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液压机液压元件的选择

作者:液压机 来源: 日期:2020-11-21 10:17:50 人气:0

液压机液压元件的选择

6.1 确定执行元件

   金属切削机床的工作特点要求液压系统完成的主要是直线运动,因此液压系统的执行元件确定为单杆活塞液压缸。

   本设计所使用液压元件均为标准液压元件,因此只需确定各液压元件的主要参数和规格,然后根据现有的液压元件产品进行选择即可。

6.2 确定液压泵和电机规格

    1)计算液压泵的最大工作压力

由于本设计采用双泵供油方式,根据液压系统的工况图,大流量液压泵只需在快进和快退阶段向液压缸供油,因此大流量泵工作压力较低。小流量液压泵在快速运动和工进时都向液压缸供油,而液压缸在工进时工作压力最大,因此对大流量液压泵和小流量液压泵的工作压力分别进行计算。

根据液压泵的最大工作压力计算方法,液压泵的最大工作压力可表示为液压缸最大工作压力与液压泵到液压缸之间压力损失之和。

对于调速阀进口节流调速回路,选取进油路上的总压力损失,同时考虑到压力继电器的可靠动作要求压力继电器动作压力与最大工作压力的压差为0.5MPa,则小流量泵的最高工作压力可估算为

大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油,图4表明,快退时液压缸中的工作压力比快进时大,如取进油路上的压力损失为0.5MPa,则大流量泵的最高工作压力为:

 

    2)计算总流量

    3表明,在整个工作循环过程中,液压油源应向液压缸提供的最大流量出现在快进工作阶段,为30.12L/min,若取回路泄漏系数K=1.1,则液压油源所需提供的总流量为:

L/min

    工作进给时,液压缸所需流量约为6.65L/min,但由于要考虑溢流阀的最小稳定溢流量3 L/min,故小流量泵的供油量最少应为9.6 L/min。

据据以上液压油源最大工作压力和总流量的计算数值,上网或查阅有关样本,例如YUKEN日本油研液压泵样本,确定PV2R型双联叶片泵能够满足上述设计要求,因此选取PV2R12-6/33型双联叶片泵,其中小泵的排量为6mL/r,大泵的排量为33mL/r,若取液压泵的容积效率=0.9,则当泵的转速=940r/min时,小泵的输出流量为

qp小=6´940´0.90/1000=5.076L/min

该流量能够满足液压缸工进速度的需要。

大泵的输出流量为

qp大=33*940*0.90/1000=27.918L/min

双泵供油的实际输出流量为

该流量能够满足液压缸快速动作的需要。

4  液压泵参数

元件名称

估计流量

规格

额定流量

额定压力MPa

型号

双联叶片泵

(5.1+27.9)

最高工作压力为21 MPa

PV2R12—6/33

6.3 电机的选择

由于液压缸在快退时输入功率最大,这时液压泵工作压力为209MPa,流量为32.994L/min。取泵的总效率,则液压泵驱动电动机所需的功率为:

 

根据上述功率计算数据,此系统选取Y112M-6型电动机,其额定功率,额定转速

6.4 阀类元件和辅助元件的选择

7液压系统原理图中包括调速阀、换向阀、单项阀等阀类元件以及滤油器、空气滤清器等辅助元件。

1)阀类元件的选择

根据上述流量及压力计算结果,对图7初步拟定的液压系统原理图中各种阀类元件及辅助元件进行选择。其中调速阀的选择应考虑使调速阀的最小稳定流量应小于液压缸工进所需流量。通过图7中5个单向阀的额定流量是各不相同的,因此最好选用不同规格的单向阀。溢流阀2、背压阀9和顺序阀10的选择可根据调定压力和流经阀的额定流量来选择阀的型式和规格,其中溢流阀2的作用是调定工作进给过程中小流量液压泵的供油压力,因此该阀应选择先导式溢流阀,连接在大流量液压泵出口处的顺序阀10用于使大流量液压泵卸荷,因此应选择外控式。背压阀9的作用是实现液压缸快进和工进的切换,同时在工进过程中做背压阀,因此采用内控式顺序阀。最后本设计所选择方案如表5所示,表中给出了各种液压阀的型号及技术参数。表5  阀类元件的选择

序号

元件名称

估计流量

规格型号

1

三位五通电磁阀

66/82

35D-100B

2

行程阀

49.5/61.5

22C-63BH

3

调速阀

<1

AQF3-10B

4

单向阀

66/82

AF3-Ea10B

5

单向阀8

16.5/20.5

I-25B

6

背压阀9

0.475/0.6

FBF3-6B

7

溢流阀

4.13/5

YF-10B

8

单向阀11

66/82

I-100B

9

单向阀3

27.92/34.7

I-63B

10

单向阀4

5.1/5.1

I-10B

1

顺序阀

28.4/35.2

XY-63B

6.5 油管的选择

7中各元件间连接管道的规格可根据元件接口处尺寸来决定,液压缸进、出油管的规格可按照输入、排出油液的最大流量进行计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、出流量已与原定数值不同,所以应对液压缸进油和出油连接管路重新进行计算,如表8所示。

8  液压缸的进、出油流量和运动速度

流量、速度

快进

工进

快退

输入流量

排出流量

运动速度

根据表8中数值,当油液在压力管中流速取3m/s时,可算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为:

,取标准值20mm;

,取标准值15mm。

因此与液压缸相连的两根油管可以按照标准选用公称通径为的无缝钢管或高压软管。如果液压缸采用缸筒固定式,则两根连接管采用无缝钢管连接在液压缸缸筒上即可。如果液压缸采用活塞杆固定式,则与液压缸相连的两根油管可以采用无缝钢管连接在液压缸活塞杆上或采用高压软管连接在缸筒上。

6.6 油箱的设计

油箱长宽高的确定

油箱的主要用途是贮存油液,同时也起到散热的作用,参考相关文献及设计资料,油箱的设计可先根据液压泵的额定流量按照经验计算方法计算油箱的体积,然后再根据散热要求对油箱的容积进行校核。

油箱中能够容纳的油液容积按JB/T7938—1999标准估算,取时,求得其容积为

             

JB/T7938—1999规定,取标准值V=250L。

  依据

     如果取油箱内长l1、宽w1、高h1比例为3:2:1,可得长为:=1107mm,宽=738mm,高为=369mm。

    对于分离式油箱采用普通钢板焊接即可,钢板的厚度分别为:油箱箱壁厚3mm,箱底厚度5mm,因为箱盖上需要安装其他液压元件,因此箱盖厚度取为10mm。为了易于散热和便于对油箱进行搬移及维护保养,取箱底离地的距离为160mm。因此,油箱基体的总长总宽总高为:

长为:

宽为:

高为:

为了更好的清洗油箱,取油箱底面倾斜角度为


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