液压传动课程设计全自动方便面压制机液压系统设计.doc

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1、 前 言液压系统一般由动力部分、执行部分、控制部分及辅件部分四部分组成，其最大特点就是元件单位重量传递的功率大、布局灵活，易实现远距离操作和自动控制，自润滑性好。能够实现系统的过载保护与保压，动作迅速，可实现无级调节，被广泛应用于自动化设备上。1、液压泵是动力部分的代表，是一个重要的液压元件，其主要作用就是实现吸油与压油，提高油液的压力，供给执行部件源源不断的动力，是机械能转换为液压能的重要装置。2、液压缸是执行部分的重要元件，主要作用是将液压能转换为机械能，来推动执行元件完成和达到我们预想的工作与目的。3、控制阀是液压系统中的控制元件，一般包括方向控制阀、压力控制阀与流量控制阀三类。方向控制

2、阀控制油液的流动方向，通过阀的工作来达到执行元件运动方向的改变；压力控制阀是控制液压系统中油液压力的一种重要元件，保持液压系统压力的恒定和防止液压系统过载，起保护作用；流量控制阀是通过阀口大小的变化来控制流量，以实现工作部件运动速度的控制与调节。4、液压辅件包括滤油器、油箱、压力表、油管等，是液压系统正常工作的重要保证。总之，液压系统就是在这四个部分有机配合条件下实现稳定工作的，而且随着控制部分的不断发展与优化升级，使工业自动化程度越来越高。 该课程设计说明书介绍了全自动方便面压制机的设计、计算和验证，全面对液压系统进行了分析，共分为三章：第一章，课程设计的目的和基本要求；第二章，课程设计的主

3、要内容；第三章，液压系统的设计计算。后面是设计体会和参考文献。由于学生水平有限，在设计乃至计算过程中难免会有一些错误，望各位老师及同学指点赐教。不胜感激。学生 郑利江2007年7月目 录摘要及关键词1课程设计任务书2第1章 课程设计的目的和基本要求31.1 课程设计的目的31.2 课程设计的基本要求3第2章 课程设计的主要内容32.1 题目32.2主要技术参数42.3 课程设计的内容及要求4第3章 液压系统设计及计算43.1 液压回路的设计与分析53.2 工况分析及设计计算73.3 液压元件的计算和选择103.4 液压系统图的设计及说明12设计体会15参考文献16摘要及关键词【摘要】液压传动与

4、控制课程设计是机械设计制造及其自动化专业学生在学完流体力学与液压传动课程之后进行的一个重要的实践性教学环节。液压系统一般由动力部分、执行部分、控制部分及辅件部分四部分组成，其最大特点就是元件单位重量传递的功率大、布局灵活，易实现远距离操作和自动控制，自润滑性好。能够实现系统的过载保护与保压，动作迅速，可实现无级调节，被广泛应用于自动化设备上。学生设计的全自动方便面压制机可以自动完成方便面的压制过程，即方便又实惠。【关键词】油缸 油泵 系统图 阀 全自动方便面压制机 流体力学与液压传动 课程设计任务书题 目全自动方便面压制机液压系统的设计学生姓名郑利江学号200406010219专业班级机械04

5、02设计内容与要求一 主要技术参数：项 目横向运动（A缸）垂直运动（B缸）运动部件重量（N）6000快进、快退速度（m/min）10工进速度（m/min）1最大行程（mm）720300工进行程（mm）260启动换向时间（s）0.20.2工作压力（N）6000二 课程设计内容及要求：设计全自动方便面压制机液压系统，主要设计内容及要求如下：1、 拟订全自动方便面压制机的液压系统，选择适当的液压控制元件及执行元件；2、 绘制液压系统原理图一张；3、 撰写设计说明书一份，设计说明书应包括如下内容：（1）设计任务书；（2）目录；（3）前言；（4）正文：包括液压系统方案设计、液压系统工作原理分析、主要执行

6、元件选择与计算、液压控制元件选择等；（5）参考文献。设计说明书语言要流畅，书写要工整，一律使用钢笔书写。起止时间 2007 年 7月 日 至 2007 年 7 月 日指导教师签名年 月 日系（教研室）主任签名年 月 日学生签名郑利江 2007年 7 月 日计 算 及 说 明结果第1章 课程设计的目的和基本要求1.1 课程设计的目的：液压传动与控制课程设计是机械设计制造及其自动化专业学生在学完流体力学与液压传动课程之后进行的一个重要的实践性教学环节。学生通过本课程设计能够进一步熟悉并掌握液压传动与控制的基本概念、熟悉液压元件结构原理、熟悉液压基本回路、掌握液压系统图的阅读方法及基本技能、能够综合

7、运用本课程及工程力学、机械设计等有关课程的知识设计一般工程设备液压系统。同时，学生通过本课程设计可在以下几方面得到训练：（1）正确进行工程运算和使用技术文件、技术资料的能力；（2）掌握系统方案设计的一般方法；（3）正确表达设计思想的方法和能力；（4）综合利用所学知识解决工程实际问题的能力。1.2 课程设计的基本要求：（1）每个设计题目根据难度及工作量大小可由13人完成，由学生自由组合，课题组每个人都有明确的工作任务；（2）系统原理草图拟定由专人负责，课题组每个人都必须参与；（3）每个课题组必须提交一份所设计系统非标液缸设计装配图一张；（4）每个人必须提交系统设计图一份、课程设计计算说明书一份。

8、第2章 课程设计的主要内容2.1 题目：全自动方便面压制机液压系统的设计计 算 及 说 明结果2.2主要技术参数：项 目横向运动（A缸）垂直运动（B缸）运动部件重量（N）6000快进、快退速度（m/min）1010工进速度（m/min）1最大行程（mm）720300工进行程（mm）260启动换向时间（s）0.20.2表2-1 液压系统的主要技术参数2.3 课程设计的内容及要求：设计全自动方便面压制机液压系统，主要设计内容及要求如下：拟订全自动方便面压制机的液压系统，选择适当的液压控制元件及执行元件；绘制液压系统原理图一张；撰写设计说明书一份，设计说明书应包括如下内容：（1）设计任务书；（2）目

9、录；（3）前言；（4）正文：包括液压系统方案设计、液压系统工作原理分析、主要执行元件选择与计算、液压控制元件选择等；（5）参考文献。设计说明书语言要流畅，书写要工整，一律使用钢笔书写。第3章 液压系统设计及计算液压系统的设计基本包括四个步骤：（1）明确设计依据，进行工况分析；（2）确定液压系统方案，拟定液压系统图；（3）液压系统的计算和液压元件的选择；（4）液压系统的验算和绘制工作图、编制技术文件。在设计过程中不一定要严格按照这些步骤进行，有时可以交计 算 及 说 明结果替进行，甚至要反复多次。对某些关键性的参数和性能难以确定时，要先经过试验，才能把设计方案确定下来。3.1 液压回路的设计与分

10、析该液压回路主要实现差动连接，回路的设计情况采用一个小流量泵工作，压力可以由溢流阀设置，接着用一个三位四通电磁换向阀连接到液压缸，缸的无杆腔可以用一个二位三通电磁换向阀连接，然后回邮箱。其液压回路图如下图3-1图3-1 液压回路图计 算 及 说 明结果该回路电磁铁1YA和3YA通电时，液压缸实现差动快进，而3YA断电时，即转为工进；当1YA和3YA断电，电磁铁2YA通电时，液压缸退回，实际操作按此操作即可。在试验台上，按回路图连接油路，连好检查无误方可开始测量，要求测量三组数据，求平均值，以减少误差。已知泵的工作压力由溢流阀限定为0.72MPa。具体数据如下表：测量项目行程（mm）快进266退

11、回266工进50 工 序测量项目快进工进退回行 程（mm）26626650时间（s）第一组4.213.25第二组4.113.14.8第三组4.112.95.2速 度（m/s）第一组6.330.385.32第二组6.490.385.54第三组6.490.395.2平均速度（m/s）6.440.385.33表3-1 测量结果由实验结果分析，该回路实现了差动效果，且快进速度最大，退回速度次之，工进速度最小。通过此回路的设计对差动连接有了一个具体的认识，对往单活塞杆缸的无杆缸供压力油，将有腔排出的油再接回到无杆腔，即为差动连接缸的基本概念。计 算 及 说 明结果3.2 工况分析及设计计算3.2.1 运

12、动分析图3-1 全自动方便面压制机机械部分简图如图3-1所示，设横向运动的缸为A缸，垂直运动的缸为B缸。A缸通过左右运动，把装入挤压腔体的面料从搅面机出口运送到沸水锅炉口，然后由B缸提供动力，实现压面。3.2.2动力分析3.2.2.1 A缸的计算一、负载分析A缸的活塞杆为挤压腔体的横向提供动力，推动挤压腔体运行在平导轨上，故对平导轨摩擦阻力F有Ff=(GRN) 式中 G移动部件的重量；计 算 及 说 明结果RN工作阻力垂直于导轨上的正压力；导轨摩擦系数，启动加速时按静摩擦系数计算，其余按动摩擦系数计算；已知G=600N，RN=0，=0.1。Ff=(GRN) =0.1600 =60N惯性负载Fa

13、的计算 = =3000N已知液压缸的机械效率 。则，液压缸在各工作阶段的负载值见下表3-2工作循环计算公式负载/f（N）启动加速3400快 进66.7快 退66.7表3-2 液压缸在各工作阶段的负载值二、确定液压缸参数1、初选液压缸的工作压力由最大负载值查液压与气压传动第一版P220表9-3，取液压缸工作压力为0.9MPa。2、计算液压缸结构参数为使液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的Ff =60N3000N计 算 及 说 明结果方式实现快进，设液压缸两有效面积分别为A1和A2，且A1=2A2，即d=0.707D。由于液压缸回油腔背压p2取0.2MMPa。由平衡方程式p1A1=

14、 p2A2+F，可得A1= F/( p1-0.5 p2)=3400/=42.5液压缸内径D为对D圆整，取D=73mm。有d=0.707D，经圆整等d=52mm。计算出液压缸的有效工作面积A1=42.5，A2=21.25。3.2.2.2 B缸的计算一、负载分析B缸的的活塞杆为挤压腔体提供动力，推动压块在挤压腔体内压缩面料，且挤压力已知为Ff=6000N，液压缸的机械效率。则二、确定液压缸参数1、初选液压缸的工作压力由最大负载值查液压与气压传动第一版P220表9-3，取液压缸工作压力为1.5MPa。2、计算液压缸结构参数为使液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进，设液压缸

15、两有效面积分别为A1和A2，且A1=2A2，即d=0.707D。A缸：A1=42.5A2=21.25D=7.36cm计 算 及 说 明结果由于液压缸回油腔背压p2取0.3MMPa。由平衡方程式p1A1= p2A2+F，可得A1= F/( p1-0.5 p2)=6666.7/=49.38液压缸内径D为对D圆整，取D=79mm。有d=0.707D，经圆整等d=56mm。计算出液压缸的有效工作面积A1=49.38，A2=24.69。3.3 液压元件的计算和选择确定液压泵的容量及驱动电机的功率3.3.1计算油泵最高工作压力p泵 对节流调速及管路简单的系统，p1取0.20.5 MPa，已知p1=1.5

16、MPa现取p1=0.3 MPa故，油泵最高工作压力p泵为1.5+0.3 =1.8MPa3.3.2确定油泵的最大流量 Q泵B缸：A1=49.38A2=24.69D=7.93cmp泵=1.8MPa计 算 及 说 明结果式中 K系统泄漏系数，一般取1.11.3；采用差动回路，应按差动连接的最大流量进行计算K系统泄漏系数，一般取1.2故 3.3.2 选择油泵规格参照产品样本，选取额定压力比p泵高2560%、流量与系统所需的Q泵相当的泵。图3-2 型号表示方法计 算 及 说 明结果回转数(r.p.m)1000型号NT2-DNT3-DNT4-DNT5-D10F12F16F20F25F32F40F50F63

17、F80F100F125F流量(L/min)压力(kgf/cm2)59.912.415.520.124.932.14050.163.280100.5124358.811.414.418.623.530.638.248.361.476.997.4120.9707.610.113.216.921.828.93646.159.273.393.8117.31056.18.911.915.220.127.233.843.957.169.790.2113.71255.47.710.613.518.425.531.541.854.866.186.6110.21604.16.99.812.517.524.430

18、.340.553.564.184.598.1表3-3 泵型号及流量压力参数由上表可知，选择的油泵的型号为NT3-D 25F-*3.3.3 确定油泵电动机功率系统为恒压系统，计算油泵驱动率N （3-23）式中 p泵泵的最高工作压力（MPa）； Q泵在p泵压力下，泵的最大实际流量（L/min）；泵的总效率，齿轮泵一般取0.600.70，现取0.65。故 3.4 液压系统图的设计及说明液压系统原理图如下图3-3，系统图中有一个齿轮泵，提供动力；一个滤油器；一个压力表，测量油路总压力；两个三位四通电磁换向阀，实现停、通及换向供油；一个二位三通电磁换向阀，实现快进；五个单向阀；四个溢流阀，溢流阀4起溢流

19、阀的作用，保证油泵和回计 算 及 说 明结果路压力安全；另外三个（溢流阀8）起背压作用，缓冲缸体活塞缓冲，防止碰撞；一个节流阀，四个压力继电器，两个油缸。图3-3液压系统原理图工作原理：启动电机，油泵为系统供油，通过启动按钮同时控制电磁铁1YA通电，液压缸15活塞上升，到达顶端时，油路继续供油，压力达到压力继电器11的调整值时发信，使电磁铁1YA断电，3YA通电，液压缸16活塞右行，当到达最右端时，油路压力达到压力继电器13的调整值时发信，使电磁铁3YA断电，4YA通电，液压缸16活塞左行，当到达最计 算 及 说 明结果左端时，油路压力达到压力继电器14的调整值时发信，使电磁铁4YA断电，2Y

20、A通电，液压缸15活塞下降，到达最低端时，油路继续供油，压力达到压力继电器12的调整值时发信，使电磁铁2YA断电，1YA通电，液压缸15活塞上升，到此完成一个循环。设计体会课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。回顾起此次课程设计，我感慨颇多。在整整两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是总体来讲，效果还是很好的，不仅巩固了以前所学的知识，还学到了很多在书本上无法学到的知识。整个设计过程不能说是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，和前两次课程设计相比，力不从心的感觉不再那么强烈，但在设计的过程中还

21、是发现了自己许多不足之处，使自己认识到对以前所学知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说液压元件好多细节没有掌握，以致于错用，对溢流阀的危害没有很深了解，以致于系统图上用了太多的溢流阀，增大了沿程阻力损失，还有原系统图设计过于复杂，在老师的指导下，获得了很大的进步。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。这次课程设计终于顺利完成了，虽然很累，但在段老师的指导下，发挥了潜力，获得了成功，在此，对老师表示诚挚的谢意！同时，对给过我帮助的所有同学和其他指导老师表示忠心的感谢！参考文献液压与气压传动第一版刘延俊主编，机械工业出版社。液压与气压传动学习及实验指导书（第五版）周开勤，高等教育出版社出版。液压传动与控制课程设计指导书。液压与气压传动明仁雄，万会雄，国防工业出版社。液压系统设计二百例张利平，化学工业出版社。液压传动系统及设计张利平，化学工业出版社。