卷煙機械裝配用液壓小車的結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計【59張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

卷煙機械裝配用液壓小車的結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計47頁 12000字數(shù)+論文說明書+任務(wù)書+59張CAD圖紙【詳情如下】任務(wù)書.doc分離輪和檢測輪裝配小車.dwg加強板.dwg升降架.dwg卷煙機械裝配用液壓小車的結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計論文.doc右車輪架.dwg墊圈.dwg墊圈2.dwg導向?qū)к?dwg導軌.dwg導軌支撐.dwg小車液壓系統(tǒng).dwg左車輪架.dwg板.dwg水泵液壓調(diào)節(jié)器.dwg液壓調(diào)節(jié)器.dwg緊固螺母.dwg車架.dwg軸承座板.dwg軸承銷軸.dwg配重塊.dwg銷軸.dwg銷軸1.dwg銷軸2.dwgQ220624A03.dwgQ220624A04.dwgQ220624A05.dwgQ220624A07.dwgQ220624A08.dwgQ220624A10.dwgQ220624A12.dwgQ220624A14.dwgQ220624A15.dwgQ220624A18.dwgQ220624A20.dwgQ220624A21.dwgQ220624A22.dwgQ220624A23.dwgQ220624A24.dwgQ220624A25-2.dwgQ220624A25-4.dwgQ220624A25-5.dwgQ220624A26.dwgQ220624A28.dwgQ220624A30.dwgQ220624A31.dwgQ220624A32.dwgQ220624A33-1.dwgQ220624A33-3.dwgQ220624A33-4.dwgQ220624A33-5.dwgQ220624A33-6.dwgQ220624A36-1.dwgQ220624A36-2.dwgQ220624A36-3.dwgQ220624A36-4.1.dwgQ220624A36-4.2.dwgQ220624A36-4.dwgQ220624A36-5.dwgQ220624A36-6.dwgQ220624A42.dwg目錄第一章  緒 論6第二章  工藝參數(shù)計工況分析82.1 液壓小車的工藝參數(shù)82.2工況分析8第三章  液壓小車機械機構(gòu)的分析93.1 機械結(jié)構(gòu)型式93.2液壓小車的運動機理9第四章    液壓小車系統(tǒng)的設(shè)計要求10第五章  液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定115.1  系統(tǒng)壓力的初步確定115.2   液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù)115.2.1液壓缸的作用力115.2.2 缸筒內(nèi)徑的確定125.2.3  活塞桿直徑的確定135.2.4   液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度的確定155.2.5  液壓缸的流量16第六章  液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證186.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇186.2  開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇196.3  調(diào)速方案的選擇206.4  液壓系統(tǒng)原理圖的確定20第七章  液壓元件的選擇計算及其連接217.1 油泵和電機選擇217.1.1泵的額定流量和額定壓力217.1.2   電機功率的確定227.1.3  連軸器的選用247.2 控制閥的選用257.2.1 壓力控制閥257.2.2 流量控制閥267.2.3  方向控制閥267.3  管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算277.3.1 管路277.3.2  過濾器的選擇287.3.3 輔件的選擇297.4 液壓元件的連接307.4.1 液壓裝置的總體布置307.4.2液壓元件的連接30第八章 油箱及附件318.1  油箱的容積318.1.1 按使用情況確定油箱容積318.1.2  按系統(tǒng)發(fā)熱和散熱計算確定油箱容量31第九章  液壓泵站的選擇349.1   液壓泵站的組成及分類349.2  液壓泵站的選擇35第十章   液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計3610.1  缸筒3610.1.1 缸筒與缸蓋的連接形式3610.1.2  強度計算3710.1.3缸筒材料及加工要求3810.1.4 缸蓋材料及加工要求3910.2活塞和活塞桿3910.2.1 活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)形式3910.2.2 活塞、活塞桿材料及加工要求4110.3  活塞桿導向套4210.4  排氣裝置4210.5  進出油口尺寸的確定4310.6  密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計選擇43第十一章  液壓系統(tǒng)性能驗算44總結(jié)46參 考 文 獻47摘   要 本次設(shè)計的題目是卷煙機械裝配用液壓小車的結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計，它主要包括兩個部分的內(nèi)容：主機的設(shè)計，液壓系統(tǒng)的設(shè)計。在本設(shè)計中將液壓系統(tǒng)的設(shè)計做為主要的內(nèi)容進行設(shè)計，主機的設(shè)計根據(jù)液壓小車工作時的主要工作部件進行大概的估算。液壓系統(tǒng)的設(shè)計又主要包括了動力源，控制元件，執(zhí)行元件，輔助元件的設(shè)計。 關(guān)鍵字：液壓小車  液壓系統(tǒng)  執(zhí)行元件ABSTRACTThis design topic is Cigarette mechanical assembly with a hydraulic pressure car structure and hydraulic system design it mainly includes three partial contents: Host computer design, hydraulic system design, control section design. Makes in this design the hydraulic system design for the main content carries on the design, time the host computer design basis shengjiang-tai work main working part carries on the general estimate. The hydraulic system design has mainly included the power supply, checks the part, the functional element, auxiliary part design. Keywords: Hydraulic car   hydraulic system   functional element第一章  緒 論這次畢業(yè)是學校為我們每個工科學生安排的一次實踐性的總結(jié)，使就業(yè)前的一次大練兵，是對每個學生四年來所學知識的總體檢測，使我們?yōu)檫M入工廠工作做好了準備。本次設(shè)計的主要任務(wù)是卷煙機械裝配用液壓小車設(shè)計，改液壓液壓小車是一種升降性能好，適用于煙草機械大零件轉(zhuǎn)配的機械，可用于物料上線，下線，共件裝配時部件的舉升，大型機庫。它采用全液壓系統(tǒng)控制，采用液壓系統(tǒng)有以下特點：（1）在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)生更多的動力，在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊。（2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應(yīng)快，液壓裝置易于實現(xiàn)快速啟動，制動和頻繁的換向。（3）液壓裝置可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，（調(diào)速范圍可達到2000），還可以在運行的過程中實現(xiàn)調(diào)速。（4）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，他對液體壓力，流量和流動方向易于進行調(diào)解或控制。（5）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。（6）液壓元件以實現(xiàn)了標準化，系列化，通用化，壓也系統(tǒng)的設(shè)計制造和使用都比較方便。當然液壓技術(shù)還存在許多缺點，例如，液壓在傳動過程中有較多的能量損失，液壓傳動易泄露，不僅污染工作場地，限制其應(yīng)用范圍，可能引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運動平穩(wěn)性及正確性。對油溫變化比較敏感，液壓元件制造精度要求較高，造價昂貴，出現(xiàn)故障不易找到原因，但在實際的應(yīng)用中，可以通過有效的措施來減小不利因素帶來的影響。我國的液壓技術(shù)是在新中國成立以后才發(fā)展起來的。自從1952年試制出我國第一個液壓元件齒輪泵起，迄今大致經(jīng)歷了仿制外國產(chǎn)品，自行設(shè)計開發(fā)和引進消化提高等幾個階段。進年來，通過技術(shù)引進和科研攻關(guān)，產(chǎn)品水平也得到了提高，研制和生產(chǎn)出了一些具先進水平的產(chǎn)品。目前，我國的液壓技術(shù)已經(jīng)能夠為冶金、工程機械、機床、化工機械、紡織機械等部門提供品種比較齊全的產(chǎn)品。但是，我國的液壓技術(shù)在產(chǎn)品品種、數(shù)量及技術(shù)水品上，與國際水品以及主機行業(yè)的要求還有不少差距，每年還需要進口大量的液壓元件。今后，液壓技術(shù)的發(fā)展將向著一下方向：（1）提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。（2）高度的組合化，集成化，模塊化。（3）和微電子技術(shù)結(jié)合，走向智能化。總之，液壓工業(yè)在國民經(jīng)濟中的比重是很大的，他和氣動技術(shù)常用來衡量一個國家的工業(yè)化水平。本次設(shè)計嚴格按照指導要求進行，其間得到老師和同學們的幫助，在此向他們表示誠摯的謝意。由于本人水平和知識所限，其中錯誤在所難免，懇望老師予以指導修正?？偨Y(jié)歷時十幾周的畢業(yè)設(shè)計在緊張有序中即將結(jié)束，回憶這個過程這段經(jīng)歷，感覺收益多多。當我初涉設(shè)計時，主、客觀問題層出不窮，按著設(shè)計計劃，設(shè)計思路有序地進行，圍繞液壓小車該題目，既了解了液壓小車的有關(guān)規(guī)范，又涉及到了專業(yè)知識，加強了自己的專業(yè)，拓寬了知識面。當無數(shù)次的奔波于圖書館，設(shè)計教室時，發(fā)現(xiàn)設(shè)計不僅僅是設(shè)計，還包括了實踐、耐心、耐力、毅力。這也是學校、老師讓我們設(shè)計的目的所在。設(shè)計即將結(jié)束了，體會了、學到了。在此我感謝學校給與我的培育之恩，老師的教育之情，更由衷地感謝，我本次設(shè)計的指導老師XXX老師，感謝X老師的細心指導。參 考 文 獻 1 雷天覺主編 新編液壓工程手冊  北京：北京理工大學出版社  1998   2 黃宏甲、黃誼、王積偉主編 液壓與氣壓傳動  北京：機械工業(yè)出版社  2001  3 劉連山主編 流體傳動與控制  北京：人民交通出版社  1983  4 張利平、鄧鐘明主編 液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊  北京：機械工業(yè)出版社1997   5 成大先主編 機械設(shè)計手冊  第三版第三卷  化學工業(yè)出版社  2001  6 成大先主編 機械設(shè)計手冊  第四版第四卷  化學工業(yè)出版社  2002  7 路甬祥主編 液壓氣動設(shè)計手冊   北京：機械工業(yè)出版社   2003 1 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 題 目： 卷煙機械裝配用液壓小車的結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計 學生姓名： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導教師： 2 目 錄 第一章 緒 論 . 6 第二章 工藝參數(shù)計工況 分析 . 8 壓小車的工藝參數(shù) . 8 況分析 . 8 第三章 液壓小車機械機構(gòu)的分析 . 9 械結(jié)構(gòu)型式 . 9 壓小車的運動機理 . 9 第四章 液壓小車系統(tǒng)的設(shè)計要求 . 10 第五章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 . 11 系統(tǒng)壓力的初步確定 . 11 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) . 11 壓缸的作用力 . 11 筒內(nèi)徑的確定 . 12 活塞桿直徑的確定 . 13 液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度的確定 . 15 液壓缸的流量 . 16 第六章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證 . 18 路循環(huán)方式的分析和選擇 . 18 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇 . 19 調(diào)速方案的選擇 . 20 液壓系統(tǒng)原理圖的確定 . 20 第七章 液壓元件的選擇計算及其連接 . 21 泵和電機選擇 . 21 的額定流量和額定壓力 . 21 電機功率的確定 . 22 連軸器的選用 . 24 3 制閥的選用 . 25 力控制閥 . 25 量控制閥 . 26 方向控制閥 . 26 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 . 27 路 . 27 過濾器的選擇 . 28 件的選擇 . 29 壓元件的連接 . 30 壓裝置的總體布置 . 30 壓元件的連接 . 30 第八章 油箱及附件 . 31 油箱的容積 . 31 使用情況確定油箱容積 . 31 按系統(tǒng)發(fā)熱和散熱計算確定油箱容量 . 31 第九章 液壓泵站的選擇 . 34 液壓泵站的組成及分類 . 34 液壓泵站的選擇 . 35 第十章 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 36 缸筒 . 36 筒與缸蓋的連接形式 . 36 強度計算 . 37 筒材料及加工要求 . 38 蓋材料及加工要求 . 39 塞和活塞桿 . 39 塞和活塞桿的 結(jié)構(gòu)形式 . 39 塞、活塞桿材料及加工要求 . 41 活塞桿導向套 . 42 排氣裝置 . 42 4 進出油口尺寸的確定 . 43 密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計選擇 . 43 第十一章 液壓系統(tǒng)性能驗算 . 44 總結(jié) . 46 參 考 文 獻 . 47 摘 要 5 本次設(shè)計的題目是 卷煙機械裝配用液壓小車的結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計 ，它主要包括 兩 個部分的內(nèi)容：主機的設(shè)計 ，液壓系統(tǒng)的設(shè)計。在本設(shè)計中將液壓系統(tǒng)的設(shè)計做為主要的內(nèi)容進行設(shè)計，主機的設(shè)計根據(jù) 液壓小車 工作時的主要工作部件進行大概的估算。液壓系統(tǒng)的設(shè)計又主要包括了動力源，控制元件，執(zhí)行元件，輔助元件的設(shè)計。 關(guān)鍵字： 液壓小車 液壓系統(tǒng) 執(zhí)行元件 a it in on on 6 第一章 緒 論 這次畢業(yè)是學校為我們每個工科學生安排的一次實踐性的總結(jié)，使就業(yè)前的一次大練兵，是對每個學生四年來所學知識的總體檢測，使我們?yōu)檫M入工廠工作做好了準備。 本次設(shè)計的主要任務(wù)是 卷煙機械裝配用液壓小車 設(shè)計， 改液壓液壓小車 是一種升降性能好，適用 于煙草機械大零件轉(zhuǎn)配的機械，可用于 物料上線，下 線，共件裝配時部件的舉升，大型機庫 。它采用全液壓系統(tǒng)控制，采用液壓系統(tǒng)有以下特點： （ 1）在同等的體積下，液壓裝置能比其他裝置產(chǎn)生更多的動力，在同等的功率下 ，液壓裝置的體積小，重量輕，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊。 （ 2）液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕，慣性小，反應(yīng)快，液壓裝置易于實現(xiàn)快速啟動，制動和頻繁的換向。 （ 3）液壓裝置可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，（調(diào)速范圍可達到 2000），還可以在運行的過程中實現(xiàn)調(diào)速。 （ 4）液壓傳動易于實現(xiàn)自動化，他對液體壓力，流量和流動方向易于進行調(diào)解或控制。 （ 5）液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護。 （ 6）液壓元件以實現(xiàn)了標準化，系列化，通用化，壓也系統(tǒng)的設(shè)計制造和使用都比較方便。 當然液壓技術(shù)還存在許多缺點，例如，液壓在傳動過程中有較多的能量損失，液壓傳動易泄露，不僅污染工作場地，限制其應(yīng)用范圍 ，可能引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運動平穩(wěn)性及正確性。對油溫變化比較敏感，液壓元件制造精度要求較高，造價昂貴，出現(xiàn)故障不易找到原因，但在實際的應(yīng)用中，可以通過有效的措施來減小不利因素帶來的影響。 我國的液壓技術(shù)是在新中國成立以后才發(fā)展起來的。自從 1952 年試制出我國第一個液壓元件 齒輪泵起，迄今大致經(jīng)歷了仿制外國產(chǎn)品，自行設(shè)計開發(fā) 7 和引進消化提高等幾個階段。 進年來，通過技術(shù)引進和科研攻關(guān)，產(chǎn)品水平也得到了提高，研制和生產(chǎn)出了一些具先進水平的產(chǎn)品。 目前，我國的液壓技術(shù)已經(jīng)能夠為冶金、工程機械、機床、化 工機械、紡織機械等部門提供品種比較齊全的產(chǎn)品。 但是，我國的液壓技術(shù)在產(chǎn)品品種、數(shù)量及技術(shù)水品上，與國際水品以及主機行業(yè)的要求還有不少差距，每年還需要進口大量的液壓元件。 今后，液壓技術(shù)的發(fā)展將向著一下方向： （ 1）提高元件性能，創(chuàng)制新型元件，體積不斷縮小。 （ 2）高度的組合化，集成化，模塊化。 （ 3）和微電子技術(shù)結(jié)合，走向智能化。 總之，液壓工業(yè)在國民經(jīng)濟中的比重是很大的，他和氣動技術(shù)常用來衡量一個國家的工業(yè)化水平。 本次設(shè)計嚴格按照指導要求進行，其間得到老師和同學們的幫助，在此向他們表示誠摯的謝意。 由 于本人水平和知識所限，其中錯誤在所難免，懇望老師予以指導修正。 8 第二章 工藝參數(shù)計工況分析 壓小車 的工藝參數(shù) 本設(shè)計 液壓小車 為全液壓系統(tǒng)，相關(guān)工藝參數(shù)為： 額定載荷 ： 1000低高度： 200 大起升高度： 1500大高度： 1700臺尺寸： 93況分析 本 液壓小車 是一種升降性能好，適用 于煙草機械零件的運輸與裝配， 工件裝配時調(diào)節(jié)工件高度 。 該 液壓小車 主要有兩部分組成：機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。機械機構(gòu) 主要起傳遞和支撐作用，液壓系統(tǒng)主要提供動力，他們兩者共同作用實現(xiàn) 液壓小車 的功能。 9 第三章 液壓小車 機械機構(gòu)的 分析 械結(jié)構(gòu)型式 根據(jù) 液壓小車 的平臺尺寸 4 0 0 0 2 0 0 0 ，參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的工藝參數(shù)可知，該 液壓小車 宜采用單雙叉機構(gòu)形式：即有兩個單叉機構(gòu) 液壓小車 合并而成，有四個同步液壓缸做同步運動，以達到 液壓小車 升降的目的。其具體結(jié)構(gòu)形式為： 圖 圖 示即為該 液壓 小車 的基本結(jié)構(gòu)形式， 改小車行走為手推形式，中間是工作臺和液壓缸部分，該部分為主要部分，可實現(xiàn)零件的升降 通過這些機構(gòu)的相互配合，實現(xiàn) 液壓小車 的穩(wěn)定和可靠運行。 壓小車 的運動機理 小車底部安裝三個輪子 ， 其中一個萬向輪，兩個定向輪小車中間位置安裝有升降機構(gòu)，包括升降平臺和升降液壓缸 。 升降平臺是在升降液壓缸的作用下升降，液壓缸通過 手動 換向閥換向從而控制液壓缸的升降。其結(jié)構(gòu)原理圖如圖 3示。 10 第四章 液壓小車 系統(tǒng)的設(shè)計要求 液壓系統(tǒng)的設(shè)計在本 液壓小車 的設(shè)計中主要是液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計，它與主機的設(shè) 計是緊密相關(guān)的，往往要同時進行，所設(shè)計的液壓系統(tǒng)應(yīng)符合主機的拖動、循環(huán)要求。還應(yīng)滿足組成結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠，操縱維護方便，經(jīng)濟性好等條件。 本 液壓小車 對液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求可以總結(jié)如下： 液壓小車 的升降運動采用液壓傳動，可選用遠程或無線控制， 液壓小車 的升降運動由液壓缸的伸縮運動經(jīng)轉(zhuǎn)化而成為平臺的起降，其工作負載變化范圍為01000載平穩(wěn)，工作過程中無沖擊載荷作用，運行速度較低，液壓執(zhí)行元件有四組液壓缸實現(xiàn)同步運動，要求其工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)合理，安全性優(yōu)良，使用于各種不同場合，工作精度要求一般 . 11 第 五 章 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定 系統(tǒng)壓力的初步確定 液壓缸的有效工作壓力可以根據(jù)下表確定： 表 壓缸牽引力與工作壓力之間的關(guān)系 牽引力 F（ 50 工作壓力 P（ 5于該液壓缸的推力即牽引力為 10據(jù)上表，可以初步確定液壓缸的工作壓力為： p=2 液壓執(zhí)行元件的主要參數(shù) 壓缸 的作用力 液壓缸的作用力及時液壓缸的工作是的推力或拉力，該 液壓小車 工作時液壓缸產(chǎn)生向上的推力，因此計算時只取液壓油進入無桿腔時產(chǎn)生的推力： F= 2式中： p 液壓缸的工作壓力 p= 5(2 0 1 0 P a D 活塞內(nèi)徑 m 壓缸的效率 入數(shù)據(jù) : F = 3 2 5( 9 0 1 0 ) ( 2 0 3 ) 1 0 0 . 9 54 F = 液壓缸工作時產(chǎn)生的推力為 12 表 路特點進油路調(diào)速進油路調(diào)速回油裝被壓閥回油路調(diào)速背壓值1-2 x 102-5 x 106x 筒內(nèi)徑的確定 該液壓缸宜按照推力要求來計算缸筒內(nèi)經(jīng)，計算式如下： 要求活塞無桿腔的推力為 F 時，其內(nèi)徑為： 4式中： D 活塞桿直徑 缸筒內(nèi)經(jīng) m F 無桿腔推力 N P 工作壓力 壓缸機械效率 入數(shù)據(jù)： D= 34 1 0 1 02 1 0 0 = 83圓整值為 D=90壓缸的內(nèi)徑，活塞的的外徑要取標注值是因為活塞和活塞桿還要有其它的零件相互配合，如密封圈等，而這些零件已經(jīng)標準化，有專門的生產(chǎn)廠家，故活 13 塞和液壓缸的內(nèi)徑也應(yīng)該標準化，以便選用標準件。 活塞桿直徑的確定 （ 1）活塞桿直徑根據(jù)受力情況和液壓缸的結(jié)構(gòu)形式來確定 受拉時： ( 0 受壓時： 5p ( 0 5 p 7 M P a ( 0 . 5 0 . 7 ) p 7 該液壓缸的工作壓力為為： p=2,取 0 . 5 , 4 5d D d c m。 （ 2）活塞桿的強度計算 活塞桿在穩(wěn)定情況下，如果只受推力或拉力，可以近似的用直桿承受拉壓載荷的簡單強度計算公式進行： 62104式中： F 活塞桿的推力 N d 活塞桿直徑 m 材料的許用應(yīng)力 活 塞桿用 45 號鋼 , 3 4 0 , 2 . 5 P a 代入數(shù)據(jù)： 36321 0 1 0 1 0 43 . 1 4 ( 4 5 1 0 ) = 活塞桿的強度滿足要求。 （ 3）穩(wěn)定性校核 該活塞桿不受偏心載荷，按照等截面法，將活塞桿和缸體視為一體，其細長比為： 14 L 時， 22 在該設(shè)計及安裝形式中，液壓缸兩端采用鉸接，其值分別為： 1 , 8 5 , 1 2 6 0n m L m m 4將上述值代入式中得： L 故校核采用的式子為： 22 式中： n=1 安裝形式系數(shù) E 活塞桿材料的彈性模量 鋼材取 112 0E P a J 活塞桿截面的轉(zhuǎn)動慣量 464L 計算長度 入數(shù)據(jù)： 2 1 1 3 423 . 1 4 2 . 1 0 3 . 1 4 ( 4 5 1 0 )6 4 1 . 0 6 =371其穩(wěn)定條件為： n 式中： 般取4 取 F 液壓缸的最大推力 N 代入數(shù)據(jù)： 3713=123 15 故活塞桿的穩(wěn)定性滿足要求。 液壓缸壁厚，最小導向長度，液壓缸長度的確 定 液壓缸壁厚的確定 液壓缸壁厚又結(jié)構(gòu)和工藝要求等確定，一般按照薄壁筒計算，壁厚由下式確定： 2式中： D 液壓缸內(nèi)徑 m 缸體壁厚 一般取 p 缸體材料的許用應(yīng)力 鋼材取 1 0 0 1 1 0 M P a 代入數(shù)據(jù)： 661 . 3 2 1 0 90 . 1 1 72 1 0 0 1 0 考慮到液壓缸的加工要求，將其壁厚適當加厚，取壁厚 3 。 最小導向長度 活塞桿全部外伸時，從活塞支撐面重點到導向滑動面中點的距離為活塞的最小導向長度 H，如下圖所示，如果最小導向長度過小，將會使液壓缸的初始撓度增大，影響其 穩(wěn)定性，因此設(shè)計時必須保證有最小導向長度，對于一般的液壓缸，液壓缸最大行程為 L，缸筒直徑為 D 時，最小導向長度為： 圖 16 20 2即 5 3 0 9 0 7 1 . 52 0 2H c m 取為 72塞的寬度一般取 ( 0 D ，導向套滑動面長度 A ，在 D80，取 A = ( ，在 D=80，取 A =()d ，當導向套長度不夠時，不宜過分增大 A 和 B，必要時可在導向套和活塞之間加一隔套，隔套的長度由最小導向長度 H 確定。 液壓缸的流量 液壓缸的流量余缸徑和活塞的運動有關(guān)系，當液壓缸的供油量 Q 不變時，除去在形程開始和結(jié)束時有一加 速和減速階段外，活塞在行程的中間大多數(shù)時間保持恒定速度壓缸的流量可以計算如下： 式中： A 活塞的有效工作面積 對于無桿腔 24塞的容積效率 采用彈形密封圈時1，采用活塞環(huán)時 17 液壓缸的最大運動速度 m/s 代入數(shù)據(jù)： 23 . 1 4 0 . 9 0 . 1 3 2 56 0 5 . 1 6 / m i 9 8 4m a 2m i 1 4 0 . 9 0 . 1 0 66 0 4 . 1 3 / m i 9 8 4 即液壓缸以其最大速度 運動時，所需要的流量為 以其 最小運動速度運動時，所需要的流量為 18 第 六 章 液壓系統(tǒng)方案的選擇和論證 液壓系統(tǒng)方案是根據(jù)主機的工作情況，主機對液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件，以成本，經(jīng)濟性，供貨情況等諸多因素進行全面綜合的設(shè)計選擇，從而擬訂出一個各方面比較合理的，可實現(xiàn)的液壓系統(tǒng)方案。其具體包括的內(nèi)容有：油路循環(huán)方式的分析與選擇， 油源形式的分析和選擇，液壓回路的分析，選擇，合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 . 路循環(huán)方式的分析和選擇 油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種，其各自特點及相互比較見下表： 表 液循環(huán)方式散 熱 條 件抗 污 染 性系 統(tǒng) 效 率其 它限速制動形式開 式較方便，但油箱較大較差，但可用壓力油箱或其它改善管路壓力損失較大，用節(jié)流調(diào)速效率低對泵的自吸性能要求較高用平衡閥進行能耗限速，用制動閥進行能耗制動，可引起油液發(fā)熱閉 式管路壓力損失較小，容積調(diào)速效率高對主泵的自吸性能要求低較好，但油液過濾要求高較好，需用輔泵換油冷卻液壓泵由電機拖動時，限速及制動過程中拖動電機能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。 比較上述兩種方式的差異，再根據(jù) 液壓小車 的性能要求，可以選擇的油路循環(huán)方式為開式系統(tǒng)，因為該 液壓小車 主機和液壓泵要分開安裝，具有較大的空 間存放油箱，而且要求該 液壓小車 的結(jié)構(gòu)盡可能簡單，開始系統(tǒng)剛好能滿足上述要 19 求。 油源回路的原理圖如下所示： 1342567812345678油 缸過 濾 器溫 度 計液 位 計壓 力 表溢 流 閥液 壓 泵電 動 機圖 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇 當系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件時，開始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式又可以分為串聯(lián)，并聯(lián)，獨聯(lián)，以及它們的組合 20 串聯(lián)方式是除了第一個液壓元件的進油口和最后一個執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵和油箱相連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進，出油口依次相連，這種連接方式的特點是多個液壓元件同時動作時，其速度不隨外載荷變化，故輕載時可多個液壓執(zhí)行元件同時動作。 調(diào)速方案的選擇 調(diào)速方案對主機的性能起決定作用，選擇調(diào)速方案時，應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟性等因素選擇。 常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。本 液壓小車 采用節(jié)流調(diào)速回路，原因是該調(diào)速回路有以下特點：承載能力好，成本低 ，調(diào)速范圍大，適用于小功率，輕載或中低壓系統(tǒng) ，但其速度剛度差，效率低，發(fā)熱大。 液壓系統(tǒng)原理圖的確定 初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如下所示；見下圖： 圖 21 第 七 章 液壓元件的選擇計算及其連接 液壓元件主要包括有：油泵，電機，各種控制閥，管路，過濾器等。有液壓元件的不同連接組合構(gòu)成了功能各異的液壓回路，下面根據(jù)主機的要求進行液壓元件的選擇計算 . 泵和電機選擇 的額定流量和額定壓力 的額定流量 泵的流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高速度要求，所以泵的輸出流量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng) 所需要的最大流量和泄漏量來確定： Q n式中： /K 系統(tǒng)泄漏系數(shù) 一般取 K= /n 執(zhí)行元件個數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 1 . 1 5 . 1 6 4 2 2 . 7 / m i 對于工作過程中始終用節(jié)流閥調(diào)速的系統(tǒng)，在確定泵的流量時，應(yīng)再加上溢流閥的最小溢流量，一般取 3 / 2 2 . 7 3 2 5 . 7 / m i 泵的最高工作壓力 泵的工作壓力應(yīng)該根據(jù)液壓缸的工作壓力來確定，即 m a P 22 式中： Pa 進油路和回油路總的壓力損失。 初算時，節(jié)流調(diào)速和比較簡單的油路可以取 ,對于進油路有調(diào)速閥和管路比較復雜的系統(tǒng)可以取 。 代入數(shù)據(jù)： 2 0 . 5 2 . 5 P a 考慮到液壓系統(tǒng)的動態(tài)壓力及油泵的使用壽命，通常在選擇油泵時，其額定壓力比工作壓力5%，即泵的額定壓力為 取其額定壓力為 4 電機功率的確定 （ 1） 液壓系統(tǒng)實際需要的輸入功率是選擇電機的主要依據(jù)，由于 液壓泵存在容積損失和機械損失，為滿足液壓泵向系統(tǒng)輸出所需要的的壓力和流量，液壓泵的輸入功率必須大于它的輸出功率，液壓泵實際需要的輸入功率為： 776 1 0 6 1 0 ti 式中： P 液壓泵的實際最高工作壓力 Pa q 液壓泵的實際流量 / / 液壓泵的總效率 見下表 m液壓泵的機械效率 7610 換算系數(shù) 代入數(shù)據(jù)： 672 . 5 1 0 2 5 . 7 1 . 6 46 1 0 0 . 6 5 W 23 表 壓泵類型總效率齒 輪 泵 葉 片 泵 柱 塞 泵 螺 桿 5 液壓泵的總效率（ 2）電機的功率也可以根據(jù)技術(shù)手冊找，根據(jù)機械設(shè)計手冊第三版，第五卷，可以查得電機的驅(qū)動功率為 4本設(shè)計以技術(shù)手冊的數(shù)據(jù)為標準 ，取電機的功率為 4 根據(jù)上述計算過程，現(xiàn)在可以進行電機的選取，本液壓系統(tǒng)為一般液壓系統(tǒng)，通常選取三相異步電動機就能夠滿足要求，初步確定電機的功率和相關(guān)參數(shù)如下： 型 號： 112 2 額定功率： 4滿載時轉(zhuǎn)速： 2890 / 電流： 效率： 凈重： 45額定轉(zhuǎn)矩： 電機的安裝形式為 5( 1)，其參數(shù)為： 基座號： 112M 極數(shù)： 4 國際標準基座號： 28 215F 液壓泵為三螺桿泵，其參數(shù)如下： 規(guī)格： 2/ h256 標定粘度： 50 24 轉(zhuǎn)速： / 2900 壓力： 4 流量： / 率： 4 吸入口直徑： 25 排出口直徑： 20 重量： 11 允許吸上真空高度： m(2 5 制造廠： 北京第二機床廠 說明： 三螺桿泵的使用、安 裝、維護要求。 使用要求：一般用于液壓傳動系統(tǒng)中的三螺桿泵多采用 20 號液壓油或 40 號液壓油，其粘度范圍為 21 7 2 3 / ( 5 0 )om m s之間。 安裝要求：電機與泵的連接應(yīng)用彈性連軸器，以保證兩者之間的同軸度要求，（用千分表檢查連軸器的一個端面，其跳動量不得大于 向跳動不得大于 ,當每隔 90o 轉(zhuǎn)動連軸器時，將一個聯(lián)軸節(jié)作徑向移動時應(yīng)感覺輕快。泵的進油管道不得過長，彎頭不宜過多，進油口管道應(yīng)接有過濾器，其濾孔一般可 用 40 目到 60 目過濾網(wǎng)，過濾器不允許露出油面，當泵正常運轉(zhuǎn)后，其油面離過濾器頂面至少有 100免吸入空氣，甭的吸油高度應(yīng)小于 500維護要求：為保護泵的安全，必須在泵的壓油管道上裝安全閥（溢流閥）和壓力表。 連軸器的選用 連軸器的選擇應(yīng)根據(jù)負載情況，計算轉(zhuǎn)矩，軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速來選擇。 計算轉(zhuǎn)矩由下式求出： 9550 ()式 中： 各連軸器標準 25 n 工作轉(zhuǎn)速 /K 工況系數(shù) 取為 代入數(shù)據(jù)： 41 . 5 9 5 5 0 1 9 . 8 32890 m 據(jù)此可以選擇連軸器的型號如下： 名稱： 撓性連軸器 ( 4 3 2 3 8 4 )彈性套柱銷連軸器 許用轉(zhuǎn)矩： m許用轉(zhuǎn)速： 4700r/孔直徑： 1 2 3, , 1 6 , 1 8 , 1 9d d d c m軸孔長度： Y 型： L=42 D=95 量： 制閥的選用 液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能多的由標準液壓控制元件組成，液壓控制元件的主要選擇依據(jù)是閥所在的油路的最大工作壓力和通過該閥的最大實際流量，下面根據(jù)該原則依次進行壓力控制閥，流量控制閥和換向閥的選擇。 力控制閥 壓力控制閥的選用原則 壓力：壓力控制閥的額定壓力應(yīng)大于液壓系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高壓力，以保證壓力控制閥正常工作。 壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在法 的壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。 流量：通過壓力控制閥的實際流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量。 結(jié)構(gòu)類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)類性及工作原理，壓力控制閥可以分為直動型和先導型兩種，直動型壓力控制閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調(diào)壓偏差大，不適用在高壓大流量下工作。但在緩沖制動裝置中要求壓力控制閥的靈敏度高，應(yīng)采用直動型溢流閥，先導型壓力控制閥的靈敏度和響應(yīng)速度比直動 26 閥低一些，調(diào)壓精度比直動閥高，廣泛應(yīng)用于高壓，大流量和調(diào)壓精度要求較高的場合。 此外，還應(yīng)考慮閥的安裝及連接形式，尺寸重量，價格，使用壽命，維護方便性，貨 源情況等。 根據(jù)上述選用原則，可以選擇直動型壓力閥，再根據(jù)發(fā)的調(diào)定壓力及流量和相關(guān)參數(shù)，可以選擇 直動式溢流閥，相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 最低調(diào)節(jié)壓力： 5流量： 40L/ 介質(zhì)溫度： 2 0 7 0 量控制閥 流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。 流量：通過流量控制閥的流量應(yīng)小于該閥的額定流量。 測量范圍：流量控制閥的 流量調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，所選閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。 該 液壓小車 液壓系統(tǒng)中所使用的流量控制閥有分流閥和單向分流閥，單向分流閥的規(guī)格和型號如下： 型號： 公稱通徑： 10稱流量 : P,O 口 40L/ A， B 口 20L/接方式：管式連接 重量： 4分流閥的型號為： 其余參數(shù)與單向分流閥相同。 方向控制閥 方向控制閥的選用原則如下： 壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應(yīng)低于閥的額定壓力 流量：流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量。 27 滑閥機能：滑閥機能之換向閥處于中位時的通路形式。 操縱方式：選擇合適的操縱方式，如手動，電動，液動等。 方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指 手動 換向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實現(xiàn)油路的通斷。所選擇的換向閥型號及規(guī)格如下： 型號： 4 額定流量： 15L/消耗功率： 26 電源電壓： 5 0 , 1 1 0 , 2 2 0H z V V 工作壓力： 25 T 腔： 6 重量： 管路，過濾器，其他輔助元件的選擇計算 路 管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為： 主管路：包括吸油管路，壓油管路和回油管路，用來實現(xiàn)壓力能的傳遞。 泄油管路：將液壓元件泄露的油液導入回油管或郵箱 . 控制管路：用來實現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表相連接 的管路。 本設(shè)計中只計算主管路中油管的尺寸。 （ 1）吸油管尺寸 油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)液體的流速，油管直徑 d 由下式確定： 04式中： d 油管直徑 油管內(nèi)液體的流量 3/ /吸油管，取 0 ( 0 . 5 1 . 5 ) /v m s，本設(shè)計中?。? v m s代入數(shù)據(jù)： 3 34 2 6 . 6 6 0 1 0 1 0 2 8 . 43 . 1 4 0 . 7d m m 取圓整值為： 30d 28 （ 2）回油管尺寸 回油管尺寸與上述計算過程相同：0 1 v m s，取為0 2/v m s代入數(shù)據(jù)： 3 34 2 6 . 6 6 0 1 0 1 0 1 6 . 83 . 1 4 2d m m 取圓整值為： 18d （ 3）壓力油管 壓力油管： 0 3 4 /v m s，本設(shè)計中取為：0 3/v m s代入數(shù)據(jù)： 3 34 2 6 . 6 6 0 2 1 0 1 0 9 . 73 . 1 4 3d m m 取圓整值為： 10d （ 4）油管壁厚： 液壓小車 系統(tǒng)中的油管可用橡膠軟管和尼龍管作為管道，橡膠軟管裝配方便，能吸收液壓系統(tǒng)中的沖擊 和振動，尼龍管是一種很有發(fā)展前途的非金屬油管，用于低壓系統(tǒng)，壓力油管采用的橡膠軟管其參數(shù)如下： 內(nèi)徑： 10徑： 型 作壓力： 型 16最小彎曲半徑： 130 過濾器的選擇 過濾器的選擇應(yīng)考慮以下幾點： (1)具有足夠大的通油能力，壓力損失小，一般過濾器的通油能力大于實際流量的二倍，或大于 管路的最大流量。 (2)過濾精度應(yīng)滿足設(shè)計要求，一般液壓系統(tǒng)的壓力不同，對過濾精度的要求也不同，系統(tǒng)壓力越高，要求液壓元件的間隙越小，所以過濾精度要求越高，過濾精度與液壓系統(tǒng)壓力的關(guān)系如下所示： 表 過濾精度與液壓系統(tǒng)的壓力關(guān)系 29 系統(tǒng)類型壓力 M P 般 液 壓 系 統(tǒng) 伺服系統(tǒng)7 7 355 1 0 2 5 2 5 - 5 0（ 3）濾芯應(yīng)有足夠的強度，過濾器的實際壓力應(yīng)小于樣本給出的工作壓力。 （ 4）濾芯抗腐蝕性能好，能在規(guī)定的溫度下長期工作。 根據(jù)上述原則，考慮到螺桿泵的流量，選定過濾器為燒結(jié)式過濾器，其 型號及具體參數(shù)如下所示： 型號： 2 7 0 1 6 F 流量： 70 / 過濾精度： 16m 接口尺寸： 27 2M 工作壓力： 0 壓力損失 : 生產(chǎn)廠 :北京粉末冶金二廠 件的選擇 溫度計的選擇 液壓系統(tǒng)常用接觸式溫度計來顯示油箱內(nèi)工作介質(zhì)的溫度，接觸式溫度計有膨脹式和壓力式。本系統(tǒng)中選用膨脹式，其相關(guān)參數(shù)如下： 型號： 11 測量范圍： 003 0 5 0 ， 000 50 ， 000 5 0 0 名稱：內(nèi)表式工業(yè)玻璃溫度計 力表選擇 壓力表安裝于便于觀察的地方。其選擇如下： 型號： 量范圍： 0 4 30 名稱：一般彈簧管壓力表 生產(chǎn)廠：上海宜川儀表廠 壓元件的連接 壓裝置的總體布置 液壓裝置的總體布置可以分為幾種式和分散式兩種。 集中式布置是將液壓系統(tǒng)的油源、控制及調(diào)節(jié)裝置至于主機之外，構(gòu)成獨立的液壓站，這種布置方式主要用于固定式液壓設(shè)備。其優(yōu)點是裝配、 維修方便，從根本上消除了動力源的振動和油溫對主機的影響。本液壓系統(tǒng)采用集中式布置。 壓元件的連接 液壓元件的連接可以分為管式連接、板式連接，集中式連接三種。這里介紹整體式連接中的整體式閥板。它是本液壓系統(tǒng)中將要采用的連接方式。 整體式閥板的油路是在整塊板上鉆出或用精密鑄造鑄出的，這種結(jié)構(gòu)的閥板比粘合式閥板可靠性好，應(yīng)用較多，但工藝較差，特別是深孔的加工較難。當連接元件較多時，各孔的位置不易確定。它屬于無管連接，多用于不太復雜的固定式機械中。 采用整體式閥板時，需要自行設(shè)計閥板，閥板的設(shè)計可參考相 關(guān)資料。 31 第八章 油箱及附件 油箱在系統(tǒng)中的主要功能為：儲存系統(tǒng)所需要的足夠的油液 ;散發(fā)系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的一部分熱量，分離油液中的氣