液壓系統(tǒng)_KQK液壓_液壓油泵_液壓柱塞泵_液壓閥選來選去還是臺灣KQK液壓好!
1. 確定供油方式考慮到該機(jī)床壓力要經(jīng)常變換和調(diào)節(jié),并能產(chǎn)生較大的壓制力,流量大,功率大,空行程和加壓行程的速度差異大,因此采用一高壓液壓泵供油
2.調(diào)速方式的選擇工作缸采用活塞式雙作用缸,當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸上腔,活塞帶動橫梁向下運動,其速度慢,壓力大,當(dāng)壓力油進(jìn)入工作缸下腔,活塞向上運動,其速度較快,壓力較小,符合一般的慢速壓制、快速回程的工藝要求 得液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件
(1)液壓油缸主要尺寸的確定
工作壓力P的確定。工作壓力P可根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器的類型,來初步確定由手冊查表取液壓油缸工作壓力為20MPa。
2)計算液壓油缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d。由負(fù)載圖知最大負(fù)載F為305000N,按表9-2取p2可不計,考慮到快進(jìn),快退速度相等,取d/D=0.7 D={4Fw/[πp1ηcm]}1/2= 147(mm)
根據(jù)手冊查表取液壓油缸內(nèi)徑直徑D=160(mm)活塞桿直徑系列取d=110(mm) 取兩液壓缸的D和d分別為160mm和110mm。 按最低工進(jìn)速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度 A≥Qmin/Vmin=0.05×1000/3=16.7(cm2)
液壓缸節(jié)流腔有效工作面積選取液壓缸有桿腔的實際面積,即A2=π(D2-d2)/4=3.14×(1602-1102)/4 =105.98 cm2 滿足不等式,所以液壓油缸能達(dá)到所需低速
(2)計算在各工作階段液壓缸所需的流量Q(快進(jìn))= πd2v (快進(jìn)) /4=3.14x0.112x3/4=28.50L/min Q(工進(jìn))= πD2v (工進(jìn))/4=3.14x0.162x0.04/4=0.804L/min Q(快退)= π(D2-d2)v (快退) /4=3.14x (0.162 -0.112)x3/4=31.79L/min
(3)確定液壓油泵的流量,壓力和選擇泵的規(guī)格
1.液壓油泵的工作壓力的確定 考慮到正常工作中進(jìn)油管有一定的壓力損失,所以泵的工作壓力為
式中,Pp-液壓泵最大工作壓力;
P1-執(zhí)行元件最大工作壓力(Pa);
p-進(jìn)油管路中的壓力損失(Pa),簡單系統(tǒng)0.2~~0.5Mpa。故可取壓力損失∑△P1=0.5Mpa20+0.5=20.5MPa上述計算所得的Pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力,考慮到系統(tǒng)在各種工況的過度階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超出靜態(tài)壓力,另外考慮到一定的壓力儲備量,并確保泵的壽命,因此 選液壓泵的壓力值Pa應(yīng)為Pa ?1.25Pp-1.6Pp
2.液壓泵的流量確定,液壓泵的最大流量應(yīng)為QpK(∑QmaxK為系統(tǒng)泄漏系數(shù),一般取K=1.1-1.3,大流量取小值;小流量取大值,油液的泄露系數(shù)K=1.2 故Qp=K(∑Q)max=1.2?31.76=38.15L/min因此Pa=1.25Pp=(1.25~1.6)?20.5=25.625~32.8MPa
3.選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上計算的Pa和Qp查閱相關(guān)手冊現(xiàn)選用63YCY14-1B斜盤式軸向柱塞泵,nmax= 3000 r/minnmin=1000r/min 額定壓力p0=32Mpa,每轉(zhuǎn)排量q=63mL/r,容積效率v?=85%,總效率?=0.7. 4. 與液壓泵匹配的電動機(jī)選定
首先分別算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況時的功率,取兩者較大值作為選擇電動機(jī)規(guī)格的依據(jù)。
由于在慢進(jìn)時泵輸出的流量減小,泵的效率急劇降低,一般在流量在0.2-1L/min范圍內(nèi)時,可?。?.03-0.14.同時還應(yīng)該注意到,為了使所選擇的電動機(jī)在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率時不至停轉(zhuǎn),需進(jìn)行演算,即Pa×Qp/?Pd?,式中,Pd-所選電動機(jī)額定功率;Pb-內(nèi)嚙合齒輪泵的限定壓力;Qp-壓力為Pb時,泵的輸出流量。
首先計算快進(jìn)時的功率,快進(jìn)時的外負(fù)載為5000N,進(jìn)油時的壓力損失定為0.3MPa。
Pb=[5000/(0.11x0.11π/4)x10-6+0.3]=0.0.826MPa 快進(jìn)時所需電機(jī)功率為(0.826x38.15/60)/0.7=0.75kw 工進(jìn)時所需電機(jī)功率為,P=Ppx0.804/(60x0.7)=0.39kw 查閱電動機(jī)產(chǎn)品樣本,選用Y90S-4型電動機(jī),其額定功率為1.1KW,額定轉(zhuǎn)速為1400r/min
液壓閥的選擇選定的液壓元件
根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖,按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格。
確定管道尺寸 油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定,也可接管路允許流速進(jìn)行計算,本系統(tǒng)主要路流量為差動時流量Q=57L/min壓油管的允許流速取V=3m/s則內(nèi)徑d為d=4.6(57/3)1/2=20.05mm
若液壓系統(tǒng)主油路流量按快退時取Q=31.79L/min,則可算得油管內(nèi)徑d=12.96mm. 綜合d=20mm 吸油管同樣可按上式計算(Q=42.4L/min ,V=1.5m/s)現(xiàn)參照YBX-16變量泵吸油口連接尺寸,取吸油管內(nèi)徑d為29mm
液壓油箱容積的確定根據(jù)液壓油箱有效容量按泵的流量的5—7倍來確定則選用容量為400L
液壓缸的壁厚和外徑的計算
液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計算 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度,從材料力學(xué)可知,承受內(nèi)壓力的圓筒,其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異,一般計算時可分為薄壁圓筒,起重運輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸一般用無縫鋼管材料,大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu),其壁厚按薄壁圓筒公式計算 ζPD/2[σ]=25.625×160/(2×100)=20.5mm([σ=100~110MP) 故取ζ=20mm 液壓缸壁厚算出后,即可求出缸體的外徑D1為 D1≥D+2ζ160+2×20=200mm
KQK液壓缸工作行程的確定
KQK液壓
缸工作行程長度,可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實際工作煩人最大行程來確定,查表的系列尺寸選取標(biāo)準(zhǔn)值L=400mm,缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋,其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面兩個公式進(jìn)行近似計算無孔時:t≥0.433D(P/[σ])1/2=0.433x160x(25.625/100)1/2=35.07 有孔時:t≥0.433 D2(P D2/[σ](D2-d0)}1/2
式中:t----------缸蓋有效厚度
D---------缸蓋止口內(nèi)直徑
D2----------缸蓋孔的直徑
最小尋向長度的確定當(dāng)柱塞泵和活塞桿全部外伸時,從活塞支撐面中點到缸蓋滑動支撐面中點的距離H稱為最小導(dǎo)向長度過小,將使液壓缸的初試撓度增大,影響液壓缸的穩(wěn)定性,因此,設(shè)計時必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。
對一般的液壓缸,最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足以下要求H>=L/20+D/2=400/20+160/2=100mm 取H=100mm活塞寬度B=(0.6~1.0)D1=100缸體長度的確定?
液壓缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和,缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度,一般的液壓缸的缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑地20~30倍
液壓系統(tǒng)的驗算已知該液壓系統(tǒng)中進(jìn)回油管的內(nèi)徑均為12mm,各段管道的長度分別為:AB=0.3m?AC=1.7m?AD=1.7m??DE=2m?。
選用L-HL32液壓油,考慮到油的最低溫度為15℃查得15℃時該液壓油曲運動粘度?V=150cst=1.5cm/s,油的密度ρ=920kg/m?1.壓力損失的驗算?
1.工作進(jìn)給時進(jìn)油路壓力損失,運動部件工作進(jìn)給時的最大速度為0.25m/min?,進(jìn)給時的最大流量為19.08L/min?則液壓油在管內(nèi)流速V為:V1=Q/(πdd/4)=(19.08×1000)/(3.14×2.9×2/4)=69.74(cm/s)?管道流動雷諾數(shù)Rel為?Rel=69.74×3.2/1.5=148.8?Rel<2300可見油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流,其沿程阻力系數(shù)λl=75???Rel=0.59?進(jìn)油管道的沿程壓力損失ΔP為,ΔP1-1=λl/(l/d)·(ρV/2﹚=0.59×1.7+0.3﹚/(0.029×920×0.592/2)=0.2MPa?查得換向閥34WE6G50-50/AW220R的壓力損失ΔP=0.05MPa?忽略油液通過管接頭、油路板等處的局部壓力損失則進(jìn)油路總壓力損失ΔP為ΔP1=ΔP1-1+ΔP1-2=(0.2×1000000+0.051000000)=0.25MPa?
2.工作進(jìn)給時間回油路的壓力損失,由于選用單活塞桿液壓缸且液壓缸有桿腔的工作面積為無桿腔的工作面積的二分之一,則回油管道的流量為進(jìn)油管的二分之一,則?V2=V/2=34.8cm/s)?Rel=V2d/r=34.87×2/1.5=46.5?λ2=75/Rel=75/46.5=1.6?回油管道的沿程壓力損失ΔP為,ΔP2-1=λ/(l/d)×(P×VXV/2)=1.6×2/0.029×920×0.5952/2=0.68MPa?查產(chǎn)品樣本知換向閥23WE6G50-50的壓力損失ΔP=0.025MPa。
液壓閥換向閥34WE6G50-50/AW220R的壓力損失ΔP=0.025MPa?,調(diào)速閥ADTL-10的壓力損失ΔP=0.5MPa?回油路總壓力損失為?ΔP2=ΔP21+ΔP22+ΔP23+Δ24=0.68+0.025+0.025+0.5=1.23MPa?3.變量泵出口處的壓力P:Pp=(F/ηcm+A2ΔP2(A1+ΔP1)=[(305000/0.9+0.00591×1.1×100)/0.01539]+0.15?=22.4MPa?快進(jìn)時的壓力損失,快進(jìn)時液壓缸為差動連接
自會流點A至液壓缸進(jìn)油口C之間的管路AC中,流量為液壓泵出口流量的兩倍即26L/min,AC段管路的沿程壓力損失為ΔP1-1為V1=Q/(πd×d/4)=45.22×1000/(3.14×2×2/46=240.0cm/sRel=V1d/r=320.03λ1=75/Rel=0.234??ΔP1-1=λ(l/d)×(ρV2)?=0.234×(1.7/0.02)×(920×2.4×2.4×2)?=0.2MPa?同樣可求管道AB段及AD段的沿程壓力損失ΔP1-2?ΔP1-為?V2=Qπdd/4=295cm/s?Re2=V/d/r=236?V2=75Re2=0.38?ΔP1-2=0.024MPa?ΔP1-3=0.15MPa查產(chǎn)品樣本知
流經(jīng)各閥的局部壓力損失為:34WE6G50-50/AW220R的壓力
ΔP21=0.17MPa???23WE6G50-50的壓力損失,ΔP2-1=0.17MPa?據(jù)分析在差動連接中,泵的出口壓力為P?P=2ΔP12+ΔP12+ΔP22+ΔP21+ΔP22+F/A2ηcm=20.2+0.024+0.15+017+0.17+25/0.007850.9=0.18MPa?快退時壓力損失驗算亦是如此,上述驗算表明,無需修改原設(shè)計。
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