畢業(yè)設(shè)計--液壓升降機

《畢業(yè)設(shè)計--液壓升降機》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計--液壓升降機（37頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、授課：XXX 目錄目錄摘要摘要.2一.設(shè)計題目.5二.工況分析.6三.擬定液壓系統(tǒng)原理.8四.機械系統(tǒng)設(shè)計方案.13五.液壓系統(tǒng)設(shè)計方案.23六.PLC 設(shè)計.35七七.總結(jié)總結(jié).45八八.參考文獻參考文獻.46摘摘 要要授課：XXX液壓傳動相對于機械傳動來說，是一門發(fā)展較晚的技術(shù)。自 18 世紀末英國制成世界上第一臺水壓機算起，液壓傳動技術(shù)只有二三百年的歷史。直到 20 世紀 30 年代它才較普遍地用于起重機、機床及工程機械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭需要，出現(xiàn)了由響應迅速、精度高的液壓控制機構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應用于各

2、種自動機及自動生產(chǎn)線，從而使它在機械制造、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、汽 車制造等行業(yè)得到推廣應用。機電專業(yè)課程設(shè)計環(huán)節(jié)是為了學生能夠更好地鞏固和實踐所學專業(yè)知識而設(shè)置的，在本次課程設(shè)計中，我們以機電傳動控制以及液壓與氣壓傳動中所學知識為基礎(chǔ)，設(shè)計了壓塊機液壓及控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)主要由液壓缸，換向閥，溢流閥，壓力繼電器，插裝閥及各類泵組成，能實現(xiàn)顆粒散料的壓制加工。PLC 控制部分主要由定時器，繼電器及行程開關(guān)組成，對整個液壓系統(tǒng)的起控制作用論文介紹了應用 PLC 技術(shù)對升降平臺液壓系統(tǒng)進行控制的設(shè)計方法和實現(xiàn)過程。采用 PLC 控制，提高了該機器的可靠性，降低了人力成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益

3、。由于該行業(yè)在生產(chǎn)過程中，要求提高生產(chǎn)自動化。若完全采用液壓控制，這種控制方式電子線路復雜、繼電器使用數(shù)量多，造成電氣控制部分可靠性差、故障率高，日常維護量大。隨著可編程控制器（PLC）技術(shù)的發(fā)展，把 PLC 控制技術(shù)應用于裝藥機液壓裝置的控制中，取代原有的液壓裝置控制線路。簡化了電器控制電路，提高了可靠性，取得了很好的使用效果。并且易于修改控制程序，提高了控制系統(tǒng)的可擴展性。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：升降平臺，液壓控制，可編程控制器，可靠性。授課：XXXAbstractRelative to the hydraulic mechanical transmission, it is a late deve

4、lopment of the technology. Since the 18th century the British made the worlds first counting hydraulic press, hydraulic drive technology is only two or three hundred years of history. 30 years until the 20th century it was more commonly used in cranes, machine tools and construction machinery. Durin

5、g World War II, the War, emerged from the rapid response and high precision hydraulic control agencies of various military weapons and equipment. After World War II, after the war quickly to civilian industrial hydraulic technology, hydraulic technology continues to apply all kinds of automatic mach

6、ines and automatic production lines, making it the machinery, engineering machinery, agricultural machinery, automotive manufacturing and other industries promote the use of .60 years since the 20th century, with the hydraulic technology of atomic energy, space technology, computer technology and ra

7、pid development and penetration into various industrial fields. Hydraulic technology has begun to high-speed, high-pressure, high power, high efficiency, low noise, durable, highly integrated direction. At the same time, new hydraulic components and hydraulic systems computer-aided design (CAD), com

8、puter-aided test (CAT), computer direct control (CDC), mechanical and electrical integration technologies, reliability, technology, and also the current hydraulic drive and control technology development and research direction.This paper describes the application of PLC technology to charge hydrauli

9、c system to control the design and implementation process.With PLC control and improve the reliability of the machine, reducing labor costs and improve the economic efficiency of enterprises.As the industry in a high risk of the production process, for greater automation.If the total hydraulic contr

10、ol, this control complex electronic circuits, relays quantity, resulting in poor reliability of electrical control failure rate, large amount of routine maintenance.With the programmable logic controller (PLC) technology, the PLC control technology in charge of hydraulic control device to replace th

11、e hydraulic control circuit devices.Simplifies the electrical control circuit, improved reliability, made good use of effects.And easy to change control procedures and improve the control system scalability.Key words：Charge Machine,Hydraulic control,PLC,Reliability.授課：XXX一一. .設(shè)計題目設(shè)計題目 設(shè)計一液壓頂升工作臺及控制系

12、統(tǒng)，該液壓缸采用豎直放置，工進速度為 0.2m/min，最大采用 PLC 控制，使其可以順利完成工作狀態(tài)及任意位置停止，整個頂升工作臺可實現(xiàn)手動和自動的轉(zhuǎn)換，并利用 PLC 完成頂升動作的自動循環(huán)，其動作為電機啟動頂升裝置快速上行行程開關(guān)頂升裝置慢速上行行程開關(guān)頂升裝置停留定時器 20 秒裝/卸載重物壓力傳感器頂升裝置慢速下降 限位開關(guān)停止 需要考慮以下特殊工況:1 頂?shù)綐O限位置時，保持系統(tǒng)壓力防止頂升物下滑；2 工作中，突遇斷電情況，保持系統(tǒng)壓力防止頂升物下滑；3 在任意位置需要停機時，保持系統(tǒng)壓力防止頂升物下滑；4 故障自動停機，將頂升物鎖在當前位置。二二.工況分析工況分析2.12.1 運

13、動分析運動分析液壓缸的速度在整個行程過程中都比較平穩(wěn)，無明顯變化，在起升的初始階段到運行穩(wěn)定階段，其間有一段加速階段，該加速階段加速度表較小，因此速度變化不明顯，形成終了時，有一個減速階段，減速階段加速度亦比較小，因此可以說升降機在整個工作過程中無明顯的加減速階段，其運動速度比較平穩(wěn)。液壓缸的運動特點如下 vL 圖所示，液授課：XXX壓缸開始以勻加速上升，速度達到 1m/min 時，液壓缸勻速上升，之后開始勻減速上升；當上升到 600mm 時，觸碰到行程開關(guān) SQ1 時，進入慢速上升階段，液壓缸繼續(xù)勻減速上升，達到總行程 1000mm 時觸碰到行程開關(guān) SQ2 時，液壓缸開始保壓停留，裝卸貨物

14、后通過壓力傳感器，液壓缸開始勻加速下降，達到 0.2m/min 液壓缸繼續(xù)勻速下降，經(jīng)過行程開關(guān) SQ1 時，液壓缸開始勻減速下降，直至接觸到限位開關(guān)，液壓缸停止運動。授課：XXX 圖圖 2-1 運動部件速度循環(huán)圖運動部件速度循環(huán)圖2.22.2 負載分析負載分析 工作負載是在工作過程中由于機器特定的工作情況而產(chǎn)生的負載，而對于頂升機械，其重物的重量就是工作負載。本設(shè)計中升降機的最大頂升作用力為 190KN，負載由于都是190KN，所以無需分析。授課：XXX三三.擬定液壓系統(tǒng)原理擬定液壓系統(tǒng)原理液壓系統(tǒng)方案是根據(jù)主機的工作情況，主機對液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件，以成本，經(jīng)濟

15、性，供貨情況等諸多因素進行全面綜合的設(shè)計選擇，從而擬訂出一個各方面比較合理的，可實現(xiàn)的液壓系統(tǒng)方案。其具體包括的內(nèi)容有：油路循環(huán)方式的分析與選擇，油源形式的分析和選擇，液壓回路的分析，選擇，合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定。3.13.1 油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種，其各自特點及相互比較見下表：表 3-1油液循環(huán)方式散 熱 條 件抗 污 染 性系 統(tǒng) 效 率其 它限速制動形式開 式較方便，但油箱較大較差，但可用壓力油箱或其它改善管路壓力損失較大，用節(jié)流調(diào)速效率低對泵的自吸性能要求較高用平衡閥進行能耗限速，用制動閥進行能耗制動，可引起油液發(fā)熱閉 式

16、管路壓力損失較小，容積調(diào)速效率高對主泵的自吸性能要求低較好，但油液過濾要求高較好，需用輔泵換油冷卻液壓泵由電機拖動時，限速及制動過程中拖動電機能向電網(wǎng)輸電，回收部分能量開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。比較上述兩種方式的差異，再根據(jù)升降機的性能要求，可以選擇的油路循環(huán)方式為開式系統(tǒng)，因為該升降機主機和液壓泵要分開安裝，具有較大的空間存放油箱，而且要求該升降機的結(jié)構(gòu)盡可能簡單，開式系統(tǒng)剛好能滿足上述要求。授課：XXX3.23.2 開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇當系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件時，開始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式

17、又可以分為串聯(lián)，并聯(lián)，獨聯(lián)，以及它們的組合-復聯(lián)等。串聯(lián)方式是除了第一個液壓元件的進油口和最后一個執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵和油箱相連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進，出油口依次相連，這種連接方式的特點是多個液壓元件同時動作時，其速度不隨外載荷變化，故輕載時可多個液壓執(zhí)行元件同時動作。3.33.3 調(diào)速方案的選擇調(diào)速方案的選擇 調(diào)速方案對主機的性能起決定作用，選擇調(diào)速方案時，應根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負載特性和調(diào)速范圍及經(jīng)濟性等因素選擇。常用的調(diào)速方案有三種：節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。本升降機采用節(jié)流調(diào)速回路，原因是該調(diào)速回路有以下特點：承載能力好，成本低，調(diào)速范圍大，適用于小功率，

18、輕載或中低壓系統(tǒng) 。3.43.4 選擇基本回路選擇基本回路（1）調(diào)速方式的選擇 液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式可分為節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路和容積節(jié)流調(diào)速回路三種方式。由工況得知，該液壓系統(tǒng)功率較小，工進速度低，工作負載為頂升作用力且工作中變化小，故可選用進油路節(jié)流調(diào)速回路，為防止負載突然消失引起的運動部件前沖現(xiàn)象，在回油路上加背壓閥。（2）液壓泵形式的選擇 系統(tǒng)工作循環(huán)主要由低壓大流量和高壓小流量兩個階段組成，最大流量的時間之比。6 .15/21tt上述數(shù)據(jù)表明，在一個工作循環(huán)中，液壓油源在大部分時間都處于高壓小流量供油狀態(tài)，只有小部分時間工作在低壓大流量供油狀態(tài)。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，采

19、用一個大流量定量泵和一個小流量定量泵雙泵串聯(lián)的供油方式，有利于降低能耗和生產(chǎn)成本。圖 3-2（3）速度換接方式的選擇 由于快進速度與工進速度相差很大，為了換接平穩(wěn)，選用行授課：XXX程閥控制換接回路?？焖龠\動通過差動回路來實現(xiàn)。授課：XXX(4)換向回路選擇 為了換向平穩(wěn)，選用電磁換向閥。為了便于實現(xiàn)液壓缸的中位停止和差動連接，選用三位五通閥。(5)壓力控制回路的選擇 系統(tǒng)在工作狀態(tài)時高壓小流量泵的工作壓力由溢流閥調(diào)整，同時用外控順序閥實現(xiàn)低壓大流量泵卸荷。3.53.5 回路合成回路合成對選定的基本回路在合成時，有必要進行整理、修改和歸并。具體方法為；1）防止工作進給時液壓缸進油路、回油路相通

20、，需接入單向閥 8。2）要實現(xiàn)差動快進，必須在回油路上設(shè)置液控順序閥 10，以阻止油液流回油箱。此閥通過位置調(diào)整后與低壓大流量泵的卸荷閥合二為一。3）為防止機床停止工作時系統(tǒng)中的油液回油箱，應增設(shè)單向閥。4）初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如下所示： 圖 3-3授課：XXX主缸運動工作循環(huán)主缸運動工作循環(huán)快速上升：1YA 斷電， 2YA、3YA 斷電。進油路：單向閥三位四通電磁換向閥左位單向閥二位二通電磁閥液控單向閥?；赜吐罚阂嚎貑蜗蜷y三位四通電磁換向閥背壓閥油箱慢速上升：活塞桿碰到行程開關(guān)，1YA、3YA 通電，2YA 斷電。1S進油路：單向閥三位四通電磁換向閥調(diào)速閥液控單向閥回油路：同快速上升。慢速

21、下降：2YA 通電，1YA，3YA 斷電。進油路：單向閥三位四通電磁換向閥右位液控單向閥?；赜吐罚阂嚎貑蜗蜷y調(diào)速閥三位四通電磁換向閥背壓閥油箱。詳細解釋：詳細解釋：（1）快速上升當液壓系統(tǒng)總開關(guān)開啟（連接 PLC）時，三位四通電磁換向閥左位接通，再經(jīng)二位二通電磁閥的左位，經(jīng)液控單向閥流入液壓缸的下缸，使工件快速上升，回油液控單向閥、授課：XXX三位四通電磁換向閥、背壓閥經(jīng)流回油箱。此時雙泵供油。授課：XXX（2）慢速上升當碰到行程開關(guān) SQ1 時，二位二通電磁閥右位接入，油液經(jīng)調(diào)速閥、單向閥、液控單向閥流入液壓缸下缸，液壓缸開始慢速上升，回油與快速上升相同，而此時雙聯(lián)葉片泵的右泵經(jīng)液控順序閥留

22、、流郵箱，左泵單泵供油。當液壓缸碰到 SQ2，液壓缸停留。液控單向閥在此時有保壓作用。（3）慢速下降當裝卸貨物時，壓力傳感器控制液壓缸慢速下降（這一過程有 PLC 控制）,此時三位四通電磁換向閥右位接入，油液經(jīng)液控單向閥進入上缸，回油經(jīng)液控單向閥、單向閥、調(diào)速閥、三位四通電磁換向閥、背壓閥經(jīng)流回油箱。此時雙聯(lián)葉片泵的右泵經(jīng)液控順序閥留、流郵箱，左泵單泵供油，同慢速上升。最后遇限位開關(guān)停止，這是三位四通電磁換向閥回復中位，液壓系統(tǒng)卸載。表 3-4 動作名稱1YA2YA3YA快速上升+-慢速上升+-+保壓-減速下降-+ -停止-電磁鐵工作情況表電磁鐵工作情況表四四.機械系統(tǒng)設(shè)計方案機械系統(tǒng)設(shè)計方案

23、4.14.1 根據(jù)負載計算設(shè)計參數(shù)，主缸壓力，主缸直徑根據(jù)負載計算設(shè)計參數(shù)，主缸壓力，主缸直徑授課：XXX1液壓缸的工作壓力液壓缸工作壓力主要根據(jù)運動循環(huán)各階段中的最大總負載力來確定，此外，還需要考慮以下因素：（1）各類設(shè)備的不通特點和使用場合。（2）考慮經(jīng)濟和重量因素，壓力選得低，則元件尺寸大，重量重；壓力選得高一些，則元件尺寸小，重量輕，但對元件的制造精度，密封性能要求高。（3）所以，液壓缸的工作壓力的選擇方式：一是根據(jù)機械類型選；二是根據(jù)切削負載選。液壓缸的輸出力由工作壓力 p 和活塞有效面積 A 決定的，而液壓缸的輸出速度 v 是由輸入液壓缸的流量 q 和活塞有效面積 A 決定的。即

24、F=P*A v=q/A各類機械設(shè)備常用工作壓力表表 4-1機床機械類型磨床組合床龍頭刨床拉床農(nóng)業(yè)機械工程機械工作壓力/Mpaa235881010162032由表各類液壓設(shè)備常用工作壓力查得工作壓力 P=16Mpa2液壓內(nèi)徑計算D=4/FP根據(jù)式中 F液壓缸的理論輸出力 P供油壓力（Mpa 需要的液壓缸的理論輸出力 F 和系統(tǒng)選定的供油壓力 P 來計算缸筒內(nèi)徑 DD=）4/FP液壓缸的理論輸出力 F，可按下式確定F= 0 iF式中 F0活塞的實際工作里負載率，一般取 0.5-0.7，計算中取 0.6液壓缸的總效率，計算中取 0.9iF=351.9KN 1900.6*0.9授課：XXX則 D=16

25、7.34 根據(jù)表 GB/T 2348-49 圓整后 D=180364*351.9*103.14*16*103.活塞桿直徑計算根據(jù)強度要求計算活塞桿直徑 d，當活塞桿在穩(wěn)定狀態(tài)下僅承受軸向載荷時，活塞桿直徑d 按抗拉，抗壓強度計算如下：D4 F 式中 F液壓缸輸出力 活塞桿材料的許用應力（Mpa）,當活塞桿為碳鋼時，=100Mpa -120Mpa， 計算中取 100Mpa。d=66.9 根據(jù)表 GB/T 2348-49 圓整后 d=70364*351.9*103.14*100*104.24.2 缸筒設(shè)計缸筒設(shè)計1.材料選擇：缸筒材料及加工要求 缸筒材料通常選用 20、35、45 號鋼，當缸筒、缸

26、蓋、掛街頭等焊接在一起時，一般采用 45 號鋼，在粗加工之后調(diào)質(zhì)到 241-285HBS。另外缸筒也可以采用鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、青銅和鋁合金等材料加工。缸筒與活塞采用橡膠密封圈時，其配合推薦采用，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取H9/f8，若采用活塞環(huán)密封時，推薦采用配合，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度aR0.1 0.4 mH7/g6取。aR0.20.4 m缸筒內(nèi)徑應進行研磨。為防止腐蝕，提高壽命，缸筒內(nèi)表面應進行渡鉻，渡鉻層厚度應在 30-40，渡鉻m后缸筒內(nèi)表面進行拋光。缸筒內(nèi)徑的圓度及圓柱度誤差不大于直徑公差的一半，缸體內(nèi)表面的公差度誤差在500mm 上不大于 0.03mm。缸筒缸蓋采用螺紋連接時，其螺紋采用中

27、等精度。缸筒厚度 =+01C2C式中 缸筒材料強度要求的最小值0 缸筒外徑公差余量1C 腐蝕余量2C授課：XXX按中等壁厚缸筒計算 =（0.08-0.3）D=16-60 取 19.5缸筒外徑 D1=D+2=180+2*19.5=2452.缸筒厚度驗算工作額定壓力應小于一極限值，以保證工作安全0.35=0.35*=38.6MpanP22121*()SDDD222340*(219180 )219為避免塑性變形，額定工作壓力應滿足Pn（0.35-0.42） 缸筒發(fā)生安全塑性變形的壓力plPplP=2.3lg=2.3*340lg=66.6MpaplPs1DD219180Pn(0.35-0.42)*66

28、.6=23.31Mpa-27.97Mpa缸筒底部厚度采用平行缸底，當缸底平面且無油孔，缸底厚度 h 為：h=0.433Dmax P式中 D 缸筒內(nèi)徑 最大工作壓力，當工作壓力 P16Mpa 時，=1.5P。當工作壓力 P16MpamaxPmaxP時，=1.25P，計算中取=1.25P=20MpamaxPmaxP 材料的許用應力（Mpa） = bn缸筒材料的抗拉強度，根據(jù)表缸筒常用無縫鋼管的材料力學性能查得b45 號鋼的=600Mpa，根據(jù)表安全系數(shù) n查得，靜載荷下的鋼的安全系數(shù)bn=3,=200Mpa h=0.433*180*=24.486620*10200*103.缸筒與缸蓋的連接方式缸筒

29、與剛蓋的連接形式如下：缸筒和前端蓋的連接采用螺栓連接，其特點是徑向尺寸小，重量輕，使用廣泛，端部結(jié)構(gòu)復雜，缸筒外徑需加工，且應于內(nèi)徑同軸，裝卸需要用專門的工具，安裝時應防止密封圈扭曲。授課：XXX 圖 4-2缸蓋與后端蓋的連接采用焊接形式，特點為結(jié)構(gòu)簡單尺寸小，重量輕，使用廣泛，缸筒焊后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。 圖 4-.34.缸蓋材料及加工要求缸蓋材料可以用 35，45 號鋼，或 ZG270-500，以及 HT250，HT350 等材料。當缸蓋自身作為活塞桿導向套時，最好用鑄鐵，并在導向表面堆镕黃銅，青銅和其他耐磨材料。當單獨設(shè)置導向套時，導向材料為耐磨鑄鐵，青銅或黃銅等，導向套壓入缸蓋。

30、缸蓋的技術(shù)要求：與缸筒內(nèi)徑配合的直徑采用，與活塞桿上的緩沖柱塞配合的直h8徑取，與活塞密封圈外徑配合的直徑采用，這三個尺寸的圓度和圓柱度誤差不大于H9h9授課：XXX各自直徑的公差的一半，三個直徑的同軸度誤差不大于 0.03mm。授課：XXX4.34.3 活塞和活塞桿活塞和活塞桿的設(shè)計的設(shè)計1.活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)形式（1）活塞的結(jié)構(gòu)形式 活塞的結(jié)構(gòu)形式應根據(jù)密封裝置的形式來選擇，本設(shè)計中選用形式如下：1231 導向環(huán) 2 密封圈 3 活塞 圖 4-4（2）活塞桿活塞桿的外部與負載相連接，其結(jié)構(gòu)形式根據(jù)工作需要而定，本設(shè)計中如下所示： 圖 4-5 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：授課：XXX123451 卡環(huán) 2

31、 彈簧圈 3 軸套 4 活塞 5 活塞桿 圖 4-5 2.活塞、活塞桿材料及加工要求 有導向環(huán)的活塞用 20，35 或 45 號鋼制成?；钊鈴焦?，與活塞桿的配合一般為，外徑粗糙度，f8H8/h8aR0.40.8 m外徑對活塞孔的跳動不大于外徑公差的一半，外徑的圓度和圓柱度不大于外徑公差的一半?；钊麅啥嗣鎸钊S線的垂直度誤差在 100mm 上不大于 0.04mm?；钊麠U常用材料為 35、45 號鋼?；钊麠U的工作部分公差等級可以取，表面粗糙度不大于，工作表f7-f9aR0.4 m面的直線度誤差在 500mm 上不大于 0.03mm。活塞桿在粗加工后調(diào)質(zhì)，硬度為，必要時可以進行高頻淬火，厚度

32、0.5-229-285HB1mm，硬度為。45-55HRC3.活塞桿導向套活塞桿導向套裝在液壓缸有桿腔一側(cè)的端蓋內(nèi)，用來對活塞桿導向，其內(nèi)側(cè)裝有密封裝置，保證缸筒有桿腔的密封性，外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿內(nèi)縮時把雜質(zhì)，灰塵及水分帶到密封裝置，損壞密封裝置。導向套的結(jié)構(gòu)有端蓋式和插件式兩種，插件式導向套裝拆方便，拆卸時不需要拆端蓋，故應用較多。本設(shè)計采用端蓋式。結(jié)構(gòu)見裝配圖。導向套尺寸主要是指支撐長度，通常根據(jù)活塞桿直徑，導向套形式，導向套材料的承壓能力，可能遇到的最大側(cè)向負載等因素確定。一般采用兩個導向段，每段寬度均為，d/3兩段中間線間距為，導向套總長度不宜過大，以免磨擦太大。.2d/34

33、.活塞桿強度校核 授課：XXXli式中 ，對于圓斷面=17.5IiA4di 704 =0.7 =1000l=40600.7*100017.5=91.49Mpa=200Mpa24Fd324*351.9*103.14*0.07 滿足強度條件5.穩(wěn)定性校核 該活塞桿不受偏心載荷，按照等截面法，將活塞桿和缸體視為一體，其細長比為： 時，Lm nK22KnEJFL在該設(shè)計及安裝形式中，液壓缸兩端采用鉸接，其值分別為： 1,85,1260nmLmm 4JdKA將上述值代入式中得： Lm nK故校核采用的式子為： 22KnEJFL式中： n=1 安裝形式系數(shù)E 活塞桿材料的彈性模量 鋼材取 112.1 10

34、EPaJ 活塞桿截面的轉(zhuǎn)動慣量 464dJ L 計算長度 1.06m代入數(shù)據(jù)： 2411206. 16407. 014. 3101 . 214. 3KF 授課：XXX =217KN 其穩(wěn)定條件為： KKFFn 式中： 穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取=24 取=3KnKnKn F 液壓缸的最大推力 190K N 代入數(shù)據(jù)： 3217KKnF =72 KN 故活塞桿的穩(wěn)定性滿足要求。 五五. .液壓系統(tǒng)設(shè)計方案液壓系統(tǒng)設(shè)計方案5.15.1 流量功率計算流量功率計算22221263311366612213611 125434,()21587.51*25434*104.239*10/60(/)(190*10 /

35、0.960.6*10 *21587*10 )*(25434*10 )8.294239*10*8.29*103.51mADmmADdv AmspFp A AMpaPp qKW11（一）當快進上升時，取v =1m / m i n其中，q（263321 221362223263332 3332120.2/ min0.2*25434*100.085*10/608.290.085*10*8.29*100.7030.2/ min0.221587.5*10*0.072*10/60(/)/(190*10 /0mvmqAvmsppMpaPp qKWvvmqA vmspFp AA二）當慢速上升時，（三）當慢速下降

36、時，66663333.920.6*10*25434*10 )/(21587.5*10 )10.2710.27*10 *0.072*100.739MpaPv pKW5.25.2 液壓泵設(shè)計與校核液壓泵設(shè)計與校核取油路壓力損失 0.8Mpa.取調(diào)整壓力高于系統(tǒng)最大工作壓力 0.5Mpa,整個過程中最大工mp作壓力=10.27Mpamaxp授課：XXX=+0.8+0.5=10.27+1.3=11.37Mpa1ppmaxp整個過程中最大流量為0.4239*6025.434 /minmqL因為泄露系數(shù)=1.05LK1.05*25.43426.7 /minqLmqK qL溢流閥的最小穩(wěn)定流量為，3 /mi

37、nLmin0.072*604.32 /minqL所以液壓泵的最小流量為 7.32/minL查表PV2R 系列低噪聲葉片泵技術(shù)參數(shù)選賊 PV2RL210132，其中 750 /minpnr，小液壓泵排量為，大液壓泵的排量為0.9v10/minml70/minml(1032)*750*0.9/1000)28.35 / minpqL由于液壓缸在快速工進時輸入功率最大，這時液壓泵的工作壓力為 11.37 Mpa，流量為28.35 /minL，查表液壓泵的總功率取總效率，液壓泵驅(qū)動電動機所需功0.75p率11.37*28.35/7.1630.75*60pppPp qKW根據(jù)表Y 系列（IP44） 型三相

38、異步電動機技術(shù)參數(shù)選取 Y160L-6 電動機 11nPKW970 /minnnr5.35.3 閥類元件及輔助元件閥類元件及輔助元件1.壓力調(diào)節(jié)范圍：系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應在壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。流量：通過壓力控制閥的實際流量應小于壓力控制閥的額定流量。結(jié)構(gòu)類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)類性及工作原理，壓力控制閥可以分為直動型和先導型兩種，直動型壓力控制閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調(diào)壓偏差大，不適用在高壓大流量下工作。但在緩沖制動裝置中要求壓力控制閥的靈敏度高，應采用直動型溢流閥，先導型壓力控制閥的靈敏度和響應速度比直動閥低一些，調(diào)壓精度比直動閥高，廣泛應用于高壓，大流量和調(diào)壓精度要求較高的場合。此外

39、，還應考慮閥的安裝及連接形式，尺寸重量，價格，使用壽命，維護方便性，貨源情況等。2.流量控制閥的選用原則如下： 壓力：系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。流量：通過流量控制閥的流量應小于該閥的額定流量。測量范圍：流量控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍應大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流閥和調(diào)速閥時，所選閥的最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。授課：XXX3.方向控制閥的選用原則如下：壓力：液壓系統(tǒng)的最大壓力應低于閥的額定壓力流量：流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量?；y機能：滑閥機能之換向閥處于中位時的通路形式。操縱方式：選擇合適的操縱方式，如手動，電動，液動等。方向控制閥在該系

40、統(tǒng)中主要是指電磁換向閥，通過換向閥處于不同的位置，來實現(xiàn)油路的通斷。根據(jù)閥類及輔助元件所有油路的最大壓力和通過最大試驗流量，選出這些液壓元件。 雙聯(lián)葉片泵額定流量 28.35額定壓力 21 Mpa型號規(guī)格 PV2RL210132 42/pvml r 三位四通電磁閥（m 型）最大流量=25.5*2=51 /minL以上，取 55 /minL根據(jù)表電磁換向閥系列技術(shù)參數(shù)選取型號：34DM-E10B額定流量 80 /minL 額定壓力 16 Mpa 壓降6.3Mpa 二位二通電磁閥因為預計流量為 25/minL，取預定流量為 40/minL，額定壓力 31.5Mpa，額定壓降0.1Mpa選取型號：2

41、2DHH10B 單向閥（5 個）預計流量 25/minL，所以選取型號：AF3Ea10B額定流量 63/minL，額定壓力 16Mpa，額定壓降0.2Mpa，/minLmax80q 溢壓閥由于最大壓強為 11.35Mpa,液壓閥的額定壓強至少大于最大壓強，所以選取型號：YF3E10B額定流量 5 /minL，額定壓力 16 Mpa。 液控順序閥預計流量 25 /minL，選取型號：XF3E10B額定流量 63 /minL，額定壓力 16 Mpa，額定壓降0.3 Mpa 濾油器預計通過流量 30/minL，選取型號：XU63X80J額定流量 63/minL，額定壓力 16Mpa 液控單向閥（2

42、個）預計通過流量 25/minL，選取型號：DFYL20H額定流量 60/minL，額定壓力 31.5Mpa 溢流閥（背壓閥）其可調(diào)到 0.6Mpa，故選取型號：YF3E10B額定流量 63/minL，額定壓力 16Mpa授課：XXX.調(diào)速閥（2 個）預計流量 0.1-0.2/minL，選取型號：QFE10B額定流量 0.07-50/minL，額定壓力 16Mpa 元件的型號及規(guī)格元件的型號及規(guī)格序號元件名稱估計通過流量1/minL額定流量1/minL額定壓力1/minL額定壓降1/minL型號，規(guī)格1雙聯(lián)葉片泵（6.75+21.6）21PV2R1210132 (1032)pv 2三位四通電磁

43、閥5580160.334DM-E10B3二位二通電磁閥254031.50.322DHH10B4單向閥2563160.2AF3Ea10BL/minmax80q5溢壓閥6316YF3E10B6液控順序閥2563160.3XF3E10B7濾油器30630.02XU63X80J8液控單向閥256031.50.2DFYL20H9溢流閥306316YF3E10B10調(diào)速閥0.10.20.075016QFE10B 表 5-15.45.4 油管油管管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為：主管路：包括吸油管路，壓油管路和回油管路，用來實現(xiàn)壓力能的傳遞。泄油管路：將液壓元件泄露的油液導入回油管或郵箱.控制管路：用來實

44、現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表相連接的管路。本設(shè)計中只計算主管路中油管的尺寸。液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應有足夠的同流截面和承壓能力，同時，應盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變。1）銅管：中高壓系統(tǒng)選用無縫鋼管，低壓系統(tǒng)選用焊接鋼管，鋼管價格低，性能好，使用廣泛。2）銅管：紫銅管工作壓力在 6.510Mpa 以下，易變曲，便于裝配；黃銅管承受壓力較高，達 25Mpa，不如紫銅管易彎曲。銅管價格高，抗震能力弱，易使油液氧化，應盡量少用，只用于液壓裝置配接不方便的部位。3）軟管：用于兩個相對運動件之間的連接。高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織物；尼龍管是乳白色半透明管，承受能力為

45、2.58Mpa，多用于低壓管道。因軟管彈性變形大，容易引起運動部件爬行，所以軟管不宜裝在液壓缸和調(diào)速閥之間。授課：XXX根據(jù)上述的承壓范圍考慮，這里選擇銅管根據(jù)推薦選擇在壓油管的流速 3，按m/s2qdv式中 q通過管道的流量 v管內(nèi)允許流速m/s快速上升時輸入流量：/minL128.35qqp排出流量：=（28.35*21587.5）/25434=24.07/minL21 12()/qAqA慢速上升時輸入流量：=0.2/minL1q排出流量=（0.2*21587.5）/25434=0.17/minL2211()/qA qA慢速下降時輸出流量：=0.2/minL1q =（0.2*25434）/

46、2157.5=0.24/minL21 12()/qAqA液壓缸的進出流量液壓缸的進出流量快速上升慢速上升慢速下降輸入流量1/minL/minL128.35qqp10.2 /minqL10.2 /minqL輸出流量1/minL2212()/(28.35*21587.5)/2543424.07 /minqA qAL2212()/(0.2*21587.5)/254340.17 /minqA qAL2212()/(0.2*25434)/21587.50.24 /minqA qAL運動速度1/minm10.20.2表 5-2所以液壓缸無桿腔及有桿腔的油管內(nèi)徑分別為6322* (28.35*10 /60)

47、/(3.14*3*10 )14.1qdmmv授課：XXX6322* (24.07*10 /60)/(3.14*3*10 )13.1qdmmv這兩根管都可按 GB/T 23512005 選用內(nèi)徑mm，外徑mm 的冷拔無縫鋼管。151855 油箱油箱油箱容積的確定是設(shè)計油箱的關(guān)鍵，油箱的容積應能保證當系統(tǒng)有大量供油而無回油時。最低液面應在進口過濾器之上，保證不會吸入空氣，當系統(tǒng)有大量回油而無供油時或系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)，油液返回油箱時，油液不致溢出。初始設(shè)計時，可依據(jù)使用情況，按照經(jīng)驗公式確定油箱容積FqV 式中: 油箱的容積 VL Fq 液壓泵的流量 經(jīng)驗系數(shù) 見下表 表 5-3行走機械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)

48、鍛壓系統(tǒng)冶金機械12245761210根據(jù)上表，取數(shù)據(jù)=7，故其容積為7*28.25198.35pVqL按 JB/T79381999 規(guī)定，取最靠近的標準值 V=250L5.65.6 驗算液壓系統(tǒng)性能驗算液壓系統(tǒng)性能 驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值液壓系統(tǒng)性能估算的目的在于評估設(shè)計質(zhì)量。估算內(nèi)容一般包括：系統(tǒng)壓力損失，系統(tǒng)效率，系統(tǒng)發(fā)熱與溫升，液壓沖擊等。對于大多數(shù)要求一般的系統(tǒng)來講，只采用一些簡化公式進行驗算，定性說明情況。1.系統(tǒng)壓力損失 系統(tǒng)壓力損失包括管道內(nèi)沿程損失和局部損失以及法類元件的局部損失之和，計算時不同的工作階段要分開來計算，回油路上

49、的壓力損失要折算到進油路上去，因此某一階段的系統(tǒng)總的壓力損失為：授課：XXX 2121App( p)A 式中： 系統(tǒng)進油路的壓力總損失 1p 1111vpppp 系統(tǒng)回油路的壓力總損失2p 2222vpppp現(xiàn)在根據(jù)上式計算液壓系統(tǒng)工作過程中的壓力損失。 由于系統(tǒng)管路布置尚未確定，整個系統(tǒng)壓力損失無法全面估算，但對中小型液壓系統(tǒng)，管路壓力損失甚微，可以不予考慮。壓力損失驗算按一個循環(huán)的不同階段進行：快速上升快速上升時，進油回油通過電磁閥 2，流量為 28.35，壓電磁閥 3 進油為 28.35，背壓閥 10的背壓損失為 0.6Mpa，單向閥為？60/minL，回油通過電磁閥 2,3 為 24.

50、07/minL。所以回油壓力為2224.070.5*() *20.60.60980p 值略大于估計值 0.6，重新計算2p油腔壓力為1p2236161(190*10 /0.96)0.609*10 *21587.525434*10mFP ApA8.30Mpa基本等于有效算數(shù)值。考慮到各種情況，故溢流閥 6 調(diào)整為1p Hp221121.628.35(8.300.2*()0.5*() *2)8.456.380ppMpa所以溢流閥應調(diào)整為 8.45以上。Mpa慢速上升比起快速上升，少了單向閥的流量，多了順序閥 24.07及調(diào)速閥的壓降為 0.85/minL。Mpa所以回油壓力為220.170.5()

51、 *20.60.680pMpa基本等于估算值，不需驗算，而考慮到各種情況，故溢流閥調(diào)整為授課：XXX1p Ap221124.070.28.290.50.3*()0.5() *28.836380ppMpa綜合 1，溢流閥調(diào)整到 8.83以上。Mpa慢速下降分析與 2 相同進油壓降為22124.070.20.50.3*()0.5() *20.616380pvMpa回油壓降為220.242*() *0.50.60.680pvMpaMpa所以慢速下降時工作壓力為1110.270.6110.88ppppvMpa所以順序閥至少大于 10.88Mpa2.系統(tǒng)的總效率驗算液壓泵的總效率與液壓泵的總效率，回路總

52、效率及執(zhí)行元件的效率有關(guān)，pcm其計算式為： pcm 回路效率：1 1cppp qp q 同時動作的液壓執(zhí)行元件的工作壓力與輸入流量的乘積之和1 1p q 同時供油的液壓泵的工作壓力與輸出流量乘積之和ppp q根據(jù)上式有： 4 2.5 5.1648.5%4 26.6c液壓系統(tǒng)總效率為： 48.5% 65% 96%30%pcm 驗算油液溫升驗算油液溫升由于快進時間較短，我們以向上工進上升下降來計算323190*10 *0.20.6360*10ePFvKW大液壓泵通過順序閥的流量為 24.07/minL，該順序閥額定流量 63/minL，壓力損失0.3npMpa授課：XXX22124.07()0.

53、3*()0.04463nnqppMpaq 為閥壓工進時壓力損失。p小液壓泵工作壓力為，流量為，18.83ppMpa16.72 /minqL0.75pn 63631 1236.7524.078.83*10 *10 0.044*10 *1060601.3480.75*10pppp qpqpKW其中為兩個液壓泵總輸出功率。pp所以1.3480.630.718pepppKW 為液壓系統(tǒng)發(fā)熱功率。p油箱的散熱面積為332326.56.5 250*102.58AVm根據(jù)表油箱散熱系數(shù)查得9/()KWmC則按式求出溫升為ptKA 330.718*10*1030.99*2.58ptCKA 根據(jù)表機械允許溫升

54、，故該液壓系統(tǒng)不必設(shè)置冷卻器。六六.PLC.PLC 設(shè)計設(shè)計PLC 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計PLC 控制系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)的電磁換向閥以及限位開關(guān) SQ1SQ3，實現(xiàn)液壓缸油路的變換，進而實現(xiàn)液壓缸的前進與退回，工作過程如下：（1）液壓泵啟動。（2）液壓缸快速上升。（3）碰到行程開關(guān) SQ1，液壓缸慢速上升。（4）液壓缸碰到 SQ2，液壓缸停留。（5）裝卸貨物時，壓力傳感器控液壓缸慢速下降。（6）液壓缸碰到限位開關(guān) SQ3，系統(tǒng)自動卸荷停止工作。系統(tǒng)用兩個按鈕控制，一個啟動按鈕，一個停止按鈕。按一下啟動按鈕就開始工作，按一下停止按鈕系統(tǒng)自動卸荷并停止工作。液壓缸升降臺系統(tǒng) PLC 輸入/輸出點分

55、配見表 2-1。按照升降平臺的工作過程，其 PLC外部接線所示。授課：XXX 表表 6-16-1輸入電器輸入點輸出電器輸出點啟動按鈕 SB1I0.0繼電器 1YAQ0.1行程開關(guān) SQ1I0.1繼電器 2YAQ0.2行程開關(guān) SQ2I0.2繼電器 3YAQ0.3行程(限位)開關(guān) SQ3I0.3壓力傳感器I0.4停止按鈕 SB2I0.5自動按鈕 SB3I0.6手動按鈕 SB4I0.7上升按鈕 SB5I0.8下降按鈕 SB6I0.9.PLC.PLC 接線圖接線圖授課：XXX圖 6-2.梯形圖梯形圖1 1主程序主程序 授課：XXX2.2.子程序子程序 SCR-1SCR-1授課：XXX3.3.子程序子

56、程序 SCR-2SCR-2授課：XXX.語句表語句表1.1.主程序主程序LD I0.0; 啟動按鈕 SB1 閉合OR M0.0;AND I0.5; OUT M0.0;LD M0.0;LPS I0.6;ANI I0.7;CALL SBR-1; 進入自動模式程序LPP I0.7;ANI I0.6;CALL SBR-2; 進入手動模式程序END;2.SBR-1(2.SBR-1(自動自動) )子程序子程序LD I0.6; 自動開關(guān) SB3 閉合OR M0.1;ANI I0.7ANI I0.5;ANI I0.3;OUT M0.1; LD M0.1;ANI I0.2;ANI Q0.2; OUT Q0.1;

57、 1YA 繼電器得點，進入快速上升階段LD I0.1; 活塞桿觸碰到 SQ1 行程開關(guān)OR Q0.3;AND M0.1;ANI I0.2;OUT Q0.3; 1YA，3YA 繼電器得點，進入慢速上升階段LD I0.2; 活塞桿觸碰到 SQ2 行程開關(guān)，1YA,3YA 失電AND M0.1; 液壓缸停留，液壓單向閥在此保壓TON T30,200; 定時 20S LD I0.4; 通過壓力傳感器 I0.4 常開閉合AND T30; 20S 后 T30 常開閉合OR Q0.2; ANI Q0.1;AND M0.1;OUT Q0.2; 2YA 繼電器得電，進入減速下降階段RET;3.SBR-23.SB

58、R-2（手動）子程序（手動）子程序授課：XXXLD I0.7; OR M0.2;AND I0.5;AND I0.6;OUT M0.2;LD M0.2;AND I0.8;ANI Q0.2;ANI I0.2;OUT Q0.1;LD M0.2;AND I0.9;ANI Q0.1;ANI I0.3;OUT Q0.2;RET;電器原理圖電器原理圖授課：XXX七七. .總結(jié)總結(jié) 經(jīng)過兩周的努力，我們終于完成了這次液壓畢業(yè)設(shè)計，期間我們遇到了很多困難和不懂得地方，通過查找資料并向同學及老師請教克服了所有難題。這次課設(shè)于我們來說收獲豐富，不僅使我們對液壓這門課程的知識有了更深層次的認識，也使我們在實踐方面的能

59、力有了長足進步。我相信，這次課設(shè)對我們的以后會有深遠的影響。 八八. .參考文獻參考文獻 【1】李登萬主編液壓與氣壓傳動 第二版 東南大學出版社 2004 【2】黎啟柏主編液壓元件手冊 冶金工業(yè)出版社 2000 【3】潘成林主編實用中小電機手冊 上海：科學技術(shù)出版社 2007 【4】王廣懷主編液壓技術(shù)應用 第三版 哈爾濱工業(yè)大學出版社 2001 【5】李壯云主編液壓元件 第三版第一卷 機械工業(yè)出版社 2011 【6】盧光賢主編 機床液壓傳動與控制 西北工業(yè)大學出版社 1993 【7】黃宏甲、黃誼、王積偉主編液壓與氣壓傳動 北京：機械工業(yè)出 2001 【8】劉連山主編 流體傳動與控制 北京：人民交通出版社 1983 【9】張利平、鄧鐘明主編 液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1997 【10】成大先主編 機械設(shè)計手冊 第三版第三卷 化學工業(yè)出版社 2001 【11】成大先主編 機械設(shè)計手冊 第四版第四卷 化學工業(yè)出版社 2002 【12】路甬祥主編 液壓氣動設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 2003 （注：可編輯下載，若有不當之處，請指正，謝謝!）