液压毕业设计样本.doc

天津中德职业技术学院 Tianjin Sino-German Vocational Technology Institute 汽车航空系 Automobile & Aviation Department项目一：波向检定装置液压系统设计教学过程的实施如下:教学目标：使学生掌握液压系统设计步骤及方法教学程序：根据教学安排该项目教学的实施应在学生完成液压传动课程之后进行。1.由教师指定该项目；2. 学生分组调研、查阅相关资料；3.学生集中在一起对该项目进行仔细认真的研讨，提出自己的见解，大家经过充分的交流沟通，分组制定各小组的项目方案；4. 教师指导学生复习与该项目相关的知识内容；5.小组内进行分工，学生协作完成项目设计的相关内容；6教师或企业技术人员进行点评。一 、 原始依据： 设计要求，主要技术指标及基本要求 1.完成回转，升降，摆动3个动作 （1）回转速度515s内回转150可调，重量1500kg，在一圈内可停留在任意位置在此位置上摆动150。 （2）升降速度240s内，400mm可调，负载1500kg （3）摆动周期同升降，角度450 可调，负载200kg 2.输入信号为正弦信号 （1）回转角度=/12 sin2/5t （2）升降位移y=0.4+0.4sint （3）摆动角度=/4sint 3.系统压力Pmax=20MPa 二 、 设计内容和要求： 1.液压系统工作原理图的设计及原理图的动画 2.液压系统的设计、计算机液压元件的选型 3.集成块的设计原理及集成块图（图纸2张） 4. 泵架零件图（图纸1张） 5. 泵站总装图（图纸1张） 6油箱零件图 （图纸1张） 7电机控制原理图（图纸1张） 波向检定装置项目设计说明书一、液压系统工作原理升降运动：比例电磁换向阀（11）通正(负)向电压时，油液带动双活塞杆液压缸（16）向上（下）运动，模拟海上水面产生的漩涡。回转运动：比例电磁换向阀（12）通正(负)向电压时，回转马达（15）逆（顺）时针旋转,并且可以实现在一圈内停留在任意位置且在此位置上摆动150 ，模拟海上水面产生的旋涡。摇摆运动：比例电磁换向阀（13）通正(负)向电压时，摆缸（14）向左（右）往复摆动，模拟海上水面产生的波浪。 双活塞杆液压缸、回转马达和摆缸三个执行元件动作的合成，将模拟波浪的运动。二、液压元件明细表序号名称型号件数1油箱自制12吸油滤油器（升降）WU225*80J13液压泵（升降）T6C0172R00114双联泵（回转 摇摆）T6CC003/0062R02115电动机（升降）Y200L416电动机（回转 摇摆）Y160L417压油滤油器（摇摆）ZUH40518压油滤油器（升降）ZUH1001019直动溢流阀DBDH6P10/200210先导式电磁溢流阀DBW10B330/315G24Z5L111比例伺服阀（升降）BOSCH 10 0811404803112比例伺服阀（回转）BODCH 6 0811404613113比例伺服阀（摇摆）BODCH 6 0811404612114摆缸TUBFZD40180115回转马达BM3080116液压缸812MG80LW6345M820DFEDMD1三 、执行元件的确定及选型 回转马达：1.计算回转马达参数及选型马达类型：马达为低速大扭矩马达，速度为几百转/分钟，确定回转马达为摆线马达。系统压力：系统压力初步确定为P=15MPa传动比：减速机i1=8，大小齿轮i2=12通过载荷分析给出马达转矩为M马达=100N.m，查阅马达机械效率Nm=0.9计算马达q MMT马达 =P马q马/2 M马达=MMT马达Mm=P马q马Mm/2q马达=2M马达/P马Mm=（10023.14）/（0.915106）=46.52ml/r计算马达n=/12 sin0.4t =2/30COS0.4t当COS0.4t=1时，有最大值 max =2/30=0.33rad/s 又=2n 负载最大转速n max =Max/2=（0.3360）/（23.14 ）=3.15 r/min马达的最大转速为n马max =i1i2nmax =1283.15=302.4r/min马达的最慢转速为=/12sin2/15t min =/122/15cos2/15t min=2/90 =0.11 rad/s 马min =i1i2min =2128/9060=633 r/minn马min =马min/2=633/6.28=100.8r/min根据计算得出马达的最大转速为n马max=302.4r/min，最慢转速为n马min=100.8r/min，根据马达的适用p，n，q查样本马达型号为BM30-80 2.选择对应回转马达的液压泵确定参数P泵 =20MPa，泵的类型为叶片泵PV =0.95，根据选型马达排量q马达 =80ml/r1） 计算泵的q泵 Q泵理 =n电机q泵 又因为Q泵实=Q马达理论=Q泵理pv= n电机q泵所以马达的要求流量Q=n马q马 =302.48010-3=24.2l/min 若选泵使用电机，即同步转速为1500r/min ，所以Q泵=n电机q泵pv q泵=（n马maxq马达）/（n电机pv）=（302.480）/（15000.95）=16.97ml/r2） 选泵l 由于要适用20MPa下的高压，查样本后确定为T6型柱梢式叶片泵l 此泵型号为 T6C-005-2R02-1 q=17.1 ml/rl 通过校核，发现泵的排量不能达到要求，故重选T6C-006-2R02-1 q=21.2 ml/r 摆缸： 1.计算摆缸相关参数及选型已知：确定系统压力P15MPa，通过分析计算得出，摆缸的扭矩为M摆缸=50N/M，摆动角度为900 所以查样本确定此摆缸为TUB型摇摆液压缸，型号为TUBFZD40-1802.确定泵因为=/4sint =2/4cost 所以当cost=1时，max=2/4=2.47r/s 所以齿条上的最大线速度为Vmax=maxL6=2.475510-3=0.136m/s 马达上所需要最大流量为Q马max= VmaxD2/4 =0.13660/440210-6103=10.25l/min 又因为Q泵理=n电q泵=Q泵实/pv q泵=Q泵实/n电pv=10.25/15000.95103=7.2ml/r 选T6型柱销式叶片泵，型号：T6CC-003-2R-02-1； p泵=20MPa ，q=10.8 ml/r3. 型号的确定：为降低成本，合理选用，故回转摇摆可据样本选双联泵，型号为：T6CC-003/006-2R02-1四.选择伺服液压缸：一般为双出杆，双边有活塞杆，双向液压驱动，可实现等速往复运动1. 液压缸的类型为双出杆液压缸，压力P=15MPa，已知负载F=1500kg双杆液压缸活塞及活塞杆直径的确定：F=P（D2-d2）/4，D为缸筒直径，d为活塞直径，由书中查出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根据计算从样本中查出D=63，d=45，行程为820mm伺服缸的标准系列为下述规格：活塞直径活塞杆直径有效面积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升降液压缸确定为双出杆液压缸，根据计算结果从样本中查出双出液压缸的型号为：812MG80LW6345M820DFEDMD 2.选择液压泵Q缸max=Vmax AL 据已知y=0.4+0.4sint V=y=0.4cost 只有当cost=1时，Vmax=0.4=1.256m/s 所以系统不能达到1.256m/s，给定的Vmax=0.84m/s，所以Qmax=0.8415.2610-460103=76.9l/minQ泵pv=Q缸max q泵=Qmax刚/pvn电机=（76.9103）/（0.951.5103）=54ml/mi所以泵的型号为T6C-017-2R00-1 q=58 ml/r五.选择电机： 1.回转和摇摆系统的电机功率l N电机=P（Q回+Q摆）=15106（10.8+21.2）10-61.5103/60=12kwl 求电机N时要考虑系统的机械效率和电机效率，取=0.8 N电机= 12/0.8=15kwl 回转和摇摆系统电机型号为：Y160L-4，N=15kw，n=1460r/min2.升降系统电机效率l N=PQ=151065810-61.5103/6010-3=21.75kw l N电机=N/0.8=21.75/0.8=27.2kwl 升降系统电机型号为：Y200L-4 N=30kw n=1470r/min六.校核：1.回转系统： 叶片泵型号为T6C-005-2R02-1 q=17.1ml/r Q泵实出=nqpv=146017.11030.95=23.72l/minQ马达所需=24.2 l/min 二次校核：重选泵的型号为T6C-006-2R02-1 q=21.2ml/rQ泵实出=146021.210-30.95=29.4l/minQ马达所需=24.2l/min 2.摇摆系统：叶片泵型号为T6C-003-2R02-1 q=10.8ml/rQ泵实出= nqpv=147010.810-30.95=15.08l/minQ摇摆马达所需=10.25l/min 3.升降系统：液压泵型号为T6C-017-2R00-1 q=58ml/rQ泵实出= nqpv=14705810-30.95=81l/minQ缸max=76.9l/min通过校核，上述系统中的元件的选取符合要求，系统能按照要求工作。七、控制元件及辅助元件的型号1. 比例伺服阀：根据系统工作压力、最大流量选择换向阀的型号。.回转系统：比例伺服阀型号为BOSOH.0811404613此阀为6通径,即NG6， Q=40.摇摆系统：比例伺服阀为型号为BOSOH.0811404612此阀为6通径,即NG6， Q=24.升降系统：比例伺服阀为型号为BOSOH.0811404803此阀为10通径，即NG10 Q=1002. 溢流阀：根据系统工作压力、最大流量选择溢流阀的型号。.回转和摇摆系统的溢流阀选择：回转和摇摆系统的溢流阀为直动式溢流阀，型号为DBDH6P10/200/2参数:工作压力P=40bar;压力等级为200bar;流量为60l/mina.因为回转和摇摆系统泵的功率较小，压力等级为200bar,系统的功率损失相对也比较大，在系统对油液、温度要求不是很高的场合下，基于成本考虑系统选用直动式溢流阀。b.直动式溢流阀的原理：在静止位置，溢流阀关闭。如果进口压力达到开启压力，则P口与T口接通。当P口的压力小于设定压力时，溢流阀再次关闭。箭头表示流动方向。 溢流阀开启压力取决于其在一定流量下的公称压力，所以对于溢流阀，应规定其公称压力和溢流量。根据这两个参数可绘制出溢流阀的压力流量特性曲线。可调参数 公称压力: 0 . 200 bar (50 bar) 溢流量: 0 . 16 l/min (2 l/min).升降系统的溢流阀选择：升降系统的溢流阀型号为DBW10B-3-30/315G24Z5L.参数：工作压力P=63bar;流量为120l/min a.先导式电磁溢流阀压力等级315bar。因为压力高、流量大，所以选先导式溢流阀。b.先导式溢流阀的原理：先导式溢流阀有主阀和先导阀组成，在静止位置，溢流阀关闭。如果进口压力超过先导阀设定的压力时，先导阀开启，使主阀芯进口压力达到开启压力，则P口与T口接通。可调参数 公称压力: 0 . 200 bar (50 bar) 溢流量: 0 . 16 l/min (2 l/min)3. 单向阀的选择： .根据泵的输出流量确定单向阀的规格。a.摇摆系统与回转系统选通经10。型号为参数：开启压力为0.05MPa.b.升降系统通经20。型号为.参数：开启压力为0.1MPa. .单向阀原理：单向导通，反向截止。性能要求：压力损失小，密封性能好。应用：泵的出口要求压力性能小，起避免系统的压力油倒灌泵。4. 确定液压辅助元件： .吸油滤油器的确定：全部选用网式滤油器。a.吸油滤油器：Q p 2QP 滤油器的流量大于2倍的泵的吸油量b.回转与摇摆系统选 WU-63*80-J。参数：通径为25mm 公称流量为63 过滤精度为80m 用于管式连接。c.升降系统选WU-225*80-J。参数：通径为50mm 公称流量为225 过滤精度为100m 用于管式连接。.压油滤油器：选择是要大于泵的实际输出流量即可。a.回转系统（2.9） 型号为 ZU-H405b.摇摆系统（15） 型号为 ZU-H251c.升降系统（81） 型号为 ZU-H10010.各种滤油器的特点：a.网式滤油器：结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤的精度低，一般用于液压泵的吸油口。b.线隙滤油器：结构简单，通流能力大，过滤的精度比网式滤油器高但不易清洗。c.纸质滤油器：过滤精度高，一般用于油液的精过滤，但堵塞后无法清洗，须经常更换滤芯。d.烧结式滤油器：滤芯能承受高压，抗腐蚀性能好，过滤精度高，适用于要求精过滤的高压高温液压系统。5. 螺栓及其垫圈的选择：螺栓及其垫圈的型号：M37（JB1000-77）6. 空气滤清器的选择：EF6-80 油箱加油时要将盖拧开从此处加油考虑加油流量与油箱的容积，从而决定加油时间。7. 油箱清洗盖：型号为YG-4528. 液位计：根据螺钉中心距选用YWZ-200TA。9. 油管直径：金属管：管内油液的推荐流速。对吸油管：可取V12（范围放宽）0.81.5。对压油管：可取V2.55（4-6）油液粘度大的取最小值，压力高的取最大值，压力小的取小值，管道长的取小值，短的取大值。对回油管道：可取V1.52.5。管子内径的计算：d1.13.回转马达泵：QT=nq=1460=30.95 =.摇摆马达泵： 对吸油管路径：， 1.5 =25.7mm =25mm 对压油管路径：= ，6 回转：= 摇摆：=8.9mm d压=10mm 取的管头。.升降泵的油管：QT=nq=58 用的管接头。10