汽车板簧分选实验压力机合工大液压传动课程设计

液压传动课程设计合肥工业大学设计题目：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1目录1、课程设计的任务与安排·······································21.1设计题目·····················································21.2设计要求·····················································21.3进度安排·····················································22、工况分析·····················································33、液压缸主要参数的确定·······································43.1初选液压缸的工作压力·········································43.2计算液压缸的尺寸·············································43.3绘制液压缸的工况图···········································54、拟订液压系统原理图·········································75、选取液压元件················································96、验算液压系统的性能·········································116.1液压系统压力损失的验算和泵压力调整····························116.2液压系统发热温升的验算········································127、主要零件强度校核············································137.1缸筒壁厚校核··················································137.2活塞杆直径校核················································137.3螺栓校核······················································13总结·····························································15参考文献·························································1621、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、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。32、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=30000Nw：液压缸的机械效率，一般取0.9~0.97.这里我们取w=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/w)/N快进00工进（加载）0—300000—31915保压3000031915慢退30000—031915—0快退00根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘出负载图（图1）和速度图（图2）：图1液压缸的负载图图2液压缸的速度图31915424)2211064.88(11mPPFAmmmAD2.10641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/KN55~1010~2020~3030~5050工作压力/MPa0.8~11.5~22.5~33~44~5≥5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/MPa0.8~23~52~88~1010~1820~323.2计算液压缸的尺寸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mmDd1.75707.0mm5.75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：24222421077.44)(4100.95421mdDAmDA经验算，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。5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=（0，6~1）D=66~110mm取B=80mm导向套长度：C=（0.6~1）D=66~110mm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：快进q=24d快进v233335801014107.03104.22min4mmLss工进q=24D工进v233335110100.4103.8100.23min4mmLss慢退q=慢退vA23343644.77100.4101.79100.11minmmLss快退q=快退vA23343544.771014106.27103.76minmmLss表4液压缸在各工作阶段的压力、流量和功率值工作循环负载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）0—319150.5—3.600.50.230.014保压3191500.200慢退31915—03.60—0.50.50.230.014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app5105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=0.5MPa6图3液压缸的工况图74、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、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工作原理如下：电磁铁动作1YA2YA3YA快进+——工进（加载）+—+保压——+慢退—++快退—+—81.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——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；9kWqpPppp039.0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∑Δp1=0.5Mpa，考虑到压力继电器的动作可靠，要求压差Δpe=0.5Mpa，所以泵的工作压力为：Pp=p1+∑Δp1+Δpe=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qp≥K∑qmax=5.5L/min3）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pq=1pq+2pq=[6.710000.95/1000]L/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。10mmvqd77.144111mmvqd134122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6.77—VA1-12F-A323位5通电磁换向阀606.30.3D4-03-3C2-A23直动式溢流阀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