液压课程设计心得体会

1 / 26液压课程设计心得体会液压课程设计总结通过这段时间的设计，认识到自己的很多不足，自己知识的很多盲点和漏洞知识和实践的差距。比如这次的集成块的设计，在做课程设计之前，我根本不知道什么是集成块。通过的这次课程设计才知道液压阀的组装方法和控制系统的方法，以及液压的系统的工作方式。这是液压课本书上没有的，所以我发现了自己的很多知识上的盲点和理解错误。我的理论和实际联系的能力还有待提高。液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。2 / 26本次设计涉及了液压传动大部分知识，还有就是solidworks 作图.CAD 作图和 word 文档的处理。也使我们很好的将课本上的知识与实际结合起来，收获颇多，特别是手机资料和信息的能力。这也是我们大学期间一次难得的机会，总之是受益匪浅。22目录一 明确工作要求，进行工况分析二 液压系统原理分析及设计三 确定液压缸的主要尺寸四 液压元件的选用及设计五 系统发热温升计算六 心得体会3 / 26七 参考文献一 明确工作要求，进行工况分析.工况分析 液压缸的负载主要包括：工作阻力、惯性阻力、重力、密封阻力和背压阻力等。 设计题目已经在上面给出，是小型油压机液压系统设计，在本液压系统中液压缸的主要负载有：上滑块的自重、压制时的负载、快速回程时的负载。一般的油压机多为四立柱 式，本设计亦采用此结构。油压机的上滑块的重量均较大，足可以克服摩擦力和回油阻力自行下落。工作循环为： 启动快速下降压制保压快速回退原位停止。由于启动时间较短，在设计开始暂 不考虑惯性阻力。密封负载是指密封装置的摩擦力，其值与密封装置的类型和尺寸、液压缸的制造和油 液的工作压力有关，在未完成液压系统设计之前，不知道密封装置的参数，密封负载无法 计算，一般用液压缸的机械效率?cm 加以考虑，本设计4 / 26中取?cm =。 背压负载是指液压缸回油腔被压所造成的阻力。在系统方案及液压缸结构尚未确定之 前，在负载计算时可暂不考虑。启动阶段 上滑块在重力的作用下自行下滑 快速下降阶段 仍在重力的作用下下滑压制阶段 保压阶段 快速回退阶段需要压制力 FL1 ? 17000N ，运动方向向下，重力可抵消一部分压 制力负载情况和压制阶段相同需要压制力 FL 2 ? 7000N ，这一阶段要考虑到重力原位停止阶段 负载只有重力作用根据以上分析，可计算出液压缸的各个动作阶段中的负载见表 1。 表.1液压课程设计论文5 / 26绘制液压缸的负载图和速度图 根据上表数值，绘制液压缸的负载图和速度图，这样便于计算及分析液压系统，如下 图.1 所示。图.1 液压缸的负载图和速度图(a) 负载图 (b) 速度图二液压系统原理分析及设计快速下行、压制回路的选择 液压机液压系统的特点就是产生大的输出力，为了获得很大的压制力，可采用高压泵供压和大直径的油缸，而后者比较常用.当启动后，上滑块快速下行时，就需要大量 的油液进入液压缸的上腔。若采用大规格的泵，不仅造价高，而且在压制、保压、回退 时损失较大。本设计采用充液筒来补充快速下行时液压泵供油不足，这样使系统功率利 用更加合理。在压制时可采用关闭充液筒，泵供油来实现。如图.26 / 26保压回路的选择 本系统采用液控单向阀和单向阀的密封性和液压管路及油液的弹性来保压，要求液压缸等元件的密封性好。如图.3泄压回路的设计 为了防止高压系统的液压缸的换向时的液压冲击，需要设计泄压回路。 具体是对换向过程进行控制，先使高压腔压力释放后，再切换油路。如图.4液压课程设计论文图.2 快速下行、压制回路设计图.3 保压回路的设计图.4 泄压回路的设计液压课程设计论文油源选择 由于设计要求，在压制时负载大速度低，在快退时负载小速度较高。为了节省能源，7 / 26减小发热，油源选用变量泵供油。本设计的系统中采用限压式变量叶片泵，为了保证系统 的安全，在泵的出口处并联一个溢流阀起安全作用。如图.5图.5 油源设计动作转换的控制方式选择 在压制后，有规定的保压时间，在保压后，上滑块开始回退。本设计中采用时间继电 器配合三位四通电磁阀实现动作的转换。液压基本回路的组合 将已选的液压回路，组合成符合设计要求的液压系统并绘制液压系统原理图。如图.6所示为组合后的液压系统原理图，对于此原理图可以简要地分析如下：1）.快速下行当电磁铁 1YA 通电后，先导阀 3 和上缸换向阀 7 左位接入系统，液控单向阀 I 2 被打 开。系统主油路走向为：8 / 26进油路：液压泵顺序阀 10上缸换向阀 7 左位单向阀 I 3 上液压缸 5 上腔 回油路：上液压缸 5 下腔液压单向阀 I 2 上缸换向阀 7 左位油箱上滑块在自重的作用下下行，这时，上液压缸上腔所需的油量较大，而液压泵的流 量又较小，其不足部分由充液筒 6 经液控单向阀 I1 向液压缸上腔补油。2）.高压下行当上滑块下行到接触工件后，因受阻力而减速，液控单向阀 I1 关闭，液压缸上腔压 力升高实现慢速加压。这时的回油路走向与快速下行时相同。 3）.保压当上液压缸上腔压力升高到使压力继电器 8 动作时，压力继电器发出信号，使电磁 铁 1YA 断电，则先导阀和上缸换向阀位于中位，保压延时。保压时间由时间继电器控制。保压时，除了液压泵在较低压力下卸荷外，系统中没有油液流动。卸荷回路为：液压泵顺序阀 10上缸换向阀 7油箱9 / 26液压与气压传动 课程设计说明书题 目：专 业：年 级：学 号：姓 名：指导教师：日 期：液压站集成回路及集成块设计 机械工程及其自动化(数控方向职师班) 2016 丁黎光2016 年 6 月 26 日目录一、课程设计的目的、性质和基本要求1课程设计的目的2 2课程设计的性质2 3课程设计的基本要求2二、课程设计的主要内容1课程设计的题目2 10 / 262课程设计要完成的主要内容 2三、液压集成块设计31. 集成块的介绍 32集成块的设计5四、课程设计心得体会9五、课程设计参考资料10六、致谢书 10一课程设计的目的、性质和基本要求1课程设计的目的培养学生综合运用液压与气压传动课程的理论知识与生产实际知识分析、解决工程实际问题的能力，以进一步巩固、深化、扩展本课程所学到的理论知识。11 / 26通过设计基本技能的训练，使学生掌握液压与气压传动系统设计的一般方法与步骤，为以后的毕业设计乃至实际工程设计奠定必要的基础。2课程设计的性质液压与气压传动课程设计是学生学习液压与气压传动课程后进行的一个十分重要的实践性环节。3课程设计的基本要求掌握液压系统设计的基本要求；能查阅和液压与气动有关的国家标准、规范、手册和图册等技术资料；掌握液压与气动元件的结构、工作原理与性能，并能合理地选用；掌握液压与气动典型基本回路的工作原理与特点，并能合理的选用；12 / 26能正确地绘制和阅读液压与气动系统图；能根据液压与气动系统图和各个元件的标准设计液压与气动系统的集成块；二课程设计的主要内容1课程设计的题目图 调压回路 YJ25 二孔 130*120*72 2课程设计要完成的主要内容基本内容设计并绘制液压与气动系统的集成块 基本要求1）掌握对液压与气动系统的集成块设计2）能根据液压与气动系统图和各元件的标准设计液压与气动系统的集成块三液压集成块设计13 / 261.集成块的介绍集成块这种结构是液压集成的最早形式，在我国已经普及并广泛地应用在各种系统中，大多数底板式标准元件较为定型，这给广泛使用集成块式的连接装置提供了有利的条件，虽然广州机床研究所设计的 JK 系列、大连组合机床研究所设计的 EJKH 系列和上海机电设计院设计的 YJ 系列都有较为完整的通用回路块组图纸，但仍有些回路块组需自己设计，大约占系统回路的 20%-30%。1)通用集成块组的结构集成块组，是按通用的液压典型回路设计成的通用组件。它由集成块、底块和顶盖按顺序叠积，用四只长螺栓垂直固紧而成。液压元件一般安装在集成块的前面、后面和右侧面，左侧面不允许安放元件，留着连接油管，以便向执行元件供油。为了操纵方便，通常把需要经常调节的元件，如调速阀、溢流阀、减压阀等，布置在右侧或前面。14 / 26元件之间的联系借助于块体内部的油道孔。根据单元回路块在系统的作用可分为调压、换向、调速、减压、顺序等若干种回路块，每块的上下两面为叠积结合面，布有公用的压力油孔 P 回油孔 O 泄露油孔 L 和连接螺栓孔。在 YT 系列中，因泄露油与螺栓孔相通而省略了 L 孔。2)集成块的特点从集成块的组成原理图可以看出集成块由板式元件与通道体组成，元件可以根据设计要求任意选择，因此，集成块连接装置广泛地应用在机床及组合机床自动线中，其工作压力为?106?106pa，流量一般为 30?60L/min。集成块与其他连接方式相比有以下特点：可以采用现有的板式标准元件，很方便地组成各种功能单元集成回路，且回路的更换很方便，只需更换或增、减单元回路块就能实现，因而有极大的灵活性。15 / 26由于是在小块体上加工各种孔道，故制造简单，工艺孔大为减少，便于检查和及时发现毛病。如果加工中出现了问题，仅报废其中一小块通导道体，而不使整个系统报废。系统中的管道和接头可以减少到最少程度，使系统的泄露大为减少，提高了系统的稳定性，并且结构紧凑，占地面积小，装配与维修方便。由于装在通道体侧面的各种液压元件间距离很近，油道空目 录引 言 . 2 第一章 明确液压系统的设计要求 . 2 第二章 负载与运动分析 . 3 第三章 负载图和速度图的绘制 16 / 26. 4 第四章 确定液压系统主要参数 . 4确定液压缸工作压力 . 4 计算液压缸主要结构参数 . 4 第五章 液压系统方案设计 . 7选用执行元件 . 7 速度控制回路的选择 . 7 选择快速运动和换向回路 . 8 速度换接回路的选择 . 8 组成液压系统原理图 . 8 系统图的原理 . 9 17 / 26第六章 液压元件的选择 . 11确定液压泵 . 11 确定其它元件及辅件 . 12 主要零件强度校核 . 13 第七章 液压系统性能验算 . 15验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 . 15 油液温升验算 . 17 设计小结 . 18 参考文献 . 19引 言18 / 26液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。第一章 明确液压系统的设计要求要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：启动快进工进快退停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：19 / 26轴向切削力 Ft=20000N，移动部件总质量 G10000N；快进行程 l1=100mm，工进行程 l2=50mm。快进、快退的速度为5m/min，工进速度/min。加速减速时间t=；静摩擦系数fs；动摩擦系数 fd。该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。第二章 负载与运动分析负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：夹紧力，导轨摩擦力，惯性力。在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。 工作负载 Ft工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即Ft=20000N20 / 26摩擦阻力 Ff阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。静摩擦阻力 动摩擦阻力惯性负载最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。已知启动换向时间为，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为/min，因此惯性负载可表示为 v100005Fm?m?N?如果忽略切削力引起的力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率 21 / 26W导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为Ff，则Ffs?10000?2000NFfd?10000?1000N=，根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和表 1 液压缸总运动阶段负载表液压缸所需推力情况，如表 1 所示。第三章 负载图和速度图的绘制根据上述已知数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图如图。第四章 确定液压系统主要参数22 / 26确定液压缸工作压力由表 2 和表 3 可知，组合机床液压系统在最大负载约为17000 N 时宜取 3MP。表 2 按负载选择工作压力计算液压缸主要结构参数由于工作进给速度与快速运动速度差别较大，且快进、快退速度要求相等，从降低总流量需求考虑，应确定采用单杆双作用液压缸的差动连接方式。通常利用差动液压缸活塞杆较粗、可以在活塞杆中设置通油孔的有利条件，最好采用活塞杆固定，而液压缸缸体随滑台运动的常用典型安装形式。这种情况下，应把液压缸设计成无杆腔工作面积A1 是有杆腔工作面积 A2 两倍的形式，即活塞杆直径 d 与缸筒直径 D 呈 d = 的关系。工进过程中，当孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会发生前冲的现象，因此液压缸的回油腔应设置一定的背压(通过设置背压阀的方式)，选取此背压值为 p2=。23 / 26快进时液压缸虽然作差动连接，但连接管路中不可避免地存在着压降p，且有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时取p=。快退时回油腔中也是有背压的，这时选取被压值p2=。工进时液压缸的推力计算公式为F=/m=A1p1-A2p2=A1p1-(A1/2)p2式中：F 负载力?m液压缸机械效率A1液压缸无杆腔的有效作用面积 A2液压缸有杆腔的