毕业设计（论文）-液压波纹机液压系统设计

设计波纹机液压系统设计学生姓名：XX学生学号：20xxxxxx院（系）：XX年级专业：XXXX指导教师：XX教授助理指导教师：XX讲师二〇一年五月设计PAGEII摘要PAGEIV摘要液压传动系统的设计是整个机器设计的一部分，其在现代机械的设计中占有着重要的地位。本次设计的题目是波纹机液压系统设计。这个项目的主要目的是通过使用液压辅助工具来研究其知识，以加强和深入了解知识和知识。关于液压系统计算的共同步骤和方法，以及执行机构的合理定义。从而选择标准液压元件。可以在液压系统的主要回路中使用。设计由液压系统组成，以满足生产率的基本性能。在这个研究项目中，波纹机液压系统是最重要结构之一。完成本次设计是对运用所学液压知识应用到实际中最为重要的一次检验机会，最后要完成液压回路的调试，加强动手能力。本课题要求，根据生产需要，结合实际情况，根据生产实际，对是平整出口导向台部分的液压系统进行设计，该装置主要是由液压系统作为驱动系统。设计主要是依据各种文献材料灵活的设计。根据我在学校所学的知识，深入学习书本知识。熟悉液压设计的流程以及一些计算过程。确定合理的执行器，准确规范的选用标准液压元件，掌握且可以合理的运用液压各式的基本回路，可以满足液压系统在实际生产中的基本要求。关键词：波纹机，液压系统，液压设计AbstractThedesignofhydraulicdeviceismainlydrivenbythehydraulicsystem.Thedesignismainlybasedontheofthewholemachinedesign,whichplaysanimportantroleinthedesignofmodernmachinery.Thetopicofthisdesignisthehydraulicsystemdesignoftheauxiliarymachineintheoutletsectionofthesteelpipepiercingmachine.Thepurposeofthisprojectistodeviceismainlydrivenbythehydraulicsystem.Thedesignismainlybasedontheflexibledesignenhanceanddeepenknowledgeandknowledgebyusinghydraulicaidstostudytheirknowledge.Thecommonstepsandmethodsofhydraulicsystemcalculationandthereasonabledefinitionofactuatorarediscussed.Thestandardhydrauliccomponentsareselected.Itcanbeusedinthemaincircuitofhydraulicsystem.Thedesignconsistsofahydraulicsystemtomeetthebasicperformanceofproductivity.Inthisresearchproject,theauxiliarymachineoftheexitsectionisoneofthemostimportantstructuresofthesteelpipepiercingmachine.Thedeviceismainlydrivenbythehydraulicsystem.Thedesignismainlybasedontheflexibledesignthehydraulicknowledgetopractice.Accordingtotherequirementoftheproject,thehydraulicsystemoftheguideplatformoftheflatexitisdesignedaccordingtotheactualproductionsituationandtheproductionneeds.Thedeviceismainlydrivenbythehydraulicsystem.Thedesignismainlybasedontheflexibledesignofvariousliteraturematerials.AccordingtowhatIhavelearnedinschool,Iwillstudybooksindepth.Familiarwithhydraulicdesignprocessandsomecalculationprocess.Determiningreasonableactuators,selectingstandardhydrauliccomponentsaccuratelyandnormatively,masteringandusingvariousbasichydrauliccircuitsreasonablycanmeetthebasicrequirementsofhydraulicsysteminactualproduction.KEYWORDS:Steelpipe，Hydraulicsystem，Hydraulicdesign目录TOC\o"1-3"\h\u10454摘要 I1266Abstract II17589第1章绪论 4101971.1液压技术应用 4315321.2液压的发展趋势 479871.3液压传动 5236631.4设计目的与要求 624180第二章·波纹机液压系统设计 7189822·1波纹机液压系统主要技术指标 753792·2波纹机液压系统原理图设计 884502.2.1要考虑的基本问题 8132952.2.2确定液压系统图 1282822·3液压系统设计计算 12198882.4液压元辅件的选择 1418792.4.1液压泵的选择与计算： 1423272.4.2电动机的选择： 16237222.4.3连轴器的选用 17267952.4.4液压阀的选择 19155972.4.5系统性能验算 1929187结论 2311552致谢 2423772参考文献 25

第1章绪论1.1液压技术应用液压技术是关于液体流动和液体压力规律的研究。现如今，随着工业的迅速发展，液压技术也得到了空前绝后的快速发展，涉及的领域几乎包涵了各个工业生产部门。特别是在机床行业中，液压传动可以实现无级调速，并在往复运动中实现频繁换向，所以其应用在不断扩大和改进。液压传动相比于机械传动有着机械传动无法比拟的优势，它是靠着液体传递动力，轻而易举的可实现非常大的力和力矩，并且传动的功率大，可无级调速，并且可使执行机构运动更加平稳，操作还简单。对操作者的要求不高，结构形式简单维护保养方便，元件使用寿命长等等的优点。1.2液压的发展趋势液压技术渗透到许多领域。液压传动比机械传动具有无可比拟的优势。它依靠液体来传递动力。它可以轻松实现非常大的力和力矩。它还具有高功率，无级调速，可使执行机构的运动更稳定，操作简单。液压技术已经囊括到到了许多范畴。不仅仅是像以前一样单一的在工业上发光发热了，在民用阶段也是起到了很多至关重要的作业。在机床设计、工程机械应用，冶金的机械控制以及塑料机械、农业土地的中机器运用、甚至在汽车制造，以及各种与船相关的设计等行业发展迅速。不管是在发展中国家还是发达国家，液体压强控制与传动都是一个国家工业发展程度的体现，甚至可以体现出一个国家的综合实力，中国已经经历过了全民发展工业的时代，而其中的液压传动控制则占据了工业发展的百分之九十以上。液压发展的这几年来，中国的液压和气动密封件行业。通过秉持着技术发展与进步的观念帮助着新产品研究发明，在不断的探索之中总结经验与教训，取得了特别出色的成果。其中创造出了一系列的高新技术产品，帮助国家在冶金、锻压、矿山行业做出了跨越式的进步。而且在重要的大型成套配置，如液压机和各种阀门制造行业都创造出了不可磨灭的效果。最近在天津的一家公司还发明了新型的三种齿轮泵，将液压系统的体积进行了大范围的压缩，在工作的时候给予压力一样保持得很高，能够实现负载强和音量低等效果。工作时达到的性能效果和作用都遥遥领先于别的公司。太重榆液有限公司发明设计的高性能通轴的齿轮泵。已经被大范围的应用在工程、冶金工业和一些矿山机械的领域。除此，南方也有广液公司设计生产的高压高性能的叶片泵。还有许多随着液压这几年快速发展应运而生的新型液压公司，都研究设计出应用在不同领域不同设备的液压产品，为我国工业发展添砖加瓦。无锡气体动力学技术研究所有限公司，为各种自动控制设备设计开发各种独特的液压产品，提供有力的液压技术支持。1.3液压传动液压回路并非每一个生活中触手可得的器件一样简单装配就可以使用了，液压回路需要在一定的条件下，各个液压部件在符合规定的配合下，并且在同一个液压回路中各自发挥作用时才能够形成一个完整的液压回路。一个完整的液压回路是可以完成设计的工作要求的，所以在电路连接下的液压回路中，就是一个液压系统。机械制造离不开各种液压的配合，比如柴油机，铣床，钻床等，液压的发展是保证零件的加工质量，提高生产加工效率，降低生产成本，减轻劳动强度，降低对工人技术要求，可以实现的生产自动生产过程中重要的过程，虽然标准处理等，高度智能化的设备已经在我国加工生产企业中被广泛使用，但是，在大多数情况下都机床行业，在我国机械化流水生产线的生产规模，目前，一个设计的机床特别有效的东西来满足生产纲领的要求批量大，液压设计的基本要求，这是我们必须掌握的各种液压设计思维方式，将被应用到实际的生产中，从那里继续提升自己的知识对所学理论和应用计划不可能不是完整的知识在大学专业课进行巩固和强化，可以锻炼自我发展的能力，对后来个人发展很有益处[7]。完整的传动组合物包括动力源，传动系统和致动器。电源机是机械能源，包括电机和内燃机;执行器是机械直接外部动作的机制;传动系统用于连接电源机和工作系统。通过传动系统可以实现动力或能量传递，转换和操纵，并且可以实现致动器的力或力矩和工作。费率和位置标准。1.4设计目的与要求1．设计的目的液压毕业设计是一个综合性很强的任务，要求我们毕业生完成并达到以下目标：1.1通过学习和查阅相关书籍和资料，达到熟练设计液压系统，并了解相关的计算步骤，培养我们设计液压系统的能力；1.2确定执行系统的准确、合理的实施，标准液压元件正确的选择；要对基本回路了然于心正确使用满足该系统性能的基本要求；1.3熟悉并使用相关国家标准及机械设计标准、设计说明书等技术资料及产品样品。提高学习的计算能力以及CAD绘图制图的能力，提高自己基本的专业技能水平。设计的要求2.1设计必须从实际出发。必须考虑设备的可实用性的问题，还有经济成本必须考虑。再者就是设备的操控和保养维护一定方便简易。还有一点是考虑设备产品的安全性。在设计计算时，应考虑选用一些性能优质、成本较低的元件，最好是通用件，这样不仅保证了设备产品的质量还方便了日后的维修。2.2独立完成设计。收集和参考类似的机械设计，但一定要了解，学会运用其中的原理。2.3在毕业设计的过程中，要对所涉及的课本，资料，公式，原理，系统，画图软件都十分熟悉。

第二章·波纹机液压系统设计波纹机中的重要构成部分之一是液压系统。液压系统在设计过程中，要满足波纹机的全部需要，构成简单易懂、运行可靠安全、使用寿命长、工作效率高、成本价格低、后期维修保养方便等。在设计液压系统时，也要和别的设计一起参考，来保证波轮机的完整性。2·1波纹机液压系统主要技术指标一·设计内容：由5个执行元件在这次设计200升钢桶设备中“波纹机”的液压系统中。第一个在上料液压缸上（φ40/φ22—500），一个左右两边主轴箱液压缸上（φ80/φ45—400），另一个左右液压缸上（φ100/φ55—120）。二·工艺动作要求：开始位置：波纹轮上升→两边主轴箱向后→上料器向后运行过程：上料器上升→两边主轴箱向前夹住钢桶→上料器向后→波纹轮下降→波纹轮停止压力不变→波纹轮上升→两边主轴箱向后三·工艺参数：1、动作时间要求：上料器上料8秒左右主轴箱前进6秒左右波纹轮下降3秒2、其他要求：1）、两边的主轴箱同时进行上升、下降2）、两边的波纹轮同时进行上升、下降3）、设备工作环境温度：—2℃～35℃4）、限位开关控制每个油缸的具体运行位置5）、上料器与两边主轴箱同时运动时，有80.0Kg/cm²的工作压力6）、两边波纹轮同时运动时，有120.0Kg/cm²的工作压力2·2波纹机液压系统原理图设计设计波纹机的重要部分之一是液压系统。按照波纹机的需要设计运行回路，把设计出来的回路进行测试，选择有效地回路作为液压系统。2.2.1要考虑的基本问题（一）确定和选择基本回路1)、调压回路用控制系统运行所产生的基础工作压力，这个数值不能超过之前设定的值，或是在机械正常运行中每个环节产生的不同工作压力，就是调压回路。图2.1调压回路2）、减压回路在系统某些元件把压力调到低压运行，这时候就可以用减压回路了，减压阀构成的减压回路。图2.2减压回路3）、卸荷回路在液压系统运行中，运行元件需要停止2s的时候，这时候要使液压泵用很少的功率工作，或者是停止一切运行工作，这样都要卸荷，才不会影响机械的使用寿命，所以，设计卸荷回路也是一个重要的环节。图2.3卸荷回路4）、锁紧回路锁紧回路可以加强活塞在任何一个位置上暂停，还可以起到防波动的作用。图2.4锁紧回路5)、同步控制回路同步控制回路是实现多个执行元件以相同的位移或相同的速度运动的液压回路。图2.5同步控制回路6）、方向控制回路可以使用不同位不同通的各种换向阀来调节方向。图2.6方向控制回路7）、压力控制回路在整个系统运行中，会有压力产生，调节压力强弱的过程，这就是压力控制回路。8）、调速回路的选择选择液压调速回路，要根据设计的需要来决定。通过全部相比之下，出口和进口的节流虽然差不多，可是出口要比进口的稳定性要好，可以使波纹机的波纹效果更好。图2.7调速回路2.2.2确定液压系统图要知道液压系统所需要的运作一个循环的基础回路，来对各个环节进行元件选择和回路设计。波纹机的液压系统是很简单易懂的，采用的是叠加阀回路，成本经济实惠。系统工作原理见下图：图2.8系统原理图2·3液压系统设计计算上料器φ40.0/φ22.0—500用8.0s，两边主轴箱φ50.0/φ28.0—400用6s，两边波纹轮φ100.0/φ45.0—120.0用3s。上料器和两边主轴箱工作时，80Kg/cm²的值是工作压力，两边波纹轮运作时，120Kg/cm²的值是工作压力。上面已经给出已知数值，根据已知数值进行计算：1）、计算流过上料液压缸的流量：用活塞直径=40.0mm的上料缸值计算活塞面积为：用行程=500mm的活塞杆值，时间是8s的上料计算活塞杆速度：则流过上料缸的流量为：2）、计算流过左右主轴箱液压缸的流量：用活塞直径=50.0mm的两边主轴箱液压缸计算活塞面积为：用行程=400mm的活塞杆值，时间是4s的前进值计算活塞杆速度：则流过左右主轴箱液压缸的流量为：且左右主轴箱为同步前进故此时的流量为3)、计算流过左右波纹轮液压缸的流量：用活塞直径=100.0mm的两个波纹轮液压缸计算活塞面积为：用行程=120.0mm的活塞杆值，时间是2s的下降值计算活塞杆速度：且左右波纹轮为同步前进故此时的流量为2.4液压元辅件的选择2.4.1液压泵的选择与计算：1）、确定液压泵的工作压力：液压泵的最大工作压力上面公式中的——元件运行使用的最大工作压力；上面公式中的——液压泵和执行元件之间的运行的压力消耗，是=1.00MPa可以知道6.50MPa是液压缸的最大工作压力值，计算出：=7.5MPa为了保护系统不会因为太高的压力而损坏不能用，在系统中有一些压力储存量，一般比Pp.多出25.0%~60.0%。P=Pp130%=7.5130%=9.75MPa2）、确定液压泵的工作流量：qp=29.220L/min是液压泵往缸体传输的最大流量，液压泵流量和qp差不多，不能多很多。当K＝1.3回路泄露值，液压泵的流量是：Q=1.3×29.22=37.98L/min3）、确定液压泵的规格：与其它泵相比，叶片泵有一下主要优点：(1)液压泵和齿轮泵相比较，输出流量均匀，平稳运行，噪音很小。(2)运作压力和容积率都很高。(3)叶片泵分为：单作用式和双作用式两种分类，分别有容易调节流量，液压平衡，寿命延长。(4)因为尺寸小巧，所以面积小，但是流量很大。由此，本系统采用叶片泵通过上面的分析和计算，可以选择不是低压的单级叶片泵。型号YB-D40排量ml/r40额定压力MPa10公称速度r/min转速范围600.0~1800.0r/min取1000.0驱动功率KW8运转从轴端观察是顺、逆时针方向质量Kg16图2.9液压泵外形尺寸图2.4.2电动机的选择：根据泵的参数选择电机选用Y160L-6系列三相异步电动机基本参数：驱动功率kw11满载转速r/min970同步转速r/min1000质量kg195电流A31.4效率89.5广东华力电机集团有限公司生产图2.10电机安装尺寸2.4.3连轴器的选用运转在负载的时候，根据转矩值，轴端直径值和工作转速值来选择联轴器。计算转矩由下式求出：式中：需用转矩，见各连轴器标准驱动功率工作转速工况系数取为1.5代入数据：据此可以选择连轴器的型号如下：名称：弹性联轴器图2.11联轴器型号：HL2YC28×120特征:平稳运行、空间缩小、成本降低、使用寿命长、对准准确、安装方便简单、操作简单易学、传送性能强，共震很小。许用扭矩43.0kg·m同轴度平行度0,4角度1°最大转速3800r·pm孔径最大65mm最小35mm重量16kg惯性矩1.9×10-1GD2（kg·m2）生产厂家：上海车墩联轴器有限公司2.4.4液压阀的选择液压控制阀的选择安装方式的选择液压系统早前用的都是板式连接和管式连接的方法，随着发展需要，研发出了叠加式连接方法，这种方法占空间少、构成密集、重量不高、安装时间少等优点，这次设计选择叠加式连接安装。控制方式的选择液压控制系统没有要求，就可以选择一般的液压阀就可以，如果需要闭环控制，那么就要用电液比例阀门了。规格的选择阀体的通道直径和公用道的压力是液压控制阀的规格。（四）需要注意的问题在选择液压控制系统的控制阀门要注意10个问题：第一个是要确认流过阀门的总流量值；第二个是观察活塞液压缸的两边缸内的加油是否相同；第三个是控制好控制阀门的压力和流量值，不能用减压阀控制；第四个是选择单向阀门的压力表要合理；第五个是怎么选择是内泄或者外泄的泄压方式；第六个是在什么情况下用电磁类或电液类的换向阀；第七个是在用先导式溢流阀时，一定要把泄露的问题考虑进去才能使用；第八个是选择速度快流量稳定的节流阀；第九个是卸荷的问题考虑进来；第十个是了解滑阀的功能，才可以使用。2.4.5系统性能验算（一）系统压力损失计算（1）、判断流动状态由雷诺数Re=进油时：Re=4×40×10-3/（60×π×15×10-3×1×10-4）=141.2临届雷诺数2000大于最大Re值，可以根据上面的计算得出，各个元件往返运行，油箱的油液是层流。（2）、计算系统压力损失适用于层流流层状态的沿程阻力系数λ=75/Re=75πdν/4q和溶液在管道内的流速V=4q/πd2加上沿程损失公式得出：∆Pl=3.46×108q液压泵系统管道上的部分压力损失ΔPl2=0.10ΔPl1即∆Pl1=3.46×108×40×10-3/60=2.3×105ΔPl2=0.1ΔPl1=0.023MPa元件的压力损失ΔPl3就是各个阀的压力损失（以波纹轮下行工作为例）ΔPl3=0.04+0.2+0.07+0.3=0.61MPa此时系统的压力损失ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3=0.23+0.023+0.61=0.863MPa。因此选的泵压力足够。（二）系统效率计算1、计算回路效率ηc=p1q1/ppqp=6.5×106×14.61×2×10-3/（970×40/106×10×106）=48.96%2、计算系统效率η=ηP×ηC×η1=0.92×0.4896×0.95=43.8%（三）系统发热与温升计算液压系统在运行中会产生一定能量的损失，在压力、机械损失和溶剂加在一起的能量损失，这三种能量损失都转变成热量，让运行中的油液温度升高，出现对系统的影响。为了预防系统出现问题影响生产，要把发热和温度升高利用公式计算出来。计算出的数值来调节温度升高的问题。三个主要机械损失产生构成了主要的液压系统发热量，系统总发热量H为：H=NPi-NnNPi=8kw波纹轮左右主轴箱上料器Nn=3.2kwH=（8-3.2）kw=4.8kw计算公式：NPi.——液压泵需要的输入功率（W）；Nn——执行器的输出功率（W）。上面计算式中每个字母代表的意思是：K——分散热量指数[W/(m2℃)]，在没有特殊说明时，计算中用常用值；周围环境不好的时候K=8；周围环境好的时候K取14～20之间的范围值；用上风扇加快速度时K取10～25之间的范围值；用水加快速度时K取110～175之间的范围值；t——系统温度升高，就是系统达到平衡时，油温和周围环境的温度的差。正常工作机械t取35℃以下；工程机械t取40℃以下。液压系统在运行中会产生热量，在系统的每个部位都把热量转到空气中，散热最多的是油箱。管道的散热很少可以忽略不计。通过上面的计算内容及结果得出，温度升高范围在标准内。

结论本次设计本文针对波纹机液压系统的设计，侧重液压在现实生活中的实用。本次设计的液压系统相比其他同类的液压站。具有很多优点：结构简单、体积轻成本低等。基本上符合了系统的设计要求。但是，由于本人液压系统方面的设计经验有限，也是初次设计，设计中如有什么不足望各位老师们多多指点，在今后设计中我一定会