液壓設(shè)計設(shè)計一臺校正壓裝液壓機的液壓系統(tǒng)(共16頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄前言：設(shè)計任務(wù)書 3一.工況分析 6二.負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制 7三擬定液壓系統(tǒng)原理圖1.確定供油方式 82.調(diào)速方式的選擇83.液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件 94.液壓閥的選擇 116.液壓油箱容積的確127.液壓缸的壁厚和外徑的計算 128.液壓缸工作行程的確定 129.缸蓋厚度的確定 1210.最小尋向長度的確定1311.缸體長度的確定 13四液壓系統(tǒng)的驗算1.壓力損失的驗算 132.系統(tǒng)溫升的驗算 153.螺栓校核 16五設(shè)計總結(jié) 17六.參考文獻(xiàn) 18設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計的目的和要求：設(shè)計的目的 液壓傳動課程設(shè)計是本課程的一個綜合實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過

2、該教學(xué)環(huán)節(jié)，要求達(dá)到以下目的： 1.鞏固和深化已學(xué)知識，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計計算的一般方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力和綜合分析問題、解決問題能力； 2.正確合理地確定執(zhí)行機構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件；能熟練地運用液壓基本回路、組合成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)； 3.熟悉并會運用有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計手冊和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。對學(xué)生在計算、制圖、運用設(shè)計資料以及經(jīng)驗估算、考慮技術(shù)決策、CAD技術(shù)等方面的基本技能進(jìn)行一次訓(xùn)練，以提高這些技能的水平。設(shè)計的要求1.設(shè)計時必須從實際出發(fā)，綜合考慮實用性、經(jīng)濟性、先進(jìn)性及操作維修方便。如果可以用簡單的回路實現(xiàn)系統(tǒng)的要求，就不必過分強調(diào)先進(jìn)性。并非是越先進(jìn)

3、越好。同樣，在安全性、方便性要求較高的地方，應(yīng)不惜多用一些元件或采用性能較好的元件，不能單獨考慮簡單、經(jīng)濟；2.獨立完成設(shè)計。設(shè)計時可以收集、參考同類機械的資料，但必須深入理解，消化后再借鑒。不能簡單地抄襲；3.在課程設(shè)計的過程中，要隨時復(fù)習(xí)液壓元件的工作原理、基本回路及典型系統(tǒng)的組成，積極思考。不能直接向老師索取答案。4.液壓傳動課程設(shè)計的題目均為中等復(fù)雜程度液壓設(shè)備的液壓傳動裝置設(shè)計。具體題目由指導(dǎo)老師分配，題目附后；5.液壓傳動課程設(shè)計一般要求學(xué)生完成以下工作：設(shè)計計算說明書一份； 液壓傳動系統(tǒng)原理圖一張（3號圖紙，包括工作循環(huán)圖和電磁鐵動作順序表）。二、設(shè)計的內(nèi)容及步驟設(shè)計內(nèi)容1. 液

4、壓系統(tǒng)的工況分析，繪制負(fù)載和速度循環(huán)圖；2. 進(jìn)行方案設(shè)計和擬定液壓系統(tǒng)原理圖；3. 計算和選擇液壓元件；4. 驗算液壓系統(tǒng)性能；設(shè)計步驟以一般常規(guī)設(shè)計為例，課程設(shè)計可分為以下幾個階段進(jìn)行。1.明確設(shè)計要求閱讀和研究設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)與要求；分析設(shè)計題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件。參閱本書有關(guān)內(nèi)容，明確并擬訂設(shè)計過程和進(jìn)度計劃。2.進(jìn)行工況分析做速度-位移曲線，以便找出最大速度點；做負(fù)載-位移曲線，以便找出最大負(fù)載點。液壓缸在各階段所受的負(fù)載需要計算，為簡單明了起見，可列表計算；工 況計 算 公 式缸 的 負(fù) 載 F缸的推力F/cm啟 動加 速快 進(jìn)工 進(jìn)快 退注：cm缸的機械效率，取cm

5、=0.9確定液壓缸尺寸確定液壓缸尺寸前應(yīng)參照教材選擇液壓缸的類型，根據(jù)設(shè)備的速度要求確定d/D的比值、選取液壓缸的工作壓力，然后計算活塞的有效面積，經(jīng)計算確定的液壓缸和活塞桿直徑必須按照直徑標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行圓整。計算時應(yīng)注意考慮液壓缸的背壓力，背壓力可參考下表選取。系 統(tǒng) 類 型背 壓 力（MPa）回路上有節(jié)流閥的調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回路上有背壓閥或調(diào)速閥的進(jìn)給系統(tǒng)0.51.5采用輔助泵補油的閉式回路（拉床、龍門刨等）11.5繪制液壓缸工況圖液壓缸工況圖包括壓力循環(huán)圖（p-s）、流量循環(huán)圖（q-s）和功率循環(huán)圖（P-s），繪制目的是為了方便地找出最大壓力點、最大流量點和最大功率點。計算過程可列表計

6、算。各階段壓力、流量和功率值工 況負(fù)載F（N）液 壓 缸計 算 公 式回油腔壓力流入流量進(jìn)油腔壓力輸入功率快進(jìn)（差動）啟動加速恒速工 進(jìn)快退啟動加速恒速3.進(jìn)行方案設(shè)計和擬定液壓系統(tǒng)原理圖方案設(shè)計包括供油方式、調(diào)速回路、速度換接控制方式、系統(tǒng)安全可靠性（平衡、鎖緊）及節(jié)約能量等性能的方案比較，根據(jù)工況分析選擇出合理的基本回路，并將這些回路組合成液壓系統(tǒng)，初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖。選擇液壓基本回路，最主要的就是確定調(diào)速回路。應(yīng)考慮回路的調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性、效率等問題，同時盡量做到結(jié)構(gòu)簡單、成本低。4.計算和選擇液壓組件計算液壓泵的工作壓力計算液壓泵的流量選擇液壓泵的規(guī)格計算功率，選擇原動機選擇控

7、制閥選擇液壓輔助元件5.驗算液壓系統(tǒng)性能驗算液壓系統(tǒng)的效率驗算液壓系統(tǒng)的溫升6.繪制正式工作圖，編制課程設(shè)計計算說明書液壓傳動系統(tǒng)原理圖一張（3號圖紙，包括工作循環(huán)圖和電磁鐵動作順序表）整理課程設(shè)計計算說明書液壓系統(tǒng)原理圖的標(biāo)題欄如下所示：圖 名比 例圖 號件 數(shù)設(shè) 計日 期重 量共 張第 張指 導(dǎo)日 期襄 樊 學(xué) 院審 核日 期三、進(jìn)度安排按教學(xué)計劃安排，液壓傳動課程設(shè)計總學(xué)時數(shù)為1周，其進(jìn)度及時間大致分配如下：序號設(shè) 計 內(nèi) 容天數(shù)（約占比例）1設(shè)計準(zhǔn)備0.5（約占10%）2液壓系統(tǒng)的工況分析，繪制負(fù)載和速度循環(huán)圖0.5（約占10%）3進(jìn)行方案設(shè)計和擬定液壓系統(tǒng)原理圖1.5（約占30%）4

8、計算和選擇液壓組件1（約占20%）5驗算液壓系統(tǒng)性能0.5（約占10%）6繪制正式工作圖，編制課程設(shè)計說明書0.5（約占10%）7設(shè)計總結(jié)0.5（約占10%）總計5 四.設(shè)計題目設(shè)計一臺校正壓裝液壓機的液壓系統(tǒng)。要求工作循環(huán)是快速下行慢速加壓快速返回停止。壓裝工作速度不超過5mms快速下行速度應(yīng)為工作速度的10倍，工件壓力不小于10×103N。一工況分析二、 負(fù)載分析和速度分析1.工作負(fù)載 工件的壓制抵抗力即為工作負(fù)載F=10000N：2.摩擦負(fù)載 靜摩擦阻力： =0.2×10000=2000N動摩擦阻力：0.1x10000=10003.慣性負(fù)載 F=1000N 取液壓缸機

9、械效率=0.9，則液壓缸工作階段的負(fù)載值如下表：工    況計  算  公  式缸的負(fù)載f/N啟動加速F=( F+ F)/2222快速下行F= F/1111慢速加壓F= (F F)/12222快速返回F= F/1111二負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖的繪制速度循環(huán)圖：負(fù)載循環(huán)圖：四、擬定液壓系統(tǒng)圖 1. 確定供油方式 由于工進(jìn)速度和快速運動速度相差懸殊，所以采用限壓式變量泵。2.調(diào)速方式的選擇（1）調(diào)速回路 因為液壓系統(tǒng)功率較小，且只有正值負(fù)載，所以選用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路（2）為有好的低速平穩(wěn)性和負(fù)載特性

10、，可選用調(diào)速閥調(diào)速，并在液壓缸回路上設(shè)置背壓。（3）速度換接回路和快速回路 由于工進(jìn)速度和快速運動速度相差懸殊，為了換接平穩(wěn)，選用行程閥控制的換接回路。快速運動通過差動回路來實現(xiàn)。（4）換向回路 為了換向平穩(wěn)，選用電液換向閥。為實現(xiàn)液壓缸中位停止和差動連接，采用三位五通閥。（5）壓力控制回路 采用換向閥式低壓卸荷回路，減少了能耗，結(jié)構(gòu)也比較簡單。 合并后完整的液壓系統(tǒng)如圖所示： 3.液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件（1）液壓缸主要尺寸的確定1）工作壓力P的確定。工作壓力P可根據(jù)負(fù)載大小及機器的類型，來初步確定由手冊查表取液壓缸工作壓力為2MPa。2）計算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d. 為使液壓缸快進(jìn)

11、和快退速度相等，選用單出桿活塞缸差動連接的方式實現(xiàn)快進(jìn)，設(shè)液壓缸兩有效面積為A和A，且A=2A即d=0.707D. 為防止鉆通時發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油腔背壓選擇p取0.6MPa, 而液壓缸快退時背壓取0.5 Mpa由工進(jìn)工況下液壓缸的平衡力平衡方程PA=PA+F,由此可得A=F/( P-0.5 P)=72cm液壓缸內(nèi)徑D就為D=9.57cm 圓整為10cm由d=0.707D，圓整d=8cm根據(jù)手冊查表取液壓缸內(nèi)徑直徑D=100（mm）活塞桿直徑系列取d=80（mm）取兩液壓缸的D和d分別為100mm和80mm。工進(jìn)時采用調(diào)速閥調(diào)速，其最小穩(wěn)定流量q=0.05L/min液壓缸實際所需流量計算：

12、工進(jìn)時所需流量：Q=24L/min快速空程時所需流量：Q=240 L/min（2）計算液壓缸在工作循環(huán)各階段的壓力，流量和功率值工  況計  算  公  式負(fù)載F（KN）回油腔壓力p2輸入流量進(jìn)油腔壓力p1輸入功率 P啟動加速恒速P=q=A-AP=Pq22221111P= P+0.5-0.501.100.88-0.44工進(jìn)P=q=AvP= P q122220.60.36000.28804.020.5760.720快退加速恒速P=q=AvP= P q 222211110.50.5-0.14401.791.5

13、5-0.2880（3）選擇液壓泵的規(guī)格1.液壓泵的選擇由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機類型，初定上液壓泵的工作壓力取為2MPa，考慮到進(jìn)出油路上閥和管道的壓力損失為0.5MPa（含回油路上的壓力損失折算到進(jìn)油腔），則液壓泵的最高工作壓力為 p=(2.5+2.5*25%)=3.125MPa 上述計算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足：p=p/80%=3.9MPa液壓泵的最大流量應(yīng)為：式中液壓泵的最大流量同時動作的各執(zhí)行所需流量之和的最

14、大值，如果這時的溢流閥正進(jìn)行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量。系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取，現(xiàn)取。液壓泵的選擇：根據(jù)以上算得的和在查閱相關(guān)手冊機械設(shè)計手冊 得：現(xiàn)選用，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，驅(qū)動功率59.2KN，容積效率，重量71kg，容積效率達(dá)92%（4）配套電機的選擇由前面得知，本液壓系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在工作缸壓制階段，這時液壓泵的供油壓力值為26Mpa，流量為已選定泵的流量值。液壓泵的總效率。柱塞泵為，取0.82。 選用1000r/min的電動機，則驅(qū)動電機功率為選擇電動機 ，其額定功率為18.5KW。額定轉(zhuǎn)速為1000r/min4.液壓閥的選擇 根據(jù)所擬

15、定的液壓系統(tǒng)圖，按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格。選定的液壓元件如表所示六、輔助元件的選擇序號元件名稱估計通過流量型號規(guī)格1斜盤式柱塞泵156.863SCY141B32Mpa，驅(qū)動功率59.2KN2WU網(wǎng)式濾油器160WU-160*18040通徑，壓力損失0.01MPa3直動式溢流閥120DBT1/315G2410通徑，32Mpa，板式聯(lián)接4背壓閥80YF3-10B10通徑，21Mpa，板式聯(lián)接5二位二通手動電磁閥8022EF3-E10B6三位四通電磁閥10034DO-B10H-T10通徑，壓力31.5MPa7液控單向閥80YAF3-E610B32通徑，32MPa8節(jié)流閥80QFF3

16、-E10B10通徑，16MPa9節(jié)流閥80QFF3-E10B10通徑，16MPa10二位二通電磁閥3022EF3B-E10B6通徑，壓力20 MPa11壓力繼電器DP1-63B8通徑，10.5-35 MPa12壓力表開關(guān)KFL830E32Mpa，6測點13油箱14液控單向閥YAF3-E610B32通徑，32MPa15上液壓缸16下液壓缸17單向節(jié)流閥48ALF3E10B10通徑，16MPa18單向單向閥48ALF3E10B10通徑，16MPa19三位四通電磁換向閥2534DO-B10H-T20減壓閥40JF3-10B6.液壓油箱容積的確定根據(jù)液壓油箱有效容量按泵的流量的57倍來確定則選用容量為

17、1000L。 7.液壓缸的壁厚和外徑的計算液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度，從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異，一般計算時可分為薄壁圓筒，起重運輸機械和工程機械的液壓缸一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計算PD/2=3.125×100/2×100=1.5652mm（=100110MP）故取=2mm液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外徑D1為D1D+2=100+2×2=104mm8.液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)實際工作煩人最大行程來確

18、定，查表的系列尺寸選取標(biāo)準(zhǔn)值L=400mm。9.缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強度要求可用下面兩個公式進(jìn)行 近似計算無孔時：t0.433D（P）=1.353mm有孔時：t0.433 D2（P D2（D2d0）1/2式中， t-缸蓋有效厚度D-缸蓋止口內(nèi)直徑D2-缸蓋孔的直徑10.最小尋向長度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支撐面中點到缸蓋滑動支撐面中點的距離H稱為最小導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸的初試撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此，設(shè)計時必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足以下要求 H>=L/20+D/2=400/20+100/2=70

19、mm取H=75mm活塞寬度B=（0.61.0）D1=11011.缸體長度的確定液壓缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和，缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般的液壓缸的缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑地2030倍四液壓系統(tǒng)的驗算 已知該液壓系統(tǒng)中進(jìn)回油管的內(nèi)徑均為12mm，各段管道的長度分別為：AB=0.3m AC=1.7m AD=1.7m DE=2m 。選用L-HL32液壓油，考慮到油的最低溫度為15查得15時該液壓油曲運動粘度 V=150cst=1.5cms，油的密度=920kgm1壓力損失的驗算上面已經(jīng)計算出該液壓系統(tǒng)中進(jìn)，回油管的內(nèi)徑分別為32mm,42mm。但是由于系統(tǒng)的具體管路布置和長度尚未確定，所以壓力損失無法驗算。2.系統(tǒng)溫升的驗算系統(tǒng)溫升的驗算：在整個工作循環(huán)中，工進(jìn)階段所