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1、液压传动课程设计说明书一、液压传动课程设计的目的I、巩固和深化已学的理论学问，驾驭液压系统设计计算的一般方法和步骤。2、熬炼机械制图，结构设计和工程运算实力。3、熟悉并会用有关国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。4、提高学生运用计算机绘图软件（如AUTOCAD、PRO/E等）进行实际工程设计的实力。二、液压课程设计题目题目（二）设计一台上料机液压系统，要求该系统完成:快速上升一一慢速上升（可调速）-快速下降-下位停止的半自动循环.接受90。V型导轨，垂直于导轨的压紧力为60N,启动、制动时间均为0。5s,液压缸的机械效率为0.9.设计原始数据如下表所示.试完成以下工作：1、进行工
2、况分析,绘制工况图。2、拟定液压系统原理图(A3).3、计算液压系统，选择标准液压元件.数参据数数据IIIIIVV滑台自重(N)800100O120014001600工件自重(N)45005000550058006000快速上升速度(mms)4045505560快速上升行程(mm)350350400420450慢速上升速度(mms)1013161820慢速上升行程(mm)1()0I(X)1()()I(X)I(X)快速下降速度(mms)4555556065快速下降行程(mm)4004505005506004、绘制液压缸装配图(Al)。5、编写液压课程设计说明书.上料机示意图如下：图2上料机示意图
3、书目一 .工况分析2二 .负载和速度图的绘制5三 .液压缸主要参数的确定6四 .液压系统的拟定9五 .液压元件的选择10六 .液压缸的设计11七 .拟定液压系统原理图14八 .绘制液压缸装配图14九 .参考文献14一、工况分析对液压传动系统的工况分析就是明确各执行元件在工作过程中的速度和负载的变更规律，也就是进行运动分析和负载分析。1、运动分析依据各执行元件在完成一个工作循环内各阶段的速度，绘制以速度为纵坐标，时间或位移为横坐标的速度循环图，驾驭一个工作循环中速度的变更状况。如下图所示：a叵I工作循环中速度的变更状况图2、动力分析动力分析是探讨机器在工作过程中，其执行机构的受力状况,图2为上料
4、机液压系统的负载一位移曲线图。目负载一位移曲线图3、负载分析负载分析就是探讨各执行元件在一个工作循环内各阶段的受力状况.工作机构作直线运动时，液压缸必需克服的负载为：IX式中：回一工作阻力日-摩擦阻力目一惯性阻力1) 工作负载：此系统的工作阻力即为工件的自重及滑台的自重。2)摩擦负载：此系统的摩擦阻力滑台所受阻力，及导轨的形态，放置状况和运动状态有关.此系统为V型导轨，垂直放置，故回-摩擦因数aV型角，一般为90由于工件为垂直起开，所以垂直作用于导轨的载荷可由间隙和结构尺寸求得，已知Nl：运动部件及外负载对支撑面的正压力.3：摩擦系数，分为静摩擦系数（目一般取0.20.3,日一般取0.05-O
5、o1）故取：I一.则有：静摩擦负载：I动摩擦负载：3）惯性负载惯性负载是运动部件的速度变更时，由其惯性而产生的负载，IXI可用牛顿其次定律计算：G-运动部件的重量（N）g一一重力加速度，三|v-速度变更值（回）t起动或制动时间（三）加速：nu.减速：.制动：Iz=z-反向加速：InUI反向制动:依据以上的计算,考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止因自重而自行下滑，系统中应设置应平衡回路。因此,在对快速向下运动的负载分析时，就不考虑滑台的重量，则液压缸各阶段中的负载,如下表(3=Oo9)液压缸各阶段中的负载工况计算公式总负载F(N)缸推力F(N)起动E三6015.276683.63加速606
6、4O436738.26快上E三6009.336677.03减速I一5964o026626.69工进6009.336677.03制动X5999.536666.14反向加速76.6885o2快退目9.3310.37制动xl-58o0264o47二、负载和速度图的绘制按前面的负载分析及已知的速度要求，行程限制等,绘制出负载和速度图(如下所示)三、液压缸主要参数的确定液压缸工作压力主要依据运动循环各阶段的最大总负载力来确定，此外，还须要考虑一下因素：(1)各类设备的不同特点和运用场合(2)考虑经济和重量因素,压力选得低，则元件尺寸大,重量重，压力选得高一些，则元件尺寸小,重量轻,但对元件的制造精度，密
7、封性能要求高.1、初选液压缸的工作压力依据分析此设备的负载不大，按类型属机床类,所遇初选此设备的工作压力为Io5Mpa2、计算液压缸的尺寸式中:F液压缸上的外负载P-液压缸的工作压力回液压缸的工作效率A-所求液压缸有有效工作面积按标准取值：D=80mm依据快上和快下的速度比值来确定活塞杆的直径：代入数值，解得：d=34.1mm按标准取值：d=35mm活塞宽度：B=Oo8D=64mm导向套长度:C=0.8d=28mm液压缸缸筒长度:L=450+B+C=532mm则液压缸的有效面积为：Iz三w=zI无杆腔面积：有杆腔面积：InU3、活塞杆稳定性的校核因为活塞杆总行程为450而活塞杆直径为35mm,
8、1.d=45035=1310,材料力学中的有关公式,依据液压缸的一端支撑，另一端钱链，取末端系数EI=2。活塞杆材料用一般碳钢则:材料强度试验值目=日，系数因为回=1/5000,柔性系数回=85,=96三0=85a=120,所以其临界载荷国为:1XIIXI由上式可知：在当n=4时，活塞杆的稳定性满足，此时可以平安运用.4、求液压缸的最大流量5、绘制工况图工作循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率见下表:液压缸各工作阶段的压力流量和功率工况压力叵流量IX功率S快上1.2913o56291O54慢下Io202.4148.2快下0.001213.410.57以上是液压缸压力，流量和功率的表格，依
9、照上表中的数值,可绘制出液压缸的工况图（如下）Io290.00120t/si,13.5613。41-2.410t/sAL日291。5448.20.576t/s快上慢上快下L液压缸的工况图四、液压系统图的拟定液压系统图的拟定，主要是考虑以下几个方面问题：1）供油方式从工况图分析可知，该系统在快上和快下的时侯所需流量较大，且比较接近,在慢上时所需的流量较小，因此从提高系统效率，节能的角度考虑，接受单确定量泵的供油方式明显是不合适的，故宜选用双联式定量叶片泵作为油源.2）调速回路有工况图可知，该系统的在慢速时速度须要调整，考虑到系统功率小,滑台运动速度低,工作负载变更小，所以接受调速阀的回油节流调速
10、。3）速度换接回路由于快上和慢上之间速度须要换接，但对换接的位置要求不高，所以接受由行程开关发讯限制二位二通电磁阀实现速度换接。4）平衡及锁紧回路为防止在上端停留时重物下落和在停留的期间内保持重物的位置，特在液压缸的下腔（即无杆腔）进油路上设置液控单向阀；另一方面，为了克服滑台自重在快下过程中的影响，设置了一单向背压阀。五、液压元件的选择1、确定液压泵的型号及电动机功率液压缸在工作循环中最大工作压力为1.07Mpa,由于该系统比较简洁，所以取其压力损失I一O所以液压泵的工作压力为两个液压泵同时向系统供油时，若回路中的泄漏按10%计算，则两个泵的总流量应为，由于溢流阀最小稳定流量为2Lmin,而
11、工进时液压缸所需流量为2。41Lmin,所以高压泵的流量不得少于（2+2.41）Lmin=4.41Lmin.依据以上压力和流量的数值查产品书目，故应选用型的双联叶片泵,其额定压力为6。3Mpa,容积效率WJ,总效率WJ,所以驱动该泵的电动机的功率可由泵的工作压力（1.07MPa）和输出流量（当电动机转速为910rmin）求出：查电动机产品书目，拟选用的电动机的型号为YlOOL4,功率为2.2kw,额定转速为1400rmin.2、选择阀类元件及帮助元件依据系统的工作压力和通过各个阀类元件和帮助元件的流量，可选用这些元件的型号及规格(见下表)液压元件型号及规格序名称通过流量目型号及规格1滤油器25
12、ZV-I-125j2052双联叶片泵9.75IX3单向阀104外控依次阀405溢流阀3o375IXI6三位四通电磁换向阀6o3I17单向依次阀10118液控单向阀45目型9二位二通电磁换向阀8.21【一110单向调速阀10L-J11压力表LJ12压力表开关713电动机LJ(1)油管油管内径一般可参考所接元件口尺寸进行确定，也可按管中允许速度计算，在本设计中，出油口接受内径为8mm,外径为IOmm的紫铜管.(2)油箱油箱的主要功能是储存油液，此外还起着散发油液中的热量，溢出混在油液中的气体，沉淀油中的污物等作用。油箱容积依据液压泵的流量计算，取其体积：1X1,即V=100L六液压缸的设计1、液压
13、缸的分类机组成液压缸按其结构形式,可以分为活塞缸、柱塞缸、和摇摆缸三类。活塞缸和柱塞缸实现往复运动,输出推力和速度。摇摆缸则能实现小于叵的往复摇摆，输出转矩和角速度。液压缸除单个运用外，还可以几个组合起来和其他机构组合起来，在特殊场合运用，已实现特殊的功能。液压缸的结构基本上可分成缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置，以及排气装置五个部分。2、液压缸的主要参数设计（已经计算）3、液压缸的结构设计1）缸体及缸盖的连接形式常用的连接方式法兰连接、螺纹连接、外半环连接和内半环连接，其形式及工作压力、缸体材料、工作条件有关.2）活塞杆及活塞的连接结构常见的连接形式有:整体式结构和组合式结构。组合式结构又分为螺纹连接、半环连接和锥销连接。3）活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆及端盖、导向套的结构，以及密封、防尘、锁紧装置等。4）活塞及活塞杆处密封圈的选用活塞及活塞杆处密封圈的选用，应依据密封部位、运用部位、运用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈.常见的密封圈类型：O型圈，O型圈加挡圈,高底唇Y型圈，Y型圈,奥米加型等。5）液压缸的缓冲装置液压缸带动工作部件运动时，因运动件的质量大，运动速度较高，则在达到行程终点时,会产生液压冲击，甚至使活塞及缸筒端盖产朝气械碰撞。为防止此现象的发生，在行程末端设置缓冲装置。常见的缓冲装置有环状间隙节流缓冲装置
