机电液综合设计课程设计

1、目录1 任 务 书 1.1实验目的 1.2实验任务2 液压传动系统的设计计算及元件选型 2.1 选用液压元件 2.2计算和选择液压元件3 液压缸的设计计算 3.1 液压缸的内径d和活塞杆直径d的计算 3.2 验算最小稳定速度 3.3 液压缸主要零件材料选择和加工要求 3.4 液压缸壁厚的计算 3.5 活塞杆强度校核3.6活塞的宽度b确定 3.7 缸盖固定螺栓d3的计算 3.8 活塞与活塞杆采用螺纹连接时的计算4 实验安装及调试 4.1 电器控制系统的设计 4.2 基本工作过程5 心得体会 参考文献任 务 书1 11实验目的：1. 熟悉、了解本实验台的组成2. 掌握常见典型液压回路的设计、安装及

2、调试3. 掌握继电器控制电路的设计；plc控制程序的设计、安装及调试4. 培养学生综合运用机械、液压、电气等知识及设计、安装调试等综合技能12实验任务（一）机械动作要求 工进50快退快进200（二）设计参数工作时最大负载f=8000n，液压缸的工作压力为p1=2.0mpa，快进、快退速度v快=5m/min，工进速度v工=0.6m/min，油缸内径与活塞杆直径比d/d=，回油腔背压p2=0.5mpa。油路压力损失；。（三）设计内容 （1）绘制液压缸总图和绘制活塞零件图 （2）液压泵及匹配的电动机选择 （3）液压元件的选择 （4）按规定机械动作要求，设计液压传动系统原理图，设计电器控制系统 （5）

3、液压传动装置的安装及电气控制系统的连接 （6）调试2 液压传动系统的设计2.1 选用液压元件如下表2-1：表2-1序 号名 称型 号数 量1二位二通电磁换向阀22d-10b 220v22二位三通电磁换向阀23d-10b 220v13二位四通电磁换向阀24d-10b 220v14三位四通电磁换向阀34d-10b 220v25先导式溢流阀y-10b16调速阀q-10b27单向阀i-10b28先导式减压阀j-10b19压力继电器dp-63b110可调节流器l-10b111压力表k1-3b2 根据动作要求和提供的元件，设计液压传动系统，其工作情况由表2-2所示 油路中用到的上述提供的元器件有：二位二通

4、电磁换向阀、调速阀、先导式溢流阀、三位四通电磁换向阀。表2-2动作名称电磁铁工作状态2dt3dt1dt快进+-+工进+-快退-+强退-+2.2计算和选择液压元件（1）确定液压泵的规格和电动机功率 (1) 计算液压泵的最大工作压力液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力为p1=2.0mpa，如在调速阀进口节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失p=0.3mpa，则小流量泵的最高工作压力估算为: （2.1）(2) 计算液压泵的流量油源向液压缸输入的最大流量为： 所以泵的流量 ：qvq共进时的流量为: qg (3) 确定液压泵的规格和电动机功率据以上压力和流量数值查阅产品样本，并考虑液压泵存在容积损

5、失，最后确定选取cb-c外齿合单级齿轮泵。泵的排量为32ml/r，当液压泵的转速np=940r/min时，其理论流量分别为31l/min，若取液压泵容积效率v=0.9，则液压泵的实际输出流量为:q=30l/min x 0.9=27l/min由于液压缸在快进时输入功率最大，若取液压泵总效率p=0.8，这时液压泵的驱动电动机功率为 （2.2）根据此数值查阅产品样本，选用规格相近的y100l6型电动机，其额定功率为1.5kw，额定转速为940r/min。(4) 确定其它元件及辅件（1）确定阀类元件及辅件根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表2

6、-3所列。表2-3序号元件名称通过的最大流量q/l/min规格型号额定流量qn/l/min额定压力pn/mpa额定压降pn/mpa1外齿合单级齿轮泵cb-c104调速阀amin （34）3.3液压缸主要零件材料选择和加工要求3.3.1缸体3.3.1.1材料：无缝钢管 45钢无缝钢管作缸体毛坯加工余量小，工艺性能好，生产准备周期短，适合大批量生产，起重运输机械和工程机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，常用调质的45钢，大多属于薄壁圆筒结构。3.3.1.2加工要求钢筒内壁表面加工公差为；表面粗糙度为。为了防止在装配时损伤密封圈，缸筒必须有倒角，倒角大小建议为。3.3.2活塞3.3.2.1材料：45碳

7、素钢无导向环活塞，采用高强度铸铁或球墨铸铁。有导向环活塞，采用20、35及45碳素钢。3.3.3活塞杆3.3.3.1材料：45碳素钢活塞杆常用35、45钢等材料。对于冲击震动很大的活塞杆，也可使用55钢。一般实心的活塞杆用35、45钢。3.3.3.2加工要求液压缸活塞杆用的材料通常要求淬火，深度一般为，或活塞杆直径为1mm淬深0.03mm。活塞杆表面需要镀硬铬，厚，也有要求镀硬铬。活塞杆外径公差为，直线度，表面粗糙度一般为，精度要求高时，活塞端部需有倒角。3.3.4前端盖3.3.4.1材料：45碳素钢缸盖常用35、45钢的锻造或铸造毛坯，也可以使用铸铁材料。3.3.5后端盖3.3.5.1材料：

8、45碳素钢缸盖常用35、45钢的锻造或铸造毛坯，也可以使用灰铸铁材料。起导向作用时用铸铁。3.4缸筒厚度计算 （35）式（15）中：3.5活塞杆强度校核当活塞杆长度时，应按强度校核条件校核活塞杆直径d。3.6活塞的宽度b确定一般活塞3.7 缸盖固定螺钉d3的计算 (36)式中：f-液压缸负载 k-螺纹拧紧系数， z-固定螺栓个数 -螺栓许用应力，= 100mpa,其中负载为8000n，宁紧系数取1.5，螺栓个数取4个，根据式（36）计算得：d37.05mm,选取m8的螺钉。3.8 活塞与活塞杆采用螺纹连接时的计算螺纹连接：结构简单，在振动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置。应用较多，如组合机

9、床与工程机械上的液压缸。 活塞杆危险截面处的拉应力： （37）切应力为： （38） 合应力为： （39）式中：f1-液压缸输出压力 式中：d-活塞杆直径；-活塞杆材料的许用应力 将各参数带入式（37）、（38）、（39）得： =4.88mpa =5.93mpa n=11.4mpa所以n=11.4mpa=100mpa,其螺纹联接满足要求。4 电气控制系统的安装与调试 电气控制油路图如图4-1所示ya3ya2ya13dt2dt1dt图（41）根据图1-1液压传动系统及表2-2所示工作情况，设计电器控制系统如图4-2所示图4-24.2 基本工作过程：快进 ：按下sb2,启动液压泵，按下sb3使2dt

10、和1dt得电，执行快进。工进：碰到行程开关ya3，使1dt失电，2dt仍得电，执行工进。快退：碰到行程开关ya5，使3dt和1dt得电，2dt失电，执行快退。强退：按下sb4，使3dt和1dt得电，2dt失电，执行强退。按图4-1连接系统油路，连接时需注意调速阀的p1口和p 2口的链接。按图4-2连接电气控制线路，连接时注意控制电路接的是220v,从火线引出一根线，最后回到的是零线。接信号指示灯时，是并联到，每个电磁上不是串联，否则电路将出现问题。5 心得体会通过这为期两周的课程设计，对之前的液压知识加深了了解。基本掌握了一个液压回路的设计过程。通过对液压缸的设计，了解了液压缸的设计过程和主要

11、结构参数。其中有些细节问题需要特别注意，比如像缸盖与缸体采用的联接方式是否满足要求；设计的缸体本身虽满足参数上的要求，但还得考虑加工是否简单；绘制液压缸的装配图时，要注意哪些是标准件，不能随便想当然地画上去；总体结构要合理，一般绘制装配图时，画其终止位或开始位，以表示其总的行程有多少。设计液压系统控制电路时，要注意的很多。比如：机械设计的首要理念是以最少的元器件来达到要满足的动作要求，尽量简单易懂，不要太繁琐。考虑一定要周全，假如液压缸在运动中途停了怎么办，此时就需要设计一个强退开关，细节问题要注意，一定要把可能出现的情况都考虑在内。在调试过程中，接线要特别细心，一条支路一条支路的接，不要看到

12、哪个就接哪个，容易乱。接好后要特别注意先检查一遍，接了几个常开开关或常闭开关，基本线路接的是否正常，检查下来没问题才能通电调试。油路连接中最重要的细节是分清哪个是进油口哪个是出油口，特别是接调速阀的时候。整个设计过程下来，学到了很多东西。主要是锻炼自己处理复杂问题的思路，考虑细节问题的能力。在设计过程中，提高了查阅资料的能力，机械设计需要在前人的基础上来将其完善，所以有些已有的结论要利用好，不要什么都去自己想，个人的能力是有限的。在处理问题时，要乐于与他人讨论，利用大家的智慧来解决问题，这样既可以将问题处理更好也可以节省时间。作为机械工程学院的学生，过硬的专业知识与相关技能是必不可缺少的。技能

13、的熟练来自平时的培养与锻炼。长时间的不去训练，在好的技能也会荒废掉。所谓勤能补拙，知识的匮乏是可以通过后天的努力来培养的，来积累的。但是，缺少了勤奋与专研的精神，那么，在以后的学习，工作，生活中，都将会出现很多问题。面临挫折，我们需要的是面对他的勇气，而不是畏缩的后退。没有挫折的经历的人生本身算是个是失败的人生。最后，我要说的是，感谢我的课程设计指导老师，有了他们的亲切关怀和悉心指导，我才能顺利完成课程设计任务。才能顺利从理论过渡到实践。参考文献1李笑 吴冉泉主编，液压与气压传动，国防工业出版社，20062杨培元 朱福元主编，液压系统设计简明手册，机械工业出版社，19983雷天觉主编，新编液压

14、工程手册，机械工业出版社，19984张利平主编，液压与气压传动设计手册，机械工业出版社，19975杨尔庄.二十一世纪液压技术现状及发展趋势j.液压与气动,1, 6:1液压实验报告实验目的：1熟悉、了解本实验台的组成2掌握常见典型液压回路的设计、安装及调试3掌握继电器控制电路的设计；plc控制程序的设计、安装及调试4培养学生综合运用机械、液压、电气等知识及设计、安装调试等综合技能实验设备：jdy型机电液综合多功能实验台电路实验装置由各类变压器、继电器、接触器、三菱plc等器件组成。电器元件表序号数量名称符号12塑料外壳式断路器qf23漏电保护型断路器qf36螺旋熔断器fu44螺旋熔断器fu58按

15、钮开关sb62旋钮开关sa71应急按钮k810指示灯hl91变压器tc106交流接触器km1110中间继电器km123热继电器fr133电流继电器fa144时间继电器kt158接近开关sq161万能转换开关sac液压元件表序 号名 称型 号数 量1二位二通电磁换向阀22d-10b 220v22二位三通电磁换向阀23d-10b 220v13二位四通电磁换向阀24d-10b 220v14三位四通电磁换向阀34d-10b 220v25先导式溢流阀y-10b16调速阀q-10b27单向阀i-10b28先导式减压阀j-10b19压力继电器dp-63b110可调节流器l-10b111压力表k1-3b2实验

16、原理：液压系统图1dt2dt3dtya3ya2ya1状态表动作名称电磁铁工作状态2dt3dt1dt快进+-+工进+-快退-+强退-+控制电路实验步骤：1、 根据系统功能要求，画出液压油路图。2、 根据系统功能要求，列出电磁铁的状态表。3、 根据状态表及所给的行程开关，画出控制电路。4、 在做好以上工作后，在老师检查无误的情况下再进行油路跟电路连接。5、 连好油路跟线路，在老师检查以后启动电路，进行实验。6、 做完实验，把元件归位。7、 处理实验报告。实验问题：问题：接好油路和电路后，启动实验台，发现液压缸到达ya2处就停止运动。原因：在进行电路连接时，将两个ka2常开开关接触点并联在同一个接触

17、点上，以致电路通断出现问题，不能按要求驱动电磁阀换向。解决办法：将并联在同一个接触点上的两个ka2常开开关接触点分别并联在两个不同的接触点上。实验心得本次机电液综合设计实验从多方面考察了我们学生的知识应用能力。在机械方面，我们要了解液压缸的结构，它的功用以及它的应用范围；在电气发面，我们通过本次实验，重新复习应用了继电器电路设计以及在实验台上对设计好的电路的连接；在液压方面，这次实验给我们提供了一次了解熟悉液压控制实验台的结构以及它的工作原理，加深了对书本上介绍的各类的液压阀的认识以及对它们的应用能力，我们在这次实验中完成了从理论到实践的转变。当然，在本次实验中，我们也遇到了一些问题。比如一开始对实验台很陌生，不知道各个阀对应的接口，所以对油路的连接造成了困难。还有就是在接好电路和油路之后开始实验时，发现液压缸的活