气压与液压传动课程设计

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1、青岛理工大学汽车与交通学院一、设计题目及要求设计题目：一种油压机液压系统设计工作循环：快速下降—压制—保压—快速回退—原位停止性能参数：负载移动部件自重G=5200压制时工作负载FL1=17000N快速回程工作负载FL2=7000N行程快进140mm压制40mm速度快速下降6.5m/min压制0.6m/min快速回程6.5m/min启动时间0.4s保压时间40s设计要求：1.设计计算说明书一份（A4纸，15页左右），内容包括：液压传动方案分析（含负载循环图、速度循环图、工况图等）；液压系统的拟定；主要液压元件的设计计算；液

2、压工件和辅助装置的选型；液压系统的性能验算。2.液压系统原理图和油缸结构示意图各1张（3号图纸）。二、设计计算原件选择及验算1.运动分析12青岛理工大学汽车与交通学院工作循环如上图所示，为快进→共进→快退→原位停止。2．负载分析1）工作负载快下：FL=G=5200N压制：FL=FL1=17000N快上：FL=FL2=7000N2）惯性负载加速Fa1=G△v/g△t=5200/9.81﹡6.5/60/0.4=143.56N减速Fa2=G△v/g△t=5200/9.81﹡0.59/60/0.4=130.30N制动Fa3=G△v

3、/g△t=5200/9.81﹡0.6/60/0.4=13.25N反向加速Fa4=Fa1=143.56N反向制动Fa5=Fa4=143.56N3）由于液压缸是在铅直方向运动，所以活塞与缸壁的摩擦很小，这里忽略不计。4）根据以上计算，制作液压缸各阶段中的负载表（ηm=0.91）。（表1）表1说明：1）现规定所有的矢量方向向下为正，向上为负；2）密封负载是指密封装置的摩擦力，其值与密封装置的类型和尺寸、液压缸的制造和油液的工作压力有关，在未完成液压系统设计之前，不知道密封装置的参数，密封负载无法计算，一般用液压缸的机械效率η加以

4、考虑，本设计中取η=0.9。3、绘制负载图和速度图12青岛理工大学汽车与交通学院图1图24、液压缸主要参数的确定1）初选液压缸的工作压力根据分析此设备的负载不大，所以初选液压缸的工作压力为3Mpa2)计算液压缸尺寸A=F/P=19033.68/3.0/1000000m2=0.00634456m2D=(4A/π）1/2=89.8mm按标准取：D=90mm因为快进、快退速度相同，所以：D=dd=63.3mm按标准取d=63mm则液压缸的有效作用面积为：无杆腔面积：A1=πD2/4=92cm2π/4=63.62cm2有杆腔面积：

5、A2=π（D2—d2）/4=(92-6.32)cm2π/4=32.44cm212青岛理工大学汽车与交通学院3）活塞杆稳定性校核根据液压缸一端支撑一端铰接取末端系数Ψ2=2，活塞杆材料用普通碳钢则：材料强度实验值f=4.9*108.pa。系数α=1/5000，柔性系数Ψ1=85，rk=d/4=15.75，因为1/rk=64<Ψ1*Ψ2=85*1.414=120。所以有其临界载荷Fk：Fk=fA/[1+α（1/rk)2/Ψ2]=1440260N。当取安全系数nk=4时Fk/nk=1440260N/4=360065N>19033

6、.68N。所以，满足稳定性条件。4）求液压缸的最大流量q快下=A1﹡V快下=41.353L/minq慢下=A1﹡V慢下=3.8172L/minq快上=A2﹡V快上=21.216L/min5)绘制工况图工作循环中各个工作阶段的液压缸压力、流量和功率如表所示工况压力p/Mpa流量q/(L/min)功率P/W快进1.2741.353875压制2.893.8572186快退6.0421.2162136表212青岛理工大学汽车与交通学院快下压制快退图35、液压系统图的拟定液压系统图是拟定，主要是考虑以下几个方面的问题：（1）供油方式

7、从工况图分析可知，该系统在快上和快下时所需流量较大，且比较接近，在慢上时所需的流量较少，因此从提高系统的效率，节省能源的角度考虑，采用单个定量泵的供油方式显然是不适合的，宜选用双联式定量叶片泵作为油源。12青岛理工大学汽车与交通学院（2）调速回路由工况图可知，该系统在慢速时速度需要调节，考虑到系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，所以采用调速阀的回油节流调速回路。（3）速度换接回路由于快上和慢上之间速度需要换接，但对换接的位置要求不高，所以采用又行程开关发讯控制二位二通电磁阀来实现速度的换接。（4）平衡及锁紧为防止在

8、上端停留时重物下落和在停留期间内保持重物的位置，用换向阀来维持。图4动作快下压制快退6右侧右侧左侧11右侧左侧右侧12青岛理工大学汽车与交通学院12左侧左侧左侧表34.确定液压缸规格和电动机功率及型号（1）确定液压泵的压力液压泵的工作压力应当考虑液压缸的最高有效工作压力和管路系统的压力损失。所以泵的工作