1、 液压传动课程设计说明书液压传动课程设计题目： 上料机液压系统设计 院系： 物理与机电工程学院 专业： 机械设计制造及其自动化班级： 2011 级机械（1）班 姓名： 卫世军 学号： 2011043511 指导老师： 张雪华 起止日期：2013 年 5 月 20 日5 月 24 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，也与生产实际有着密切的联系。液压传动课程设计说明书为了学好这样一
2、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，在计算、绘图、运用和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样本、标准和规范）以及进行估算方面得
3、到实际训练。液压课程设计题目及上料机示意图题目:设计一台上料机液压系统：要求工作循环为快速上升 慢速上升停留快速下降。工件的重量为 630KG,滑台的重量为 118KG，快速上升速度要求43mm/s ；慢速上升要求8mm/s;快速下降速度要求 58mm/s; 滑台采用 V形导轨，导轨面的夹角为 90 度，滑台与导轨的最大间隙为 2mm,起动加速与减速时间均为 0.5s，液压缸的机械效率为 0.91（考虑密封阻力） 。上料机示意图液压传动课程设计说明书主目录摘要及课题目录一.工况分析1 二.负载和速度图的绘制2 三.液压缸主要参数的确定3四.液压系统的拟定5五.液压元件的选择7六.液压系统的性能
4、验算8七.液压缸的设计及选择11八.总结13九.参考文献13液压传动课程设计说明书第 0 页一、 工况分析1.运动分析：根据各执行在一个工作循环内各阶段的速度，绘制其循环图，如下图所示：快进工进快退2.负载分析：系统总共承受的负载为 7338N，所以系统负载很小，应属于低压系统。系统要求快上速度50m/min,慢上的速度8m/min,快下的速度65m/min，要完成的工作循环是：快进上升、慢速上升、停留、快速下降。但从系统的用途可以看出系统对速度的精度要求并不高，所以在选调速回路时应满足经济性要求。 1）工作负载： （630+118）*9.81=7338N2）摩擦负载： 2sinNfF由于工件
5、为垂直起升，所以垂直作用于导轨的载荷可由其间隙和结构尺寸求得，可知 ，取 fs 0.2, fd 0.1，90V 型导轨，则N120静摩擦负载： NFfs 94.35in120.动摩擦负载： fd 7.6s.3）惯性负载惯性负载为在起动和制动的过程中滑台和工件自重所引起的，可按计算，其中： tvgGmaFG-运动部件的重量（N）g- 重力加速度 v-速度变化值（ ） smt- 起动或制动时间（s） （以下合力只代表大小） 。加速： NtvgFa 3.645.0*81.9731 减速： G.52.8.2 液压传动课程设计说明书第 1 页制动： NtvgGFa 968.15.08.9733 反向加速
6、： 7.4反向制动： Ftvgaa6845根据以上的计算，考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止因自重而自行下滑，系统中应设置平衡回路。因此，在对快速向下运动的负载分析时，就不考虑滑台的重量，则液压缸各阶段中的负载如表 1 所示（ m=0.91）表 1 液压缸各阶段中的负载工况 计算公式 总负载 F(N) 缸推力 F（N)启动 LfsF7371.94 8101.03加速 1afd7419.27 8153.04快上 Lf 7354.97 8082.38减速 2afd7302.61 8024.85慢上 LfF7354.97 8082.38制动 3ad7343.01 8069.24反向加速 4f
7、103.738 113.99快下 fd16.97 18.65制动 5aF-69.798 -76.70二、负载图和速度图的绘制：按前面的负载分析及已知的速度要求，行程限制等，绘制出负载图和速度图（如下图（a ）(b)所示）液压传动课程设计说明书第 2 页F/N8101.03 8153.04 8082.38113.99 18.650 350 450 s/mm -76.70(a) 负载行程图V(mm/s)4380 350 450 s/mm58(b) 速度行程图三.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，书本查表可得其在（510）KN 范围，对应工作压力取值在(1.52.
8、0)MPa,按类型属机床类，为粗加工机床，所以初选此设备的工作压力为 2Mpa2、计算液压缸的尺寸选取机械手册查阅参考资料式中； F-液压缸上的外负载 pFA液压传动课程设计说明书第 3 页p-液压缸的有效工作压 A-所求液压缸有效工作面积 242510.76104.83mpFAD24.9. 按标准取值：D=70mm 根据快上和快下的速度比值来确定活塞杆的直径：代入数值，解得： d=35.60mm 43582d查手册表按标准取值：d=32mm则液压缸的有效面积为：无杆腔面积： 2221 48.37.04cmcDA有杆腔面积： 22 43.0).()( cd3、活塞杆稳定性的校核因为活塞杆总行程
9、为450mm，而活塞杆直径为28mm，L/d=450/28=16.0710，需要进行稳定性的校核，由材料力学中的有关公式，根据液压缸的一端支撑，另一端铰链，取末端系数 =2活塞杆材料用普通碳钢制：材料强度试验值 f 14.9108Pa，系数a = ，柔性系数 1=85， ，因为50 7428dAJrk，所以有其临界载荷：22.647501，krlNrlfAFkK 39.2140)7450(21809.4)(1 6282 时4n取 安 全 系 数 NFK 2.96.349.0活塞杆的稳定性满足，此时可以安全使用。4. 巩固走循环中各个工作阶段的液压缸压力： q 快上 =A1V 快上 =38.48
10、10-44310-3m3/s= 165.4610-6m3/s=9.93L/min q 慢上 =A1V 慢上 =38.4810-4810-3m3/s= 30.7810-6m3/s=1.85L/minq 快下 =A2V 快下 =30.4310-45810-3m3/s液压传动课程设计说明书第 4 页= 176.4910-6m3/s=10.59L/min5. 流量和功率见下表：工况 压力 p(MPa) 流量 q(L/min) 功率 P(w)快上 1.91 9.93 316.03慢上 1.91 1.85 58.79快下 0.0056 10.59 0.99依据流量和功率情况表可绘制出如下液压缸的工况图：1
11、.91Mpa0.00560 t/s9.93 10.59(L/min)q1.850 t/s316.03 wp58.790.990 t/s快上 慢上 快下 (液压缸的工况图)四、液压系统图的拟定：液压传动课程设计说明书第 5 页液压系统图的拟定，主要是考虑一下几个方面问题：1）供油方式: 从工况图分析可知，该系统在快上和快下的时所需流量较大，且比较接近，且慢上时所需的流量较小，因此宜选用双联式量叶片泵作为油泵。2）调速回路: 有工况图可知，该系统的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。3）速度换接回路: 由于快上和慢上之间速度需要换接
12、，但对缓解的位置要求不高，所以采用由行程开关法讯控制二位二通电磁阀实现速度换接。4）平衡及锁紧: 为防止在上端停留时重物下落和在停留的时间内保持重物的位置，特在液压缸的下腔（即无杆腔）进油路上设置液控单向阀;另一方面，为了克服滑台自重在快下过程中的影响，设置了一单向背压阀。拟定液压系统原理图液压传动课程设计说明书第 6 页五、液压元件的选择1、确定液压泵的型号及电动机功率液压缸在工作循环中最大工作压力为 1.91Mpa,由于该系统比较简单，所以取其压力损失 .所以液压泵的工作压力为：Mpa4.0pap31.2409.1两个液压泵同时向系统供油时，若回路中的泄漏按 10%计算，则两个泵的总流量应
13、为 qq=1.110.59=11.649L/min，由于溢流阀最小稳定流量为 3L/min，而工进时液压缸所需流量为 1.85L/min，所以高压泵的流量不得少于（3+1.85）L/min=4.85L/min。根据以上压力和流量的数值查产品目录，故应选用 型的双联叶片3.61YB泵，其额定压力为 6.3Mpa,容量效率 ，总效率 ，所以驱动该泵85.0pv750p的电动机的功率可由泵的工作压力（2.33Mpa）和输出流量（当电动机转速为910r/min） 求出：min7.9185.093.623Lqpwp 05.6.3查电动机产品目录，拟选用的电动机的型号为 Y90S-6，功率为 750kw,额定转速为 910r/min。2、选择阀类元件及辅助元件根据系统的工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的流量，可选用这些元件的型号及规格（见下表）液压元件型号及规格（CE 系列）序 名称 通过流量 型号及规格
