上海理工大学液压课程设计

1本科课程设计(说明书)换向阀阀芯专用加工设备液压系统设计学院机械工程学院专业机械设计及其自动化学生姓名你爸爸学号1314410000指导教师陈飒完成日期2015年12月2目录简介............................................................................................................3一、设计任务............................................................................................41.设计目的..............................................................................................42.设计题目..............................................................................................43.设计技术要求......................................................................................44.主要参数..............................................................................................4二、设计内容............................................41.液压缸计算及验算.....................................42.流量和压力计算.......................................73.选择各阀类规格.......................................84.辅助元件规格.........................................85.油泵和电动机选用.....................................96.元件明细表.........................................10三、参考文献...........................................11四、液压设计体会.......................................123简介现代机制一般多是机械、电气、液压三者紧密联系结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电动传动并列为三大传统形式。液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位，因此，《液压传动》课程是工科机械类各专业都开设的一门重要课程。它既是一门课程理论课，也与生产实际有着密切联系。为了学好这样一门课，除了在教学中系统讲授以外，还应设置课程设计教学环节，使同学理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技能和方法。4一、设计任务1.设计目的通过课程设计，巩固所学液压传动的基础知识，提高用液压传动知识去解决生产实际问题的能力和初步掌握设计液压系统的方法和步骤。2.设计题目换向阀阀芯专用加工设备液压系统设计。3.设计技术要求(1)锥度椭圆度允许误差与孔配合间隙为0.007～0.012和0.03。(2)热处理：HRC45～50。(3)滑阀台阶长度尺寸允差0.1。(4)需要时可在孔口倒60°角作中心孔。4.主要参数(1)车外圆：切削力Px=1800牛顿Py=1500牛顿走刀量s=0.10毫米/转转速n=500转/分刀架自重G400牛顿（导轨摩擦力和惯性力可以忽略不计）(2)切槽:切削力Px=0Py=4200牛顿进给量s=0.08毫米/转转速n=250转/分刀架自重G400牛顿（导轨摩擦力和惯性力可以忽略不计）(3)尾架：顶紧力P=1600牛顿，顶紧速度不宜太快，建议行程时间为5s,行程在200~280mm二、设计内容1.液压缸计算及验算a.尾架油缸的设计计算(1)由顶紧力P=1600N,选用尾架油缸工作压力为3.0MPa=P(压力继电器的调定压力)(2)缸径D5mmPFD1.26103160013.113.16根据油缸直径系列圆整，取D=32mm(3)活塞杆直径dd=(0.5～0.55)D=16～17.6mm，取d=16mm(4)活塞厚度HH=20～30mm，取H=25mm(5)油缸厚度mm~δ1210取mm10(6)油缸总长L2HLl式中：l为夹紧行程，取l=250mm为端盖凸肩长度，取mm10为间隙，取mm10L=250+25+2x10+10=305mm(7)验算最小稳定流量无杆腔面积：2212.8044mmDA活塞杆面积：,2221.2014mmdA有杆腔面积：22232.6034mmdDAvmin=250/5=50mm/s.工进采用调速阀调速，由产品样本上查的其最小稳定流量qmin=0.04L/min2minminmin3.13mmvqAA2Amin，符合要求(8)油封型号根据要求，选用O型6b横刀架油缸的设计计算(1)由切削力Py=1500N，选用油缸工作压力MPa3.0P(2)缸径DmmPFD3.25103150013.113.16根据油缸直径系列圆整，取D=32mm(3)活塞杆直径dd=(0.5~0.55)D=16~17.6mm，取d=16mm(4)油缸工作行程的确定根据液压缸活塞行程参数系列（GB2349-80），取mmL25(5)油缸壁厚的确定根据要求，取ß=10mm(6)最小导向长度H25.17220DLH(7)活塞宽度BB=0.6D=0.6x32=19.2mm取整为20mm(8)缸盖滑动支撑面长度ll=0.6D=0.6x32=19.2mm取整为20mm(9)缸体长度的确定内部长度：mmBLl451外部长度：mmlBLl8522取2l=90mmC.纵刀架油缸的设计计算(1)由切削力Px=1800N，选用油缸工作压力MPa3.0P(2)油缸直径DmmPFD6.27103180013.113.16根据油缸直径系列圆整，取D=40mm(3)活塞杆直径d7D=(0.5~0.55)D=20~22mm，取d=20mm(4)油缸工作行程的确定根据加工阀芯零件的总长，取l=100mm(5)油缸壁厚的确定根据要求，取ß=10mm(6)活塞宽度BB=0.6D=19.2mm取整为20mm(7)缸体长度的确定L=l+B+2ß+z=100+20+2x10+10=150mm(8)验算无杆腔有效面积2221mm6.12564404ππDA错误!未找到引用源。有杆腔有效面积22125.94246.1256mmdAAAπs=0.10mm/rmin/500rnmin/5010.0500minmmsnv2minminmin800mmvqAA1A2Amin，符合要求(9)螺钉根据要求，取6个6M的螺钉对称分布在端盖上d.后刀架油缸的设计计算(1)由切槽切削力P=4200N，选用油缸工作压力P=2.5MPa（即压力继电器的调定压力）(2)缸径DmmPFD63105.2420013.113.16根据油缸直径系列圆整，取D=55mm(3)活塞杆直径dD=(0.5~0.55)D=31.5～34.65mm取d=32mm(4)油缸工作行程的确定根据液压缸活塞行程参数系列802349GBL=25mm8(5)活塞宽度Bmm8.37636.00.6DB取38cm(6)缸体长度的确定L缸=L+B+2ß+Z=25+38+2x10+10=96mm取L缸=100mm(7)验算无杆腔有效面积2212.31174mmDA错误!未找到引用源。有杆腔有效面积A2=A1-A2220.23134)(mmdD错误!未找到引用源。由已知得s=0.08mm/rn=250rpmv=nxs=20mm/minAmin=qmin/vmin=2000mm2A1A2Amin,液压缸有效作用面积能满足其最低工进速度2.流量和压力计算a.尾架油缸进油口压力MPaDFP99.142π选定min/L5.14q,减压阀调定压力MPa3.0Pb.横刀架油缸进油口压力minL/5.14qMpaFp87.14321500A22c.纵刀架油缸进油口压力9min/L25qMpaFP43.14401800A22d.后刀架油缸进油口压力MpaFp14.24504200A223.各阀类元件规格，确定压力阀调整值减压阀JF3-C10B,调整值P=0.5~6.3MPaPn=63mL/min单向阀AF3-Ea10B，MPa16额PMPa20maxPMPa05.0开Pq推=40L/min三位四通电磁换向阀34EF3O–E6BPn=16MPaqn=25L/min单向调速阀AQF3-E10BMPa16额PMPa20maxPqmin=40mL/minqmax=16L/minB25QIMPa3.6~5.0P单向顺序阀B10C3AXFMPa3.6~5.0PPn=63L/min二位二通电磁换向阀22EF3B–E6BMPa16额Pqn=25L/min二位四通电磁换向阀24E1/E2-25BPn=6.3MPaqn=25L/min溢流阀YF3-10BP=0~6.3MPaqn=63L/min4.辅助元件规格a.管接头选用扩口式端直通管接头85-GB5625.1选用外径mm14Dd=M18x1.510b.滤油器选用网式滤油器WU-25x180过滤精度：180μm联接形式：螺纹连接c.液压箱有效容积pqV)7~5(取V=5qp=5x15.314=76.57L取整V=80L选用油箱型号BEX-100油箱参数a=700mmb=500mmc=600mmd.钢管根据流量液压系统最大流量q=20L/min，取公称直径mmq8D钢管外径mm14D，管接头联接螺纹M14x1.5钢管壁厚mm15.油泵和电机的选用a.油泵选用确定泵得最高工作压力：MpaPPPP5.35.03确定泵得最大流量经计算得到，整个系统工作过程中所需要的qmax=11.78L/minqp错误!未找到引用源。K1错误!未找到引用源。=1.3x11.78=15.314(L/min)液压泵得额定压力PnPn=(1.25~1.6)Pp=3.8125~4.88MPa液压泵得额定流量qnqn=qp=15.314L/min为了节省成本和避免很大噪声，选择叶片式定量泵。选择定量叶片泵YB1-20公称排量q=20mL/r转速min/1450rn额定压力MPa3.6额P油泵效率ηv=0.80η总=0.6211驱动功率p驱=2.2kW选#20号油，工作温度为C50~C10b.电机选用经过分析可知，当液压系统处于卸荷状态时，系统最大功率，溢流阀调定压力设为4.0MPa.所需电机的功率为P=4.0x106x20x10-3/(60x0.78)=2.15kW查阅电动机产品样本，选用Y112M2-6额定功率为2.2kW同步转速为1000rpm元件明细表序号名称型号数量技术参数1单作用叶片泵YB1-201Qn=20L/min,n=960rpmPn=6.3MPa2电动机Y112M2-61pn=3.0kWn=2870rpm3单向阀AF3-Ea10B1MPa20maxPMPa16额PMPa05.0开Pq推=40L/min4二位二通电磁换向阀22EF3B–E6B2MPa16额Pqn=25L/min5二位四通电磁换向阀25B24E11Pn=6.3MPaqn=25L/min6三位四通电磁换向阀B6E30E