XXXXX大学学士学位论文
式机械中,同时整体连接板也不能随意改动,因此若系统有所改变,需从新设计和制造。
采用整体连接板时,需要自行设计阀板,阀板的设计可参考相关资料。
4.5液压系统的演算
液压系统初步设计时在某些估计参数情况下确定的,当回路形式、液压系统及连接管路等完全确定后针对实际情况对所设计的系统进行各项性能的分析。 4.5.1判断流动状态
在单层舞台伸缩回路中,油管长度为2m公称直径为22的一层钢丝编织的液压橡胶软管,选用L-HM46液压油,按40℃时计算。 Re=vd/μ=4×22×103/46=1913﹤Re临=2000 流动状态为层流 4.5.2压力损失
沿程压力损失:Pλ=128μql/πd2×d2 局部压力损失:Pζ11=0.1Pλ
根据分析Pλ与Pζ1较小故不作考虑。 4.5.3局部压力损失(油液流经阀的损失) 按Pζ2=P(q/qn)2计算或查表得。
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升降舞台液压系统设计计算
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五.液压系统性能的验算
5.1系统压力损失计算以及泵压力的调整
由于系统管路布置尚未确定,所以只能估算系统压力的损失。 (1)快速退回时
快速退回阶段的流量最大,并且液压缸有杆腔进油,故回油流量最大,是进油量的1/c倍,即1/c=1/0.44=2.27倍,进回油路压力损失应分别计算。 ①进油路
已知管长=2m,流量Q=1050cm2/s管径d=32mm粘度v=0.20m2/s 密度ρ=900kg/m2单向阀一个,△Pc1=0.2MPa,换向阀一个,△Pc2=0.2MPa, 单向顺序阀(反向流)一个,△Pc3=0.2MPa, 直角弯头一个,ζ=1.12 由此可算得:
流速:V=4Q/πd2=1050×4/3.14×322=1.31m/s
雷诺数:Re=Vd/υ=131×3.2/20×0.02=2096 油液属层流 沿程阻力系数:λ=75/Re=75/2096=0.036
沿程压力损失:∑△p1=λ1Pν2/2d=0.036×2×900×1.312/0.032×2=0.002MPa 局部压力损失:∑△P2=△Pn(q/qn)2=△Pc1(Q/Qe1)2+△Pc2(Q/Qe2)2+△Pc3(Q/Qe3)2+ζPν2/2=0.2×(62.9/100)2+0.2×(62.9/190)2+0.2×(62.9/150)2+1.12×90×1.312/2×103×103=0.14MPa
进油路总压力损失:∑△Pc=∑△P1+∑△P2=0.002+0.14=0.142MPa ②回油路
已知流量Q=1050/c=1050/0.44=2386cm3=143L/min,管长L=1m换向阀一个△Pc=0.2MPa 直角弯头一个,ζ=1.12其余与进油路一样。 由此可计算得:
流速:v=4Q/πd2=4×143/3.14×3.22=297cm/s=2.97m/s 雷诺数:Re=vd/ν=297×3.2/20×0.01=4752 该油液是紊流 沿程阻力系数:λ=0.3164Re?=0.3164×4752?=0.038
沿程压力损失计算:∑△Pr1=λ1ρν2/2d=0.038×900×2.972/2×0.032=4713.7Pa=0.0047MPa
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液压系统性能的验算
局部压力损失:∑△Pr2=△Pc(Q/Qe)2+△Pc(Q/Qe)2=1.12×900×2.972/2×103+103=0.12MPa
回油路总压力损失:∑△Pc=△Pr1+△Pr2=0.0047+0.12=0.125MPa (2)慢速折弯时
从快速退回行程的压力损失计算可看出,沿程压力损失与局部压力损失相比很小。在慢速折弯行程流量更小,使得沿程压力损失更小,故可忽略不计,只考虑局部压力损失。 ① 进油路:
已知流量Q=542cm2/s=32.5L/min其余与前相同。 由此可计算得:
进油路压力损失为:∑△p=∑Pr1=△Pc1(Q/Qe1)2+△Pc2(Q/Qe2)2+△Pc2(Q/Qe3)2+ζpν2/2=0.2×(32.5/100)2+0.2×(32.5/190)2+1.12×900×0.672/2×103×103=0.03MPa ② 回油路:
已知流量Q=542×0.44=238cm2/s=14.28L/min 单向顺序阀(正向流),△Pc=0.3 其余从前。 由此可计算得:
回油路压力损失为:△P2=∑△Pr2=△Pc2(Q/Qe2)2+ζpν2/2+△Pc(△Q/Qe)2=0.2×(14.28/190)2+1.12×900×0.32/2×103×103+0.3×(14.28/150)2=0.004MPa
1)系统压力的调节
对工作行程(慢速折弯)时系统压力的调节如下:
安全阀调节压力为:P>Fmax/A1ηgJ+c×∑△P2+∑△P1=15000/0.0198+0.004×103×103=24.35×103×103Pa=24.35MPa
单向顺序阀调节压力为:P>G/A2-∑△P2=15000/0.0198-4000=0.75×103×103Pa=0.75MPa
5.2系统发热及温升计算
(1)发热量估算
从整个工作循环看,功率变化较大,计算平均发热量。从速度循环图可近似计算
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各阶段的时间:
快速下降:△t1=s1/v1=180/23=7.85s 慢速折弯:
启动时初压:△t2=s2/v2=15/12=1.25s 终压:△t3=2s2/v2=2×5/12=0.83s 快速退回:△t4=s3/v3=200/53=3.77s
循环周期:T=△t1+△t2+△t3+△t4=7.85+1.25+0.83+3.77=13.7s 从功率循环图可求出各阶段液压缸的输出功率,但应扣除液压缸的机械效率因素的影响,因功率循环图是液压缸的输入功率的变化规律。 快速下降:Po1≈0 慢进,初压:
Po2≈(0.66+0)ηgJ/2=(0.66+0)×0.91/2=0.3kw 终压,该段较复杂,可从速度,负载循环图求均值:
Po3=FV=(1000000+5×10000)×(0.012+0)×2×2=3150w=3.15kw 快速退回:Po4≈0.87ηgJ=0.87×0.91=0.79kw J 从压力,流量循环图求各阶段液压泵输入流量。 快速下降:Qb1=kQ1=1.1×62=68.2L/min=1137cm2/s Pb1=p+∑△p1=0+0.142=0.14MPa (近似用快退时数据) PE1=Qb1×Pb1/ηb=1137×0.14/0.85=187w 慢速折弯,初压:
Qb2=k×Q2=1.1×32.5=35.75L/min=596cm2/s Pb2=(1.22+0)/2+∑P1=0.61+0.04=0.65MPa PE2=Qb2×Pb2/ηb=596×0.65/0.85=456w 终压:
Qb3=k(Q3+0)/2=1.1×(32.5+0)/2=17.88L/min=298cm2/s Pb3=(24.3+1.22)/2+∑△P1=12.76+0.03=12.8MPa PE3=Qb3×Pb3/ηb=298×12.8/0.85=4488w
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