液壓傳動課程設(shè)計說明書(例子)精選

PAGE18-北京理工大學(xué)珠海學(xué)院《液壓傳動》課程設(shè)計題目：上料機液壓系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院：機械與車輛學(xué)院姓名：唐引學(xué)號：指導(dǎo)教師：2015·珠海目錄1課程設(shè)計的目的和基本要求 -2-1.1課程設(shè)計的目的 -2-1.2課程設(shè)計的基本要求 -2-2課程設(shè)計的主要內(nèi)容 -2-2.1課程設(shè)計題目 -2-2.2課程設(shè)計要完成的主要內(nèi)容 -3-3液壓系統(tǒng)設(shè)計方法 -3-3.1工況分析 -3-3.1.1運動分析 -3-3.1.2負載分析 -4-3.2負載圖和速度圖的繪制 -6-3.3液壓缸主要參數(shù)的確定 -7-3.3.1初選液壓缸的工作壓力 -7-3.3.2計算液壓缸的尺寸 -7-3.3.3活塞桿穩(wěn)定性的校核 -8-3.3.4求液壓缸的最大流量 -8-3.3.5繪制工況圖 -8-3.4確定系統(tǒng)方案，擬定原理圖 -9-3.4.1確定系統(tǒng)方案 -9-3.4.2擬定液壓系統(tǒng)圖 -11-3.5液壓元件的選擇和參數(shù)計算 -12-3.5.1確定液壓泵的型號及電動機的功率 -12-3.5.2閥類元件及輔助元件 -12-3.6液壓系統(tǒng)的性能驗算 -14-3.6.1壓力損失驗算和壓力閥的調(diào)整壓力 -14-3.6.2系統(tǒng)油液溫升驗算 -15-總結(jié) -16-參考文獻 -17-致謝 -18-1課程設(shè)計的目的和基本要求1.1課程設(shè)計的目的《液壓傳動》課程設(shè)計是機械電子專業(yè)學(xué)生在學(xué)完理論課程之后進行的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過本課程設(shè)計能夠進一步熟悉并掌握液壓傳動與控制的基本概念、熟悉液壓元件結(jié)構(gòu)原理、熟悉液壓基本回路、掌握液壓系統(tǒng)圖的閱讀方法及基本技能、能夠綜合運用本課程及工程力學(xué)、機械設(shè)計等有關(guān)課程的知識設(shè)計一般工程設(shè)備液壓系統(tǒng)。同時，學(xué)生通過本課程設(shè)計可在以下幾方面得到訓(xùn)練：=1\*GB3①正確進行工程運算和使用技術(shù)文件、技術(shù)資料的能力；=2\*GB3②掌握系統(tǒng)方案設(shè)計的一般方法；=3\*GB3③正確表達設(shè)計思想的方法和能力；=4\*GB3④綜合利用所學(xué)知識解決工程實際問題的能力。1.2課程設(shè)計的基本要求=1\*GB3①每個設(shè)計題目根據(jù)難度及工作量大小可由1—3人完成，由學(xué)生自由組合，課題組每個人都有明確的工作任務(wù)；=2\*GB3②系統(tǒng)原理草圖擬定由專人負責(zé)，課題組每個人都必須參與；=3\*GB3③每個課題組必須提交一份所設(shè)計系統(tǒng)非標液缸設(shè)計裝配圖一張；=4\*GB3④每個人必須提交系統(tǒng)設(shè)計圖一份、課程設(shè)計計算說明書一份。2課程設(shè)計的主要內(nèi)容2.1課程設(shè)計題目設(shè)計一臺上料機的液壓系統(tǒng)，要求液壓系統(tǒng)完成“快速上升-慢速上升-停留-快速下降”的工作循環(huán)。已知：垂直上升工件的重量為7000N，滑臺的重量為2000N，快速上升行程為350mm，快速上升、下降速度為45mm/s，慢速上升行程為100mm，其最小速度為8mm/s，滑臺為V型導(dǎo)軌，其導(dǎo)軌面的夾角為90°，垂直作用于導(dǎo)軌的載荷為120N，加、減速時間為0.2s，靜摩擦系數(shù)為0.2，動摩擦系數(shù)為0.1。2.2課程設(shè)計要完成的主要內(nèi)容=1\*GB3①查閱文獻，了解并熟悉設(shè)計工況；=2\*GB3②確定執(zhí)行元件主要參數(shù)；=3\*GB3③擬定系統(tǒng)原理草圖；=4\*GB3④計算選擇液壓元件；=5\*GB3⑤驗算系統(tǒng)性能；=6\*GB3⑥繪制工作圖；=7\*GB3⑦撰寫課程設(shè)計說明書。3液壓系統(tǒng)設(shè)計方法液壓系統(tǒng)的設(shè)計基本包括四個步驟：=1\*GB3①明確設(shè)計依據(jù)，進行工況分析；=2\*GB3②確定液壓系統(tǒng)方案，擬定液壓系統(tǒng)圖；=3\*GB3③液壓系統(tǒng)的計算和液壓元件的選擇；=4\*GB3④液壓系統(tǒng)的驗算和繪制工作圖。在設(shè)計過程中不一定要嚴格按照這些步驟進行，有時可以交替進行，甚至要反復(fù)多次。對某些關(guān)鍵性的參數(shù)和性能難以確定時，要先經(jīng)過試驗，才能把設(shè)計方案確定下來。3.1工況分析3.1.1運動分析工況分析是選定系統(tǒng)方案、液壓元件和執(zhí)行元件功率的依據(jù)。繪制該系統(tǒng)的工作循環(huán)圖及速度循環(huán)圖，如圖1、2所示?？焐峡焐下峡煜聢D1系統(tǒng)的工作循環(huán)圖啟動啟動快上減速慢上制動制動快下加速V/mm/sS/mmmmm0動圖2工作循環(huán)中速度的變化情況圖3.1.2負載分析通過計算或試驗，確定工作部件的力或力矩的大小和方向，并分析運動過程中沖擊、振動和過載能力等情況。負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載為：式中：—工作阻力，—摩擦阻力，—慣性阻力。=1\*GB3①工作阻力=2\*GB3②摩擦負載已知,摩擦系數(shù)取,則靜摩擦負載，動摩擦負載：。=3\*GB3③慣性負載慣性負載是運動部件的速度變化時，由其慣性而產(chǎn)生的負載，可用牛頓第二定律計算：加速：減速：制動：反向加速：反向制動：根據(jù)以上的計算，液壓缸各階段中的負載，如表1所示（=0.9）。表1液壓缸各階段中的負載工況計算公式總負載F（N）缸推力F(N)起動9033.9410037.71加速9240.5710267.3快上9016.9710018.86減速8847.079830.08慢上9016.9710018.86反向加速223.6248.44快下16.9718.86制動-189.66-210.733.2負載圖和速度圖的繪制由表1所得數(shù)據(jù)繪制負載圖、速度圖，如圖3、4所示。10037.7110037.7110018.86248.4418.869830.08-210.73F/NS/mmmmm0動10267.3圖3負載圖V/mm/s45V/mm/s45350450-45S/mmmmm0動圖4速度圖3.3液壓缸主要參數(shù)的確定液壓缸工作壓力主要根據(jù)運動循環(huán)各階段的最大總負載力來確定，此外，還需要考慮一下因素：=1\*GB3①各類設(shè)備的不同特點和使用場合=2\*GB3②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。3.3.1初選液壓缸的工作壓力根據(jù)分析此設(shè)備的負載不大，按類型屬機床類，由表2選擇此設(shè)備的工作壓力為2.5Mpa。表2按負載選擇液壓缸的工作壓力載荷/kN<55~1010~2020~3030~50工作壓力/MPa<0.8~11.5~22.5~33~44~53.3.2計算液壓缸的尺寸式中：F—液壓缸上的外負載P—液壓缸的工作壓力A—所求液壓缸有有效工作面積按標準取值：D=80mm經(jīng)查表，可取,求得d=54.86mm按標準取值：d=55mm則液壓缸的有效面積為：無桿腔面積：有桿腔面積：3.3.3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55mm，L/d=450/55=8.2<10,不需要對其進行穩(wěn)定性校核。3.3.4求液壓缸的最大流量 3.3.5繪制工況圖按照所確定的液壓執(zhí)行元件的工作面積、工作循環(huán)各階段的負載和工作循環(huán)各階段要求的速度，計算各階段的壓力、流量和功率，并繪制液壓缸的工況圖。工作循環(huán)中各個工作階段的液壓缸壓力，流量和功率，如表3所示：表3液壓缸各工作階段的壓力流量和功率工況壓力流量功率快上1.9913.56449.74慢上1.992.4179.93快下0.00717.150.85由表3可繪制出液壓缸的工況圖,如圖5所示。P/MPaq/(L/min))P/wP/MPaq/(L/min))P/wt/st/st/s1.990.00712.4113.567.15449.7479.930.85快上慢上快下圖5液壓缸的工況圖3.4確定系統(tǒng)方案，擬定原理圖確定液壓系統(tǒng)方案、擬定液壓系統(tǒng)圖，是設(shè)計液壓系統(tǒng)關(guān)鍵性的一步。系統(tǒng)方案，首先應(yīng)滿足工況提出的工作要求（運動和動力）和性能要求。其次，擬定系統(tǒng)圖時，還應(yīng)力求效率高、發(fā)熱少、簡單、可靠、壽合長、造價低。3.4.1確定系統(tǒng)方案=1\*GB3①確定供油方式由工況圖分析可知，系統(tǒng)在快上和快下時所需流量較大，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然是不合適的，故宜選用雙聯(lián)定量葉片泵作為油源，如圖6所示。=2\*GB3②確定調(diào)速回路由工況圖可知，該系統(tǒng)的在慢上時速度需要調(diào)節(jié)，由于滑臺運動速度低，工作負載變化小，所以采用調(diào)速閥進行調(diào)速，如圖7所示。=3\*GB3③確定速度換接回路由于快上和慢上之間速度需要換接，可采用二位二通電磁換向閥來實現(xiàn)快慢速度的換接回路，如圖8所示。=4\*GB3④確定換向回路本液壓系統(tǒng)的順序換向采用三位五通電磁換向閥，如圖9所示。=5\*GB3⑤平衡及鎖緊回路為了克服滑臺自重在快下過程中的影響，設(shè)置了一個單向背壓閥，如圖10所示。圖6雙聯(lián)定量葉片泵圖7調(diào)速回路圖8速度換接回路圖9換向回路圖10平衡及鎖緊回路3.4.2擬定液壓系統(tǒng)圖在擬定液壓系統(tǒng)圖時，應(yīng)考慮如下幾點：=1\*GB3①避免回路之間相互干擾；=2\*GB3②防止液壓沖擊；=3\*GB3③力求控制油路可靠；=4\*GB3④力求系統(tǒng)簡單；=5\*GB3⑤合理分布測壓點。確定液壓系統(tǒng)方案后，將液壓基本回路、配置輔助性回路或液壓元件組合，便可得到上料機液壓系統(tǒng)原理圖，如圖11所示。圖11系統(tǒng)原理圖1-雙聯(lián)葉片泵；2-濾油器；3-三位五通電磁換向閥；4-溢流閥；5-調(diào)速閥；6、10、11-單向閥；7-液控順序閥；8-二位二通電磁換向閥；9、12-背壓閥；13-壓力繼電器；14-壓力表；15-壓力表開關(guān)3.5液壓元件的選擇和參數(shù)計算3.5.1確定液壓泵的型號及電動機的功率液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為1.99Mpa,本系統(tǒng)采用調(diào)速閥進油節(jié)流調(diào)速，選取進油路上的壓力損失為0.5Mpa，壓力繼電器的動作可靠，要求壓差0.5Mpa，故泵的最高工作壓力為由表可知，兩個液壓泵同時向系統(tǒng)供油時，兩個液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為13.56L/min，因系統(tǒng)較簡單，取泄漏系數(shù)KL=1.1,則兩個液壓泵的總流量應(yīng)為由于溢流閥的最小穩(wěn)定溢流量為3L/min，而工進時所需流量為2.41L/min，由一個液壓泵單獨供油，所以液壓泵的輸出流量應(yīng)大于5.41L/min。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱相關(guān)的液壓元件使用手冊，最后確定選取YB1-10/10型雙聯(lián)定量葉片泵,其額定壓力為6.3Mpa。當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速np=940r/min取液壓泵的容積效率0.88，總效率0.75，則液壓泵的實際輸出流量為=[(10+10)×940×0.88/1000]L/min=16.54L/min則液壓泵的電動機所需的功率為根據(jù)此數(shù)據(jù)值查閱機械設(shè)計手冊選取Y100L-6型電動機，其額定功率Pn=1.5KW，額定轉(zhuǎn)速nn=940r/min。3.5.2閥類元件及輔助元件根據(jù)閥類元件及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實際流量，可選出這些液壓元件的型號及規(guī)格見表4。表4液壓元件型號及規(guī)格編號元件名稱通過流量L/min額定壓力Mpa型號規(guī)格1雙聯(lián)定量葉片泵16.546.3YB1-10/102濾油器336.3MF-043三位五通電磁換向閥16.546.335DY-63BYZ4、12溢流閥66.3Y-10B5調(diào)速閥<2.56.3QCI-63B6單向閥8.56.3I-63B7液控順序閥96.3XY-63B8二位二通電磁換向閥13.566.322EF3-E10B9背壓閥<26.3B-63B10、11單向閥16.546.3I-63B13壓力繼電器14PF-B8L14壓力表6.3Y-100T15壓力表開關(guān)6.3K-3B=1\*GB3①選擇油管：油管類型根據(jù)使用揚合和液壓系統(tǒng)的最大工作壓力進行選擇?？紤]油管所承受的壓力，選用紫銅管。油管內(nèi)徑一般參照所接元件接口尺寸確定，也可按管路中允許流速計算。出油口采用內(nèi)徑為9mm,外徑為12mm。=2\*GB3②確定油箱的容量油箱的主要作用是儲油和散熱，因此必須有足夠的散熱面積和儲油量。主要是合理擬定液壓系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的效率，減少系統(tǒng)的發(fā)熱。其次要保證油箱有一定的散熱面積，也就是保證油箱有一定的容量。取其體積V=(5～7)，即V=100L。=3\*GB3③密封裝置的選用密封裝置的類型選用見表5，該液壓系統(tǒng)采用聚氨酯制成的Y型密封圈。表5密封裝置的選用密封圈類型O、U、X、Y＜3＜0.04V＜5＜0.063.6液壓系統(tǒng)的性能驗算為了判斷液壓系統(tǒng)工作性能的好壞，和正確調(diào)整系統(tǒng)的工作壓力，常需驗算管路的壓力損失、發(fā)熱后的溫升。對動態(tài)特性有要求的系統(tǒng)，還需驗算液壓沖擊或換向性能。3.6.1壓力損失驗算和壓力閥的調(diào)整壓力選定系統(tǒng)的元件、油管和管接頭后。對管路系統(tǒng)總的壓力損失進行驗算，確定溢流閥的調(diào)整壓力，并計算其它壓力閥的調(diào)整壓力。油液在進油管中的流速為：=1\*GB3①沿程壓力損失該液壓系統(tǒng)采用N32液壓油。室溫為20時，，所以,管中為層流，則阻力損失系數(shù)，取油管、回油管長度均為2m，油液的密度為。MPa.同理，可得回油路上的沿程壓力損失為=0.18MPa=2\*GB3②總的壓力損失不考慮局部壓力損失，由上面式子可求得管路系統(tǒng)的總壓力損失為=0.35+0.18=0.53MPa0.5Mpa，驗算通過