YZJ压装机整机液压系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 1 第一章 绪论 第 一 节 课题背景 课题来源：课题 来自柳州欧维姆机械有限公司，是该公司正在着手进行的 总装车间 改造项目之一， 进行 装机 的设计， 提高装配过程的机械化和自动化水平 。 柳州欧维姆机械股份有限公司是柳州的重量级企业之一，是 2002 年 10 月由柳州市建筑机械总厂（成立于 1966年）、深圳华强集团景丰投资有限公司、同济大学和东南大学共同出资成立，注册资本 9000 万元，是国家建设部定点生产预应力机具的最大生产企业，是集科研、设计、生产以及预应力施工于一体的 中型企业。在生产经营管理上已采用基于国际工业流行的 理的软件 立并实现了计算机网络化管理。公司工艺先进，设备齐全，拥有各类数控机床、加工中心、计算机控制的热处理设备、大型精密加工设备，实现了产品的半自动化生产。产品已形成 4大类、 30 多个系列、400 多个品种， 固体系、张拉机具、缆索制品、橡胶支座和伸缩缝等产品畅销海内外，体外预应力材料、钢绞线拉索体系、液压提升、顶推及转体系统、新型吊杆、系杆、悬索桥产品（锚碇等）、真空辅助灌浆（含塑料波纹管）系统等新产品为企业注入了新的活力。企 业总资产达 3 亿多元，拥有专业技术人员 300 名，占员工总数的 35%，2005年销售收入达 5亿元人民币。 企业于 1995 年和 1996 年分别通过了中国 英国 会的 1994双重认证，并于 2001 年 3 月 6 日正式采用 2000 标准，成为同行最早转换质量体系标准的企业。产品质量和各项性能指标达到了 14370经国际预应力混凝土协会（ 英联邦政府认可的检测机构、 日本、新加坡、香港等国家及地区的质量权威检测机构的严格检定，证实公司产品性能指标达到了国际推荐的 国 本 体技术水平居国内领先，部分产品达世界同行先进水平。 截止目前，企业已获专利授权 180多项，其中 2002 年新增专利为 26项。 2001 年“夹片式拉索群锚及安装方法”专利荣获第七届中国专利金奖。 1996年 12月企业建立了国家级企业技术中心，下设有开发、试验检测、计算机、信息四大中心，建立了有效的激励约束机制，具有了较强的预应力产品和技术的科研设计、试制能力，能够承担近 、中和远期项目开发，技术创新机制灵活、技术全面、实力雄厚。 2001年 8月成立了同济 同济大学合作进行预应力新结构的研究。 2002 年 12 月，国家人事部正式批准 司设立博士后科研工作站，以此为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 2 平台，采用流动管理的方式，将所有参与 我们既可利用现有的开发成果，又为国际化的竞争储备了高精尖人才。 该公司在北京、上海、广州、武汉、西安、重庆等设立了办事处，在其它省区和重要城市均设立了联络处，并在越南、新加坡、香港特区设立了办事机构，销售网络遍布全 国及东南亚地区。 生产率 是制约企业经营状况的重要指标，直接关系到企业的生存， 柳州欧维姆机械股份有限公司 正在进行总装车间的改造，以 提高生产率、降低成本 。 进行 进行千斤顶压装的 时间称为工序时间，它主要由装配 工件所需的机动时间和装卸工件等所需的辅助时间组成。要提高生产率，就必须降低工序时间。 使千斤顶 方便 的装配起来 ，因此可以大大缩短辅助时间，另外，采用 压装机 可降低对操作工人的技术水平等， 工序时间的缩短，生产率的提高及产品质量的稳定，必有利于 企业的发展。 扩大压装机 的装配千斤顶 范围，做到一机多能 ， 对于 该企业 ，由于 千斤顶 的品种、规格和数量 不一 ，为了适应发展的需要， 设计新的产品 达到 到一机多用的目的。 第二节 国内外研究的历史和现状 压装机是对机械零部件进行安装以及拆卸为目的的设备，在机械加工以及维修行业中具有广泛的用途。目前国内 的 压装机，在技术上还是 50年代沿用至今的样式和功能，属通用型油 压机。这种压装机主要由鄂城重型机械厂和天津重型机械厂等厂家生产制造。这些产品结构简单，控制系统落后，功能单一，全部人工手动操作，没有自动测量和控制系统。在压装轮对时靠人工用尺测量，用眼观测压装油缸的行进位置 ;接近停止位置时，操作工人手 动或脚踏开关，使油缸停止前进。这种全部人工操作的压装方式己延续了几十年，毫无大的改进。这种轮对压装机最主要的缺点是人工操作，同时生产效率低，一次压装合格率低，压装质量受人为因素影响大 。 压装机的类型非常之多，用途不一，就他们的系统而言，有 液压控制系统和液压传动系统。液压控制系统，是闭环系统，可对被控制量进行检测并加以反馈，系统按偏差调节原理工作，并控偏差信号的方向和大小进行自动调整控制系统有 反馈 ， 具有抗干扰能力 ， 因而控制精度高 。 液压传动系统是开环系统 ， 被控制量与控制量之间无联系 ， 控制量是流量控制阀的开度或变 量泵的调节参数 ， 被控制量是执行机构的速度对被控制量不进行检测 ， 系统没有修正执行机构偏差的能力 。 控制精度取决于元件的性能和系统整体的精度 ， 控制精度较差 ， 但调整简单性能指标侧重于静态特性 ， 主要性能指标有调速范围 ， 低速平稳性 ， 速度刚度和效率 。 压装 机工作装置的液压系统目前有以 几 种类型 : （ 1） 按液压泵的类型分为定量系统和变量系统。 （ 2） 按液压泵的数目可分为单泵操纵回路和双泵操纵回路，后者一般用双液压回路。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 3 （ 3） 按液压回路的数目可分为单液压回路和双液压回路。 （ 4） 按工作装置液压回路与转向液压回路之间关系可分为 独立式液压回路和复合式液压回路。 近二十年来，许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率 重量比和大功率的液压控制系统的需 要不断扩大，促使液压控制技术迅速发展。特别是反馈控制技术在液压系统只中的应用， 电子技术与液压技术的结合，使这门技术不论在元件和系统方面、理论与应用方而都口趋完善和成熟，并形成为一门学科，成为液压技术的重要发展方向之一。目前液压控制技术已经企许多部门得到广泛应用，诸如冶金、机械等工业部门，飞机、船舶交通部门，航空航天技术，海洋技术近代科学试验装爱好武器控制等。 我国于五十年代开始液压伺 服元件和系统的研究工作，现在已生产几种系列电掖伺服阀产品，液压控制系统也在越来越多的部门得到了成功的应用。随着国民经济的发展，液压控制技术会在史多的部门为实现我国四个现代化的宏伟日标而发挥更大的作用。 随着技术的不断进步，目前国外液压系统己采用了节能效果极佳的压力一流量补偿负载传感闭式系统，国内有些公司也采用这套技术。其特点是 :可以实现压力一流量控制。泵输出的流量即执行元件的速度只与操纵阀杆行程大小有关，而与负载大小无关，因此该系统具有良好的速度控制特性。该液压系统所提供功率与执行元件所要求的功率相差甚小， 因而具有 良好的功率控制特性，功率浪费损失小。由于系统的无用功率小，而且 在系统不工作时，系统可以近似地实现“ 0”流量输出，因而发热小，不会产生过热现象，提高了整个液压系统的工作寿命。 第 三 节 设计本压装机的目的 通过在工厂里的实习、调研，我们了解到在 与本压装机最接近的常规加工方法及其存在的不足： 千斤顶通常由油缸、活塞、穿心套、堵头、前后压板等零部件组成，在常规装配工艺过程中， 需用铁锤装配千斤顶活塞、堵头等，且在装配前后压板等零部件时，装好一边以后，需用桁吊设备将待装配的千斤顶油缸偏心摆置进行翻转调头，翻转后 ，使用绗车吊下来，在进行另一边的装配。因此，在千斤顶的装配过程中易损伤千斤顶零部件，而且工人劳动强度很大。 在装 配千斤顶的过程中使用本压装机，可以提高装配过程的机械化和自动化水平，避免对零部件的损伤，提高装配质量，降低工人的劳动强度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 4 第 四 节 本课题研究内容及思路 本课题目的在于根据 机要求，设计出与整机相匹配的液压系统。本课题将以 研究对象，以液压传动系统设计为手段，设计出符合 机性能要求的液压系统。 （一） 本课题主要研究内容有以下几方面 （ 1） 国内外 压装机 发展概况。 （ 2） 液压系统的设计。 （ 3） 液压 缸的 设计。 （ 4） 液压集成块设计 。 （ 5） 液压站设计 。 （ 6） 液压油箱的计算。 在 本次的控制系统设计中，从工厂的角度出发，要求以低成本来实现压装机的各个功能，设计中，主要进行液压传动系统的设计。液压传动系统是 以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动方式。按其工作原理的不同又可分为液力传动和液压传动。液压传动是基于流体力学的帕斯卡原理，主要利用液体静压能来传递动力，故也称容积式液体传动或静液传动。液压传动的基本特征是 :以液体为工作介质，靠处于密闭容器内的液体静压力来传递动 力，其静压力的大小取决于外负载 ;负载速度的传递是按液体容积变 化相等的原则进行的，其速度大小取决于流量。 在液压系统的设计中，主要包括液压元件的设计计算与选择，液压辅助装置的计算、设计或选择；液压传动系统的验算与校核。 （二）设计步骤 一台机器究竟采用什么样的传动方式，必须根据机器的工作要求，对机械、电力、液压和气压等各种传动方案进行 全面的方案论证，正确估 计应用液压传动的必要性 。当确定采用液压传动后，其设计内容和步骤大体如图 1 1所示 *这里所述的设计内容和步骤只是一般的系统设计流程，在实际设计过程中不是一成不 变的，对于较简单的液压系统，可以简化其设计程序；对于重大工程的复杂液压系统，往往还需在初步设计的基础上进行计算机仿真实验，或者局部地进行实物实验，反复修改，才能确定设计方案。另外，这些步骤又是相互关联，彼此影响的，因此常需穿插交叉进行。 1全面了解主机的结构和总体布局 ， 这是合理确定液压执行元件的类型、工作范围、安装位置及空间尺寸所必需的 ， 现代液压机械的工作机构越来越复杂。对于工作机买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 5 构运动形式比较复杂的情况，如能采用经济适用的液压执行元件，并巧妙地使之与其它机构相配合，不仅能简化液压系统，降低设备造价，而且 能改善液压执行元件的负载状况和运动机构的性能。 2. 压力相流量是液压系统的主要参数。根据这两个参数来计算和选择液压元、辅件和原动机的规格。系统压力选定后，液压缸主要尺寸即可确定，接着就可根据 液压 缸的速度确定其流量。 一步要做的主要工作：一是选择基本回路，二是把选出的回路组成液压系统。 4. 液压元件的选择 主要有： 液压执行元件的选择 、 液压泵的选择 、 控制阀的选择 、确定油箱的容积、过滤器的选择、液压油的选用。 术文件 总体步骤如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 6 第二 章 压装机液压系统总体设计 第一节 液压系统的工作要求 一 液压系统的组成 压装机的系统，采用液压传动系统， 液压系统若能正常工作必须由以下五部分组成： (1)动力装置 它是把原动机输入的机械能转换为液体压力能的能量转换装 置，一般由电动机和液压系组成，其作用是为液压系统提供压力油。 (2)执行元件 它是将液体的压力能转换为机械能的能量转换装置，其作用 是在压力油的推动下输出力和速度 (直线运动 )，或力矩和转速 (回转运动 )。这 类元件包括各类液 压缸和液压马达。 (3)控制调节元件 它是能控制或调节液压系统中油的压力、流量或方向， 以保证执行装置完成预期工作的元件。这类元件主要包括各种液压阀，如溢流 阀、节流阀以及换向阀等。 (4)辅助元件 辅助元件是指油箱、蓄能器、油管、管接头、滤油器、压力 在以及流量计等。这些元件分别起散热贮油、蓄能、输油、连接、过滤、测量压 力和测量流量等作用，以保证系统正常工作，是液压系统不可缺少的组成部分 o (5)工作介质 它在液压传功及控制今起传递运动、动力从信号的作用。工 作介质为液压油 或其它合成液体。 二 压装机的工作原理 压装机是对机械零部件进行安装以及拆卸为目的的设备，在机械加工以及机械维修行业中具有广泛的用途。 该压装机各动作是由液压传动系统来实现。系统主要包括以下几个部分：液压动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作液体。通过 压装机的技术方案 ，我们了解到 压装机 的工作原理，在控制系统设计中，要实现的有：机械手对 千斤顶 的夹持、提升、 千斤顶 翻转 180， 压装机 对活塞的压装，这些动作，由液压系统来实现 ,通过电磁换向阀来控制油缸的换向 ,在 压装机 中 ,主机对液压系统执行元件在位置布 局和空间尺寸上的限制 ,要解决液压执行元件的动作顺序，完成 压装机 的转、提升、压活塞等动作，要求 在提升 过程 中，将机械手与千斤顶一起提升，机械手夹持牢固千斤顶，压装器能够实现活塞的压入。工人在操作台前，使用不同按钮实现本压装机的各个动作。 (如图 机械手的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 7 液压系统 中的换向阀右边通电时，机械手油缸的活塞顶出，机械手张开，松开夹持的千斤顶，当换向阀左边通电时，机械手夹紧，夹持住千斤顶。 为了使压装机工作平稳，便于实现自动化和简化设计制造过程，压装机的机械手质量约 机械手被提升到一定高度后 ，手动使液压提 升缸停止。 为了便于自动化和产生足够的夹紧力，千斤顶的夹紧也用液压来实现。而工件的夹紧与提升，必须按照一定顺序进行，也就是说，在整个千斤顶的压装过程中，夹紧 提升 翻转 放下 压装。 夹紧夹紧提升放下压装图 系统达到的功能要求和技术指标 本压装机的技术要求如下： 1. 本压装机主要用途是将油缸作 180 翻转和将活塞压入油缸。其中油缸的 180 翻转主要有机械手的夹持以及整个机械手部件的升降机械手180 翻转组成 ； 2. 本压装机适用 千斤顶， 千斤顶的安装 ； 3. 机械手夹持油缸的范围为 200 530，翻转油缸的最大长度为L=950 4. 夹持翻转的最大重量为 m=700 5. 机械手油缸工作额定压力为 P=大工作拉力 F=110 6. 夹持油缸翻转 180 工作时间为 t=15s； 7. 机械手部件提升行程为 h=1020下提升到上所需时间为 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 8 8. 压装机行走的行程为 S=6250需时间为 2 第 二 节 液压 系统 参数计算 一 确定液压缸负载 （一） 提升阶段液压 缸负载 提升液压缸负载 F， 查文献 2表 20公式 F=R（ 式中 R 液压缸 外作用力 ， 液压缸总效率 查参考文献 2表 20额定压力下的液压缸，总效率为 =取 =升 液压缸所受外作用力 R=入公式（ ： F=R=10 （二）压装液压缸负载 压装液压缸外作用力 R=160 =公式（ ： F=R= 各个液压缸的负载情况 进行计算，列表如下 ： 表 1 液压缸 液压缸外作用力 R（ 力 F= /R （ 提升液压缸 装液压缸 160 械手液压缸 70 轨液压缸 20 压装 液压缸主要尺寸的确定 （一） 初选液压系统压力 系统压力选定得是否合理，直接关系到整个系统设计的合理程度。在液压系统功率一定的情况下，若系统压力选得过低，则液压元、辅件的尺寸和重量就增加，系统造价也相应增加；若系统压力选得较高，则液压设备的重量、尺寸 会相应降低 ，但 制造精度等要求的提高。 查 参考文献 2， 表 20定系统压力为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 9 （二） 液压缸主要尺寸 查参考文献 3， 单活塞杆液压缸无杆腔为工作腔时 ，计算公式为： 24 3 9 . 3 30 . 46 . 5 1 1 0 . 6 5 6 . 5D （ 式中， 液压缸工作压力，初算时可取系统工作压力 ， 液压缸回油腿背压力 ， d D 活塞杆直径与按压缸内径之比； F 液压缸 负载。 查文献 2表 20定 d/D=入 公式 （ 得 22114 1 1 ( ) = 24 3 9 . 3 30 . 46 . 5 1 1 0 . 6 5 6 . 5D =算得 D= 文献 2表 20择 D=200d=D=125 各个液压缸的内径， 查表标准化 列表如下： 表 2 液压缸直径 D（ d（ 提升液压缸 160 110 压装液压缸 200 125 机械手液压缸 180 100 夹轨液压缸 80 56 （三） 计算在各工作阶段所需的流量 1 确定液压缸的流量 查参考文献 1， 液压缸的流量计算， 24Q D v （ 式中 ， Q 液压缸的流量， L/ D 液压缸内径 ， m； V 活塞杆的运动速度 ， m/ 计算得 压装千斤顶所需流量： Q = 4=4= 提升千斤顶所需流量： Q = 4=4=。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 10三 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 液压 泵在 压装的工作过程中 向液压缸供油（ 每次只对一个液压缸 供油） ， 选流量最大的液压缸对泵进行计算。 （ 一 ） 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 ： P P （ 式中 P 液压泵最大工作压力 ， 执行元件最大工作压力 ， P 进油管路 中 的压力损失，初算时简单 系统可取 将 P =入公式（ ： P P= 上述计算得的是系统的静压力， 考虑 到系统在各种工况的过按阶段出现的动态压力往往超过静态压力， 因此选泵的额定压 力 满足 (。 中低压系统取小值， 高压系统取大值 ， 压装液压缸按 中低压系统取小值 ，则 ： （ 二 ） 泵的流量确定 液压泵的最大流 量由文 献 1 ： Q （ 式中 Q 液压泵的最大流量 ， L/ 同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值 ， L/ 系统泄漏系数，一般取 取 Q=。 （ 三 ） 选择液压泵的规格 根据以上算得的 P 和 Q 再查阅 文献 2，现选用 齿轮泵。该泵的参数为：排量 32mL/r 额定压力为 10 积效率 90%。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 11 四 与液压泵匹配的电动机的选定 选择电动机的公式依据查 参考文献 2 式 20进行验算， 即 ： P=60（ 式中 P 所选电动机额定功率 ， 泵的额定 压力 ， Q 泵的额定流量， L/ 转换系数； p 液压泵的总效率。 查参考文献 2， 20定 各个参数： p= =齿轮泵的输出流量为 32mL/r，额定压力 10 代入公式 得： P= 0 0 4 1 6 0 0 =W 所需电动机功率为 P= 查阅 参考文献 2， 电动机产品样本， 选择 电动机，其功率为 定转速为 1440r/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 12第三 章 确定液压系统方案、绘制液压系统图 第一节 确定液压系统方 案 拟定液压系统图是液压系统设计中的一个重要步骤。这一步要做的主要工作：一是选择基本回路，二是把选出的回路组成液压系统。 一 液压基本回路 （ 一 ）调压回路 压力调定回路是最基本的调压回路。溢流阀的调定压力应该大于液压缸的最大工作压力，其中包含液压管路上各种压力损失 。 图 图 二 ） 调速回路 进油节流调速回路使用普遍，但由于执行元件的回油不受限制，所以不宜用在超越负载 (负载力方向与运动方向相同 )的场合。阀应安装在液压执行元件的进油路上，多用于轻载、低速场合。对速度稳定性要求不高时，可采用节流阀；对速度稳定性要求较高时，应采用调速阀。该回路效率低，功率损失大 。 （ 三 ） 方向控制回路 换向回路一般都采用换向阀来换向。换向阀的控制方式和中位机能依据主机需要及系统组成的合理性等因素来选择 ， 当 换向阀 左边 工作时，液压缸活塞向右方向的运动，当换向阀 左边不工作时， 向左方向则可以运动 。 二 选择液压回路 这台压装机的液压工作进给速度底，传动功率也较小，很适宜选用节流调速方式。节流阀是通过改变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制。从液压缸工作循环图可知，各工作进给时是中压小流量，故可选用单泵买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 13供油回路。该系统的泵刚开始工作时，系统是空转运行的，可以在 主油路上接溢流阀，采用电磁换向阀进行空载与负载工作之间的转换。 （ 一 ）压装 系统 回路 压装机在压装千斤顶的过程中，由于压装速度较慢，所以，回路中选用节流调速方式，当将活塞压入千斤顶后，压装液压缸压杆往返运动，所以，在千斤顶的压装回路中，采用电磁换向阀进行换向， 系统图如图（ 示。 图（ 图（ （ 二 ）提升 系统 回路 提升缸在提升的过程中，采用的是压力控制回路中的调压回路。调压回路的作用是：使 系统整体或某一部分的压力保持恒定或不超过某个数值。提升回路，采用单级调压回路就能满足要求。在泵的出口处设置并联的溢流阀来控制系统的最高压力。在电磁换向阀的 A、 B 口处，接上一个双 液控单向阀 ， 液控单向阀允许油液从一个方面自由通过， 反方向控制压力开启单向阀使油液通过，控制压力过低或消失时，单向阀关闭，油液 则不能通过。 作用在阀油口的压力使主阀开启，油进入油缸中。当主阀芯关闭后，反向油液被阻止。控制油口的压力克服了油缸油口压力及主阀弹簧压力后，再次将主阀芯打开，反向油流从油缸进入阀油口。对于双液控单向阀，每个阀先 导部分都与另一个阀的主油路相连，相互控制。 如图（ 示。 （ 三 ）机械手 系统 回路 压装机在夹紧千斤顶的过程中，由于 夹持部份是机械手直接抓取和握紧工件，因买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 14此必须有足够的夹紧力 ，为了行程较短， 速度较慢，所以，回路中选用节流调速方式，当压装完成后，夹紧 液压缸压杆往返运动，在 ，夹紧 回路中， 采用电磁换向阀进行换向，系统图如图 （ 。 图 图 四 ） 夹轨 系统回路 夹轨 部 分的液压系统， 夹 轨 液压缸 行程最短，液压系统如图 示。 （五） 选用单泵系统 液压系统按应用的泵数分为单泵及多泵系统， 单泵系统适用于功率较小，工作不太频繁的一些开式系统 ，外负载惯性较小的一些开式系统 。在本次的控制系统设计中，从工厂的角度出发，要求以低成本来实现压装机的各个 功能，因此，选用单泵系统 。 图 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 15第二节 绘制液压系统图 一 注意事项 在拟定液压系统时，注意 了 以下几方面向题 ： 1防止回路间可能存在的相互干扰 。 2. 确保 系统安全可靠 液压系统运行中的不安全因素是多种多样的。例如异常的负载、停电，外部环境条件的急剧变化，操作人员的误操作等，都必须有相应的安全回路或措施，确保人身似设备安全。例如，为了防止工作部件的漂移、下滑、超速等，应有锁紧、平衡、限速等回路；为了防止南于操作者的误操作，或由干液压元件失灵而产生误动作，应有误动作防止问路等。 将各个回路图合成，整个压装机的液压系统图就初步绘制了，再检查并加以补充完善，便可以绘制出正式的液压系统原理图。 如图 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 16二 液压元件 选择 液压阀的选择 依据是系统的最高压力和通过阀的实际流量以及阀的操纵、安装方式等，需要注意的问题是： 1确定通过阀的实际流量 ，此时 注意通过管路的流量与油路串、并联的关系：油路串联时系统的流量即为油路中各处所通过的流量；油路并联 中 各油路同时工作时系统的流量等于各条油路通过流量的和。 2单活塞杆液压缸两腔回油的差异 活塞外伸扣 内缩时的回油流量是不同的，内缩时无杆腔回油流量与外 伸 时有杆腔的回油流量 之比，等于两腔活塞面积之比。 3控制阀的使用压力、流量，不要超过其额定值 ， 如控制阀的使用压力、流量超过了其额定值，就易引起液压卡紧和液动力，对控制阀工作品质产生的不良影响。 查阅参考文献 2，根据系统的要求 ，选择液压元件，列表如下。 表 3： 序号 元件名称 通过流量 L/号 1 溢流阀 40 三位四通电磁换向阀 40 34 二位四通电磁换向阀 40 24 液控单向阀 40 2 单向阀 40 调速阀 40 三节 液压系统的验算 在液压系统设计计算过程中及设计终了，需要对它的技术性能进行验算，以便从几种设计方案中比较出最佳方案，或判断其设计质量。 一 系统压力损失计算 当系统元、辅件规格和管道尺寸确定后并绘出管路装配草图，即可进行系统压力损失 P 的计算。它包括管路的沿程压力损失1p、局部压力损失2p及阀类元件的局部损失 参考文献 3， 式： 1 2 3p p p p （ 21 2 （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 1722 2 （ 23 （ 式中 l 管道长度； d 管道内径； v 液流平均速度 ； 液压油密度； ， 局部阻力和沿程阻力系数； 阀的额定流量 ； Q 通过阀的实际流量； 阀的额定压力损失。 查 参考文献 2， 统中最长的管路，内径 d= l =过流量Q=10s，工作介质为 20 号机油，工作 压力下的粘度 =20 10s， 密度 =900Kg/ 管内流速 由公式 ： =24 （ =24= 324 0 7 1 03 0 =s； 雷诺数 由公式 ： Re= Re=0 =3165； 因 3000 100000 故沿程阻力系数 = =入公式 计算得 沿程阻力损失 ： 21 2 =62 . 5 6 . 3 3 9 0 00 . 0 1 2 1 0 = 查参考文献 2， 阀类元件的局部损失 向阀的压力损失为 入公式 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 1823 = = 查参考文献 2接头、弯头、相贯孔的局部压力 损失很小，可不计， 所以，液压系统的 压力损失 1 2 3p p p p = 计算出的液压系统的 压力损失 与选系统工作压力时选定的压力损失大 接近，故无须更正系统参数。 二 系统效率计算 液压系统效率是系统的输出功率 (即执行元件的输出功率 )其输入功率 (即液压泵的输入功率 )比，查参考文献 3 系统计算公式： P C m （ 式中 P 液压泵的总效率； m 执行元件的效率 ； C 回路效率 ， 又由 （ 系统输给同时动作的执行元件的功率， pi 同时运转的各液压泵的输出功率， 查参考文献 2， m=m= 液压泵的总效率P=回路效率C= (1 0 0 )10 =系统的总效率： P C m =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 19第 四章 液压缸的设计 第一节 液压缸参数 一 液压缸内径 D 和活塞 杆直径 d 的确定 压缸工作压力主要报据液压设备的类型来确定，对不同用途的按压设备，由于工作条 件不同，通常采用的 压力范围也不同，前面的计算中，计算出液压缸的工作压力，在这次的压装机的设计中，提升液压缸、压装液压缸，都是做单向运动，选用双作用液压 缸中的单活塞杆液压缸， 其简化形式如图 示： 图 过公式：22114 1 1 ( ) （ 式中， 液压缸工作压力，初算时可取系统工作压力 ； 液压缸回油腿背压力； d D 活塞杆直径与按压缸内径之比； F 液压缸 负载。 查机械设计手册表 20定 d/D=入（公式 计算得 D= 参考文献 2表 20择 D=200m。 d=D=125 二、液压缸 壁厚 的计算 （一） 液压缸的壁厚 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和厚壁圆买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 20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 ，查参考文献 2表 20其壁厚按薄壁圆筒公式 有 为： 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。其值为：锻 钢： 110120 缝钢 管 100110 采用无缝钢管，取 110 10=代入公式 ： 2= 10= （二） 缸筒壁厚的验算 查参考文献 2表 20 液压缸的额定压力 应低于一定的极限值 ,保证工作安全。 2210 . 3 521 （ 或 2210 . 5 443 1（ 为避免缸筒在工作时发生塑性变形，液压缸的额定压力 应与塑性变形压力有一定的比例范围。 0 1 . 3 5 0 . 4 2L （ 12 . 3 l o g Dp （ 式中： D 缸筒内径（ m）； 1D 缸筒外径 (m)； 液压缸的额定压力 ( 缸筒发生完全塑性变形时的压力 ( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 21 液压缸的耐压实验压力 ( 液压缸发生爆裂时的压力 ( s 缸筒材料的屈服点 ( 查参考文献 4表 15纲筒材料的 s =285将 s 代入公式 ： 2222 8 5 ( 0 . 2 4 0 . 2 1 6 )0 . 3 50 . 2 4 = s 代入公式 ： 0 . 2 42 . 3 2 8 5 l o 2 1 6= 0 L =压缸的额定压力 10 以缸筒厚度合格。 (三 ) 缸体两端螺纹连接强度校核以及安全系数的计算 螺纹所受应力由下列式计算： 223 (其中： 弯曲应力： 13 d b z (剪切应力： 1d (油缸的材料 45 ,经过调制 2 8 3 3 2 2 s 355大受力工况314000 。 式中： 螺纹 210 3M ， 宽 40外螺纹小径 ： 2 0 6 . 7 5 21d m m 牙根宽度： 0 . 8 7 2 . 6 1b P m m 牙高： 0 . 5 4 1 . 6 2h P m m 载荷不均匀系数： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 22工作圈数： 403 1 3 . 3 3Z ,取 Z=14; 代入得： 3140000 . 5 6 2 0 6 . 7 5 2 2 . 6 1 1 4 2 3 7 M 23 3 1 4 0 0 0 1 . 6 20 . 5 6 2 0 6 . 7 5 2 2 . 6 1 1 4w 4 0 M 224 0 . 0 1 4 3 2 3 . 6 3 7 5 7 . 2 5n M P a 螺纹安全系数由下式计算： 式中 : H 为螺纹处拉应力与剪力的合力； 355 6 n （三） 缸底厚度计算 设计缸 筒底部为平面，其厚度可以按照四周嵌住的圆盘强度公式近似计算。 查参考文献 2表 20公式： 0 . 4 3 3 （ 式中： 缸 筒底部厚度 （ m）； 缸筒底部内径 （ m）； 液压缸的额定压力 ( p 缸筒底部材料的许用应力 ( sp n ，取 n=2， s=285 得 p=代入公式 ： 所以， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 共 48 页 第 页 23三 活塞杆 的强度计算 活塞杆在稳定工况下，只受轴向推力的作用，其受力如下 图 所示： 图 查参考文献 2受轴向推力的作用时， 则可以近似地用直杆承受的简单强度计算公式进行计算： 62104 （ 式中， F 活塞杆的作用力， N； d 活塞杆直径， m； p 材料的许用应力，无缝钢管 p=100110 压装液压缸受轴向推力的作用， F=160径 d=125入公式 算得： = 20 0 54 = p。 所以活塞杆强度满足要求。 第二节 液压缸的结构设计 液压缸主要尺寸确定以后， 就 进行各部分的结构设计。主要 包括 缸体 与缸盖的 连接结构、活塞杆与活塞的连