液压传动与控制课程设计指导书啊

1、.目 录1 课程设计的目的和基本要求- 1 -(1) 课程设计的目的- 1 -(2) 课程设计的基本要求- 1 -2 课程设计的主要内容- 1 -(1) 课程设计题目- 1 -(2) 课程设计要完成的主要内容- 1 -3 液压系统设计方法- 2 -3.1 明确设计依据，进行工况分析- 2 -3.1.1设计依据- 2 -3.1.2工况分析- 2 -3.2 确定系统方案，拟定液压系统图- 4 -3.2.1 确定系统方案- 4 -3.2.2 拟定液压系统图- 6 -3.3 液压元件的计算和选择- 8 -3.3.1 执行元件主要参数的计算- 8 -3.3.2 执行元件所需流量- 11 -3.3.3 作

2、出执行元件工况循环图- 11 -3.3.4 选定油泵和确定电动机功率- 12 -3.3.5 选择控制元件- 13 -3.3.6 选择辅助元件- 14 -3.4 液压系统验算及质术文件的编制- 17 -(1) 压力损失验算和压力阀的调整压力- 17 -(2) 油箱容量的验算- 19 -(3) 绘制工作图，编制技术文件- 20 -4 课程设计参考题目- 21 -；.六 选择控制元件按照系统的需最高工作压力和通过该阀的最大流量，选取标准阀类的规格。溢流阀应按油泵的最大流量选取；流量阀应按回路上控制的流量范围选取。阀的公称流量应大于控制调速范围所要求的最大通过流量，最小稳定流量应小于调速范围所要求的最

3、小稳定流量。其它阀类的选择，按接入回路的通过流量选取。必要时，通过流量允许超过该阀的公称流量的20%，但不宜过大，以防止压力损失过大，引起发热、噪声和阀的性能变坏。此外，根据系统性能的要求，选取相应的阀的型号。1. 选择辅助元件(1).滤油器1).对液压油过滤精度的要求：液压油的过滤精度是以滤去杂质的最大颗粒为标准的，一般分为四类：粗的（d0.1毫米），普通的（d为0.10.01毫米），精的（d为0.010.005毫米），特精的（d为0.0050.001毫米）。表 13系统类别非随动系统随动系统压力P （Mpa）14143221颗粒大小d（毫米）0.0250.050.0250.010.005对

4、液压油过滤精度的要求与压力有关，见表1-3。工作压力小于14 MPa的液压系统中，存在2550微米的杂质，不会影响齿轮泵和叶片泵的寿命，也不会淤塞控制阀（非随动阀）。故常取精的滤油器！2).滤油器的类型：一般可分为：网式滤油器；线隙式滤油器；纸芯式滤油器;金属烧结式滤油器。常取纸芯式滤油器！3).滤油器的布置：a.装于油泵吸油管道上，保护泵和整个系统。要求有很大的通油能力和很小的阻力（不超过0.010.02），因此，一般装置精度不高的粗滤油器，如网式滤油器。b.装于油泵的压油管道上。这时滤油器能保护除油泵外的其它元件。因滤油器处于高压下工作，故要求滤芯有一定的强度和刚度。为了避免滤芯淤塞而击空

5、，一般与安全阀并联。安全阀的开启压力略低于滤油器的最大允许压差。c.装在回油管道上。这种布置法不能直接防止杂质进入系统和各元件中，只能循环地除去系统中的部分杂质。由于回油管压力低，所以可用强度、刚度较低的滤油器，滤油器体积和重量也可小一些。故本次设计是装于油泵吸油管道上，基本原理同（a） (2).选择油管和管接头1).油管类型的选择：油管的类型，根据使用扬合和液压系统的最大工作压力进行选择。对于两个相对移动的部件，一般可用软管连接，也可用可伸缩的套管连接。橡胶软管分高、低压两种，承受压力随油管内径与钢丝编织层数而异，最高压力可达35 MPa。对两个相对固定的部件，可采用硬管连接，对两个相对转动

6、的部件可能过一个回转接头连接。钢管承受压力随油管内径和管子壁厚而异，具体数值可查阅产品样本，最高压力可达32MPa。紫铜、黄铜管承受力随油管内径和管子壁厚而异，具体数值可查阅产品样本，承受压力为6.310 MPa。本次设计选择紫铜、黄铜管！2).油管尺寸的确定：一般先按通过油管的最大流量和管内允许的流速来选择油管的内径。也可按表3-5的计算图直接查出油管尺寸，然后按工作压力来确定油管的壁厚或外径。油管内径d，由下式求得 （3-25）式中 Q通过油管的最大流量（L/min）； V油管内允许流速（m/s）。对吸油管道取12m/s，通常取1m/s以下，流量大时取上限，对压油管道取2.55m/s，当系

7、统压力高、粘度小、流量较大和油管壁厚t，可由下式求得(mm) （3-26）式中 p油管内最高压力； d油管内径（mm）；油管材料许用应力MPa。对于紫铜管=25MPa；对于钢管，当p6.3 MPa时，n取8；p16MPa时，n取6；p16MPa时，n取4。经计算得d=12,t=1.5!3).管接头的选择：管接头的形式有直通、三通、变径、直角等多种，可根据油管连接的需要按标准选用。由于油管承受的压力、油管的直径和材料的不同，采用的管接头结构形式也不同。对于高压大流量采用法兰连接。图3-29a为高压卡套式管接头，工作压力32 MPa，用作钢管的连接，通径342mm。焊接式管接头，工作压力32 MP

8、a，用作钢管的连接，通径342cm。扩口薄管式管接头，工作压力8 MPa，用作紫铜管或薄无缝钢管的连接，通径332厘米。法兰连接管接头，工作压力为32 MPa，通径大于32mm。橡胶软管接头，工作压力为816 MPa。若胶管内径为813mm的接头，最高工作压力可提高到25 MPa。整壳式软管接头，用于胶管内径825mm。壳式软管接头，用于胶管内径1938mm。本次设计选用扩口薄管式管接头！(3).确定油箱的容量油箱的主要作用是储油和散热，因此必须有足够的散热面积和储油量。整个液压系统的能量损失，包括压力损失、流量损失和机械损失，均转化为热能，使油温升高，使油氧化变质，影响系统正常工作，故对油温

9、有一定允许范围。要保证这一点，最主要的是合理拟定液压系统，提高系统的效率，减少系统的发热。其次要保证油箱有一定的散热面积，也就是保证油箱有一定的容量。油箱的有效容量可按下列经验公式概略确定：在低压系统中V=(24)Q(L) （3-27）在中压系统中V=(57)Q(L) （3-28）在中高压、高压大功率系统中（如锻压冶金机械）推荐V=(612)Q(L) （3-29）式中 Q泵的额定流量（L/min）。V=5*30=120L!按上式概略确定的油箱容积，一般情况下能保证正常工作。但在功率较大而连续工作的工况下，需按发热量验算后确定。油箱结构设计时，应注意以下几点：1).结构上应考虑清洗、换油方便。油

10、箱顶部要有加油孔，底面应有倾斜度，放油孔开在最低处 .2).吸油管及回油管应隔开，中间加隔板，以使回油中夹杂的气泡和脏物行到沉淀，不至直接进入吸油管。隔板高度不低于油面到箱底高度的3/4，而油面高度是油箱高度的0.8；3).吸油管离箱底距离H2D，距箱壁大于3D（D为吸油管外径）；回油管需插入油面以下，距箱底h2d（d为回油管外径），油管切口角为45。，切口面向箱壁。3.4 液压系统验算为了判断液压系统工作性能的好坏，和正确调整系统的工作压力，常需验算管路的压力损失、发热后的温升。对动态特性有要求的系统，还需验算液压冲击或换向性能。(1). 压力损失验算和压力阀的调整压力选定系统的元件、油管和

11、管接头后，安排管路的安装图。然后对管路系统总的压力损失进行验算，确定溢流阀的调整压力，并计算其它压力阀（如顺序阀、减压阀）的调整压力。1).管路系统的压力损失p （3-30）式中 管路中沿程阻力损失之和； 管路中管道弯管、接头或通过阀类通道的局部压力损失之和。在公称流量下通过控制元件的局部压力损失，可从产品样本的性能指标中查阅。但应注意，控制元件实际压力损失与通过该阀的流量有关，即 （3-31）式中 阀在公称流量下的压力损失；通过该阀的实际流量（L/min）；阀的公称流量（L/min）。经计算得=6MP（2）确定溢流阀的调整压力 （3-32）式中 执行元件工作腔的压力；管路压力损失，进油路为，

12、回油路为 油缸有活塞杆腔作为工作腔时： 如果难算结果大于所选定油泵的额定压力（应仍有一定压力储备量）时，需另选油泵型号和规格，并再次验算电动机功率，或者增大油缸的结构尺尺寸，降低工作压力。经计算得=3.8MP (2). 油箱容量的验算在液压传动和过程中，压力损失和溢流、泄漏的能量损失，绝大部分转为热能，致使系统的油温升高。为了保证系统正常工作，油温升高的允许值应在规定范围内。系统经连续工作一定时间后，发热与散热量相互平衡。验算的任务是计算发热和散热量，使得热平衡后的温度不超过表3-6中的允许值。由于发热和散热的因素复杂，在此只对主要因素作概略计算。产生热量的元件主要是油泵、油缸、油马达和通过溢

13、流阀或其它主要阀件的能量损失。管路的发热和散热基本平衡，故不计算，一般仅计算油箱的散热。1).系统发热量的计算油泵能量损失所转换的热量H1为 （6-37）式中 N驱动油泵的功率（千瓦）； 油泵的总功率。其中， 1kw=860kk/h若在整个工作循环中有功率变化则根据各工作阶段的发热量求出总的平均发热量，即 （6-38）式中 T工作循环的周期（小时）； 某一工作阶段所需时间（小时）；在所对应的工作阶段中油泵或油马达的总效率；所对应的工作阶段中油泵或油马达的驱动功率（千瓦）。经计算得H1=156千卡|小时溢流阀溢流损失所转换的热量H2为 式中 1千卡=427公斤力米，分别为溢流阀的调整压力和溢流流量。 同理，油液通过其它阀压力损失所产生的热量H2为式中 、Q分别为通过该阀的压力损失及流量。得H2=1560千卡|小时 系统的总发热量H=H1+H2（千卡/小时）得H=1716千卡|小时 （3-40）2).系统散热量的计算（油箱散热量H的近似乎计算）H=K A（T1T2）=KAT（千卡/小时） （3