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小型液压机液压系统设计

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刖百 .................................................................................... 2

一工况分析 ........................................................... 3

二•负载循环图和速度循环图的绘制 ..................................... 4

三•拟定液压系统原理图 ............................................... 4

1-确定供油方式 ...................................................... 5

2.调速方式的选择 ..................................................... 5

4. 液压阀的选择 ...................................................... 8

5. 确定管道尺寸 ...................................................... 9

6. 液压油箱容积的确定 ................................................ 9

7. 液压缸的壁厚和外径的计算 .......................................... 9

8. 液压缸工作行程的确定 .............................................. 9

9. 缸盖厚度的确定 .................................................... 9

10 ......................................................................................................................... 最

小寻向长度的确定 .................................................... 10

11 ......................................................................................................................... 缸

体长度的确定 ........................................................ 10

四•液压系统的验算 ................................................. 10

1 •压力损失的验算 .................................................. 10

2 ........................................................................................................................... 系

统温升的验算 ......................................................... 12

3 ........................................................................................................................... 螺 栓校核 ............................................................... 13

五•参考文献14 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。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O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。该机并设有脚踏开尖，可实现半自动工艺动作的循环 技术参数和设计要求

设计一台小型液压压力机的液压系统，要求实现快速空程下行一慢速加压一保压一快速回程 一停止的工作循环，快速往返速度为3 m∕min,加压速度40-250mr∕min,压制力为300OOON运动 部件总重为2500ON,工作行程40Omm油缸垂直安装，设计改压力机的液压系统传动。

一工况分析

1 •工作负载 工件的压制抗力即为工作负载：Fw=300000N

2 •摩擦负载 静摩擦阻力：FfS=ON

动摩擦阻力：Ffd=ON

3•惯,性负载 Fm= maF25000∕10 X 3/(0.02 X 60)=6250N

背压负载 Fb二30000N（ 液压缸参数未定，估算）

自重： G= mg=25000N

4•液压缸在各工作阶段的负载值:

其中：mθ.9 m——液压缸的机械效率，一般取m =0.9-0.95 O

表1・1:工作循环各阶段的外负载

工况 负载组成

启动 F= Fb+ FfS-G=5000N

加速 F=Fb+Ffd+Fm-G=11250N

快进 F=Fb+Ffd-G=5000N

工进 F=Fb+Ffd+Fw-G=305000N

快退 F=Fb+Ffd+G=55000N

・负载循环图和速度循环图的绘制

负载循环图如下

三•拟定液压系统原理图

1・确定供油方式

考虑到该机床压力要经常变换和调节，并能产生较大的压制力，流量大，功率大，空行程和加压

行程的速度差异大，因此采用一高压泵供油

2.调速方式的选择

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 得液压系统原理图

(1)液压缸主要尺寸的确定

1 )工作压力P的确定。工作压力P可根据负载大小及机器的类型，来初步确定由手册查表取 液压缸工作压力为20MPa

2 )计算液压缸内径D和活塞杆直径d o由负载图知最大负载F为305OOON按表9-2取p2可 不计，考虑到快进，快退速度相等，取d∕D=0.7

D={4Fw∕[冗 Pl n on]}172= 147 (mm) 根据手册查表取液压缸内径直径D=160(mm)活塞杆直径系列取d=110(mm)取两液压缸的D和

d分别为16Omm和IlOmm。按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度

A lħ min∕Vmin=0.05 X 1000/3=16.7(Cm 2)液压缸节流腔有效工作面积选取液压缸有杆腔的实际面

积，即

A=n( D2-d2) /4=3.14 X( 1602- 1102) /4 =105.98 Cm 2满足不等式，所以液压缸能达到所需低

速

(2)计算在各工作阶段液压缸所需的流量

2

Q(快进)=冗 d2v (快进)/4=3.14x0.11 x3∕4=28.50L∕min

Q (工进)=冗 D2V (工进)/4=3.14x0.16织 0.04∕4=0.804L∕min

Q(快退)=n (D2-d2)v (快退)∕4=3.14x (0.162 -0.11 2)x3∕4=31.79L∕min (3)确定液压泵的流量，

压力和选择泵的规格

① 泵的工作压力的确定考虑到正常工作中进油管有一定的压力损失，所以泵的工作压力为

PPPl P

式中，Pp—液压泵最大工作压力；

Pl •执行元件最大工作压力(Pa) : P ■进油管

路中的压力损失(Pa)，

简单系统可取0.2~~0.5Mpa。故可取压力损失刀△ P1=0.5Mpa 20+0.5=20.5MPa

上述计算所得的PP是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过度阶段出现的

动态压力往往超出静态压力，另外考虑到一定的压力储备量，并确保泵的寿命，因此

选泵的压力值Pa应为Pa1.25Pp-1.6Pp

因此 Pa=1.25Pp=( 1.25-1.6 ) 20.5=25.625~32.8MPa。

② 泵的流量确定，液压泵的最大流量应为

QP K (刀 Q) max

K为系统泄漏系数，一般取κ=1.1-1.3，大流量取小值；小流量取大值。

油液的泄露系数K=1.2

故 QP=K(E Q) max=1.2 31.76=38.15Lymin

③ 选择液压泵的规格

根据以上计算的Pa和QP查阅相矢手册现选用BFWOl液压泵，

n max= 3000 r/min

n min=1000r∕min

额定压力pO=32Mpa每转排量q=63mL∕r，容积效率V =85%总效率=0.7.

④ 与液压泵匹配的电动机选定首先分别算出快进与工进两种不同工况时的功率，取两者较大值作 为选择电动机

规格的依据。由于在慢进时泵输出的流量减小，泵的效率急剧降低，一般在流量在0.2 -1L∕min范围 内时，可取=0.03 — 0.14.同时还应该注意到，为了使所选择的电动机在经过泵的流量特性曲线最 大功率时不至停转，需进行演算，即PaX Qp/ Pd,式中，Pd—所选电动机额定功率；Pb—内啮合齿 轮泵的限定压力；Qp∙压力为Pb时，泵的输出流量。

首先计算快进时的功率，快进时的外负载为5000N进油时的压力损失定为0.3MP&

Pb=[5000∕(0.11x0.11 n /4)x10-θ+0.3]=0.0.826MPa

快进时所需电机功率为：

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液压系统的设计

液压系统的设计

4.4液压控制系统的设计

4.4.1 液压系统

1 液压系统组成

本番茄收割机液压控制系统是以液压油为介质，经油泵加压后再通过各种液压控制阀组进行控制，使各油马达、油缸等执行机构按规定的动作进行工作。

本系统由四个个独立的部分组成（如图69），其中行走回路采用闭式回路，其它三个部分均采用的是开式回路，各部分的油泵动力来自于发动机。四部分共用一个控制柜和一个油箱（序号47）、总回油路上设有风冷器（序号41）和回油过滤器（序号42）。电气控制柜采用了继电器控制，有手动和自动两种控制模式。

第一部分主要由轴向柱塞式变量油泵（序号1），马达控制换向阀组（序号17）、振荡器下皮带马达（序号14）、横皮带马达（序号15）、卸料皮带马达（序号13）、输送皮带马达（序号16），色选皮带马达（序号12）、第Ⅰ输送带马达（序号10）、耙辊马达（序号11）、割刀马达（序号9）、拨叉马达（序号8）等组成。

其特征在于：振荡器下皮带马达、横皮带马达、卸料皮带马达、输送皮带马达、色选皮带马达、第Ⅰ输送带马达、耙辊马达、割刀马达、拨叉马达均由马达控制换向阀组进行控制，

第二部分主要由双联高压齿轮泵（序号18）、精密过滤器（序号19）、比例控制阀组（序号21、22、2.2、7.7、26.1）、抛秧器皮带马达（序号23）、离心风机控制阀组（序号24、25、26、51、7.8、26.2）、离心风机马达（序号30）等组成，序号(22),序号（23）采用了比例阀（序号21.1、21.2）进行调速。

第三部分主要由发动机自带的转向油泵（序号31）、油缸控制阀组（序号32、37），收割台升降缸（序号34.1、34.2）、卸料皮带升降缸（序号35）、滚动轮调节缸（序号36.1、36.2），卸料皮带伸缩缸（序号37.1、37.2）等组成。

第四部分由一个双向斜盘式变量泵和一个定量马达组成，在变量泵上设有补油泵，用于补给该闭式回路中损失的液压油，同时能够使油也进行循环，散发该回路中液压油的热量。在双向变量泵上由伺服控制拉杆，通过拉杆对斜盘倾斜方向及开度进行调节，从而控制泵输出液压油的排量及方向，从而控制行走马达的转动速度及方向，从而对收获机行走的速度及方向进行调节。通过一根手操纵杆可完成前进、倒退、刹车和无级变速等操作。 2 液图69 液压原理图

液压系统的设计步骤和设计要求

液压系统的设计步骤和设计要求

液压系统的设计步骤与设计要求

液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动 系统。 设计步骤 1.1

液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确 设计要求之后，大致按如下步骤进行。 ）确定液压执行元件的形式； 1 ）进行工况分析，确定系统的主要参数；2

）制定基本方案，拟定液压系统原理图；3

）选择液压元件；4

）液压系统的性能验算；5

）绘制工作图，编制技术文件。6

明确设计要求1.2

设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计

之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 ）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等；1

）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； 2 ）液压驱动机构的运动形式，运动速度； 3 ）各动作机构的载荷大小及其性质； 4 ）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求； 5 ）自动化程序、操作控制方式的要求；6

）对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求；7

）对效率、成本等方面的要求。8

制定基本方案和绘制液压系统图

制定基本方案 3.1 ）制定调速方案（1

液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。

方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀 的逻辑组合来实现。 速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。 容积节流调速。——相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合 节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于 功率不大的场合。．

液压机设计

液压机设计

设计液压机是为了更加深刻理解液压机在加工过程中的工作原理以及实际应用意义。液压机是利用液体来传递压力的液压设备。液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。 液压机的液压传动系统由动力机构、控制机构、执行机构、辅助机构和工作介质组成。本机器采用三梁四柱结构形式，机身由工作台、滑块、上横梁、立柱、锁母和调节螺母等组成。四柱式结构为液压机最常见的结构形式之一。四柱式结构最显著的特点是工作空间宽敞、便于四面观察和接近模具。整机结构简单，工艺性较好，但立柱需要大型圆钢或锻件。液压机在一定的机械、电子系统内，依靠液体介质的静压力，完成能量的积压、传递、放大，实现机械功能的轻巧化、科学化、最大化。液压机械具有重量轻、功率大、结构简单、布局灵活、控制方便等特点，速度、扭矩、功率均可做无级调节，能迅速换向和变速，调速范围宽，快速性能好，工作平稳、噪音小. 适用于金属材料压制工艺,如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可从事于校正、压装、砂轮成型、冷热挤压金属等同样适应于非金属材料，如塑料、玻璃钢、粉末冶金、绝缘材料等压制成型，以及有关压制方面的新工艺、新技术的试验研究等。已经广泛应用到医疗、科技、军事、工业、自动化生产、运输、矿山、建筑、航空等领域。

1.2发展趋势

(1)高速化，高效化，低能耗。提高液压机的工作效率，降低生产成本。

(2)机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。

(3)自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。

(4)液压元件集成化，标准化。集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来方便。

液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。他与机械压力机相比具有压力

液压机主要技术规格（此处表示本液压机公称压力为315吨）

液压系统设计篇

液压系统设计篇

液压系统设计篇

天津工程机械研究院培训教材 94 液压系统设计篇

液压传动系统设计，除了应符合其主机在动作循环和静、动态性能等方面所提出的要求外，还必须满足结构简单、使用维护方便、工作安全可靠、性能好、成本低、效率高、寿命长等条件。液压传动系统的设计一般依据流程图见图4-1的步骤进行设计。

明确技术要求拟定液压系统方案液压参数设计液压装置设计液压系统性能计算技术文件编制符合要求吗？否是方案评价，最优吗？是否

图4-1 液压传动系统设计流程图

第一节 明确设计要求

设计新的液压系统，首先要明确机器对液压系统有哪些动作和性能要求，掌握这些技术要求，作为设计的出发点和依据。需要掌握的技术要求可能有：

1．机器的特性

(1)全面了解主机的结构和总体布局，了解机构与被驱动部分的连接条件及安装上的限制条件以及其用途和工作目的等。

(2)负载种类（恒定负载、变化负载及冲击负载）及大小和变化范围；运动方式（直线运动、回转运动、摆动）及运动量（位移、速度、加速度）的大小和要求的调节范围；惯性力、摩擦力、动作特性、动作时间和精度要求（定位精度、跟踪精度、同步精度）。

(3)原动机的种类（电动机、内燃机等）、容量（功率、转速、转矩）及稳定性。

(4)操作方式（手动、自动）、信号处理方式（继电器控制、逻辑电路、可编程控制器、微机程序控制）。

(5)系统中各执行元件的动作顺序、动作时间的相互关系。

2．使用条件

(1)设置场所。

(2)环境温度、湿度（高温、寒带、热带），粉尘种类和浓度（防护、净化等），腐蚀性气体（所有元件的结构、材质、表面处理、涂覆等），易爆气体（防爆措施），机械振动（机械强度、耐振结构），噪声限制（降低噪声措施）。

(3)维护程度与周期；维护人员的技术水平；维护空间、作业性、互换性。

3．适用标准、法则

根据用户要求采用相关标准、法则。

4．安全性、可靠性 液压系统设计篇

天津工程机械研究院培训教材 95 (1)用户在安全性方面有无特殊要求。