堆草打捆机液压课程设计

1、学生课程设计（论文）题 目：液压设计课程设计说明书 学生姓名： 学 号： 1所在院(系)：机 电 工 程 学 院 专 业：机械制造设计及其自动化 班 级：2 指 导 教 师： 职称： 2011年 6月 27 日攀枝花学院教务处制: 攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目液压设计课程设计1、课程设计的目的在经过一个学期的液压课程的学习，为了使我们能够把书本上的知识运用到实际生活中去，所以我们必须独自完成这个液压设计课程设计，能使我们的知识能与实际的情况相结合，提高我们的液压设计能力。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）堆草打捆机用于生产钢铁厂堆放钢卷的垫子，其工作原理如下

2、：压紧油缸：（最大行程1000mm）1.空载快进，速度=0.03m/s;2.负载力缓慢增大，增大到最大空载负载=11KN;3.转入工进，工进的最大的速度=0.003m/s;最大负载=700KN；4.压紧油缸达到最大负载时，进入保压状态；5.钻孔油缸开始工作，推进钻孔锥在压紧的草堆上打出捆扎孔，打孔油缸的工况如下： 钻孔负载=170KN; 钻孔最大速度=0.001m/s; 最大行程500mm.;6.钻孔油缸返回。7.系统卸压，压紧油缸返回。设计要求：油缸的运行速度可调，设计计算并画出液压系统原理图，选择出实用的液压元件，根据液压元件画出整个系统的集成块图。 3、主要参考文献1 王积伟 章宏甲 黄

3、谊主编. 液压传动 机械工业出版社2 成大先 主编 液压传动（机械设计手册）化学工业出版社3 席伟光 扬光 李波 主编 机械设计课程设计 高等教育出版社4、课程设计工作进度计划指导教师（签字）日期年 月 日教研室意见：年 月 日学生（签字）：李丙乾 接受任务时间： 2010年 6月10日注：任务书由指导教师填写。课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称评分项目分值得分评价内涵工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满

4、。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计（实验）能力，方案的设计能力5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10具有较强的数据收集、

5、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名： 年月日摘 要 现代机械一般多是机械、电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。因此，液压传动课程是工科机械类各专业都开设的一门重要课程。它既是一门理论课，

6、也与生产实际有着密切的联系。为了学好这样一门重要课程，除了在教学中系统讲授以外，还应设置课程设计教学环节，使学生理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技能和方法。液压传动课程设计的目的主要有以下几点： 1、综合运用液压传动课程及其他有关先修课程的理论知识和生产实际只是，进行液压传动设计实践，是理论知识和生产实践机密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深提高和扩展。 2、在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高学生分析和嫁接生产实际问题的能力，为今后的设计工作打下良好的基础。 3、通过设计，学生应在计算、绘图、运用和熟悉设计资料（

7、包括设计手册、产品样本、标准和规范）以及进行估算方面得到实际训练。关键词 现代机械，液压传动系统，液压传动课程设计。AbstractModern machinery is generally more mechanical, electrical, hydraulic three closely linked, combined with a complex. Hydraulic and mechanical drive, electrical drive listed as the three traditional forms, the design of hydraulic system

8、 design in modern machinery occupies an important position. Therefore, the hydraulic transmission program is the professional engineering machinery set up an all important course. It is a theory course, also closely linked to actual production. In order to learn such an important program, in additio

9、n to teaching in the teaching outside the system should set the curriculum design of teaching link theory with practice so that students master the skills of hydraulic system design and methods.Hydraulic transmission program is designed to mainly the following:1, integrated use of the hydraulic tran

10、smission programs and other pre-course theoretical knowledge and actual production is, for hydraulic design practice, is the theoretical knowledge and practical production secrets combine to make the further consolidation of knowledge, deepen to upgrade and expand .2, in the design of practice to le

11、arn and master the common hydraulic components, in particular the use of various standard components, principles and loop combination method, training design skills, to enhance students the practical problem analysis and grafting ability to design work for the future and lay a sound basis.3, through

12、 the design, students should be in the calculation, drawings, use and familiar with the design information (including design manuals, product samples, standard and criterion ) and achieve practical training on estimation.Keywords modern machinery, hydraulic system, hydraulic drive cirrcmit design.目

13、录1 任务分析22 设计方案拟定33 总体设计3.1 总体分析 3.1.1工况分析4 3.1.2负载分析4 3.1.3确定液压缸的主要参数6 3.2 拟定液压系统原理图 3.2.1确定执行元件的类型8 3.2.2液压回路的选择8 3.2.3液压系统原理图93.3 计算和选择液压元件 3.3.1计算液压泵的最大工作压力10 3.3.2计算液压泵的流量10 3.3.3 确定液压泵的规格和电动机的功率10 3.3.4 确定阀类元件及辅件10 3.3.5 确定油管尺寸11 3.3.6 确定油箱123.4 验算液压系统的性能 3.4.1验算系统压力损失12 3.4.2验算系统发热与温升154 总 结16

14、5 参考文献171 任务分析要求设计的油缸实现的工作循环是：（压）快进（压）工进（压）保压（钻）工进（钻）快退（钻）停止（压）快退（压）停止，而且压紧油缸的负载力是缓慢变化的，当增大到最大的空载负载时再转入工进的，最后还要保压到钻孔油缸退回后压紧油缸才能退回，这样在切换的时候用压力继电器最好，也是最准确的。2 设计方案方案一：考虑到液压系统将完成的工作循环为（压）快进（压）工进（压）保压（钻）工进（钻）快退（钻）停止（压）快退（压）停止，首先需要压紧油缸压紧后保压，然后还要钻孔油缸，因此需要两个液压缸，一个夹紧缸和一个钻孔缸。快进时只需一般进油方式，工进时采用节流阀调速，选择闭式油箱，无卸荷阀

15、，经过计算后再选择其他元件，即可组成一套符合工作要求的液压系统。方案二：可以在方案一上做进一步的改进，比如：快进时采用双泵供油加速，工进时采用节流调速阀，为了防止冲击在回路上串接一背压阀，选择具有一定换向时间的电液换向阀，在回路上加一单向阀防止油箱中油液倒流，并在回路中加一卸荷阀，待两缸都不工作的时间油泵卸荷，从而减少损失，选择开式油箱。根据工作要求和方案最优的原则，选择第二中方案进行设计。3 总体设计3.1总体分析3.1.1工况分析设计要求，（压）快进（压）工进（压）保压（钻）工进（钻）快退（钻）停止（压）快退（压）停止 3.1.2负载分析1. 液压缸在各工作阶段的负载值惯性负载因其相对负载

16、太小，忽略不计。工作负载 =11KN ，=700KN，=170KN。 表1-1 液压缸在各工作阶段的负载值工况负载组成液压缸负载F/KN液压缸推力/KN（压）快进1112.22（压）工进700777.78（压）保压700777.78（钻）工进170188.89（钻）快退0188.89（压）快退012.22注：液压缸的机械效率取2.负载图和速度图的绘制，负载图按上面数值绘制，速度图按已知数值 图1 压紧油缸负载和速度图 图2 钻孔液压缸负载和速度图 3.1.3. 确定液压缸的主要参数初选（压）液压缸的工作压力，所设计时，（压）液压缸的工进负载最大，其它工况的负载都不太高，参考1P239表11-2

17、 11-3，初选用工作压力25MPa,鉴于其要求快进、快退、这里的液压缸可选用单杆式的，选用液压缸无杆腔工作面积，有杆腔工作面积，执行元件背压力=0.5Mpa，由工作压力选d/D=0.7。 得则活塞直径参考d/D=0.7可以得 参考中国机械设计大典5P198表42.4-2 42.4-3 得， ，由此的液压缸的实际有效面积： 根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力 流量和功率 表1.2 （压）液压缸在各阶段的压力，流量和功率值 工况推力F/KN回油腔压力进油腔压力输入流量输入功率快进12.220.51.10336.1840.665工进777.780.820.8456.8

18、42.376快退12.220.61.95732.2161.050初选（钻）液压缸的工作压力10 MPa，所设计时，（钻）液压缸的工进负载最大，其它工况的负载都不太高，初选其工作压力10MPa, 执行元件背压力=0.5MPa，d/D=0.7 得则活塞直径参考d/D=0.7可以得 参考中国机械设计大典5P198表42.4-2 42.4-3 得， ，由此的液压缸的实际有效面积： 表1.3 （钻）液压缸在各阶段的压力 流量 和功率值 工况推力回油腔压力进油腔压力输入流量输入功率工进188.890.89.7091.2060.195快退0.63.2 拟定液压系统原理图3.2.1确定执行元件的类型液压缸：根

19、据工作负载的要求，有两种缸，一种是压紧液压缸，另外一种是钻孔液压缸，两种缸的负载不一样，其大小和其他参数也不一样，且其负载很大，选用双缸，选用单杆液压缸。 3.2.2液压回路的选择选择调速回路。由图1 2中的一些曲线得知，这个液压系统的功率中等，运动速度较低，工作变化较大，采用进口节流的调速形式，为了解决进口调速回路上在推进时产生爬行现象，回油路上要液控单向阀。泵供油的油源形式确定后，调压和卸荷问题都已基本解决。但需要考虑的是当夹紧缸和液压进给缸都不工作的时候，需要卸荷，所以需在回路上串接一个卸荷阀。3.1.3 液压系统图 图 3 整理后的液压系统图 3.3 计算和选择液压元件3.3.1计算液

20、压泵的最大工作压力液压缸在整个工作循环中最大工作压力20.845MPa，如取进油路上的压力损失为0.8MPa,压力继电器调整压力高出系统最大工作压力之值为0.5MPa，则小流量泵的最大工作压力为；大流量泵是在快速运动时才向液压缸输油的，如取进油路上的压力损失为0.5MPa，则大流量泵的最高工作压力为；3.3.2计算液压泵的流量两个液压泵应向液压缸提供的最大流量为36.184L/min，若回路中的泄漏按液压缸输入流量的10%估计，则两个泵的总流量为。由于溢流阀的最小稳定溢流量为3 L/min，而工进时输入液压缸的流量为1.206 L/min，由小流量液压泵单独供油，所以小流量泵的流量规格最少为4

21、.206L/min。3.3.3 确定液压泵的规格和电动机的功率根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定选取PV2R128/33型双联叶片泵，其小泵和大泵的排量分别为8mL/r和33mL/r，若取液压泵的容积效率，则当泵的转速时，液压泵的实际输出流量为由于液压缸在工进时输入最大，这时液压泵工作压力为20.845MPa，流量为L/min,取泵的总效率，则液压泵驱动电动机所需的功率为查阅电动机产品样本3P208表939取Y132M1-6三相异步电动机。3.3.4 确定阀类元件及辅件 根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，可选出这些液压元件的型号及规格见表1-4，表

22、中序号与图的元件标号相同 表1.4 元件的型号及规格序号元件名称估计流量L/min额定流量L/min额定压力MPa额定压降MPa型号 规格1双联叶片泵8/3321PV2R128/332三位四通换电磁向阀5260300.5DSG-01-3C4-ADC24-503三位四通电磁换向阀2420300.5DSG-01-3C4-ADC24-504单向阀526031.50.2S10P000/V25减压阀1220210.5DRS-10-C-226电磁溢流阀5010031.5DAW20A-2-30/31.57卸荷阀9810031.5DA20A-2-30/88液压泵14921/170.5PV2R33-60/116

23、9电动机Y132M1-610吸油过滤器160350.2ZU-H160X20S11单向节流阀526035DRV8S12液控单向阀80120350.2CPG06-E13单向节流阀52100300.2DRV8S14液控单向阀1240350.2CPG06-E15液位液温计8012030AF3-Ea20B16空气滤清器Y200L1-617压力表210.2XU-80X200-J18压力表35XU-80X200-J注：电动机额定转速3.3.5 确定油管尺寸 各元件间连接管道的规格按元件接口处尺寸决定，液压缸进 出油管则按输入 排出的最大流量计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进 出流量已与原定数值

24、不同，所以要重新计算如表所示表中数值说明，液压缸快进 快退速度 ，与设计要求相似。这表明所选液压泵的型号 规格是适宜的。 表1.5 （压）液压缸的进 出流量和运动速度流量 流速快进工进快退输入流量L/min75.246.8434.686排出流量L/min35.443.2273.643运动速度m/min17.250.1819.38 表1.6 （钻）液压缸的进 出流量和运动速度流量 流速工进快退输入流量L/min1.20632.216排出流量L/min0.4782.70运动速度m/min0.0610.56根据表中的数值，当油液在压力管中流速取10m/min，按式7-9算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连

25、的油管内径分别为：按GB/T2351-2005选用外径22mm,内径15mm的无缝钢管。3.3.6 确定油箱 当取为7时，求得其容积为 ；按GB/T2351-2005规定查2P484，取标准值3.4 验算液压系统的性能3.4.1验算系统压力损失 由于系统管路布置尚未确定，所以只能估算系统压力损失，估算时，首先确定管道内液体流动状态，然后计算各工况下总的压力损失，现去进油管道长L=2m,油液的运动粘度取，油液的密度取1.判断流动状态 在快进 工进 快退三种工况下，进来油管路中所通过的油量一压紧缸快进时油量75.24L/min为最大，油液流动的雷偌数： 其小于临界雷偌数（2000），所以可以推出各

26、工况下的进回油路上的油路的流动状态为层流。2. 计算系统压力损失 将层流流动状态沿程阻尼系数 和油液在管道内流速同时带入沿程压力损失计算公式可见，沿程压力损失的大小与流量成正比，这是有层流所决定的；在管道结构尚未确定的情况下，管道的局部压力损失；各工况下的阀类元件的局部压力损失可根据下式计算其中的由产品样本查出，和数值由表列出，（压）液压缸在快进、工进 快退；工况下的压力损失计算如下：1 . 快进 （压）液压缸快进时，液压缸通过单向阀4、换向阀2、单向节流阀11、液控单向阀12，然后进入液压缸的无杆腔，有杆腔通过单向节流阀、液控单向阀14、换向阀2到油箱。若不计管路的程阻力和局部压力损失在进油

27、路上，压力损失分别为在回油路上，压力损失分别为： （压）快进时总的压力损失为工进时，油液在进油路上通过换向阀2的流量为34.686/min,在单向阀为0.5MPa,油液在回油路上通过上换向阀的流量是34.686L/min,因此这时液压缸回油腔的压力为可见此值小于原值数值。考虑压力继电器可靠动作需要压差，故溢流阀的 此值与表 中数值20.845MPa相近。快退 快退时，油液在进油路上通过单向阀的流量为80L/min,通过换向阀的流量为80 L/min，经过液控换向阀2 单向阀 10，油液在回油路上通过单向阀12 液控单向阀2 电液换向阀10流量都是80 L/min因此进油路上的总压降为此值与表

28、的估计值相似 故不必不重算，所以快退时液压泵的最大工作压力因此大流量液压泵卸荷的顺序阀的调压应大于2.17MPa,(钻)液压缸 工进时，油液在进油路上通过单向阀4 减压阀 5电液换向阀3 液控单向阀8 单向节流阀9，回油路上通过单向阀13 液控单向阀8 电液换向阀3因此这时液压缸回油腔的压力可见此值小于原估计值0.5MPa工进时液压缸进油腔压力与表中数值9.709MPa相近快退 油液在进油路上通过单向阀13、电液换向阀3 、液控单向阀8 、 单向节流阀 9到液压缸的有杆腔，无杆腔经过单向阀13 、 液控单向阀 8、电液换向阀3回到油箱16因此进油路上的总压降为回油路上的总压降为此值与表中的估计值相近，故不必重算，所以快退时液压泵的最大工作压力因此大流量液压泵卸荷的顺序阀的调压大于1.55MPa,3.4.2.油液温升验算工进时液压缸