气压与液压传动课程设计.doc

青岛理工大学汽车与交通学院 一、 设计题目及要求设计题目：一种油压机液压系统设计工作循环：快速下降压制保压快速回退原位停止性能参数：负载移动部件自重 G = 5200压制时工作负载 FL1=17000N快速回程工作负载 FL2=7000N行程快进 140mm压制 40mm速度快速下降 6.5m/min压制 0.6m/min快速回程 6.5m/min启动时间 0.4s保压时间 40s设计要求：1.设计计算说明书一份（A4纸，15页左右），内容包括：液压传动方案分析（含负载循环图、速度循环图、工况图等）；液压系统的拟定；主要液压元件的设计计算；液压工件和辅助装置的选型；液压系统的性能验算。2.液压系统原理图和油缸结构示意图各1张（3号图纸）。二、设计计算原件选择及验算1.运动分析 工作循环如上图所示，为快进共进快退原位停止。2负载分析1）工作负载 快下： FL=G=5200N压制： FL=FL1=17000N快上： FL=FL2=7000N2）惯性负载加速 Fa1=Gv/gt=5200/9.816.5/60/0.4=143.56N减速 Fa2=Gv/gt=5200/9.810.59/60/0.4=130.30N制动 Fa3=Gv/gt=5200/9 .810.6/60/0.4=13.25N反向加速 Fa4=Fa1=143.56N反向制动 Fa5=Fa4=143.56N3）由于液压缸是在铅直方向运动，所以活塞与缸壁的摩擦很小，这里忽略不计。4）根据以上计算，制作液压缸各阶段中的负载表（m=0.91）。（表1）表1说明：1）现规定所有的矢量方向向下为正，向上为负；2）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加以考虑，本设计中取=0.9。3、绘制负载图和速度图图1图24、液压缸主要参数的确定1） 初选液压缸的工作压力 根据分析此设备的负载不大，所以初选液压缸的工作压力为3Mpa2) 计算液压缸尺寸A=F/P=19033.68/3.0/1000000m2=0.00634456m2D=(4A/）1/2=89.8mm按标准取：D=90mm因为快进、快退速度相同，所以： D=d d=63.3mm按标准取d=63mm 则液压缸的有效作用面积为：无杆腔面积：A1=D2/4=92cm2/4=63.62cm2有杆腔面积：A2=（D2d2）/4=(92-6.32)cm2/4=32.44cm2 3）活塞杆稳定性校核 根据液压缸一端支撑一端铰接取末端系数2=2，活塞杆材料用普通碳钢则：材料强度实验值f=4.9*108.pa。系数=1/5000，柔性系数1=85 ，rk=d/4=15.75，因为1/rk=6419033.68N。 所以，满足稳定性条件。4）求液压缸的最大流量 q快下=A1V快下=41.353L/minq慢下=A1V慢下=3.8172L/minq快上=A2V快上=21.216L/min5)绘制工况图工作循环中各个工作阶段的液压缸压力、流量和功率如表所示工况压力p/Mpa流量q/(L/min)功率P/W快进1.2741.353875压制2.893.8572186快退6.0421.2162136 表2 快下 压制 快退 图35、液压系统图的拟定 液压系统图是拟定，主要是考虑以下几个方面的问题：（1） 供油方式 从工况图分析可知，该系统在快上和快下时所需流量较大，且比较接近，在慢上时所需的流量较少，因此从提高系统的效率，节省能源的角度考虑，采用单个定量泵的供油方式显然是不适合的，宜选用双联式定量叶片泵作为油源。（2） 调速回路 由工况图可知，该系统在慢速时速度需要调节，考虑到系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，所以采用调速阀的回油节流调速回路。（3） 速度换接回路 由于快上和慢上之间速度需要换接，但对换接的位置要求不高，所以采用又行程开关发讯控制二位二通电磁阀来实现速度的换接。（4） 平衡及锁紧 为防止在上端停留时重物下落和在停留期间内保持重物的位置，用换向阀来维持。 图4动作快下压制快退6右侧右侧左侧11右侧左侧右侧12左侧左侧左侧 表34.确定液压缸规格和电动机功率及型号（1） 确定液压泵的压力液压泵的工作压力应当考虑液压缸的最高有效工作压力和管路系统的压力损失。所以泵的工作压力为： P泵=PI+ P其中 取0.5MPa所以P额=1.5P泵=4MPa（2） 计算液压泵流量液压泵最大流量 q泵应为q泵=kqmax其中 qmax缸所需的最大流量 k泄露系数k = 1.1 1.3 取 k = 1.2 则 q泵=kqmax= 1.2 20.6 =24.5L / min（3） 选择液压泵规格型号 由P额 及q泵 查有关手册，选用 YB-25 型单级叶片泵,该泵的基本参数为流量 q=25L/min,压力为 6.3MPa,转速 n=960rpm,容积效率容 0.9 .质量 9kg 驱动功率 4kw(电动机转速1450r/min.总效率总=0.7 )（4） 确定电动机的功率及型号由工况图可知，液压缸最大输出功率在快退阶段。快退时，管路损失P = 0.2MPa ，泵总效率泵=0.7 ，则电动机功率查阅电动机样本,选用 Y100L1-4 电动机,其额定功率为 2.2kw,额定转速为 1430r/min,效率81%，重量 34Kg。5.液压元件及辅助元件的选择（1） 元件的选择各元件的型号及规格见下表序号名称通过流量L/min型号及规格1滤油器11.47XLX-06-802双联叶片泵9.75YB-6.3/6.33、5、8、9溢流阀3.375YF3-10B4、7单向阀4.875AF3-Ea10B6三位四通电磁换向阀9.7534EF3Y-E10B10调速阀9.75AQF3-E10B11两位三通换向阀8.2123EF3-E10B12两位两通换向阀8.2122EF3-E10B14压力表Y-100T15电动机Y90S-6（2） 油管的计算与选择按管路允许流速进行计算，主油路压油管流量 q = 51l / min ，允许流量取V=4m/s ， 则管径d为 可选择内径为的油管。出油管内径尺寸按流量q=21.7l/min，V=1.5m/s来计算则出油管内径为可选择内径为16mm的油管 6.油箱容量的确定（1） 容积计算系统为冲压系统，油箱有效容量按泵流量 K=（5-7）倍确定，油箱容积 VV= k q泵=（5 - 7）q泵=（5 7） 21.7 = 90 125L三、液压系统的验算1.回路压力损失的验算由于在整个循环过程中,工进的时候压力损失最大故只要工进时的压力损失满足要求则其余情况下的压力损失都满足要求则工进时的压力损失为P =P沿程+P阀式中: P -工进时的总的压力损失之和 P沿程-工进时的沿程压力损失之和 P阀-工进时的个阀的局部损失之和设该液压系统的进,回油管的长度为 2m 油管的内径选则 16mm 的选用 L-HL32 号液压油其油温在15o 时的运动黏度 = 1.5cm2/ s ,的密度为 = 920kg / m3由连通中的流量相等可得回油路中的速度是3.3m/s 则雷诺数为 可知为层流=()+() +()=622000Pa=0.622MPa1MPa故压力损失符合要求。2.温升验算由于工作阶段占整个工作循环的时间最长，所以考虑工作时温升（1）求发热功率：变量叶片泵岁压力增加，泄露也增加，泄露很低，取泵的效率则有 pH(2)温升计算系统取油箱容积V=120L,油箱通风情况良好，则油液温升而所以合格总 结液压课程设计是我们车辆工程专业课程知识综合应用的实践训练，它虽不像毕业设计那么主要，但它也是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我们深深地体会到这句千古名言的真正含义。我们今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。说实话，液压课程设计真的有点累。因为时间很短，只有一周的时间，明显是不够的。我们七人明确分工，又相互学习，认真讨论，虽然有很多东西是不会的，但我们经过查阅书籍及网络资料，最终都解决了。当我们着手清理自己的设计成果，漫漫回味这一周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消。虽然这是我们刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令们我感到自己成熟的许多，同时它让我们感觉到了团队的力量以及合作的益处。通过这次的液压课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致液压课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有几次都是计算带数据出问题，因为不小心我计算出错，只能重来。所以说，做学问一定要脚踏实地，一丝不苟。认真对待的良好习惯，这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。短短一周的液压课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，学习了那么多的知识，今天才知道自己并不会用。总之，这次课程设计对我们的能