液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告107李運(yùn)增

青島理工大學(xué)琴島學(xué)院

課程設(shè)計(jì)報(bào)告

課題名稱：液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)電工程系

專業(yè)班級：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化107學(xué)號：201*030201*學(xué)生：李運(yùn)增指導(dǎo)老師：程顯倫

青島理工大學(xué)琴島學(xué)院教務(wù)處201*年12月27日

學(xué)生課題名稱設(shè)計(jì)地點(diǎn)設(shè)計(jì)目的李運(yùn)增液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師實(shí)訓(xùn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)樓一層設(shè)計(jì)一臺(tái)鉆床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)程顯倫201*/12/25設(shè)計(jì)內(nèi)容（包括設(shè)計(jì)過程、主要收獲、存在問題、解決措施、建議）設(shè)計(jì)過程在本次液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要使機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止的動(dòng)作，而且快進(jìn)和快退速度相等�？爝M(jìn)采用雙泵供油加用流量控制閥的同步回路。在快進(jìn)工程中使用一個(gè)二位三通的電磁換向閥接調(diào)速閥，連接差動(dòng)回路，這樣可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)動(dòng)作，在工進(jìn)過程中使這個(gè)二位二通的電磁換向閥的電磁鐵得電使油液經(jīng)過調(diào)速閥以減小流量實(shí)現(xiàn)工進(jìn)的慢速。在快退時(shí)用是向有桿腔進(jìn)油，這樣可以實(shí)現(xiàn)較大的快退速度。通過本次課程設(shè)計(jì)，初步掌握了基本理論知識。本課程設(shè)計(jì)即給我們創(chuàng)造了一個(gè)運(yùn)用課堂理論知識，解決較復(fù)雜的問題的平臺(tái)，又鍛煉了我們綜合利用所學(xué)知識的能力。主要收獲液壓課程設(shè)計(jì)是液壓傳動(dòng)學(xué)習(xí)當(dāng)中的非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間一周，雖然我們每天都忙到很晚，但是通過本次每天都過得很充實(shí)的課程設(shè)計(jì)，從中得到的收獲還是挺多的。讓我感受最深的是，做任何事都必須耐心，細(xì)致。在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用液壓課程知識及其他課程理論知識來解決實(shí)際問題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在課程設(shè)計(jì)過程當(dāng)中我充分的認(rèn)識到自己在知識理解和接受應(yīng)用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力的欠缺，將來要進(jìn)一步加強(qiáng)，今后的學(xué)習(xí)還要更加的努力。本次課程設(shè)計(jì)不僅僅是對自己所學(xué)的知識的一次系統(tǒng)總結(jié)與應(yīng)用，還是對自己體質(zhì)的一次檢驗(yàn)。通過本次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了很多關(guān)于專業(yè)方面的知識，了解了設(shè)計(jì)的本質(zhì)，這次設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用液壓設(shè)計(jì)及其他先修課的知識，既學(xué)習(xí)了新的知識又復(fù)習(xí)了以前的知識，可以說本次設(shè)計(jì)是我們把理論知識用于實(shí)際中的一次實(shí)踐。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在實(shí)習(xí)在前我對液壓回路的了解很少，對其液壓元件的工作原理更是所知甚少�，F(xiàn)在設(shè)計(jì)基本完成了，我對液壓系統(tǒng)也有了進(jìn)一步的了解，學(xué)到了設(shè)計(jì)一個(gè)液壓回路的基本方法和步驟。設(shè)

計(jì)中，指導(dǎo)老師為我提供了多方面的幫助，對于存在的問題及時(shí)做出了解答，使我避免了很多錯(cuò)誤，少走了許多彎路。在此，我對老師表示衷心的感謝！存在問題課程設(shè)計(jì)過程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我們感到有些心煩意亂，看得出我們的計(jì)算能力是多么的弱，很簡單的計(jì)算我們也要用計(jì)算器。我們從中可以看到理論知識掌握不扎實(shí)的問題，看到了自己在平時(shí)學(xué)習(xí)中沒有注意的問題。學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題和不斷解決問題的過程，出現(xiàn)問題是很正常的。學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題然后解決問題，就學(xué)到了新的知識。在學(xué)校這樣一個(gè)大群體里面，溝通自然是為人的基本，如何協(xié)調(diào)彼此的關(guān)系值得我們?nèi)ド钏己腕w會(huì)，在實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)當(dāng)中依靠與被依靠對我的感觸很大。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。建議本次課程設(shè)計(jì)還有一些不足之處，課程設(shè)計(jì)選在臨近期末考試期間進(jìn)行，就顯得不是太好了。我們沒有時(shí)間和精力完全投入到課程設(shè)計(jì)的任務(wù)當(dāng)中，我們還要進(jìn)行期末復(fù)習(xí)，沒有全身心的投入，很多地方都沒有深入的考慮，這也是這次設(shè)計(jì)不足的地方。雖然它占用了我們大部分的復(fù)習(xí)時(shí)間，但是這次液壓課程程設(shè)計(jì)對我來說是無法忘記的，我們收獲很多，不僅僅局限在學(xué)習(xí)知識上，如果課程設(shè)計(jì)在臨期末考試一個(gè)月進(jìn)行，我覺得會(huì)更好些，那樣我們就不會(huì)擔(dān)心期末復(fù)習(xí)的時(shí)間不夠用了，我們會(huì)全身心的投入到課程設(shè)計(jì)中去，這樣我們的設(shè)計(jì)會(huì)更好些。指導(dǎo)老師評語系部教研室意見

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課程設(shè)計(jì)說明書

課題名稱：液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)電工程系

專業(yè)班級:機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化107學(xué)號：201*030201*學(xué)生：李運(yùn)增指導(dǎo)老師：程顯倫

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201*年12月27日《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》評閱書

題目學(xué)生姓名指導(dǎo)教師評語及成績指導(dǎo)教師簽名：年月日答辯評語及成績答辯教師簽名：年月日教研室意見總成績：室主任簽名：年月日液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)李運(yùn)增學(xué)號201*03020《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

摘要

目前，液壓系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在機(jī)械、建筑、航空等領(lǐng)域中，成為一種新型的動(dòng)力源。由于液壓元件的制造精度越來越高，再配合電信號的控制，使液壓系統(tǒng)在換向方面可以達(dá)到較高的頻率。不管是在重型機(jī)械和精密設(shè)備上都能滿足要求。液壓系統(tǒng)本身有較多的優(yōu)點(diǎn)，比如：在同等的體積下，液壓裝置產(chǎn)生的動(dòng)力更大；由于它的質(zhì)量和慣性小、反映快，使液壓裝置工作比較平穩(wěn)；能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，特別是在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行調(diào)速；液壓裝置自身能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比機(jī)械傳動(dòng)簡單。但是液壓傳動(dòng)對溫度的變化比較敏感，不宜在很高或很低的溫度下工作。液壓系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)床上，實(shí)現(xiàn)對工作臺(tái)和夾緊工件的循環(huán)控制起著重要的作用。對銑削類組合機(jī)床，運(yùn)用液壓來控制運(yùn)動(dòng)循環(huán)，結(jié)構(gòu)簡單，所占空間小，而且能滿足較大的切削負(fù)載要求。

本文為立式鉆床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)快速進(jìn)給、工進(jìn)、快退的動(dòng)作�？爝M(jìn)采用差動(dòng)連接。

根據(jù)給定的條件完成液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)；根據(jù)給定的條件和已完成的液壓系統(tǒng)圖，選擇元件明細(xì)表；根據(jù)給定的條件和已完成的液壓系統(tǒng)圖，對主要元件進(jìn)行初步計(jì)算；完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。

關(guān)鍵字：差動(dòng)連接雙泵供油進(jìn)口節(jié)油調(diào)速回路

《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

目錄

摘要....................................................I1設(shè)計(jì)任務(wù)...................................................12液壓回路的工況分析........................................2

2.1設(shè)計(jì)要求及工況分析.......................................22.2確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù).....................................3

3擬定液壓系統(tǒng)原理圖........................................6

3.1初選液壓件及基本回路.....................................63.2組成液壓系統(tǒng)............................................7

4計(jì)算和選擇液壓件及驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能.........................8

4.1確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率..............................84.2確定油管及壓力...........................................94.3驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性..........................................104.4驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升.......................................12

總結(jié).....................................................13參考文獻(xiàn)....................................................14

I《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

1設(shè)計(jì)任務(wù)

學(xué)生通過《液壓與氣壓傳動(dòng)》課的課堂學(xué)習(xí)，初步掌握了基本理論知識。本課程設(shè)計(jì)即為了給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)運(yùn)用課堂理論知識，解決較復(fù)雜的問題的平臺(tái)，鍛煉學(xué)生綜合利用所學(xué)知識的能力，初步接觸一下“設(shè)計(jì)”的味道。

液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算是液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，包括明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)、擬定液壓系統(tǒng)原理圖、計(jì)算和選擇液壓件以及驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能等。本次設(shè)計(jì)的是一臺(tái)立式雙軸鉆孔組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)。

要求設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快進(jìn)→工進(jìn)→快退。主要性能參數(shù)與性能要求如下：切削阻力FL31100N；運(yùn)動(dòng)部件所受重力G1200N；快進(jìn)、快退速度

v1v36.5m/min，工進(jìn)速度v20.1m/min；快進(jìn)行程L1270mm，工進(jìn)行程

L2150mm；動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)s0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)d0.1。液壓

系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸。

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《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

2液壓回路的工況分析

2.1設(shè)計(jì)要求及工況分析

(1)工作負(fù)載工作負(fù)載即為切削阻力FL31100N。(2)摩擦負(fù)載

靜摩擦阻力FfssG0.21201*.83528N（21）動(dòng)摩擦阻力FfddG0.11201*.81176N（22）（3）慣性負(fù)載Fi（4）運(yùn)動(dòng)時(shí)間

L12701032.49s（24）快進(jìn)t1v16.5/60L215010390s工進(jìn)t2v20.1/60L1L24201*33.9s快退t3v36.5/60mv6.51201*300N（23）t600.1設(shè)液壓缸的機(jī)械效率cm0.9，得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載和推力

表2.1液壓缸各階段的負(fù)載和推力

工況啟動(dòng)加速快進(jìn)工進(jìn)反向啟動(dòng)加速快退FFfsFFfdFiFFfdFFfdFLFFfsFFfdFiFFfd負(fù)載組成液壓缸負(fù)載F/N液壓缸推力F0=F/ηcm/N23522476117632276235224761176261327511306.735862261327511306.7

《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

2.2確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)

1.初選液壓缸工作壓力

所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載都不太高，參考表2.2和表2.3，初選液壓缸的工作壓力P14MPa。2.計(jì)算液壓缸主要尺寸

鑒于動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式差動(dòng)液壓缸（A12A2），快進(jìn)時(shí)液壓缸差動(dòng)連接。工進(jìn)時(shí)為防止孔鉆通時(shí)負(fù)載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考表2.4選此背壓為P20.6MPa。

表2.2按負(fù)載選擇工表

負(fù)載/KN工作壓力/MPa《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

表2.6按速比要求確定d/D2/1d/D1.150.31.250.41.330.51.460.551.610.6210.71注：v1無桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度；

v2有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。

由式：p1A1p2A2FcmF得

A1cm(p14A1p2)232276m296.9104m20.60.9(3)2（25）

m0.110m110mm則活塞直徑：D496.9104

（26）

參考表2.5及2.6得，圓整后取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值得D=110mm，d=80mm。

由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：

A1A2D240.1124m295104m2

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根據(jù)計(jì)算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率，如表2.7所列，

表2.7液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值

缸1工況推力F0/N回油腔壓力p2/MPa啟動(dòng)快進(jìn)加速恒速1306.71.490.700.50.3827511.020.992613進(jìn)油腔壓力p1/MPa0.52輸入流量q×10-3/m3/s輸入功率P/KW計(jì)算公式(D2d2)(0.1120.82)m244.7104m2p1F0A2Pq(A1A2)v1A1A2Pp1q《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

p10.006F0p2A2A1工進(jìn)358620.64.061.61022qA1v2Pp1q啟26130.58動(dòng)pp2A11F0A快加27510.51.682退速qA2v3恒1306.70.51.350.480.648速Pp1q注：1.Δp為液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失，取Δp=0.5MPa。

2．快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為p1，無桿腔回油，壓力為p2。

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3擬定液壓系統(tǒng)原理圖

3.1初選液壓件及基本回路

(1)選擇調(diào)速回路由于這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。為防止孔鉆通時(shí)負(fù)載突然消失引起運(yùn)動(dòng)部件前沖，在回油路上加背壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)系統(tǒng)。

(2)選擇油源形式在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比

qmax/qmin0.5/1.610-231.2；其相應(yīng)的時(shí)間之比(t1t3)/t20.097。這表明在一個(gè)

工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，選用限壓式變量葉片泵。

(3)選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路本系統(tǒng)已選定液壓缸差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。考慮到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時(shí)回油路流量較大，故選用換向時(shí)間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，所以選用三位四通電液換向閥。

(4)選擇速度換接回路由于本系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大

v1/v26.5/0.165，為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路。

(5)選擇調(diào)壓和卸荷回路在限壓式變量葉片泵的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問題都已基本解決。

3.2組成液壓系統(tǒng)

將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖，詳情見設(shè)計(jì)圖紙。

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4計(jì)算和選擇液壓件及驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能

4.1確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率

(1)計(jì)算液壓泵的最大工作壓力

小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供油，由表7可知，液壓缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，最大工作壓力為p1=4.06MPa，如在調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進(jìn)油路上的總壓力損失∑p=0.6MPa，考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差pe=0.5MPa，則小流量泵的最高工作壓力估算為

pp1p1ppe4.060.60.5MPa5.16MPa

大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油，由表7可見，快退時(shí)液壓缸的工作壓力為p1=1.68MPa，比快進(jìn)時(shí)大�？紤]到快退時(shí)進(jìn)油不通過調(diào)速閥，故其進(jìn)油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進(jìn)油路上的總壓力損失∑p=0.3MPa，則大流量泵的最高工作壓力估算為

pp2p1p1.680.3MPa1.98MPa

(2)計(jì)算液壓泵的流量

由表2.7可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為0.55×10-3m3/s，若取回路泄漏系數(shù)K=1.1，則兩個(gè)泵的總流量為

qpKq11.10.5103m3/s33L/min

(3)確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率

根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，并考慮液壓泵存在容積損失，最后確定選取PV2R12型雙聯(lián)葉片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分別為6mL/r和26mL/r，當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速np=1000r/min時(shí)，其理論流量分別為6L/min和26L/min，若取液壓泵容積效率ηv=0.9，則液壓泵的實(shí)際輸出流量為

qpqp1qp2610000.9/10002610000.9/1000L/min5.423.4L/min28.8L/min由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，若取液壓泵總效率ηp=0.8，這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為

Pppqpp1.9810633103KW1.19KW600.8103

根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y100L6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為

1.5KW，額定轉(zhuǎn)速為1000r/min。

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4.2確定油管及壓力

表4.1各工況實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間和流量

快進(jìn)工進(jìn)快退q154.4L/minv10.095m/st12.83s管道吸油管道壓油管道回油管道q10.96L/minv21.68103m/st189.3s表4.2允許流速推薦值q128.8L/minv30.107m/st13.91s推薦流速/(m/s)0.5～1.5，一般取1以下3～6，壓力高，管道短，粘度小取大值1.5～3由表4.1可以看出，液壓缸在各階段的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)表4.1數(shù)值，按表4.2推薦的管道內(nèi)允許速度取=4m/s，由式d得與液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為

d4q17.0mmv4q18.0mmv4q計(jì)算vd為了統(tǒng)一規(guī)格，按產(chǎn)品樣本選取所有管子均為內(nèi)徑15mm、外徑22mm的10號冷拔鋼管。

確定油箱

油箱的容量按式Vqpn估算，其中α為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，低壓系統(tǒng)，α=2～4；中壓系統(tǒng)，α=5～7；高壓系統(tǒng)，α=6～12�，F(xiàn)取α=6，得

Vqpn192L

《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

4.3驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能

驗(yàn)算壓力損失

由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，所以只能估算系統(tǒng)壓力損失。估算時(shí)，首先確定管道內(nèi)液體的流動(dòng)狀態(tài)，然后計(jì)算各種工況下總的壓力損失�，F(xiàn)取進(jìn)、回油管道長為L=2m，油液的運(yùn)動(dòng)粘度取=110-4m2/s，油液的密度取=0.9174103kg/m3。

(1)判斷流動(dòng)狀態(tài)

在快進(jìn)、工進(jìn)和快退三種工況下，進(jìn)、回油管路中所通過的流量以快退時(shí)回油流量q2=32L/min為最大，因?yàn)樽畲蟮睦字Z數(shù)小于臨界雷諾數(shù)（201*），故可推出：各工況下的進(jìn)、回油路中的油液的流動(dòng)狀態(tài)全為層流。

(2)計(jì)算系統(tǒng)壓力損失

將層流流動(dòng)狀態(tài)沿程阻力系數(shù)

和油液在管道內(nèi)流速

7575dvRe4qv4qd2lv2同時(shí)代入沿程壓力損失計(jì)算公式p1，并將已知數(shù)據(jù)代入后，得

d2475l4750.9174103110428p1qq0.547810q4342d23.14(1510)可見，沿程壓力損失的大小與流量成正比，這是由層流流動(dòng)所決定的。

在管道結(jié)構(gòu)尚未確定的情況下，管道的局部壓力損失pζ常按下式作經(jīng)驗(yàn)計(jì)算

p0.1pl

各工況下的閥類元件的局部壓力損失可根據(jù)下式計(jì)算

pvpn(q2)qn其中的pn由產(chǎn)品樣本查出，滑臺(tái)在快進(jìn)、工進(jìn)和快退工況下的壓力損失計(jì)算如下：

1．快進(jìn)

滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)，液壓缸通過電液換向閥差動(dòng)連接。在進(jìn)油路上，油液通過單向閥、電液換向閥，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合通過行程閥入無桿腔。在進(jìn)油路上，壓力損失分別為

pli0.0496MPapi0.1pli0.00496MPa

pvi0.1246MPa

piplipipvi0.1791MPa

《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

在回油路上，壓力損失分別為

plo0.0234MPap00.00234MPa

pvo0.1215MPa

p0pl0p0pvo0.1474MPa

將回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油路上去，便得出差動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的總的壓力損失

p[0.0840.09732.4]MPa0.2485MPa642．工進(jìn)

滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過電液換向閥、調(diào)速閥進(jìn)入液壓缸無桿腔，在調(diào)速閥處的壓力損失為0.5MPa。在回油路上，油液通過電液換向閥、背壓閥的卸荷油液一起返回油箱，在背壓閥處的壓力損失為0.6MPa。若忽略管路的沿程壓力損失和局部壓力損失，則在進(jìn)油路上總的壓力損失為

pipvi0.5MPa

此值略小于估計(jì)值。

在回油路上總的壓力損失為

p0pv00.643MPa

該值即為液壓缸的回油腔壓力p2=0.66MPa，可見此值與初算時(shí)選取的背壓值基本相符。

重新計(jì)算液壓缸的工作壓力為

p1F0p2A24.08MPaA1考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差pe=0.5MPa，則小流量泵的工作壓力為

pP1p1pipe4.080.50.55.08MPa

此值與估算值基本相符，是調(diào)整溢流閥的調(diào)整壓力的主要參考數(shù)據(jù)。

3．快退

滑臺(tái)快退時(shí)，在進(jìn)油路上，油液通過單向閥、電液換向閥進(jìn)入液壓缸桿腔。在回油路上，油液通過單向閥、電液換向閥和單向閥返回油箱。在進(jìn)油路上總的壓力損失為

pipvi0.036MPa

此值遠(yuǎn)小于估計(jì)值，因此液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率是足夠的。在回油路上總的壓力損失為popvo0.262MPa數(shù)值基本相符。

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4.4驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)熱與溫升

由于工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中占96%，所以系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升可按工進(jìn)工況來計(jì)算。在工進(jìn)時(shí)，經(jīng)液控順序閥卸荷，其出口壓力即為油液通過液控順序閥的壓力損失

pP2ppn(q2)0.0414MPaqn液壓系統(tǒng)的總輸入功率即為液壓泵的輸入功率

PrpP1qP1pP2qP2P591.7W

液壓系統(tǒng)輸出的有效功率即為液壓缸輸出的有效功率

PcFv253.8W

由此可計(jì)算出系統(tǒng)的發(fā)熱功率為

HPrPc537.9W

按式TH計(jì)算工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)中的油液溫升，即KAT其中傳熱系數(shù)K=15W/（m2C）。設(shè)環(huán)境溫T2=25C，則熱平衡溫度為

H0.065K3V216.6C

T1T2T2550[T1]55C

油溫不在允許范圍內(nèi)，油箱散熱面積不符合要求，需要設(shè)置冷卻器。

《液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)》說明書

總結(jié)

本課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完液壓基礎(chǔ)專業(yè)課程,進(jìn)行的一個(gè)綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生通過課程設(shè)計(jì),能綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論以及學(xué)到的實(shí)踐知識進(jìn)行的基本訓(xùn)練,掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思維和方法,專用元件和通用元件的參數(shù)確定。通過給定設(shè)計(jì)題目，初步掌握確定壓力，進(jìn)行缸的主要參數(shù)的初步確定，按系列要求確定缸體和活塞桿的直徑。然后確定其他元件的參數(shù)，最后進(jìn)行效核。通過液壓課程設(shè)計(jì)，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際液壓問題的能力,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)研究,工程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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參考文獻(xiàn)

[1]左建民．液壓與氣壓傳動(dòng)【M】．第4版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，201*[2]楊培元．液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊【M】．第1版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，201*[3]王昆．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)【M】．第1版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，201*

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