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1、 液 壓 與 氣 壓 傳 動(dòng) 課程設(shè)計(jì)說明書 學(xué) 院： 設(shè)計(jì)題目： 水平送料裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 生： 目 錄 一、 工況分析計(jì)算 1.1工況分析--------------------------------------1 1.2負(fù)載分析與計(jì)算------------------

2、--------------2 二、液壓缸主要參數(shù)的確定 2.1初選液壓缸的工作壓力--------------------------2 2.2計(jì)算液壓缸的尺寸------------------------------2 2.3流量計(jì)算--------------------------------------3 三、液壓系統(tǒng)圖擬定 3.1系統(tǒng)功能分析----------------------------------3 3.2系統(tǒng)圖的擬定----------------------------------4 3.3系統(tǒng)原理圖的繪制---

3、------------------------------------------5 3.4系統(tǒng)功能的說明--------------------------------5 四、液壓元件選擇與計(jì)算 4.1確定液壓泵的型號(hào)及電動(dòng)機(jī)功率------------------6 4.2選擇閥類元件及輔助元件------------------------6 5、 液壓缸設(shè)計(jì) 5.1液壓缸結(jié)構(gòu)的擬定------------------------------7 5.2液壓缸結(jié)構(gòu)的計(jì)算------------------------------7 5.

4、3液壓缸結(jié)構(gòu)圖----------------------------------8 6、 總結(jié)--------------------------------------------------------------8 七、參考文獻(xiàn)--------------------------------------------------------9 一 、液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的目的 1、鞏固和深化已學(xué)的理論知識(shí)，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般方法和步驟。 2、鍛煉機(jī)械制圖，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程運(yùn)算能力。 3、熟悉并會(huì)用有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。 4、 提

5、高學(xué)生使用計(jì)算機(jī)繪圖軟件（如AUTOCAD、PRO/E等）進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)的能力。 二、液壓課程設(shè)計(jì)題目：水平送料裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 某水平送料裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)直線水平送料，基本設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 參數(shù)類別 參數(shù)值 參數(shù)類別 參數(shù)值 送料調(diào)速范圍 0.1~0.2m/s 動(dòng)摩擦系數(shù) 0.3 最大行程 0.4m 靜摩擦系數(shù) 0.64 最大載荷 6000kg 機(jī)械效率 0.95 回程調(diào)速范圍 0.1~0.2m/s 容積效率 0.88 題目要求： 1、驅(qū)動(dòng)裝置：串聯(lián)活塞缸（2個(gè)），雙端不可調(diào)緩沖； 2、安裝方式：活塞桿固定，缸筒移動(dòng)

6、； 3、調(diào)速方式：雙向進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，背壓2.0MPa。 設(shè)計(jì)要求： 1、進(jìn)行工況分析與計(jì)算，繪制工況圖（包括速度圖、，負(fù)載圖）。 2、擬定液壓系統(tǒng)原理圖，選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，繪制電磁鐵動(dòng)作順序表。 3、液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制。 上交材料： 1、設(shè)計(jì)說明書一份。 2、液壓系統(tǒng)原理圖一張（A3）。 3、液壓缸（A1）裝配圖及部分零件圖（A3）。 一、工況分析計(jì)算 1.1工況分析 對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工況分析就是明確各執(zhí)行元件在工作過程中執(zhí)行元件的速度、負(fù)載變化的規(guī)律，并將此規(guī)律用曲線表示出來，作為擬定液壓系統(tǒng)方案確定系統(tǒng)主要參數(shù)（壓力和流量）的依據(jù)。

7、 1.1.1運(yùn)動(dòng)分析 根據(jù)各執(zhí)行元件在完成一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度，繪制以速度為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)的速度循環(huán)圖，掌握一個(gè)工作循環(huán)中速度的變化情況。如下圖所示： 圖一 1.1.2動(dòng)力分析 動(dòng)力分析是研究機(jī)器在工作過程中，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力情況，圖2為上料機(jī)液壓系統(tǒng)的負(fù)載—位移曲線圖如下： 圖二 1.2負(fù)載分析與計(jì)算 1.2.1負(fù)載分析 負(fù)載分析就是研究各執(zhí)行元件在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的受力情況。工作機(jī)構(gòu)作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸必須克服的負(fù)載力為：，為工作阻力 1.2.2負(fù)載計(jì)算 （1）負(fù)載壓力計(jì)算 ①工作負(fù)載 此負(fù)載為物料的摩擦力： 正壓力： 靜摩擦

8、負(fù)載： 動(dòng)摩擦負(fù)載： ②慣性負(fù)載 工況 負(fù)載力 剛啟動(dòng)時(shí) 37.63 啟動(dòng)后加速階段 29.64 工進(jìn) 17.64 快退 0 二、液壓缸主要參數(shù)的確定 2.1初選液壓缸的工作壓力 根據(jù)前面計(jì)算的最大負(fù)載力，查表9-1確定工作壓力為5MPa 2.2計(jì)算液壓缸的尺寸 按標(biāo)準(zhǔn)取液壓缸內(nèi)徑為， 根據(jù)缸的前進(jìn)和后退速度，在活塞桿外徑中選取標(biāo)準(zhǔn)系列，取 2.3流量計(jì)算 無(wú)桿腔面積： 有桿腔面積： 求流量： 有桿腔流量: 無(wú)桿腔流量： 所以串聯(lián)缸需要的最大流量為

9、 最大功率為： 三、液壓系統(tǒng)圖的擬定 3.1系統(tǒng)功能分析 系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置為串聯(lián)活塞缸。 3.1.1供油方式 從工況圖分析可知，從提高系統(tǒng)效率，節(jié)能的角度考慮，采用單一定量泵的供油方式。 3.1.2系統(tǒng)的卸荷回路 卸荷回路是通過溢流閥及三位四通電磁換向閥實(shí)現(xiàn)的。 3.1.3工作回路 用一個(gè)齒輪泵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行供油，通過三位四通電磁換向閥的通斷的情況來控制系統(tǒng)的工作情況。 3.2系統(tǒng)圖的擬定 3.2.1液壓缸的分類及組成 液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式，可以分為活塞缸、柱塞缸、和擺動(dòng)缸三類。活塞缸和柱塞缸實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸出推力和速度。擺動(dòng)缸則能

10、實(shí)現(xiàn)小于360的往復(fù)擺動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。液壓缸除單個(gè)使用外，還可以幾個(gè)組合起來和其他機(jī)構(gòu)組合起來，在特殊場(chǎng)合使用，已實(shí)現(xiàn)特殊的功能。 本次設(shè)計(jì)中液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可分成缸筒，密封裝置、緩沖裝置，以及排氣裝置四個(gè)部分。 （1）液壓缸的主要參數(shù)設(shè)計(jì)（已經(jīng)計(jì)算） （2）液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 缸體的連接形式 常用的連接方式法蘭連接、螺紋連接、外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接，其形式與工作壓力、缸體材料、工作條件有關(guān)。本次設(shè)計(jì)中采用缸體前端法蘭連接，缸中還有導(dǎo)向套。 密封圈的選用 應(yīng)根據(jù)密封部位、使用部位、使用的壓力、溫度、運(yùn)動(dòng)速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。常見的密封圈類

11、型：O型圈，O型圈加擋圈，高底唇Y(jié)型圈，Y型圈，奧米加型等。本次設(shè)計(jì)中采用的是U行密封圈，防塵密封件， 液壓缸排氣裝置 對(duì)于速度穩(wěn)定性要求的機(jī)床液壓缸，則需要設(shè)置排氣裝置，缸體上有排氣孔。 （3）液壓缸設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng) 在系統(tǒng)工作過程中，應(yīng)使缸體在移動(dòng)時(shí)能承受最大負(fù)載?？焖僦资峭ㄟ^油管與缸體直接相連實(shí)現(xiàn)給缸體供油。 考慮到液壓缸有不同行程終了處的制動(dòng)問題和液壓缸的排氣問題，缸內(nèi)如無(wú)緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)措施。 根據(jù)主機(jī)的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式，但液壓缸只能一端定位。 液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦結(jié)構(gòu)形式

12、和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較，盡可能做到簡(jiǎn)單、緊湊、加工、裝配和維修方便。 （4） 液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求：串聯(lián)活塞缸缸體材料---鑄鐵，型號(hào)45，粗糙度---液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為，其余非鑄造面的粗度， 3.3系統(tǒng)原理圖的繪制 水平送料裝置液壓系統(tǒng)原理圖如下圖所示： 3.4系統(tǒng)功能的說明 本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)所需流量較大，采用單個(gè)液壓泵及電動(dòng)機(jī)提供系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)所需的動(dòng)力，在回油路中采用可調(diào)節(jié)流閥對(duì)回路中液壓油的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)由于缸體運(yùn)動(dòng)所需流量較大，給缸體供油采用電磁換向閥。 四、液壓元件的計(jì)算與選擇 4.1確定液壓泵的型號(hào)及電動(dòng)機(jī)功率

13、4.1.1串聯(lián)缸最大流量： 查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，擬選用的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：Y180L-4，功率為22kW,額定轉(zhuǎn)速為1470r/min。 查齒輪泵產(chǎn)品目錄，擬選用泵的型號(hào)為：CB-E，排量，額定壓力為10MPa。 4.1.2需要電動(dòng)機(jī)功率： 4.2選擇閥類元件及輔助元件 4.2.1液壓元件的型號(hào)及規(guī)格 （1）根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件和輔助元件的流量，可選用這些元件的型號(hào)及規(guī)格（見下表） 液壓元件的型號(hào)及規(guī)格 序號(hào) 名稱 通過流量 q(L/min) 型號(hào)及規(guī)格 1 單向閥 230 S10A32

14、 2 齒輪泵 176.4 CB-E 3 溢流閥 70 DBD-H-20G-10-5 4 可調(diào)節(jié)流閥 230 SR-T-10 5 三位四通電磁換向閥 185 DG4V-5-A-H2-VM 6 電動(dòng)機(jī) Y180L-4 7 過濾器 250 ZU-H25010FS 8 順序閥 15 DZ-5-DP1-20 （2）油管 油管內(nèi)徑一般可參考所接元件口尺寸進(jìn)行確定，也可按管允許速度計(jì)算，在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，出油口采用的是公稱通徑為32mm,外徑為的42mm鋼管，其管路通過流量為250L/min。 （3）油箱

15、 油箱的主要功能是儲(chǔ)存油液，此外還起著散發(fā)油液中的熱量，溢出混在油液中的氣體，沉淀油中的污物等作用。油箱容積根據(jù)液壓泵的流量計(jì)算，取其體積, 即V=1200L 五、液壓缸設(shè)計(jì) 5.1液壓缸結(jié)構(gòu)的擬定 選取串聯(lián)活塞缸。由表4-11選擇“拉桿連接”，材料選用45號(hào)鋼。 5.2液壓缸結(jié)構(gòu)的計(jì)算 5.2.1 缸筒內(nèi)徑和活塞桿直徑 由前面算出的缸筒內(nèi)徑為： 活塞桿直徑為： 5.2.2 缸筒的壁厚 查表表4-12 取缸筒壁厚為： 5.2.3 缸筒底部厚度h1 因?yàn)椴牧蠟?5號(hào)鋼，所以[σ]=10

16、0MPa 取缸筒底部厚度為h=20mm 5.2.4活塞組件設(shè)計(jì) 選用活塞的常用材料45號(hào)鋼，d=60mm； 5.3液壓缸結(jié)構(gòu)圖 六、設(shè)計(jì)總結(jié) 本設(shè)計(jì)為水平送料裝置的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)水平送料裝置進(jìn)行功能分析后，初步設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖，選擇各種閥類零件，例如，選擇了三位四通換向閥、溢流閥，單向節(jié)流閥和順序閥等。 通過對(duì)負(fù)載的計(jì)算和分析，計(jì)算出液壓缸缸筒的內(nèi)徑和所需的流量，通過查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選出了合適的電機(jī)和液壓泵，此次選用的是CB-E定量齒輪泵和Y180L-4電動(dòng)機(jī)。 在本次液壓課程設(shè)計(jì)中，很大的提高了自

17、身的動(dòng)手及動(dòng)腦能力，同時(shí)也加強(qiáng)了同他人的合作能力。通過此次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)液壓的許多理論知識(shí)有了更深層次的理解，對(duì)液壓在實(shí)際應(yīng)用中所起的作用也有了更深入的了解，并懂得了液壓可以在哪些場(chǎng)合使用。 在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)了我們的綜合運(yùn)用液壓課程知識(shí)及手冊(cè)來解決實(shí)際問題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在課程設(shè)計(jì)過程中，我充分認(rèn)識(shí)到自己在知識(shí)理解和接受應(yīng)用方面的不足，自己在某些知識(shí)方面的欠缺，這也更加是我清楚了自己的弱項(xiàng)，在今后的生活中，我一定會(huì)加強(qiáng)所欠缺知識(shí)方面的學(xué)習(xí)。 參考文獻(xiàn) 【1】《液壓與氣壓傳動(dòng)（第四版）》 機(jī)械工業(yè)出版社----2007.5 【2】《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版（第四卷）》 機(jī)械工業(yè)出版社----2004.8 【3】《液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指南》 化學(xué)工業(yè)出版社----2009.7 【4】《液壓缸及其設(shè)計(jì)》 國(guó)防工業(yè)出版社----2011.8