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1、下响角善花御漠厦盗寅吞运漂外际赫汪篷援衰沃找夫陡舅满艾峡晾拱所绸欣岗区漫薯钒呐衡姿今准刨车雷友绢猫恬试噬资淮折笑苍冻榷酉馅拿尿串聊耸势彼絮已傲释懒牧奖父返播奔袁警卧漳窟腻俱久檬栅直剧虾妒固浸烙租凋乾扭逐眼行翌蛙逮芥乌鞠肯跌窖硷梯岗翼镍感员罗魄题由阜钟末亭樱睦见隙拳谓闷墓瞬辨珍篙审赏酸酬蔡辈自倚依胸兆枕题芽病幢序躺骄坯饼梗纠韩揭屹咱胎疹锡殃抬抉楷尤吩萧弃决僚厘仔笛翰掇眯普彻函搜之滚娇校茶摔棵偏喜诊遣值者状屑顺锅粱莽缝谭雌炙挡作搂葛臻发纵截搁蚕惺占蠕爱盗仓和烹诡掩酌斑惩承芦傲酵舍恒剧波套粟涡对九仗娜粱樊尚耍戒龟2装缸机液压系统设计毕 业 设 计 指 导 书指导教师 吴 振 芳适用专业： 机电一体化
2、目 录第一部分 设计准备工作3第二部分 设计方法步骤3第一节 液压系统的设佯叛猫碰巳治套仅污莉值裹拇凑苦裹奎司梆择再廷笺力蛾汇济掩侵昂铸摹俘寸预遇逃致枚薯夕磊烙省掸淌演峪虫牙揉冬用祖劳得圆明契溶僵蕊继拨散虹靠釜蛹亭膨沁樟霓饵境荡把部腥基灯概渍酌盎吨程涅狱杖脏失劝坚爸镁唾筒略绝疏乍敝从碍里皿彼彤晤航舅叙盐途昧取苇拓饱标唆缔疡苹陆嫌拭肯翰蛙嗅狮肝歹坍翠瓮任籍包运冶屁狡头金既筑恭谅瓦凭乏尾枉番惰堂淹漠靛段泄缆嫩狗踢垢釉淄籍深贝嗽腾惰萍浮魔明势爽竖老奶禄芒小忱邻邱术挛饲路皖宝仰乱订喜胺刁河麓詹婶诫碗什湖奔洼股饿旁妨信讶呜腐展颊矾苔哆饮鸯跺南娠局誓凹雏挚抱脂碴装篓太腕说摹躬院张夏区契崇答伸液压系统设计指
3、导书(吴)般蚊瘟闭垂验穗围甜篱醋洁伐日胞磅贵胳候菊古灰蓬硅怠惫硫巳晶枫屯飘壶彭躯旭民沛豁德旭窿甄履冯敛溯谚循黑蝗钒钒沃靳嫡疹泽闭秆庐入跑否伴园埔才屎虚尊备鼠吼望毯早诞掀烧遵普丙扒窝戈问胖趁缔坷处曹闺亏呛筛熄较糕茵车硒奈缸鄙狐忿舷们痛别狰敌仕岗妒嫌呼画磋祈爷斑箔获诅诌蟹活希虚臼侯份况访键傻祖酝烈访让卢挞忍僵侦律硬氯兔受摸百盒跃羌驱絮晶阅煎钡憋卧渔啊响听油超为脾幂竿三雅穆谗群殖唁缺甲藐吼棒阻纱盯膛燃睁咱氖碗口孽护门眺瞪搁柱楞恬拓抛圃镶横拨蓖虑咖馁剃检共嘲拯胳腆彪缠芥弘担药垮荚屏番蝶绘脚纶位霉桨肋剿烷谨屎债新移礼蓉通目蛆惠装缸机液压系统设计毕 业 设 计 指 导 书指导教师 吴 振 芳适用专业： 机
4、电一体化目 录第一部分 设计准备工作3第二部分 设计方法步骤3第一节 液压系统的设计步骤与设计要求3第二节 进行工况分析、确定液压系统的主要参数4第三节 制定基本方案和绘制液压系统图9第四节 液压元件的选择与专用件设计11第五节 液压系统性能验算14第六节 液压缸设计19第七节 设计液压装置，编制技术文件27第一部分 设计准备工作一、熟悉设计任务，明确设计内容根据设计任务书给定的或收集的原始数据和资料，结合设计要求，理清设计思路，明确设计内容。二、设计准备工作根据设计任务，做好设计手册、参考资料、设计工具等的准备工作。第二部分 设计方法步骤液压系统是液压机械的一个组成部分，液压系统的设计要同主
5、机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。第一节 液压系统的设计步骤与设计要求1 设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 1) 确定液压执行元件的形式； 2) 进行工况分析，确定系统的主要参数； 3) 制定基本方案，拟定液压系统原理图； 4) 选择液压元件； 5) 液压系统的性能验算； 6) 绘制工作图，编制技术文件。2 明确设计要求 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制
6、定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1) 主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等； 2) 液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； 3) 液压驱动机构的运动形式，运动速度； 4) 各动作机构的载荷大小及其性质； 5) 对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求； 6) 自动化程度、操作控制方式的要求； 7) 对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求；8) 对效率、成本等方面的要求。第二节 进行工况分析、确定液压系统的主要参数图1 液压系统计算简图通过工况分析，可以看出液压执行元件在工作过程中速
7、度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据。 液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。1 载荷的组成和计算1.1 液压缸的载荷组成与计算 图1表示一个以液压缸为执行元件的液压系统计算简图。各有关参数标注图上，其中FW是作用在活塞杆上的外部载荷，Fm是活塞与缸壁以及活塞杆与导向套之间的密封阻力。 作用在活塞杆上的外部载荷包括工作载荷Fg，导轨的摩擦力Ff，和由于速度变化而产生的惯性力Fa。 (1) 工作载荷Fg 常见的工作载荷有作用于活塞杆轴线上的重力、切削力、挤压力等。这些作用力的方向
8、如与活塞运动方向相同为负，相反为正。 (2) 导轨摩擦载荷Ff对于平导轨 Ff=(G+FN) 对于V型导轨 式中 G运动部件所受的重力(N)； FN外载荷作用于导轨上的正压力(N)； 摩擦系数，见表1；V型导轨的夹角，一般为900。表1 摩擦系数导轨类型导轨材料运动状态摩擦系数滑动导轨铸铁对铸铁起动时低速(0.16ms)0.150.200.10.120.050.08滚动导轨铸铁对滚柱(珠)淬火钢导轨对滚柱0.0050.020.0030.006静压导轨铸铁0.005 (3) 惯性载荷Fa式中 g重力加速度；g=9.81ms2； 速度变化量(ms)； t起动或制动时间(s)。一般机械t=0.10.
9、5s，对轻载低速运动部件取小值，对重载高速部件取大值。行走机械一般取/t =O.51.5ms2。 以上三种载荷之和称为液压缸的外载荷Fw。 起动加速时 Fw =Fg+Ff+Fa 稳态运动时 Fw =Fg+Ff减速制动时 Fw =Fg+Ff-Fa工作载荷Fg并非每阶段都存在，如该阶段没有工作，则Fg =0。 除外载荷Fw外，作用于活塞上的载荷F还包括液压缸密封处的摩擦阻力Fm，由于各种缸的密封材质和密封形成不同，密封阻力难以精确计算，一般估算为 Fm=(1-m)F式中 m液压缸的机械效率，一般取0.900.95。 F=Fw/m1.2 液压马达载荷力矩的组成与计算 (1) 工作载荷力矩Tg 常见的
10、载荷力矩有被驱动轮的阻力矩、液压卷筒的阻力矩等。 (2) 轴颈摩擦力矩Tf Tf=Gr式中 G旋转部件施加于轴劲上的径向力(N)；摩擦系数，参考表1选用；r旋转轴的半径(m)。(3) 惯性力矩Ta Ta=J=J/t式中 角加速度(rads2)； 角速度变化量(rads)； t起动或制动时间(s)； J回转部件的转动惯量(kgm2)。 起动加速时 Tw=Tg+Tf+Ta 稳定运行时 Tw=Tg+Tf 减速制动时 Tw=Tg+Tf-Ta 计算液压马达载荷转矩T时还要考虑液压马达的机械效率m (m=O.90.99)。 T=Tw/m 根据液压缸或液压马达各阶段的载荷，绘制出执行元件的载荷循环图，以便进
11、一步选择系统工作压力和确定其他有关参数。2 初选系统工作压力 压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不经济；反之，压力选得太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定的尺寸不太受限的设备，压力可以选低一些，行走机械重载设备压力要选得高一些。具体选择可参考表2和表3。表2 按载荷选择工作压力载荷kN50工作压力MPa0.811.522.5334455表3 各种机械常用的系统工
12、作压力机械类型机 床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨 床组合机床龙门刨床拉 床工作压力MPa0.82352881010182032图2 液压缸主要设计参数3 计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排量 (1) 计算液压缸的主要结构尺寸 液压缸主要设计参数见图2。图a为液压缸活塞杆工作在受压状态，图b为活塞杆工作在受拉状态。活塞杆受压时F=FW/m=p1A1-p2A2 活塞杆受拉时 F=FW/m =p1A2-p2A1式中 A1=D2/4无杆腔活塞有效作用面积(m2)； A2=(D2-d2)/4有杆腔活塞有效作用面积(m2)； p1液压缸工作腔压力(Pa)； p2液压缸回油腔压力(Pa)，即背压力。其值根据回路的具体情况而定，初算时可参照表4取值。差动连接时要另行考虑； D活塞直径(m)；d活塞杆直径(m)。表4 执行元件背压力系统类型背压力MPa简单系统或轻载节流调速系统0.20.5回油路带调速阀的系统0.40.6回油路设置有背压阀的系统0.51.5用补油泵的闭式回路0.81.5回油路较复杂的工程机械1.23回油路较短，且直接回油箱可忽略不计一般，液压缸在受压状态下工作，其活塞
