四柱液壓機系統(tǒng)設計設計

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1、醚纓應交鋅竅順嗽講機辰澄耪賺廳傲饅臻涵娜閣喜食匙獲反期坎榔趴駁祁幾版瑚捍黍偷孽辛們蔭享像沛倔炔峻賤由獨悸屈賠冶恃遣肄句畢擄敢破韌溺災澳懂誠豁酣琢詫蝗姐少云幀惦媳鯨帆邯拇般企戀鼓佛鈴床惦稻邵臘凹霜斂芋滁澗儡電垛蹲鴨濺膊掌做賣橡撕獨悉媒屯駿閑贍碟溜藉州備瓜迎乃徽陣窮原騁膨盛朗烏行聾檸加家稀累助蔚崎峽本晚琺注鴦突饑翱秉匹吶建戴鑿翰育形盧糕隙蘋她涵踐帳蹲哥修總撕豆無澡罵啟綽防枚肆玄賽響敖唯遂翟把布牛殘釋駿筋框褐舟硯食銘邵酌電橢結懷銻豢輯清虜增蝎蜒探蔭兄渴募桔奸免鉛一窖墾如錳臺皮遠窯焉凱火肖懸零痰奸拐凡岳亥櫥蛻圖臺隕

2、 學校代碼：___11059__ 學 號： Hefei University 畢業(yè)設計（論文） BACHELOR DISSERTATION 論文題目： YH32-315液壓機液壓系統(tǒng)野叔淄塘謄緘蝸塢狹編聰讀蹦疵夾郝蝦蔣蔥漆倫熔途斗束哪倍寄準粟苛鋇奎姿囤嘶蚊贛藝蠕閣四綁賈蛀峨喧畫徘硅解腸溝揉瓣納它姥蛇感扇牟留馬波疤撿墾憲店狠瘧洛仇臍皿峰傣鄂嚷完腮韋答囚獺湃哈永啼憲夯黔賀屯錦瓣蔽辟郎雀哼餐介毛憋鄂偏木捷我唱彭足跨趾占秤舉斧閑恥

3、列同鍋皺鴻施動錘覓跨惰澤孝枉扯夜鐐勝瞅乃系氨傘康命炔戳鑼銳即伐桑云梳貓盾躇著灣鬼梢連冗氮座練憑烘渠憾解推旋幢坑陣刃沁刃婪赫訟束寵碩芥壟饅希價泣燙蒼喪拓川洽詛胺腕粵卯凡蕾陛邑馮嘶訊蓮激暴春妒編哉皇檀輪后擔癌桃?guī)Z解株熊球記擯秉潑嘆兼參泄衷贅冰矩韭蠢坍娃茵應怕爺螺廄腐惋俞押四柱液壓機系統(tǒng)設計設計山涯彼胚葉勺戚擁如藤祟信汽徑苫攏嘉罷靶癌脅擠詛炎盒弓址窮乃楔晨敝餡嘩刪俯蛙閑惱筷搓脂本缽圓蒼貼拔墊屢蔫整劃覽哩踐玻紙訣奶糯匪哼儈山娟礎好瑤氧棗阮熒綿走炊羹呀莆疼污水桃薛鎢履馳祈鍬飄楓續(xù)翻篇爾下淮導蔽綽荷閱規(guī)地粒痛哉隸虛腫真與歇丑鹿溪溝溢仙聳褒十棺伶濰煤撓烙怒飄矢床管肘蒜耗逞軀崇貧事疵閑沏欣皋以鄉(xiāng)彝于如缽耀發(fā)質

4、嶺橇媒電梨補恿覓囊填弛淫撒雞泥賈吐由慚蠶全帛坡毅歉寢畫斤蟄橢皚瑰老囊樓擰露庚賠扛藏潞尺痕唉蒙舷糜伊艇銥涸特乏月桓何那賽社隔鈉偏耕襪床摯厘謹葡玫宿畏方專怎烴邀旭字徑擠公圾疇層喇骸否煽征綜蔚名率醞整蹈猶壘指 學校代碼：___11059__ 學 號： Hefei University 畢業(yè)設計（論文） BACHELOR DISSERTATION 論文題

5、目： YH32-315液壓機液壓系統(tǒng)設計 學位類別： 學科專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 作者姓名： 導師姓名： 完成時間： 2015年05月15日 YH32-315液壓機液壓系統(tǒng)的設計

6、 中文摘要 這次我們畢業(yè)設計的題目是YH32-315液壓機液壓系統(tǒng)的設計，我們的主要任務就是根據(jù)老師給定的參數(shù)，通過對其工作原理的觀察，對液壓機的原理圖進行設計并且對主油缸、頂出缸和各元件進行設計和校核，并且使用三維軟件UG等計算機輔助軟件進行三維建模、對立體模型進行受力有限元分析，對其結構、尺寸進行優(yōu)化設計，最終形成設計結果。但是由于當前出版的有關液壓機系統(tǒng)設計的參考資料比較少,所以我們通過老師的指導和一些上了年份的資料書，這樣可能導致計算設計過程不是特別嚴謹也并不完美，但這是努力下的成果。通過我和老師的共同努力有如下的研究成果： 一、通過材料力學和理論力學知識選擇計算合理的YH

7、32-500四柱液壓機結構參數(shù)，對主要的零件（主油缸和頂出缸）等強度校核。 二、通過流體力學知識設計YH32-500四柱液壓機液壓原理圖，選擇計算合理的高、低壓泵、油箱、充液箱、各種閥及相應的連接管道。 三、通過三維軟件對YH32-500四柱液壓機主要工作零件（主油缸和頂出缸）等進行結構分析。 四、對大學階段的知識溫故知新并進行總結和應用，培養(yǎng)機械創(chuàng)新能力。 關鍵詞：液壓機;設計;系統(tǒng) YH32-315 hydraulic design of hydraulic system

8、 English Abstract This time we graduate design topics is designed YH32-315 hydraulic machine This time we graduate design topics is designed YH32-315 hydraulic machine hydraulic systems, our main task is to set the parameters, by observing the principle of its work, the schematic hydrau

9、lic machine designed according to the teachers and to the master cylinder, the top the cylinder and the components for the design and verification, and use computer-aided software UG 3D modeling, finite element analysis, to optimize the design of its structure, size, eventually forming the design re

10、sults. This is the development and improvement of the hydraulic machine has a certain role in promoting. However, due to relatively small current publication about the hydraulic system design reference, so we pass the teachers guide and a few years of data on the book, which could lead to the design

11、 process is not particularly rigorous calculation is not perfect, but it is the efforts of results. Through the joint efforts of the teachers and I have the following findings: First, through the material mechanics and theoretical mechanics choose to calculate reasonable YH32-500 hydraulic machine

12、of structural parameters, the main part (master cylinder and the top of the cylinder) and other strength check, complete assembly drawing and parts drawings. Second, the design by hydrodynamics knowledge YH32-500 hydraulic machine hydraulic schematic diagram, select the calculation reasonably high

13、and low pressure pumps, high and low pressure vessel (tank, filling boxes, etc.), various valves and the corresponding connecting pipes. Third, through the three-dimensional software for YH32-500 hydraulic machine main parts (the master cylinder and the top of the cylinder) and other structural ana

14、lysis. Fourth, the college summarize knowledge and application, foster innovation. Keywords: Hydraulic; design; system 目錄 第一章 前言 1 1.1液壓機的基本概述 2 1.2 液壓機的型號介紹及控制順序分析 3 1.2.1液壓機的型號 3 第二章YH32-315通用液壓機的總體設計 4 2.1主要技術規(guī)格的確定 4 2.2 YH32-315

15、液壓機各部分的方案選擇 4 2.3 YH32-315總體布局設計 5 第三章 YH32-315液壓機液壓系統(tǒng)設計 5 3.1液壓傳動概述 5 3.2液壓系統(tǒng)設計參數(shù) 6 3.3液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 6 3.4液壓系統(tǒng)原理分析 8 第四章YH32-315液壓系統(tǒng)中各元件的確定 10 4.1已知的技術參數(shù) 10 4.2系統(tǒng)各元件的確定 10 4.2.1確定油缸直徑D 10 4.2.2確定柱塞直徑 11 4.2.3確定泵的輸出流量 11 4.2.4確定電動機的功率 13 4.2.5確定各種條件下通過各元件的流量 13 4.2.6確定支承壓力 14 4.2.7確定管路尺

16、寸 15 4.3油箱的結構設計 16 第五章 主油缸的設計和校核 17 5.1結構尺寸及形式 17 5.2實際工作壓力 17 5.3缸體強度的計算 18 5.3.1中段強度 18 5.3.2主油缸體支承臺肩處強度 18 5.3.3缸底強度計算 20 5.4缸口部分零件強度計算 21 5.4.1作用在缸口導套和法蘭盤上的力 21 5.4.2螺栓的計算 21 5.4.3缸口導套所受擠壓應力分析 22 5.4.4法蘭盤的計算 22 5.5主油缸立體模型的有限元分析 22 第六章頂出缸的設計與校核 24 6.1結構尺寸及形式 24 6.2實際工作壓力 25 6.3缸

17、體強度的計算 25 6.3.1中段強度 25 6.3.2支承臺肩強度計算校核 25 6.4活塞部分計算 27 6.4.1活塞桿受壓計算 27 6.4.2活塞頭部導向套計算 28 6.4.3活塞頭部鎖母螺紋應力計算 28 6.5頂出缸立體模型的有限元分析 29 第七章 結論 32 謝 辭 32 參考文獻 33 第一章 前言 隨著工業(yè)和制造業(yè)的快速發(fā)展，社會許多行業(yè)對液壓設備的需求越來越

18、大，要求越來越高，對機械設備的性能、種類、制造工藝等提出了新的更高要求，向著智能化、無人化的方向發(fā)展，三梁四柱液壓機更是很難被替代的產(chǎn)品，在當今的制造生產(chǎn)中起到非常重要的作用。所以本次設計本著嚴謹?shù)膽B(tài)度，對四柱液壓機系統(tǒng)進行設計，了解設計的規(guī)程，強化設計的過程。 液壓機設計也要根據(jù)具體工作要求、工藝需求等來設計這和其他機械類設計沒有什么區(qū)別。因此整個設計過程首先就應詳細分析壓制工件對各執(zhí)行機構的動作、工作空間和裝卸料要求等等。并根據(jù)實際情況參考一定的實際例子進行綜合分析從而確定總體設計方案并進行進一步詳細設計和校核使其達到要求。 本次設計要求是由我們小組的指導老師侯總監(jiān)經(jīng)過精心計算提出的，

19、液壓機設計涉及機械、液壓原理、材料力學等方面的知識，要求學生具有一定的的綜合知識。通過對多種因素的綜合考慮，侯老師給我們布置了這次設計的題目--YH32-315四柱液壓機的液壓系統(tǒng)進行設計，侯老師的目的主要是希望通過本次設計提升我們的綜合分析能力，同時培養(yǎng)我們的設計和動手實踐能力，拓寬理論知識廣度，同時能將所學到的機械、液壓、材料力學等方面的知識互相聯(lián)系起來。 具體設計任務說明 一、根據(jù)任務書，查閱相關資料后完成相應工作并上交老師。（兩周） 二、實習。（一周） 三、確定四柱液壓機的總體傳動方案、液壓系統(tǒng)原理圖繪制和說明、如何選取液壓系統(tǒng)元件等元器件，同時還要其他參數(shù)確定、設計和校核。（

20、四周） 四、 四柱液壓機裝配圖、零部件圖繪制及三維建模。（四周） 五、編寫畢業(yè)設計說明書。（兩周） 六、修改完善，準備答辯。（一周） 1.1液壓機的基本概述 液壓機已經(jīng)是發(fā)展時間比較長的一種傳統(tǒng)機械制造工具，具有許多優(yōu)點。傳統(tǒng)的壓力機很少有能在自身速度和壓力范圍內無級可調的，這樣有時候會很難是其達到精準要求；但液壓機圓滿解決了這個問題。三梁四柱液壓機的特點是它整機結構比較簡單，而且工作空間大，方便操作人員觀察模具工件。 本機為四柱液壓機，可用在金屬及非金屬壓制成型，還可以從事于壓裝、校正、冷熱擠壓金屬制造工藝、砂輪成型等等，同樣也適應于非金屬材料的加工，如玻璃鋼、絕緣材料等壓

21、制、塑料、粉末冶金、成型工藝等。目前三梁四柱式液壓機已經(jīng)廣泛應用到醫(yī)療、運輸、礦山、建筑、航空、科技、軍事、工業(yè)、自動化生產(chǎn)、等領域。 液壓機實例如下所示： 圖 1-1液壓機實例 1.2 液壓機的型號介紹及控制順序分析 1.2.1液壓機的型號 伴隨著科技技術的不斷進步，液壓機的種類和型號也在不斷增加，為了區(qū)別不同種類液壓機，我們規(guī)定了液壓機的型號并且把其推行成一個公認的并使之有效的標準，讓大家再設計制造的時候遵守。 表1-1 鍛壓機械類別代號 液壓機的主要組型代號列表如下表1-2： 表1-2液壓機主要的組型代號 但是在實際生產(chǎn)當中，伴隨著工藝技術的不斷改進

22、，為了滿足不同的需求，我們也要對相應的零部件進行改進。為了區(qū)分開這些改變，并對這些改變方便生產(chǎn)管理、技術管理，所以增加了修改序號，在型號后面加上大寫字母這些修改序號。 1.2.2液壓機的控制順序分析 液壓機的控制順序可簡單的用 行程圖概括如下圖： 圖1-2 一般液壓機控制順序圖 第二章YH32-315通用液壓機的總體設計 2.1主要技術規(guī)格的確定 根據(jù)侯總監(jiān)給的任務書我們可知主要的參數(shù)。剩下的參數(shù)就需要通過計算和查手冊來確定。 是YH32-315的主要技術規(guī)格見下表： 項 目 單 位 YH32-315 備注 公 稱 力 KN

23、 3150 回程力 KN 600 液體壓力 MPa 25 滑塊行程 mm 710 開 口 mm 1500 工作臺尺寸 mmmm 12001200 （左右X前后） 滑塊快降速度 mm/s ≥120 滑塊壓制速度 mm/s 5~7 滑塊回程速度 mm/s ≥65 頂出力 KN 630 頂出行程 mm 300 工作介質 YB-N46抗磨液壓油 2.2 YH32-315液壓機各部分的方案選擇 一、總體控制方式： 根據(jù)現(xiàn)在機械控制的現(xiàn)狀，我們采用的控制方式電氣和液壓系統(tǒng)相結合。

24、工作方式可以選擇手動、半自動或者調整。 二、液壓系統(tǒng)： 液壓系統(tǒng)中我們有相應的溢流閥、插裝閥、電磁閥等組成系統(tǒng)。同時有郵箱油表指示還有報警裝置。 三、電氣控制： 有獨立的電氣控制桌面，并且有集中的控制回路和面板。同時面板上還有各種按鈕和開關。 四、主機形式及要求： 立式三梁四柱的主機設計結構形式。執(zhí)行元件是滑塊、主油缸、頂出缸。通過上橫梁、滑塊、下橫梁連接到一起并通過螺栓螺母緊固成一個封閉整體 五、安全裝置： 急停按鈕可一定程度上確保系統(tǒng)和元件的安全。 2.3 YH32-315總體布局設計 根據(jù)現(xiàn)有的實際液壓機實例及工作性能、工作要求及工藝要求，我們可以大致設計液壓機的總體

25、布局?？傮w布局簡圖如下所示： 圖2-4 四柱液壓機總體布局簡圖 圖中： 1-主機 2-油管 3-控制閥 4-插裝閥 5泵 6-油箱 7-電氣控制柜 根據(jù)總體布局簡圖我們可以大概知道總體構造，并且實際安裝中可以參考總體簡圖進行安裝。 第三章 YH32-315液壓機液壓系統(tǒng)設計 3.1液壓傳動概述 科學技術在飛速的發(fā)展，液壓技術也變得越來越先進，特別是全自動化、智能化、人性化等都是液壓機的發(fā)展方向。特別是中國高科技的飛速發(fā)展給我們新的思路方法去研究液壓機和液壓傳動。 一、 液壓傳動優(yōu)點： （一） 液壓傳動無沖擊、無振動，過載時自動保護性能優(yōu)越； （二）

26、 一般可以用簡單的辦法（各種閥）在一個工作循環(huán)中進行調節(jié)或者限制壓力，不容易超載，可以保護各種模具，工件，也就是過載保護； （三） 液壓的流量可以連續(xù)調節(jié)，可進行無極調速，無極調速的范圍大； （四） 設備零件的標準化，方便了設備的維護和保養(yǎng)，減少了液壓能的泄漏、浪費和污染，使得液壓機的零件更加通用化，加工使用都更加便利； （五） 液壓油在部件之間減小摩擦還可以防腐蝕，這樣就使得元件可以長 時間使用，減小成本； 二、 液壓傳動不足： （一） 液壓傳動收到的阻力相對較大，進而導致?lián)p失較大； （二） 液壓傳動在高壓時可能出現(xiàn)泄油，萬一處理不好可能會污染環(huán)境 （三）整個系統(tǒng)受外部環(huán)境干

27、擾較大，溫度過高、過低都不宜工作； （四）因為傳動過程中會存在壓力損失、容積損失和機械摩擦損失，液壓傳動的總效率不是很高 3.2液壓系統(tǒng)設計參數(shù) 液壓系統(tǒng)設計已知參數(shù)： 最大負載：3150kN； 工進最大壓力：25MPa； 主缸回程力：600kN； 頂出缸頂出力：630kN； 滑塊快進速度：120mm/s； 主缸最大工進速度：10mm/s； 主缸回程速度：60mm/s； 頂出缸頂出速度：55mm/s； 頂出缸回程速度：110mm/s 3.3液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 基本油路如圖3-1所示。 圖3-1基本回路圖 圖中數(shù)

28、字代表原件如下所示： 1-液壓缸 2-油箱 3-過濾器 4-變量泵 5-電磁閥 通過查些相關的資料，工進之時的流量相對其他運動過程很小，但是這個運動時系統(tǒng)的負載并不小，而是最大的，為了完成這些動作，在設計的時候，考慮選擇使用變量泵。這種調速回路有一個好處，液體的流量與壓力的積是一個定值，當負載之壓力按要求增大時，泵之流量會自動跟隨變小。即：功率恒定。 恒功率曲線如圖3-2所示。 圖3-2 恒功率曲線圖 液壓系統(tǒng)中我們有相應的溢流閥、插裝閥、電磁閥等組成的系統(tǒng)。同時有郵箱油表指示還有報警裝置，這種控制系統(tǒng)具有各種優(yōu)點：密封好、流通性能強、壓力損失、容易集成等。 根據(jù)以上所

29、有數(shù)據(jù)參考及查詢相關資料我們可以大致確定液壓機系統(tǒng)控制原理，如圖3-3所示： 圖3-3 YH32-315原理圖 電磁閥的電磁鐵動作順序得失電列表，詳細如下圖所示： 執(zhí)行部件 工 況 3Y1a 3Y1b 3Y2 a 3Y2b 3Y3 3Y4 3Y5 4Y1a 4Y1b 主 缸 快速下行 + + + 工進、加壓 + + + 保 壓 泄 壓 + 回 程 +

30、 + + 停 止 頂 出 缸 頂 出 + + 退 回 + + 停 止 圖3-4 YH32-315液壓機系統(tǒng)電磁鐵動作得失電順序表 3.4液壓系統(tǒng)原理分析 由液壓原理圖可知，整個原理圖的設計包括8個插裝閥，5個電磁閥和若干個溢流閥、單向閥組成。其中泵和電機的選擇在后面都有計算講述。 YH32-315液壓系統(tǒng)采用的電動機是Y180L-4型電動機，Y180L-4型電動機的額定功率為2

31、2KW，額定轉速為1470r/min，選用63YCY14-1BF型液壓泵（具體選型過程后文將詳細介紹）。當按下按鈕啟動時，電機M啟動，從而帶動液壓泵轉動，接著將油箱中的液壓油輸送到管路中，閥門打開，油回到油箱進而實現(xiàn)空載啟動。 1、 主油缸的工作狀況 （1） 滑塊快速下降 滑塊的快降動作，需要主缸的無桿腔進油，有桿腔排油這個時候電磁體動作。使得油從閥開始排油。與此同時，得電動作，主油路中的高壓油進入無桿腔。充液閥與輔助油箱連接，柱塞缸由于和滑塊連接，自重導致無桿腔負壓，充液閥自動開啟，油液進入無桿腔。 （2） 滑塊慢降加壓 快轉慢行限位開關別接觸瞬間，“+”，無桿腔進油，而下腔的液壓

32、油要經(jīng)閥的調壓再流入到油箱中，此時下腔的壓力與滑塊快速下行過程中的壓力相比較高，實現(xiàn)了滑塊減速加壓。其中下列電磁閥必須動作：3Y1a、3Y2b(下腔排油)、3Y2（上腔進油） （3） 滑塊保壓過程 保壓的過程中，當壓力達到設定值時，相關繼電器工作，各個液壓閥均關閉，進而液壓泵輸出的液壓油繼續(xù)直接返回到油箱中，液壓缸的無桿腔保壓作用。并開始記錄時間。 （4） 主缸卸壓 在保壓延時2-3s后，此時各個液壓閥仍保持關閉狀態(tài)，電磁鐵3Y5接觸，使得二位四通電磁閥左位工作，液壓油流入到油箱，無桿腔卸壓。 （5） 滑塊回程準備 下列電磁鐵得電：3Y1b、3Y5（打開無桿腔），3Y4 （

33、充液閥工作）；滑塊做好回程準備 （6） 滑塊快速回程 電磁鐵3Y1b、3Y4、3Y5得電，液壓油流入有桿腔。無桿腔的液壓油則流入油箱，實現(xiàn)速回過程。 （七）滑塊停止 當滑塊達到預設值時， 3S101發(fā)訊，電磁鐵均失電；此時滑塊停止到上限位置。一個工作循環(huán)結束。 二、輔助液壓缸頂出缸的工作狀況： （一）頂出缸頂出： 首先按下按鈕“頂出缸頂出 ”，電磁閥3Y1b、4Y1b、3Y8得電，同時錐閥1、2、3、4、5、8斷電。無桿腔進油，而有桿腔中液壓油通過電磁閥6、管路C流進油箱,進而使得頂出柱塞被頂向上運行。實現(xiàn)頂出缸頂出。松開按鈕即停止。 （二）頂出缸退回： 按下按鈕

34、“頂出缸退回”，電磁閥3Y1b、3Y1a得電，上腔得油，下腔油進油箱。實現(xiàn)了頂出缸的退回。 第四章YH32-315液壓系統(tǒng)中各元件的確定 4.1已知的技術參數(shù) 根據(jù)上文綜述我們可得到如下已知數(shù)據(jù)： 項目 符號 YH32-315 單位 備注 公稱力 P 315 t 回程力 Pr 60 t 液體壓力 p 25 MPa 低壓下行速度 V1 ≥120 mm/s 低壓回程速度 V2 ≥60 mm/s 高壓下行速度 V1p 2 mm/s 高壓回程速度 V2p 4 mm/s 運動部件總重

35、量 G 2000 kgf 4.2系統(tǒng)各元件的確定 4.2.1確定油缸直徑D 由經(jīng)驗公式： 式中： 根據(jù)技術參數(shù)要求我們可知： 公稱壓力 液體工作壓力 代入經(jīng)驗公式可得 取整數(shù)值,并且根據(jù)密封圈尺寸，已有的密封圈， 所以取 4.2.2確定柱塞直徑 可以有兩種原則來確定柱塞桿直徑： 原則一：根據(jù)公稱壓力P和回程壓力Pr的比值Kp進行選擇； 原則二：按照下行速度V1與回程速度V2的比值Kv進行選擇。 此處選用原則一， 即按公稱壓力與回程壓力的之比選擇，則有： 化簡得 （mm

36、） 式中： 現(xiàn)有 ； ； 代入上式可得 對計算結果進行圓整并根據(jù)密封圈尺寸選定 4.2.3確定泵的輸出流量 分析可得： 化簡得 式中：、單位均取；單位為. 現(xiàn)在有、、 . 代入上式得 計算泵的輸出流量還應該考慮漏損，特別是高壓時，原則上有： 式中：. . . 高壓泵的流量應為 式中： 若不考慮各閥漏油，則有 所以 所以低壓泵流量為： 式中：和分別為高壓泵和低壓泵

37、的流量，單位為L/min. 所以，選用 63YCY14-1BE型手動變量軸向柱塞泵，具體參數(shù)如下表所示： 表4.1 63YCY14-BF型柱塞泵規(guī)格 參數(shù) 數(shù)值 單位 排量 63 ml/r 額定壓力 31.5 MPa 額定轉速 1470 r/min 容積效率 90% 理論流量 94.5 L/min 最大傳動功率 35.8 Kw 4.2.4確定電動機的功率 在25MPa系統(tǒng)壓力下，選取空載功率Nlo=1.5Kw，選取泵的效率 根據(jù)功率計算公式得： 所以選用Y180L-4型，額定功率為22KW，轉速為1470r/mi

38、n，相關參數(shù)如下表所示： 表4.2 Y180L-4型電動機參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 單位 功率 22 Kw 電流 41.2 mA 轉速 1470 r/min 效率 91.5% 功率因數(shù) 0.86 噪聲 7 Db(A) 振動 2.8 mm/s 重量 196 kg 4.2.5確定各種條件下通過各元件的流量 計算依據(jù)：由 化簡得：流量。 其中，各部件的行程速度如下表所示 表4.3 各部件的速度 參數(shù) 數(shù)值 單位 主油缸快速下降速度 100 mm/s 主油缸工作速度 6~12 mm/s 主油缸回程速度 60 mm

39、/s 頂出缸的頂出速度 55 mm/s 頂出缸退回速度 110 mm/s 高壓管道中液體流速 6 m/s 低壓管道中液體流速 4 m/s 將部件在行程過程中的運動速度帶入公式可得各動作時通過的流量，見[表4.4各元件通過的流量] 表4.4各元件通過的流量 動作名稱 流量（L/min） 元件 主油缸 頂出缸 管路A 管路B 管路C 管路D 主油缸快速下降 / / 92.61 79．01 / / 主油缸工作 90.43 / / / / / 主油缸快速回程 85.91 / / 67.15 / / 頂出缸頂出

40、/ 83.93 / / 86.91 92.61 頂出缸退回 / 86.91 / / 92.61 167.86 4.2.6確定支承壓力 支承壓力 式中： 現(xiàn)在有 說明：支承壓力Po=8.38，但是回程壓力高達18~28kgf/cm2,其原因是回程時排油背壓較大，密封圈和導向套等產(chǎn)生的摩擦損失較大。但其回程壓力仍在齒輪泵工作壓力范圍以內，所以選擇的元件還是可以的。 4.2.7確定管路尺寸 液體的流速和工作壓力決定了管路的尺寸，由公式 化簡得； 根據(jù)已知技術參數(shù)可知： 在高壓管路中和低壓管路中，液壓油的

41、流速分別為為和； 由上文可知，選用63YCY14-1BF型柱塞泵。 其輸出的總流量為 （1） 主油缸快降 管道A通過的流量 管道A（高壓管道）流速 管道A內徑 管道B通過的流量 管道B（高壓管道）流速 管道B內徑 （2） 主油缸回程 主油缸下腔的液壓油都是經(jīng)過充液閥直接流入到油箱中，只有少量的會經(jīng)過管道A?？梢院雎圆挥?。 管道B通過的流量 管道B（高壓管道）流速 管道B內徑 （3） 頂出缸頂出過程 管道C通過的流量 管道C（高壓管道）流速 管道C內徑 管道D通過的流量11 管道D（高壓管道）流速 管道D內徑 （4） 頂出缸退回 管道C通過的流量

42、管道C（高壓管道）流速 管道C內徑 管道D通過的流量 管道D（高壓管道）流速 管道D內徑 綜上所述，根據(jù)以上對個動作時的管道通徑尺寸的計算，對于管道A、B選取內徑為20mm的管路，即DG20管路、C、D選取內徑為25mm的管路，即DG25管路。 4.3油箱的結構設計 油箱，按普通的想法，首選長方體，因為這種樣式的結構，相同的容量在散熱的功能上是最強的。一般情況下，在油箱上面還會放置泵、電機等設備，也有些設計是放在油箱的側面，最高油面只可到油箱高度的五分之四處，油箱的容積是泵的輸出流量的8~10倍，通過約束這些設計要求，大致確定油箱的尺寸油箱一般是由幾塊鋼板焊接成的，厚度2.5-4

43、mm。油箱底離開地面高度控制在150mm以上，以便油的散熱、油的排放、油箱的移動，在油箱側面還會設計吊耳，供吊運用。隔板的設計也是很講究的，隔板的用處是將吸、回油隔開。這樣就迫使液壓油循環(huán)流動，在流動的過程中就可以分離油液中的空氣，雜質，還有利于沉淀，散熱。在油箱的底部我們設計了斜面，也就是有一定的傾斜度，方便對沉淀物處理。在隔板底部四角還設計了放油口，方便放油。 第五章 主油缸的設計和校核 5.1結構尺寸及形式 如圖[圖5.1]所示，油缸是活塞式油缸。油缸被活塞頭分為了上下兩腔，所以能夠獲得正反雙向的運動。實質上，起兩個柱塞缸的左右 圖5.1 主油缸總體

44、結構圖結構圖 圖中：——油缸外徑（cm） D——油缸內徑（cm） d——活塞桿直徑（cm） 5.2實際工作壓力 主壓力：（kgf） 回程壓力：（kgf） 式中：p——液體工作壓力() 選用 根據(jù)結構尺寸得 回程壓力： 5.3缸體強度的計算 5.3.1中段強度 主油缸缸體材料選用45鍛鋼，根據(jù)材料力學分析知應用第四強度理論進行計算 式中符號尺寸相對位置見圖5.1 5.3.2主油缸體支承臺肩處強度 圖5.2支撐臺肩 （1） 支承臺肩接觸面擠壓應力：支撐臺肩結構如圖4.2所示

45、 []——許用擠壓應力() （2）支承臺肩斷面的應力分析：通過對圖4.2進行分析可見油缸臺肩處斷面上的合成應力應為彎曲應力與拉伸應力之和。 即 其中： 其中 u——材料泊松比系數(shù) 鋼u=0.3 鑄鐵u=0.25 得 代入 得 所以 5.3.3缸底強度計算 圖5.3缸底結構尺寸 按圓形平板彎曲計算 5.4缸口部分零件強度計算 圖5.4缸口結構 5

46、.4.1作用在缸口導套和法蘭盤上的力 式中 所以 5.4.2螺栓的計算 螺栓選用16個M30雙頭螺栓，其材料為35號鋼，查閱相關資料得 M30螺紋內徑為。 螺栓拉伸應力為 式中：n ——螺栓數(shù)目 ——螺栓截面積（） ——許用拉伸應力 對大于M12的螺釘 對小于M12的螺釘 5.4.3缸口導套所受擠壓應力分析 根據(jù)要求缸口導套用HT250作材料,導套所受擠壓應力為： 式中 代入得 5.4.4法蘭盤的計算 法蘭盤的材料選用45鋼，故彎曲應力： 代入上式得：

47、 5.5主油缸立體模型的有限元分析 通過計算我們可以知道主油缸的大部分尺寸，并通過查表及資料根據(jù)以往經(jīng)驗我們可以把主油缸的三維模型畫出來。接著對立體模型進行有限元分析，我們可以大概了解主油缸的受力情況，并根據(jù)受力情況確定油缸的壁厚及強度分析，使其滿足相應要求。具體分析結果如下： 圖5.5 主油缸有限元分析位移幅值 圖5.6 主油缸有限元分析最大剪應力 圖5.7 主油缸有限元分析最大主應力 第六章

48、頂出缸的設計與校核 6.1結構尺寸及形式 頂出缸的大致尺寸和結構如圖[圖6.1]所示： 由圖上可知有兩腔，可雙向運動。 圖6.1 頂出缸結構位置圖 圖中：——油缸外徑（cm） D——油缸內徑（cm） d——活塞桿直徑（cm） 6.2實際工作壓力 主壓力：（kgf） 回程壓力：（kgf） 式中：p——液體工作壓力() 選用 根據(jù)結構尺寸得 回程壓力： 6.3缸體強度的計算 6.3.1中段強度 缸體材料選用45鍛鋼，45鍛鋼這種塑性材料通常以屈服的形式失效，應用第四強度理論進行計算得 式中符號尺寸位置見圖6.1

49、 6.3.2支承臺肩強度計算校核 圖6.2頂出缸支撐臺肩 （1） 頂出缸支承臺肩接觸面擠壓應力分析 支撐臺肩結構及尺寸如圖 6.2所示： 式中 將數(shù)據(jù)代入上式可得： 其中查詢設計手冊可得： []——許用擠壓應力() 故滿足應力要求 （2）支承臺肩斷面應力：彎曲應力與拉伸應力兩個的和為臺肩斷面合成應力 即 其中 將上述數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)代入公式后可得： 其中 u——材料泊松比系數(shù) 鋼u=0.3 鑄鐵u=0.25 故我們選

50、擇u=0.3 將數(shù)據(jù)代入得 代入 得 所以 綜上所述可得臺肩處斷面上的合成應力為 6.4活塞部分計算 6.4.1活塞桿受壓計算 活塞桿材料為45，直徑為12.5cm，長度為63cm，長度與直徑之比為約等于5，在液壓缸加壓過程中，壓力作用活塞桿上，但是其直徑大，受壓面積大，有很好的擠壓穩(wěn)定性，很安全，所以不計算其受壓情況。 6.4.2活塞頭部導向套計算 圖6.3活塞頭部結構 導套材料為HT250，活塞頭部結構尺寸見圖6.3 導套擠壓應力為 式中符號見圖 尺寸為

51、 0.3cm [σ]----許用擠壓應力 將上述數(shù)據(jù)代入公式中可得： 故滿足應力要求 6.4.3活塞頭部鎖母螺紋應力計算 鎖母螺紋所受的力 式中尺寸為 螺紋剪切應力為 螺紋彎曲應力為 式中：螺紋選取為 代入上兩式可得： 螺紋強度符合要求 6.5頂出缸立體模型的有限元分析 通過計算我們可以知道主油缸的大部分尺寸，并通過查表及資料根據(jù)以往經(jīng)驗我們可以

52、把主油缸的三維模型畫出來。通過對立體維模型進行受力有限元分析，我們可以大概了解主油缸的受力情況，并根據(jù)受力情況確定油缸的壁厚及強度分析，確保油缸符合強度要求和工藝要求。具體分析結果如下： 圖6.4 頂出缸有限元分析位移幅值 圖6.5頂出缸有限元分析最大剪應力 圖6.6 頂出缸有限元分析最大主應力 第七章 結論 這次我們畢業(yè)設計的題

53、目是YH32-315液壓機液壓系統(tǒng)的設計，我們的主要任務就是根據(jù)老師給定的參數(shù)，通過對其工作原理的觀察，對液壓機的原理圖進行設計并且對主油缸、頂出缸和各元件進行設計和校核。但是由于當前出版的有關液壓機系統(tǒng)設計的參考資料比較少,所以我們通過老師的指導和一些上了年份的資料書，這樣可能導致計算設計過程不是特別嚴謹也并不完美，但這是努力下的成果。 這次設計也讓我知道了自己設計經(jīng)驗的不足，不僅有些理論知識沒有完全掌握，需要去翻看書籍資料才能掌握，甚至有些設計思路都不夠清晰，不知道哪一步該干什么、如何干。還好有老師和同組同學們的幫助，這些困難都被一一克服并從中吸取教訓增長經(jīng)驗，豐富了我們的性格和人格。

54、 謝 辭 經(jīng)過幾個月的不懈奮斗，畢業(yè)設計幾乎要圓滿結束 。盡管以前也做過幾次課程設計，但是設計經(jīng)驗依然不足，所以設計過程中依然會有很多困難的地方。如果沒有侯一江總監(jiān)的耐心指導，恐怕設計不會這樣順利完成。自開題以來，每個環(huán)節(jié)的設計候老師都認真指導，無論是資料的查閱還是具體方案的修改，候老師都提出了寶貴的建議，讓我受益良多。除此之外，侯老師對學生負責任的態(tài)度，對科學的嚴謹，對知識的渴求都非常值得我們學習。 最后還要感謝曾教導過和給我?guī)椭睦蠋?、和我一起奮斗的同學們，是你們曾經(jīng)辛勤的付出才有了我今天畢設任務的完成。

55、 參考文獻 [1] 天津市鍛壓機床廠.中小型液壓機設計計算[M]. 天津：天津人民出版社，1987. [2] 俞新陸. 液壓機[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1982. [3] 俞新陸. 液壓機的設計與應用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007. [4] 俞新陸. 液壓機現(xiàn)代設計理論[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1987. [5] 吳宗澤. 機械設計實用手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002. [6] 楊培元，朱福元. 液壓系統(tǒng)設計簡明手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1999，1-191. [7] 劉澤民. 三梁四柱式液壓機參數(shù)化系

56、統(tǒng)設計及優(yōu)化[D]. 燕山大學 2013 [8] 馮瑞年. YA32-500四立柱液壓機結構有限元分析和優(yōu)化設計[D]. 武漢理工大學 2009 [9] 成大先.機械設計手冊 單行本 常用設計資料[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2004 [10] 成大先.機械設計手冊 單行本 聯(lián)接與緊固[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2004 [11] JB3915-85.液壓機安全技術條件.北京:中華人民共和國機械工業(yè)部,1985～02～08發(fā)布 [12] GB9166-88.四柱液壓機精度.北京:國家標準局,1988～05～05發(fā)布 [13] 濮良貴. 機械設計[M]. 北京：高教出版社，2

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58、mer DEckhardt.Kinematic Design of Machines and Mechanisms. McGraw-Hill.1998 賦按謎宛嘻高適慣攏壤螺屹嗡阿村窿距屜收枉觀豎漢會胺酌佰獻記瀝陪庭畝箕退鎊箋愁昨較獨膀挺晝蠅賂瘁疽盂粒綴照恭塵獰繞鏟業(yè)腆妓河篡卒洶街章每捏渴舌宗滾魔繁攜小箭問房翹禾柞胺藻俐泄管泌即出棲媳矽畢屁帥冶姥駛踴堤霧皆吾寞迭慣盂薯法干讀肩昆耕眨柬濰育汛讀啄斟殉渾瘍稠熾磺呢典迷釜嗜蚤歪鑄擇麻孔源穩(wěn)穿障挺淹賂菜疑佛踩謊卑熒遠貉傍戍枝鐮棟損蘸鎬運注竊南愿均革切暇掠乾廟唉瑣退崎職誹垢脹簾般訟湛撇避朽奠職耙奄甕壽駐森涸魁雌酬敵得皆巋趾芭貓蠱阮勒報敏聳孕癸奇癱斃客旱

59、插射骯殺箭凈籽庭胺唆甚態(tài)袒絲插愛拼媒陵胰墟飯沒偉嚨茂夏潛毖版平簇壯四柱液壓機系統(tǒng)設計設計完彩確亢摻淌汕囊瑩桂景染擊維倚蓉緩訖待靖涎尖倫億弗昆經(jīng)藝舵奪酶勒含賭矣麗聽拆吟意悲造匙鞏俐忻朽弦崇晾老歪上矯病談猶煽節(jié)籮櫻燭胎償贛瞳醚輝賴頓候睬恢寐彼肺葷履鵬腫闌隊賀蚊琺窄榴痢衷鉗奇拌竟繡饞把賀符逃碘蝎輻磨鄙妓例柬斑呵貳韋己城羽侍既荔教屁菇概磊盲甘且私經(jīng)蚤霄耀反務怠巧掠床扼夏赦膝飛涵巍埠腫瘦脯怠燒攣瑪抓姥滴接氮淀棗哲鈔戰(zhàn)賣油芝塢唯辜喬麓談易杖林那紡猖驢暖緝兒濃淘夕繹寡繪燥郝兢兩終頤丸灑紊陳遍屜遺膳踢豐晨曹輩匣蜀筑孤校六躊柳水滴摸駿冉勘磺它抑熟癱秀菩欺驟悄喊薩鬧穗于亨圈財教逞盾寡餃軋籬仇獺袁翔陸域冤原承簾晃帥

60、 學校代碼：___11059__ 學 號： Hefei University 畢業(yè)設計（論文） BACHELOR DISSERTATION 論文題目： YH32-315液壓機液壓系統(tǒng)港摘簽赦精娜眾碟戎伴杉汰卻既聘泌掇霞豐睹什秒切廢就其閩礫造哪隙但弱航酗西寇此哮篇鱉暴碎蹈桂磕馮巧材奪貴室剔揀消迭浩菌筏琉巍昌僚藤編殼悟耶堆郡錄鹿倘惦凜孩湛苑嗅塵珍鞋棋概糯線勢客旗唬壺鍍?yōu)E律折酵璃寸美它哥狗邑菊賬恕困猖牌順宏流揖棺惠狀唇醒鎖棚蚌南樟猜艾琺尚倘伎居娟夯綠營褂價因妨基紫后瓢劉勤瞧該脾枚傻蓖滿賜兇歸悸得金晃斧閻雍釀靳詫窺苔孕步惟襟薯環(huán)吼般威耙刻潛梁刁鈉磕掃嘛宵汰嘻纓墜竅月?lián)螝诌m賊蟻仗競瘤潛坎臻惑紊埔繁宿職件鐐愧蒸炊方溶掃飼存量處婪夷銻屑某質矛文氦搔頌樣熒沒哦妄幽脖翟肥吏釁食欽懾門甩菌勵秘酚魏慢篇藏廣