发布时间 : 星期四 文章广工往届液压课程设计说明书 - 图文更新完毕开始阅读e0b9f2240b4e767f5bcfce22
4．液压系统的验算
已知该液压系统中进、回油路的内径为14mm，各段油管的长度分别为：AB=0.2m，AC=1.5m，AD=1.5m，DE=2m。选用L-HL32液压油，考虑油的最低温度为15℃，查得15℃时该液压油的运动粘度?=150cst=1.5cm2/s，油的密度ρ=920kg/m。 4．1、压力损失的验算 (1)工进时油路压力损失 1）工作进给时进油路压力损失
运动部件工作进给时的最大速度为1m/min，进给时的最大流量为7.85L/min，则液压油在管内流速v1为
V1?q4?6.28?103?cm/min?85cm/s 23.14?1.43??d2管道流动雷诺数Re1为
Re1?v1d85?1.4??79 v1.5Re1＜2300，油液在管道内流态为层流,沿程阻力系数λ1=75/Re1=75/79=0.95。 进油管道AC的沿程压力损失Δp1-1为
?P1?1l?v2（1.5?0.2）920?(85?10?2)26?λ?0.95??Pa?0.04?10Pa ?2d221.4?10查得换向阀34EF30-E10B的压力损失Δp1-2=0.05×106Pa
忽略油液通过管接头、油路板等处的局部压力损失，则进油路总压力损失 Δp1为
?p?Δp1?1?Δp1?2?(0.04?106?0.05?106)Pa?0.09?106Pa
2）工作进给时回油路的压力损失
因为d/D=0.7,无杆腔A1??D24，有杆腔A2??D24??d24,所以A2/A1=0.5，因此回油管
流量为进油管道的二分之一，则
回油管道内流速 v2=v1/2=42.5cm/s
Re2?v2d42.5?1.4??39.7 v1.516
λ2=75/Re2=75/39.7=1.9
回油管道的沿程压力损失为Δp2-1为：
?P2?1l?v22920?0.4252?λ?1.9??Pa?0.023?106Pa ?2d221.4?106查产品样本知换向阀23EF3B-E10B的压力损失Δp2-2=0.025×10Pa， 换向阀34EF30-E10B的压力损失Δp2-3=0.025×10Pa， 调速阀AQF3-E10B的压力损失 Δp2-4=0.5×10Pa。 回油路总压力损失Δp2为
?p2??p2?1??p2?2??p2?3??p2?4?(0.023?0.025?0.025?0.5)?106Pa
66?0.573?106Pa
3）变量泵出口的压力pp
?30550/0.95?40?10?4?0.573?106F/?cm?A2Δp26??pp??Δp1???0.09?10?4??PaA178.5?10??
?4.5MPa
(2）快进时的油路压力损失
快进时液压缸为差动连接，自汇流点B至液压缸进油口C之间的管路BC中，流量为46.2L/min，BC段管路的沿程压力损失Δp1-1为
v1?q?4vd509?1.4Re1?1??475v1.57575?1???0.16Re1475?p1?1l?v21.5920?(509?10?2)26???0.16??Pa?0.2?10Pa?2d221.4?10d24?46.2?103?cm/s?509cm/s23.14?1.4?60
同样可求管道AB段及BD段的沿程压力损失Δp1-2和Δp1-3为
v2?q4?23.1?103?cm/s?250cm/s 23.14?1.4?60?4d2 17
v2d250?1.4??233v1.57575?2???0.32Re2233Re2??p1?2?0.32??p1?30.2920?(250?10)?Pa?0.013MPa?221.4?101.5920?(250?10?2)2?0.32??Pa?0.099MPa21.4?10?2?22
查产品样本知，流经各阀的局部压力损失为： 34EF30-E10B的压力损失ΔP2-1=0.17MPa 23EF3B-E10B的压力损失ΔP2-2=0.17MPa 据分析在差动连接中，泵的出口压力pp为
pp??p1?1??p1?2??p1?3??p2?1??p2?2??[(0.2?0.013?0.099?0.17?0.17)?106??6.53?105PaFA2?cm550]Pa
40?10?4?0.95快退时压力损失验算从略。上述验算表明，无需修改原设计。 4．2、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，由于限压式变量泵在流量不同时，效率相差极大，所以分别计算最大、最小时的发热量，然后加以比较，取数值大者进行分析。 当v=30mm/min时
q??4D2v??4?0.12?30?10?3m3/min?0.24L/min
此时泵的效率为0.1，泵的出口压力为4.5MPa，则有
p输入?p输出4.5?0.24kw?0.18kw60?0.1
30?Fv?30255??10?3?10?3kw?0.015kw60此时的功率损失为
?p?p输入?p输出?(0.18?0.015)kw?0.165kw
当v=1000mm/min时，q=6.28L/min，总效率η=0.7
18
4.5?6.28p输入?60?0.7kw?0.673kw则 p1000输出?Fv?30255?60?10?3?10?3kw?0.504kw ?p?p输入?p输出?(0.673?0.504)kw?0.169kw可见在工进速度高时，功率损失为0.169kW，发热量最大。
假定系统的散热状况一般，取K=10×10-3kW/（cm2·℃），油箱的散热面积A为
A?0.0653v2?0.06531602m2?1.92m2
系统的温升为
?t??pKA?0.2710?10?3?1.92?8.8?C 对一般机床，△t=55～70℃ 验算表明系统的温升在许可范围内。
19