液壓畢業(yè)設計樣本.doc

天津中德職業(yè)技術學院 Tianjin Sino-German Vocational Technology Institute 汽車航空系 Automobile & Aviation Department項目一：波向檢定裝置液壓系統(tǒng)設計教學過程的實施如下:教學目標：使學生掌握液壓系統(tǒng)設計步驟及方法教學程序：根據(jù)教學安排該項目教學的實施應在學生完成液壓傳動課程之后進行。1.由教師指定該項目；2. 學生分組調(diào)研、查閱相關資料；3.學生集中在一起對該項目進行仔細認真的研討，提出自己的見解，大家經(jīng)過充分的交流溝通，分組制定各小組的項目方案；4. 教師指導學生復習與該項目相關的知識內(nèi)容；5.小組內(nèi)進行分工，學生協(xié)作完成項目設計的相關內(nèi)容；6教師或企業(yè)技術人員進行點評。一 、 原始依據(jù)： 設計要求，主要技術指標及基本要求 1.完成回轉，升降，擺動3個動作 （1）回轉速度515s內(nèi)回轉150可調(diào)，重量1500kg，在一圈內(nèi)可停留在任意位置在此位置上擺動150。 （2）升降速度240s內(nèi)，400mm可調(diào)，負載1500kg （3）擺動周期同升降，角度450 可調(diào)，負載200kg 2.輸入信號為正弦信號 （1）回轉角度=/12 sin2/5t （2）升降位移y=0.4+0.4sint （3）擺動角度=/4sint 3.系統(tǒng)壓力Pmax=20MPa 二 、 設計內(nèi)容和要求： 1.液壓系統(tǒng)工作原理圖的設計及原理圖的動畫 2.液壓系統(tǒng)的設計、計算機液壓元件的選型 3.集成塊的設計原理及集成塊圖（圖紙2張） 4. 泵架零件圖（圖紙1張） 5. 泵站總裝圖（圖紙1張） 6油箱零件圖 （圖紙1張） 7電機控制原理圖（圖紙1張） 波向檢定裝置項目設計說明書一、液壓系統(tǒng)工作原理升降運動：比例電磁換向閥（11）通正(負)向電壓時，油液帶動雙活塞桿液壓缸（16）向上（下）運動，模擬海上水面產(chǎn)生的漩渦?；剞D運動：比例電磁換向閥（12）通正(負)向電壓時，回轉馬達（15）逆（順）時針旋轉,并且可以實現(xiàn)在一圈內(nèi)停留在任意位置且在此位置上擺動150 ，模擬海上水面產(chǎn)生的旋渦。搖擺運動：比例電磁換向閥（13）通正(負)向電壓時，擺缸（14）向左（右）往復擺動，模擬海上水面產(chǎn)生的波浪。 雙活塞桿液壓缸、回轉馬達和擺缸三個執(zhí)行元件動作的合成，將模擬波浪的運動。二、液壓元件明細表序號名稱型號件數(shù)1油箱自制12吸油濾油器（升降）WU225*80J13液壓泵（升降）T6C0172R00114雙聯(lián)泵（回轉 搖擺）T6CC003/0062R02115電動機（升降）Y200L416電動機（回轉 搖擺）Y160L417壓油濾油器（搖擺）ZUH40518壓油濾油器（升降）ZUH1001019直動溢流閥DBDH6P10/200210先導式電磁溢流閥DBW10B330/315G24Z5L111比例伺服閥（升降）BOSCH 10 0811404803112比例伺服閥（回轉）BODCH 6 0811404613113比例伺服閥（搖擺）BODCH 6 0811404612114擺缸TUBFZD40180115回轉馬達BM3080116液壓缸812MG80LW6345M820DFEDMD1三 、執(zhí)行元件的確定及選型 回轉馬達：1.計算回轉馬達參數(shù)及選型馬達類型：馬達為低速大扭矩馬達，速度為幾百轉/分鐘，確定回轉馬達為擺線馬達。系統(tǒng)壓力：系統(tǒng)壓力初步確定為P=15MPa傳動比：減速機i1=8，大小齒輪i2=12通過載荷分析給出馬達轉矩為M馬達=100N.m，查閱馬達機械效率Nm=0.9計算馬達q MMT馬達 =P馬q馬/2 M馬達=MMT馬達Mm=P馬q馬Mm/2q馬達=2M馬達/P馬Mm=（10023.14）/（0.915106）=46.52ml/r計算馬達n=/12 sin0.4t =2/30COS0.4t當COS0.4t=1時，有最大值 max =2/30=0.33rad/s 又=2n 負載最大轉速n max =Max/2=（0.3360）/（23.14 ）=3.15 r/min馬達的最大轉速為n馬max =i1i2nmax =1283.15=302.4r/min馬達的最慢轉速為=/12sin2/15t min =/122/15cos2/15t min=2/90 =0.11 rad/s 馬min =i1i2min =2128/9060=633 r/minn馬min =馬min/2=633/6.28=100.8r/min根據(jù)計算得出馬達的最大轉速為n馬max=302.4r/min，最慢轉速為n馬min=100.8r/min，根據(jù)馬達的適用p，n，q查樣本馬達型號為BM30-80 2.選擇對應回轉馬達的液壓泵確定參數(shù)P泵 =20MPa，泵的類型為葉片泵PV =0.95，根據(jù)選型馬達排量q馬達 =80ml/r1） 計算泵的q泵 Q泵理 =n電機q泵 又因為Q泵實=Q馬達理論=Q泵理pv= n電機q泵所以馬達的要求流量Q=n馬q馬 =302.48010-3=24.2l/min 若選泵使用電機，即同步轉速為1500r/min ，所以Q泵=n電機q泵pv q泵=（n馬maxq馬達）/（n電機pv）=（302.480）/（15000.95）=16.97ml/r2） 選泵l 由于要適用20MPa下的高壓，查樣本后確定為T6型柱梢式葉片泵l 此泵型號為 T6C-005-2R02-1 q=17.1 ml/rl 通過校核，發(fā)現(xiàn)泵的排量不能達到要求，故重選T6C-006-2R02-1 q=21.2 ml/r 擺缸： 1.計算擺缸相關參數(shù)及選型已知：確定系統(tǒng)壓力P15MPa，通過分析計算得出，擺缸的扭矩為M擺缸=50N/M，擺動角度為900 所以查樣本確定此擺缸為TUB型搖擺液壓缸，型號為TUBFZD40-1802.確定泵因為=/4sint =2/4cost 所以當cost=1時，max=2/4=2.47r/s 所以齒條上的最大線速度為Vmax=maxL6=2.475510-3=0.136m/s 馬達上所需要最大流量為Q馬max= VmaxD2/4 =0.13660/440210-6103=10.25l/min 又因為Q泵理=n電q泵=Q泵實/pv q泵=Q泵實/n電pv=10.25/15000.95103=7.2ml/r 選T6型柱銷式葉片泵，型號：T6CC-003-2R-02-1； p泵=20MPa ，q=10.8 ml/r3. 型號的確定：為降低成本，合理選用，故回轉搖擺可據(jù)樣本選雙聯(lián)泵，型號為：T6CC-003/006-2R02-1四.選擇伺服液壓缸：一般為雙出桿，雙邊有活塞桿，雙向液壓驅動，可實現(xiàn)等速往復運動1. 液壓缸的類型為雙出桿液壓缸，壓力P=15MPa，已知負載F=1500kg雙桿液壓缸活塞及活塞桿直徑的確定：F=P（D2-d2）/4，D為缸筒直徑，d為活塞直徑，由書中查出P7MPa，可取d=0.7D即F=P0.51D2/4 D=4F/0.51P=（415009.8）/（0.51151063.14）103=49.5mm d=0.749.5=35mm AL=F/P=（15009.8）/（15106）=9.8cm2根據(jù)計算從樣本中查出D=63，d=45，行程為820mm伺服缸的標準系列為下述規(guī)格：活塞直徑活塞桿直徑有效面積F(10Mpa的作用力)D=5022253615.8313.489.461.5871.350.95D=6328364525.0320.9915.262.52.101.57D=8036455640.0935.0625.034.013.572.56升降液壓缸確定為雙出桿液壓缸，根據(jù)計算結果從樣本中查出雙出液壓缸的型號為：812MG80LW6345M820DFEDMD 2.選擇液壓泵Q缸max=Vmax AL 據(jù)已知y=0.4+0.4sint V=y=0.4cost 只有當cost=1時，Vmax=0.4=1.256m/s 所以系統(tǒng)不能達到1.256m/s，給定的Vmax=0.84m/s，所以Qmax=0.8415.2610-460103=76.9l/minQ泵pv=Q缸max q泵=Qmax剛/pvn電機=（76.9103）/（0.951.5103）=54ml/mi所以泵的型號為T6C-017-2R00-1 q=58 ml/r五.選擇電機： 1.回轉和搖擺系統(tǒng)的電機功率l N電機=P（Q回+Q擺）=15106（10.8+21.2）10-61.5103/60=12kwl 求電機N時要考慮系統(tǒng)的機械效率和電機效率，取=0.8 N電機= 12/0.8=15kwl 回轉和搖擺系統(tǒng)電機型號為：Y160L-4，N=15kw，n=1460r/min2.升降系統(tǒng)電機效率l N=PQ=151065810-61.5103/6010-3=21.75kw l N電機=N/0.8=21.75/0.8=27.2kwl 升降系統(tǒng)電機型號為：Y200L-4 N=30kw n=1470r/min六.校核：1.回轉系統(tǒng)： 葉片泵型號為T6C-005-2R02-1 q=17.1ml/r Q泵實出=nqpv=146017.11030.95=23.72l/minQ馬達所需=24.2 l/min 二次校核：重選泵的型號為T6C-006-2R02-1 q=21.2ml/rQ泵實出=146021.210-30.95=29.4l/minQ馬達所需=24.2l/min 2.搖擺系統(tǒng)：葉片泵型號為T6C-003-2R02-1 q=10.8ml/rQ泵實出= nqpv=147010.810-30.95=15.08l/minQ搖擺馬達所需=10.25l/min 3.升降系統(tǒng)：液壓泵型號為T6C-017-2R00-1 q=58ml/rQ泵實出= nqpv=14705810-30.95=81l/minQ缸max=76.9l/min通過校核，上述系統(tǒng)中的元件的選取符合要求，系統(tǒng)能按照要求工作。七、控制元件及輔助元件的型號1. 比例伺服閥：根據(jù)系統(tǒng)工作壓力、最大流量選擇換向閥的型號。.回轉系統(tǒng)：比例伺服閥型號為BOSOH.0811404613此閥為6通徑,即NG6， Q=40.搖擺系統(tǒng)：比例伺服閥為型號為BOSOH.0811404612此閥為6通徑,即NG6， Q=24.升降系統(tǒng)：比例伺服閥為型號為BOSOH.0811404803此閥為10通徑，即NG10 Q=1002. 溢流閥：根據(jù)系統(tǒng)工作壓力、最大流量選擇溢流閥的型號。.回轉和搖擺系統(tǒng)的溢流閥選擇：回轉和搖擺系統(tǒng)的溢流閥為直動式溢流閥，型號為DBDH6P10/200/2參數(shù):工作壓力P=40bar;壓力等級為200bar;流量為60l/mina.因為回轉和搖擺系統(tǒng)泵的功率較小，壓力等級為200bar,系統(tǒng)的功率損失相對也比較大，在系統(tǒng)對油液、溫度要求不是很高的場合下，基于成本考慮系統(tǒng)選用直動式溢流閥。b.直動式溢流閥的原理：在靜止位置，溢流閥關閉。如果進口壓力達到開啟壓力，則P口與T口接通。當P口的壓力小于設定壓力時，溢流閥再次關閉。箭頭表示流動方向。 溢流閥開啟壓力取決于其在一定流量下的公稱壓力，所以對于溢流閥，應規(guī)定其公稱壓力和溢流量。根據(jù)這兩個參數(shù)可繪制出溢流閥的壓力流量特性曲線?？烧{(diào)參數(shù) 公稱壓力: 0 . 200 bar (50 bar) 溢流量: 0 . 16 l/min (2 l/min).升降系統(tǒng)的溢流閥選擇：升降系統(tǒng)的溢流閥型號為DBW10B-3-30/315G24Z5L.參數(shù)：工作壓力P=63bar;流量為120l/min a.先導式電磁溢流閥壓力等級315bar。因為壓力高、流量大，所以選先導式溢流閥。b.先導式溢流閥的原理：先導式溢流閥有主閥和先導閥組成，在靜止位置，溢流閥關閉。如果進口壓力超過先導閥設定的壓力時，先導閥開啟，使主閥芯進口壓力達到開啟壓力，則P口與T口接通。可調(diào)參數(shù) 公稱壓力: 0 . 200 bar (50 bar) 溢流量: 0 . 16 l/min (2 l/min)3. 單向閥的選擇： .根據(jù)泵的輸出流量確定單向閥的規(guī)格。a.搖擺系統(tǒng)與回轉系統(tǒng)選通經(jīng)10。型號為參數(shù)：開啟壓力為0.05MPa.b.升降系統(tǒng)通經(jīng)20。型號為.參數(shù)：開啟壓力為0.1MPa. .單向閥原理：單向導通，反向截止。性能要求：壓力損失小，密封性能好。應用：泵的出口要求壓力性能小，起避免系統(tǒng)的壓力油倒灌泵。4. 確定液壓輔助元件： .吸油濾油器的確定：全部選用網(wǎng)式濾油器。a.吸油濾油器：Q p >2QP 濾油器的流量大于2倍的泵的吸油量b.回轉與搖擺系統(tǒng)選 WU-63*80-J。參數(shù)：通徑為25mm 公稱流量為63 過濾精度為80m 用于管式連接。c.升降系統(tǒng)選WU-225*80-J。參數(shù)：通徑為50mm 公稱流量為225 過濾精度為100m 用于管式連接。.壓油濾油器：選擇是要大于泵的實際輸出流量即可。a.回轉系統(tǒng)（2.9） 型號為 ZU-H405b.搖擺系統(tǒng)（15） 型號為 ZU-H251c.升降系統(tǒng)（81） 型號為 ZU-H10010.各種濾油器的特點：a.網(wǎng)式濾油器：結構簡單，通流能力大，清洗方便，但過濾的精度低，一般用于液壓泵的吸油口。b.線隙濾油器：結構簡單，通流能力大，過濾的精度比網(wǎng)式濾油器高但不易清洗。c.紙質(zhì)濾油器：過濾精度高，一般用于油液的精過濾，但堵塞后無法清洗，須經(jīng)常更換濾芯。d.燒結式濾油器：濾芯能承受高壓，抗腐蝕性能好，過濾精度高，適用于要求精過濾的高壓高溫液壓系統(tǒng)。5. 螺栓及其墊圈的選擇：螺栓及其墊圈的型號：M37（JB1000-77）6. 空氣濾清器的選擇：EF6-80 油箱加油時要將蓋擰開從此處加油考慮加油流量與油箱的容積，從而決定加油時間。7. 油箱清洗蓋：型號為YG-4528. 液位計：根據(jù)螺釘中心距選用YWZ-200TA。9. 油管直徑：金屬管：管內(nèi)油液的推薦流速。對吸油管：可取V12（范圍放寬）0.81.5。對壓油管：可取V2.55（4-6）油液粘度大的取最小值，壓力高的取最大值，壓力小的取小值，管道長的取小值，短的取大值。對回油管道：可取V1.52.5。管子內(nèi)徑的計算：d1.13.回轉馬達泵：QT=nq=1460=30.95 =.搖擺馬達泵： 對吸油管路徑：， 1.5 =25.7mm =25mm 對壓油管路徑：= ，6 回轉：= 搖擺：=8.9mm d壓=10mm 取的管頭。.升降泵的油管：QT=nq=58 用的管接頭。10