貼面板壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

貼面板壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),貼面,板壓機(jī),液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 論文（設(shè)計(jì)） 課題名稱 貼面板壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 陳忠 院（系） 工學(xué)院 專業(yè)班級 農(nóng)機(jī)091班 指導(dǎo)教師 龔水泉 職稱 副教授 學(xué)歷 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求： 1. 要求在完成論文期間，積極主動(dòng)，查閱大量文獻(xiàn)，獨(dú)立創(chuàng)新； 2. 按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，方案切實(shí)可行； 3. 獨(dú)立繪制裝配圖和零件圖，圖紙量不少于1.5張A0； 4. 獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，格式正確，要求字?jǐn)?shù)不少于8000字； 5. 完成電子文檔及PPT文檔，并打印裝訂成冊。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)： 1. 液壓系統(tǒng)原理圖和總裝配圖。 2. 全部零件圖。 3. 零件表、液壓元器件表、標(biāo)準(zhǔn)件表。 4. 設(shè)計(jì)說明書。 技術(shù)參數(shù)： 總壓力300噸，幅面2600×1400mm，行程300mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作計(jì)劃： 1. 了解本機(jī)工作原理，明白設(shè)計(jì)意義； 2. 查閱資料并畫出液壓原理圖； 3. 通過計(jì)算選定液壓元器件； 4. 寫出計(jì)算說明書； 5. 根據(jù)計(jì)算說明書的計(jì)算尺寸，畫出各零件圖； 6. 畫出液壓系統(tǒng)總裝配圖。 接受任務(wù)日期：2012年12月9日 要求完成日期：2013年5月5日 JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題目： 貼面板壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 陳忠 學(xué) 號： 20090958 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級： 091班 指導(dǎo)教師： 龔水泉 職稱：副教授 2013 年 5 月 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 論文（設(shè)計(jì)） 課題名稱 貼面板壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 陳忠 院（系） 工學(xué)院 專業(yè)班級 農(nóng)機(jī)091班 指導(dǎo)教師 龔水泉 職稱 副教授 學(xué)歷 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求： 1. 要求在完成論文期間，積極主動(dòng)，查閱大量文獻(xiàn)，獨(dú)立創(chuàng)新； 2. 按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，方案切實(shí)可行； 3. 獨(dú)立繪制裝配圖和零件圖，圖紙量不少于1.5張A0； 4. 獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，格式正確，要求字?jǐn)?shù)不少于8000字； 5. 完成電子文檔及PPT文檔，并打印裝訂成冊。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)： 1. 液壓系統(tǒng)原理圖和總裝配圖。 2. 全部零件圖。 3. 零件表、液壓元器件表、標(biāo)準(zhǔn)件表。 4. 設(shè)計(jì)說明書。 技術(shù)參數(shù)： 總壓力300噸，幅面2600×1400mm，行程300mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作計(jì)劃： 1. 了解本機(jī)工作原理，明白設(shè)計(jì)意義； 2. 查閱資料并畫出液壓原理圖； 3. 通過計(jì)算選定液壓元器件； 4. 寫出計(jì)算說明書； 5. 根據(jù)計(jì)算說明書的計(jì)算尺寸，畫出各零件圖； 6. 畫出液壓系統(tǒng)總裝配圖。 接受任務(wù)日期：2012年12月9日 要求完成日期：2013年5月5日 摘 要 液壓機(jī)是一種以液體為工作介質(zhì)，根據(jù)帕斯卡原理制成的用于傳遞能量以實(shí)現(xiàn)各種工藝的機(jī)器。液壓機(jī)是一種鍛壓機(jī)械，它能完成調(diào)直、冷沖壓、冷擠壓等多種鍛壓工藝。液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，但通常由橫梁、立柱、工作臺、滑塊和頂出機(jī)構(gòu)等部件組成。 本文為300噸液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過對液壓機(jī)的液壓缸進(jìn)行工況分析，繪制其速度圖和負(fù)載圖。選擇液壓基本回路，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，使液壓缸缸能完成快速下行、減速加壓、保壓、快速回程、原位停止的基本工作循環(huán)。確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，通過對壓力、流量等參數(shù)的分析與計(jì)算，對泵、電機(jī)、控制閥等液壓元件和輔助件進(jìn)行選擇。 本次設(shè)計(jì)通過液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升的驗(yàn)算，使液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足液壓機(jī)工作循環(huán)的動(dòng)作要求，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的成型加工工藝。 關(guān)鍵詞： 液壓機(jī) ; 液壓系統(tǒng) ; 原理圖 ABSTRACT Hydraulic presses are machines that use liquid as working medium and are made according to the principle of PASCAL to deliver energy to achieve various processes. Hydraulic presses are metal forming machines which can complete various forging technology such as alignment, cold forging, cold extruding and so on. Hydraulic presses have many structural forms but more often than not they are composed of crossbeam, vertical post, work table, slide block and ejector parts. This paper is about the design of 300T hydraulic press's hydraulic system, though the condition analysis of the hydraulic press's main cylinder and ejection cylinder, we can draw their velocity diagrams and load diagrams. Then we choose basic hydraulic circuit to form the hydraulic system schematics. We must make sure the main cylinder can complete the basic working cycle of fast descending, deceleration repression, time delay of press forming, relinef-pressure return and stop, and on the other hand, ejection cylinder can realize the action of ejection, return and floating side pressing. After that, we must analyse the control process of the hydraulic system. Hydraulic system's main parameters are determined and through the analysis and calculation of pressure, flow and other parameters, and then we can go on the choose hydraulic components and auxiliary parts such as pump , motor, filters, control valves. The hydraulic system can meet the press order cycle action requires and realize the plastic material forging press, stamping cold extrusion, straightening, bending forming process and other contour machining technic through check calculation of hydraulic system pressure loss and the temperature of the hydraulic system. KEYWORDS: hydraulic press ; hydraulic system ; system diagram 目錄 摘 要 2 前言 5 一、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與工況分析 6 1.1確定對液壓系統(tǒng)的工作要求 6 1.2執(zhí)行元件的工況分析 6 二、液壓缸主要參數(shù)的確定 7 2.1初選液壓缸的工作壓力 7 2.2確定液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑 7 2.3確定液壓缸流量 9 三、液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)定 9 3.1選擇基本回路 9 3.2擬定液壓系統(tǒng)原理圖 10 3.3液壓系統(tǒng)控制過程的分析 10 3.4液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表 11 四、液壓系統(tǒng)的計(jì)算及液壓元件的選擇 11 4.1選擇液壓泵及其電機(jī) 11 4.2選擇液壓閥及輔助元件 12 4.3確定管道尺寸 15 4.4確定油箱 16 4.5液壓缸的壁厚和外徑的計(jì)算 17 4.6液壓缸行程的確定 17 4.7缸蓋厚度的確定 17 4.8最小尋向長度的確定 18 4.9活塞、導(dǎo)向套長度及其密封圈的確定 18 4.10缸體長度的確定 18 4.11缸蓋螺栓的計(jì)算 18 五、液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 19 六、結(jié)論 21 參考文獻(xiàn) 22 致謝 23 前言 液壓機(jī)是一種以液體為工作介質(zhì)，根據(jù)帕斯卡原理制成的用于傳遞能量以實(shí)現(xiàn)各種工藝的機(jī)器。液壓機(jī)是一種鍛壓機(jī)械，它能完成調(diào)直、冷沖壓、冷擠壓等多種鍛壓工藝。我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，液壓元件最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備。60年代獲得較大發(fā)展，已滲透到各個(gè)工業(yè)部門，在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、船舶、航空、石油以及軍工等工業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前液壓技術(shù)正向高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、低能耗、長壽命、高度集成化等方向發(fā)展。同時(shí)，新元件的應(yīng)用、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化、微機(jī)控制等工作，也取得了顯著成果。目前，我國的液壓件已從低壓到高壓形成系列，并生產(chǎn)出許多新型元件，如插裝式錐閥、電液比例閥、電液伺服閥、電業(yè)數(shù)字控制閥等。我國機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化、推廣國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制、開發(fā)國產(chǎn)液壓件新產(chǎn)品，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和新技術(shù)應(yīng)用的研究，積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，合理調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對一些性能差而且不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的液壓件產(chǎn)品，采用逐步淘汰的措施。由此可見，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，液壓技術(shù)將獲得進(jìn)一步發(fā)展，在各種機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用將更加廣泛。 本文為300噸液壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過對液壓機(jī)的液壓缸進(jìn)行工況分析，繪制其速度圖和負(fù)載圖。選擇液壓基本回路，擬定液壓系統(tǒng)原理圖，使液壓缸缸能完成快速下行、減速加壓、保壓、快速回程、原位停止的基本工作循環(huán)。確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，通過對壓力、流量等參數(shù)的分析與計(jì)算，對泵、電機(jī)、控制閥等液壓元件和輔助件進(jìn)行選擇。 本次設(shè)計(jì)通過液壓系統(tǒng)壓力損失和溫升的驗(yàn)算，使液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足液壓機(jī)工作循環(huán)的動(dòng)作要求，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的成型加工工藝。 液壓系統(tǒng)的基本組成 1）能源裝置——液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。 2）執(zhí)行裝置——液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。 3）控制裝置——液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 4）輔助裝置——油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。 5）工作介質(zhì)——液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。 一、 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與工況分析 1.1確定對液壓系統(tǒng)的工作要求 根據(jù)貼面板壓機(jī)的要求，其工作由機(jī)械傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)；工作循環(huán)為“啟動(dòng)→快速下行→減速、加壓→保壓→回程→原位停止”，故擬采用液壓傳動(dòng)方式的來實(shí)現(xiàn)，選定液壓缸作執(zhí)行元件。根據(jù)要求幅面為2600×1400mm并功率較大所以采用兩個(gè)液壓缸。采用的液壓缸規(guī)格相同且為單桿活塞式液壓缸。所以以下計(jì)算都作為單個(gè)液壓缸計(jì)算。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和經(jīng)驗(yàn)，取液壓缸下行和回程時(shí)速度為28mm/s，加壓速度4mm/s, 立式安裝的主液壓缸活塞桿帶動(dòng)滑塊及動(dòng)橫梁在立柱上滑動(dòng)下行時(shí),運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量一般為1000Kg。在負(fù)載分析中，暫不考慮回油腔中的背壓力。 1.2執(zhí)行元件的工況分析 1.2.1.工作負(fù)載： =9.8×300×1000/2=1.47×N 1.2.2.摩擦負(fù)載： 取靜摩擦因數(shù)=0.2,動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1 靜摩擦阻力：=0.2×1000×9.8=1960N 動(dòng)摩擦力：=0.1×1000×9.8=980N 1.2.3.慣性負(fù)載： 取液壓缸下行快進(jìn)和回程快退時(shí)時(shí)間為0.5s,下行和回程速度為28mm/s則 =ma=m=1000×=56N 滑塊重量G=9800N 1.2.4.液壓缸在各工作階段的負(fù)載值： 其中=0.95 為液壓缸的機(jī)械效率，一般取=0.9-0.97 表1-1 液壓缸各工作階段負(fù)載值 工況 負(fù)載組成 推力 F/ 啟動(dòng) 快速下行 減速、加壓 保壓 回程 1.2.5.負(fù)載圖和速度圖的繪制: 圖1-1 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)參考文獻(xiàn)【4】表10-1得： 表2-1 幾種機(jī)器常用的系統(tǒng)壓力 機(jī)械類型 機(jī) 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 液壓機(jī) 重型機(jī)械 起重機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 工作壓力/MPa 0.8～2 3～5 2～8 8～10 10～16 20～32 參考表2-1,選取液壓缸的工作壓力p為25MPa. 2.2確定液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑: 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用單桿活塞式液壓缸，因液壓缸快速下行和回程速度相等，由液壓缸負(fù)載圖可知最大負(fù)載為加壓時(shí)=, 設(shè)液壓缸無活塞桿的缸筒內(nèi)徑為，活塞桿直徑為。初算時(shí)高壓系統(tǒng)可不考慮背壓，則 根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】查表3.48可知==0.196m 根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】查表3.50可得將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)=280mm。 查表3.51可得將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)=200mm。 所以 ：無桿腔面積A1= 有桿腔面積A2= 活塞桿的材料選用45號鋼，液壓缸的支承長度根據(jù)實(shí)際需要此處約為=1650mm，故對活塞桿的彎曲穩(wěn)定性暫驗(yàn)算為： --活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界壓縮力 --安全系數(shù)，通常取3.5-6，此處取4。 又因?yàn)椋? = --實(shí)際彈性模數(shù)為1.8×MPa --活塞桿橫截面慣性矩，為0.049 。 K—液壓缸安裝及導(dǎo)向系數(shù)，本系統(tǒng)液壓缸采用法蘭連接所以K取0.5。 則通過以上可知=×1.8××0.049××// =204427805.6N 則=51106951.4N＞ 滿足要求。 對選定的液壓缸內(nèi)徑，進(jìn)行最小穩(wěn)定速度的驗(yàn)算，要保證液壓缸的有效工作面積A必須大于流量閥最小穩(wěn)定速度的最小有效面積，即A>。 = 式子中：---流量閥的最小穩(wěn)定流量，在此取流量閥的最小穩(wěn)定流量為1000ml/min ---液壓缸的最低速度，既4mm/s =≈41.67 滿足要求。 2.3確定液壓缸流量 2.3.1.液壓缸下行快進(jìn)時(shí)的流量為： 式中：—液壓缸下行時(shí)速度（mm/s）。 2.3.2.液壓缸加壓時(shí)的流量為： 式中：—液壓缸工作時(shí)速度（mm/s）。 2.3.3.液壓缸回程時(shí)的流量為： 式中：—液壓缸回程時(shí)速度（mm/s）。 三、液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)定 3.1選擇基本回路 液壓系統(tǒng)的供油工況主要為下行、回程時(shí)的低壓大流量供油和工作時(shí)的高壓小流量供油兩種工況。液壓機(jī)工作時(shí)負(fù)載大，運(yùn)動(dòng)速度慢，下行、回程時(shí)的負(fù)載相對于工進(jìn)時(shí)要小很多，但是速度卻比工進(jìn)時(shí)要快。為了提高液壓機(jī)工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，可以采用低壓大流量液壓泵和高壓小流量液壓泵兩個(gè)液壓泵的組合供油的供油方式，并且可以用同一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。每個(gè)泵的一邊加個(gè)溢流閥幫助泵卸荷，且在兩個(gè)泵之間加個(gè)單向閥防止高壓泵的油液流向低壓泵一頭。 由于市場上大多數(shù)的液壓機(jī)的液壓缸的同步采用的是機(jī)械同步，本系統(tǒng)采用兩個(gè)液壓缸的機(jī)械連結(jié)的同步回路。并用采用液控單向閥的鎖緊回路幫助液壓缸進(jìn)行保壓。且其速度較低則選用回油路節(jié)流調(diào)速回路。 由于本系統(tǒng)壓力、流量較大，所以為了實(shí)現(xiàn)上述工作循環(huán)，擬采用電液換向閥實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作。 3.2擬定液壓系統(tǒng)原理圖 將上述所選定的液壓回路進(jìn)行組合，并根據(jù)要求作必要的修改，即組成如下圖所示的液壓原理圖。 圖3-1 1-濾油器①；2-濾油器②；3-高壓泵；4-低壓泵；5-順序閥；6-單向閥 ；7-三位四通電液換向閥；8-壓力表；9-壓力繼電器；10-液控單向閥；11-液壓缸；12-壓板；13-節(jié)流閥；14-二位二通電液換向閥；15-溢流閥 3.3液壓系統(tǒng)控制過程的分析 1.啟動(dòng) 按啟動(dòng)按鈕，電磁鐵全部處于失電狀態(tài)。泵4輸出的油以壓力經(jīng)閥5的溢流回油箱，泵3空載啟動(dòng)。 2.快速下行 電磁鐵1YA、3YA得電，換向閥7換至左位，控制油經(jīng)液控單向閥向液壓缸11上腔供油。因換向閥14 3YA得電，其右端接入工作，所以回油路經(jīng)閥7和閥14回油箱使其快速下行。此時(shí)油路是： 進(jìn)油路：濾油器→液壓泵4→三位四通電液換向閥7左端P口到A口→液控單向閥10→液壓缸11上腔 回油路：液壓缸11下腔→三位四通電液換向閥7左端B口到T口→二位二通電液換向閥14右端→油箱 3.減速、加壓 當(dāng)上缸滑塊降至一定位置觸動(dòng)行程開關(guān)（圖中未畫出），發(fā)出一個(gè)電信號使電磁鐵3YA失電，換向閥14處于左端，液壓缸回油須經(jīng)節(jié)流閥13回油箱，實(shí)現(xiàn)減速慢進(jìn)。當(dāng)接觸工件后，阻力急劇增加，上腔壓力進(jìn)一步提高，泵3、4此時(shí)同時(shí)工作，泵4輸出的油主要以壓力經(jīng)閥5流回油箱，泵3輸出的油主要進(jìn)行加壓。 4.保壓 當(dāng)液壓缸11上腔的油液達(dá)到要求的數(shù)值時(shí)，由壓力繼電器發(fā)出信號，使電磁鐵1YA失電，換向閥7回復(fù)中位，將主缸上下腔油液封閉，液壓缸上腔短時(shí)保壓。保壓時(shí)間由壓力繼電器控制的時(shí)間繼電器調(diào)整（圖中未畫出）。保壓期間，泵4經(jīng)閥閥5卸荷，泵3經(jīng)溢流閥15卸荷。。 5. 回程 該液壓系統(tǒng)保壓完畢，電磁鐵2YA、3YA得電，換向閥7和換向閥14換至右位。此時(shí)系統(tǒng)壓力減小泵3和泵4的輸出油液進(jìn)入液壓缸的下腔，同時(shí)控制油路打開液控單向閥10，液壓缸上腔的油經(jīng)閥7和閥14回到油箱。此時(shí)的油路是： 進(jìn)油路：濾油器→液壓泵4→三位四通電液換向閥7右端P口到B口→液壓缸11下腔 回油路：液壓缸11上腔→液控單向閥10→三位四通電液換向閥7右端A口到T口→二位二通電液換向閥14右端→油箱 6.原位停止 當(dāng)上缸滑塊上升至觸動(dòng)行程開關(guān)（圖中未畫出），電磁鐵2YA失電，三位四通電磁換向閥7處于中位，液控單向閥使液壓缸上腔封閉，液壓缸原位停止。泵4輸出油經(jīng)閥5回油箱，泵卸載。 3.4液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序表 表3-1 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 啟動(dòng) - - - 快速下行 + - + 減速、加壓 + - - 保壓 - - - 回程 - + + 原位停止 - - - 四、液壓系統(tǒng)的計(jì)算及液壓元件的選擇 4.1選擇液壓泵及其電機(jī) 4.1.1.確定液壓泵的工作壓力 ≥P+Σ???????????????????? 式中：——液壓泵最大工作壓力; Σ——從液壓泵出口到液壓缸入口之間總的管路損失。 低壓泵工作時(shí)最大壓力為回程時(shí)此時(shí)=11347.4N則： =0.4MPa 高壓泵工作時(shí)最大壓力為保壓時(shí)此時(shí)=則：MPa Σ的準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并繪出管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛唵危魉俨淮蟮娜ˇ?0.2—0.5MPa；管路復(fù)雜，流速較大的取Σ=0.5—1MPa。本系統(tǒng)取低壓泵Σ=0.8Mpa，高壓泵Σ=0.2MPa。 故：=0.4+0.8=1.2MPa =25+0.2=25.2MPa 上述計(jì)算所得的Pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，并確保泵的壽命，因此泵的額定壓力應(yīng)滿足： 低壓泵=1.25=1.25×1.2=1.5MPa 高壓泵=1.25=1.25×25.2=31.5MPa 4.1.2.確定液壓泵的最大流量 由于采用兩個(gè)液壓缸，所以當(dāng)兩個(gè)液壓缸工作時(shí)，所需的最大流量為： 式中： ——液壓泵的最大流量； ——同時(shí)動(dòng)作兩個(gè)液壓缸所需流量之和的最大值。 ——系統(tǒng)泄漏系數(shù),一般取=1.1。 低壓泵：=2×103.3=206.6L/min 高壓泵：=2×14.8=29.6L/min 所以：低壓泵：=1.1×206.6=227.3L/min 高壓泵：=1.1×29.6=32.6L/min 4.1.3.選擇液壓泵的規(guī)格 由于液壓系統(tǒng)的工作時(shí)壓力高，負(fù)載壓力大，流量大,所以高壓泵選變量柱塞泵，低壓泵選定量齒輪泵。 根據(jù)以上算得的和再查文獻(xiàn)【3】，低壓泵現(xiàn)選用CB-B160型齒輪泵，排量160ml/r，額定壓力2.5MPa，額定轉(zhuǎn)速1450r/min，額定流量232L/min，額定功率8.2KW。 高壓泵的型號為25CCY140-1B型軸向柱塞泵，額定壓力為31.5MPa，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，排量為25ml/r,額定流量為37.5L/min，額定功率為14.6KW。 4.1.4.選擇電機(jī) 電動(dòng)機(jī)的額定功率必須根據(jù)消耗功率最大的工況來確定，功率計(jì)算公式如下： P= 式中： P-電動(dòng)機(jī)額定功率； -液壓泵的工作壓力； -液壓泵的流量； η-液壓泵的總效率，查參考文獻(xiàn)【4】表10-2得：柱塞泵η=0.80-0.85所以此處柱塞泵取η=0.82。 比較液壓缸各工況所需要的功率，液壓缸加壓時(shí)的功率最大，且為高壓泵的功率最大，為 P=2×××2=15.2KW 查文獻(xiàn)【3】，選取電動(dòng)機(jī)型號為：Y160L2-4，其技術(shù)參數(shù)為：額定功率：18.5KW ；滿載轉(zhuǎn)速1458r/min。 4.2選擇液壓閥及輔助元件 通過液壓系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算查閱液壓手冊,主要依據(jù)是根據(jù)該閥在系統(tǒng)工作的最大工作壓力和通過該閥的實(shí)際流量，其他還需考慮閥的動(dòng)作方式，安裝固定方式，壓力損失數(shù)值，工作性能參數(shù)和工作壽命等條件來選擇標(biāo)準(zhǔn)閥類的規(guī)格。查找文獻(xiàn)【3】得： 濾油器①：按p=1.5MPa，q=227.3L/min 選去YLH-250型濾油器 濾油器②：按p=31.5MPa，q=32.6L/min 選QU-H40型濾油器 單向閥：按p=31.5MPa，q=227.3L/min 選RVP-16型單向閥 三位四通電液換向閥：按p=31.5MPa，q=227.3L/min 選DS-G04型三位四通電液換向閥 二位二通電磁換向閥：按p=31.5MPa，q=227.3L/min 選4EY-H20B型二位二通電液換向閥 液控單向閥：按p=31.5MPa，q=227.3/2=113.7L/min 選SL10P-30型液控單向閥 節(jié)流閥：按=31.5MPa，q=227.3L/min 選MG-25型節(jié)流閥 順序閥：按p=31.5MPa，q=227.3L/min 選DZ-20型順序閥 溢流閥：按p=31.5MPa，q=227.3L/min 選DBD-20型溢流閥 壓力表：按p=31.9MPa 選 Y-100型壓力表 壓力繼電器：按p=31.5MPa 選PF-L8H4S型壓力繼電器 表4-1液壓元件明細(xì)表 序 號 元件 名稱 規(guī)格 型 號 額定流量 L/min 額定壓力 MPa 數(shù) 量 1 濾油器① YLH-H250 250 1.6 1 2 濾油器② QU-H40 40 32 1 3 低壓泵 CB-B160 232 2.5 1 4 高壓泵 25CCY140-1B 37.5 31.5 1 5 三位四通電液換向閥 DS-G04 300 31.5 1 6 二位二通電液換向閥 4EY-H20B 250 31.5 1 7 液控單向閥 SL10P-30 120 31.5 2 8 節(jié)流閥 MG-25 300 31.5 1 9 單向閥 RVP-16 240 31.5 1 10 溢流閥 DBD-20 250 31.5 1 11 順序閥 DZ-20 300 31.5 1 12 壓力表 Y-100 - - 1 13 壓力繼電器 PF-L8H4S - 31.5 1 4.3確定管道尺寸 油管系統(tǒng)中使用的油管種類很多，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所須的壓力是高壓，而鋼管能承受高壓且價(jià)格低廉、耐油、抗腐蝕，所以本設(shè)計(jì)中油管采用鋼管。但鋼管裝配不能任意彎曲，本設(shè)計(jì)在彎曲的地方可以用管接頭來實(shí)現(xiàn)彎曲。管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯(lián)接件，本設(shè)計(jì)管路旋入端用的連接螺紋為細(xì)牙螺紋，它密封性好，常用于高壓系統(tǒng)，采用O形圈進(jìn)行端面密封。液壓系統(tǒng)中的泄漏問題大部分都出現(xiàn)在管接頭上，為此對管材的選用，接頭形式的確定，管系的設(shè)計(jì)以及管道的安裝都要考慮清楚，以免影響整個(gè)液壓系統(tǒng)的使用質(zhì)量。本設(shè)計(jì)根據(jù)需要，選擇卡套式管接頭，采用冷拔無縫鋼管。 油管內(nèi)徑可由以下公式求得 式中： —油管內(nèi)徑(mm)； —油路通過最大流量(L/min)； —油管中允許流速m/s。對吸油管≤1—2m/s（一般取 1m/s以下）；對于壓油管≤3—6m/s；對于回流管≤1.5 —2.5m/s 液壓泵至液壓缸上腔和下腔的油管 取v = 5m/s，q = 227.3 L/min 則 查文獻(xiàn)【3】得：選d = 32mm，壁厚t=6mm。 4.4確定油箱 初始設(shè)計(jì)時(shí)，先按經(jīng)驗(yàn)公式確定油箱的容量，待系統(tǒng)確定后， 再按散熱的要求進(jìn)行校核。 油箱容量的經(jīng)驗(yàn)公式為 V=????????? 式中 ：——液壓泵每分鐘排出壓力油的容積（m3）； ??? ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù),低壓系統(tǒng)取 =2-4，中壓系統(tǒng)取 =5-10，高壓系統(tǒng)取 =6-15 由于本系統(tǒng)輸油主要靠低壓泵，所以本設(shè)計(jì)取 =4，則V=4×232=928L 油箱的有效容積確定后，需設(shè)計(jì)液壓油箱的外形尺寸，液壓油箱外形尺寸長、寬、高的比值在1:1:1～1:2:3之間分配，并使液面高度約為油箱高度的80%。為了提高冷卻效率，安裝位置不受影響時(shí)，可適當(dāng)增大油箱的容積。本設(shè)計(jì)中的油箱根據(jù)液壓泵與電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接方式的需要以及安裝其它液壓元件需要，選擇長為1.4m,寬為1.1m，高為0.75m。 液壓油箱材料一般選用Q235鋼板，通過焊接的方式連接。鋼板的厚度分別設(shè)置為：油箱箱壁厚3mm，箱底厚度5mm，因?yàn)橄渖w上需要安裝其他液壓元件，因此箱蓋厚度取為10mm。為了易于散熱和便于對油箱進(jìn)行搬移及維護(hù)保養(yǎng)，取箱底離地的距離為150mm。因此，油箱基體的總長總寬總高為： 長為： 寬為： 高為： 為了更好的清洗油箱，取油箱底面傾斜角度為。 油箱內(nèi)一般設(shè)有隔板，隔板的作用是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開，增大油液循環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀。隔板的安裝型式有多種，隔板一般沿油箱的縱向布置，其高度一般為最低液面高度的2/3-3/4。有時(shí)隔板可以設(shè)計(jì)成高出液壓油面，使液壓油從隔板側(cè)面流過；在中部開有較大的窗口并配上適當(dāng)面積的濾網(wǎng)，對油液進(jìn)行粗濾。 4.5液壓缸的壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度，從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異，一般計(jì)算時(shí)可視為薄壁圓筒。壓機(jī)的液壓缸材料此處選35號鋼，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算： --缸筒內(nèi)的最高工作壓力（Pa） --缸筒材料的需用應(yīng)力（Pa），鑄鋼=100~110MPa 所以=31.5×280/2/100=44.1mm 取=45 液壓缸壁厚算出后，既可算出缸體的外徑： ≥+2=280+2×45=370mm 4.6液壓缸行程的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求300mm，且查參考文獻(xiàn)【3】可取液壓缸的行程標(biāo)準(zhǔn)值L=320mm 4.7缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，此處缸蓋材料選35號鋼，其有效厚度,按強(qiáng)度要求可用下式進(jìn)行近似計(jì)算： ≥0.433（） 式中：—缸蓋止口內(nèi)徑(mm) —材料應(yīng)力Pa（鑄鋼為100-110MP） 最大外徑根據(jù)安裝位置及安裝要求確定最小不小于缸桶外徑 計(jì)算得≥38.2mm 取=40mm 4.8最小尋向長度的確定 當(dāng)活塞全部外伸時(shí)，從活塞支撐面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支撐面中點(diǎn)距離H稱為最小尋向長度。當(dāng)最小尋向長度過小，將使液壓缸的初試撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須要保證有一定的最小尋向長度。 對于一般的液壓缸，最小尋向長度應(yīng)該滿足以下要求： H≥L/20+/2=320/20+280/2=156mm 此處取H=160mm 4.9活塞、導(dǎo)向套長度的確定 導(dǎo)向套的長度S=（0.6~1.5）=0.8×280=224mm 取S=220 活塞寬度B=（0.6~0.1）=0.7×280=196mm 取B=200 由于此系統(tǒng)壓力較大，故在導(dǎo)向套處采用V型密封圈，并采用4個(gè)型圈密封性較好的V型密封圈，的在活塞處采用O型密封圈即可。 4.10缸體長度的確定 液壓缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和，缸體外形的長度還要考慮到端蓋的厚度，一般的液壓缸的缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20-30倍。 4.11缸蓋螺栓的計(jì)算 此處缸體與缸蓋采用法蘭連接，所以需要計(jì)算螺栓 液壓缸承受的最大載荷= 由于系統(tǒng)壓力較大所以擬采用12個(gè)螺栓，則每個(gè)螺栓的工作壓力=1538084.2/12=128173.7N 則每個(gè)螺栓總拉力 --螺栓預(yù)緊力 --螺栓剛度 --被連接件剛度 又 --殘余預(yù)緊力 則=（1.5~1.8），取=1.5。 在無墊片是取0.2~0.3，此次取0.3。 所以得到：=2.2，F(xiàn)=2.5。由此求得F=320434.3N 螺栓的中徑 k—螺紋擰緊系數(shù)，k=1.12-1.5，此處取k=1.2 --螺栓材料許用應(yīng)力, =/(1.22~2.5), 為材料屈服點(diǎn) 螺栓材料選用45號鋼且為8.8級的,則=800×0.8=640MPa，所以=/1.5=426.7MPa。 綜上求得d=23.8mm 查文獻(xiàn)【3】可得d取標(biāo)準(zhǔn)值d=24mm，所以選取螺栓為M24。 但為了提高安全系數(shù)這里擬采用16個(gè)螺栓。 五、液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 由于本系統(tǒng)比較簡單且系統(tǒng)的具體管路布置和長度尚未確定，所以壓力損失無法驗(yàn)算，現(xiàn)只對系統(tǒng)溫升進(jìn)行驗(yàn)算。 對液壓機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)溫升驗(yàn)算，只要驗(yàn)算發(fā)熱量最大的那個(gè)工況就可行。在整個(gè)工作循環(huán)中，保壓發(fā)熱量最大。所以主要考慮保壓時(shí)的發(fā)熱量，然后取其值進(jìn)行分析。 前面計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率保壓時(shí)： =15.2KW =FV= 2××4×10-3=12.3KW 此時(shí)的功率損失為： Φ=-=2.9KW 油箱的散熱面積A為 ==6.18 系統(tǒng)的溫升為 式中： —系統(tǒng)溫升； —發(fā)熱功率； —油箱散熱面積； —油箱散熱系數(shù)。自然冷卻通風(fēng)很差時(shí)，=(8～9)×；自然冷卻通風(fēng)良好時(shí)，=(15～17.5)×；有專用冷卻器時(shí)，=(110～170)×。液壓機(jī)散熱條件一般，取散熱系數(shù)=15×。 則 根據(jù)文獻(xiàn)【4】表10-3，油箱中溫度一般推薦30-50,所以驗(yàn)算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。 六、結(jié)論 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)為貼面板機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)力求結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便。通過這次設(shè)計(jì)我對液壓系統(tǒng)的基本知識有了更深刻的認(rèn)識。在設(shè)計(jì)過程中我感覺我做的還有許多需要完善的地方，有些地方的設(shè)計(jì)不夠合理，還有許多沒有做到的部分，發(fā)現(xiàn)了自己所學(xué)知識有很多漏洞，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還有待提高。 液壓機(jī)液壓系統(tǒng)利用液壓油泵產(chǎn)生油壓，再經(jīng)過多種液壓閥控制液壓缸來達(dá)到控制油缸伸縮的效果。其中結(jié)合了需要的技術(shù)要求，根據(jù)計(jì)算來確定油泵類型、發(fā)動(dòng)機(jī)的型號并對液壓元件進(jìn)行選，確定油箱容積，最后對系統(tǒng)進(jìn)行各種驗(yàn)算。 在計(jì)算過程中對出現(xiàn)的問題要及時(shí)查閱資料，大大擴(kuò)展了我的知識面，培養(yǎng)了自身對液壓傳動(dòng)技術(shù)的興趣及實(shí)際動(dòng)手能力。本次課程設(shè)計(jì)是我們對所學(xué)知識的運(yùn)用，是我們在液壓知識學(xué)習(xí)方面的一次有意義的實(shí)踐。通過此設(shè)計(jì)，使我加深了對液壓原理和流體機(jī)械及有關(guān)課程和知識，提高了綜合運(yùn)用這些知識的能力。并為在今后走下工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并提高了運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，及熟知國家標(biāo)準(zhǔn)的能力 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容中可能會有一些謬誤和欠缺，希望各位老師指正，也請各位老師見諒。 參考文獻(xiàn) 【1】陳奎生.《液壓與氣壓出動(dòng)》.武漢理工大學(xué)出版社.2001 【2】王守城、段俊勇.《液壓元件及選用》.化學(xué)工業(yè)出版社.2007 【3】成大先.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》.化學(xué)工業(yè)出版社.2001 【4】劉軍營.《液壓與氣壓傳動(dòng)》.西安電子科技大學(xué)出版社.2008 【5】陸望龍.《典型液壓元件結(jié)構(gòu)600例》.化學(xué)工業(yè)出版社.2009 【6】陳于萍、周兆元.《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》.機(jī)械工業(yè)出版社.2010 【7】蔣曉.《AutoCAD 2008》.清華大學(xué)出版社.2008 【8】鐘毅芳、吳昌林、唐增寶.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.華中科技大學(xué)出版社.2008 【9】何銘新、錢可強(qiáng).《機(jī)械試圖》.高等教育出版社.2003 【10】于永泗、齊民.《機(jī)械工程材料》.大連理工大學(xué)出版社.2010 致謝 首先，我要感謝我的導(dǎo)師龔水全老師。他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，給了起到了指明燈的作用；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，讓我很快就感受到了設(shè)計(jì)的快樂并融入其中。其次我要感謝同班同學(xué)對我的幫助和指點(diǎn)，沒有他們的幫助和提供資料，沒有他們的鼓勵(lì)和加油，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就不會如此的順利進(jìn)行。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月，是我大學(xué)學(xué)習(xí)中遇到過的時(shí)段最長、涉及內(nèi)容最廣、工作量最大的一次設(shè)計(jì)。用老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)相當(dāng)如是把以前的小課程設(shè)計(jì)綜合在一起的過程，只要把握住每個(gè)小課設(shè)的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強(qiáng)邏輯，那么這次的任務(wù)也就不難了。我此次的任務(wù)是做一個(gè)項(xiàng)目的招標(biāo)文件。雖說老師說的話讓此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)看起來不是那么的可怕，但是當(dāng)我真的開始著手時(shí)，還的確是困難重重。 當(dāng)每次遇到不懂得問題時(shí)，我都會第一時(shí)間記在本子上面，然后等答疑的時(shí)候問老師，老師對于我提出來的問題都一一解答，從來都不會因?yàn)槲业膯栴}稍過簡單加以責(zé)備，而是一再的告誡我做設(shè)計(jì)該注意的地方，從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，他們真正起到了“傳道授業(yè)解惑疑”的作用，讓人油然而生的敬佩。除了敬佩老師們的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向龔水全老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!?最后我還要感工學(xué)院和我的母校江西農(nóng)業(yè)大學(xué)四年來對我的栽培。 23