校正压装液压机液压传动系统设计.docVIP

课题八、 校正压装液压机液压传动系统设计 一、研究目的 学习和掌握液压传动系统的设计计算方法，培养独立设计能力，为毕业设计打下基础。重点掌握以下知识点： 1) 液压传动系统计算和选型； 2) 液压传动系统原理设计； 3) 绘制液压传动系统原理图 二、设计参数 在压装时的速度（工作速度）为5mm/s，快下和快回速度相同为42mm/s，工作压力为120KN。 三、设计要求及完成过程 要求： 设计一台校正压装液压机，要求工作循环是快速下行——慢速加压——快速返回并停止。本课题工作量： 1) 项目调研和方案选取； 2) 系统参数计算和说明书； 3) 原理图设计A1； 4) 元件选型； 课题研究过程如下： 1) 每人结合自己的研究过程，提交课题一份研究报告，研究报告不得雷同； 2) 报告完成后，组长组织成员对所有报告进行评议，并打分； 3) 导师对每名学生的研究报告进行品议，并打分； 4) 一份汇总研究报告和汇报PPT，完成后，向答辩委员会提交申请； 5) 组织答辩，并打分。 四、提交形式 1) 个人研究报告； 2) 汇总研究报告； 3) 汇报PPT。 2 设计的技术要求和设计参数 工作循环：快进?工进?快退?停止； 系统设计参数如表1所示，动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为fs = 0.2、fd = 0.1。 表1 设计参数 参 数 数 值 工作压力（KN） 120 运动部件总重 (N) 10000 快进、快退速度(mm/s) 42 工进速度(mm/s) 5 最大行程(mm) 800 工进行程(mm) 300 启动换向时间（s） 0.03 液压缸机械效率 0.9 3 工况分析 3.1 确定执行元件 校正压装液压机的工作特点要求液压系统完成的是直线运动，因此液压系统的执行元件确定为液压缸。 3.2 分析系统工况 （1）工作负载FW 工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于压装液压机液压系统来说，沿液压缸轴线方向的工作压力即为工作负载，即 FW=120KN （2）摩擦负载 摩擦负载分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。 静摩擦阻力 Ffs = fs×G=N 动摩擦阻力 Ffd= fd×G= （3）惯性负载 最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过最大移动速度和加速时间进行计算。已知启动换向时间为0.03s，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为42mm/s，因此惯性负载可表示为 （4）背压负载选择为=12000N （估算） 根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如表2所示。 表2 工作循环各阶段推力 工况 推力组成 启动 N 加速 N 快进 N 工进 N 反向启动 N 反向加速 N 快退 N 3.3 负载循环图和速度循环图的绘制 3.4 确定系统主要参数 3.4.1 初选液压缸工作压力 所设计的运动部件在工进时负载最大，其值为136667N，其它工况时的负载都相对较低，按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法，初选液压缸的工作压力p1=20MPa。 3.4.2 确定液压缸主要尺寸 采用单杆双作用液压缸的差动连接方式。缸体固定，活塞杆带动压头砧木运动。 液压缸缸筒直径为 根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=100mm，活塞杆直径为d=0.7D=70mm。 此时液压缸两腔的实际有效面积分别为： 无杆腔面积： mm2 有杆腔面积： mm2 活塞杆面积： mm2 3.4.3 计算最大流量需求 运动部件在快进过程中，液压缸采用差动连接，此时系统所需要的流量为 L/min 工进过程中所需要的流量为 L/min 快退过程中所需要的流量为 L/min 其中最大流量为快进流量为10.09 L/min。 根据上述液压缸直径及流量计算结果，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如表3所示 表3 各工况下的主要参数值 工况 推力F’/N 回油腔压力P2/MPa 进油腔压力P1/MPa 输入流量q/L.min-1 输入功率P/Kw 计算公式 快进 启动 4444 0 1.56 —— —— P1= QUOTE \* MERGEFORMAT q=(A1-A2)v1 P=p1q p2=p1+Δp 加速 4889 2.22 1.72 —— —— 恒速 3333 1.67 1.17 9.69 0.16 工进 136667 0.8 17.67 2.36 0.695 P1=(F’+p2A2)/A1 q=A1v2 P=p1q 快退 起动 2222 0 0.87 —— —— P1=(F’+p2A1)/A2