贵阳学院毕业设计（论文）
图3—7气液増力冲压机的总装配图
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第四章 液压气动系统设计
4.1液压传动系统回路设计
4.1.1液压系统简介
液压传动系统由液压泵、液压阀、执行器及辅件等液压元件组成。它
的工作原理是用液压泵把电动机或原动机的机械能转化为液压能，然后通过控制、调节阀和液压执行器，把液压能转变为直线运动或回转运动的机械能，以驱动工作机构完成所需要的各种动作。液压传动系统主要由以下五部分组成：
1.能源装置------把机械能转换成流体的压力能的装置，一常见的就是液压泵。
2.执行元件------把流体的压力能转换成机械能输出的装置，可以是作直线运动的液压缸，也可以是作回转运动的液压马达。
3.控制元件------对液压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置，以及进行信号转换，逻辑运算和放大等功能的信号控制元件。如溢流阀、节流阀、换向阀等。
4.辅助元件------保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置。如油箱、过滤器、管件等。
5.工作介质------传递能量和信号的介质。液压系统以液压油为工作介质。
4.1.2液压系统的优点
与机械传动、电力拖动系统相比，液压传动具有以下优点： 1.液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。 2.重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。
3.操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1）。 4.可自动实现过载保护。
5.一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；
6.很容易实现直线运动。
7.很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更
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高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。
8.液压元件属于机械工业基础件，标准化、系列化和通用化程度较高，有利于缩短机器的设计、制造周期和降低制造成本。
4.1.3负载特性分析 液压缸的外负载F?22500N 设液压缸的机械效率?cm?0.9，
则液压缸的驱动力为：F总?F/?cm?22500N/0.9?25000N （4-1） 4.1.4液压系统的方案设计 1.确定回路方式
选用开式回路，即执行元件的排油回油箱，油液经过沉淀冷却后再进入液压泵的进口。
2.选用液压油液
普通液压系统选用矿物型液压油作工作介质，该系统为室内设备，选用普通液压油。L-HL液压油（GB/T7631.2?2003）。
3.选择执行元件
系统要求实现直线运动，并且运动为垂直方向，故选用活塞式液压缸。由于液压系统工作时只要求一个方向工作，反向退回，应选用单活塞液压缸。
4.确定液压泵类型及调速方式
系统压力P?25MPa，选用外啮合齿轮泵。采用节流调速的方式，所以选用节流调速回路。
5.选择换向回路
本系统液压设备自动化程度较高，且对换向的平稳性没有严格要求。所以选用O型二位二通的电磁换向阀的换向回路。
6.绘制液压系统原理图
将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补充。即组成如图4-1所示的液压系统图。其工作原理:启动电机，电机带动泵旋转，泵打油液进入油缸中，使油缸充满油液，推动活塞快速前行，油压达到溢流阀8的值时，油液通过溢流阀8流回油箱而不导致油缸的压力过高
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而产生危险，如果缸迅速回程时达不到溢流阀8的预定值时，二位二通电磁阀换向，油液也能流回油箱，而不带来活塞回程时的阻力，单向阀2起到保护泵的作用。
1—液压缸 2—单向阀 3—液压泵 4—电动机 5—过滤器 6—油箱 7—液压电磁阀 8—安全阀
图4-1液压传动系统回路
4.1.5液压系统的主要参数计算 1.执行元件主要结构尺寸计算
液压系统主要参数的设计、计算过程见第5章。
各参数的计算结果如下：液压缸的内径D?100mm，活塞的直径
d?56mm，缸筒壁厚??10.5mm，缸筒外径D1?121mm，缸底厚度h?15mm。
2.计算液压缸所需的流量 液压缸的最大流量qmax
qmax?vmax?A (4-2) 式中：A—液压缸的有效面积（m2）；
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vmax—液压缸的最大速度（m/s）。
1qmax?vmax?A2?0.02m/s?3.14??10?2m2?0.25?10?3m3/s
43.液压泵的性能参数计算
（1）确定液压泵的最高工作压力Pp
Pp?P（4-3） 1???P 式中：P1—执行元件的最高工作压力；
??P—执行元件进油路上的压力损失，简单系统
55，这里取?P?5?10Pa。 ?P?(2~5)?10Pa??FP1?(4-4)
因此，由公式（4-4）可得：Pp?P1???P?3.2MPa?0.5MPa?3.7MPa （2）确定液压泵的最大流量qp
qp?K?qmax (4-5)
式中：?qmax—同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值；对于工作过程中始终用流量阀节流调速的系统，还需加上溢流阀的最小溢流量，一般取?0.033~0.05??10?3m3/s或2~3L/min。
K—泄漏系数，一般取K?1.1~1.3,大流量时取小值，反之取大值。取泄漏系数K=1.2。
设溢流阀的最小溢流量为3L/min 则
?cmA?25000N?3.2MPa?220.785?10m
qp?K?qmax?3L/min?1.2?0.24?10?4m3/s?0.05?10?3m3/s?0.8?10?4m3/s
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