高线集卷站双臂芯棒液压系统设计
摘要
高速线材轧制冷风线上的散卷是源源不断的向后输送的，必须通过集卷站双臂芯棒的作用不断将盘卷收集并输送至运卷车上，才能使生产得以维持，不致中断。散卷在芯棒顶部鼻锥的引导下，落于坚直的芯棒上。双臂芯棒的到位准确性要求很高，稍有偏差即会导致鼻锥的倾倒，从而引起卡钢。其中，双臂芯棒的旋转以及到位情况是依靠一套单独的液压系统来保证的。双臂芯棒的控制系统为一个比例液压系统，双臂芯棒本身加上盘卷的重量有几吨，而且旋转力臂较长，并需要两个方向旋转180°，形成了大惯量的比例液压控制系统，同时需要很好的控制精度。
设计过程中全面地分析了系统的工作情况，以及在该工况下系统所需要达到的工作要求。设计中针对系统的液压泵、驱动电机、比例阀、液压缸等主要的液压元件的选型进行了详细的计算与校核。
在这个液压系统的设计中，液压泵、驱动电机、油箱、冷却器的设计计算与选型，这几者的关系是相互影响的，同时，液压系统也受外在因素的诸如工作环境和工作温度的影响，这些外在因素对液压系统的影响是非常大的，要着重考虑这部分的影响。
设计中大部分的元件是通过相关参数的计算，根据产品的样本选型，最终达到系统的要求。
关键词：双臂芯棒；摆动缸；比例液压控制；
Abstract
Design introduces set volume stood arms mandrel hydraulic system, system by oscillation cylinders output torques. The design process of system analysis and the working condition of the system in the working condition and under what you are trying to achieve work system requirements. Design in view of system of hydraulic pump and hydraulic cylinder, servo valve as the line of the selection of the main components of detailed calculation and checking.
In the design of the pump, the core part is the pump, oil tank, and the design of hydraulic cylinder is calculated and selection, the relationship between is mutual influence, meanwhile, hydraulic system also affected by external factors such as work environment and working temperature, the influence of the influence of system's influence is very big, the factors considered not comprehensive directly affect system performance.
In the system of each parameter calculation, according to the design of the given conditions, contents of stress at work, select system, and the power to determine needs to choose the appropriate motor, according to the calculated results determine the working conditions of the whole system.
System of calculating the power of pump driven, in accordance with the system vibration process in different conditions of the most
power needed to approximate calculation system to the drive power. According to the system's fever power to choose the tank and select cooling cooling area circulatory system and heater etc. According to the system's traffic to determine the diameter of pipe. According to the system's pressure and flow to choose servo valve and relief valve, etc.
Most of the components are designed by related parameters calculation according to product samples, the line selection, in order to achieve system requirements.
Keywords:; Arms mandrel; Hydraulic servo system; Swinging; Cooling cycle system;
目录
前言 (1)
1 系统设计方案确定 (2)
1.1 系统设计要求 (2)
1.2 主要设计参数 (2)
1.3 系统工作情况分析 (2)
2 设计计算 (3)
2.1 液压缸设计计算 (3)
2.1.1 油缸的设计原则 (3)
2.1.2 油缸的选型 (3)
2.1.3 油缸参数计算 (4)
2.2 泵的选择计算 (4)
2.2.1 泵的选择计算原则 (4)
2.2.2 系统流量计算 (4)
2.2.3 流量计算 (5)
2.2.4 泵的参数计算 (5)
2.3 液压泵的驱动功率及电机的选择 (5)
2.3.1 驱动功率计算 (5)
2.3.2 电动机的选择 (6)
2.4 阀的选择计算 (6)
2.4.1 比例方向控制的选取 (6)
2.4.2 平衡阀的选取 (7)
3 辅助元件的选择计算 (8)
3.1 管路 (8)
3.1.1 壁厚的计算 (8)
3.1.2 内径计算 (9)
3.1.3 软管 (10)
3.1.4 管接头 (10)
3.2 油箱的设计计算 (10)
3.2.1 油箱设计原则 (10)
3.2.2 油箱参数设计计算 (11)
3.2.3 油箱容量的计算 (12)
3.3 系统发热功率计算 (12)
4 溢流阀的选取 (13)
4.1 溢流阀的作用 (13)
5 过滤器的选择 (14)
5.1 过滤器的配置 (14)
5.2 压油过滤器 (14)
5.3 回油过滤器 (14)
6 循环冷却系统的设计计算 (16)
6.1 各个参数计算 (16)
6.2 动力源螺杆泵的选取 (16)
6.3 驱动电机的选择 (17)
6.4 循环过滤器的选择 (17)
6.5 热交换器的选择 (17)
6.5.1 计算散热面积 (17)
6.5.2 冷却水量的计算 (18)
6.6 加热器 (19)
6.7 压力表的选择 (19)
7 液压工作介质的选取 (20)
8 控制阀阀块的设计 (21)
结束语 (22)
参考文献 (23)
致谢 (24)
前言
随着中国加入世界贸易组织，进口钢材关税的下调和进口限额或配额的逐步取消，钢铁企业的国际、国内竞争会更加激烈，世界经济全球化趋势使钢铁工业未来的发展日益成为各国钢铁企业的关注的对象。加入WTO后，我国钢铁企业将会受到国外一流企业的优质低价进口产品的挑战。要在这场竞争中立于不败之地，我国钢铁企业必须不断的发展进步，提高产品质量，增加产品的高附加值。在这种大环境下，我国钢铁企业结构近几年来不断优化，已取得了可喜的成绩，其重要原因之一就是近十年来钢铁企业贯彻了大力进行企业技术改造的方针，增强了企业自身的竞争能力。
经济的发展历史表明：任何一个国家的现代化进程，都是不断进行技术发行的过程。许多实践证明，对现存的老设备积极的进行革新和改造是提高生产现代化水平的重要途径，特别是设备更新受资金来源和供应条件等限制的情况下，对现有的设备进行技术改造有更大的现实意义。
高速线材轧制线上的散卷必须通过集卷站双臂芯棒的作用不断将盘卷收集至运卷车上，才能使生产得以维持。双臂芯棒的控制系统为比例液压系统，双臂芯棒本身加上盘卷的重量有几吨，而且旋转力臂较长，并需要两个方向旋转180°，这就形成了大惯量的比例液压控制系统，同时需要很好的控制精度。
1 系统设计方案确定
1.1 系统设计要求
双臂芯棒主要是由齿轮齿条摆动液压缸的输出扭矩来带动芯棒的旋转。系统主要由电液比例方向控制阀，液压缸，液压泵站等几部分组成。双齿轮齿条摆动缸同步运动从而带动内部齿轮旋转，输出扭矩，液压缸油电液比例方向控制阀的电信号精准控制，系统比例方向控制阀都有一个备用阀，两个备用阀经液控单向阀连接到系统，可以随时进行在线切换。
1.2主要设计参数
（1）液压系统最大工作压力：P＝10 Mpa；
（2）使芯棒机架旋转所需要的转矩：T＝70000 N·M，盘卷重量约为1.5吨，芯棒长度为800mm，摆动角度为180°；
（3）芯棒机架最大摆角速度为18°/s，整个工作行程时间为12s；
1.3 系统工作情况分析
双臂芯棒的动作过程：
集卷双臂芯棒用于盘卷的收集，线材经吐丝成型后，由斯太尔摩线运送至集卷筒内，由芯棒收集成卷。双臂芯棒位于集卷筒处，一个芯棒呈垂直状，处于集卷筒正下方；另一个芯棒呈水平状。垂直的芯棒接完盘卷后旋转，与水平芯棒易位，再由小车卸卷，同时另一只芯棒转到垂直位，继续接卷，接完卷后在反向旋转易位。如此反复。每次旋转可转动180o。
2 设计计算
2.1 液压缸设计计算
2.1.1 油缸的设计原则
根据系统运动性质分析和给定的参数，确定液压缸的主要性能参数和尺寸。液压缸的型号，伸出回缩的速度，作用时间，内径，行程等。根据选定的工作压力和材料进行液压缸的结构设计，如液压缸的壁厚，缸盖的结构，密封形式，排气与缓冲等。
2.1.2 油缸的选型
油缸的选型中，应通过所给定的技术参数来计算油缸的基本参数，进而选型。油缸的基本参数有：液压缸的内径，最大输出扭矩，油缸的公称压力，每度转角用油量，连接方式等。计算出基本参数，根据液压传动设计手册油缸参数综合比对进行选型。油缸按作用类型非为：单作用油缸和双作用油缸，本设计中油缸是由比例方向控制阀控制的齿轮齿条摆动缸，进而满足了系统的双向旋转及频繁启动。考虑到液压缸的高温工作环境，为了防止粉尘颗粒等杂物进入液压缸，对于液压缸的密封方式也要特别注意。
根据系统的要求，按设计手册表23.6-39《液压传动与控制设计手册》，选择的液压的类型，按表23.40选择液压缸的安装方式。确定液压缸的主要性能参数和尺寸。如：液压缸的内径，最大输出扭矩，油缸的公称压力，每度转角用油量，连
接方式等。根据选定的工作压力和材料进行液压缸的结构设计，如液压缸的壁厚，缸盖的结构，密封形式，排气与缓冲等。
齿轮齿条摆动缸工作原理：是将液压缸的来回运动通过齿条带动齿轮转变成顺时针、逆时针旋转，同时将来回缸的推力转变成齿轮轴的输出钮矩。摆动角度可以应意选择，并且可以大于360度，生产指标符合JB/ZQ4713-98重型机械指标．
2.1.3 油缸参数计算
由设计参数：（1）使芯棒机架旋转所需要的转矩：T＝70000 N·M，
（2）摆动角度为180°
由液压设计手册表（23.635
)选取液压缸为：双齿条系列摆动液压缸。
液压缸型号为：TUBFKS200-185.
连接方式：法兰连接；
输出方式：孔输出；
缸内径:D=200mm；
工作压力P1= 9 Mpa ；
最大输出扭矩：118740N.M；
=0.13817 升/度；
每度转角用油量：Q
1
2.2 泵的选择计算
2.2.1 泵的选择计算原则
泵的选型主要根据系统的工况来选择液压泵，泵的主要参数有压力、流量、转速、效率。为了保证系统正常运转和泵的使用寿命，一般在固定设备系统中，正常工作压力为泵的额定工作压力的80%左右；要求工作可靠性较高的系统或运动的设备，系统工作压力为泵的额定工作压力的60%左右。泵的流量要大于系统的最大工作流量。为了延长泵的使用寿命，泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。
2.2.2 系统流量计算
工况分析：液压缸的往复运动通过齿条带动齿轮，转化成齿轮轴的正向摆动旋转，同时将来回缸的推力转变成齿轮轴的输出钮矩。由于系统要求芯棒机架最大摆角速度为18°/S,所以此时液压缸中的流量为最大值，系统流量也达到最大值。
2.2.3 流量计算
进入（流出）液压缸的流量Q 2= 18Q 1=2.487L/s.
考虑到系统的泄露，故取泵中的液压油的最大流量为：
Q 3=2.5L/S .
2.2.4 泵的参数计算
初步定泵的转速为： 1500/min n r =
可计算出泵最大排量为：r ML n Q V /100/3max ==
考虑到压力损失，故取泵的工作压力为：Mpa P 5.9=
由此参考设计手册表（17540--）选择泵，选择泵的类型为轴向斜盘式柱塞泵， 型号为: ZDB725；排量：V=106.7ML/r ；额定转速为：n=1450r/min ；容积效率: 取h=97%；总效率%90=p η.
2.3 液压泵的驱动功率及电机的选择
2.3.1 驱动功率计算
按工况图P-t 中最大功率点选取原动机功率，即
P ≥
n
PpQq max )( (2.1) 其中：
（PpQq ）max----液压泵的压力和流量乘积的最大值；
n 为泵的总效率，由液压设计手册查出其中，柱塞泵取n=90％
带入公式计算得出 P=26.4KW
2.3.2 电动机的选择
在电动机的选择中，为了避免系统临时出现故障所出现的系统所需功率突然增大的现象，一般选择电机功率时考虑比实际需求功率较大的额定功率，按照系统计算所得出的驱动功率做参考进行选择。根据西门子电机样本选型：
电机型号为：Y225M-4型三相异步电动机电机的额定功率：P额=45kw；转速:n=1470r/min；效率：hp=0.9;
2.4 阀的选择计算
2.4.1 比例方向控制的选取
对于比例方向控制阀的选取，应设计的要求，比例方向控制阀通过电信号控制两个液压缸进行振动，输入流量输出位移，同时将位移误差进行反馈。本设计中拟采用二级滑阀型位置反馈式比例方向控制阀，该类型的电液比例方向控制阀由电磁部分，控制滑阀和主滑阀组成，通过电信号控制动圈和一级阀芯，进而控制主阀芯的升降，以达到控制液压油流量的目的。该型电液比例方向控制阀具有结构简单，工作可靠容易维护等特点，可在现场进行调试，对液压油清洁度要求不高。
除了流量参数外，在选择比例方向控制阀时，还应考虑以下因素：比例方向控制阀的流量增益线性好，在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀；比例方向控制阀的频宽应满足系统频宽的要求，一般比例方向控制阀的频宽应大于系统的频宽的5倍，以减小比例方向控制阀对系统响应特性的影响。
比例方向控制阀的零点漂移，温度漂移和不灵敏度区要尽量小，保证由此引起的系统误差不超过设计要求；其他要求，比如零位泄露，抗污染能力，电功率，寿命和价格等都有一定的要求。
参数计算
比例方向控制阀的负载流量为：
Q L=2.5L/S=150L/min
比例方向控制阀最大工作压力：Pmax=10MP；计算负载流量：Q L=2.5L/S=150L/min 选择Rexroth公司四通比例方向控制阀方向阀产品：
比例方向控制阀机能符号：
图 2-1 比例方向控制阀机能符号
比例方向控制阀型号：D41FT型
最高工作压力：31.5MP
最大工作流量：180L/min
2.4.2 平衡阀的选取
2.4.2.1 平衡阀的作用
用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。
系统高压油最高工作压力为10MP，参看力士乐公司产品样本，选取平衡阀型号为：FD16PA10；最高工作压力为：31.5MPa，最大流量为：q=200L/min 。
3 辅助元件的选择计算
在液压系统中，液压辅助元件是指那些既不直接参与能量转换，也不直接参与方向、压力、流量等控制的但又必不可少的元件或装置，主要包括滤油器、蓄能器、液压导管和管接头、油箱等。虽然它们起辅助作用。但由于数量较多，辅助元件的故障可能造成整个液压系统的故障。因此，对辅助元件的选择计算必须给与足够的重视。
3.1 管路
在液压传动中常用的管子有钢管、铜管、橡胶软管以及尼龙管等。内径和壁厚是选择液压导管的重要参数。导管内径尺寸应与要求的通流能力相适应，壁厚应满足工作压力和管材的强度要求。
管道内径
管道内径主要由油液的流速与液体流量来确定，直径小，流速高，压力损失大，甚至产生噪音；直径大，难于弯曲，体积和重量都会增加，显然，合理的选择计算导管内径是很重要的。
导管内径()d mm 按照通过的最大流量(/min)Q L 和允许的流速(/)v m s 确定：
v
Q d 14.3max 4= (3.1) 其中对于金属管内油液的流速一般的推荐值为：
吸油管路取 0.5~2/v m s ≤；
压油管路取 2.5~6/v m s ≤；
短管道及局部收缩处取 5~10/v m s =；
回油管路取 1.5~3/v m s ≤；
泄油管路取 1/v m s ≤；
3.1.1 壁厚的计算
计算公式
2p pd
δσ≥
)2.3( 钢管：b
p n σσ=
)3.3( 钢管：25p MPa
σ≤ )4.3(
其中 p 为工作压力()MPa
d 为导管内径（mm ） p σ为许用应力()MPa
b σ为抗拉强度()MPa
n 为安全系数，当7p MPa <时，8n =；17.5p MPa <时，6n =；17.5p MPa >时，4n =
3.1.2 内径计算
管路最大流量 Qmax=156.8L/min
吸油管路，取1/v m s = 内径：d 吸≥ v
Q 14.3max 4=57.7mm 压油管路，取3/v m s = 内径：d 压≥ v
Q 14.3max 4=33.3mm 回油管路，取 1.5/v m s = 内径：d 压≥ v
Q 14.3max 4=47.1mm 泄露管路，取1/v m s = 内径：d 压≥
v Q 14.3max 4=57.7mm 壁厚的计算参看液压设计手册第8章表（2082--）选取。
按照液压设计手册表（2082--）选取油管列表如下：
表 3-1 系统管道的选择参数
内径 外径 管接头连接螺纹 壁厚
项 目 类
别
（mm）（mm）（mm）（mm）
吸油65 75 M60X2 6
压油40 50 M48X2 4.5
回油50 63 M60X2 5
泄露65 75 M60X2 6
3.1.3 软管
软管是用于连接具有相对运动部件或为减少振动的传递而使用的管件，分为高压和低压两种，高压软管是以钢丝编织或钢丝缠绕为骨架的橡胶软管，用于压力油路。低压软管是以麻线或者棉线编织体作为骨架的橡胶软管，用于压力较低的回油路或气动管路中。本设计中的软管主要是用与电机吸油口与油箱实体相连接处，以减少电机在工作时产生的振动传递给油箱。
3.1.4 管接头
管接头是油管与油管，油管与液压元件间可拆卸的联接件，应满足联接牢固、密封可靠、液阻小、结构紧凑、拆装方便等要求。按其与油管的联接方式可分为焊接式、卡套式、扩口式、扣压式和快速接头等。
在液压系统中，管子与元件或管子与管子之间，除外径大于50mm的金属管一般采用法兰连接外，对于小直径的油管普遍采用管接头连接，管接头的形式和质量直接影响油路阻力和连接强度，而且其密封性能是影响系统外泄漏的重要原因。
3.2 油箱的设计计算
3.2.1 油箱设计原则
油箱的设计是整个系统设计中的重点之一，油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热分离油液中的气泡，沉淀杂质等作用。
油箱可分为开式和闭式油箱两种，开式油箱中，油箱液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器，开式油箱结构简单，安装维护方便，本设计中采用开式油箱。油箱的设计中必须有足够大的容积，首先要满足散热的要求，同时也要满足容纳系统中所以工作介质；吸油管和回油管要插入最低液面以下，以防止吸油或回油飞溅产生气泡，管口与箱底箱壁距离一般小于管径的3倍；吸油管和回油管的距离应进可能的远些，中间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样有利于散热，达到分离空气及杂质的效果；隔板高度为液面高度的2/3到3/4；为了保证油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器完成；为了便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀，对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔以便油箱内部的清洗；油箱底部应距地面150mm 以上，以便于搬运放油和散热等实际工况需要。
3.2.2 油箱参数设计计算
1>系统损失功率（发热功率）：
P 有效=70000X(3.14/10)=21.98KW
液压泵的输入功率：Pa=30X0.9=27KW
系统损失功率=P 有效-Pa=5.02kw
2>不考虑管路的散热，油箱的散热面积为：
A=H p T k ?? )5.3( 其中: k 是散热系数，考虑通风条件良好，10k C ?=
T ?为液压油与周边环境的温差，取油温55C ?，22T C ??=
计算散热面积：
A=22.8M 2
3.2.3油箱容量的计算
初始设计时，可依据使用情况，按下列经验公式确立油箱容积：
V=aq; )6.3(
式中V----油箱的有效容积（m3）
q----液压泵的流量（m3/min）
a----经验系数；由于该系统最大压力为10MP，属于中压系统，故取a=6;带
入数据的V=6X150L=900L；
3.2.4 油箱内工作介质体积估算
油箱中油的液位一般为油箱总体高度的0.8倍，从而可以计算出液压油在油箱的体
积
V
=V/0.8=1125L
油
设定油箱长为a=1.3m
设定油箱宽为b=1m
设定油箱高为c=0.9m
3.3 系统发热功率计算
=30-21.95kw=8kw;
系统总发热功率P
总
4 溢流阀的选取
4.1 溢流阀的作用
定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。
安全保护作用：系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10％～20％）。
实际应用中一般有：作卸荷阀用，作远程调压阀，作高低压多级控制阀，作顺序阀，用于产生背压（串在回油路上）.
由以上计算出的经过溢流阀的平均流量：53.76/min
q L
，溢流阀在系统中主要起调压作用，将系统压力稳定在30MPa，避免大的波动。当考虑全部流量经溢流阀流回油箱时，对应的最大流量为：
Qmax=nVmax=10007.
106
1470x
L/min=156.8L/min 根据设计手册选取溢流阀为2
Y型电磁溢流阀，型号为DBW20B2-5/315 (Rexroth
公司)
额定流量为：200L/min；额定压力：31.5MP；通径为：20mm
5 过滤器的选择
5.1 过滤器的配置
在油箱的回油口设置系统所要求的回油过滤器以保持返回油箱的油液具有允许的污染等级；在油箱的排油口（即泵的吸口）为了防止意外落入油箱的污染物，设置一个吸油网式过滤器；在压油管路设置系统工作要求过滤精度的过滤器。对于回油过滤器和液压泵出口的过滤器均采用带有污染等级指示和自动报警装置的过滤器，而且采用过滤器并联的方式，设置一个过滤器备用。
过滤器是清除液压系统工作介质中的固体污染物，使工作介质保持清洁，延长元件的使用寿命，保证液压元件工作性能可靠。液压系统故障的75%左右是由介质的污染造成的。因此过滤器对于液压系统来说是十分重要的辅件。过滤器的主要性能参数有过滤精度，过滤能力，纳垢容量，工作压力，允许压力降等。过滤器的选择要考虑使用的目的，安装形式等因素。过滤器应具有足够大的通油能力，并且压力损失要小，过滤精度要满足所使用介质的要求，并且有足够的强度。过滤器的强度和以及压力损失是选择时需要重点考虑的因素，安装过滤器后会对系统造成局部压降或产生背压。选择过滤器的通油能力时，一般应大于实际通过流量的2倍以上。
5.2 压油过滤器
过滤器最大工作压力为：31.5MPa；一般压油过滤器的额定流量应选择为系统流量的两倍左右：q=2x2500ml/s=300L/min。
根据液压设计手册过滤器产品中选择高压管式过滤器：
型号为：ZU-H400X10FS；额定工作压力：P=31.5MP；额定流量：q=400L/min。
5.3 回油过滤器
一般回油路压力不高，工作压力取1
=，流量125/min
p MPa
=；
q L
根据液压设计手册过滤器产品中选择低压过滤器：
液压课程设计(理工大学)
目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)
0．摘要 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统
1.设计要求 设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1 。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089
机床夹紧、进给液压传动系统设计
液压传动课程设计 中国矿业大学机电学院 选修课
设计参数： 不计惯性负载 题目：在某专用机床上有一夹紧进给液压系统，完成工件的先夹紧后、后进给任务，工作原理如下： 夹紧油缸： 快进→慢进→达到夹紧力后启动进给油缸工作 进给油缸： 快进→慢进→达到进给终点→快速退回 夹紧油缸快速退回。 夹紧缸快进速度：0.05m/s 夹紧缸慢进速度：8mm/s 最大夹紧力：40KN 进给油缸快进速度：0.18m/s 进给油缸慢进速度：0.018m/s 最大切削力：120KN 夹紧缸行程：用行程开关调节（最大250mm） 进给缸行程：用行程开关调节（最大1000mm） 一、工况分析： 1．负载分析
已知最大夹紧力为40KN，则夹紧油缸工作最大负载 140 F KN = 已知最大切削力为120KN，则进给油缸工作最大负载 2120 F KN = 根据已知负载可画出负载循环图1(a) 根据已知快进、快退速度及工进时的速度范围可画出速度循环图1(b) 图1(a) 图1(b)
2.确定液压缸主要参数 根据系统工作原理可知系统最大负载约为120KN 参照负载选择执行元件工作压力和主机类型选择执行元件工作压力最大负载宜选取18p MPa =。动力滑台要求快进、快退速度相等，选用单杆液压缸。此时液压缸无缸腔面积1A 与有缸腔面积2A 之比为2，即用活塞杆直径d 与活塞直径D 有d=的关系。为防止液压缸冲击，回油路应有背压2P ，暂时取MPa P 6.02=。 从负载循环图上可知，工进时有最大负载，按此负载求液压缸尺寸。根据液压缸活塞力平衡关系可知： M e F A p A p η+= 2211 212A A = 其中，M η为液压缸效率，取95.0=M η 2 46 2 111046.8910)3.04(95.031448)2 (m p p F A M e -?=?-= - = η m A D 1067.014 .31046.894441 =??== -π m D d 075.0707.0== 将D 和d 按GB2348-30圆整就近取标准值，即
液压传动系统课程设计模板
液压传动系统课程 设计
液压传动控制系统课程设计 指 导 书 刘辉等编 江西理工大学应用科学学院
液压传动控制系统课程设计步骤 一、设计依据及参数的提出 1.根据生产或加工对象工作要求选择液压传动机构的结构形式和 规格； 2.分析机床或设备的工作循环和执行机构的工作范围； 3.对生产设备各种部件（电气、机械、液压）的工作顺序、转换 方式和互锁 要求等要详细说明或了解； 4.一些具体特殊要求的动作（如高速、高压、精度等）对液压传 动执行机构的 特殊要求； 5.液压执行机构的运动速度、载荷及变化范围（调节范围）； 6.对工作的可靠性、平稳性以及转换精度的要求； 7.其它要求（如检测、维修）。 二、负载分析 2.1负载特性 液压执行机构在运动或加工的过程中所承受的负载有工作阻力、摩擦力、惯性力、重力，密封阻力和背压力。可是从负载角度归纳为三种负载，即阻力负载、负值负载、惯性负载。 1.阻力负载（或正值负载）——负载方向与进给方向相反，即机 床切削力（如：铣、钻、镗等），摩擦力，背压力。
切削力+重力+惯性力 切削力+惯性力+摩擦力 图 2-1 切削力分析图 2.负值负载（或超越负载）——负载方向与执行机构运动方向相同 （如：顺铣、重力下降，制动减速等）。 3.惯性负载——机构运动转换过程中由惯性所形成的负载（如前冲 和后冲，系统的爬行）。 2.2 执行机构负载分析 1.液压缸机械负载计算 （1）液压缸机械负载计算 在设计选取功率匹配时，一般主要考虑工进阶段的驱动功率，即负载F 为： ()f t g m F F F F η=++（2-1） Ff —摩擦力 Ft —负载 Fg —惯性力 m η一般取0.9～0.95
液压系统的设计步骤与设计要求
液压系统得设计步骤与设计要求 液压传动系统就是液压机械得一个组成部分,液压传动系统得设计要同主机得总体设计同时进行。着手设计时,必须从实际情况出发,有机地结合各种传动形式,充分发挥液压传动得优点,力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便得液压传动系统。 1、1 设计步骤 液压系统得设计步骤并无严格得顺序,各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说,在明确设计要求之后,大致按如下步骤进行。 1)确定液压执行元件得形式; 2)进行工况分析,确定系统得主要参数; 3)制定基本方案,拟定液压系统原理图; 4)计算与选择液压元件; 5)液压系统得性能验算; 6)绘制工作图,编制技术文件。 1、2 明确设计要求 设计要求就是进行每项工程设计得依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前,必须把设计要求以及与该设计内容有关得其她方面了解清楚。 1)主机得概况:用途、性能、工艺流程、作业环境(温度、湿度、振动冲击)、总体布局(及液压传动装置得位置与空间尺寸得要求)等; 2)液压系统要完成哪些动作,动作顺序及彼此联锁关系如何; 3)液压驱动机构得运动形式,运动速度; 4)各动作机构得载荷大小及其性质; 5)对调速范围、运动平稳性、换向定位精度等性能方面得要求; 6)自动化程度、操作控制方式得要求; 7)对防尘、防爆、防腐、防寒、噪声、安全可靠性得要求; 8)对效率、成本等方面得要求。
主机得工况分析 通过工况分析,可以瞧出液压执行元件在工作过程中速度与载荷变化情况,为确定系统及各执行元件得参数提供依据。 液压系统得主要参数就是压力与流量,它们就是设计液压系统,选择液压元件得主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件得运动速度与结构尺寸。 主机工况分析包括运动分析与动力分析,对复杂得系统还需编制负载与动作循环图,由此了解液压缸或液压马达得负载与速度随时间变化得规律,以下对工况分析得内容作具体介绍。 2、1 运动分析 主机得执行元件按工艺要求得运动情况,可以用位移循环图(L—t) ,速度循环图(v—t) ,或速度与位移循环图表示,由此对运动规律进行分析。 1、位移循环图L —t 液压机得液压缸位移循环图纵坐标L 表示活塞位移,横坐标t 表示从活塞启动到返回原位得时间,曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机得工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回与快速回程六个阶段组成。 2、速度循环图v —t(或v —L) 工程中液压缸得运动特点可归纳为三种类型。 图为三种类型液压缸得v —t 图,第一种如图中实线所示,液压缸开始作匀加速运动,然后匀速运动,最后匀减速运动到终点;第二种,如图中虚线所示,液压缸在总行程得前一半作匀加速运动,在另一半作匀减速运动,且加速度得数值相等;第三种,液压缸在总行程得一大半以上以较小得加速度作匀加速运动,然后匀减速至行程终点。v —t 图得三条速度曲线,不仅清楚地表明了三种类型液压缸得运动规律,也间接地表明了三种工况得动力特性。 位移循环图速度循环图 2、2 动力分析 动力分析,就是研究机器在工作过程中,其执行机构得受力情况,对液压系统而言,就就是研究液压缸或液压马达得负载情况。 1.液压缸得负载及负载循环图 (1)液压缸得负载力计算。 工作机构作直线往复运动时,液压缸必须克服得负载由六部分组成:
液压系统课程设计任务书
学号： 课程设计任务书 2013～2014 学年第二学期 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作部门： 一、课程设计题目： 二、课程设计内容 液压传动课程设计一般包括以下内容： (1) 明确设计要求进行工况分析； (2) 确定液压系统主要参数； (3) 拟定液压系统原理图； (4) 计算和选择液压件； (5) 验算液压系统性能； (6) 结构设计及绘制零部件工作图； (7) 编制技术文件。 学生应完成的工作量： (1) 液压系统原理图1张； (2) 部件工作图和零件工作图若干张； (3) 设计计算说明书1份。 三、进度安排
四、基本要求 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、
给数据、定方案。 (3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件，因而不能盲目地抄袭资料，必须具体分析，创造性地设计。 (4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。 液压传动课程设计原始资料 一、课程设计内容（含技术指标） 设计中等复杂程度的机床液压传动系统，确定液压传动方案，选择有关液压元件，设计液压缸的结构，编写技术文件并绘制有关图纸。 1、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载FL＝30500N，机床工作部件总质量m＝1000kg，快进、快退速度均为5.5m/min，工进速度在20～100mm/min范围内可无级调节。滑台最大行程400mm，其中工进行程150mm，往复运动加、减速时间≤0.2s，滑台采用平导轨，其摩擦系数fs＝0.2，动摩擦系数fd＝0.1。滑台要求完成“快进－工进－快退－停止”的工作循环。 2、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：轴向切削力为32000N，移动部件总重量为10810N，工作台快进行程为150mm，工进行程为100mm，快进、快退速度为7m/min，工进速度为60mm/min，加、减速时间为0.2s，导轨为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 3、设计一台专用卧式钻床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：最大轴向钻削力为14000N，动力滑台自重为15000N，工作台快进行程为100mm，工进行程为50mm，快进、快退速度为 5.5m/min，工进速度为51—990mm/min，加、减速时间为0.1s，动力滑台为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 4、设计一台专用卧式铣床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：铣头驱动电动机功率为8.5kw，铣刀直径为70mm，转速为350r/min，
小型液压机液压系统课程设计
攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号：vvvvvvvv 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师：vvvvvv 职称：vvvv 2014 年06 月15 日 攀枝花学院教务处制
攀枝花学院本科学生课程设计任务书 目录
前言 (5) 一设计题目 (6) 二技术参数和设计要求 (6) 三工况分析 (6) 四拟定液压系统原理 (7) 1.确定供油方式 (7) 2.调速方式的选择 (7) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (8) 4.液压阀的选择 (10) 5.确定管道尺寸 (10) 6.液压油箱容积的确定 (11) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (11) 8.液压缸工作行程的确定 (11) 9.缸盖厚度的确定 (11) 10.最小寻向长度的确定 (11) 11.缸体长度的确定 (12) 五液压系统的验算 (13) 1 压力损失的验算 (13) 2 系统温升的验算 (15) 3 螺栓校核 (16) 总结 (17) 参考文献................................................................................................. 错误！未定义书签。
前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。
液压系统的设计步骤与设计要求
液压绻统的设计步骤与设计要湂 液压传动绻统是液压机械的一个组成部分，液压传动绻统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力湂设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动绻统。 1.1 设计步骤 液压绻统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要湂之后，大致按如下步骤进行。 1）确定液压执行元件的形式； 2）进行工况分析，确定绻统的主要参数； 3）制定基本方案，拟定液压绻统原理图； 4）选择液压元件； 5）液压绻统的性能验算； 6）绘制工作图，编制技术文件。 1.2 明确设计要湂 设计要湂是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压绻统各部分设计之前，必须把设计要湂以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布幀等； 2）液压绻统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关绻如何； 3）液压驱动机构的运动形式，运动速度； 4）各动作机构的载荷大帏及其性质； 5）对踃速范围、运动平稳性、转换纾度等性能方面的要湂； 6）自动化程序、操作控制方式的要湂； 7）对防帘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要湂； 8）对效率、成本等方面的要湂。 制定基本方案和绘制液压绻统图 3.1制定基本方案 （1）制定踃速方案 液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。 方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中帏流量的液压绻统，大多通过换向阀的有机组合实现所要湂的动作。对高压大流量的液压绻统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。 速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密币空间的容积变化来实现。相应的踃整方式有节流踃速、容积踃速以及二者的结合——容积节流踃速。 节流踃速一般采用定量滵供溹，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来踃节速度。此种踃速方式结构简单，由于这种绻统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。 容积踃速是靠改变液压滵或液压马达的排量来达到踃速的目的。其优点是溡有溢流损失和节流损失，效率较高。但为了散热和补充滄漏，需要有辅助滵。此种踃速方式适用于功
空气压缩机机身铣三斜面专用机床夹紧系统、液压系统设计
摘要 专用组合机床目前是一种普遍的机械装置，应用于大批量生产领域，具有相当的柔性，加工精度高，生产效率提高，劳动强度减轻。 本文就是社会生产的实际需要提出的设计题目。根据现有的空气压缩机机身的相关资料，制定空气压缩机机身的加工工艺，组合铣机身三斜面的夹具设计、液压系统设计。在此基础上提出新的加工工艺和符合新工艺的加工专用机床方案，让改进和创新后的产品更适合工厂和顾客的需求。 本文在对组合铣三斜面的工装设计过程中，对铣三个斜面及钻孔的专用夹具进行了全面的设计。从夹具的外型尺寸设计到具体的一面两销限制自由度定位方案再到加工面精度的计算：液压进给系统的设计，本文也用了不少的篇幅。重点根据液压系统的基本原理，画出合理的液压系统图；根据主要参数确定了液压元件的选择，在组合机床设计过程中结合具体实践和设计经验，阐述了通用件如（液压滑台）的选取及专用部件（如主轴箱）的设计计算。 最后希望此次设计的夹具和液压系统能达到预期的设计要求，并能在实际的应用中取得良好的效果。 关键词：组合机床；专用要求；工艺；钻夹具；液压
Abstract Special combined machine tool is a mechanical device for universal, applicable to mass production, is quite flexible, high machining accuracy, improve production efficiency, reduce labor intensity. This paper is the design requirement of social production. According to the relevant data of the existing air compressor machine, machining process air compressor airframe design, fixture design, combination milling body three inclined planes of the hydraulic system. On the basis of this new processing technology is proposed and in line with the new technology of special machine tool for processing scheme, make improvement and innovation of the products more suitable for factories and customer needs. Based on the combination of the three bevel milling fixture design process, special fixture of milling three and inclined boreholes were comprehensive design. From the dimension design of fixture to the two side pin constrained degrees of freedom positioning scheme to the calculation of machining surface precision: the design of hydraulic feed system, this paper also use a lot of space. Key according to the basic principle of hydraulic system, draw the diagram of hydraulic system reasonable; according to the main parameters of hydraulic component has been selected, combined with the specific practice and experience in the design process in the design of the modular machine tool, describes the general parts (such as hydraulic slider) selection and special parts (such as the design and calculation of main spindle box). Finally, I hope this design fixture and hydraulic system can meet the design requirements, and can achieve good effect in actual application. Key words:unit built machine tool ;special requirements ;craftwork
液压系统的课程设计说明书
目录 引言 (2) 第一章明确液压系统的设计要求 (2) 第二章负载与运动分析 (3) 第三章负载图和速度图的绘制 (4) 第四章确定液压系统主要参数 (4) 4.1确定液压缸工作压力 (4) 4.2计算液压缸主要结构参数 (4) 第五章液压系统方案设计 (7) 5.1选用执行元件 (7) 5.2速度控制回路的选择 (7) 5.3选择快速运动和换向回路 (8) 5.4速度换接回路的选择 (8) 5.5组成液压系统原理图 (9) 5.5系统图的原理 (10) 第六章液压元件的选择 (12) 6.1确定液压泵 (12) 6.2确定其它元件及辅件 (13) 6.3主要零件强度校核 (15) 第七章液压系统性能验算 (16) 7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (17) 7.2油液温升验算 (18) 设计小结 (19) 参考文献 (21)
引言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 第一章明确液压系统的设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：启动→快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力F t=20000N，移动部件总质量G＝10000N；快进行程l1=100mm，工进行程l2=50mm。快进、快退的速度为5m/min，工进速度0.1m/min。加速减速时间△t=0.15s；静摩擦系数f s＝0.2；动摩擦系数f d＝0.1。该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。
液压缸设计规范
液压缸设计规范 Revised as of 23 November 2020
液压缸的设计计算规范
目录:一、液压缸的基本参数 1、液压缸内径及活塞杆外径尺寸系列 2、液压缸行程系列（GB2349-1980） 二、液压缸类型及安装方式 1、液压缸类型 2、液压缸安装方式 三、液压缸的主要零件的结构、材料、及技术要求 1、缸体 2、缸盖（导向套） 3、缸体及联接形式 4、活塞头 5、活寒杆 6、活塞杆的密封和防尘 7、缓冲装置 8、排气装置 9、液压缸的安装联接部分（GB/T2878） 四、液压缸的设计计算 1、液压缸的设计计算部骤 2、液压缸性能参数计算 3、液压缸几何尺寸计算 4、液压缸结构参数计算
5、液压缸的联接计算 一、液压缸的基本参数 液压缸内径及活塞杆外径尺寸系列 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 220 （250） （280） 320 （360） 400 450 500 括号内为优先选取尺寸 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 活塞杆连接螺纹型式按细牙，规格和长度查有关资料。 液压缸的行程系列（GB2349－1980） 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 40 63 90 110 140 180 220 280 360 450 550 700 900 1100 1400 1800 2200 2800 3600 二、液压缸的类型和安装办法 液压缸的类型 对江东机械公司而言 液压缸的安装方式
铣床夹紧装置液压系统的设计_毕业设计
铣床夹紧装置液压系统的设计 1.概述 1.1 液压传动的概念与发展 液压传动是以流体(液压油液)为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。它们通过各种元件组成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传动系统。液压传动，是机械设备中发展速度最快的技术之一。特别是近年来，随着机电一体化技术的发展与微电子、计算机技术相结合，液压传动进入了一个新的发展阶段。 液压传动技术是根据帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门 的一种传动形式。与机械传动相比，它是一门比较新兴的技术。从1795年英国制成 的液压传动技术和液压元件，且工艺水平低下，发展缓慢。1905 年将工作介质水改为油，进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后，发展更为迅速。1925年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等) 域得到了发展[3]。第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。20世纪60年代以后，工艺水平有了很大的提高，液压技术随着电气控制技术、传感器技术、计算机技术的发展而迅速发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术。在国民经济的各个部门都得到了应用，如工程机械、数控加工中心、冶金自动线等。 如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。历史的经验证明，流控学科技术的发展，仅有20%是靠本学科的科研成果推动，来源于其他领域发明的占50%移植，其他技术成果占30%，即大部分，来源于其他相关学科进步的推动。随着应用了电子技术、计算及技术、信息技术、自动控制技术及新工艺、新材料的发展和应用液压传动技术也在不断创新。液压传动
液压课设液压启闭机的液压系统设计样本
《液压与气压传动》课程设计学号姓名年级专业 指导教师: 钱雪松 内容: 设计计算说明书 1份 20 页 液压系统原理图 1张
河海大学机电工程学院 - 第二学期 《液压与气压传动》课程设计任务书5 授课班号138101/2 年级专业机自指导教师钱雪松学号姓名课程设计题目5 设计一台液压启闭机液压系统, 其主要技术要求如下: 启闭力50T, 行程8000mm, 往返速度4000~10000mm/min, 加减速时间为1秒, 双缸, 用同步回路, 垂直液压缸。 1.课程设计的目的和要求 经过设计液压传动系统, 使学生获得独立设计能力, 分析思考能力, 全面了解液压系统的组成原理。 明确系统设计要求; 分析工况确定主要参数; 拟订液压系统草图; 选择液压元件; 验算系统性能。 2.课程设计内容和教师参数( 各人所取参数应有不同) 其主要技术要求如下: 启闭力50T, 行程8000mm, 往返速度4000~10000mm/min, 加减速时间为1秒, 双缸, 用同步回路, 垂直液压缸。 4. 设计参考资料( 包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等) ●章宏甲《液压传动》机械工业出版社 .1 ●章宏甲《液压与气压传动》机械工业出版社 .4 ●黎启柏《液压元件手册》冶金工业出版社 .8
榆次液压有限公司《榆次液压产品》 .3 课程设计任务 明确系统设计要求; 分析工况确定主要参数; 拟订液压系统草图; 选择液压元件; 验算系统性能。 5.1设计说明书( 或报告) 分析工况确定主要参数; 拟订液压系统草图; 选择液压元件; 验算系统性能。 5.2技术附件( 图纸、源程序、测量记录、硬件制作) 5.3图样、字数要求 系统图一张( 3号图) , 设计说明书一份( ~3000字) 。 6. 工作进度计划 3.设计方式 手工 4.设计地点、指导答疑时间
液压系统的设计步骤与设计要求
液压系统的设计步骤与设计要求 液压传动系统就是液压机械的一个组成部分,液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时,必须从实际情况出发,有机地结合各种传动形式,充分发挥液压传动的优点,力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 1、1 设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序,各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说,在明确设计要求之后,大致按如下步骤进行。 1)确定液压执行元件的形式; 2)进行工况分析,确定系统的主要参数; 3)制定基本方案,拟定液压系统原理图; 4)计算与选择液压元件; 5)液压系统的性能验算; 6)绘制工作图,编制技术文件。 1、2 明确设计要求 设计要求就是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前,必须把设计要求以及与该设计内容有关的其她方面了解清楚。 1)主机的概况:用途、性能、工艺流程、作业环境(温度、湿度、振动冲击)、总体布局(及液压传动装置的位置与空间尺寸的要求)等; 2)液压系统要完成哪些动作,动作顺序及彼此联锁关系如何; 3)液压驱动机构的运动形式,运动速度; 4)各动作机构的载荷大小及其性质; 5)对调速范围、运动平稳性、换向定位精度等性能方面的要求; 6)自动化程度、操作控制方式的要求; 7)对防尘、防爆、防腐、防寒、噪声、安全可靠性的要求; 8)对效率、成本等方面的要求。
主机的工况分析 通过工况分析,可以瞧出液压执行元件在工作过程中速度与载荷变化情况,为确定系统及各执行元件的参数提供依据。 液压系统的主要参数就是压力与流量,它们就是设计液压系统,选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度与结构尺寸。 主机工况分析包括运动分析与动力分析,对复杂的系统还需编制负载与动作循环图,由此了解液压缸或液压马达的负载与速度随时间变化的规律,以下对工况分析的内容作具体介绍。 2、1 运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况,可以用位移循环图(L—t) ,速度循环图(v—t) ,或速度与位移循环图表示,由此对运动规律进行分析。 1、位移循环图L —t 液压机的液压缸位移循环图纵坐标L 表示活塞位移,横坐标t 表示从活塞启动到返回原位的时间,曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回与快速回程六个阶段组成。 2、速度循环图v —t(或v —L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。 图为三种类型液压缸的v —t 图,第一种如图中实线所示,液压缸开始作匀加速运动,然后匀速运动,最后匀减速运动到终点;第二种,如图中虚线所示,液压缸在总行程的前一半作匀加速运动,在另一半作匀减速运动,且加速度的数值相等;第三种,液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动,然后匀减速至行程终点。v —t 图的三条速度曲线,不仅清楚地表明了三种类型液压缸的运动规律,也间接地表明了三种工况的动力特性。 位移循环图速度循环图 2、2 动力分析 动力分析,就是研究机器在工作过程中,其执行机构的受力情况,对液压系统而言,就就是研究液压缸或液压马达的负载情况。 1.液压缸的负载及负载循环图 (1)液压缸的负载力计算。 工作机构作直线往复运动时,液压缸必须克服的负载由六部分组成:
机床上有一夹紧进给液压系统
1 液压传动设计 题目：在某专用机床上有一夹紧进给液压系统，完成工件的先夹紧后、后进给任务，工作原理如下： 夹紧油缸： 快进→慢进→达到夹紧力后启动进给油缸工作 进给油缸： 快进→慢进→达到进给终点→快速退回 夹紧油缸快速退回。 夹紧缸快进速度：0.04m/s 夹紧缸慢进速度：7mm/s 最大夹紧力：45KN 进给油缸快进速度：0.17m/s 进给油缸慢进速度：0.017m/s 最大切削力：125KN 进给工作部件总质量：250 m kg 夹紧缸行程：用行程开关调节（最大250mm） 进给缸行程：用行程开关调节（最大1000mm）
2 负载与运动分析 已知最大夹紧力为45KN ，则夹紧油缸工作负载145F KN =，液压缸的机械效率取0.9m η=，则推力150m F KN η=，由于夹紧工作工作部件总质量很小，可以忽略。则惯性负载10m F =，阻力负载110fs fd F F ==。 夹紧缸快进、快退速度：11v = 1 3v =0.04m/s ，夹紧缸慢进速度：12v =7mm/s 。 夹紧缸行程：用行程开关调节最大250mm 已知最大切削力为125KN ，则进给油缸工作负载2125F KN =。进给工作部件总质量：250m kg =，取静摩擦因数为0.2s f =，动摩擦因数为0.1d f =；取往复运动的加速、减速时间0.2s 。 由式 m v F m t ?=? 式（2—1） 式（2—1）中 m —工作部件总质量 v ?—快进或快退速度 t ?—运动的加速、减速时间 求得： 惯性负载 1110.17250212.50.2 m v F m N N t ==?=? 阻力负载： 静摩擦阻力 0.2212.59.8416.5fS F N N =??= 动摩擦阻力 0.1212.59.8208.25fd F N N =??= 液压缸的机械效率取0.9m η=，则推力()2139120fd m F F N η+=。进给油缸 快进、快退速度：111v =11 3v =0.17m/s ，进给油缸慢进速度：112v =0.017m/s ，进给缸 行程：用行程开关调节最大1000mm 。综上所诉得出液压缸在各工作阶段的负载表2—1和表2—2。 表2—1 夹紧缸各工作阶段的负载F(N)
液压系统课程设计.
测控技术基础之液压传动与控制 课程设计说明书 设计题目：液压传动与控制系统设计 半自动液压专用铣床液压系统设计 姓名：王冉 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 1班 学号： 2010105126 指导教师：谭宗柒 2013年 6 月 6 日至 2013年 6 月27 日
半自动液压专用铣床液压系统设计 1．设计要求 设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：手工上料——自动夹紧——工作台快进——铣削进给——工作台快退——夹具松开——手工卸料。 2．设计参数 工作台液压缸负载力（KN ）：F L =2.8 夹紧液压缸负载力（KN ）：F c =4.8 工作台液压缸移动件重力（KN ）：G=2.8 夹紧液压缸负移动件重力（N ）：G c =35 工作台快进、快退速度（m/min ）：V 1=V 3=4.5 夹紧液压缸行程（mm ）：L c=10 工作台工进速度（mm/min ）：V 2=45 夹紧液压缸运动时间（S ）：t c=1 工作台液压缸快进行程（mm ）：L 1=350 导轨面静摩擦系数：μs =0.2 工作台液压缸工进行程（mm ）：L 2=85 导轨面动摩擦系数：μd =0.1 工作台启动时间（S ）：?t =0.5 液压传动与控制系统设计一般包括以下内容： 1、液压传动与控制系统设计基本内容： (1) 明确设计要求进行工况分析； (2) 确定液压系统主要参数； (3) 拟定液压系统原理图； (4) 计算和选择液压件； (5) 验算液压系统性能； (6) 编制技术文件。 学生应完成的工作量：（打印稿和电子版各1份） (1) 液压系统原理图1张； (2) 设计计算说明书1份。（字数：2500~3000。） 设计内容 1.负载与运动分析 1.1工作负载 1)夹紧缸 工作负载：N G F F d C C l 5.48031.0354800=?+=+=μ 由于夹紧缸的工作对于系统的整体操作的影响不是很高，所以在系统的设计计算中把夹紧缸的工作过程简化为全程的匀速直线运动，所以不考虑夹紧缸的惯性负载等一些其他的因素。 2)工作台液压缸 工作负载极为切削阻力F L =2.8KN 。
液压泵的维修技术标准规范
液压泵的维修技术标准规范 一.故障分析与排除 一).油泵噪音大:来源主要有:液压机流量脉动的噪音,闭死容积(困油)产生的噪音,齿形精度(齿形误差和齿轮周节误差等)不高产生噪音,空气进入和因气穴产生噪音,以及轴承旋转不均匀产生的噪音等,具体原因如下: ①.因密封不严吸进空气产生的噪音: a.压盖与泵盖因配合不好而进气 b.从泵体与前后盖结合处中进气 c.从泵后盖进油口连接处进气 d.从泵油封处进气 e.油箱内油量不够,滤油器或吸油管末端未插入油面以下,油泵便会吸进空气 f.回油管露出油面,有时也会因系统瞬间负压使空气反灌进入系统 g.液压油泵的安装位置距液面太高,特别泵转速降低时,不能保证泵吸油腔必要的真空度造成吸油不足而吸进空气,但泵吸油时,真空度不能太大,当泵吸油腔内的压力低于该油液在该温度下的气体分离压时,空气便会析出,但低于该油液的饱和蒸汽压时,就会形成气穴现象,产生噪音和振动。 h.吸油滤油器堵塞或设计选用的滤油器的容量过小,导致吸油阻力增大而吸入空气,另吸油口管径过大都可能带进空气。 ②.因机械原因产生的噪音及排除 a.因油中污物进入泵内导致齿轮等磨损拉伤产生噪音,此时应更换油液加强油液过滤,拆开泵清洗,齿轮磨损厉害要研磨或更换 b.泵与电机安装不同心,有碰擦现象,同心度不大于±0.05mm c.因齿轮加工误差产生噪音 d.泵内零件损坏或磨损产生噪 ③.困油现象产生的噪音 ④.其它原因产生的噪音 a.进油过滤器被堵塞是常见的噪声大的原因之一,往往清洗滤油器后噪音可立即降下来 b.油液的粘度过高也会产生噪音,必须合理选用油液粘度 c.溢流阀噪音,误认为油泵噪音 二).压力波动大.振动对齿轮泵而言,噪音大,压力波动大并伴有振动的现象往往同时发生,同时消失,因此上述噪音大的原因,也为压力波动大,振动大的原因,可参照处理 三).液压设备泵输出流量不够,或者根本吸不上油 ①.进油滤油器堵塞; ②.齿轮端面与前后盖之间的滑动结合面严重拉伤产生的内泄漏太大,导致输出流量少; ③.径向不平衡力导致齿轮轴变形,碰擦泵体内腔,增大径向间隙,导致内泄漏增加; ④.油温太高,温升使油液的粘度降低,内泄漏增大使输出流量减少; ⑤.泵轴折断,表面上电机带动泵运转,但根本不上油. 二.齿轮泵的使用与修理 (一).使用 ①.齿轮泵的吸油高度一般不得大于500mm; ②.齿轮泵应通过挠性联轴器与电机相连,以免单边受力,容易造成齿轮泵泵轴弯曲.单边磨损和泵轴油耗失效;
小型液压机的液压系统课程设计
小型液压机的液压系统课程设计
学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号：vvvvvvvv 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师：vvvvvv 职称：vvvv 2014 年06 月15 日
课程设计任务书 题 小型液压机的液压系统设计 目 1、课程设计的目的 液压系统的设计和计算是机床设计的一部分。设计的任务是根据机床的功用、运动循环和性能等要求，设计出合理的液压系统图，再经过必要的计算，确定液压系统的主要参数，然后根据计算所得的参数，来选用液压元件和进行系统的结构设计。 使学生在完成液压回路设计的过程中，强化对液压元器件性能的掌握，理解不同回路在系统中的各自作用。能够对学生起到加深液压传动理论的掌握和强化实际运用能力的锻炼。
2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） 要求学生在完成液压传动课程学习的基础上，运用所学的液压基本知识，根据液压元件、各种液压回路的基本原理，独立完成液压回路设计任务。 设计一台小型液压机的液压系统，要求实现的工作循环：快速空程下行——慢速加压——保压——快速回程——停止。快速往返速度为4m/min，加压速度为40-250mm/min，压制力为300000N，运动部件总重量为20000N。。设计结束后提交：①5000字的课程设计论文；②液缸CAD图纸2号一张；③三号系统图纸一张。 3、主要参考文献 [1]左健民.液压与气压传动.第 2 版.北京机械工业出版社2004. [2]章宏甲.液压与气压传动.第 2 版.北京机械工业出版社2001. [3]许福玲. 液压与气压传动. 武汉华中科技大学出版社2001. [4]张世伟.《液压传动系统的计算与结构设计》.宁夏人民出版社.1987. [5]液压传动手册. 北京机械工业出版社2004.