上料機液壓系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、液壓傳動課程設(shè)計說明書數(shù)參、據(jù)數(shù)數(shù)據(jù)Iiia/IIIIVV滑臺自重（N8001000120014001600工件自重（N45005000550058006000快速上升速度（mm/§4045505560快速上升仃程（mm350350400420450慢速上升速度（mm/§<10<13<16<18<20一、液壓傳動課程設(shè)計的目的1、鞏固和深化已學(xué)的理論知識，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計計算的一般方法和步驟。2、鍛煉機械制圖，結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程運算能力。3、熟悉并會用有關(guān)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。4、提高學(xué)生使用計算機繪圖軟件（如AUTOC

2、ADPRO/叫）進行實際工程設(shè)計的能力。二、液壓課程設(shè)計題目題目（二）設(shè)計一臺上料機液壓系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)完成：快速上升一一慢速上升（可調(diào)速）一一，快速下降一一下位停止的半自動循環(huán)。采用900V型導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌的壓緊力為60N,啟動、制動時間均為，液壓缸的機械效率為。設(shè)計原始數(shù)據(jù)如下表所示。慢速上升仃程（mm100100100100100快速卜.降速度（mm/§4555556065快速卜降行程（mm400450500550600試完成以下工作：1、進行工況分析，繪制工況圖。2、擬定液壓系統(tǒng)原理圖（A3）。3、計算液壓系統(tǒng)，選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓元件。4、繪制液壓缸裝配圖（A1）。5、編寫液壓課

3、程設(shè)計說明書。上料機示意圖如下：圖2上料機示意圖目錄1 .工況分析22 .負(fù)載和速度圖的繪制53 .液壓缸主要參數(shù)的確定64 .液壓系統(tǒng)的擬定95 .液壓元件的選擇106 .液壓缸的設(shè)計117 .擬定液壓系統(tǒng)原理圖148 .繪制液壓缸裝配圖149 .參考文獻14一、工況分析對液壓傳動系統(tǒng)的工況分析就是明確各執(zhí)行元件在工作過程中的速度和負(fù)載的變化規(guī)律，也就是進行運動分析和負(fù)載分析。1、運動分析根據(jù)各執(zhí)行元件在完成一個工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度，繪制以速度為縱坐標(biāo)，時間或位移為橫坐標(biāo)的速度循環(huán)圖，掌握一個工作循環(huán)中速度的變化情況。如下圖所示：工作循環(huán)中速度的變化情況圖2、動力分析動力分析是研究機器在工

4、作過程中，其執(zhí)行機構(gòu)的受力情況，圖2為上料機液壓系統(tǒng)的負(fù)載一位移曲線圖3、負(fù)載分析負(fù)載一位移曲線圖負(fù)載分析就是研究各執(zhí)行元件在一個工作循環(huán)內(nèi)各階段的受力情況。工作機構(gòu)作直線運動時，液壓缸必須克服的負(fù)載為:FFcFfFi式中：Fc一工作阻力Ff一摩擦阻力Fi一慣性阻力1 )工作負(fù)載：此系統(tǒng)的工作阻力即為工件的自重與滑臺的自重2 )摩擦負(fù)載：此系統(tǒng)的摩擦阻力滑臺所受阻力，與導(dǎo)軌的形狀，放置情況和運動狀態(tài)有關(guān)。此系統(tǒng)為v型導(dǎo)軌，垂直放置，故FffFN/sin2f-摩擦因數(shù)a-V型角，一般為90°由于工件為垂直起開，所以垂直作用于導(dǎo)軌的載荷可由間隙和結(jié)構(gòu)尺寸求得，已知Fn60NFn:運動部件

5、及外負(fù)載對支撐面的正壓力。f：摩擦系數(shù)，分為靜摩擦系數(shù)（fs一般取,fd一般?。┕嗜。篺s0.18,fd0.11,則有：靜摩擦負(fù)載：Ffs0860/.15.27Nsin45動摩擦負(fù)載：Ffd0.1160/9.33Nsin453）慣性負(fù)載慣性負(fù)載是運動部件的速度變化時，由其慣性而產(chǎn)生的負(fù)載,匚GvFama可用牛頓第二定律計算：gtG-運動部件的重量（N）g-重力加速度，g9.8m/2 v-速度變化值（% t-起動或制動時間（s）Gv60000.045力口速：Fa155.10Ngt9.80.5Gv60000.0450.008減速：Fa245.31Ngt9.80.5Gv60000.008制動：Fa3

6、9.80Ngt9.80.5Gv60000.055反向加速：Fa467.35Ngt9.80.5反向制動：Fa5GvFa467.35Ngt根據(jù)以上的計算，考慮到液壓缸垂直安放，其重量較大，為防止因自重而自行下滑，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置應(yīng)平衡回路。因此，在對快速向下運動的負(fù)載分析時，就不考慮滑臺的重量，則液壓缸各階段中的負(fù)載，如下表（m=）液壓缸各階段中的負(fù)載工況計算公式總負(fù)載F(N)缸推力F(N)起動加速快上減速工進制動反向加速快退制動二、負(fù)載和速度圖的繪制按前面的負(fù)載分析及已知的速度要求，行程限制等，繪制出負(fù)載和速度圖(如下所示)V(mm/s)450 s/ mm55負(fù)載一行程圖三、液壓缸主要參數(shù)的確定液壓

7、缸工作壓力主要根據(jù)運動循環(huán)各階段的最大總負(fù)載力來確定，此外，還需要考慮一下因素：(1)各類設(shè)備的不同特點和使用場合(2)考慮經(jīng)濟和重量因素，壓力選得低，則元件尺寸大，重量重,壓力選得高一些，則元件尺寸小，重量輕，但對元件的制造精度，密封性能要求高。1、初選液壓缸的工作壓力根據(jù)分析此設(shè)備的負(fù)載不大，按類型屬機床類，所遇初選此設(shè)備的工作壓力為2、計算液壓缸的尺寸式中：F-液壓缸上的外負(fù)載P-液壓缸的工作壓力m-液壓缸的工作效率A-所求液壓缸有有效工作面積按標(biāo)準(zhǔn)取值：D=80mm5545D2根據(jù)快上和快下的速度比值來確定活塞桿的直徑：2D2D2d2代入數(shù)值,解得：d=按標(biāo)準(zhǔn)取值：d=35mm活塞寬度

8、：B=64mm導(dǎo)向套長度：C=28mm液壓缸缸筒長度：L=450+B+C=532mm則液壓缸的有效面積為:1 _2_2_2AD850.24cm無桿腔面積：44122222有桿股面積：A1(Dd)-(83.5)40.64cm4 43、活塞桿穩(wěn)定性的校核因為活塞桿總行程為450而活塞桿直徑為35mmL/d=450/35=13>10,材料力學(xué)中的有關(guān)公式，根據(jù)液壓缸的一端支撐，另一端錢鏈，取末端系數(shù)1=2。活塞桿材料用普通碳鋼則：材料強度試驗值f=4.9108,系數(shù)=1/5000,柔性系數(shù)2=85,rkJJd竺8.75因為:A44lrk=96<2=852=120,所以其臨界載荷FK為：由

9、上式可知：在當(dāng)n=4時，活塞桿的穩(wěn)定性滿足，此時可以安全使用。4、求液壓缸的最大流量5、繪制工況圖工作循環(huán)中各個工作階段的液壓缸壓力，流量和功率見下表：液壓缸各工作階段的壓力流量和功率工況壓力%pa流量%/min)功率先快上慢下快下以上是液壓缸壓力，流量和功率的表格，依照上表中的數(shù)值，可繪制出液壓缸的工況圖(如下)0t/st/spw0t/s快上慢上快下液壓缸的工況圖四、液壓系統(tǒng)圖的擬定液壓系統(tǒng)圖的擬定，主要是考慮以下幾個方面問題：1）供油方式從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快上和快下的時侯所需流量較大，且比較接近，在慢上時所需的流量較小，因此從提高系統(tǒng)效率，節(jié)能的角度考慮，采用單一定量泵的供油方式顯

10、然是不合適的，故直選用雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源。2）調(diào)速回路有工況圖可知，該系統(tǒng)的在慢速時速度需要調(diào)節(jié)，考慮到系統(tǒng)功率小，滑臺運動速度低，工作負(fù)載變化小，所以采用調(diào)速閥的回油節(jié)流調(diào)速。3）速度換接回路由于快上和慢上之間速度需要換接，但對換接的位置要求不高，所以采用由行程開關(guān)發(fā)訊控制二位二通電磁閥實現(xiàn)速度換接。4）平衡及鎖緊回路為防止在上端停留時重物下落和在停留的期間內(nèi)保持重物的位置，特在液壓缸的下腔（即無桿腔）進油路上設(shè)置液控單向閥；另一方面，為了克服滑臺自重在快下過程中的影響，設(shè)置了一單向背壓閥。五、液壓元件的選擇1、確定液壓泵的型號及電動機功率液壓缸在工作循環(huán)中最大工作壓力為，由于該系統(tǒng)比

11、較簡單，所以取其壓力損失p0.45Mpa,所以液壓泵的工作壓力為兩個液壓泵同時向系統(tǒng)供油時，若回路中的泄漏按10%計算，則兩個泵的總流量應(yīng)為qp1.112.06L/min13.266L/min,由于溢流閥最小穩(wěn)p定流量為2L/min,而工進時液壓缸所需流量為min,所以高壓泵的流量不得少于（2+）L/min=min。YB16根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn)品目錄，故應(yīng)選用B'/16型的雙聯(lián)葉片泵，具額定壓力為，容積效率pv85%,總效率p62%,所以驅(qū)動該泵的電動機的功率可由泵的工作壓力（）和輸出流量（當(dāng)電動機轉(zhuǎn)qP26.39100.9103L.10.32L.+/速為910r/min）p/

12、min/min求出：查電動機產(chǎn)品目錄，擬選用的電動機的型號為Y100L-4，功率為，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。2、選擇閥類元件及輔助元件根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件和輔助元件的流量，可選用這些元件的型號及規(guī)格（見下表）液壓元件型號及規(guī)格序號名稱通過流量qmax/Lmin型號及規(guī)格1濾油器25zv-1-1252052雙聯(lián)葉片泵3單向閥104外控順序閥405溢流閥6三位四通電磁換向閥7單向順序閥108液控單向閥45ACG03型9二位二通電磁換向閥10單向調(diào)速閥1011壓力表12壓力表開關(guān)13電動機( 1) 油管油管內(nèi)徑一般可參考所接元件口尺寸進行確定，也可按管中允許速度計算，在本設(shè)計中

13、，出油口采用內(nèi)徑為8mm，外徑為10mm的紫銅管。( 2) 油箱油箱的主要功能是儲存油液，此外還起著散發(fā)油液中的熱量，溢出混在油液中的氣體，沉淀油中的污物等作用。油箱容積根據(jù)液壓泵的流量計算，取其體積:V(57)qp,即V=100L六液壓缸的設(shè)計1、 液壓缸的分類機組成液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式，可以分為活塞缸、柱塞缸、和擺動缸三類?；钊缀椭讓崿F(xiàn)往復(fù)運動，輸出推力和速度。擺動缸則能實現(xiàn)小于360的往復(fù)擺動，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。液壓缸除單個使用外，還可以幾個組合起來和其他機構(gòu)組合起來，在特殊場合使用，已實現(xiàn)特殊的功能。液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可分成缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置，以及排氣裝置

14、五個部分。2、 液壓缸的主要參數(shù)設(shè)計(已經(jīng)計算)3、 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1) )缸體與缸蓋的連接形式常用的連接方式法蘭連接、螺紋連接、外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接，其形式與工作壓力、缸體材料、工作條件有關(guān)。2) )活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)常見的連接形式有：整體式結(jié)構(gòu)和組合式結(jié)構(gòu)。組合式結(jié)構(gòu)又分為螺紋連接、半環(huán)連接和錐銷連接。3) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵、鎖緊裝置等。4) 活塞及活塞桿處密封圈的選用活塞及活塞桿處密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封部位、使用部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。常見的密封圈類型：O型圈，。型

15、圈加擋圈，高底唇Y(jié)型圈，Y型圈，奧米加型等。5) 液壓缸的緩沖裝置液壓缸帶動工作部件運動時，因運動件的質(zhì)量大，運動速度較高，則在達到行程終點時，會產(chǎn)生液壓沖擊，甚至使活塞與缸筒端蓋產(chǎn)生機械碰撞。為防止此現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設(shè)置緩沖裝置。常見的緩沖裝置有環(huán)狀間隙節(jié)流緩沖裝置，三角槽式節(jié)流緩沖裝置，可調(diào)緩沖裝置。6) 液壓缸排氣裝置對于速度穩(wěn)定性要求的機床液壓缸，則需要設(shè)置排氣裝置。4、 液壓缸設(shè)計需要注意的事項1 )盡量使液壓缸有不同情況下有不同情況，活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載。2 )考慮到液壓缸有不同行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題，缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)措施。

16、3 )根據(jù)主機的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式，但液壓缸只能一端定位。4 )液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)比較，盡可能做到簡單、緊湊、加工、裝配和維修方便。5、 液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求1 )缸體材料-灰鑄鐵:HT200,粗糙度-液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為Ra0.20.4m技術(shù)要求：a內(nèi)徑用H8-H9的配合b缸體與端蓋采用螺紋連接，采用6H精度2 )活塞材料-灰鑄鐵：HT150粗糙度-活塞外圓柱粗糙度Ra0.81.6m技術(shù)要求：活塞外徑用橡膠密封即可取f7f9的配合，內(nèi)孔與活塞桿的配合可取H8。3 ）活塞桿材料一實心：45鋼，粗糙度-桿外圓柱粗糙度為

17、旦0.40.8m技術(shù)要求：a調(diào)質(zhì)2025HRCb活塞與導(dǎo)向套用H8/f7的配合，與活塞的連接可用H8h84 ）缸蓋材料-45鋼；粗糙度-導(dǎo)向表面粗糙度為Ra0.81.6m技術(shù)要求：同軸度不大于0.03m5 ）導(dǎo)向套材料一青銅粗糙度-導(dǎo)向表面粗糙度為Ra0.8m技術(shù)要求：a導(dǎo)向套的長度一般取活塞桿直徑的60%80%b外徑D內(nèi)孔的同軸度不大于內(nèi)孔公差之半七、擬定液壓系統(tǒng)原理圖（見A3圖紙）八、繪制液壓缸裝配圖（見A2圖紙）九、小結(jié)通過液壓課程設(shè)計練習(xí)，對這學(xué)期學(xué)習(xí)的液壓傳動知識比較系統(tǒng)的歸納總結(jié)，用學(xué)到的理論知識去解決實際問題，加深了基礎(chǔ)知識的掌握,對液壓傳動這門課程有了更清晰的認(rèn)識。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無止境的道理。人不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的