液压课程设计89422

一、液压传动课程设计的目的：

1、综合运用《液压传动》课程及其它先修课程的理论和工程实际知识，以课

程设计为载体，通过液压功能原理及液压装置的设计实践，使理论和工程实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展，并培养分析和解决工程实际问题的设计计算能力。

2、使学生掌握根据设计题目搜集有关设计资料和文献的一般方法和途径，提高学生综合利用设计资料的能力，为独立从事液压传动设计建立良好的基础。

3、在设计实践中学习和掌握方案论证及拟定方法，掌握液压回路的组合方法及液压元件的选用原则、结构形式，深化对液压系统设计特点的认识和了解。 二、液压课程设计题目：

设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为N 7000，滑台的重量为N 5000，快速上升的行程为mm 450，其最小速度为s mm /55;慢速上升行程为mm 200，其最小速度为mm/s 13；快速下降行程为

mm

90，滑台450，速度要求mm/s

55。滑台采用V型导轨，其导轨面的夹角为

2，启动加速与减速时间均为s.50，液压缸的机械效率（考与导轨的最大间隙为mm

虑密封阻力）为0.9。

目录

1 前言 (1)

2 负载分析 (2)

2.1 负载与运动分析 (2)

2.2 负载动力分析 (2)

2.3负载图和速度图的绘制 (5)

3 设计方案拟定 (6)

3.1液压系统图的拟定 (6)

3.2 液压系统原理图 (7)

3.3 液压缸的设计 (7)

4 主要参数的计算 (10)

4.1 初选液压缸的工作压力 (10)

4.2 计算液压缸的主要尺寸 (10)

4.3活塞杆稳定性校核 (10)

4.4计算循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率 (11)

5 液压元件的选用 (12)

5.1确定液压泵的型号及电动机功率 (12)

5.2选择阀类元件及辅助元件 (13)

6 液压系统的性能验算 (15)

6.1压力损失及调定压力的确定 (15)

6.2验算系统的发热与温升 (17)

致谢 (19)

参考文献 (20)

1 前言

设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为N 7000，滑台的重量为N 5000，快速上升的行程为mm 450，其最小速度为

s mm /55;慢速上升行程为mm 200，其最小速度为s mm /13；快速下降行程为

mm 450，速度要求s mm /55。滑台采用V 型导轨，其导轨面的夹角为 90，滑台与

导轨的最大间隙为mm 2，启动加速与减速时间均为s 5.0，液压缸的机械效率（考虑密封阻力）为0.9。

上料机示意图如下：

图1 上料机的结构示意图

2 负载分析

对液压传动系统的工况分析就是明确各执行元件在工作过程中的速度和负载的变化规律，也就是进行运动分析和负载分析。

2.1 负载与运动分析

根据各执行在一个工作循环内各阶段的速度，绘制其循环图，如下图所示：

图2工作循环图

2.2 负载动力分析

动力分析就是研究机器在工作中其执行机构的受力情况。

2.2.1工作负载

()N N F F G L 1200070005000=+==

2.2.2摩擦负载

2

sin

α

N

fF

F f =

由于工件为垂直起升，所以垂直作用于导轨的载荷可由其间隙和机构尺寸求得

60N F N =,取静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1则有

静摩擦负载：()N .N .

F fs 971645sin 6020=?= 动摩擦负载：()N .N

.F fd 49845sin 6010=?=

2.2.3惯性负载

惯性负载为运动部件在起动和制动的过程中可按：

Δt

Δv

g G ma F =

= G---运动部件的重量（N ）g---重力加速度，2

89s m

.g =

△v---速度变化值（s

m ） △t---起动或制动时间（s ）

加速： N .N ...Δt Δv g G F a 691345

0055

089120001=?==

减速： N .N ....Δt Δv g G F a 5610250013

0055089120002=-?==

制动：N .N ...Δt Δv g G F a 84315

0013

089120003=?==

反向加速： N .N ...Δt Δv g G F a 6913450055

089120004=?==

反向制动： N .a F

F a 691344

5==

根据以上的计算，考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止因自重而自行下滑，系统中应设置平衡回路。则液压缸各阶段中的负载如表1所示（0.9ηm =）

制 动

F a F fd F 5-=

-126.2 -140.22

表1 液压缸各阶段中的负载

2.3负载图和速度图的绘制

按照前面的负载分析结果及已知的速度要求、行程限制等，绘制出负载图及速度图如图3所示。

图3速度负载图

液压课程设计89422

3 设计方案拟定

3.1液压系统图的拟定

液压系统图的拟定，主要是考虑以下几个方面的问题

3.1.1供油方式

从工况图分析可知，该系统在快上和快下时所需的流量较小，因此从提高系统的效率，节省能源的角度考虑，采用单个定量泵的供油方式显然是不适合的，宜选用双联式定量叶片泵作为油源。

3.1.2调速回路

由工况可知可知，该系统在慢速时速度需要调节，考虑到系统功率小，滑台运动速度需要调节，考虑到系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，所以采用调速阀的回油节流调速回路。

3.1.3速度换接回路

由于快上和慢上之间速度需要换接，但对换接到位置要求不高，所以采用由行程开关发讯控制二位二通电磁阀来实现速度的换接。

3.1.4平衡及锁紧

为防止在上端停留时重物下落和在停留期间内保持重物的位置，特在液压缸的下腔(无杆腔)进油路上设置了液控单向阀；另一方面，为了克服滑台自重在快下过程中的影响，设置了一单向背压阀。

3.1.5 电磁阀

本液压系统的换向采用三位四通Y型中位机能的电磁换向阀。

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