上料機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 上料機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 現(xiàn)代機(jī)械一般多是機(jī)械、電氣、液壓三者緊密聯(lián)系，結(jié)合的一個(gè)綜合體。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)并列為三大傳統(tǒng)形式，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)工作中占有重要的地位。因此，液壓傳動(dòng)課程是工科機(jī)械類各專業(yè)都開(kāi)設(shè)的一門重要課程。它既是一門理論課，也與生產(chǎn)實(shí)際有著密切的聯(lián)系。為了學(xué)好這樣一門重要課程，除了在教學(xué)中系統(tǒng)講授以外，還應(yīng)設(shè)置課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，掌握液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技能和方法。 液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的目的主要有以下幾點(diǎn)： 1、綜合運(yùn)用液 壓傳動(dòng)課程及其他有關(guān)先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際只是，進(jìn)行液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)踐，是理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐機(jī)密結(jié)合起來(lái)，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深提高和擴(kuò)展。 2、在設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握通用液壓元件，尤其是各類標(biāo)準(zhǔn)元件的選用原則和回路的組合方法，培養(yǎng)設(shè)計(jì)技能，提高學(xué)生分析和嫁接生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后的設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。 3、通過(guò)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)在計(jì)算、繪圖、運(yùn)用和熟悉設(shè)計(jì)資料（包括設(shè)計(jì)手冊(cè)、產(chǎn)品樣本、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）以及進(jìn)行估算方面得到實(shí)際訓(xùn)練。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 1 任 務(wù)分析 1 1 2 方案選擇 2 2 2 3 總體設(shè)計(jì) 3 負(fù)載分析 3 作負(fù)載 3 擦負(fù)載 3 性負(fù)載 3 度負(fù)載圖 4 要參數(shù)的確定 5 5 壓缸尺寸 5 塞桿穩(wěn)定性 5 壓缸最大流量 5 況圖 6 他參數(shù) 7 壓系統(tǒng)圖的擬訂 8 壓元件的選擇 10 壓泵和電機(jī)的選擇 10 類元件及輔助元件的選擇 10 壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 12 力損失的確定 12 統(tǒng)的發(fā)熱與溫升 14 參考文獻(xiàn) 15 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 任務(wù)分析 統(tǒng)機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)成 機(jī)構(gòu)不斷地將材料從低的位置運(yùn)到高的位置，然后又回到起始位置重復(fù)上一次的運(yùn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)如圖 臺(tái)采用 導(dǎo)軌面的夾角為 90度，滑臺(tái)與導(dǎo)軌的最大間隙為 2作臺(tái)和活塞桿連在一起，在活塞桿的作用下反復(fù)做上下運(yùn)動(dòng)。 圖 料機(jī)構(gòu)示意圖 2 任務(wù)分析 系統(tǒng)總共承受的負(fù)載為 6500N，所以系 統(tǒng)負(fù)載很小，應(yīng)屬于低壓系統(tǒng)。系統(tǒng)要求快上速度大于 38m/上的速度大于 9m/下的速度大于58m/完成的工作循環(huán)是：快進(jìn)上升、慢速上升、停留、快速下降。但從系統(tǒng)的用途可以看出系統(tǒng)對(duì)速度的精度要求并不高，所以在選調(diào)速回路時(shí)應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 2 - 2 方案選擇 案的擬定 從系統(tǒng)速度相差很大可知，該系統(tǒng)在快上和慢上時(shí)流量變化很大，因此可以選用變量泵或雙泵供油。 由于速度變化大，所以系統(tǒng)功率變化也大，可以選容積調(diào)速回路或雙泵供 油回路。 由于系統(tǒng)各階段對(duì)換接的位置要求不高，所以采用由行程開(kāi)關(guān)發(fā)訊控制二位二通電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的換接。 為了克服滑臺(tái)自重在快下過(guò)程中的影響和防止在上端停留時(shí)重物下落，必需設(shè)置平衡及鎖緊回路 。 根據(jù)上述分析，至少有兩種方案可以滿足系統(tǒng)要求。 （ 1） 用變量泵供油和容積調(diào)速回路調(diào)速，速度換接用二位二通電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，平衡和鎖緊用液控單向閥和單向背壓閥。系統(tǒng)的機(jī)械特性、調(diào)速特性很好，功率損失較小，但是系統(tǒng)價(jià)格較貴。 （ 2） 用雙泵供油，調(diào)速回路選節(jié)流調(diào)速回路， 平衡及鎖緊用液控單向閥和單向背壓閥實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的機(jī)械特性、調(diào)速特性不及第一種方案，但其經(jīng)濟(jì)性很好，系統(tǒng)效率高。 案的確定 綜上所述，考慮到系統(tǒng)的流量很大，變量泵不好選，第二種方案的經(jīng)濟(jì)性好，系統(tǒng)效率高，因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用單個(gè)定量泵的、供油方式不太適，宜選用雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源，所以選第二種方案。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 3 - 3 總體設(shè)計(jì) 載分析 作負(fù)載 ( 5 5 0 0 1 0 0 0 ) 6 5 0 0 N N 擦負(fù)載 由于工件為垂直起升，所以垂直作用于導(dǎo)軌的載荷可由其間隙和結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)公式22 O S 計(jì)算出滑臺(tái)垂直作用于導(dǎo)軌的壓力約為 120N，取 0 ， 則有： 靜摩擦負(fù)載 ( 0 . 2 1 2 0 / s i n 4 5 ) 3 3 . 9 4 N 動(dòng)磨擦負(fù)載 ( 0 . 1 1 2 0 / s i n 4 5 ) 1 6 . 9 7 N 性負(fù)載 加速 16 5 0 0 0 . 7 9 2 8 . 5 79 . 8 1 0 . 5 減速 26 5 0 0 0 . 7 0 . 1 3 37 5 2 . 1 49 . 8 1 0 . 5 制動(dòng) 36 5 0 0 0 . 1 3 1 7 6 . 4 39 . 8 1 0 . 5 反向加速 46 5 0 0 1 . 1 1 4 5 9 . 1 89 . 8 1 0 . 5 反向制動(dòng) 54 1 4 5 9 . 1 8 N根據(jù)以上計(jì)算，考慮到液壓缸垂直安放，其重量較大，為防止因/ s 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 自重而下滑，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置平衡回路。因此在對(duì)快速向下運(yùn)動(dòng)的負(fù)載分析時(shí)，就不考慮滑臺(tái) 2的重量。則液壓缸各階段中的負(fù)載如表 91.0m）。 表 壓缸各階段負(fù)載 工況 計(jì)算公式 總負(fù)載 F/N 缸推力 F/N 啟 動(dòng) L F 速 1L fd F F 上 L F 速 2L fd F F 上 L F 動(dòng) 3L fd F F 向加速 4fd F 下 動(dòng) 5fd F 載圖 和速度圖的繪制 按照前面的負(fù)載分析結(jié)果及已知的速度要求、行程限制等，繪制出負(fù)載圖及速度圖如圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 /液壓缸負(fù)載圖及速度圖圖 壓缸各階段 負(fù)載和速度 壓缸主要參數(shù)的確定 選液壓缸的工作壓力 根據(jù)分析此設(shè)備的負(fù)載不大，按類型屬機(jī)床類，所以初選液壓缸的工作壓力為 計(jì)算液壓缸的尺寸 2 3 2518 1 8 1 . 9 1 4 0 . 9 1 1 02 0 1 0FA m 23 1 5 按標(biāo)準(zhǔn)?。?D 80 根據(jù)快上和快下的速度比值來(lái)確定活塞桿的直徑 ： 22266 4 8 . 2 442D d m 按標(biāo)準(zhǔn)?。?d 45 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 所以液壓缸的有效作用面積為： 無(wú)桿腔面積 2 2 2 21 1 8 5 0 . 2 444A D c m c m 有桿腔面積 2 2 2 2 2 22 1 8 4 . 5 3 4 . 3 644A D d c m c m 塞桿穩(wěn)定性校核 因?yàn)榛钊麠U總行程為 450且活塞 桿直徑 45 45045 =10 =10,不需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 液壓缸的最大流量 4214214225 0 . 2 4 1 0 4 2 / m i n 2 1 1 . 0 0 / m i . 2 4 1 0 8 / m i n 4 0 . 9 1 / m i . 3 6 1 0 6 5 / m i n 2 2 6 . 7 8 / m i v m m q v m m v m m L 快 上 快 上 快 上慢 上 慢 上快 下 快 制工況圖 工作循環(huán)中各個(gè)工作階段的液壓缸壓力、流量和功率如表 示 表 作循環(huán)中各個(gè)工作階段的液壓缸壓力、流量和功率 由此表繪出液壓缸的工況圖，如圖 鋼筒壁及法蘭的材料選 45鋼，活塞桿材料選 液壓缸的內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 都已在前面的計(jì)算中算出，分別為 8045 工況 壓力 /p 流量 1/ g 功率 P/W 快上 1 63 上 1 63 下 0 0054 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 00 . 0 0 5 42 0 . 5 19 5 2 . 4 82 2 6 . 7 84 0 . 1 95 0 1 3 . 7 602 1 1 . 0 01 . 6 3P / L/（ 1）活塞的最大行程 50 （ 2） 小導(dǎo)向長(zhǎng)度 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保留有一最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。對(duì)于一般的液壓缸，當(dāng)液壓缸的最大行程為 L，缸筒直徑為 小導(dǎo)向長(zhǎng)度為： 4 5 0 8 0 6 2 . 52 0 2 2 0 2 所以取 95H 。 （ 3） 活塞的寬度的確定 取 B=6文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 （ 4） 活塞桿長(zhǎng)度的確定 活塞桿的長(zhǎng)度 L 活塞桿的長(zhǎng)度應(yīng)大于最大工作行程、導(dǎo)向長(zhǎng)度、缸頭、缸蓋四者長(zhǎng)度之和。既 L L+H+頭=450+95+78+32=須和工作臺(tái)連接，所以還應(yīng)支出一部分?？紤]實(shí)際工作 環(huán)境和連接的需要，取這部分長(zhǎng)度為 50所以液壓缸的總長(zhǎng) L =655+50=705壓系統(tǒng)圖的擬定 液壓系統(tǒng)圖的擬定，主要是考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題： 油方式 從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快上和快下時(shí)所需流量較大，且比較接近。在慢上時(shí)所需的流量較小，因此從提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省能源的角度考慮，采用單個(gè)定量泵的供油是不合適的，宜選用雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源。 速回路 由工況圖可知，該系統(tǒng)在慢速時(shí)速度需要調(diào)節(jié)， 考慮到系統(tǒng)功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，所以采用調(diào)速閥的回油節(jié)流調(diào)速回路。 速換接回路 由于快上和慢上之間速度需要換接，但對(duì)換接的位置要求不高，所以采用由行程開(kāi)關(guān)發(fā)訊控制二位二通電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的換接。 衡及鎖緊 為防止在上端停留時(shí)重物下落和在停留斯間內(nèi)保持重物的位置，特在液壓缸的下腔（無(wú)桿腔）進(jìn)油路上設(shè)置了液控單向閥；另一方面，為了克服滑臺(tái)自重在快下過(guò)程中的影響，設(shè)置一單向背壓閥。 本液壓系統(tǒng)的換向閥采用三位四通 Y 型中位機(jī)能的電磁換向閥。擬定系統(tǒng)如圖 系統(tǒng)工作過(guò)程： 快上時(shí)，電磁閥 2 有電，兩泵同時(shí)工作，液壓油經(jīng)過(guò)電換向閥 6、液控單向閥 7、背壓閥 8，流入無(wú)桿腔，再經(jīng)過(guò)單向電磁閥 9、換向閥 6 回油箱。 慢上時(shí)，活塞走到 420，壓下行程開(kāi)關(guān)，行程閥 3， 4 換接，同時(shí)使電磁 3有電，大流量泵經(jīng)過(guò)它卸荷，只有小流量泵供油，調(diào)速閥 10 調(diào)節(jié)回油。工作太速度下降。 快下時(shí)，行程閥復(fù)位，電磁閥 1 有電，雙泵同時(shí)供油，經(jīng)過(guò)換向閥 6（左位）、調(diào)速閥 10、背壓閥 8、液控單向閥 7、換向閥 6 回到油箱。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 行程開(kāi)關(guān)圖 壓系統(tǒng)原理圖 定液壓泵的型號(hào)及電機(jī)功率 液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中最大工作壓力為 于該系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，所以取其壓力損失 p 以液壓泵的工作壓力為 1 . 6 3 0 . 4 2 . 0 3 p M P a M P a 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 兩個(gè)液壓泵同時(shí)向系統(tǒng)供油時(shí)，若回路中的泄漏按 10%計(jì)算，則兩個(gè)泵總流為 (1 1 0 % ) 2 2 6 . 7 8 / m i n 2 3 9 . 4 5 8 / m i L ，以，高壓泵的輸出流量為 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn)品目錄，選用 雙聯(lián)葉片泵，前泵輸出流量 47ml/r, 后泵輸出流量 200ml/r，額定壓力為 14積效率以驅(qū)動(dòng)該泵的電動(dòng)機(jī)的功率可由泵的工作壓力 (輸出流量 (970r/求出： 3( 4 7 2 0 0 ) 9 7 0 0 . 9 1 0 2 4 1 . 0 3 / m i 632 . 0 3 1 0 2 4 1 . 0 3 1 0 1 0 . 1 96 0 0 . 8 K W 查看電機(jī)產(chǎn)品目錄、擬選用電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 率為 11000W，額定轉(zhuǎn)速為 970r/ 擇閥類元件及輔助元件 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類元件和輔助元件的流量，可選出這些元件的型號(hào)及規(guī)格如表 油管的確定： 可按公式： 4快退時(shí)候流量最大為 取 10m/s 計(jì)算 34 2 2 6 . 7 8 1 03 . 1 4 6 0 1 0d=油路系統(tǒng)中出油口采用內(nèi)徑為 25徑為 34 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 表 3.件的型號(hào)及規(guī)格 序號(hào) 名稱 通過(guò)流量 1m a x ( m 根據(jù)流量選擇 型號(hào)及規(guī)格 1 濾油器 400 30 雙聯(lián)葉片泵 47/200） 3 單向閥 200 行程閥（二位二通） 200 22 溢流閥 2 三位四通電液換向閥 液控單向閥 單向順序閥 二位二通電磁換向閥 220 單向調(diào)速閥 1 電動(dòng)機(jī) 箱： 油箱容積根據(jù)液壓泵的流量計(jì)算，取其體積 V=（ 2 4）取 V=3 247=741 00L 油箱的三個(gè)邊長(zhǎng)在 1： 1： 1 1： 2： 3 范圍內(nèi)，設(shè)定油箱可以設(shè)計(jì)為L(zhǎng)=1100=910=800于油箱選擇容量時(shí)系數(shù)偏大，就把油箱壁厚包括在以上的計(jì)算出的長(zhǎng)度中。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 油箱容量大于 400厚取 5箱底部厚度取 8蓋應(yīng)為壁厚的 3倍，取 15了增加油液的循環(huán)距離，使油液有足夠的時(shí)間分離氣泡，沉淀雜質(zhì)，消散熱量，所以吸油管和回油管相距較遠(yuǎn)，并且中間用隔板隔開(kāi)，油箱底應(yīng)微微傾斜以便清洗。由于油箱基本裝滿油，隔板 高取液面高的 3/4，取為 600其他油箱輔助元件和油箱結(jié)構(gòu)見(jiàn) 油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)零件圖 壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 力損失及調(diào)定壓力的確定 根據(jù)計(jì)算慢上時(shí)管道內(nèi)的油液流動(dòng)速度約為 s，值較小，主要壓力損失為調(diào)整閥兩端的壓降；此時(shí)功率損失最大；而在快下時(shí)滑臺(tái)及活塞組件的重量由背壓閥所平衡，系統(tǒng)工作壓力很低，所以不必驗(yàn)算。所以有快進(jìn)做依據(jù)來(lái)計(jì)算卸荷閥和溢流閥的調(diào)定壓力，由于供油流量的變化，快進(jìn)時(shí)液壓缸的速度為 3 2 41 / 2 4 1 . 8 0 3 1 0 / 5 0 . 2 4 1 0 6 0 / 0 . 7 9 9 /4 m s m 此時(shí)油液在進(jìn)油管中的流速為 3 2 6/ 2 4 1 . 8 0 3 1 0 / 2 5 1 0 6 0 / 8 . 1 5 7 /4pv q A m s m s （ 1）沿程壓力損失 首先要判別管中的流態(tài)，設(shè)系統(tǒng)采用 室 溫 為 20 時(shí) ， 動(dòng) 力 粘 度 421 . 0 1 0 / ， 所 以 有 ：34R e / 8 . 1 5 7 2 5 1 0 / 1 . 0 1 0 2 0 3 9 2 3 2 0 ，管中為層流，則阻力損失系數(shù) 7 5 / R e 7 5 / 2 0 3 9 0 . 0 3 7 ，若取進(jìn)、回油管長(zhǎng)度均為 2m，油液的密度為38 9 0 /K g m ， 則 其 進(jìn) 油 路 上 的 沿 程 壓 力 損 失 為221 32 8 9 00 . 0 3 1 8 . 1 5 7 0 . 0 8 7 62 2 5 1 0 2lp v P a M P （ 2）局部壓力損失 局部壓力損失包括管道安裝和管接頭的壓力損失和通過(guò)液壓閥的局部壓力損失，前者視管道具體安裝結(jié)構(gòu)而定，一般取沿程壓力損失的 10；而后者則與通過(guò)閥的流量大小有關(guān)，若閥的額定流量和額定壓力損失為則當(dāng)通過(guò)閥的流量為 為 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 因?yàn)?25徑的閥的額定流量為 260L/以通過(guò)整個(gè)閥的壓力相比14可以忽略不計(jì)。 同理，快上時(shí)回油路上的流量 12212 4 1 . 0 3 3 4 . 3 6 / 5 . 2 4 / m i n 1 6 4 . 8 4 / m i ， 則回油路油管中的流速 3 2 61 6 4 . 8 4 1 0 / 6 0 2 5 1 0 / 5 . 6 /4v m s m s 。 由此可計(jì)算出 34R e / 5 . 6 2 5 1 0 / 1 . 0 1 0 1 4 0 0 2 3 2 0 （層流），7 5 / R e 0 4 ,所以回油路上沿程壓力損失為 : 22 32 9 0 00 . 0 5 4 5 . 6 0 . 0 6 12 2 5 1 0 2lp v P a M P (3）總的壓力損失 同上面的計(jì)算所得可求出 21213 4 . 3 60 . 0 8 7 6 0 . 0 8 7 6 1 0 % 0 . 0 6 1 0 . 0 6 1 1 0 %5 0 . 2 40 . 1 4 2Ap p p M P a （ 4）壓力閥的調(diào)定值 11 . 6 3 0 . 1 4 2 1 . 7 7 2p Fp p M P a M P 溢流閥的調(diào)節(jié)器定壓力應(yīng)大于壓閥的調(diào)定壓力以平衡滑臺(tái)自重為根據(jù)，即 541000 1 . 9 1 0 0 . 1 95 0 . 2 4 1 0p p a P a M P a 背 , 取 0 。 統(tǒng)的發(fā)熱與溫升 根 據(jù) 以 上 的 計(jì) 算 可 知 ， 在 快 上 時(shí) 電 動(dòng) 機(jī) 的 輸 入 功 率 為63/ 1 . 7 7 2 1 0 2 4 1 . 0 3 1 0 / 6 0 0 .