液壓課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)要求 -----------------------------------------------（3）</p><p>　　二、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選擇及驗(yàn)算 -------------------------------------（4）</p><p>　　1

2、、運(yùn)動(dòng)分析 ----------------------------------------------- （4）</p><p>　　2、負(fù)載分析 -------------------------------------------------（5）</p><p>　　3、負(fù)載圖與速度圖的繪制 -------------------------------------（

3、6）</p><p>　　4、液壓缸主要參數(shù)的確定 -------------------------------------（7）</p><p>　　5、液壓系統(tǒng)圖的擬定 ---------------------------------------（9）</p><p>　　6、液壓元件的選擇 --------------------------

4、-----------------（10）</p><p>　　7、液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 -----------------------------------（11）</p><p>　　三、液壓缸裝配圖------------------------------------------------（12）</p><p>　　四，各類閥及其元件-------

5、--------------------------------------（13-15）</p><p>　　五、液壓集成塊及裝配圖---------------------------------------（16-17）</p><p>　　六、個(gè)人設(shè)計(jì)小結(jié) -----------------------------------------------（18）</p>

6、<p>　　七、參考資料 ----------------------------------------------------（18）</p><p><b>　　一、 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1、以小組為單位（每小組5人）按進(jìn)度完成全部設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)思想，技術(shù)路線正確，計(jì)算，說明完整。</p><p><

7、;b>　　2、 設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><b>　　（1）明確設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　?。?）分析油缸在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中負(fù)載、運(yùn)動(dòng)速度的變化，畫出系統(tǒng)工況圖</p><p>　?。?）確定執(zhí)行元件的主要參數(shù)：根據(jù)最大負(fù)載確定系統(tǒng)的工作壓力，油缸的面積，活塞及活塞桿的直徑等，畫出執(zhí)行元件工況圖<

8、;/p><p>　?。?）確定液壓系統(tǒng)方案及擬訂液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　?。?）選擇液壓元件：包括液壓泵、控制閥、油管（軟管、硬管）、油箱的容量等</p><p>　　（6）驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能</p><p>　?。?）液壓集成塊設(shè)計(jì)</p><p>　　（8）繪制工作圖和編制技術(shù)文件</p><

9、;p>　　3、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（技術(shù)文件）要求</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書采用A4紙，5號(hào)字體，單倍行距，不少于15頁。內(nèi)容包括：</p><p><b>　　（1）設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　?。?）設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選擇、驗(yàn)算等</p><p>　?。?）液壓系統(tǒng)原理圖一張</p>&l

10、t;p>　　按機(jī)械制圖裝配圖要求繪制，標(biāo)出元件的序號(hào)，列出所有元件的明細(xì)表，畫出工作循環(huán)圖，電磁鐵動(dòng)作順序表。</p><p>　?。?）液壓缸的裝配圖</p><p>　?。?）非標(biāo)零件的零件圖</p><p>　　（6）液壓集成塊零件圖</p><p>　?。?）液壓集成塊裝配圖</p><p>　?。?）相

11、關(guān)的電氣控制原理圖</p><p><b>　　（9）設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　?。?0）參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　題目：設(shè)計(jì)一臺(tái)銑床專用機(jī)床，要求液壓系統(tǒng)完成的工作循環(huán)是：工作臺(tái)快進(jìn)—>工作

12、臺(tái)工進(jìn)—>工作臺(tái)快退—>工作臺(tái)停止。運(yùn)動(dòng)部件的重力為25000N，快進(jìn)，快退速度為5m/min,工進(jìn)速度為100-1200mm/min，最大行程為400mm，其中工進(jìn)行程為180mm，最大切削力為18000N，采用平面導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)fd=0.1。</p><p><b>　　1、運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p><b>

13、　　圖（1-1）</b></p><p>　　工作循環(huán)如上圖所示，為快進(jìn)→工進(jìn)→快退→原位停止。</p><p>　　完成一次工作循環(huán)的速度—位移曲線如下圖所示：（圖2-2）</p><p><b>　　2、負(fù)載分析</b></p><p>　　注：設(shè)計(jì)的缸體為單出桿液壓缸，而且是橫向放置。工作負(fù)載為最大切削

14、阻力Ft=18000N</p><p>　　快進(jìn)和快退速度都取v=5m/min，進(jìn)給速度為1200 ，摩擦表面的正壓力為G=W=25000N</p><p><b>　　1、工作負(fù)載</b></p><p>　　工進(jìn)時(shí)：Fl=18000N 其他時(shí)間為：Fl=0N</p><p><b>　　2、摩擦

15、負(fù)載</b></p><p>　　由已知靜磨擦系數(shù);動(dòng)磨擦系數(shù)</p><p>　　可得 靜摩擦負(fù)載Ffs=0.2*25000=5000N</p><p>　　動(dòng)摩擦負(fù)載Ffd=0.1*25000=2500N</p><p><b>　　.3、慣性負(fù)載</b></p><p><

16、b>　　加速 </b></p><p>　　Fa1=G△v/g△t=25000*5/（60*9.81*0.5）=424.7N</p><p><b>　　減速 </b></p><p>　　Fa2= G△v/g△t =25000*[5/60-1200/(60*1000)]/(9.81*0.2)=322.8N&l

17、t;/p><p><b>　　制動(dòng) </b></p><p>　　Fa3= G△v/g△t =(25000*1200)/(9.81*0.2*1000*60)=101.9N</p><p><b>　　反向加速</b></p><p>　　Fa4= G△v/g△t =(2500*5)/(9.81*0.2*

18、60)=424.7N</p><p><b>　　反向制動(dòng)</b></p><p>　　Fa5=Fa4=424.7N</p><p>　　4.根據(jù)以上計(jì)算，制作液壓缸各階段中的負(fù)載表（）。（表2-1）</p><p>　　3：繪制負(fù)載圖和速度圖</p><p>　　4、液壓缸主要參數(shù)的確定<

19、/p><p>　　1、初選液壓缸的工作壓力</p><p>　　根據(jù)分析此設(shè)備的負(fù)載不大，所以初選液壓缸的工作壓力為3.5MPa</p><p><b>　　2、計(jì)算液壓缸尺寸</b></p><p>　　A=F/P=22527.5/3500000=64.36/10000 m²</p><p&g

20、t;　　D=(4A/π) ½=(4*64.36*100/3.14159) ½=89.52mm</p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)?。篋=90 mm </p><p>　　因?yàn)榭爝M(jìn)，快退速度相同，所以：</p><p><b>　　d=63.3mm</b></p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)取d=63mm</p&

21、gt;<p>　　則液壓缸的有效作用面積為：</p><p>　　無桿腔面積： A1=πD²/4=9²cm²π/4=63.585cm²</p><p>　　有桿腔面積： A2=π（D²－d²）/4=(9²-6.3²) cm²π/4=32.43cm²</p><

22、;p>　　3、活塞桿穩(wěn)定性校核</p><p>　　根據(jù)液壓缸一端支承一端鉸接取末端系數(shù)Ψ2=2，活塞桿材料用普通碳鋼則：材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值f=4.9*10⒏pa。系數(shù)α=1/5000，柔性系數(shù)Ψ1=85，γk=d/4=15.75，因?yàn)閘/γk=64<Ψ1* Ψ2=85*1.414=120。所以有其臨界載荷Fk：</p><p>　　Fk=fA/[1+α﹙l/rk﹚²/Ψ

23、2]=1440260N。</p><p>　　當(dāng)取安全系數(shù)nk=4時(shí)</p><p>　　Fk/nk=1440260N /4=360065N>22527.5N。</p><p>　　所以，滿足穩(wěn)定性條件。</p><p>　　4、求液壓缸的最大流量</p><p>　　q快進(jìn)=A1*V快進(jìn)=63.585*0.01

24、*50=31.2925L\min</p><p>　　q工進(jìn)= A1*V工進(jìn)=63.585*0.01*12=7.63L/min</p><p>　　q快退= A2*V快退=32.43*0.01*50=16.215L/min</p><p><b>　　5.繪制工況圖</b></p><p>　　工作循環(huán)中各個(gè)工作階段的液

25、壓缸壓力、流量和功率如表所示</p><p>　　5：液壓系統(tǒng)原理圖擬定</p><p>　　液壓系統(tǒng)原理圖的擬定，主要考慮以下幾個(gè)方面的問題</p><p>　?。?）、供油方式 從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快進(jìn)和快退時(shí)所需流量較大，在工進(jìn)時(shí)所需流量較小，因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用雙聯(lián)葉片泵作為油源</p><p>　　

26、(2 )、調(diào)速回路 由工況圖可知，該系統(tǒng)在慢速時(shí)速度需要調(diào)節(jié)，而且系統(tǒng)功率較小，工作負(fù)載變化較大，所以采用換向調(diào)速回路。</p><p>　?。?）、速度換接回路 由于快進(jìn)和工進(jìn)之間速度需要換接，但對(duì)換接的位置要求不高，所以</p><p>　　采用由行程開關(guān)發(fā)訊控制 </p><p><b>　　具體原理圖如下：</b></p>

27、<p><b>　　電磁鐵動(dòng)作順序表</b></p><p><b>　　6、液壓元件的選擇</b></p><p>　　(1) 確定液壓泵型號(hào)與電機(jī)功率：</p><p>　　液壓缸在工作循環(huán)中最大工作壓力為3.22MPa </p><p>　　取壓力損失為ΣΔp=0.4MPa<

28、;/p><p>　　液壓泵的工作壓力為：Pp=P+ΣΔp=3.62MPa</p><p>　　兩個(gè)液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為31.79L/min，若回路中的泄露按液壓缸輸入流量的10%估算，則兩個(gè)泵的總流量應(yīng)為=1.131.79=34.97L/min。由于溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min，而工進(jìn)時(shí)輸入液壓缸的流量為7.63L/min，所以小流量泵的流量規(guī)格最小應(yīng)為10.63L/min。

29、</p><p>　　根據(jù)以上功率和流量，經(jīng)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，選用YB-16/25型的雙聯(lián)葉片泵。其額定壓力為6.3Mpa，轉(zhuǎn)速960，容積效率為0.92，總效率為0.85。所以驅(qū)動(dòng)該泵的電動(dòng)機(jī)的功率可由泵的工作壓力和輸出流量（當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為960r/min）=（16+25）*960*0.92=36.2L/min 求出：</p><p>　　Pp= Pp* q p/=3.62*106*36

30、.2/（60*0.85）=2.27KW</p><p>　　查表:選出電機(jī)為Y100L2-4</p><p><b>　　功率為3kw</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速為1430r/min 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第五卷》P22-52</p><p>　　2閥類元件、輔助元件 </p><p

31、><b>　　油管 </b></p><p>　　出油口采用通徑10mm ，外徑14mm的紫銅管。</p><p>　　《液壓元件手冊(cè)》 表6-4-1 P510</p><p><b>　　油箱</b></p><p>　　油箱的容積根據(jù)液壓泵的流量計(jì)算，取其體積V=(5-7)，即V=6=6

32、*36.2=217.2L。根據(jù)參考書《液壓元件手冊(cè)》表6-5-2，選取型號(hào)YWZ-250T,V=250L。</p><p>　　7：液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算</p><p>　　1 壓力損失及調(diào)定壓力的確定</p><p>　　根據(jù)計(jì)算工進(jìn)時(shí)管道內(nèi)的油液流動(dòng)速度約為0.2m/s，通過的流量為7.63L/min，數(shù)值較小，主要壓力損失為調(diào)速閥兩端的壓降，此時(shí)功率損失最大；而

33、在快進(jìn)，快退時(shí)系統(tǒng)工作壓力很低，所以不必驗(yàn)算。因而必須以工進(jìn)為依據(jù)來計(jì)算卸荷閥的調(diào)定壓力，由于供油流量的變化，其快退時(shí)液壓缸的速度為：</p><p>　　V1=Qp/A1=37.72/63.585×10-4*60=99mm/s。</p><p>　　此時(shí)油液在進(jìn)油管中的流速為：</p><p>　　v= Qp/A=37.72/（10²*60π/

34、4）=3.3m/s。</p><p><b>　　沿程壓力損失</b></p><p>　　首先要判斷管中的流態(tài)，設(shè)采用N32液壓油，室溫為20℃時(shí)，γ =0.0001m²/s，所以有Re=v*d/γ=(3.3*19*10-3)/(0.1*10-3)=627<2320管中為層流，則阻力損失關(guān)系系數(shù)λ=75/Re=0.12, 若取進(jìn)出口油管長度約為2m,

35、油液的密度ρ=890kg/m3 則其進(jìn)油路上的沿程壓力損失為</p><p>　　Pλ1=λ* v2=0.12*(2/19*10-3)*(890/2)*3.32=0.061Mpa</p><p><b>　?、?局部壓力損失</b></p><p>　　局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過液壓閥的局部壓力損失,前者視管道具體結(jié)構(gòu)而

36、定,一般取沿層壓力損失的10﹪;而后者則與通過閥的流量大小有關(guān),若閥的額定流量和額定壓力損失為qn和⊿pn,則當(dāng)通過閥的流量為q時(shí)的閥的壓力損失⊿pv為:</p><p>　　⊿pv=⊿pn*(q/qn)²</p><p>　　因?yàn)镚E系列10mm通徑的閥的額定流量為63l/min,疊加閥10mm通徑系列的額定流量為42 l/min，而在本題中通過每個(gè)閥的最大流量僅為36.2 l

37、/min，所以，通過整個(gè)閥的壓力損失很小可忽略不計(jì)。</p><p>　　同理，工進(jìn)時(shí)回油路上的流量</p><p>　　q 2=A 2*q 1/ A 1=( 32.43*36.21)/ 63.585=18.47L/min</p><p>　　則回油路油管上的流速</p><p>　　v= q p/A=(18.47*10-3)/(60*0.2

38、5π*192*10-6)=1.09m/s</p><p>　　由此可得Re=v*d/γ=(1.09*19*10-3)/(0.1*10-3)=207.1（層流）λ=75/Re=0.362, 所以回油路上沿程壓力損失為</p><p>　　Pλ=λ* v2=0.362*(2/19*10-3)*(890/2)*1.092=0.020Mpa</p><p><b>

39、;　?、?總壓力損失</b></p><p>　　∑P=P1+（A2/A1）*P2=(0.061+0.061)+(32.43/63.585)*(0.020+0.0020) </p><p>　　= 0.143Mpa</p><p>　　原設(shè)∑P=0.4Mpa ，這與計(jì)算結(jié)果有差異,應(yīng)用計(jì)

40、算出的結(jié)果來確定系統(tǒng)中壓力閥的調(diào)定值.</p><p><b>　　⑷ 壓力閥的調(diào)定值</b></p><p>　　雙級(jí)葉片泵系統(tǒng)中卸荷閥的調(diào)定值應(yīng)該滿足快進(jìn)的要求，保證泵同時(shí)向系統(tǒng)供油，因而卸荷閥的調(diào)定值略大于快進(jìn)時(shí)泵的供油壓力。</p><p>　　Pp= F/A1+∑P=3.22+0.143=3.363Mpa</p><

41、;p>　　所以卸荷閥的調(diào)定壓力應(yīng)取3.4Mpa為宜。</p><p>　　溢流閥的調(diào)定壓力大于卸荷閥壓力0.3—0.5Mpa ,所以取溢流閥調(diào)定壓力為3.8Mp</p><p>　　2 系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升</p><p>　　根據(jù)以上的計(jì)算可知，在快進(jìn)時(shí)電機(jī)的輸入功率為：</p><p>　　Pp= Pp* q p/p=(3.4*106*

42、36.21*10-3)/(60*0.85)=2414w</p><p>　　工進(jìn)時(shí)電機(jī)輸出功率為</p><p>　　Pp1= Pp1* q 2p/p=(3.8*106*36.21/2*10-3)/(60*0.85)=1349w </p><p><b>　　而快進(jìn)時(shí)有效功率</b></p><p>　　P1=(0.39

43、*106*36.21*10-3)/(60)=235w</p><p><b>　　工進(jìn)時(shí)有效功率</b></p><p><b>　　P2=40.95w</b></p><p>　　所以快進(jìn)時(shí)的功率損失為2414-1349=1065w，而工進(jìn)時(shí)的功率損失194.05 w,比較大的</p><p>　

44、　值1349來校核其熱平衡,求出溫升:</p><p>　　設(shè)油箱得三邊長在1:1:1-1:2:3范圍內(nèi)，則散熱面積為</p><p>　　A=0.065=0.065*（250²）1/3=2.58m</p><p>　　假設(shè)通風(fēng)良好,取h=15*0.001 KW/(m²*℃),所以油液的溫升為:</p><p>　　△t=

45、H/（hA）=1.349/(15*10-3*2.58)=34.8℃</p><p>　　室溫為20 ℃,熱平衡溫度為54.8℃<65 ℃,沒有超出允許范圍.</p><p>　　三、 液壓缸的裝配圖</p><p>　　四、 各類閥零件圖及其它元件</p><p><b>　　雙聯(lián)葉片泵</b></p>

46、<p><b>　　電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　3位4通電磁換向閥（E型）</p><p><b>　　溢流閥</b></p><p><b>　　兩位兩通電磁換向閥</b></p><p><b>　　節(jié)流閥</b></p&g

47、t;<p>　　五、液壓集成塊及裝配圖</p><p><b>　　集成塊</b></p><p><b>　　管道</b></p><p><b>　　裝配圖</b></p><p><b>　　六．設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p>

48、<p>　　經(jīng)過這次液壓課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，了解了要設(shè)計(jì)一個(gè)液壓設(shè)備的基本過程和一些基礎(chǔ)知識(shí)，明白了應(yīng)該怎么做？如何做？過程怎么樣？這次課程設(shè)計(jì)也使我更加體會(huì)到液壓傳動(dòng)的知識(shí)。通過自己動(dòng)手實(shí)踐，對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)到的知識(shí)再一次進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固。</p><p>　　一開始覺得這有點(diǎn)太簡單了，但等具體動(dòng)手做了之后事實(shí)證明之前的想法是完全錯(cuò)誤的，它不僅要求計(jì)算還要畫圖并且兼帶查表等各項(xiàng)工作有時(shí)先查表再計(jì)算有時(shí)要反

49、過來，所以一旦一步走錯(cuò)那么就意味著下一步肯定錯(cuò)了。這方面要求很高，既考驗(yàn)?zāi)托挠挚简?yàn)細(xì)心，同時(shí)還要有信心，還好在同學(xué)的幫助下讓我所困惑的問題都順利解決了。</p><p>　　液壓課程設(shè)計(jì)還是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次具體的應(yīng)用和實(shí)踐，這對(duì)于增強(qiáng)所學(xué)識(shí)、方法的實(shí)際應(yīng)用能力很有幫助。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)于實(shí)際生活中的設(shè)計(jì)過程有了一個(gè)更加形象，生動(dòng)和鮮明的了解和體會(huì)。在這個(gè)過程中鍛煉了我解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)又鍛煉了我應(yīng)用

50、和查閱資料進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力。</p><p>　　我們參考了許多資料，通過指導(dǎo)老師給予的一些資料，讓我們的視角伸向了書本之外，而在找尋部件型號(hào)的同時(shí)，我們對(duì)過去不足的地方進(jìn)行了彌補(bǔ)。在CAD、Pro/E等設(shè)計(jì)軟件的使用上，我們共同學(xué)習(xí)，能掌握的同學(xué)幫助還未學(xué)習(xí)過的同學(xué)一起進(jìn)行設(shè)計(jì)，并使一些為學(xué)習(xí)過軟件的同學(xué)知曉了許多軟件知識(shí)，而在設(shè)計(jì)的計(jì)算過程中，我們雖然有的步驟發(fā)生了點(diǎn)錯(cuò)誤，但通過一個(gè)小組同學(xué)的檢查，我們不斷的改

51、正了錯(cuò)誤，并熟悉的知曉了計(jì)算過程。</p><p>　　就在我們大家的共同努力下終于完成了這次的課程設(shè)計(jì)，通過這次實(shí)踐也讓我對(duì)液壓系統(tǒng)有了一個(gè)比較具體的概念。這些都為我以后的工作打下基礎(chǔ)。</p><p>　　所以我認(rèn)為課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的幫助很大，既讓我們把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用了，又讓我們對(duì)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中的知識(shí)。這對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)和工作都有很大幫助。</p><p><

52、b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1．《液壓與氣壓傳動(dòng)》教材 左健民 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.5</p><p>　　2．《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （液壓與氣動(dòng)部分） 冶金出版社 </p><p>　　3.《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》PDF版 （液壓傳動(dòng)部分）

53、 機(jī)械出版社</p><p>　　4.《液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》 楊培元 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　5. 《液壓元件手冊(cè)》 黎啟柏 冶金/機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　6. 《液壓工程手冊(cè)》