),設(shè)計一臺小型電動升降超凈工作臺,要求該超凈工作臺的升降靠液壓泵站控制。該超凈工作臺的承載能力為:200~8000N,工作部件重量約為1000N,上0.1m/min—1.0m/min,降速為6.0/min,工作行程為300mm,升降臺的靜動摩擦系數(shù)分別為fs=0.2,fd=0.1。
2液壓升降超凈工作臺工況分析,確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)
2.1工況分析
負(fù)載分析
1)?工作負(fù)載:![]()
Ft=Fe=8000+1000=9000N
2)?摩擦負(fù)載
靜摩擦負(fù)載:
???????????????????????????????????????????????????(2-1)
由公式2-1得
=0.2×9000=1800N
動摩擦負(fù)載:
?????????????????????????????????????????????????(2-2)
由公式2-2得
=0.1×9000=900N
3)?慣性負(fù)載
?????????????????????????????????????????????(2-3)
由公式2-3得
?=9000ㄍ9.8×0.015ㄍ0.3
=918.37×0.05
=45.92N
根據(jù)以上計算,得出超凈工作臺在各工作階段的負(fù)載如表2-1所示:
表2-1升降臺在各工作階段的負(fù)載ㄍN
| 工況 | 負(fù)載組成F | 系統(tǒng)負(fù)載Fㄍ |
| 啟動 | 1800ㄍ0.9=2000N | |
| 上升 | 9900ㄍ0.9=11000N | |
| 下降 | 900ㄍ0.9=1000N | |
| 制動 | 8954.1ㄍ0.9=9949N |
注:1.
=0.2,
=0.1mㄍm,
2.取液壓缸機(jī)械效率
=0.9.
2.2運(yùn)動分析
根據(jù)設(shè)計要求知上升速度
=0.1mㄍs?,下降速度
=6mㄍs,繪制出速度循環(huán)圖。
2.3計算和擬定液壓原理圖
一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成,即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件(附件)和液壓油。
動力元件的作用是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,指液壓系統(tǒng)中的油泵,它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。
執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。
控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同,液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等;流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等;方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同,液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。
輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等。
3液壓缸主要尺寸的確定
查?駱簡文,朱琪,李興成主編的《液壓傳動與控制》8.1和表8.2,取液壓缸的工作壓力為2MPa。由此求得液壓缸無桿腔面積為:
=9900ㄍ
×1×![]()
??=9900ㄍ0.9×2×10![]()
=99ㄍ1.8×10![]()
=55×10
m![]()
D=
?????????????????????????????????????????????????(2-4)
由公式2-4得D=
=
=8.4cm
?????????????????????????????????????????????????????(2-5)
由公式2-5得
=6.15cm
由GBㄍ2348-2348查得標(biāo)準(zhǔn)值為:D=9cm,d=6cm。由此計算出液壓缸的實(shí)際有效面積為:
由公式2-1變形得?
=?
D
ㄍ4cm![]()
=63.6cm![]()
=
(D
-d
)ㄍ4
=
(9
-6
)ㄍ4cm![]()
=3.14?×45ㄍ4cm![]()
=35.3cm![]()
根據(jù)以上數(shù)據(jù),可以計算出液壓缸在一個工作循環(huán)各階段的壓力、流量和功率,如表2-2所示:(假定快退時回油壓力損失為0.5MPa)
表2-2?液壓缸在不同階段所需壓力、流量和功率
|
工作階段 |
系統(tǒng)負(fù)載Fㄍ |
回油腔壓力P2ㄍMPa |
工作腔壓力P1ㄍMPa |
輸入流量qㄍ(L?min |
輸入功率PㄍKM |
|
上升 |
11000 |
0.2 |
0.3 |
6.36 |
1.91 |
|
下降 |
9000 |
0.5 |
1.2 |
21.28 |
1.456 |
注意:液壓缸的機(jī)械效率
=0.9。
4初擬液壓系統(tǒng)原理圖
液壓系統(tǒng)循環(huán)圖是表示系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣,它是以簡圖的形式全面的具體體現(xiàn)設(shè)計任務(wù)中提出的技術(shù)和其他方面的要求。要擬訂一個比較完善的液壓系統(tǒng),就必須對各種基本回路、典型液壓系統(tǒng)有全面深刻的了解。
以下是對液壓系統(tǒng)回路選擇進(jìn)行的簡要分析:
1.?確定共有方式
機(jī)床在工作進(jìn)給時負(fù)載較大,速度較低。而在快退時負(fù)載較小,速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮,泵源系統(tǒng)宜選用變量葉片泵供油。現(xiàn)采用限壓式變量葉片泵。
2.?換向回路的選擇
選用三向四通電磁換向閥和溢流閥組成的回路。
3.?調(diào)壓回路的選擇
采用直通式溢流閥作為調(diào)壓回路。
根據(jù)以上分析選定的液壓回路,再考慮以下因素,聯(lián)系實(shí)際設(shè)計出了如圖?2-1?所示的液壓系統(tǒng)原理圖。
2.4液壓工作介質(zhì)的選定
液壓工作介質(zhì)的功用是載能和潤滑、冷卻,其特性對液壓系統(tǒng)的工作品質(zhì)及功能具有很大影響。
選擇液壓油要考慮到工作環(huán)境(易燃、毒性和氣味等)、工作條件(黏度、系統(tǒng)壓力、溫度、速度等)、油液質(zhì)量(物化指標(biāo)、相容性、防銹性等)和經(jīng)濟(jì)性(價格、壽命等)等因素。盡管各種液壓元件產(chǎn)品都指定了應(yīng)使用的液壓油,但考慮到液壓泵是整個系統(tǒng)中工作條件最嚴(yán)俊的部分,所以根據(jù)泵的要求來確定液壓油的黏度及牌號。
在此次設(shè)計中,選擇中壓系統(tǒng)所適用的液壓油HM油,黏度等級為32。
5液壓元件的選擇
2.5.1.?液壓泵的選擇
1.液壓泵的工作壓力的確定
考慮到正常工作中進(jìn)油管路中有一定的壓力損失,所以液壓泵的工作壓力為?????????????????????????
????????????????????????????????????????(2-6)
式中???
——液壓泵的最大工作壓力;
——執(zhí)行元件的最大工作壓力;
∑△P——進(jìn)油管路中總的壓力損失,初算時簡單系統(tǒng)可取0.2~0.5MPa,復(fù)雜系統(tǒng)取0.5~1.5MPa,故取∑△P?=
。
![]()
上述計算所得的
式系統(tǒng)的靜態(tài)壓力,考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量,并確保液壓泵的壽命,因此選液壓泵的額定壓力
應(yīng)滿足
。中低壓系統(tǒng)取小值,高壓系統(tǒng)取大值。在本例中
。
2.?液壓泵的流量確定
液壓泵的最大流量應(yīng)為
????????????????????????????(27)
式中????
——液壓泵的最大流量;
——同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值;
——系統(tǒng)泄露系數(shù),一般取
=1.1-1.3,現(xiàn)取
=1.1。
則???????![]()
3.?選擇液壓泵的規(guī)格
根據(jù)以上算得的
和
再查閱有關(guān)手冊,現(xiàn)選用YBX-16限壓式變量葉片泵,該液壓泵的基本參數(shù)為:每轉(zhuǎn)排量
,液壓泵的額定壓力
,電動機(jī)轉(zhuǎn)速
,容積效率
,總效率
。
4.泵的確定
首先確定液壓泵的最大工作壓力。小流量泵在上升和下降時都向系統(tǒng)供油。由以上即是知,在整個工作循環(huán)中
液壓缸的最大工作壓力為1.2MPa,總的壓力損失為0.5MPa。為使壓力繼電器可靠的工作,取其調(diào)整壓力高出液壓缸的最大工作壓力0.5MPa。小流量泵的最大工作壓力應(yīng)為
P
=1.2+0.5=1.4MPa
其次確定液壓泵的最大供油量,由以上計算可知,液壓泵所需的最大流量為21.28MPaLㄍmin,若取系統(tǒng)泄漏系數(shù)K=1.05,則泵的總流量為
q
=1.05×21.18=22.24Lㄍmin
由以上計算知,上升時所需的流量為0.636Lㄍmin,考慮到順序閥的最小穩(wěn)定流量為10Lㄍmin,應(yīng)此,泵的最小穩(wěn)定流量至少應(yīng)該為10Lㄍmin。
最后根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)查閱產(chǎn)品樣本,確定選擇YB—25的單級葉片泵,其液壓泵的壓力位6.3?MPa,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速n=960rㄍmin時,液壓泵的輸出流量為
q
=25Lㄍmin
2.5.2驅(qū)動電機(jī)的選擇
根據(jù)課題概述和課題要求,經(jīng)過對液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算可知,需要電動機(jī)一臺方可實(shí)現(xiàn)其功能,從而來控制超凈工作臺的上升、下降以及停止。所以選擇的電動機(jī)為:Y90L—6(1.1KW???1000rㄍmin)—M
(1)電動機(jī)的選擇原則
①在選用電動機(jī)類型時要根據(jù)工作機(jī)的要求來選取,不需要調(diào)速的機(jī)械包括長期工作制,短期工作制和反復(fù)短期工作機(jī)械,應(yīng)采用異步電動機(jī)。負(fù)荷平穩(wěn)但無特殊要求的長期工作制機(jī)械,應(yīng)首先采用鼠籠式異步電動機(jī)。常周期性波動負(fù)荷的長期工作機(jī)械,在帶飛輪和啟動條件沉重時,應(yīng)采用繞線式異步電動機(jī)。某些反復(fù)短期工作制機(jī)械,當(dāng)選用交流電動機(jī),在發(fā)熱,啟動制動特性,調(diào)速等方面不能滿足需要或技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)過低時,應(yīng)采用直流電動機(jī)。帶周期性性沖擊負(fù)荷的機(jī)械,應(yīng)采用直流電動機(jī)??刹捎猛诫妱訖C(jī)。需要連續(xù)調(diào)速的機(jī)械,是調(diào)速要求采用交流電動機(jī)或直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng),應(yīng)首先考慮交流電動機(jī)調(diào)速。
②電動機(jī)的結(jié)構(gòu)有開啟式,防護(hù)式,封閉式和防燥式,應(yīng)根據(jù)防護(hù)要求及環(huán)境進(jìn)行選擇。
③?選用電動機(jī)的類型,除滿足工作機(jī)械的要求外,還須滿足電網(wǎng)的要求,如啟動時能滿足電網(wǎng)電壓水準(zhǔn),保持功率因數(shù)在合理的范圍內(nèi)。
④?電動機(jī)功率應(yīng)由適當(dāng)?shù)膫溆萌萘?,如采用的額定功率小于工作及要求的功率,則不能保證工作機(jī)正常工作,甚至因長期過載而使電動機(jī)過早的損壞,如采用的額定功率比工作機(jī)要求的功率大得多,則因容量本能的充分利用而造成成本提高,同時電機(jī)價格升高。通常對在變載荷作用下,長期穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械,所選用的電動機(jī)額定功率應(yīng)稍大于工作機(jī)的功率。
(2)?常用電動機(jī)的特征及用途如表2-3所示。
(3)電動機(jī)的選用
①根據(jù)綜前所述,應(yīng)選用Y系列三相異步電動機(jī)。
③電機(jī)的選用
???????????????????????????????????????????????(2-8)
式中:
—工作機(jī)械所需要的功率,單位KW,
—從電動機(jī)到工作機(jī)械間各運(yùn)動副總機(jī)械效率。
工作機(jī)械所需工作功率
可根據(jù)工作機(jī)械的工作阻力和運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行計算。
=
???????????????????????????????????????????(2-9)
或???????????????????????
=
??????????????????????????????????????????(2-10)
式中:F—工作機(jī)的工作阻力,單位,N;v—工作機(jī)的速度,單位,m/s;nw=工作機(jī)的轉(zhuǎn)速,單位,r/min;
—工作機(jī)的效率
總的機(jī)械效率可按下式計算:
![]()
式中:
。分別為傳動鏈中各運(yùn)動副的效率。
根據(jù)上式可計算出
,所以選電機(jī)的功率為1.1KW。
所以選擇電機(jī)型號為:Y90L-6。
5.3液壓控制閥的選擇
液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中的作用是控制液流的壓力,流量和方向,以滿足執(zhí)行元件在輸出的力、運(yùn)動速度及運(yùn)動方向上的不同要求。按機(jī)能可分為:管式、板式、法蘭式、疊加式和插裝式等。出上述分類外,又可根據(jù)閥的使用壓力將其分為低壓、中低壓、中高壓和高壓等。
1.控制閥皆具有的共性
(1)所有閥都由閥體、閥芯和操縱部分(手動、機(jī)械、電動)所組成;
(2)都是通過改變通流面積或通路來實(shí)現(xiàn)操縱控制作用的;
(3)動作靈敏,使用可靠,工作時沖擊振動??;
(4)液流通過時壓力損失?。?/p>
(5)密封性能好;
(6)結(jié)構(gòu)緊湊,安裝、調(diào)節(jié)、使用維護(hù)方便,通過性和互換性好。
2.液壓控制閥的性能對液壓系統(tǒng)的工作性能有很大的影響,因此液壓控制閥應(yīng)滿足下列要求:
(1).動作靈敏、準(zhǔn)確、可靠、工作平穩(wěn)、沖擊和振動小。
(2).油液流過時壓力損失小。
(3).密封性能好。
(4).結(jié)構(gòu)緊湊,工藝性能好,安裝、調(diào)整、使用、維修方便,通用性大。
3.閥的基本類型
控制閥在液壓系統(tǒng)中的作用是控制液流的壓力,流量和方向,以滿足執(zhí)行元件在輸出的力、運(yùn)動速度及運(yùn)動方向上的不同要求。按機(jī)能可分為:管式、板式、法蘭式、疊加式和插裝式等。出上述分類外,又可根據(jù)閥的使用壓力將其分為低壓、中低壓、中高壓和高壓等。
4.對閥的基本要求:
控制閥的性能對液壓系統(tǒng)的工作性能有很大影響,因此液壓控制閥應(yīng)滿足下列要求:
1)動作靈敏、準(zhǔn)確、可靠、工作平穩(wěn)、沖擊和振動小。
2)油液流過時壓力損失小。
3)密封性能好。
4)結(jié)構(gòu)緊湊,工藝性能好,安裝、調(diào)整、使用、維修方便,通用性大。
5.換向閥
(1).換向閥的作用、性能要求及分類
換向閥在系統(tǒng)中的作用是利用閥芯和閥體的相對運(yùn)動來接通、關(guān)閉油路或變換油液通向執(zhí)行元件的流動方向,以使執(zhí)行元件啟動、停止或變換運(yùn)動方向。
對換向閥的主要性能要求:
1)油液流經(jīng)換向閥時的壓力損失小。
2)各關(guān)閉閥口的泄露量小。
3)換向可靠,換向時平穩(wěn)迅速。
換向閥的應(yīng)用很廣,種類也很多。按結(jié)構(gòu)分由轉(zhuǎn)閥式和滑閥式;按閥芯工作位置數(shù)分由二位、三位和多位等;按進(jìn)出口通道數(shù)分有二通、三通、四通和五通等;按操縱和控制方式分有手動、激動、電動和液動等;按安裝方式分有管式、板式和法蘭式等。
(2)三位換向滑閥的中位機(jī)能如下:
三位換向閥的左、右位是切換油液的流動方向,以改變執(zhí)行元件運(yùn)動方向的。其中位為常態(tài)位置。利用中位P、A、B、T間通路的不同連接,可獲得不同的中位機(jī)能以適應(yīng)不同的工作要求。
在分析和選擇三位滑閥的中位機(jī)能時,須考慮以下幾點(diǎn):
1)?系統(tǒng)的保壓與卸荷。
2)?換向平穩(wěn)性和換向精度。
3)?啟動平穩(wěn)性。
4)?液壓缸的停止與浮動。
其機(jī)能特點(diǎn)為:在中間位置時,液壓泵卸荷,不能并聯(lián)其他執(zhí)行元件,從靜止到啟動較平穩(wěn)。換向時與O型性能相同??捎糜诹⑹交蜴i緊的系統(tǒng)中。
換向發(fā)的操作方式:換向閥的換向原理均相同,只是按閥芯所受操作外力的方式不同可分為手動換向閥、機(jī)動換向閥、電動換向閥、液動換向閥和電液動換向閥等。
電磁換向閥是利用電磁鐵的推力來實(shí)現(xiàn)閥芯換位的換向閥。其因其自動化程度高,操縱輕便,易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動控制,因而應(yīng)用非常廣泛。
電磁換向閥按電磁鐵所用電源的不同可分為交流(D型)和直流(E型)兩種。交流電磁鐵使用電源方便,換向時間短,起動力大,但換向沖擊大,噪聲大,換向頻率低,且起動電流大,在閥芯被卡住時會使電磁鐵線圈燒毀/。相比之下,直流電磁鐵工作比較可靠,換向沖擊小,噪聲小,換向頻率可較高,且在閥芯被卡住時不會增大以至燒毀電磁線圈,但它需要直流電源或整流裝置,不很方便。此外,還有一種本整形電磁鐵,它的電磁鐵是直流型,但上面附有整流器,能將交流電自行整流后再控制電磁鐵,因此擁有交直流電磁鐵兩者的擁有的特點(diǎn)。
本次設(shè)計中選用中位機(jī)能為H型,電源為H型的三位四通換向閥,型號為34D-63B。當(dāng)電磁鐵1YA得電時,液壓升降臺處于上升狀況;當(dāng)電磁鐵2YA得電時,液壓升降臺處于下降狀況。
6.液控單向順序閥
液控單向順序閥的作用是使回路能承受一定的背壓力,
根據(jù)本設(shè)計中系統(tǒng)的要求選用的液控單向順序閥型號為XY-B25,采用板式連接。溢流閥安裝在電磁換向閥前面。
7.溢流閥的選擇
溢流閥是通過閥口的溢流,使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定,實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、穩(wěn)壓和限壓的功能。對溢流閥的主要性能要求是:調(diào)壓范圍大,調(diào)壓偏差小,工作平穩(wěn),動作靈敏,過流能力大,壓力損失小,噪聲小。
溢流閥根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理可分為:直動式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥。
根據(jù)本設(shè)計中系統(tǒng)的要求,現(xiàn)選用直動式溢流閥,型號為YEF3-10B,采用板式連接。溢流閥安裝在電磁換向閥前面。
5.4過濾器的選擇
過濾是目前液壓系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的油液凈化方法。過濾器的基本作用是是系統(tǒng)的液體保持清潔,以延長液壓及潤滑元件的壽命和保證系統(tǒng)工作正常穩(wěn)定。液壓系統(tǒng)故障的75%左右是由介質(zhì)的污染所造成的,因此,過濾對液壓系統(tǒng)來說是不可缺少的重要輔件。
理想的情況是過濾器能全部濾除污粒,但實(shí)際上因污物有各種來源,濾除全部污物是不可能的。因此,必須根據(jù)系統(tǒng)不同的使用要求,對油液中污粒的尺寸和數(shù)量加以限制。
根據(jù)通過閥的最大流量所選液壓元件如表2-7所示:
表?2-7?液壓元件表
|
序號 |
元件名稱 |
通過閥的 最大流量 ㄍ(L?min) |
規(guī)格 |
|||
|
型號 |
額定流量 ㄍ(L?min |
額定壓力 ㄍMPa |
額定壓降 ㄍMPa |
|||
|
1
|
單級葉片
泵 |
— |
YB—25 |
25 |
6.3 |
— |
|
2
|
三位四通
電磁換向 閥 |
40 |
34E |
60 |
6.3 |
<0.3 |
|
3 |
單項(xiàng)順序閥 |
18.6 |
XE |
63 |
6.3 |
<0.2 |
|
4 |
溢流閥 |
6.2 |
Y—10B |
10 |
6.3 |
— |
|
5 |
過濾器 |
20 |
XU—50×200 |
50 |
6.3 |
— |
6輔助元件的選擇
在液壓系統(tǒng)中,常用的油管有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。主要按壓力和工作環(huán)境選擇。
鋼管能承受較高的壓力,價廉;但彎制比較困難,彎曲半徑不能太小,多用在壓力較高、裝配位置比較方便的地方。一般采用無縫鋼管,當(dāng)工作壓力小于1.6MPa時,也可用焊接鋼管。
紫銅管能承受的壓力較低(
),經(jīng)過加熱冷卻處理后,紫銅管軟化,裝配時可按需要進(jìn)行彎曲;但價貴且抗振能力較弱。
尼龍管用在低壓系統(tǒng);塑料管一般只用作回油管用。
膠管用作聯(lián)接兩個相對運(yùn)動部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管,可用于壓力較高的油路中。低壓膠管是麻線或棉線編織體為骨架的膠管,多用于壓力較低的油路中。由于膠管制造比較困難,成本高,因此非必要時盡量不用。
1.?油管的選擇
油管的內(nèi)徑可按照所連接口的尺寸確定,也可按照管路中允許的的流速來計算。在本次選擇中,由查?駱簡文,朱琪,李興成主編的《液壓傳動與控制》表1.7推薦,取油液在流管的流速為v=3mㄍs,根據(jù)液壓課本中式5.5算得液壓缸及有桿腔相連的油管的內(nèi)徑d為
d=1.13
=1.13
m
=1.6×10![]()
=0.016m
所以取油管d=16mm。
??現(xiàn)參照YBX-25變量液壓泵吸油口連接尺寸,取吸油管內(nèi)徑d為22mm的紫銅管。
2.?管接頭的選擇
管接頭是連接液壓元件與油管之間的可拆式元件。要求連接可靠,拆裝方便,密封性好。常用的管接頭有卡套式、擴(kuò)口式和焊接式,還有軟管接頭和快速接頭等。管接頭按通路數(shù)分直通、直角通、三通、四通等。
此次設(shè)計選用的是擴(kuò)口式管接頭。擴(kuò)口式管接頭利用管子端部擴(kuò)口進(jìn)行密封,不需要其他密封件。其結(jié)構(gòu)簡單,適用于薄壁管件連接,工作壓力<8MPa。根據(jù)管子內(nèi)徑d=16mm選取擴(kuò)口式直通管接頭的直徑亦為16mm,管接頭起緊壓螺母型號GB5647-85。
3.?密封件的選擇
在液壓元件及其系統(tǒng)中,某些有耦合關(guān)系的零件之間存在著平面間隙或環(huán)行間隙,不僅高壓區(qū)的油液會經(jīng)此間隙向低壓區(qū)轉(zhuǎn)移形成外泄漏和外泄露,而且空氣中的灰塵或異物會乘隙侵入系統(tǒng),從而導(dǎo)致容積損失,由溫升高,污染環(huán)境及工作介質(zhì)。液壓缸是創(chuàng)地傳遞力和速度的執(zhí)行元件,密封的好壞將直接影響液壓缸的工作性能,因此,必須采用有效的密封措施。
密封按耦合面間有無相對運(yùn)動,可分為動密封和精密封兩大類,按其工作原理可分為非接觸式密封和接觸式密封,非接觸式密封主要指間隙密封,接觸式密封指線密封和密封件密封。除存在相對運(yùn)動的耦合面可以采用間隙密封或線密封外,一般應(yīng)在耦合面之間怎增設(shè)密封件。液壓系統(tǒng)中最常用的密封間有O型密封圈、Y型密封圈、V型密封圈、防塵圈等。
本次設(shè)計選取O形密封圈。
O形密封圈是由耐油橡膠制成,具有結(jié)構(gòu)簡單、密封性能良好、摩擦力小、溝槽尺寸小且容易制造等優(yōu)點(diǎn),所以在液壓與起動裝置中獲得廣泛使用。
2.7驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能
2.7.1計算系統(tǒng)的功率損失
1.液壓泵的功率損失:
![]()
式中:??P???液壓泵的輸入功率??
KW
???液壓泵的實(shí)際輸出壓力???Pa
???液壓泵的實(shí)際輸出流量???![]()
???液壓泵的效率,該系統(tǒng)中為螺桿泵,![]()
代入數(shù)據(jù):

![]()
2.閥的功率損失
其中以泵的流量流經(jīng)溢流閥時的損失為最大:
?????![]()
式中:??P????溢流閥的調(diào)整壓力??Pa
q????經(jīng)過溢流閥流回油箱的流量?????![]()
代入數(shù)據(jù):
??![]()
3.管路及其它功率損失
此項(xiàng)損失包括很多復(fù)雜因素,由于其值較小,加上管路散熱等原因,在計算時常予以忽略,一般可取全部能量的0.03-0.05,即
??????![]()
取???
????![]()
系統(tǒng)的總功率損失為:
??![]()
2.7.2系統(tǒng)壓力損失的計算![]()
由于系統(tǒng)具體的管路布置尚未確定,整個系統(tǒng)的壓力損失無法計算,但是閥類元件
的局部壓力損失是可以由液壓課本式8.18估算出來的,他在總的壓力損失中占了很大
的份額。壓力損失的驗(yàn)算應(yīng)按一個工作循環(huán)中不同階段分步進(jìn)行。
1上升
通過電磁換向閥2的流量為0.636Lㄍmin,管路中的壓力損失為0.5?MPa,電磁換向閥
2?的流量是
Lㄍmin=0.28Lㄍmin,順序閥的流量為3。53MPa,也造成壓力損失,
其背壓為0.2?MPa,因此,在整個回路中進(jìn)油路上的總壓降為
=0.5MPa+
×
+![]()
![]()
≈0。5MPa
所以液壓缸回油腔的壓力P
為
P
=0.2+0.3(
+0.3(![]()
≈0.2MPa
可見此值稍大于原估計值,故需要重新計算液壓腔壓力P
,即
P![]()
![]()
![]()
=![]()
=0.30627?=0.31MPa
此值稍高于表2中的數(shù)值。
因?yàn)殡姶艙Q向閥的壓力損失為0.3(
MPa,所以溢流閥的調(diào)整壓力為
P
>P
=0.31+0.31(
MPa
≈0.31MPa
2下降
下降時,通過單向閥的流量為3.53Lㄍmin,通過電磁換向閥的流量為20Lㄍmin,
回油路上通過單向閥的流量也為20Lㄍmin。所以進(jìn)油路上的總壓降為
![]()
![]()
=0.06MPa
此值小于原估計值,應(yīng)此,液壓泵驅(qū)動電動機(jī)的的的功率是足夠的。下降時回油路上的總壓降為
![]()
=0.01MPa
此值稍小于估計值,應(yīng)此重新計算下降時液壓缸進(jìn)油腔壓力P
為
P
=
=0.98MPa
所以下降時液壓泵的工作壓力P![]()
P
+0.06MPa
=1.04MPa
2.7.3計算系統(tǒng)效率
一個工作循環(huán)中,上升占大部分時間,因此,完全可以用上升時的效率就來代替整個工作循環(huán)的系統(tǒng)效率
![]()
取單葉片泵的總效率取
;液壓缸的效率為
,則回路效率為;
![]()
=0.09
式中,P
—上升時小流量泵工作壓力P
=0.31MPa;
P
—大流量泵的卸荷壓力,它等于順序閥的壓力損失,
則P
=0.3(
=0.03MPa
所以,
![]()
2.7.4系統(tǒng)發(fā)熱與溫升的計算
系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可按上升時的工況來計算。
上升時液壓泵的有效功率為
P![]()
=11000![]()
=0.203KW
這時泵經(jīng)過順序閥卸荷,因此,泵的總功率為
P![]()
=![]()
=0.38KW
根據(jù)液壓課本中式(8.22),可計算出液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為
H=P![]()
=0.38KW-0.203KW
=0.177KW
根據(jù)液壓課本中式(8.24),求出油液溫升為
![]()
![]()
=
?
C
=7.27
C
查?駱簡文,朱琪,李興成主編的《液壓傳動與控制》表8.3可知,沒有超過所允許的溫升值。
8本章小結(jié)
