1、河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 1 -摘要作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高配置灵活方便调速范围大工作平稳且快速性好易于控制并过载保护易于实现自动化和机电液一体化整合系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的
2、用途特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。关键词：液压系统; 过载保护; 机电液一体化河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 2 -ABSTRACTAs one of the modern machinery equipment transmission and control important technical mea
3、ns, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overlo
4、ad protection, easily realized automation and electromechanical integration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages in technology , which make it become the basic technology of modern mechanical engineering and the basic technology of
5、modern control engineering.The hydraulic press and pressure machine is the main equipment for molding plastic injection and repressing material formation, such as stamping, bending, flanging, metal sheet drawing, etc. Also it can be engaged in the adjustment, the mounting indentation, the grinding w
6、heel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed formation. This article according to the usage, characteristics and requirements of the purposes of the YB32-150 type hydraulic pressure press machine uses the basic principle of hydraulic tran
7、smission, draws up a reasonable hydraulic system and undergoes the necessary 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 3 -calculation to determine the parameters of hydraulic system which determine to choose hydraulic components and system structure of the specification. The hydraulic system of YB32-150 hydraulic pre
8、ssure press Machine is rectangular arrangement .its external appearance is new and original beautiful, the driving force system adopts hydraulic pressure system that makes the structure simple and compact, the action quick and reliable. This machine is equipped with the foot switch which can realize
9、 the semiautomatic craft movement circulation.Keywords: hydraulic system, overload protection, electromechanical integration目录ABSTRACT - 2 -河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 4 -第一章 前言 - 7 -1.1 液压传动的发展概况 .- 7 -1.2 液压传动在机械行业中的应用 .- 8 -1.3 液压机的发展及工艺特点 .- 9 -1.4 液压系统的基本组成 - 10 -第二章 小型压力机的液压系统原理设计 - 12 -2.1 小型压力机的
10、基本结构 - 12 -2.2 工况分析 - 13 -23 拟定液压系统原理图 .- 14 -2.3.1 确定供油方式 - 14 -2.3.2 自动补油保压回路的设计 - 14 -2.3.3 释压回路的设计 .- 15 -2.4 液压系统图的总体设计 - 17 -2.4.1 主缸运动工作循环 - 17 -2.4.2 顶出缸运动工作循环 - 19 -第三章 液压系统的计算和元件选型 - 20 -31 确定液压缸主要参数 .- 20 -3.1.1 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定 - 20 -3.1.2 液压缸实际所需流量计算 - 21 -32 液压元件的选择 .- 22 -河南理工大学万方
11、科技学院本科毕业设计（论文）- 5 -32.1 确定液压泵规格和驱动电机功率 .- 22 -3.2.2 阀类元件及辅助元件的选择 - 24 -3.2.3 管道尺寸的确定 .- 27 -3.3 液压系统的验算 - 30 -3.3.1 系统温升的验算 - 30 -第四章 液压缸的结构设计- 32 -4.1 液压缸主要尺寸的确定 - 32 -4.2 液压缸的结构设计 - 35 -第五章 液压集成油路的设计.- 38 -5.1 液压油路板的结构设计 - 39 -5.2 液压集成块结构与设计 - 39 -5.2.1 液压集成回路设计 - 39 -5.2.2 液压集成块及其设计 - 40 -第六章 液压站
12、结构设计 - 44 -61 液压站的结构型式 .- 44 -62 液压泵的安装方式 .- 44 -6.3 液压油箱的设计 - 45 -6.3.1 液压油箱有效容积的确定 .- 45 -6.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 - 46 -6.3.3 液压油箱的结构设计 - 46 -河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 6 -6.4 液压站的结构设计 - 50 -6.4.1 电动机与液压泵的联接方式 - 50 -6.4.2 液压泵结构设计的注意事项 .- 50 -6.4.3 电动机的选择 - 51 -第七章 致谢. - 53 -参 考 文 献 .- 54 -第一章前言1.1 液压传动的发展概
13、况液压传动和气压传动称为流体传动，是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 7 -应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。第一个使用液压原理的是 1795 年英国约瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905 年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。 我国的液压工业开始于 20 世纪 50 年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。60 年代获得较大
14、发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而
15、且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。1.2 液压传动在机械行业中的应用机床工业磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 8 -工程机械挖掘机、装载机、推土机等汽车工业自卸式汽车、平板车、高空作业车等农业机械联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等轻工机械打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等冶金机械电炉控制系统、轧钢机控制系统等起重运输机械起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等矿山机械开采机、提升机、液压支
16、架等建筑机械打桩机、平地机等船舶港口机械起货机、锚机、舵机等铸造机械砂型压实机、加料机、压铸机等本机器适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本机器具有独立的动力机构和电气系统。采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方式。本机器的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整，并能完成一般压制工艺。此工艺又分定压、定程两种工艺动作供选择。定压成型之工艺动作在压制后具有保压、延时、自动回程、延时自动退回等动作。 本机器主机呈长方形，外形新颖美观，动力系统采用液
17、压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。1.3 液压机的发展及工艺特点 液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一，自 19 世纪问世以来发展很快，液压机在工作中的广泛适应性，使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面，也主要表现在河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 9 -高速化、高效化、低能耗；机电液一体化，以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善；自动化、智能化，实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理功能；液压元件集成化、标准
18、化，以有效防止泄露和污染等四个方面。作为液压机两大组成部分的主机和液压系统，由于技术发展趋于成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面，有较明显改善。在油路结构设计方面，国内外液压机都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产，其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点，它不需要另外的连接件其结构更为紧凑，体积也相对更小，重量也更轻无需管件连接，从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和
19、噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点，从 70 年代初期开始出现，至今已得到了很快的发展。我国从 1970 年开始对这种阀进行研究和生产，并已将其广泛的应用于冶金、锻压等设备上，显示了很大的优越性。液压机工艺用途广泛，适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺，压力机是一种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材料，如塑料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺，也可适用于校正和压装等工艺。由于需要进行多种工艺，液压机具有如下的特点：（1） 工作台较大，滑块行程较长，以满足多种工艺的要求；（2） 有顶出装置，以便于顶出
20、工件；河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 10 -（3） 液压机具有点动、手动和半自动等工作方式，操作方便；（4） 液压机具有保压、延时和自动回程的功能，并能进行定压成型和定程成型的操作，特别适合于金属粉末和非金属粉末的压制；（5） 液压机的工作压力、压制速度和行程范围可随意调节，灵活性大。1.4 液压系统的基本组成 1）能源装置液压泵。它将动力部分（电动机或其它远动机）所输出的机械能转换成液压能，给系统提供压力油液。2）执行装置液压机（液压缸、液压马达） 。通过它将液压能转换成机械能，推动负载做功。3）控制装置液压阀。通过它们的控制和调节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改
21、变执行元件的力（或力矩） 、速度和方向，根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。4）辅助装置油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。5）工作介质液压油。绝大多数液压油采用矿物油，系统用它来传递能量或信息。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 11 -第二章 小型压力机的液压系统
22、原理设计2.1 小型压力机的基本结构小型压力机机身属于四立柱机身。机身由上横梁、下横梁和四根立柱组成。液压机的各个部件都安装在机身上，其中上横梁的中间孔安装工作缸，下横梁的中间孔安装顶出缸，工作台面上开有开有 T 型槽，用来安装模具。活动横梁的四个角上的孔套装在四立柱上，上方和工作缸活塞相连接，由其带动横梁上下运动。机身在液压机工作中承受全部的工作载荷。工作缸采用活塞式双作用缸，当压力油进入工作缸上腔，活塞带动横梁向下运动，其速度慢，压力大，当压力油进入工作缸下腔，活塞向上运动，其速度较快，压力较小，符合一般的慢速压制、快速回程的工艺要求。活动横梁是立柱式液压机的运动部件，位于液压机机身的中间
23、，中间圆孔和上横梁的工作活塞杆连接，四角孔在工作活塞的带动下，靠立柱导向作上下运动，活动横梁的底面也开有 T 型槽，用来安装模具。在机身下部设有顶出缸，通过顶杆可以将成型后的塑件顶出。液压机的动力部分是高压泵，将机械能转变为液压能，向液压机的工作缸和顶出缸提供高压液体。图 2.1：小型压力机河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 12 -2.2 工况分析本次设计是在毕业实习时，根据浙江省瑞安市一家客户的要求，根据客户提供的工况条件，立式安装的主液压缸活塞杆带动滑块及动横梁在立柱上滑行时，运动部件的质量为 500Kg。1工作负载 工件的压制抗力即为工作负载： 2. 摩擦负载 静摩擦阻力：
24、 0.259.80fsFN动摩擦阻力： 14fd3. 惯性负载 0.3()572nvFmNt60.51.2410bFN自重： 490Gg4. 液压缸在各工作阶段的负载值：其中： 液压缸的机械效率，一般取 =0.9-.mmm0.97。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 13 -表 2.1： 工作循环各阶段的外负载工况 负载组成 推力 F/ m启 动 80bfsFGN897.N加 速 34fdm26.快 进 7590bf 843工 进 1fdtFGN167.N快 退 5390fdbF598.23 拟定液压系统原理图2.3.1 确定供油方式考虑到该机床在工作进给时需要承受较大的工作压力，
25、系统功率也较大，现采用轴向柱塞泵 63SCY141B，具有将 32MPa 压力的纯净液压油输入到各种油压机、液动机等液压系统中，以生产巨大的工作动力，该柱塞泵结构紧凑，效率高，工作压力高，流量调节方便。2.3.2 自动补油保压回路的设计保压回路的功用是使系统在液压缸不动或因工件变形而产生微小位移的工况下能保持稳定不变的压力。考虑到设计要求，保压时间要达到5s，压力稳定性好。选用液控单向阀保压回路，则保压时间较长，压力稳定性高，选用 M 型三位四通换向阀，利用其中位滑阀机能，使液压缸两腔封闭，系统不卸荷。设计了自动补油回路，且保压时间由电气元件时间继电器控制。此回路完全适合于保压性能较高的高压系
26、统，如液压机等。自动补油的保压回路系统图的工作原理：按下起动按纽，电磁铁河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 14 -1YA 通电，电磁换向阀 6 右位接入系统，油液一部分压力油通过节流调速阀 8 进入主缸上腔；另一部分油液将液控单向阀 7 打开，使主缸下腔回油，主缸活塞带动上滑块快速下行，主缸上腔压力降低，其顶部充液箱的油经液控单向阀 14 向主缸上腔补油。当主缸活塞带动上滑块接触到被压制工件时，主缸上腔压力升高，液控单向阀 14 关闭，充液箱不再向主缸上腔供油，且液压泵流量自动减少，滑块下移速度降低，慢速加压工作。当主缸上腔油压升高到压力继电器 11 的动作压力时，压力继电器发出
27、信号，使电磁阀 1YA 断电，换向阀 6 切换成中位；这时液压泵卸荷，液压缸由换向阀 M 型中位机能保压。同时压力继电器还向时间继电器发出信号，使时间继电器开始延时。保压时间由时间继电器在0-24min 调节。2.3.3 释压回路的设计释压回路的功用在于使高压大容量液压缸中储存的能量缓缓的释放，以免它突然释放时产生很大的液压冲击。一般液压缸直径大于 25mm、压力高于 7Mpa 时，其油腔在排油前就先须释压。根据生产实际的需要，选择用节流阀的释压回路。其工作原理：当保压延时结束后，时间继电器发出信号，使电磁阀 6YA 通电，二位二通电磁换向阀 10 处于下位，从而使主缸上腔压力油液通过节流阀
28、9，电磁阀 10，与油箱连通，从而使主缸上腔油卸压，释压快慢由节流阀调节。图 2.2：液压系统原理拟定图河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 15 -当此腔压力降至压力继电器的调定压力时，换向阀 6 切换至左位，液控单向阀 7 打开，使液压缸上腔的油通过三位四通电磁阀 6，二位二通电磁阀 5，和顺序阀 4 排到液压缸顶部的充液箱 13 中去，此时主缸快速退回。使用这种释压回路无法在释压前完全保压，释压前有保压要求时的换向阀也可用 Y 型，并且配有其它的元件。机器在工作的时候，如果出现机器被以外的杂物或工件卡死，这是泵工作的时候，输出的压力油随着工作的时间而增大，而无法使液压油到达液压
29、缸中，为了保护液压泵及液压元件的安全，在泵出油处加一个直动式溢流阀 1，起安全阀的作用，当泵的压力达到溢流阀的导通压力时，溢流阀打开，液压油流回油箱，起到安全保护作用。在液压系统中，一般都用溢流阀接在液压泵附近，同时也可以增加液压系统的平稳性，提高加工零件的精度。 2.4 液压系统图的总体设计图 2.3：液压系统总体设计图河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 16 -2.4.1 主缸运动工作循环 起动按钮，电磁铁 1Y（1）A 通电。这时的油路进油路为：变量泵 1换向阀 6 右位节流阀 8压力继电器 11 和 液压缸 15上 回油路为：液压缸下腔 15已打开的液控单向阀 7换向阀 6
30、 右位电磁阀 5背压阀 4油箱油路分析：变量泵 1 的液压油经过换向阀 6 的右位，液压油分两条油路：一条油路通过节流阀 7 流经继电器 11，另一条路直接流向液压缸的上腔和压力表。使液压缸的上腔加压。液压缸 15 下腔通过液控单向阀 7 经过换向阀 6 的右位流经背压阀，再流到油箱。因为这是背压阀产生的背压使接副油箱旁边的液控单向阀 7 打开，使副油箱 13 的液压油经过副油箱旁边的液控单向阀 14 给液压缸 15 上腔补油。使液压缸快速下行，另外背压阀接在系统回油路上，造成一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。（2） 保压时的油路情况：油路分析：当上腔快速下降到一定的时候，压力继电器
31、 11 发出信号，使换向阀 6 的电磁铁 1YA 断电，换向阀回到中位，液压系统保压。而液压泵 1 在中位时，直接通过背压阀直接回到油箱。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 17 -（3） 回程时的油路情况：液压缸下腔回油路为：变量泵 1换向阀 6 左位液控单向阀 7液压油箱 15 的下腔液压缸上腔回油路为：液压腔的上腔控单向阀14副油箱 13 液压腔的上腔节流阀 8换向阀 6 左位电磁阀 5背压阀 4油箱油路分析： 当保压到一定时候，时间继电器发出信号，使换向阀6 的电磁铁 2YA 通电，换向阀接到左位，变量泵 1 的液压油通过换向阀旁边的液控单向阀流到液压缸的下腔，而同时液压缸
32、上腔的液压油通过节流阀 9（电磁铁 6YA 接通） ，上腔油通过换向阀 10 接到油箱，实现释压，另外一部分油通过主油路的节流阀流到换向阀 6，再通过电磁阀19，背压阀 11 流回油箱。实现释压。2.4.2 顶出缸运动工作循环（1） 向上顶出 当电磁铁 4YA 通电，5YA 失电，三位四通换向阀6 处于中位时，此时顶出缸的进油路为：液压泵换向阀 19 左位单向节流阀 18下液压缸下腔顶出缸的回油路为：下液压缸上腔换向阀 19 左位油箱（2）停留 当下滑块上移动到其活塞碰到顶盖时，便可停留在这个位置上。（3）向下退回 当停留结束时，即操作员取下工件时，启动开关，使电磁阀 3YA 通电（4YA 断
33、电） ，阀 19 换为右位。压力油进入顶出缸上腔，其下腔回油，下滑块下移。进油路：液压泵换向阀 19 右位单向节流阀 17下液压缸上腔回油路：液压缸下腔换向阀 19 右位油箱河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 18 -(4) 原位停止 当下滑块退到原位时，是在电磁铁 3YA，4YA 都断电，换向阀 19 处于中位时得到的。第三章 液压系统的计算和元件选型31 确定液压缸主要参数按液压机床类型初选液压缸的工作压力为 25Mpa,根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。快进时采用差动连接，并通过充液补油法来实现，这种情况下液压缸无杆腔工作面积 应为有杆腔工作面积1A的 6 倍，即活
34、塞杆直径 与缸筒直径 满足 的关系。2AdD56d快进时，液压缸回油路上必须具有背压 ,防止上压板由于自重而2p自动下滑，根据液压系统设计简明手册表 2-2 中，可取 =1Mpa，2p河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 19 -快进时，液压缸是做差动连接，但由于油管中有压降 存在，有杆腔p的压力必须大于无杆腔，估计时可取 ,快退时，回油腔是有1pMPa背压的，这时 亦按 2Mpa 来估算。2p3.1.1 液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定 1122()6mAFAPP 液压缸工作腔的压力 Pa 液压缸回油腔的压力 Pa 2故：3221261()5019.80.)()6mFAmP
35、14.4AD50.29.656dm当按 GB2348-80 将这些直径圆整成进标准值时得： ,320D280dm由此求得液压缸面积的实际有效面积为：图 3.1：单活塞杆液压缸计算示意图河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 20 -22210.3.84DAm2222()()0.144d3.1.2 液压缸实际所需流量计算 工作快速空程时所需流量 1cvAVQ液压缸的容积效率，取cv0.96310.8.15()min96L 工作缸压制时所需流量 3120.8.105.187()in96cvAVQ 工作缸回程时所需流量 3230.184.07.65()min96cv L32 液压元件的选择3
36、2.1 确定液压泵规格和驱动电机功率 由前面工况分析，由最大压制力和液压主机类型，初定上液压泵的工作压力取为 ，考虑到进出油路上阀和管道的压力损失为25MPa（含回油路上的压力损失折算到进油腔） ，则液压泵的最高工作压1Pa力为 61(251)02pPMPa河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 21 -上述计算所得的 是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过pP渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力，另外考虑到一定压力贮备量，并确保泵的寿命，其正常工作压力为泵的额定压力的 80%左右因此选泵的额定压力 应满足：nP/0.826/.31.5npMpa液压泵的最大流量应为： max()p
37、LqK式中 液压泵的最大流量pq同时动作的各执行所需流量之和的最大值，如果这时的max()溢流阀正进行工作，尚须加溢流阀的最小溢流量 。23inL系统泄漏系数，一般取 ，现取 。LK1.LK1.Kmax()1.(7065)80.465minpqq1选择液压泵的规格由于液压系统的工作压力高，负载压力大，功率大。大流量。所以选轴向柱塞变量泵。柱塞变量泵适用于负载大、功率大的机械设备（如龙门刨床、拉床、液压机） ，柱塞式变量泵有以下的特点：1） 工作压力高。因为柱塞与缸孔加工容易，尺寸精度及表面质量可以达到很高的要求，油液泄漏小，容积效率高，能达到的工作压力，一般是（ ） ，最高可以达到 。2045
38、10Pa510Pa2） 流量范围较大。因为只要适当加大柱塞直径或增加柱塞数目，流量变增大。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 22 -3） 改变柱塞的行程就能改变流量，容易制成各种变量型。4） 柱塞油泵主要零件均受压，使材料强度得到充分利用，寿命长，单位功率重量小。但柱塞式变量泵的结构复杂。材料及加工精度要求高，加工量大，价格昂贵。根据以上算得的 和 在查阅相关手册 机械设计手册成大先pqPP20-195 得：现选用 ，排量 63ml/r，额定压力 32Mpa，额6314YCB定转速 1500r/min，驱动功率 59.2KN，容积效率 ，重量 71kg，容92%积效率达 92%。
39、2与液压泵匹配的电动机的选定由前面得知，本液压系统最大功率出现在工作缸压制阶段，这时液压泵的供油压力值为 26Mpa，流量为已选定泵的流量值。 液压泵的p总效率。柱塞泵为 ，取 0.82。 0.8.5p选用 1000r/min 的电动机，则驱动电机功率为：3(1.)18.37(60.2)(0)ppPqNKW选择电动机 ，其额定功率为 18.5KW。84YM3.2.2 阀类元件及辅助元件的选择1. 对液压阀的基本要求：(1). 动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。油液流过时压力损失小。(2). 密封性能好。结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大2. 根据液压系统的工作压力和通过各个阀
40、类元件及辅助元件型号和规格河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 23 -主要依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量，其他还需考虑阀的动作方式，安装固定方式，压力损失数值，工作性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格： 表 3.1：小型压力机液压系统中控制阀和部分辅助元件的型号规格序号 元件名称估计通过流量()minL型号 规格1 斜盘式柱塞泵156.8 63SCY141B 32Mpa，驱动功率59.2KN2 WU 网式滤油器160 WU-160*180 40 通径，压力损失0.01MPa3 直动式溢流阀120 DBT1/315G24 10 通径，32Mpa，板
41、式联接4 背压阀 80 YF3-10B 10 通径，21Mpa，板式联接5 二位二通手动电磁阀80 22EF3-E10B6 三位四通电磁阀100 34DO-B10H-T 10 通径，压力31.5MPa7 液控单向阀80 YAF3-E610B 32 通径，32MPa河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 24 -8 节流阀 80 QFF3-E10B 10 通径，16MPa9 节流阀 80 QFF3-E10B 10 通径，16MPa10 二位二通电磁阀30 22EF3B-E10B 6 通径，压力 20 MPa11 压力继电器 DP1-63B 8 通径，10.5-35 MPa12 压力表开关
42、 KFL830E 32Mpa，6 测点13 油箱14 液控单向阀YAF3-E610B 32 通径，32MPa15 上液压缸16 下液压缸17 单向节流阀48 ALF3E10B 10 通径，16MPa河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 25 -18 单向单向阀48 ALF3E10B 10 通径，16MPa19 三位四通电磁换向阀25 34DO-B10H-T20 减压阀 40 JF3-10B3.2.3 管道尺寸的确定油管系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，必须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管，因为本设计中所须的压力是高压，P
43、=31.25MPa， 钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，(6.3)PMa但装配是不能任意弯曲，常在装拆方便处用作压力管道一中、高压用无缝管，低压用焊接管。本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。尼龙管用在低压系统；塑料管一般用在回油管用。胶管用做联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管，可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻丝或棉丝编织体为骨架的胶管，多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难，成本很高，因此非必要时一般不用。1. 管接头的选用：管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式联接件，它必须具有装拆方便、
44、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 26 -管接头的种类很多，液压系统中油管与管接头的常见联接方式有：焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定铰接管接头。管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹（ZM）和普通细牙螺纹（M） 。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封，广泛用于中、低压液压系统；细牙螺纹密封性好，常用于高压系统，但要求采用组合垫圈或 O 形圈进行端面密封，有时也采用紫铜垫圈。2. 管道内径计算：4Qdmv式中 Q通过管道内的流量 3sv管内允许流速 ，见表：s表
45、3.2：液压系统各管道流速推荐值油液流经的管道 推荐流速 m/s液压泵吸油管 0.51.5液压系统压油管道 36，压力高，管道短粘度小取大值液压系统回油管道 1.52.6(1). 液压泵压油管道的内径： 取 v=4m/s4Qdmv345016.6.4dv河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 27 -根据机械设计手册成大先 P20-641 查得：取 d=20mm,钢管的外径 D=28mm; 管接头联接螺纹 M272。(2). 液压泵回油管道的内径：取 v=2.4m/s 4Qdmv3470.65124.dv根据机械设计手册成大先 P20-641 查得：取 d=25mm,钢管的外径 D=3
46、4mm; 管接头联接螺纹 M332。3. 管道壁厚 的计算2pdm式中： p管道内最高工作压力 Pa d管道内径 m管道材料的许用应力 Pa，bn管道材料的抗拉强度 Pabn安全系数，对钢管来说， 时，取 n=8；7pMPa时，17.5pMPa取 n=6； 时，取 n=4。17.5pa根据上述的参数可以得到：河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 28 -我们选钢管的材料为 45#钢，由此可得材料的抗拉强度 =600MPa; b60MPa154(1). 液压泵压油管道的壁厚6331.25012.pdmmPa(2). 液压泵回油管道的壁厚所以所选管道适用。6331.25012.6pdmM
47、Pa3.3 液压系统的验算上面已经计算出该液压系统中进，回油管的内径分别为32mm,42mm。但是由于系统的具体管路布置和长度尚未确定，所以压力损失无法验算。3.3.1 系统温升的验算在整个工作循环中，工进阶段所占的时间最长，且发热量最大。为了简化计算，主要考虑工进时的发热量。一般情况下，工进时做功的功率损失大引起发热量较大，所以只考虑工进时的发热量，然后取其值进行分析。当 V=10mm/s 时，即 v=600mm/min22 30.3.6/min4810/in4qDv即 in/8L此时泵的效率为 0.9，泵的出口压力为 26MP，则有河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 29 -2
48、648230.9PKWA入 KWFv3106170输 出即 4.输 出此时的功率损失为： 2314.78.3PKA入假定系统的散热状况一般，取 ，CcmW2/102油箱的散热面积 A 为332220.650.6519.8AVm系统的温升为 38729Pt CK根据机械设计手册成大先 P20-767：油箱中温度一般推荐 30-50C所以验算表明系统的温升在许可范围内。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）- 30 -第四章 液压缸的结构设计4.1 液压缸主要尺寸的确定1) 液压缸壁厚和外经的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律应壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径 D 与其壁厚 的比值 的圆筒称为薄壁圆筒。10/D工程机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算 2py设 计 计 算 过 程式中 液压缸壁厚(m)；D液压缸内径(m)；试验压力，一般取最大工作
