上料機(jī)液壓系統(tǒng)液壓課程設(shè)計

1、姓名:姓名:費(fèi)墨斯起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)液壓傳動課程設(shè)計說明書班級:起機(jī)202學(xué)號:10012523010/1910/19、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(jī)械制圖，結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程運(yùn)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。參.據(jù)數(shù).數(shù)據(jù)IIIIIIIVVV滑臺自重（N）8001000120014001600工件自重（N）45005000550058006000快速上升速度（mm/s）4045505560快速上升行程（mm）350350400420450慢速上升速度（mm/s）W10W13W

2、16W18W20慢速上升行程（mm）100100100100100快速下降速度（mm/s）4555556065快速下降行程（mm）4004505005506004、提高學(xué)生使用計算機(jī)繪圖軟件（如AUTOCAD、PRO/E等）進(jìn)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(jī)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90W型導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌的壓緊力為60N,啟動、制動時間均為0.5s，液壓缸的機(jī)械效率為0.9。設(shè)計原始數(shù)據(jù)如下表所示。試完成以下工作：1、進(jìn)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

3、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、編寫液壓課程設(shè)計說明書。上料機(jī)示意圖如下：圖2上料機(jī)示意圖目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 工況分析2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 負(fù)載和速度圖的繪制4 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 液壓缸主要參數(shù)的確定5 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 液壓系統(tǒng)的擬定7 HYPERLINK l bookmark

4、28 o Current Document 液壓元件的選擇9液壓缸的設(shè)計及裝配圖的繪制11致謝16參考文獻(xiàn)17一、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(jìn)行運(yùn)動分析和負(fù)載分析。1、運(yùn)動分析根據(jù)各執(zhí)行在一個工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度，繪制其循環(huán)圖，如下圖所示：快進(jìn)工進(jìn)快退2、動力分析1）工作負(fù)載：F二F二6000+1600二7600NLG2）摩擦負(fù)載：Ff=fF/sina由于工件為垂直起升，所以垂直作用于導(dǎo)軌的載荷可由其間隙和結(jié)構(gòu)尺寸求得，可知Fn二60N，取fs=02fd=0.1，90V型導(dǎo)軌，則靜摩擦負(fù)載：F=。x6Q=16.97Nfs-si

5、n45。動摩擦負(fù)載：F二x60匚“二8.49Nfd/sin453）慣性負(fù)載慣性負(fù)載為在起動和制動的過程中滑臺和工件自重所引起的，可按F=ma=G竺計算，其中：gAtG-運(yùn)動部件的重量（N）g-重力加速度g=9.81m/；V-速度變化值（）t-起動或制動時間（S）（以下合力只代表大小）。加速:減速:制動:F=Av=7600 x006加速:減速:制動:TOC o 1-5 h za1gAt9.810.5GAv76000.06-0.02F=x=61.98Na2gAt9.810.5GAv76000.02F=x=30.99Na3gAt9.810.5反向加速:=100.71NGAv反向加速:=100.71N

6、=xgAt9.810.5反向制動:A反向制動:Av=FgAta4=100.71N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)置平衡回路。因此,在對快速向下運(yùn)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)載如表1所示（n=0.9）m表1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）啟動F二F+FfsL7616.978463.3加速F=F+F+FfdLa17701.468557.18快上F=F+FfdL7608.498453.88減速F二F+F-FfdLa27546.518385.01慢上F二F+FfdL7608.498453.88制

7、動F=F+F-FfdLa37577.58419.44反向加速F=F+Ffda4109.2121.33快下F=Ffd8.499.43制動F=F-Ffda5-92.22-102.47二、負(fù)載圖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)載圖和速度圖（如下所示）8557.18F/N8463尹121.33550mm8557.18F/N8463尹121.33550mm-TO24710/1910/19三，液壓缸主要參數(shù)的確定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(jī)床類，所以初選此設(shè)備的工作壓力為2Mpa2、計算液壓缸的尺寸式中;F-式中;F-液壓缸上的外負(fù)載FP

8、;4x42.8x10-FP;4x42.8x10-4m2=42.8x10-4m23.14=7.4x10-3.14=7.4x10-2m按標(biāo)準(zhǔn)取值：D=80mm根據(jù)快上和快下的速度比值來確定活塞桿的直徑：D=65代入數(shù)值，解得：d=22.19mm按D2一d260標(biāo)準(zhǔn)取值：d=22mm則液壓缸的有效面積為：無桿腔面積：1兀A=兀D2=x8.02=50.24cm2144有桿腔面積：1兀A=兀D2一d2=x(8.02一2.22=46.44cm21443、活塞桿穩(wěn)定性的校核因為活塞桿總行程為550mm，而活塞桿直徑為22mm,L/d=550/22=2510，需要進(jìn)行穩(wěn)定性的校核，由材料力學(xué)中的有關(guān)公式，根據(jù)

9、液壓缸的一端支撐，另一端鉸鏈，取末端系數(shù)申=2活塞桿材料用普通碳鋼制：材料強(qiáng)度試驗值f=4.9X108Pa,1_系數(shù)a=5000，柔性系數(shù)屮1=85,r二J二-=22二5.5,因為1kVa44二100二100屮，廠二120r12k，所以有其臨界載荷兀4.9x108xx222x106F=1+F=1+(一)2屮r2k1+-(-)22x50005.5取安全系數(shù)n=4時牛=呼3=E曲18N活塞桿的穩(wěn)定性滿足，此時可以安全使用。鞏固走循環(huán)中各個工作階段的液壓缸壓力q快上=A1V快上=50.24x60 x10-7=5.024L/minq慢上=A1V慢上=50.24x20 x10-7=1.675L/minq

10、快下=A2V快下=46.44x65x10-7=5.031L/min5.流量和功率見下表:工況壓力pMpa流量q/(L/min)功率嘆/w快上1.515.024126.44慢上1.511.67542.15快下0.00185.0310.150t/s0t/s126.4442.150.15t/s0t/s快上慢上快下*11（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，主要是考慮一下幾個方面問題:1）供油方式從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快上和快下的時所需流量較大，且比較接近，且慢上時所需的流量較小，因此宜選用雙聯(lián)式量葉片泵作為油泵。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)

11、功率小，滑臺運(yùn)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，但對緩解的位置要求不高，所以采用由行程開關(guān)法訊控制二位二通電磁閥實現(xiàn)速度換接。4）平衡及鎖緊為防止在上端停留時重物下落和在停留的時間內(nèi)保持重物的位置，特在液壓缸的下腔（即無桿腔）進(jìn)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。擬定液壓系統(tǒng)原理圖五、液壓元件的選擇1、確定液壓泵的型號及電動機(jī)功率液壓缸在工作循環(huán)中最大工作壓力為1.51Mpa,由于該系統(tǒng)比較簡單，所以取其壓力損失EAp=0.4Mpa.所以液壓泵的工作壓力為：p=p+SAp=

12、1.51+0.4=1.91Mpap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5.5341L/min，由于溢流閥最小穩(wěn)定流量為3L/min，而工進(jìn)時液壓缸所需流量為1.675L/min，所以高壓泵的流量不得少于（3+1.675）L/min=4.675L/min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YB-16，i6型的雙聯(lián)葉片泵，其額定壓力為6.3Mpa,容量效率耳二0.9，總效pv率耳二0.85，所以驅(qū)動該泵的電動機(jī)的功率可由泵的工作壓力p（1.91Mpa）和輸出流量（當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速為910r/min）qp=2X16X910X.9%10-3Lmin求出：pq

13、1.91x106x26.21x10-3p=w=981.6wp耳60 x0.85查電動機(jī)產(chǎn)品目錄，擬選用的電動機(jī)的型號為Y90-6，功率為1.1kw,額定轉(zhuǎn)速為910r/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mXL；min型號及規(guī)格1濾油器40wv-40 x1802雙聯(lián)葉片泵9.75YB1-6.3/6.33單向閥4.875AFE10B3a4外控順序閥4.875XF310B5溢流閥3.375XF310B6三位四通電磁換向閥6.3YdF310Bc7單向順序閥50SVSCV*03*8

14、液控單向閥50QF3-El0B9二位二通電磁換向閥8.2122EF-El0B10單向調(diào)速閥9.75AQF3-El0B11壓力表Y-100T12壓力表開關(guān)QF3-El0B13電動機(jī)Y90-6(1)油管油管內(nèi)徑一般可參考所接元件口尺寸進(jìn)行確定，也可按管中允許速度計算，自愛本設(shè)計中，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，逸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二(5-7)q,即V=130LP六液壓缸的設(shè)計1、液壓缸的分類機(jī)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

15、?；钊缀椭麆倢崿F(xiàn)往復(fù)運(yùn)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。液壓缸除單個使用夕卜，還可以幾個組合起來和其他機(jī)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。3）活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)活塞桿

16、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(yùn)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，O型圈加擋圈，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(yùn)動時，因運(yùn)動件的質(zhì)量大，運(yùn)動速度較高，則在達(dá)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(jī)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(jī)

17、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。3）根據(jù)主機(jī)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,HT350;鑄鋼：ZG25,ZG45粗糙度-液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為R二0.20.4卩ma技術(shù)要求：

18、a內(nèi)徑用H8-H9的配合b缸體與端蓋米用螺紋連接，米用6H精度2）活塞材料-灰鑄鐵：HT150,HT200粗糙度-活塞外圓柱粗糙度R二0.81ma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-實心：35鋼，45鋼；空心：35鋼，45鋼無縫鋼管粗糙度-桿外圓柱粗糙度為R二0.40.8卩ma技術(shù)要求：a調(diào)質(zhì)2025HRCb活塞與導(dǎo)向套用H&門的配合，與活塞的連接可用H8h8）缸蓋材料-35鋼，45鋼；作導(dǎo)向時用（耐磨）鑄鐵粗糙度-導(dǎo)向表面粗糙度為R二0.81.6卩ma技術(shù)要求：同軸度不大于0.03卩m）導(dǎo)向套材料-青銅，球墨鑄鐵粗糙度-導(dǎo)向表面粗糙度

19、為R二0.8卩ma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)孔公差的一半液壓缸裝配圖12345678910111213141516丄（|逬出油口進(jìn)出油仃單桿液壓缸結(jié)構(gòu)七致謝通過這次液壓畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多，因為我們現(xiàn)在正在走的路,是老師已經(jīng)走過的路。他們會給我們指導(dǎo)與建議，會讓我們的人生少那么點坎坷，多那么點平坦。我們從他們那里學(xué)習(xí)知識，掌握知識，學(xué)習(xí)如何自己獲取知識，好為自己以后的人生鋪路。請懂得：老師，只是我們?nèi)松闹该鳠?，他們不可能教會我們所有需要的知識與道理。但，他們會教給我們自己去探索的勇氣與方法。我們師從于他們，只是為了站在巨人的肩上，讓自己看的更高。剛開始時總覺得這有點太簡單了，但等具體動手做了之后，事實證明之前的想法是完全錯誤的，它不僅要求計算還要畫圖并且還要兼帶查表等各項工作，對于這些方面的要求都很高，既考驗?zāi)托挠挚简灱?xì)心，同時還要有信心，還好在老師的幫助下，我所困惑的問題都順利解決了。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，而在找尋查閱資料的同