7.1.3选择液压泵的规格
按已算出的最大工作压力和流量,得出液压泵的额定压力P=Pp?(1+25%)=26.25MPa。查阅文献[9],选则液压泵的型号为SCY14—1B;排量160ml/r;转速1500r;额定压力32MP;
额定流量得:160×1500/1000=240L/min,这里选250 L/min;
7.1.4确定驱动液压缸的功率
由于本机器采用闭合式液压系统,压力损失很小,可以忽略不记。这一点可以在后边的系统验算中得到准确的验证。所以液压泵的输出功率用下式计算:
N=PQ (7—4)
式中 N——液压泵的输出功率(kw)
P——液压缸压力(MPa)
Q——液压泵的流量(m3/s)
一、液压缸处于启动时
由160SCY14-1B型号液压泵的压力、流量曲线图可得:
Q=0.002m/s,
3
所以由公式(7—4),得:
N=(G/A)Q
=(1.0×104/0.049)×0.002=408.2(w) 二、液压缸压力达到最大值时(即到达系统最高压力时) 由160SCY14-1B型号液压泵的压力、流量曲线图可得:
Q=0.0003m/s,
3
所以由公式(7—4),得:
N=32×106×0.3×10?3=9.6kw
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三、液压缸处于快退时
由160SCY14-1B型号液压泵的压力、流量曲线图可得:
Q=0.0008 m/s,
3
所以由公式(7—4),得:
N=2.2×106×0.8×10?3=1.76kw
因此,选出液压泵的最大输出功率N=9.6kw。
7.2 电动机的选择
电动机分交流电动机和直流电动机两种,如无特殊说明时,一般选择交流。选择电动机的类型和结构形成应根据电源种类(交流或直流),工作条件(环境、温度、空间、位置等,载荷的大小和性质的变化,过载情况等),启动性能和启动、制动正反转的频率程度等条件来选择。Y系列三相笼式异步电动机是一般用途的的全封闭式鼠笼三相异步电动机。由于结构简单,工作可靠,价格低廉,因此本设计选用此电动机。
根据所求得到的液压泵的功率,对电动机进行选择,根据参考文献[4]本设计可选电动机Y160M—4,其额定功率为11kw,转速为1460r/min。
7.3 控制阀的选择
选择控制阀应按额定压力、最大流量、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来选择。
1. 应尽量选择标准定型产品,一般不使用自行设计专用的控制阀。 2. 一般选择控制阀的额定流量应比系统管路实际通过的流量大一些。必要时允许通过阀的最大流量超过其额定流量的20%。
3. 应注意差动液压缸由于面积差形成不同回油量对控制阀正常工作的影响。
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方向控制阀主要有手动换向阀,机动换向阀,电磁换向阀等几种形式。由前面所分析,本课题设计的机器所用的换向阀为手动换向阀。
手动换向阀是利用手动杆来操控的方向控制阀。该阀根据定位方式的不同,有弹簧复位式和钢球定位式两种结构。
对手动控制阀的操作是通过杆机构在远程控制实现的。由于以上分析可得选用三位四通手动换向阀。液压机在不同工作状态下要求换向阀处于中位。主要参数如下:阀芯的最大位移量是36mm,取中间为中位,那么-6<S<6时阀芯处于中位,当S>6时,阀芯处于阀体左端,换向阀处于左端,液压缸下降运动,完成快进和工进工艺。当S<-6时,阀芯处于阀体右端,换向阀处于右端,液压缸上升运动,完成快退工艺。即阀芯的左右位置为±18mm。
由于本液压系统中要的是三个位置的换向阀,在这里简单介绍下三位四通换向阀的功能。
1. 三位四通换向阀处于中位,各油口封闭,该液压泵处于卸荷状态。 2. 三位四通换向阀处于左端,油口P与A之间相连,B与O之间相连,液压缸下降动作,完成快进和工进两种工艺。
3. 三位四通换向阀处于右端,油口P与B之间相连,A与O之间相连,液压缸上升动作,完成快退工艺。如图7—1。
图7—1 三位四通手动换向阀
参考同类机械的选择,查阅参考文献[9],选择换向阀的型号为: 4S—H。
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7.4 管道(导管)的选择
选择管道的主要内容是根据压力损失,发热量和液压冲击,合理确定管道内径、壁厚和材料。
在液压传动中常用的管子有钢管、铁管、胶管、尼龙管和塑料管等,该设计管道选择45号无缝钢管。
7.4.1 管道内径的确定
由流体力学可知,当通过管道的油液流量Q一定时,管道内径决定管道截面的油液平均流速v; 即:
d≥1130Q (7—5)
V式中 Q——液体最大流量 m3/s
V——管道内液流平均流速m/s; 惯用流速:对吸油管V≤
1—2m/s(一般取1m/s以下);对于压油管V≤3—6m/s;对于回流管V≤1.5—2.5m/s
当对吸油管道时,吸油管平均流速在此取V=1.5m/s; 由公式(7—5)得:
d=11300.0026=41mm
1.5根据文献[4]表14.2—12取d=50mm;
当对压油管道时,吸油管平均流速在此取V=4m/s; 由公式(7—5)得:
d=11300.0026=29mm
4根据文献[4]表14.2—12取d=32mm;
当对回油管道时,吸油管平均流速在此取V=2m/s; 油管平均流量在此取Q=Q
max/2;
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由公式(7—5)得:
d=11300.0026=29mm
4根据文献[4]表14.2—12取d=32mm;
7.4.2 管道壁厚b的计算
管壁厚度计算公式:
b≥Pd/2[?]=
式中 b——管道壁厚(m)
P——管道承受的最高工作压力(MPa) d——管道内径(m)
[?]——管道材料的抗拉许用应力(MPa) ?b——材料的抗拉强度(MPa),在此取?=600MPa n——安全系数,它需要考虑管道径向尺寸的误差与形变,
管道内径的压力脉动,液压冲击,管道的材料质量及工作压力的周期变化等不安全因素。故一般规定n=4—8。液压震动,压力冲击大取大值;液压震动,压力冲击小取小值。本设计取n=4。
[?]=?b/n (7—7)
=600/4=150MPa;
当对吸油管时由公式(7—6)得:
=(21×50)=3.5mm
计算出b值应符合标准系列值,查文献[4]表14.2—12得b=6.5mm。 外径D管=50+2×6.5=63mm; 查阅文献[4]得D管=63mm; 当对压油管时由公式(7—6)得:
(2×150)
Pd (7—6) 2σb /n
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