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1、沈阳理工大学课程设计专用纸No 摘要 由于液压技术有很多优点，液压元件设备体积小、重量轻，因而惯性力较小，当突然过载或泊车时，不会产生大的冲击；能在给定范畴内安稳的主动调理牵引速度，并可完成无极调速；换向轻易，在不转变电机旋转方向的情形下，能够较便利地完成工作机构旋转和直线往复活动的转换；液压泵和液压马达之间用油管衔接，在空间布置上相互不受严厉限制；因为采取油液为工作介质，元件绝对活动外表间能自行光滑，磨损小，使用寿命长。正由于液压技术有如此众多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械
2、、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置等等；船舶用的甲板起重机械、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。 通过液压与气动技术课程设计，让我们把以前书本上学到的知识与现实中生产相结合在一起，不仅能加深我们对课本上理论知识的理解，提高我们理论与实践结合的能力，而且还锻炼了我们的创造和设计能力，特别是对液压系统有了更深层次的了解，让我们对液压设备设计有一定的了解，为日后工作中设计出经济实用的产品
3、打下结实的基础。 本次设计主要内容有：做了液压压力机的总体结构设计和液压系统的设计，选择了液压元件的型号，分析了系统的工作原理，设计了液压缸，完成了液压缸的总体设计，绘制了压力机的总体装配图，液压系统图和液压缸的装配图。目录1题目2.技术要求和设计要求3工况分析4液压缸的设计5液压系统图的拟定6确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格7液压阀的选择8压力损失的验算9液压油箱的设计10总结11参考文献1题目液压机液压系统设计2技术要求和设计要求设计一台单缸传动的液压机液压系统，工作循环是：低压下行高压下行低压回程上限停止。自动化程度为半自动，油缸垂直安装。主要参数：最大压力1X106N 最大回程力
4、2X104N 低压下行速度 25mm/s 高压下行速度 1mm/s 低压回程速度25mm/s 工作全程350mm3.工况分析 根据已知条件计算各阶段的外负载并绘制负载图。液压缸所收外负载F包括三种类型，即F=Fw+Ff+Fm3.1工作负载Fw在本题中为最大压力1x106N3.2摩擦负载取Ff=03.3液压缸机械效率取m =0.953.4惯性负载Fm 运动部件速度变化时的惯性负载；启动时：Fa1=(G/g)(v/t)=20000x0.025/(10x0.5)=100N低压高压：Fa2=(G/g)( v/t)= 20000x(0.025-0.001) /(10x0.5)=96N高压保压：Fa3=(
5、G/g)( v/t)= 20000x0.001/(10x0.5)=4N保压低压回程：Fa4=(G/g)( v/t)= 20000x0.025/(10x0.5)=100N低压回程停止：Fa5= Fa4=100N(1)根据以上的计算，液压缸各个阶段中的负载列表如下工况计算公式总负载F/N缸推力F/N启动 F=FW+FA11.0001X1061.0527X106低压下行F=FW1X1061.0526X106低压过度高压 F=FW-FA29.99904X1051.0525X106高压下行 F= FW1X1061.0526X106高压到保压 F=FW-FA39.99996X1051.0526X106保压
6、 F=FW1X1061.0526X106反向启动 F=F+FA41.0001X1061.0527X106低压回程 F=FW1X1061.0526X106停止 F=FW-FA59.999X105105.25X106(2)负载图和速度图4液压缸的设计4.1 液压缸工作压力的确定液压缸工作压力主要根据液压设备类型确定，对不同用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用的压力也不同。本题液压机选择工作压力为20MPA4.2 液压缸的内径D和活塞杆d A=F/P=1.0527X106/(20X106)=0.0526m2D2=4A/.得D=0.259m,按标准取 D=250mm因为P7,d=0.7D=0.1
7、813mm,按标准取d=180mm无杆腔面积 A1=D2/4=0.049m2有杆腔面积A2=(D2-d2)=0.024m2 4.3 计算在各工作阶段液压缸所需的流量低压下行：q1=A1V1 =73.5 (L/min)高压下行：q2=A1V2=2.94 (L/min)低压回程：q3=A2V3=36(L/min)工作循环中各工作阶段的液压缸压力、流量和功率如下表所示液压缸各工作阶段的压力流量和功率工况 压力P/MPa 流量q/(L/min) 功率P/W 低压下行 0.03 24.73 58 高压下行 21.16 1.34 1776 低压回程 1.86 24.74 12824.4 液压缸的壁厚液压缸
8、的壁厚由液压缸的强度条件来计算液压缸的壁厚一般是指缸筒结构中最薄处的厚度，从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚的不同而各异，一般计算时可分为薄壁圆筒，起重运输机械和工程机械的液压缸一般用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算PyD/2式中 液压缸壁厚(m)；D液压缸内径(m)；试验压力，一般取最大工作压力的(1.25-1.5)倍 ；缸筒材料的许用应力。无缝钢管：=21.161.25=26.4MPa26.4250/（2110）=29.8mm故取=30mm4.5液压缸的缸体外经 液压缸壁厚算出后，即可求出缸体的外经D1为D1D+2=250+230=310m
9、m液压缸工作行程长度，根据执行机构实际工作的最大行程为350mm,取标准值，液压缸工作行程选l=400mm。4.6 缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时有孔时 式中 t缸盖有效厚度(m)； 缸盖止口内径(m)； 缸盖孔的直径(m)。无孔时 取=45mm有孔时 取=75mm4.7最小导向长度 对一般的液压缸，最小导向长度H应满足以下要求：设 计 计 算 过 程 式中 L液压缸的最大行程； D液压缸的内径。HL20+D2=35020+2502=142.5mm,取H=200mm4.8导向滑动面长度 根据液压缸内径D而定当D80mm时，取A=(0
10、.6-1.0)dA=(0.61.0)180=(108-180)mm取A=150mm4.9活塞宽度 活塞的宽度B一般取B=(0.6-10)DB=(0.61.0)D=(0.61.0)250=(150-250)mm取B=170mm4.10隔套的长度为保证最小导向长度H，若过分增大A和B都是不适宜的，必要时可在缸盖与活塞之间增加一隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定，即 C=H(A+B)/2=200-(150+170)2=40mm 4.11缸体内部长度 液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的20-
11、30倍。缸体内部长度:L=B+l=170+350=520mm5液压系统图的拟定 原理图 电磁铁动作表低压下行高压下行保压低压回程上限停止1YA-+-2YA+-3YA+-+-4YA+-6 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格6.1泵的工作压力的确定考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为Pp = P1 +p式中：Pp 液压泵最大工作压力；P1 执行元件最大工作压力；p 进油管路中的压力损失，初算是简单系统可取0.2-0.5MPa，复杂系统可取0.5-1.5MPa。本题中取0.4MPa。因此Pp = P1 +p =20+0.4 = 20.4(MPa)上述计算所得的Pp是系统的静
12、态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力贮备量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力Pa应满足Pa(1.251.6)Pp。中低压系统取小值，高压系统取大值。在本题中Pa = 1.25Pp =31.5MPa。6.2泵的流量确定液压泵的最大流量应为qp KLqmax式中：qp 液压泵的最大流量；qmax 各执行元件所需流量之和的最大值。如果这时溢流阀正进行工作，尚须加1溢流阀的最小流量2-3 L/min；KL 系统泄露系数，一般取1.1-1.3，现取KL = 1.1。因此qp =1.1X73.5=80.85 L/min6.3选择液压泵的规格根据以上算得的Pp和qp，查阅有关手册，现选用型号63YCY14-1B轴向柱塞泵，该泵的基本参数为：排量63ml/r 泵的额定压力P0 =32MPA，电动机转速n0 = 1500r/min，容积效率v = 0.92。6.4与液压泵匹配的电动机的选定首先分别算出低压下行与高压下行两种不同工况时的功率，取两者较大值作为选择电动机规格的依据。由于在高压下行时泵输出的流量减小，泵的效率急剧降低，一般当流量在0.2-1L/min范围内时，可取= 0.03-0.14。同时还应注意到，为了
