液控蝶阀液压站设计

1、课程设计的目的液压与气压传动是所有工程机械专业开设的一门重要课程。它不仅是一门理论课，而且与生产实践密切相关。为了学好这样一门重要的课程，除了在教学中进行系统的教学外，还应该设置课程设计的教学环节，使学生能够理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技巧和方法法律。液压传动课程设计的目的主要包括以下几点：1.综合运用液压与气动传动课程的基础理论、生产实践和相关专业知识以及其他相关的必备课程开展液压传动设计实践，使理论知识与生产实践紧密结合，从而进一步巩固、深化、提高和拓展这些知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。2.在设计实践中学习和掌握各种常用标准和非标准液压元件的设计方法，特别是各种标准元

2、件的选择原则和电路的组合方法，培养机械制图、结构设计和工程操作等设计技能，提高学生分析和解决实际生产问题的能力，为今后的设计工作打下良好的基础。3.通过设计，学生应接受计算、绘图、应用和熟悉相关技术数据(包括设计手册、产品样本、标准和规范)和估算方面的实际培训。掌握与本设计相关的数据查询和正确应用，并掌握相关技能。1设计步骤1、确定液压执行机构的形式，明确设计要求，进行工况分析。2.确定液压系统的主要参数。3.制定基本方案，绘制液压系统原理图。4.计算并选择液压元件。5.检查液压系统的性能。6.绘制工作图纸并准备技术文件。2明确的设计要求设计要求是每个项目设计的基础。在制定基本方案和进一步开始

3、液压系统各部分的设计之前，必须清楚地了解设计要求和与设计内容相关的其他方面。(1)主机概况：用途、性能、工艺流程、工作环境、总平面布置等。(2)液压系统应完成什么动作，动作的顺序以及它们之间的联锁关系；(3)液压驱动机构的运动形式和速度；(4)每个作用机制的负荷大小和性质；(5)对调速范围、运动稳定性、转换精度等性能方面的要求；(6)自动化程序和运行控制模式的要求；(7)防尘、防爆、防寒、防噪音、安全可靠的要求；(8)对效率和成本的要求。二、确定液压系统的主要参数液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统和选择液压元件的主要依据。压力取决于外部负载。流量取决于液压执行机构的运动速度和结

4、构尺寸，因此液压系统的主要参数决定了执行机构的结构和尺寸，也决定了液压系统的结构尺寸和成本。1、主系统工作压力致动器的工作压力主要根据运动周期每个阶段的最大总负载力来确定。此外，需要考虑以下因素：(1)首先，考虑设备的类型以及各类设备的不同特点和使用场合。(2)考虑到装配空间、经济性、部件供应和致动器的重量等因素，如果工作压力选择得较低，则部件尺寸较大，重量较重。对于一些设备来说，尺寸是有限的，并且从材料消耗的角度来看是不经济的。相反，如果选择较高的压力，部件将尺寸小、重量轻，但是部件的材料、制造精度和密封性能将要求较高，这将不可避免地增加设备成本。一般来说，对于尺寸较小的固定设备，压力可以选

5、择较低，而移动机械和重型设备的压力应选择较高。因此，选择执行机构的工作压力有两种方式：一是根据机械的类型来选择；第二，根据值得注意的是，高压是液压系统的发展趋势之一，因此选择较高的压力来减小系统的体积是可行的。此外，低压阀已经逐渐被淘汰，甚至低压系统也应该采用高压阀。2液压缸的设计2.1工况分析启动力为290千牛，液压缸平均输出速度为0.8米/分钟，一级活塞设计液压缸行程为358毫米，二级活塞(内缸活塞)设计液压缸行程为267毫米。2.2液压缸主要几何尺寸的计算液压缸的主要几何尺寸，包括液压缸内径、活塞杆直径、液压缸行程等。2.2.1液压缸内径的确定2.2.1.1初选液压缸工作压力根据分析，伸

6、缩机构的载荷较大，液压缸的工作压力为p=16Mpa。2.2.1.2计算液压缸的尺寸取F=NA=F/p (2.1)=/16106=0.m2D=m (2.2)=15.19510-2m根据标准：D=150毫米，检查机械设计手册GB2348-80。2.2.2.1活塞杆直径的计算根据与p的关系，速比为1.6来确定活塞杆的直径：d=D (2.3)=120.56毫米同上，根据标准：d=130mm毫米。2.2.2.2活塞杆稳定性检查由于活塞杆行程为358毫米，活塞长度为567毫米，活塞直径为130毫米。L/d=567/130=4.3610，因此无需检查稳定性。2.2.3液压缸有效面积根据上述结果，液压缸的有效

7、面积为：无杆空腔面积 (2.4)=0.0158m2杆腔面积 (2.5)=0.013m22.2.4液压缸内缸的冲程液压缸中油缸的行程为L=267mm毫米。2.2.5液压缸中液压缸的长度液压缸中液压缸的长度由液压缸的行程决定，液压缸中液压缸的长度为L=526mm毫米。2.3液压缸结构参数的计算液压缸内缸的结构参数主要包括缸壁厚度、油口直径、缸底厚度、缸盖厚度等。2.3.3气缸壁厚的计算和检查2.3.3.1墙体厚度的计算查阅机械设计手册第五卷第七章表377-64，得到气缸体内径140毫米、外径190毫米的标准值。可以看出，=(190-140)/2=50/2mm=25mm。(2.6)检查2.3.3.2

8、液压缸的缸壁厚度气缸的额定压力pn=16Mpa=16Mpa，py=1.25pn=1.2516Mpa=20Mpa。液压缸筒壁材料为35号钢，抗拉强度b=520Mpa，通过查阅金属工艺表6-5(GB699-88)获得。安全系数为n=5，=b/5=520/5兆帕=104兆帕(2.7)D/=140/25=5.610。-1)mm毫米=14.7mm25mm合适的壁厚。2.3.4液压缸油口直径的计算(2.8)型液压缸油口直径m。D液压缸内径0.14米V液压缸的最大输出速度为0.9m/min查表显示油口液体流速为4.8m/S=0.004米=4毫米(2.9)液压缸设计：(1)液压缸内径的确定根据分析，液压缸是伸

9、缩液压缸的二级活塞，从上述设计可知d=190mm。D=198.53mm毫米可以从公式d=D，和p之间的关系，以及速度比 1.92得到根据标准检查机械设计手册GB2348-80，根据标准取D=200mm毫米。(2)检查内筒的稳定性由于内筒的长度为526毫米，直径为190毫米，L/d=526/190=2.7710，因此无需检查稳定性。(3)液压缸的有效面积根据上述结果，液压缸的有效面积为：杆腔面积=0.028m2 (2.10)无杆空腔面积=0.0314 (2.11)液压缸的结构参数主要包括缸壁厚度、油口直径、缸底厚度、缸盖厚度等。(4)筒体壁厚的计算和校核壁厚的计算查阅机械设计手册第五卷第七章表3

10、77-64，从表中得到气缸体内径200毫米的标准值，并得到外径245毫米。可以知道，=(245-200)/2 (2.12)=45/2mm=22.5毫米检查2缸的壁厚液压缸筒壁材料为35号钢，抗拉强度b=520Mpa，通过查阅金属工艺表6-5(GB699-88)获得。安全系数为n=5，=b/5=520/5兆帕=104兆帕(2.13)D/=200/22.5=8.8910。-1)mm-1)毫米=4.8mm22.5mm合适的壁厚。2.3.4液压缸油口直径的计算(2.14)型液压缸油口直径m。D液压缸内径0.20米V液压缸的最大输出速度为0.9m/min-油口处的液体流速为4.8m/S(2.15)=4毫

11、米2.3.5气缸底部厚度h的计算液压缸底部平坦，无油孔，材料为HT350。(2.16)h型气缸底部厚度m。D液压缸内径m-测试压力帕 缸底材料的许用应力。如果安全系数n=5，=70Mpa。当汽缸的额定压力=16MPa16MPa时，取=24mpa=16.0mpa。(2.17)=0.042米=42毫米2.3.6气缸盖和法兰连接的计算2.3.6.1连接方式：螺栓连接2.3.6.2螺栓的设计计算每个螺栓的总张力f选择八个螺栓均匀分布在气缸盖上，然后计算直径d连接气缸盖和法兰的螺栓主要受可变载荷影响，影响零件疲劳强度的主要因素是应力幅，因此应满足疲劳强度条件(2.18)检查机械原理与设计表15-3中的公

12、式，将螺栓直径设为20毫米，取=1。=1，=3.5，=4.5，获取：=(2.19)螺栓及连接部件为钢制，采用金属垫片，因此采用相对刚度系数也就是0.3毫米M22选自设计手册，与原设计一致。2.3.7气缸盖厚度h的计算本液压缸选用螺纹连接法兰，其计算方法如下：(2.20)其中h-法兰厚度mf-法兰的总应力nD密封圈的内径m-密封圈外径m-螺孔分布圆直径m-密封圈的平均半径m 法兰材料的许用应力Pa一般来说，均压槽宽0.4毫米，深0.8毫米，O型圈的压缩比为W=(，气缸盖与法兰的连接是固定的，其密封也是固定的。W=20%，即=0.2，取值=1。是密封圈的直径。F=N，=140毫米=140-/2=1

13、39.5毫米(2.21)=140毫米23 22 27=272毫米(2.22)=(2.23)2.3.8法兰直径和厚度的确定法兰直径与气缸盖直径相同，即法兰厚度2.3.9气缸盖的连接计算连接方式：螺栓连接气缸体螺纹处的拉应力为：(2.24)剪应力：(2.25)合成应力为：(2.26)其中，K-螺纹紧固系数，动态载荷，K=1.5气缸体螺纹上的拉力N，F=N-螺纹内径mmz-螺栓数量，取z=8螺纹处的拉伸应力Pa 螺纹材料的许用应力，=N安全系数，一般为1.5-2.5(2.27)从设计手册中，选择M16。图2.1液压缸示意图2.3.10气缸盖直径和气缸盖直径把这两者视为相同，即=(2.28)=(272 16 210)毫米=304