课程设计-注塑机液压系统设计.docx

液压课程设计课程名称液压传动题目名称简易注塑机液压系统设计学生学院机电学院专业班级学号学生姓名_指导教师2015年1月18日目录一、设计要求和概述31.1 设计任务：3动作参数31.2 设计要求说明31.2.1 液压系统设计31.2.2 液压装置结构设计31.2.3 绘制工程图、编写设计说明书4二、拟定液压系统原理图42.1 确定供油方式42.2 调速方式的选择42.3 速度换接方式的选择42.4 液压系统原理图52.5 系统工作原理52.6 电磁铁动作顺序表6三、液压系统的计算和选择液压元件63.1 液压执行元件主要尺寸确实定63.1.1 工作压力P确实定63.1.3 计算注塑液压缸内径圆D和活塞直径d73.1.4 计算在各工作阶段液压缸所需的流量81.1.2 泵的流量确定91.1.3 选择液压泵的规格91.1.4 与液压泵匹配的电动机的选定103.3 液压阀的选择103.4 确定管道尺寸113.5 液压油箱容积确实定11四、液压系统的验算124.1 压力损失的验算124.1.1 进油路压力损失124.1.2 回油路的压力损失134.1.3 泵出口的压力PP144.2 系统温升的验算14五、集成块设计15集成块油路图设计，如图154.3 程如下：151.1.1 制做液压元件样板151.1.2 决定通道的孔径151.1.3 集成块上液压元件的布置161.1.4 集成块上液压元件布置程序165.4 集成块闭合模模块零件图的绘制165.5 模块集成单元设计195.6 课程设计心得205.7 参考文献161一、设计要求和概述1.1 设计任务：动作参数设计一台简易注塑机液压系统，动作顺序如下：1模运动缸前进，闭模，行程Ll,负载力Fl,速度VI。2注射缸前进，注射，行程L2,负载力F2,速度V2。3塑化液压马达转动，塑化，注射缸自动退回，负载扭矩T,转速N。4模运动缸退回，开模设计参数如下:学号Fl(T)F2(T)T(m.N)Vl(mms)V2(mms)Nr/sLl(mm)L2(mm)63018380402048001801.2 设计要求说明液压系统设计根据设备的用途、特点和要求，利用液压传动的根本原理进行工况分析，拟定合理液压系统原理图，电磁铁通断表，再经过必要的计算确定液压有关参数，然后按照所得参数选择液压元件、相关设备的规格型号。液压装置结构设计液压装置包括集成块、液压站等，进行结构设计时应考虑元件布局合理、紧凑、美观、外连管道少，装卸、调试方便，集成块中的油路尽可能简单、短、交叉少，加工容易、加工工作量尽可能少。绘制工程图、编写设计说明书绘制液压系统原理图1份A4；集成块集成油路图1份iA4,同组相同）；集成块零件图1份iA3,同组不同）；编写设计说明书包含的实验验证内容同组相同二、拟定液压系统原理图2.1 确定供油方式考虑到该注塑机在工作时负载较大，泵源系统宜选用压力较大的柱塞泵供油。本设计中采用斜盘式轴向枉塞定量泵O2.2 调速方式的选择在本次设计的简易注塑机的液压系统中，执行元件的工作负载变化不大，速度的调节可采用节流阀调速。快速和慢速闭模的调节可通过一个两位两通的电磁换向阀的通断来调节。2.3 速度换接方式的选择本系统用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单、调节行程比拟方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。假设要提高系统的换接平稳性，那么可改用行程阀切换的速度换接回路。24液压系统原理图2.5 系统工作原理第一步，启动液压泵，8YA得电，系统处于调压状态，手动控制IYA得电，换向阀6工作在左位，开闭模液压缸无杆腔进油，开闭模液压缸工作，进行快速闭模。第二步，碰到行程开关1,7YA得电，系统转为慢速闭模。第三步，碰到行程开头2,1YA、7YA失电，同时3YA得电，注塑液压缸无杆腔进油，注塑液压缸前进,进行注塑。第四步，碰到行程开头3,3YA失电，同时5YA得电，转动液压马达工作，塑化。第五步，时间继电器计时到，5YA失电，同时4YA得电，注塑液压缸有杆腔进油，注塑缸退回。第六步，碰到行程开关4,3YA失电，同时2YA得电，开闭模液压缸退回，进行快速开模。2.6 电磁铁动作顺序表IYA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA快速闭模+-+慢速闭模+-+注塑-+-+马达转动-+-+注塑缸退回-+-+慢速开模-+-+停止-三、液压系统的计算和选择液压元件3.1液压执行元件主要尺寸确实定工作压力P确实定工作压力P可以根据负载大小以及机器的类型来初步确定，参考教材液压与气压传动P171表8-1,初选液压缸的工作压力为Pl=22MPao计算开闭模液压缸内径圆D和活塞直径d由负载图知道最大负载F为300KN,参考液压系统设计简明手册PlO表2-2,可取背压力P2为0.5MP,液压缸的机械效率ncm为0.95（0.90.97L考虑到快进、快退速度相等，取dD=0.71液压与气压传动P173表8-5）。由液压系统设计简明手册Pn式2-3）可知，三½八4×300×103D=-=0.135mp.l4×22×106×0.95×l-l-(0.71)2由机械设计手册5P105表8、表9,将液压缸内径圆取整为标准系列直径D=140mm,杆直径d,按dD=0.71,活塞杆直径系列取d=100mmo液压缸有杆腔面积为A=-D2=-×0.142=15.4x10-3n2液压缸有杆腔面积为4=?(。2d2)=：x(0.142o.io2)=7.5x1(311r计算注塑液压缸内径圆D和活塞直径d由负载图知道最大负载F为180KN,参考机械设计手册5P104表5,可取背压力P2为0.6MP,11Cm为0.95,考虑到快进、快退速度相等，按液压缸工作压力选取取dD=0.70由机械设计手册5P105式(37.5-18)可知，×Prlcm×3.14×22×106×0.95×l-l-(.7)2由机械设计手册5P105表8、表9,将液压缸内径圆取整为标准系列直径。2=11°1帆，杆直径d2,按dyD2=0.71,活塞杆直径系列取d2=80mm。液压缸无杆腔面积为&-D22=-×0.112=9.50×10-3m2液压缸有杆腔面积为A4=-(D22-d22)=j×(0.112-0.082)=4.47×103m计算在各工作阶段液压缸所需的流量闭模液压缸所需的流量：Ql=Al匕=15.4X10-3X4OXlo-3机3/S=O62X103根3/S=37.2£/min注塑液压缸所需的流量：Q2=A3V2=9.50×103×20×103m35=1.90×104m35=11.4L11in计算液压马达所需流量转动液压马达排量：V=三匚=2x3.14x3803r=11,0×10-5m3/rp1-jp2(22-0.5)×106液压马达所需流量：。=V=11.10X10-5X4=4.44×104m35=26.64U11in确定液压缸的流量、压力和选择泵的规格泵的工作压力确实定液压缸的实际最大工作压力取决于开闭模液压缸，故：-+P2A2300×103+o.5×1O6×7.5×1O-3=二°95Pa=20.7MPa1A115.4×10-3考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为Pp=Pi+EN)式中：PP泵的最大工作压力;Pi一执行元件最大工作压力;一进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取0.20.5MPa,复杂系统取0.51.5MPa,本设计中取0.5MPa,所以有：Pp=P1+£邸=(20.7+0.5)MPa=21.2MPa上述计算所得的Pp是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的进度阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力储存量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力匕应满足匕(L25L6)%本设计取匕=1.3=1.3×212MPa=27.56MPa,本设计中Pn取28MPa。3.2.2 泵的流量确定液压泵的最大流量应为QpKL(<3r)max式中：或-液压泵的最大流量；(Z0max同时动作的各执行元件所需要流量之和的最大值。如果这时溢流阀正在进行工作，尚须加溢流阀的最小溢流量23Lmin;七_系统泄露系数，一般取KL=LlI。，现取K£=1.2。77C)max=1.2×0.62×103=0.74×103m3ly=44.6Lmin3.2.3 选择液压泵的规格根据以上算得的PP和，根据液压设计手册5先选用XB-F40(XM)斜盘式轴向柱塞定量泵该泵的根本参数为：型号：XB-F40(XM)变量型式：定量排量mL/r:40压力MPa额定：21压力MPa最高：28转速rmin额定：2500转速rmin最高：4000驱动功率kW:41转矩/Nm:120容积效率()：93重量kg:29324与液压泵匹配的电动机的选定电动机所需的功率为P=PPqP21.2XlO6×0.74×1030.93×IO3hv=16.87kW选Y160L-2型电机，额定功率18.5kW,额定转速为2930r/min。33液压阀的选择本液压系统可采用力土乐系统或GE系列的阀。本设计方案中均选用GE系列阀。根据所拟定的液压系统图，按通过各元件的最大流量来选择液压元件的规格。选定的液压元件如表4-2所示。表42液压元件明细表序号元件名称通过最大流量L/min)规格型号额定流量(Lmin)额定压力(MPa)1滤油器66ZU-HlOOXIOS100322液压泵72.663MCY14-1B94.5323三位四通换向阀60.64WE-10-E10031.54二位二通换向阀30.24WE-6-E6031.55节流阀26.76SRC-G-034031.56三位四通换向阀60.64WE-10-E10031.57直控单向顺序阀26.76HC-T-03-M-l50218液压马达26.769溢流阀26.7DBDS8P6431.5IO单向节流阀72.6ALF3-E10B1002034确定管道尺寸油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件