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6.1.4 快进时的压力损失
No 11
快进时液压缸为差动连接,自汇流点A至液压缸进油口C之间的管路AC中,流量为液压泵出口流量的两倍,即72.5L/min,AC段管路的沿程压力损失Δp1-1为:
v1=Q/(πd2/4)=4×72.5×1000/(3.14×1.52×60)=1069(cm/s) Re1 = v1d/υ = 1069×1.5/1.5 = 1069 λ1 = 75/Re1 = 75/1069 = 0.07
Δp1-1=λ1(l/d) /( ρv1/2)=0.07×(1.7/0.015)/(920×10.692/2) =0.154(MPa)
同样可求管道AB段和AD段的沿程压力损失Δp1-2和Δp1-3为:
Δp1-2=0.024MPa、Δp1-3=0.13MPa 查产品样本知,流经各阀的局部压力损失为:
换向阀24EF3M—E10BΔp2-1 = 0.15MPa 调速阀QF3—E10BΔp2-2 = 0.15MPa 故差动连接时,泵的出口压力Pp为:
Pp = 2Δp1-1+Δp1-2+Δp1-3+Δp2-1+Δp2-2+F/(A2η
cm) = 2.63(MPa)
快退时压力损失验算从略,上述验算表明,无需修改原设计。
6.2 系统温升的验算
在整个工作循环中,工进阶段所占的时间最长,为了简化计算,主要考虑工进时的发热量。一般情况下,工进速度大时发热量较大,计算如下:
v=0.05m/min:
流量Q=v(πd2/4)= π×0.12×0.05/4=0.393(L/min) 此时泵的效率为0.1,泵的出口压力为3.38Mpa 则有:
P(输入) = 3.38×0.393/(60×0.1) = 0.221(kW) P(输入)= Fv = 20780×10/60×102×103 = 0.0346(kW) 此时的压力损失为:
ΔP = P(输入) - P(输入) = 0.221K-0.0346KW=0.1864KW
假定系统的散热状况一般,取K=10×10-3 =kW/(cm2℃),油箱的散热面积A为1.92cm2,则系统的温升为:
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ΔT =ΔP/KA = 0.1864/(10×10-3 ×1.92) = 9.708(℃) 验算表明系统的温升在许可范围内。 7 液压缸的设计
7.1 液压缸工作压力的确定 选择5MP
No 12
液压缸工作压力主要根据液压设备类型确定,对不同用途的液压设备,由于工作条件不同,通常采用的压力也不同。
7.2 液压缸的内径D=100mm 7.3 液压缸的壁厚和外径的计算
液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算
液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度,从材料力学可知,承受内压力的圆筒,其内应力分布规律因壁厚的不同而各异,一般计算时可分为薄壁圆筒,起重运输机械和工程机械的液压缸一般用无缝钢管材料,大多属于薄壁圆筒结构,其壁厚按薄壁圆筒公式计算
ζ≥PD/2[δ]
公式中:ζ为液压缸壁厚(m) D为液压缸内径(m)
P试验压力,一般取最大工作压力的(1.25-1.5倍)(Mpa)
[δ]缸筒材料的许用应力:锻钢110-120,铸钢100-110,无缝钢管100-110
高强度铸铁60,灰铸铁25, 单位(Mpa)
ζ≥PD/2[δ]=5×1.5×0.10/(2×110)=3.41mm
故取ζ=5mm
液压缸壁厚算出后,即可求出缸体的外径D1为
D1≥D+2ζ=100+2×5=110mm 取D1=110
7.4 缸盖厚度的确定
一般液压缸多为平底缸盖,其有效厚度t按强度要求可用下面两个公式进行近似计算
无孔时:t≥0.433D(P/【ζ】)
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式中,
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有孔时:t≥0.433D{PD/【ζ】(D-d)}
No 13
t----------缸盖有效厚度 D---------缸盖止口内直径 d----------缸盖孔的直径
7.5 最小寻向长度的确定
H≥L/20+D/2=150/20+100/2=57.5mm(L为液压缸的最大行程150mm,D为液压缸的内径100mm) 7.6 导向滑动面长度
A=(0.6~1.0)×d==(0.6~1.0)x70=(42~70)mm,取A=45mm 7.8 隔套的长度
C=H-(A+B)/2=57.5-(45+60)/2=57.5-52.5=5mm 7.9缸体长度
L﹤(20~30)D=(2000~3000)mm
8.结束语
一周的液压课程设计结束了,在本次课程设计是关于卧式钻孔组合机床液压系统设计。本次课程设计从最原始的条件推出零件图,经过确定液压系统工况分析确定液压缸主要尺寸,然后进行尺寸校核,最终确定最后尺寸。这次课程设计让我把以前遗忘的知识又拾了起来,本次设计提高了我的动手能力,查资料能力,对液压循环图流程,液压泵内部结构有了更深的理解,可以说收获很多。 9 参考文献
左健民. 《液压与气动传动》. 北京, 机械工业出版社, 2005
宋锦春, 苏东海, 张志伟. 《液压与气动传动》. 北京, 科学出版社, 2006
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