汽車板簧分選實驗壓力機(jī)液壓傳動課程設(shè)計

1、液壓傳動課程設(shè)計合肥工業(yè)大學(xué)宣城校區(qū)設(shè)計題目：汽車板簧分選實驗壓力機(jī)（立式）的設(shè)計專業(yè)班級： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化12-3班 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 2015年6月25日目錄1、課程設(shè)計的任務(wù)與安排································

2、3;······2 1.1 設(shè)計題目··········································

3、···········2 1.2 設(shè)計要求·····································&#

4、183;···············2 1.3 進(jìn)度安排································

5、3;····················22、工況分析····························

6、83;························33、液壓缸主要參數(shù)的確定·······················&#

7、183;···············4 3.1 初選液壓缸的工作壓力·······························

8、3;·········4 3.2 計算液壓缸的尺寸······································&#

9、183;······4 3.3 繪制液壓缸的工況圖·········································

10、;··54、擬訂液壓系統(tǒng)原理圖·········································75、選取液壓元件···&#

11、183;············································96、驗算液壓系統(tǒng)的性能···&#

12、183;·····································11 6.1液壓系統(tǒng)壓力損失的驗算和泵壓力調(diào)整········

13、83;···················11 6.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗算···························

14、3;············127、主要零件強(qiáng)度校核···································

15、3;········13 7.1缸筒壁厚校核·······································

16、3;··········13 7.2活塞桿直徑校核·····································

17、83;··········13 7.3螺栓校核······································

18、;················13總結(jié)·································&

19、#183;···························15參考文獻(xiàn)·····················&

20、#183;···································161、課程設(shè)計的任務(wù)與安排1.1 設(shè)計題目 汽車板簧分選實驗壓力機(jī)（立式），液壓缸對試件（汽車板簧）施加的最大壓力為30KN，動作為：快進(jìn)工進(jìn)加載保壓慢退快退， 快進(jìn)速

21、度14mm/s，工進(jìn)速度0.4mm/s，要求液壓缸上位停止、下行時、保壓后慢退不能失控。最大行程600mm。試完成： （1）系統(tǒng)工況分析； （2）液壓缸主要參數(shù)確定； （3）擬訂液壓系統(tǒng)原理圖； （4）選取液壓元件； （5）集成原理圖； （6）集成塊零件圖。1.2 設(shè)計要求（1）設(shè)計說明書1份，不少于6頁，A4紙，打印或手寫（2）集成塊回路圖2張，A4。一張原理圖，一張集成原理圖，CAD或手工繪制。（3）下列圖紙之一：（CAD或手工繪制） 集成塊零件圖1張，A2或A3； 上述文件資料裝入課程設(shè)計檔案袋，檔案袋封面寫明內(nèi)裝資料的明細(xì)表。1.3 進(jìn)度安排（1周 ）第1天：上午：講課、明確課題要求、

22、借參考資料，計算（工況、主參數(shù)等）。第2天：原理圖擬定、元件選擇第3天：集成塊回路圖，分工完成（集成塊零件圖）第4天：繪制集成塊三維圖，工程圖，編寫設(shè)計說明書。第5天：上午：編寫設(shè)計說明書。下午：交設(shè)計檔案袋，答辯。2、 工況分析 暫不考慮回油腔的背壓負(fù)載、慣性負(fù)載和摩擦阻力，因此，需要考慮的負(fù)載有： 工作負(fù)載 F = 30000N ：液壓缸的機(jī)械效率，一般取0.90.97.這里我們?nèi)?0.94.表1 液壓缸在各工作階段的負(fù)載工況負(fù)載值F/N推力(F/)/N快進(jìn)00工進(jìn)（加載）030000031915保壓3000031915慢退300000319150快退00 根據(jù)負(fù)載計算結(jié)果和已知的各階段的

23、速度，可繪出負(fù)載圖（圖1）和速度圖（圖2）： 圖1 液壓缸的負(fù)載圖31915 圖2 液壓缸的速度圖3、液壓缸主要參數(shù)的確定3.1 初選液壓缸的工作壓力 由表2和表3可知，在負(fù)載為30000N時，液壓系統(tǒng)宜取壓力P1=4Mpa.表2 按負(fù)載選擇工作壓力負(fù)載/ KN<5510102020303050>50工作壓力/MPa< 0.811.522.5334455表3 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力機(jī)械類型機(jī) 床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.823528810101820323.2 計算液壓缸的尺寸

24、由于液壓缸的回油腔有背壓，參照表3，選背壓為P2=0.5Mpa。則 則活塞直徑 由 圓整后取標(biāo)準(zhǔn)值得： D=110mm ， d=80mm由此可求得液壓缸兩腔的有效工作面積為：經(jīng)驗算，活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均符合要求。 液壓缸的缸筒長度L主要由活塞最大工作行程決定，故L=600mm 活塞長度： B=（0，61）D=66110mm 取B=80mm導(dǎo)向套長度： C=（0.61）D=66110mm 取C=90mm3.3 繪制液壓缸的工況圖 根據(jù)上述計算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在工作循環(huán)各階段中的壓力、流量和功率. 各工作階段液壓缸所需的流量：=表4 液壓缸在各工作階段的壓力、流量和功率值工作循環(huán)

25、負(fù)載F/N進(jìn)油壓力p1/Mpa回油壓力p1/Mpa輸入流量q/（L/min）輸出功率P/kw快進(jìn)00.50.954.220.035工進(jìn)（加載）0319150.53.600.50.230.014保壓3191500.200慢退3191503.600.50.50.230.014快退00.50.23.760.031注：1.差動連接時，液壓缸的回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失2.快退時，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為P1，無桿腔回油，壓力為P2=0.5MPa圖3 液壓缸的工況圖4、擬訂液壓系統(tǒng)原理圖圖 4 汽車板簧分選實驗壓力機(jī)（立式）液壓系統(tǒng)原理圖1-濾油器；2-變量泵；3-背壓閥；4-直動式（外控）順序閥；5

26、、8、9-單向閥；6-三位五通電磁換向閥；7-二位二通電磁換向閥；10、11-調(diào)速閥；12-液壓缸表5 液壓系統(tǒng)的動作循環(huán)表 電磁鐵動作1YA2YA3YA快進(jìn)+工進(jìn)（加載）+保壓+慢退+快退+ 工作原理如下：1. 快進(jìn)按下啟動按鈕，三位五通電磁換向閥6的1YA得電，使之閥芯右移，左位進(jìn)入工作狀態(tài)，這時的主油路為：進(jìn)油路 濾油器1 變量泵2 三位五通電磁換向閥6的P口 二位二通電磁換向閥7的P口 二位二通電磁換向閥7的A口 液壓缸12的上腔；回油路 液壓缸12的下腔 三位五通電磁換向閥6的B口 單向閥5 二位二通電磁換向閥7的P口 液壓缸12的上腔；2. 工進(jìn)在快進(jìn)行程結(jié)束時，進(jìn)油路 濾油器1

27、變量泵2 三位五通電磁換向閥6的P口 單向閥8 調(diào)速閥10 液壓缸12的上腔；出油路 液壓缸12的下腔 三位五通電磁換向閥6的B口 直動式（外控）順序閥4 背壓閥3 油箱； 3加載、保壓 進(jìn)油路 濾油器1 變量泵2 三位五通電磁換向閥6的P口 三位五通電磁換向閥6的T1口 油箱 4慢退 加載、保壓結(jié)束后，三位五通電磁換向閥6的2PY得電，閥芯左移，進(jìn)入右位工作狀態(tài)；二位二通電磁換向閥3PY得電，使得二位二通電磁換向閥進(jìn)入左位工作狀態(tài)，這時主油路為：進(jìn)油路 濾油器1變量泵2三位五通電磁換向閥6 的P口三位五通電磁換向閥6的B口液壓缸12下腔； 回油路 液壓缸12上腔調(diào)速閥11單向閥9三位五通電磁

28、換向閥6的A口三位五通電磁換向閥6的T口油箱； 5快退 快退時，三位五通電磁換向閥6的2PY仍得電，閥芯左移，進(jìn)入右位工作狀態(tài)；二位二通電磁換向閥3PY失電，使得二位二通電磁換向閥進(jìn)入右位工作狀態(tài)，這時主油路為： 進(jìn)油路 濾油器1變量泵2三位五通電磁換向閥6 的P口三位五通電磁換向閥6的B口液壓缸12下腔； 回油路 液壓缸12上腔二位二通電磁換向閥7的A口二位二通電磁換向閥7的P口三位五通電磁換向閥6的T口油箱；5、選取液壓元件（1）確定液壓泵得規(guī)格和電機(jī)功率1）確定液壓泵的最大工作壓力由表二可知，液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力為p1=3.60Mpa，考慮到進(jìn)油壓力損失為p1=0.5Mp

29、a，考慮到壓力繼電器的動作可靠，要求壓差pe=0.5Mpa，所以泵的工作壓力為： Pp=p1+p1+pe=4.6Mpa2）計算液壓泵流量 由表二可知，快進(jìn)時需要最大的供油量為4.22L/min，取回路泄露修正系數(shù)為K=1.3，則泵的總流量為 qpKqmax =5.5L/min 3）選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定主泵選取VA1-12F-A3型、排量為6.7mL/min的中高壓單級葉片泵額定轉(zhuǎn)速 n=1000r/min最大轉(zhuǎn)速 nmax=1800r/min最小轉(zhuǎn)速 nmin=800r/min額定壓力 P0=7Mpa液壓泵的實際輸出流量為 =+=6.710000.95

30、/1000L/min=6.36L/min4）確定電動機(jī)的功率 由于液壓缸在快退時輸入功率最大，其值為0.035KW，液壓泵的總效率為0.90，這時液壓泵的驅(qū)動電機(jī)功率為:查閱電動機(jī)產(chǎn)品樣本，選用Y801-4型電動機(jī)，其額定功率為0.55KW，額定轉(zhuǎn)速為1390r/min.（2）選擇閥類元件及輔助元件根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔助元件的型號及規(guī)格如下表所示。表6 液壓元件的型號及規(guī)格序號元件名稱額定流量額定壓力額定壓降型號、規(guī)格1主泵6.77VA1-12F-A323位5通電磁換向閥606.30.3D4-03-3C2-A23直

31、動式溢流閥2250.5DG-014二位二通電磁換向閥406.30.3D5-02-3C2-A25調(diào)速閥4100.2FKC-G026單向閥406.30.2CRG-037直動式順序閥15031.5DZ-30B2108標(biāo)準(zhǔn)油路塊3531.5MMC-029過濾器806.30.02XU80-80x200（3）選擇油管：設(shè)管道內(nèi)允許流速為V=3m/s，計算液壓缸無杠腔和有杠腔相連的油管內(nèi)徑分別為d1和d2。 由于本系統(tǒng)液壓快進(jìn)時，油管內(nèi)通油量最大，其實際油量約為泵流量的兩倍，則液壓缸進(jìn)出油管直徑D按產(chǎn)品樣本，選用內(nèi)徑為10mm的無縫鋼管。（4）油箱：油箱的容積根據(jù)液壓泵的流量計算，一般取液壓泵額定流量的57

32、倍，故油箱容積為 V=66=36L 6、驗算液壓系統(tǒng)的性能6.1 液壓系統(tǒng)壓力損失的驗算及泵壓力的調(diào)整已知：系統(tǒng)采用N32液壓油，室溫為，由手冊查出此時油的運動粘度，油的密度，a設(shè)進(jìn)，回油管長度均為2m。液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式。判斷流動狀態(tài) 由此可推斷，各工況下的進(jìn)回油路中的油液的流動狀態(tài)均為層流。計算系統(tǒng)沿程壓力損失： 計算系統(tǒng)局部壓力損失：由于管道結(jié)構(gòu)尚未確定，管道的局部壓力損失按經(jīng)驗公式計算，即 =0.1 閥類元件的局部壓力損失按式： = 在進(jìn)油路上，壓力損失計算為+=0.5039Mpa 在回油路上，壓力損失分別為=0.003MPa 即溢流閥調(diào)定壓力 回油路上總的壓力損失為

33、主泵的工作壓力為 Pp2=p1+=3.6+0.5039=4.1039MPa6.2 液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升的驗算 Pp2=液壓系統(tǒng)的總的輸入功率，即為液壓泵的輸入功率 Pi=（Pp1×液壓輸入有效功率即為液壓缸輸出的有效功率 Pi=（Pp1×液壓系統(tǒng)的總效率為 系統(tǒng)的發(fā)熱功率為 =P(1-)=546.6（1-0.02311）w=533.97w郵箱散熱面積 A=0.065=0.065×取郵箱散熱系數(shù) Ct=1.6×0.001kw/（）油液溫升 T= 驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內(nèi)。7、主要零件強(qiáng)度校核7.1 缸筒壁厚校核 設(shè)缸筒壁厚=15，因為D/10，故由校核公式 式中：缸筒壁厚（） 實驗壓力 ，其中是液壓缸的額定工作壓力 D缸筒內(nèi)