汽车板簧分选实验压力机液压传动课程设计

1、液压传动课程设计合肥工业大学宣城校区设计题目：汽车板簧分选实验压力机（立式）的设计专业班级： 机械设计制造及其自动化12-3班 学 号： 姓 名： 指导老师： 2015年6月25日目录1、课程设计的任务与安排································

2、3;······2 1.1 设计题目··········································

3、···········2 1.2 设计要求·····································&#

4、183;···············2 1.3 进度安排································

5、3;····················22、工况分析····························

6、83;························33、液压缸主要参数的确定·······················&#

7、183;···············4 3.1 初选液压缸的工作压力·······························

8、3;·········4 3.2 计算液压缸的尺寸······································&#

9、183;······4 3.3 绘制液压缸的工况图·········································

10、;··54、拟订液压系统原理图·········································75、选取液压元件···&#

11、183;············································96、验算液压系统的性能···&#

12、183;·····································11 6.1液压系统压力损失的验算和泵压力调整········

13、83;···················11 6.2液压系统发热温升的验算···························

14、3;············127、主要零件强度校核···································

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

16、3;··········13 7.2活塞杆直径校核·····································

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

18、;················13总结·································&

19、#183;···························15参考文献·····················&

20、#183;···································161、课程设计的任务与安排1.1 设计题目 汽车板簧分选实验压力机（立式），液压缸对试件（汽车板簧）施加的最大压力为30KN，动作为：快进工进加载保压慢退快退， 快进速

21、度14mm/s，工进速度0.4mm/s，要求液压缸上位停止、下行时、保压后慢退不能失控。最大行程600mm。试完成： （1）系统工况分析； （2）液压缸主要参数确定； （3）拟订液压系统原理图； （4）选取液压元件； （5）集成原理图； （6）集成块零件图。1.2 设计要求（1）设计说明书1份，不少于6页，A4纸，打印或手写（2）集成块回路图2张，A4。一张原理图，一张集成原理图，CAD或手工绘制。（3）下列图纸之一：（CAD或手工绘制） 集成块零件图1张，A2或A3； 上述文件资料装入课程设计档案袋，档案袋封面写明内装资料的明细表。1.3 进度安排（1周 ）第1天：上午：讲课、明确课题要求、

22、借参考资料，计算（工况、主参数等）。第2天：原理图拟定、元件选择第3天：集成块回路图，分工完成（集成块零件图）第4天：绘制集成块三维图，工程图，编写设计说明书。第5天：上午：编写设计说明书。下午：交设计档案袋，答辩。2、 工况分析 暂不考虑回油腔的背压负载、惯性负载和摩擦阻力，因此，需要考虑的负载有： 工作负载 F = 30000N ：液压缸的机械效率，一般取0.90.97.这里我们取=0.94.表1 液压缸在各工作阶段的负载工况负载值F/N推力(F/)/N快进00工进（加载）030000031915保压3000031915慢退300000319150快退00 根据负载计算结果和已知的各阶段的

23、速度，可绘出负载图（图1）和速度图（图2）： 图1 液压缸的负载图31915 图2 液压缸的速度图3、液压缸主要参数的确定3.1 初选液压缸的工作压力 由表2和表3可知，在负载为30000N时，液压系统宜取压力P1=4Mpa.表2 按负载选择工作压力负载/ KN<5510102020303050>50工作压力/MPa< 0.811.522.5334455表3 各种机械常用的系统工作压力机械类型机 床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa0.823528810101820323.2 计算液压缸的尺寸

24、由于液压缸的回油腔有背压，参照表3，选背压为P2=0.5Mpa。则 则活塞直径 由 圆整后取标准值得： D=110mm ， d=80mm由此可求得液压缸两腔的有效工作面积为：经验算，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。 液压缸的缸筒长度L主要由活塞最大工作行程决定，故L=600mm 活塞长度： B=（0，61）D=66110mm 取B=80mm导向套长度： C=（0.61）D=66110mm 取C=90mm3.3 绘制液压缸的工况图 根据上述计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环各阶段中的压力、流量和功率. 各工作阶段液压缸所需的流量：=表4 液压缸在各工作阶段的压力、流量和功率值工作循环

25、负载F/N进油压力p1/Mpa回油压力p1/Mpa输入流量q/（L/min）输出功率P/kw快进00.50.954.220.035工进（加载）0319150.53.600.50.230.014保压3191500.200慢退3191503.600.50.50.230.014快退00.50.23.760.031注：1.差动连接时，液压缸的回油口到进油口之间的压力损失2.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为P1，无杆腔回油，压力为P2=0.5MPa图3 液压缸的工况图4、拟订液压系统原理图图 4 汽车板簧分选实验压力机（立式）液压系统原理图1-滤油器；2-变量泵；3-背压阀；4-直动式（外控）顺序阀；5

26、、8、9-单向阀；6-三位五通电磁换向阀；7-二位二通电磁换向阀；10、11-调速阀；12-液压缸表5 液压系统的动作循环表 电磁铁动作1YA2YA3YA快进+工进（加载）+保压+慢退+快退+ 工作原理如下：1. 快进按下启动按钮，三位五通电磁换向阀6的1YA得电，使之阀芯右移，左位进入工作状态，这时的主油路为：进油路 滤油器1 变量泵2 三位五通电磁换向阀6的P口 二位二通电磁换向阀7的P口 二位二通电磁换向阀7的A口 液压缸12的上腔；回油路 液压缸12的下腔 三位五通电磁换向阀6的B口 单向阀5 二位二通电磁换向阀7的P口 液压缸12的上腔；2. 工进在快进行程结束时，进油路 滤油器1

27、变量泵2 三位五通电磁换向阀6的P口 单向阀8 调速阀10 液压缸12的上腔；出油路 液压缸12的下腔 三位五通电磁换向阀6的B口 直动式（外控）顺序阀4 背压阀3 油箱； 3加载、保压 进油路 滤油器1 变量泵2 三位五通电磁换向阀6的P口 三位五通电磁换向阀6的T1口 油箱 4慢退 加载、保压结束后，三位五通电磁换向阀6的2PY得电，阀芯左移，进入右位工作状态；二位二通电磁换向阀3PY得电，使得二位二通电磁换向阀进入左位工作状态，这时主油路为：进油路 滤油器1变量泵2三位五通电磁换向阀6 的P口三位五通电磁换向阀6的B口液压缸12下腔； 回油路 液压缸12上腔调速阀11单向阀9三位五通电磁

28、换向阀6的A口三位五通电磁换向阀6的T口油箱； 5快退 快退时，三位五通电磁换向阀6的2PY仍得电，阀芯左移，进入右位工作状态；二位二通电磁换向阀3PY失电，使得二位二通电磁换向阀进入右位工作状态，这时主油路为： 进油路 滤油器1变量泵2三位五通电磁换向阀6 的P口三位五通电磁换向阀6的B口液压缸12下腔； 回油路 液压缸12上腔二位二通电磁换向阀7的A口二位二通电磁换向阀7的P口三位五通电磁换向阀6的T口油箱；5、选取液压元件（1）确定液压泵得规格和电机功率1）确定液压泵的最大工作压力由表二可知，液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为p1=3.60Mpa，考虑到进油压力损失为p1=0.5Mp

29、a，考虑到压力继电器的动作可靠，要求压差pe=0.5Mpa，所以泵的工作压力为： Pp=p1+p1+pe=4.6Mpa2）计算液压泵流量 由表二可知，快进时需要最大的供油量为4.22L/min，取回路泄露修正系数为K=1.3，则泵的总流量为 qpKqmax =5.5L/min 3）选择液压泵的规格根据以上压力和流量的数值查阅产品样本，最后确定主泵选取VA1-12F-A3型、排量为6.7mL/min的中高压单级叶片泵额定转速 n=1000r/min最大转速 nmax=1800r/min最小转速 nmin=800r/min额定压力 P0=7Mpa液压泵的实际输出流量为 =+=6.710000.95

30、/1000L/min=6.36L/min4）确定电动机的功率 由于液压缸在快退时输入功率最大，其值为0.035KW，液压泵的总效率为0.90，这时液压泵的驱动电机功率为:查阅电动机产品样本，选用Y801-4型电动机，其额定功率为0.55KW，额定转速为1390r/min.（2）选择阀类元件及辅助元件根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅助元件的型号及规格如下表所示。表6 液压元件的型号及规格序号元件名称额定流量额定压力额定压降型号、规格1主泵6.77VA1-12F-A323位5通电磁换向阀606.30.3D4-03-3C2-A23直

31、动式溢流阀2250.5DG-014二位二通电磁换向阀406.30.3D5-02-3C2-A25调速阀4100.2FKC-G026单向阀406.30.2CRG-037直动式顺序阀15031.5DZ-30B2108标准油路块3531.5MMC-029过滤器806.30.02XU80-80x200（3）选择油管：设管道内允许流速为V=3m/s，计算液压缸无杠腔和有杠腔相连的油管内径分别为d1和d2。 由于本系统液压快进时，油管内通油量最大，其实际油量约为泵流量的两倍，则液压缸进出油管直径D按产品样本，选用内径为10mm的无缝钢管。（4）油箱：油箱的容积根据液压泵的流量计算，一般取液压泵额定流量的57

32、倍，故油箱容积为 V=66=36L 6、验算液压系统的性能6.1 液压系统压力损失的验算及泵压力的调整已知：系统采用N32液压油，室温为，由手册查出此时油的运动粘度，油的密度，a设进，回油管长度均为2m。液压系统元件采用集成块式的配置形式。判断流动状态 由此可推断，各工况下的进回油路中的油液的流动状态均为层流。计算系统沿程压力损失： 计算系统局部压力损失：由于管道结构尚未确定，管道的局部压力损失按经验公式计算，即 =0.1 阀类元件的局部压力损失按式： = 在进油路上，压力损失计算为+=0.5039Mpa 在回油路上，压力损失分别为=0.003MPa 即溢流阀调定压力 回油路上总的压力损失为

33、主泵的工作压力为 Pp2=p1+=3.6+0.5039=4.1039MPa6.2 液压系统发热温升的验算 Pp2=液压系统的总的输入功率，即为液压泵的输入功率 Pi=（Pp1×液压输入有效功率即为液压缸输出的有效功率 Pi=（Pp1×液压系统的总效率为 系统的发热功率为 =P(1-)=546.6（1-0.02311）w=533.97w邮箱散热面积 A=0.065=0.065×取邮箱散热系数 Ct=1.6×0.001kw/（）油液温升 T= 验算表明系统的温升在许可范围内。7、主要零件强度校核7.1 缸筒壁厚校核 设缸筒壁厚=15，因为D/10，故由校核公式 式中：缸筒壁厚（） 实验压力 ，其中是液压缸的额定工作压力 D缸筒内