100T液压机液压执行机构系统设计-液压系统设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院 本科毕业论文 题 目： 100 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1103 学生姓名： 杨鹏 指导教师： 于玲 论文提交日期： 2015 年 6 月 1 日 论文答辩日期： 2015 年 6 月 5 日 毕业设计（论文）任务书 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 机械设计制造及其自动化专业 1103 班 学生：杨 鹏 毕业设计（论文）题目： 100T 液压机液压执行机构系统设计 毕业设计（论文）内容： 1、文献综述一份（ 、小四字， 3000 字以上） 2、图纸折合成 （液压原理图、装配图、零件图） 3、 计算说明书一份（ 、小四字 20 页以上） 毕业设计（论文）专题部分： 液压系统设计，液压缸设计，活塞杆设计 起止时间： 2015 年 3 月 16 日 6 月 4 日 指导教师： 签字 2015 年 3 月 16 日 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 摘要 对四柱型液压机的设计，四柱液压机主机由梁，柱，表，动梁，主缸，顶出缸，如主机设计最大工作负荷为 1000000 牛。通过液压缸的负载变化情况分析，制定液压系统原理图，对电磁铁的工作。主液压缸的设计，主要的尺寸和流量计算，主缸的交换控制行程开关、安全极限速度的旅行。根据技术要求和液压泵的设计计算选择液压元件，如 列电磁阀。通过液压系统压力损失和温升计算，液压系统的设计可以满足液压顺序循环的要求，四柱液压机 的设计可以实现塑性材料的锻造，冲压，冷挤压，矫直，弯曲成形工艺。用于液压系统的 制系统，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。 水工结构紧凑，可靠的灵敏度和动作速度，能耗小，噪音低，压力和行程可在规定的范围内调整，操作简单。 关键词 ： 四柱液压机；液压系统； 文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 o of is of of of 000 of to of of in of of of to of of gm of of is a of to of A is be is 录 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 第一章 绪论 . 1 述 . 1 展概况 . 2 第二章 液压系统 工况分析 . 3 荷的组成和计算 . 3 液压缸载荷的组成与计算 . 3 制负载图和速度图 . 4 选系统工作压力 . 5 压系统及元件的设计 . 5 定液压系统图 . 5 磁铁动作顺序 . 7 第三章 液压缸的 设计 . 9 压缸基本结构设计 . 9 压缸的类型 . 9 口部分结构 . 9 底结构 . 9 体结构设计 . 9 压缸主要参数的确定 . 9 压缸动作时的流量 . 11 的设计计算 . 11 塞的设计 . 14 塞杆的设计 . 16 向环的设计 . 18 向套的设计 . 18 盖的设计 . 20 第四章 液压元件的选择及性能验算 . 22 压元件的选择 . 22 压泵的选择 . 22 列阀简介及选择 . 23 助元件的选择 . 24 件的选择及计算 . 25 箱容量的确定 . 26 压系统性能验算 . 26 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 压系统压力损 失 . 27 压系统的发热温升计算 . 28 第五章 液压系统的 制设计 . 30 述 . 30 控制部分设计 . 30 结论 . 35 参考文献 致谢 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 述 液压机是一种以液体为工作介质，用于运输的能源来实现各种技术的机械。液压机广泛应用于各种领域的机械行业。在工业机械等领域，液压机适用于粉末产品，钻石的形状，砖成型，塑料制品，磨料产品，修订打桩，橡胶注射成型等工 作非常不同的领域。 液压机主要由本体，电力系统，液压控制系统三部分组成。三梁四柱型是最常见的类型，如图 1示。简单的结构组成，结构简单，对很多工作压力实现，更大的工作空间，适应性强，因此，有利于大型工件或更长的抑制，高；由于零件结构简单，所以布置灵活，可与工艺要求的定向排列；活性横梁总行程和速度可以在一定范围内，相当程度上的调整，以适应不同的要求，速度快的过程；通过阀门的不同组合实现不同的工艺流程；安全性能高，不易过载保护模具；工作顺利。冲击，振动，噪音小，有很多工人和车间的好处。图 1柱液压机 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 2 展趋势 随着电子技术，计算机技术的发展，信息技术的应用，自动控制技术和新技术，新材料的发展，液压传动技术的应用也在不断的创新。 19 发展迅速，已广泛应用于国民经济各个部门，是一个广泛和快速的发展，成为机床行业的一个重要组成部分。我们的液压机只有 50 年的发展历史，在 80 年代，我国液压机开始进入发展阶段。目前，我国已经建立了自己的设计和制造液压。 由于液压系统和液压机的结构，它是完美的，而液压机是一种体现在国内外的发展新目标不仅体现在自动化过程可以实现自动诊断和调节系统，具有故障预处理；液压元件集成化，标准化，减少液压系统管道的连接和集成，泄漏损失和污染预防和控制。标准化和机械维修配件方便。 从国际上来看，由于技术的发展，模型没有太大的差异，在国内和国外，大部分的区别在于加工和装配。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压系统工况分析 3 第二章 液压系统工况分析 四柱液压机的工作过程如下：在液压缸开始滑动，“快速向下缓慢的压力继续对泄压换向快速返回原位停止运动循环；液压缸启动滑块下，实现“背上呆下来原位停止”的动作循环。如 2所示。图 2压机工作循环图 荷的组成和计算 液压缸载荷的组成和计算 作用在活塞杆的外荷载有工作载荷擦的惯性力 引导和速度变化的结果 （ 1）工作载荷 3g （ 2）导轨摩擦载荷 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压系统工况分析 4 摩擦阻 力是指运动部件和轴承面之间的摩擦。 (2 N）； f 为静摩擦系数（ s ）和动摩擦系数（ d ） 静摩擦阻力： 0 . 2 5 0 0 9 . 8 9 8 0 动摩擦阻力： 0 . 1 5 0 0 9 . 8 4 9 0 （ 3）惯性载荷a(2 0 0a 式中 g 重力加速度； g=; v m/s）； t s）。一般机械 = 载低速运动部件和重大价值加载组件。行走机械一般取=。 以上三种载荷之和称为液压缸的外载荷。工作载荷并非每个阶段都在，如该阶段没有工作，则 = 0。由于液压缸参数未定，估算背压力 12000 N。 自重： 4900G m g N m般取 m2液压缸负载如表 2示。 表 2 液压缸各阶段中的负载 工作状态 负载组成 负载值 F/N 推力 F/ m /N 启动 速 速下行 速加压 速返回 绘制负载图和速度图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 液压系统工况分析 5 由以上分析计算绘制主液压缸负载图和速度图，如图 2 图 2 压力机液压缸的负载和速度图 选系统工作压力 在重量轻，符合成本低，效率高，体积小，结构简单，使系统的设计工作压力。表 2表 2示。本设计工作压力为 25 表 2按载荷选择工作压力 载荷 /0 工作压力 /0，取 。 A=08取 100 (3) 导向套的密封 导向套与活塞杆之间的密封采用 O 形橡胶密封圈，根据 阅，选取，密封环内径 180径 7 (4) 导向套的加工技术要求 8 / 盖。 8、 内孔和圆柱活塞杆。 米。 保证良好的润滑。 导套零件图如图 3 和 4 所示： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 20 图 3 导向套 盖的设计 (1) 缸盖的材料和结构 缸盖分为左缸盖和右缸盖，其中一个油口位于左缸盖之上。缸盖的材料选择 45钢。 (2) 缸盖的尺寸的确定 为定位基准，气缸盖与气缸壁接触面。气缸头的大小是由导向套，气缸，活塞杆和夹具的尺寸确定。通过安装条件确定法兰尺寸。 220 毫米的内径相同，基本尺寸 取相同的环直径 200 毫米。 (3) 缸盖的技术要求 a、 导向孔的表面粗糙度 米的应。 b、 与气缸直径孔采用 着活塞杆的活塞对 径缓冲合作。 米的偏差。 c、 与气缸端面与活塞端面对轴线的垂直度误差接触不超过 米，直径 100毫米，按 7 级精度的选择。 前后端盖如图 3 3示： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 21 图 3 前端盖 图 3 后端盖沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 22 第四章 液压元件的选择及性能验算 压元件的选择 根据系统的需求和设计，选择合适的液压元件，液压系统中有一个重大的决定，所以液压元件的选择要适当。 压泵的选择 液压泵系统装置的能量，它为系统提供压力 油，在液压系统中起着心脏的作用。系统工作周期主要是由相对低压力大流量快速前进，快速返回行程是在高压力、小流量的两阶段相应的工作流程进行，最大流量和最小流量的比例是非常大的，其相应的时间比小。这表明该系统工作在一个工作循环中的高压小流量的时间。 从提高系统的效率，由于大的额定压力（ 25 它的体积和速度调节阀，节流阀联合调速电路，一方面可以稳定运行的稳定性和速度，另一方面，能适应交通，降低系统的功率损耗和发热。 因此液压泵选用径向柱塞泵。 a、确定液压泵的最大工作压力P 1（ 4 式中： 5 P 根据实验数据选择，线路简单，流速不大的取 P =（ 路复杂，进口有调速阀的取 P =（ 从对部分工况分析，最大工作压力的液压缸在工作阶段， 1P =25 由于工作进入液压缸的输入流量的舞台很小，进油成分较少，所以选择泵缸进油压力损失 P =以，25+ 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 23 b、 确定液压泵的流量 : 液压缸的输出流量为： m vp 一般取 k= 工作过程中与节气门控制系统，还必须结合溢流阀的最小流量，一般取 4 ,最大流量出现在快进阶段，所以 60L/4 ） c、选择液压泵和电动机的规格 : 根据以上的和值，根据提出的液压泵系统中的形式，从人工检查相应的液压泵，将 有一定的压力，使液压泵，泵的额定压力一般选择 25%至 60%大于最大工作压力。同时，通过产品样本驱动检查泵的功率是 10 千瓦，这个值完全可以满足系统的需求。选择 218动电机型号，其额定功率为 55 千瓦， 1500 转 /分的速度。 列阀简介及选择 （ 1）概述 列液压阀，包括压力，流量，方向控制三大类， 70 多个品种的系列，近 3000种规格的液压阀是根据液压系统的研制和开发的特殊需要，满足用户的需求。 （ 2） 列阀的选用 根据液压系统的工作压力和通过阀的实际流量元件和辅助 元件，结合设计要求，选题的具体型号和规格的液压元件，如下： 名称 型号 额定压力 最大流量 1) 三位四通电磁换向阀： 3110R 16 25L/) 溢流阀： 63L/) 顺序阀： 63L/) 二位四通电磁换 向阀： 22B(E) 16 25L/) 单向阀 16 40L/) 背压阀 25L/) 液控单向阀 16沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 24 8) 节流阀 16 25L/ 辅助元件的选择 （ 1）滤油器的选择 油过滤器：主要因素必须在过滤性能和过滤材料相容性的选择考虑；通过与流量和流量的波动程度，更换油滤器；工作压力与系统压力稳定和随时间变化的；系统的工作温度，以及系统要求的过滤精度，等等。 选择滤油器应注意以下几点： 1）过滤器安装注意机油滤清器壳标记并正确安装在系统中的流动方向的时候； 2）当过滤器压差指示器显示红色信号，在清洗或更换过滤器及时； 3）清洗或更换过滤器，防止外界污染入侵系统； 4）原有的金属编织方孔筛网过滤器清洗，可用刷子刷洗汽油， 等； 5）滤芯清洗时，应封锁端口过滤，防止清洁污物进入过滤器内造成污染的腔； 6）过滤器的工作能力，取决于滤筒的过滤面积，本身的性能，润滑油的粘度和温度，前后的压差和过滤，油中的固体颗粒含量。的压差过滤网关，更大的阻力较小，油的过滤能力大。 根据上述要求，本课题选择滤油器型号 : 200 （ 1） 空气滤清器的选择 一般应盖上空气过滤器的设置，包括空气滤清器、机油滤清器。 选择：2技术参数：空气阻力 油网孔 （ 2） 选择压力表 选择： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 25 （ 3） 选择液位仪 在池壁水平仪上设置的水平，表明水平位置。选择： 件的选择及计算 （ 1） 确定油管的内径 在大多数液压系统泄漏的问题出现在管道接头，因此对接头形式的确定，管道和管道的安装应考虑设计。 油管直径不宜选择太大，不太小。对大型结构过大，容易使液压设备。过小，容易使液体流量的增大，系统压力损失增加或产生振动和噪声，影响正常工作。 管道的内径： d= （ 4 式中：（ ） v （ ） 允许流速的推荐值如表 4 表 4 允许流速推荐值 液体流经的管道 推荐速度 液压泵吸油管道 般常取 1 液压系统 压油管道 力高，管道短，粘性小，取最大值 液压系统吸油管道 此管道直径计算如下： 液压泵吸油管道： 1d = 13. 14 60/10604 = 取 1d =40压系统压油管道： 2d = 53. 14 60/10604 = 取 2d =20 压系统回油管道： 3d = 1. 53. 14 60/10604 = 取 3d =30阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 26 （ 1） 管路、管接头的选择 管接头油管和油管，它必须具有安装方便、连接牢固，密封可靠，外形尺寸小，流通能力大，压力损失小，工艺性好的要求。 管螺纹端连接线采用国家标准米制锥螺纹（ 普通细牙螺纹（ M）。细牙螺纹密封性好，常用于高压系统，但应结合或 O 型密封环端面密封垫片。 在大多数液压系统泄 漏的问题出现在管道接头，因此对接头形式的确定，管道和管道的安装应考虑设计。 在这里选择端直管接头卡套式管接头（ 具有结构简单，性能好，重量轻，体积小，使用方便，无需焊接等一系列优点。 箱容量的确定 当最初的设计，根据经验公式确定油箱的容量。 经验公式为 a（ 4 =10 756L 式中： L/ a 表 4 表 4 经验系数 a 系统类型 行走机械 低压机械 中压系统 锻压系统 冶金机械 a 10 所以圆罐后选择有效容积 V = 800 L，根据机械设计手册单打液压传动，”乍得槽的长度，宽度和高度的整体尺寸为 1300 毫米，分别为 1000 毫米和 1300 毫米。分离罐一般有 4 毫米钢板焊接。在这里选择 6 毫米的罐壁厚度，底板厚度应 大于墙的厚度，选择 10 毫米， 10 毫米厚的盖子。 压系统性能验算 液压系统初步设计中的一些参数进行了估计，在系统的实际情况来看，涉及到各种各样的性能分析。主要包括液压回路各段压力损失的计算，统计损失和系统效率，沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 27 冲击压力和加热温度，等。 压系统压力损失 压力损失包括管路的沿程 损失 1p ，管路的局部压力损失 2p 和阀类元件的局部损失3p，总的压力损失为 321 pp （ 4 由于供油流量的变化，其快上是液压缸的速度为 27mm/s 此时油液在进油管中的流速为： p / （ 1） 沿程压力损失 设系统采用 压油。室温为 20时，运动粘度 =1.0 10 2， 所以有： d/Re v 2300。液压油在金属管中为层流流动，则阻力损失系数 1/755 。若取进，回油管长度均为 液的密度为 3/m ，则其进油路上的沿程压力损失为： 2l 21 （ 4 = 01040 0 =10 = 2） 局部压力损失 局部压力损失包括管道安装和管接头和液压阀的局部压力损失压力损失，一般以摩擦压力损失的 10%；而通过阀的流量大小，后者。 同理：快上时的回油路上的流量 mi n/n/3 7 9 941 2 5 q 则回油路油管中的实际流速 030460102 4 . 9 9沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 28 由此可以计算出 43 e 5307(湍流 ) 则 1 ，按 0 7 8 9 = 3） 总的压力损失 由上面的计 算所得可求得 2121p （ 4 = 9 9 41 2 5 6 00 . 0 0 1 5 70 . 0 0 1 5 7 ）（= 液压系统的发热温升计算 在整个工作周期，工作时间最长的阶段，最大的和热值。正常情况下，工人进入大功率损耗引起的发热值越大，所以只考虑工人的热值，然后把它的价值分析。 当 V=12mm/s 时，即 v=720mm/m i n/i n/i n/22 此时泵的效率为 的出口压力为 有 8060 口入 =输出 即 出此时的功率损失为： 口出口入 （ 4 假定系统的散热状况一般，取 23 /1020 ， 油箱的散热面积 A 为 223 23 2 （ 4 系统的温升为 = （ 4 房间的温度是 20，和热平衡温度为 根据机械设计手册成大先沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压缸的设计 29 油箱温度一般推荐 30 65，计算表明，没有超出允许范围。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 液压系统的 制设计 30 第五章 液压系统的 制设计 述 随着可编程控制器 制部分的设计。 一种计算机具有通用计算机，这是类似的结构，由中央处理单元（ 存储器（ 输入 /输出（ I/O 接口和电源 。但它比一般的电脑连接到接口的工业过程和更多的直接自适应控制的编程语言。 制部分设计 以欧姆龙 制，选择 40 芯片，该芯片的输出形式为 T / O 循环扫描并立即刷新，可实现 40 点晶体管项目。编程语言是一种梯形图。输入 12，输出 00000 01000 点。 采用梯形图编程方法，工艺流程一步步进行，所以根据流程图编写要求。 因为它是循环的过程，所以几个参加了编程时间延迟。 图 5用中间继电器控制交流接触器线圈电流和损耗，从而控制大负载， 完成从低电压直流交流控制过渡。 图 5电器 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 液压系统的 制设计 31 表 5 5示 10 输入地址和 7 个输出，电路中的接线图和梯形图程序所指出的，很容易在口译过程中的内容的理解。 表 5入元件地址分配表 控制元件 符号 编号地址 电机开关 0000 快速下行按钮 0001 慢速下压行程开关 0002 保压压力继电器 0003 卸压回程开关 0004 顶出缸停止按钮 0005 顶出缸顶出按钮 0006 顶出压力停止压力继电器 0007 返回按钮 0008 总停止按钮 0009 表 5出元件地址分配表 控制元件 符号 编程地址 电动机 1100 电磁阀接触器 11000 电磁阀接触器 21001 电磁阀接触器 31002 电磁阀接触器 41003 电磁阀接触器 51004 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 液压系统的 制设计 32 电磁阀接触器 61005 图 5艺流程体现了整个系统的工作过程，清晰的表达系 统的运行状况。 图 5要工艺流程 压机工艺动作： 调整：按下相应的按钮来获得相应的处理动作，松开停止。 半自动过程的动作：按下双手按钮，你可以得到滑块的快与慢下压制（压力），卸压回程 绘制过程：按下双手按钮，你可以滚出去在滑块快，慢下来压制（压力），卸压回程 程序梯形图 5下 : 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 液压系统的 制设计 33 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 液压系统的 制设计 34 图 5序梯形图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 液压系统的 制设计 35 结论 1. 本课题是对液压系统的一个详细设计。通过这次毕业设计，对当前液压技术的发展概况和今后的发展趋势有了仔细的了解。 2. 对主液压缸进行工况分析，确定负载图和速度变化图，拟定液压原理图以及电磁铁动作顺序表。 3. 根据液压原理图并从系统的技术要求出发，选择液压元件。本设计采用了径向柱塞泵作为供油源以及 列液压阀。 4. 对主液压缸进行设计，确定各部分参数，绘制液压缸。 5. 本设计采用 制系统。操作清晰。维修方便。 6. 在查阅大量资料基础上还可对设计进行改进。在支撑部分安装二通插装阀可避免液压机横 梁下滑及响声问题。限于时间紧迫还未能设计。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章 液压系统的 制设计 36 参考文献 1谊 北京：机械工业出版社， 2000. 2液压工程手册 械工业出