绿化剪枝车的液压系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 学 毕业设计 (论文 ) 液压系统设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . 1 . 1 第一章 绪论 . 1 概述 . 1 压概况 . 1 压工作原理 . 1 压系统的设计步骤与设计要求 . 3 论文研究的主要内容 . 3 第二章 整体方案的拟定 . 1 计思路 . 1 定液压原理图 . 1 动作分析 . 2 第三章 液压系统的计算 . 4 计主要技术参数 . 4 压缸的设计 . 4 制液压缸速度循环图、负载图 . 4 压缸的效率 . 4 压缸缸径的计算 . 4 塞宽度 B 的确定 . 5 体长度的确定 . 6 筒壁厚的计算 . 6 塞杆强度和液压缸稳定性计算 . 7 筒壁厚的验算 . 9 筒的加工要求 . 11 兰设计 . 11 缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算 . 12 封件的选用 . 14 第四章 液压系统液压元件的选择 . 16 泵的选择 . 16 泵工作压力的确定 . 16 泵流量的确定 . 16 泵电机功率的确定 . 17 压元件的选择 . 18 管的选择 . 19 7 验算液压系统性能 . 20 力损失的验算及泵压力的调整 . 20 压系统的发热和温升验算 . 22 8 液压站的设计 . 23 压站简介 . 23 箱设计 . 24 箱有效容积的确定 . 24 箱容积的验算 . 24 箱的结构设计 . 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压站的结构设计 . 29 压泵的安装方式 . 29 助元件 . 32 油器 . 32 气滤清器 . 33 位计 . 33 压油 . 34 结论 . 35 本论文取得的结果 . 35 设计中存在的问题 . 35 致 谢 . 36 参考文献 . 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘 要 液压传动系统是械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本 低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 本人系统学习了液压系统技术的知识，查阅了一些相关的文献资料，在此基础上，结合本人的设想和设计工作中需要解决的任务 关键词 ： ，油缸，液压系统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 is a of to of at To we of to of to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 绪论 述 压概况 当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善比例控制、数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，更日益显示出显著的成绩。从 17 世纪中叶巴斯卡提出静压传递原理、 18 世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，也已有二三百年历史了。近代液压传动在工业上的真正推广使用只是本世纪中叶以后的事，至于它和微电子技术密切结合，得以在尽 可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以精确控制，更是近 10 年内出现的新事物。 我国的液压工业开始于本世纪 50 年代，其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和工程机械上。自 1964 年从国外引进一些液压元件生产技术、同时进行自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。 80 年代起更加速了对西方先进液压产品和技术的有计划引进、消化、吸收和国产化工作，以确保我国的液压技术能在产品质量、经济效益、人才培训、研究开发等各个方面全方位地赶上世界水平。 压工作原理 驱动的液压系统，它由油箱、滤油器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管组成。它的工作原理：液压泵由电动机带动旋转后，从油箱中吸油。油液经滤油器进入液压泵，当它从泵中输出进入压力管后，将换向阀手柄、开停手柄方向往内的状态下，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞和工作台向右移动。这时，液压缸右腔的油经换向阀和回油管排回油箱。为了克服移动工作台时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力产生的。要克服的阻力越大，缸中的 油液压力越高；反之压力就越低。输买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 入液压缸的油液是通过节流阀调节的，液压泵输出的多余的油液须经溢流阀和回油管排回油箱，这只有在压力支管中的油液压力对溢流阀钢球的作用力等于或略大于溢流阀中弹簧的预紧力时，油液才能顶开溢流阀中的钢球流回油箱。所以，在系统中液压泵出口处的油液压力是由溢流阀决定的，它和缸中的油液压力不一样大。 液压传动有以下一些优点： 在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力，因为液压系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出 3040 倍。在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。 液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的 12%左右。 液压装置工作比较平稳。由于重量轻、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的换向。液压装置的换向频率，在实现往复回转运动时可达 500 次 /现往复直线运动时可达 1000 次 / 液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达 2000），它还可以在运行的过程中进行调速。 液压传动易于自动化，这是因为它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制的缘故。当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能实现很复杂的 顺序动作，接受远程控制。液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在失速状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。液压件能自行润滑，使用寿命较长。由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也具有较大的机动性。用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单。 液压传动的缺点是： 液压传动不能保证严格的传动化，这是由液压油液的可压缩性和泄漏等原因造成的。液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等），长距离传动时 更是如此。液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响，因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较贵，而且对油液的污染比较敏感。液压传动要求有单独的能源。液压传动出现故障时不易找出原因。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 压系统的设计步骤与设计要求 液压传动系统是械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单 、维修方便的液压传动系统。 论文研究的主要内容 本人系统学习了液压系统技术的知识，查阅了一些相关的文献资料，在此基础上，结合本人的设想和设计工作中需要解决的任务，主要进行了以下几项工作： （ 1） 拟定液压液压原理图。 （ 2） 完成油缸的设计。 （ 3） 完成液压站的设计。 （ 4）对液压系统进行校核设计 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第二章 整体方案的拟定 计思路 准备过程主要完成支持架的展开（由展开缸伸出来完成），使支持架与车身垂直；汽车与绿化带间距离调节（依靠司机目测调节）；修剪高度调节（由高度调节缸实现）；修剪宽度 调节（由宽度调节缸实现）。由于绿化带修剪并不需要太高的精度，因此高度和宽度调节由液压缸来实现比较方便，也提高了调节速度，同时降低了工人的劳动强度。修剪过程主要是液压马达工作，驱动剪刀旋转，实现修剪的主运动，同时汽车保持与所修剪绿化带平行方向行进，实现剪刀的进给运动。收支持架过程是在修剪完工后，将支持架收回（展开缸活塞杆缩回），使支持架与车身平行，便于汽车转移，同时各液压缸活塞杆缩回，使支持架保持最小尺寸。工作示意图如图 1 所示。 工作示意图 定液压原理图 此机构对液压系统的要求：展开运动要平稳，到达预定位置不应有冲击；展开到预定位置后，展开系统应该保持系统以防止对绿化带进行剪切时系统不稳定，而导致机构错位影响绿化带形状。支撑上升运动要平稳，下降过程必须有一定阻力以保持下降平稳 性，亦必须保持系统运动的平稳性，避免有冲击。系统有 安全连锁装置，以保障安全生产。液压系统原理图如图 2 所示。系统换向均采用电磁换向阀，控制按钮设计在汽车驾驶台上，方便司机操作。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 系统的主要技术特点：（ 1） 采用液压传动实现远距离的动力传动，产生直线往返的运动，满足机构运动 的要求；（ 2）剪刀的生产价格和维修费用较低，操作的自动化和可控性程度高；（ 3）机构的标准化程度较高，传动和旋转机构的大部分零件采用标准零 件。 动作分析 A、启动 ：电磁铁全断电，主泵卸荷。 主泵（恒功率输出） 电液换向阀 9 的 M 型中位 电液换向阀 21 的 K 型中位 T B、 展开缸 活塞快速下行 ： 25电，电液换向阀 9 右位工作，道通 控制油路经 电磁换向阀 18，打开 液控单向阀 19，接通 展开缸 下腔与 液控单向阀 19 的通道。 进油路：主泵（恒功率输出） 电液换向阀 9 单向阀 11 展开缸 上腔 回油路： 展开缸 下腔 电液换向阀 9电液换向阀 21 的 K 型中位 T 液压缸活塞依靠重力快速下行：大气压油吸入阀 13 展开缸 上腔的负压空腔 塞接触工件，开始慢速下行 （增压下行） ： 液压缸活塞碰行程开关 2 5电，切断 展开缸 下腔 经液控单向阀 19 快速买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 回油通路，上腔压力升高，同时切断（大气压油 吸入阀 13 上 展开缸 上腔 ）吸油路。 进油路：主泵（恒功率输出） 电液换向阀 9 单向阀 11 展开缸 上腔 回油路： 展开缸 下腔 顺序阀 17电液换向阀 9电液换向阀 21 的 K 型中位 T D、保压： 展开缸 上腔压力升高达 到预调压力，电接触压力表 12 发出信息， 2电， 展开缸 进口油路切断， (单向阀 11 和吸入阀 13 的高密封性能确保 展开缸 活塞对工件保压，利用 展开缸 上腔压力很高，推动液动换向阀 14 下移，打开外控 顺序阀 15，防止控制油路使 吸入阀 1误动而造成 展开缸 上腔卸荷 ) 当 展开缸 上腔压力降低到低于电接触压力表12 调定压力，电接触压力表 12 又会使 2电，动力系统又会再次向 展开缸 上腔供应压力油。主泵（恒功率输出）主泵 电液换向阀 9 的 M 型中位 电液换向阀 21 的K 型中位 T， 主泵卸荷 。 E、保压结束、 展开缸 上腔 卸荷后 ： 保压时 间到位，时间继电器发出信息， 1电（ 2电）， 展开缸 上腔压力很高，推动液动换向阀 14 下移，打开外控 顺序阀 15，主泵 1 电液压换向阀 9 的大部分油液经外控顺序阀 15 流回油箱，压力不足以立即打开吸入阀 13 通油箱的通道，只能先打开吸入阀 13 的卸荷阀（或叫卸荷阀的卸荷口），实现 展开缸 上腔（只有极小部分油液经卸荷阀口回油箱）先卸荷，后通油箱的顺序动作，此时： 主泵 1 大部分油液 电液压换向阀 9外控顺序阀 15 T F、 展开缸 活塞快速上行： 展开缸 上腔卸压达到吸入阀 13 开启的压力值时，液动换向阀 14 复位，外 控制顺序阀 15 关闭，切断主泵 1 大部分油液 电液换向阀 9外控顺序阀 15 T 的油路， 实现： 进油路：主泵 1 电液换向阀 9液控 单向阀 19 展开缸 下腔 回油路： 展开缸 上腔 吸入阀 13 T 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第三章 液压系统的计算 计主要技术参数 压缸的设计 制液压缸速度循环图、负载图 1、选取参数 取动摩擦系数 静摩擦系数 缸 = V 快 =100mm/s， V 工 =10mm/s，令起动时间不超过 ， 压缸的效率 液压缸的机械效率 压缸缸径的计算 参考同类 油缸所受到的负载，取到的最大负载为 4000 内径 D 可按下列公式初步计算： 液压缸的负载为推力 D 0400044 6 3 主 =463 式（ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 式中 01F 液压缸实际使用推力 4000（ 液压缸的总效率，一般取 =07 09；计算 = p 液压缸的供油压力，一般为系统压力（ 本次设计中液压缸已知系统压力 p =25 根据式（ 3到内径： D =500缸筒内径系列 /B/T 2348以取为 500 表 液压缸内径系列 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 活塞杆外径 d ： 查液压传动与控制手册根据杆径比 d/D，一般的选取原则是：当活塞杆受拉时，一般选取 d/D=活塞杆受压时，一般选取 d/D=设计我选择 d/D= d=500=350根据活塞杆直径标准取 d=360表 3塞杆直径系列 活塞杆直径系列 / 23484、 5、 6、 8、 10、 12、 16、 18、 20、 22、 25、 28、 32、 36、 40、 45、50、 56、 63、 70、 80、 90、 100、 110、 125、 140、 160、 180、 200、220、 250、 280、 320、 360 塞宽度 B 的确定 由于活塞在液压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此，它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙 过大。配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄露，降低容积效率，使液压缸达不到要求的设计性能。 活塞的宽度 B 一般取 B =（ D 即 B =（ 500=（ 300文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 取 B =350 缸体长度的确定 液压缸缸体内部的长度应等于活塞的行程与活塞宽度的和。缸体外部尺寸还要考虑到两端端盖的厚度，一般液压缸缸体的长度不应大于缸体内径 D 的 20。 筒壁厚的计算 在中、低压系统中，液压缸的壁厚基本上由结构和工艺上的要 求确定，壁厚通常都能满足强度要求，一般不需要计算。但是，当液压缸的工作压力较高和缸筒内径较大时，必须进行强度校核。 当 时，称为薄壁缸筒，按材料力学薄壁圆筒公式计算，计算公式为 式（ 3 式中，缸筒内最高压力； 缸筒材料的许用压力。 = /b n , b 为材料的抗拉强度， n 为安全系数， 时，一般取 5n 。 液压缸缸筒材料采用 45 钢，则抗拉强度： b=600全系数 n 按液压传动与控制手册 2 10，取 n=5。 则许用应力 =120 0 0 时 ,按式（ 3算 m a x m a 3 3 (该设计采用 45 钢管 ) 式（ 3 根据缸径查手册预取 =50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 此时 =0 0 最高允许压力一般是额定压力的 ，根据给定参数，所以： 5 m a x m a 3 3 =115 满足要求，就取壁厚为 120 塞杆强度和液压缸稳定性计算 度计算 活塞杆的直径 d 按下式进行校核 4 式中， F 为活塞杆上的作用力； 为活塞杆材料的许用应力， = /b n,n 一般取 4dF （ 3 式中 许用应力； M P b （ 75400位安全系数取 5，即活塞杆的强度适中） 63108010400044dF =d 取 360 3 足要求 . 活塞杆受轴向压缩负载时，它所承受的力 F 不能超过使它保持稳定工作所允许的临界负载免发生纵向弯曲，破坏液压缸的正常工作。截面形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。若活塞杆的长径比 / 10杆件承受压负载时，则必须进行液压缸稳定性校核。活塞杆稳定性的校核依下式进行 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 中，般取4。 kl r m i时 22JF l kl r m i时 21 ( )式中， l 为安装长度，其值与安装方式有关，见表 1； m 为柔性系数，其值见表 3i 为由液压缸支撑方式决定的末端系数，其值见表 1； E 为活塞杆材料的弹性模量，对钢取 211 /1006.2 ；为活 塞杆横截面惯性矩； A 为活塞杆横截面积； f 为由材料强度决定的实验值， 为系数，具体数值见表 3 表 3压缸支承方式和末端系数 i 的值 支承方式 支承说明 末端系数i 一端自由一端固定 1/4两端铰接 1 一端铰接一端固定 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 两端固定 4 表 3-3 f 、 、 m 的值 材料 28 /10 m 铸铁 时 ,缸已经足够稳定，不需要进行校核。 此设计安装方式中间固定的方式，此缸已经足够稳定，不需要进行稳定性校核。 筒壁厚的验算 下面从以下三个方面进行缸筒壁厚的验算： A 液压缸的额 定压力证工作安全： 22121()0 . 3 5 () 式（ 3 根据式（ 3到： 2223 5 3 ( 0 . 0 5 0 . 0 4 5 )0 . 3 5 2 8 . 1 2 ( )0 . 0 5 p a 显然，额定油压np=p =25足条件； B 为了避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力 ( 0 . 3 5 0 . 4 2 )n p 式（ 3 12 . 3 l o gp l s 式（ 3 先根据式（ 3到： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 12 .3 lo gp l s =再将得到结果带入（ 3到： 1 2 ( 0 . 3 5 0 . 4 2 ) 4 4 . 2 1 1 5 . 4 7 1 5 . 6np p M p a M P a M P a 显然，满足条件； C 耐压试验压力液压缸在检查质量时需承受的试验压力。在规定的时间内，液压缸在此压力下，全部零件不得有破坏或永久变形等异常现象。 各国规范多数规定 : 当额定压力 16 （ D 为了确保液压缸安全的使用，缸筒的爆裂压力 12 . 3 l o ( 式（ 3 因为查表已知b=596据式（ 3到： 8 9 P a 至于耐压试验压力应为： 1 . 5 1 0 . 5 M P a 因为爆裂压力远大于耐压试验压力，所以完全满足条件。 以上所用公式中各量的意义解释如下： 式中 : D 缸筒内径（ m ）； 1D 缸筒外径（ m ）； 液压缸的额定压力（ 液压缸发生完全塑形变形的压力（ ； 液压缸耐压试验压力（ ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 缸筒发生爆破时压力（ ； b 缸筒材料抗拉强度（ ； s 缸筒材料的屈服强度（ E 缸筒材料的弹性模量（ ； 缸筒材料的泊桑系数 钢材： = 缸筒的加工要求 缸筒内径 D 采用 配合，表面粗糙度要进行研磨； 热处理：调制， 240； 缸筒内径 D 的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差之半； 刚通直线度不大于 油口的孔口及排气口必须有倒角，不能有飞边、毛刺； 在缸内表面镀铬，外表面刷防腐油漆。 兰设计 液压缸的端盖形式有很多，较为常见的是法兰式端盖。本次设计选择法兰式端盖 （缸筒端部）法兰厚度根据下式进行计算： 04 ( - ) dh d 式（ 3 式中， h m）； d 密封环内经（ m）； 密封环外径（ m）； p 系统工作压力（ p =25文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 q 附加密封力（ q 值取其材料屈服点 353 0D螺钉孔分布圆直径（ m）； 密封环平均直径（ m）； 法兰材料的许用应力（ = s /n=353/5= 法兰受力总合力（ m） 2 2 2( ) 9 8 . 5 644 HF d p d d q K N 所以 04 ( - ) dh d缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算 连接图如下： 图 3体端部法兰用螺栓连接 12螺栓强度根据下式计算： 螺纹处的拉应力 : 6m a ( 式（ 3 螺纹处的剪应力