新疆大学专业课课程设计任务书班级：机械12-7 姓名：麦麦提阿卜杜拉学号：20122001702课程设计题目：基于plc的液压动力滑台控制设计说明书页数：19页发题日期：2016 年 2 月26 日完成日期2016年4月15日指导教师：穆合塔尔老师目录1.1.1设计任务- 2 -2.1.1负载分析和速度分析- 2 -2.11负载分析- 2 -2.12速度分析- 2 -3.1.1确定液压缸主要参数- 3 -4.1.1拟定液压系统图- 6 -4.11选择基本回路- 6 -4.12液压回路选择设计- 7 -4.13工作原理：- 8 -5.1.1液压元件的选择- 9 -5.11液压泵的参数计算- 9 -5.12选择电机- 10 -6.1.1辅件元件的选择- 11 -6.11辅助元件的规格- 11 -6.12过滤器的选择- 11 -7.1.1油管的选择- 12 -8.1.1油箱的设计- 13 -8.11油箱长宽高的确定- 13 -8.12各种油管的尺寸- 14 -9.1.1验算液压系统性能- 14 -9.11压力损失的验算及泵压力的调整- 14 -9.12液压系统的发热和温升验算- 16 -1.1.1设计任务设计一台校正压装液压机的液压系统。
要求工作循环是快速下行→慢速加压→快速返回→停止。
压装工作速度不超过5mm／s，快速下行速度应为工作速度的８～10倍，工件压力不小于10KN。
2.1.1负载分析和速度分析2.11负载分析已知工作负载Fw =10000N。
惯性负载Fa=900N，摩擦阻力Ff=900N.取液压缸机械效率mη=0.9，则液压缸工作阶段的负载值如表2-1：（表2-1）2.12速度分析已知工作速度即工进速度为最大5mm/s,快进快退速度为工进速度的8-10倍。
即40-50mm/s.按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图：（负载循环图）（速度循环图）3.1.1确定液压缸主要参数初选液压缸的工作压力由最大负载值查表9-3，取液压缸工作压力为2Mpa计算液压缸结构参数为使液压缸快进和快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进，设液压缸两有效面积为A1和A2，且A1=2A2即d=0.707D. 为防止钻通时发生前冲现象，液压缸回油腔背压选择p2取0.6MPa,而液压缸快退时背压取0.5 Mpa由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程P 1A 1=P 2A 2+F,由此可得A 1=F/( P 1-0.5 P 2)=71.89cm 2( A 1取72 cm 2)液压缸内径D 就为D=π14A =9.57cm 圆整为10cm由d=0.707D ，圆整d=8cm工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量q min =0.05L/min 液压缸实际所需流量计算： 工进时所需流量： Q 1=mV A η21=72/100x0.05x60/0.9=2.4L/min快速空程时所需流量：Q 2=mV A η11=72/100x0.05x60x10/0.9=24 L/min（表3-1）液压缸在工作循环各阶段的压力，流量和功率值4.1.1拟定液压系统图5.1.15.11选择基本回路（1）调速回路因为液压系统功率较小，且只有正值负载，所以选用进油节流调速回路。
为有好的低速平稳性和速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。
（2）泵供油回路由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，所以采用双泵供油。
（3）速度换接回路和快速回路由于工进速度和快速运动速度相差悬殊，为了换接平稳，选用行程阀控制的换接回路。
快速运动通过差动回路来实现。
（4）换向回路为了换向平稳，选用电液换向阀。
为实现液压缸中位停止和差动连接，采用三位五通阀。
（5）压力控制回路采用换向阀式低压卸荷回路，减少了能耗，结构也比较简单。
5.12液压回路选择设计对选定的基本回路合成时，有必要进行整理，修改和归并。
（1）防止工作进给时进油路和回油路相通，并须接入单向阀。
（2）要实现差动快进，必须在回油路上设置液控顺序阀，以防止油液流回油箱。
合并后完整的液压系统工作原理图如图4-1：（图4-1）5.13工作原理：1、快速下行按下起动按钮，电磁铁1Y通电，这时的油路为：双联叶片泵1—单向阀2—三位五通电磁阀3左位—二位二通电磁阀4右位—压力继电器6—液压缸上腔液压缸下腔的回油路液压缸下腔—三位五通电磁阀3左位—单向阀7—二位二通电磁阀4右位—压力继电器6—液压缸上腔2、慢速加压油路分析：当上腔快速下降到一定的时候，压力继电器6发出信号，使二位二通电磁阀4的电磁铁3Y得电，换右位。
液压油由调速阀5流入液压缸上腔，流速受调速阀限制，进入工进阶段工作。
3、快速返回 液压缸下腔的供油的油路：双联叶片泵1——单向阀2——三位五通电磁阀3右位——液压缸下腔 液压缸上腔的回油油路：液压缸上腔——二位二通电磁阀4右位——三位五通电磁阀3右位——单向阀13——副油箱6.1.1 液压元件的选择 6.11液压泵的参数计算由前面可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力1.98MPa ，本系统采用调速阀进油节流调速，选取进油管道压力损失为0.6MPa 。
由于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大0.5MPa ，故泵的最高压力为Pp 1=（1.98+0.6+0.5）MPa=3.08MPa这是小流量泵的最高工作压力（稳态），即溢流阀的调整工作压力。
液压泵的公称工作压力Pr 为Pr=1.25 Pp 1 =1.25×3.08MPa =3.85MPa大流量泵只在快速时向液压缸输油，由压力图可知，液压缸快退时的工作压力比快进时大，这时压力油不通过调速阀，进油路比较简单，但流经管道和阀的油流量较大。
取进油路压力损失为0.5MPa ，故快退时泵的工作压力为Pp 2=（1.28+0.5）MPa=1.78MPa这是大流量泵的最高工作压力。
由表3-1可知，工进时所需流量最小是 2.16L/min ，设溢流阀最小溢流量为2.5L/min ，则小泵的流量按式（8-16）应为p1q x +.min=5.94min ≥（1.1 2.1625）L/L/，快进快退时液压缸所需的最大流量是10.8L/min ，则泵的总流量为p q .x10.8min=11.88min ≥（11）L/L/。
即大流量泵的流量p2p p q q -q =.-.min=5.94min ≥1（1188594）L/L/。
根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用YB-6/9型的双联叶片泵，该泵额定压力7MPa ，额定转速1000r/min 。
6.12 选择电机系统为双泵供油系统，其中小泵1的流量--33p1q =x m /s=0.1x10m /s 33（610/60）,大泵流量--33p1q =x m /s=0.15x10m /s 33（910/60）。
差动快进，快退时两个泵同时向系统供油，工进时，小泵向系统供油，大泵卸载。
下面分别计算三个阶段所需的电动机功率P 。
1、 差动快进差动快进时，大泵2的出口压力油经单向阀10后与小泵1汇合，然后经单向阀2，三位五通阀3，二位二通阀4进入液压缸大腔，大腔的压力51j p =p =8.1x10a P ,查样本可知，小泵的出口压力损失51p =4.5x10a P V ，大泵出口到小泵出口的压力损失52p =1.5x10a P V 。
于是计算可得小泵的出口压力511Pp =12.6x10a =.P η（总效率05），大口出口压力52Pp =14.1x10a =.P η2（总效率05）。
电动机功率-3-31122112p q p q x x0.1x10x x0.15x10=+=+=675W .0.5P P P ηη5512.61014.110（）W 052、 工进考虑到调速阀所需最小压力差51p =5x10a P V 。
压力继电器可靠动作需要压力差52p =5x10a P V 。
因此工进时小泵的出口压力51112Pp =p +p +p =29.8x10a P V V 。
而大泵的卸载压力取52Pp =2x10a P 。
（小泵的总效率12=.=.3ηη0565，大泵的总效率0）。
电动机功率-3-31122212p q p q 29.8x x0.1x102x x0.15x10=+=+=628W .0.3P P P ηη551010（）W 05653、 快退类似差动快进分析知：小泵的出口压力51p =17.3x10a P 1=η（总效率0.5）；大泵出口压力52Pp =18.8x10a =P η2（总效率0.51）。
电动机功率-3-31122312p q p q 17.3x x0.1x1018.8x x0.15x10=+=+=899W .0.51P P P ηη551010（）W 05综合比较，快退时所需功率最大。
据此查样本选用Y90L-6异步电动机，电动机功率1.1KW 。
额定转速910r/min 。
7.1.1 辅件元件的选择 7.11辅助元件的规格根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量，选择各种液压元件和辅助元件的规格。
7.12 过滤器的选择按照过滤器的流量至少是液压泵总流量的两倍的原则，取过滤器的流量为泵流量的2.5倍。
由于所设计组合机床液压系统为普通的液压传动系统，对油液的过滤精度要求不高，故有q q L L=⨯=⨯=2.5(14.4 2.5)/min36/min泵入过滤器因此系统选取通用型XU系列线隙式吸油过滤器，参数如表6-2所示。
8.1.1油管的选择各元件间连接管道的规格可根据元件接口处尺寸来决定，液压缸进、出油管的规格可按照输入、排出油液的最大流量进行计算。
由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以应对液压缸进油和出油连接管路重新进行计算，如表7-1所示。
有杆腔相连的油管内径分别为：216.74mmd==⨯=，取标准值20mm；214.27d mm==⨯=，取标准值15mm。
因此与液压缸相连的两根油管可以按照标准选用公称通径为20φ和15φ的无缝钢管或高压软管。
如果液压缸采用缸筒固定式，则两根连接管采用无缝钢管连接在液压缸缸筒上即可。
如果液压缸采用活塞杆固定式，则与液压缸相连的两根油管可以采用无缝钢管连接在液压缸活塞杆上或采用高压软管连接在缸筒上。
9.1.1油箱的设计9.11油箱长宽高的确定油箱的主要用途是贮存油液，同时也起到散热的作用，参考相关文献及设计资料，油箱的设计可先根据液压泵的额定流量按照经验计算方法计算油箱的体积，然后再根据散热要求对油箱的容积进行校核。
油箱中能够容纳的油液容积按JB/T7938—1999标准估算，取7ξ=时，求得其容积为714.4L100.8LV qpξ=⨯=⨯=按JB/T7938—1999规定，取标准值V=150L。