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1、
液 压 与 气 压 传 动
课程设计说明书
学 院：
设计题目： 水平送料装置液压系统设计
专业班级：
学 生：
目 录
一、 工况分析计算
1.1工况分析--------------------------------------1
1.2负载分析与计算------------------
2、--------------2
二、液压缸主要参数的确定
2.1初选液压缸的工作压力--------------------------2
2.2计算液压缸的尺寸------------------------------2
2.3流量计算--------------------------------------3
三、液压系统图拟定
3.1系统功能分析----------------------------------3
3.2系统图的拟定----------------------------------4
3.3系统原理图的绘制---
3、------------------------------------------5
3.4系统功能的说明--------------------------------5
四、液压元件选择与计算
4.1确定液压泵的型号及电动机功率------------------6
4.2选择阀类元件及辅助元件------------------------6
5、 液压缸设计
5.1液压缸结构的拟定------------------------------7
5.2液压缸结构的计算------------------------------7
5.
4、3液压缸结构图----------------------------------8
6、 总结--------------------------------------------------------------8
七、参考文献--------------------------------------------------------9
一 、液压传动课程设计的目的
1、巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。
2、锻炼机械制图，结构设计和工程运算能力。
3、熟悉并会用有关国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。
4、 提
5、高学生使用计算机绘图软件（如AUTOCAD、PRO/E等）进行实际工程设计的能力。
二、液压课程设计题目：水平送料装置液压系统设计
某水平送料装置采用液压驱动实现直线水平送料，基本设计参数如下：
参数类别
参数值
参数类别
参数值
送料调速范围
0.1~0.2m/s
动摩擦系数
0.3
最大行程
0.4m
静摩擦系数
0.64
最大载荷
6000kg
机械效率
0.95
回程调速范围
0.1~0.2m/s
容积效率
0.88
题目要求：
1、驱动装置：串联活塞缸（2个），双端不可调缓冲；
2、安装方式：活塞杆固定，缸筒移动
6、；
3、调速方式：双向进油节流调速，背压2.0MPa。
设计要求：
1、进行工况分析与计算，绘制工况图（包括速度图、，负载图）。
2、拟定液压系统原理图，选择标准液压元件，绘制电磁铁动作顺序表。
3、液压缸设计计算、图纸绘制。
上交材料：
1、设计说明书一份。
2、液压系统原理图一张（A3）。
3、液压缸（A1）装配图及部分零件图（A3）。
一、工况分析计算
1.1工况分析
对液压传动系统的工况分析就是明确各执行元件在工作过程中执行元件的速度、负载变化的规律，并将此规律用曲线表示出来，作为拟定液压系统方案确定系统主要参数（压力和流量）的依据。
7、
1.1.1运动分析
根据各执行元件在完成一个工作循环内各阶段的速度，绘制以速度为纵坐标，时间为横坐标的速度循环图，掌握一个工作循环中速度的变化情况。如下图所示：
图一
1.1.2动力分析
动力分析是研究机器在工作过程中，其执行机构的受力情况，图2为上料机液压系统的负载—位移曲线图如下：
图二
1.2负载分析与计算
1.2.1负载分析
负载分析就是研究各执行元件在一个工作循环内各阶段的受力情况。工作机构作直线运动时，液压缸必须克服的负载力为：，为工作阻力
1.2.2负载计算
（1）负载压力计算
①工作负载
此负载为物料的摩擦力：
正压力：
静摩擦
8、负载：
动摩擦负载：
②惯性负载
工况
负载力
刚启动时
37.63
启动后加速阶段
29.64
工进
17.64
快退
0
二、液压缸主要参数的确定
2.1初选液压缸的工作压力
根据前面计算的最大负载力，查表9-1确定工作压力为5MPa
2.2计算液压缸的尺寸
按标准取液压缸内径为，
根据缸的前进和后退速度，在活塞杆外径中选取标准系列，取
2.3流量计算
无杆腔面积：
有杆腔面积：
求流量：
有杆腔流量:
无杆腔流量：
所以串联缸需要的最大流量为
9、
最大功率为：
三、液压系统图的拟定
3.1系统功能分析
系统的驱动装置为串联活塞缸。
3.1.1供油方式
从工况图分析可知，从提高系统效率，节能的角度考虑，采用单一定量泵的供油方式。
3.1.2系统的卸荷回路
卸荷回路是通过溢流阀及三位四通电磁换向阀实现的。
3.1.3工作回路
用一个齿轮泵对系统进行供油，通过三位四通电磁换向阀的通断的情况来控制系统的工作情况。
3.2系统图的拟定
3.2.1液压缸的分类及组成
液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸、和摆动缸三类。活塞缸和柱塞缸实现往复运动，输出推力和速度。摆动缸则能
10、实现小于360的往复摆动，输出转矩和角速度。液压缸除单个使用外，还可以几个组合起来和其他机构组合起来，在特殊场合使用，已实现特殊的功能。
本次设计中液压缸的结构基本上可分成缸筒，密封装置、缓冲装置，以及排气装置四个部分。
（1）液压缸的主要参数设计（已经计算）
（2）液压缸的结构设计
缸体的连接形式 常用的连接方式法兰连接、螺纹连接、外半环连接和内半环连接，其形式与工作压力、缸体材料、工作条件有关。本次设计中采用缸体前端法兰连接，缸中还有导向套。
密封圈的选用 应根据密封部位、使用部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。常见的密封圈类
11、型：O型圈，O型圈加挡圈，高底唇Y型圈，Y型圈，奥米加型等。本次设计中采用的是U行密封圈，防尘密封件，
液压缸排气装置 对于速度稳定性要求的机床液压缸，则需要设置排气装置，缸体上有排气孔。
（3）液压缸设计需要注意的事项
在系统工作过程中，应使缸体在移动时能承受最大负载。快速柱塞缸是通过油管与缸体直接相连实现给缸体供油。
考虑到液压缸有不同行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题，缸内如无缓冲装置和排气装置，系统中需有相应措施。
根据主机的工作要求和结构设计要求，正确确定液压缸的安装、固定方式，但液压缸只能一端定位。
液压缸各部分的结构需根据推荐结构形式
12、和设计标准比较，尽可能做到简单、紧凑、加工、装配和维修方便。
（4） 液压缸主要零件的材料和技术要求：串联活塞缸缸体材料---铸铁，型号45，粗糙度---液压缸内圆柱表面粗糙度为，其余非铸造面的粗度，
3.3系统原理图的绘制
水平送料装置液压系统原理图如下图所示：
3.4系统功能的说明
本次设计的液压系统所需流量较大，采用单个液压泵及电动机提供系统运动所需的动力，在回油路中采用可调节流阀对回路中液压油的流量进行调节由于缸体运动所需流量较大，给缸体供油采用电磁换向阀。
四、液压元件的计算与选择
4.1确定液压泵的型号及电动机功率
13、4.1.1串联缸最大流量：
查电动机产品目录，拟选用的电动机的型号为：Y180L-4，功率为22kW,额定转速为1470r/min。 查齿轮泵产品目录，拟选用泵的型号为：CB-E，排量，额定压力为10MPa。
4.1.2需要电动机功率：
4.2选择阀类元件及辅助元件
4.2.1液压元件的型号及规格
（1）根据系统的工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的流量，可选用这些元件的型号及规格（见下表）
液压元件的型号及规格
序号
名称
通过流量 q(L/min)
型号及规格
1
单向阀
230
S10A32
14、
2
齿轮泵
176.4
CB-E
3
溢流阀
70
DBD-H-20G-10-5
4
可调节流阀
230
SR-T-10
5
三位四通电磁换向阀
185
DG4V-5-A-H2-VM
6
电动机
Y180L-4
7
过滤器
250
ZU-H25010FS
8
顺序阀
15
DZ-5-DP1-20
（2）油管 油管内径一般可参考所接元件口尺寸进行确定，也可按管允许速度计算，在本设计系统中，出油口采用的是公称通径为32mm,外径为的42mm钢管，其管路通过流量为250L/min。
（3）油箱
15、 油箱的主要功能是储存油液，此外还起着散发油液中的热量，溢出混在油液中的气体，沉淀油中的污物等作用。油箱容积根据液压泵的流量计算，取其体积, 即V=1200L
五、液压缸设计
5.1液压缸结构的拟定
选取串联活塞缸。由表4-11选择“拉杆连接”，材料选用45号钢。
5.2液压缸结构的计算
5.2.1 缸筒内径和活塞杆直径
由前面算出的缸筒内径为：
活塞杆直径为：
5.2.2 缸筒的壁厚
查表表4-12
取缸筒壁厚为：
5.2.3 缸筒底部厚度h1
因为材料为45号钢，所以[σ]=10
16、0MPa
取缸筒底部厚度为h=20mm
5.2.4活塞组件设计
选用活塞的常用材料45号钢，d=60mm；
5.3液压缸结构图
六、设计总结
本设计为水平送料装置的液压系统设计，对水平送料装置进行功能分析后，初步设计系统原理图，选择各种阀类零件，例如，选择了三位四通换向阀、溢流阀，单向节流阀和顺序阀等。
通过对负载的计算和分析，计算出液压缸缸筒的内径和所需的流量，通过查找机械设计手册，选出了合适的电机和液压泵，此次选用的是CB-E定量齿轮泵和Y180L-4电动机。
在本次液压课程设计中，很大的提高了自
17、身的动手及动脑能力，同时也加强了同他人的合作能力。通过此次课程设计，我对液压的许多理论知识有了更深层次的理解，对液压在实际应用中所起的作用也有了更深入的了解，并懂得了液压可以在哪些场合使用。
在设计过程中培养了我们的综合运用液压课程知识及手册来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在课程设计过程中，我充分认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，自己在某些知识方面的欠缺，这也更加是我清楚了自己的弱项，在今后的生活中，我一定会加强所欠缺知识方面的学习。
参考文献
【1】《液压与气压传动（第四版）》 机械工业出版社----2007.5
【2】《机械设计手册第四版（第四卷）》 机械工业出版社----2004.8
【3】《液压传动设计指南》 化学工业出版社----2009.7
【4】《液压缸及其设计》 国防工业出版社----2011.8
液压课程设计说明书水平送料装置液压系统设计图纸
