液壓與氣壓傳動課程設(shè)計

液壓與氣壓傳動課程設(shè)計姓名：廖聰學(xué)號：2015143227層次：本科專業(yè)：機(jī)械電子工程班級：15機(jī)電2班指導(dǎo)教師：劉方方2017年12月目錄任務(wù)書 c）慣性負(fù)載Fa慣性負(fù)載為運動部件在起動和制動的過程中可按F=ma=G加速F減速F制動F反向加速F反向制動Fd）各階段總負(fù)載F計算液壓缸各階段中的總負(fù)載F'和液壓缸推力F?？紤]密封等阻力，取ηm=0.9，則F=F'η表1.1液壓缸各中的負(fù)載工況計算公式總負(fù)載F’（N）缸推力F（N）起動F=5317.05907.7加速F=5351.85946.4快上F=5308.55898.2減速F=5276.05862.3慢上F=5308.55898.3制動F=5297.75886.3反向加速F=-784.2871.3快下F=-791.5879.5反向制動F=-798.8887.6按前面的負(fù)載分析及已知的速度要求，行程限制等，繪制出速度—時間和負(fù)載—時間圖（如圖1.2所示）圖1.2液壓缸的速度—時間和負(fù)載—時間圖二、確定液壓缸主要參數(shù)2.1初選液壓缸的工作壓力按負(fù)載大小根據(jù)表2.1選擇液壓缸工作壓力。表2.1按負(fù)載選擇執(zhí)行元件工作壓力表[2]負(fù)載F（kN）<55~1010~2020~3030~50>50壓力p（MPa）<0.8~1.01.5~2.02.5~3.03.0~4.04.0~5.0>5.0~7.0由液壓缸負(fù)載計算，按上表初定液壓缸工作壓力p=1.6MPa。2.2計算液壓缸主要參數(shù)按最大負(fù)載Fmax計算缸筒面積A得A=計算缸筒內(nèi)徑D得D=按計算結(jié)果根據(jù)表2.2選擇缸筒內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)值。表2.2液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)系列[2]液壓缸內(nèi)徑D…40、50、63、80、(90)、100、(110)、125、(140)、160…活塞桿直徑d…16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56…按標(biāo)準(zhǔn)取：D=63mm。根據(jù)快上和快下的速度比值來確定活塞桿的直徑：D2D2-d活塞寬度：B=0.8D=50.4mm導(dǎo)向套：C=0.8d=17.6mm缸筒長度：L=l+B+C=450+50.4+17.6=518mm計算液壓缸有效作用面積為無桿腔面積：A有桿腔面積：A2.3各工作階段的時間計算1）快上階段ast2）慢上階段ast3）快退階段ast2.4計算液壓缸流量、壓力和功率1）流量計算qqq2）壓力計算ppp3）功率計算PPP2.5繪制液壓缸的工況圖工作循環(huán)中液壓缸各階段壓力、流量和功率如表所示。表2.5液壓缸各階段壓力、流量和功率工況時間t（s）壓力p（MPa）流量q（Lmin功率P（W）快上91.8967.464235.9慢上9.251.8961.86659.0快退9.390.3217.39839.6由表2.5繪制液壓缸的工況圖如圖2.5所示。圖2.5液壓缸的工況圖三、液壓系統(tǒng)圖的擬定3.1液壓系統(tǒng)的擬定1)選用執(zhí)行元件由系統(tǒng)動作循環(huán)圖，選定單活塞桿液壓缸作為執(zhí)行元件。2)確定供油方式從工況圖分析可知，該系統(tǒng)在快上和快下時所需流量較大，且比較接近，且慢上時所需的流量較少，因此選用雙聯(lián)葉片泵為油泵。3)調(diào)速方式選擇從工況圖可知，該系統(tǒng)在慢速時速度需要調(diào)節(jié)，考慮到系統(tǒng)功率小，滑臺運動速度低，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。4)速度換接選擇由于快上和慢上之間速度需要換接，但對緩解的位置要求不高，所以采用由行程開關(guān)控制二位二通電磁閥實現(xiàn)速度換接。5)換向方式選擇采用三位四通電磁閥進(jìn)行換向，以滿足系統(tǒng)對換向的各種要求。選用三位閥的中位機(jī)能為Y型。6)平衡及鎖緊為防止在上端停留時重物下落和停留的時間內(nèi)保持重物的位置，特在液壓缸的下腔（即無桿腔）進(jìn)油路上設(shè)置液控單向閥；另一方面，為了克服滑臺自重在快下過程中的影響，設(shè)置了一節(jié)流閥。7)其它選擇為便于觀察調(diào)整壓力，在液壓泵的出口處設(shè)置測壓點。3.2擬定液壓系統(tǒng)原理圖完成以上各項選擇后，作出擬定的液壓系統(tǒng)原理圖和各電磁鐵的動作順序表如圖3.8所示。1--濾油器；2—雙聯(lián)葉片泵；3—溢流閥；4—單向閥；5—節(jié)流閥；6—三位四通電磁換向閥；7—調(diào)速閥；8—二位二通電磁換向閥；9—液控單向閥；10—單向順序閥；11—壓力表；12—壓力表開關(guān)；13—油箱；15—行程開關(guān)圖3.8液壓系統(tǒng)的原理圖四、計算與選擇液壓元件4.1確定液壓泵的型號及電動機(jī)功率1）計算液壓泵壓力估算壓力損失經(jīng)驗數(shù)據(jù)：一般節(jié)流調(diào)速和管路簡單的系統(tǒng)取?pl=0.2~0.5MPa，有調(diào)速閥和管路較復(fù)雜的系統(tǒng)取△pp2）計算所需液壓泵流量考慮泄漏的修正系數(shù)K：K=1.1~1.3。液壓缸在整個工作循環(huán)中最大流量為7.464L/min。取回路泄漏修正系數(shù)K=1.1，計算得所需兩個液壓泵的總流量為qp=1.1×7.464=8.2104Lmin，由于溢流閥最小穩(wěn)定流量為3L/min，工進(jìn)時液壓缸所需流量為3）選用液壓泵選用YB1—6.3/6.3型的雙聯(lián)葉片泵。液壓泵額定壓力為6.3MPa，排量分別為6.3mL/r和6.3mL/r，取容積效率ηpV=0.9，總效率η=0.85，額定轉(zhuǎn)速分別為1450r/min和1450r/min。4）選用電動機(jī)擬選Y系列三相異步電動機(jī)，滿載轉(zhuǎn)速2830r/min，按此計算液壓泵實際輸出流量為q計算所需電動機(jī)功率為P選用YE2-90S-2電動機(jī)。電動機(jī)額定功率為1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速為2830r/min。4.2選擇閥類元件及輔助元件1）標(biāo)準(zhǔn)件根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各個閥類元件和輔助元件的流量，由產(chǎn)品目錄確定這些元件的型號及規(guī)格如表4.3所示。2）非標(biāo)件a）油管：根據(jù)實際流量類比確定，采用內(nèi)徑為8mm，外徑為10mm的紫銅管。b)油箱：低壓系統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵額定流量的2-4倍，為了更好的散熱，取油箱容積為150L。表4.2液壓元件型號規(guī)格及主要參數(shù)[2]序號名稱型號規(guī)格主要參數(shù)1濾油器WV-40×180流量40L/min2雙聯(lián)葉片泵YB1-6.3/6.3排量6.3ml/r；壓力6.3MPa3溢流閥YF-B10B流量10L/min；調(diào)壓范圍0.5~7MPa4單向閥AF3-Ea10B流量10L/min；開啟壓力0.45MPa5節(jié)流閥CS-1002流量12L/min；壓力6.3MPa6三位四通電磁換向閥DSG-03-3C40流量60；壓力3.15MPa7調(diào)速閥Q-25B最小流量0.07L/min；壓力0.5~6.3MPa8二位二通電磁換向閥22D-25B流量24.57L/min；壓力6.3MPa9液控單向閥AQF3-EI0B流量50L/min；壓力6.3MPa10單向順序閥SV/SCV*03-*流量50L/min；壓力6.3MPa11壓力表Y-100T量程0~5MPa12壓力表開關(guān)QF3-EI0B——13油箱755×500×405容積150L14電機(jī)YE2-90S-2轉(zhuǎn)速2840r/min；功率1.5kW15行程開關(guān)LXJM1-8108——五、驗算液壓系統(tǒng)的主要性能5.1壓力損失驗算現(xiàn)在元件、管道、安裝形式均已基本確定，所以需要驗算一下系統(tǒng)各部分的壓力損失，看其是否在前述假設(shè)的范圍內(nèi)，借此可較準(zhǔn)確的確定泵和系統(tǒng)各處的工作壓力，以較準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)變量泵、溢流閥和各種壓力閥。保證系統(tǒng)的正常工作，并達(dá)到所要求的工作性能，當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行元件為液壓缸時，液壓泵的最大工作壓力應(yīng)滿足p(1)慢上時的壓力損失。慢上時管路中的流量較小，流速較低，沿程壓力損失和局部壓力損失可忽略不計。(2)快退時的壓力損失?？焱藭r，缸的無桿腔的回油量是進(jìn)油量的兩倍，其壓力損失比快進(jìn)時要大，因此必須計算快退時的進(jìn)油路與回油路的壓力損失，以便確定大流量泵的卸載壓力?？焱藭r工作缸的進(jìn)油量為q1=0.123×101)確定油液的流動狀態(tài)雷諾數(shù)Re=則工作缸進(jìn)油路中液流的雷諾數(shù)為Re工作缸進(jìn)油路中液流的雷諾數(shù)為Re因此，工作缸進(jìn)、回油路中的流動都是層流。2)計算沿程壓力損失?進(jìn)油路上，流速v1?回油路上，流速v2?(3)計算局部壓力損失由于采用集成塊式的液壓裝置，因此只考慮閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。通過各閥的局部壓力損失按?pξ=表5.1閥類元件局部壓力損失元件名稱額定流量/(L/min)實際通過流量/(L/min)額定壓力損失/Pa實際壓力損失/Pa三位四通換向閥6018.27/20.744×1.218×105/調(diào)速閥161.8662×0.233×單向閥101.8661.8×0.336×順序閥507.3982×0.3×若取集成進(jìn)油路的壓力損失?pj=0.3×??工作缸快退時的工作壓力為p這樣，快退時泵的工作壓力為p根據(jù)計算結(jié)果可知，該液壓泵的最大工作壓力滿足要求。從以上驗算結(jié)果可以看出，說明該系統(tǒng)的油路結(jié)構(gòu)、元件的參數(shù)比較合理，壓力和流量滿足要求[3]。5.2液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升驗算該系統(tǒng)采用雙泵供油方式，在工進(jìn)階段，大流量泵卸荷，功率使用合理，同時油箱容量可以取較大值，系統(tǒng)發(fā)熱溫升不大，故省略了系統(tǒng)溫升驗算[3]。

參考文獻(xiàn)[1]徐灝主編.機(jī)械設(shè)計手冊（M）.機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9[2]黎啟柏主編.液壓元件手冊（M）.機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1[3]于治明主編.液壓傳動（M）.航空工業(yè)出版社，2015.8設(shè)計心得為期一周的液壓實訓(xùn)已經(jīng)結(jié)束，在這個過程中，我們學(xué)到了很多。通過本次設(shè)計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。

在本次設(shè)計中，我們了解到了設(shè)計一套完整的液壓系統(tǒng)需要經(jīng)過哪些步驟，要做哪些計算。在設(shè)計的過程中我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，因此我們需要大量的因此我們需要大量的查閱資料，在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。一周的時間并不是很長，要完成一套液壓系統(tǒng)的設(shè)計并不是輕松的事情，所以需要團(tuán)隊中要協(xié)調(diào)分工，體現(xiàn)出了團(tuán)隊合作的重要性。

在設(shè)計過程中，總是遇到考慮不周、計算出錯等問題，而每次發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，我們就需要做大量的工作，花大量的時間才能解決，為此，我也變得更加耐心和細(xì)心，為以后的工作積累了寶貴的經(jīng)驗。

課程設(shè)計指導(dǎo)教師成績評定表題目名稱上料機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計評分項目分值得分評價內(nèi)涵工作表現(xiàn)28%01學(xué)習(xí)態(tài)度10準(zhǔn)時出勤，遵守各項紀(jì)律，工作刻苦努力，具有良好的科學(xué)工作態(tài)度。02科學(xué)實踐、調(diào)研8通過查閱文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)資源等渠道獲取與課程設(shè)計有關(guān)的材料。03課題工作量10充分參與團(tuán)隊合作，按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù)，工作