
定压式容积节流调速回路实验装置.doc
23页本科毕业设计(论文)题目:定压式容积节流调速回路实验装置系 别: 专 业:机械设计制造及自动化班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 2013年5定压式容积节流调速回路实验装置设计摘 要液压基本回路是指能实现某种特定功能的液压元件的组合任何液压系统都是由一些基本回路组成的本文对定压式容积节流调速回路实验装置的设计进行了详细的分析设计首先,本文分析了简单的容积节流调速基本回路的原理,在此基础上总结出定压式容积节流调速回路系统原理图;其次,根据液压传动相关理论进行数据计算,选择合适的液压元件;再次,根据元件的安装位置及实验台设计原则,进行实验装置整体框架结构的设计;最后,对本次设计的实验台装置进行性能验算,包括压力损失的验算和系统温升校核环节通过相关理论数据的验算,本次设计的液压实验台装置能完成定压式容积节流调速回路实验设计图纸及论文说明书联系球球:二二九七八零六九二Constant Pressure Type Volume Throttling Speed ControlReturn Circuit Experiment Device DesignAbstractHydraulic basic circuit refers to the combination of hydraulic components to achieve a specific function.Any hydraulic system is composed of some basic loops[1]. In this paper,the experiment device of constant pressure type volume throttling speed control circuit design has carried on the detailed analysis and design.First of all,this article analyzes the simple volume throttling speed control circuit of the basic principle,on this basis, summed up the principle of constant pressure type volume throttling speed control circuit system diagram. Secondly, according to the theory of hydraulic drive related data calculation,choose the appropriate hydraulic components.Again, according to component design principle, installation position and test bench experiment device of the overall frame structure design. Finally, for the design of experimental device for performance check, including calculating the pressure loss and temperature rise of the system check.Through calculating the theoretical data, the design of the hydraulic pressure test device can accomplish constant pressure type volume throttling speed control circuit experiment.Keywords: HydraulicBasic loop; Speed control loop;test bench;22 目 录摘要 ⅠAbstract Ⅱ1绪论 1 1.1综述 1 1.2液压传动的发展史 2 1.3课题背景 2 1.4本文主要研究工作 32定压式容积节流调速回路实验装置设计分析 4 2.1回路分析 4 2.1.1调速基本回路 4 2.1.2加载支路 5 2.2工况分析 5 2.3液压系统方案分析 5 2.4绘制原理图 63液压系统参数设计 8 3.1液压缸的设计 8 3.1.1液压缸参数设计 8 3.1.2液压缸结构设计 11 3.2液压泵装置 17 3.2.1液压泵设计选型 17 3.2.2驱动电机的选型 18 3.2.3联轴器的选型 19 3.3油箱设计 19 3.3.1油箱有效容积计算 19 3.3.2油箱组件结构设计 20 3.4液压控制元件选型 234液压辅件的选择 25 4.1油管 25 4.1.1油管的作用及要求 25 4.1.2油管的选用计算 25 4.2管接头 26 4.3液压油 275实验台结构设计 28 5.1概述 28 5.2实验台组件设计 28 5.3台面设计 28 5.4安装面板设计 296液压系统性能验算 30 6.1调压回路性能验算 31 6.1.1调压回路压力损失 31 6.1.2调压回路发热温升估算 357液压系统的安装、调试与故障处理 37 7.1液压系统的安装 37 7.1.1液压元件的检查 37 7.1.2液压元件与管道安装 37 7.2液压系统的调试 38 7.3液压系统常见故障与诊断 388总结 40参考文献 41致谢 43毕业设计(论文)知识产权声明 44毕业设计(论文)独创性声明 453 液压系统的参数设计3 液压系统的参数设计3.1液压缸的设计3.1.1液压缸参数设计(1) 液压缸内径D和活塞杆外径d的确定 系统工作压力P=2.5MPa首先进行受力分析:液压缸所受外负载F=Fw+Ff+FaFw——工作负载,在本实验中取2000NFf——导轨摩擦力负载Ff=G.f(f导轨摩擦系数,静摩擦取0.2,动摩擦取0.1)在本实验设液压缸重力G=100N则:静摩擦阻力Ffs=20N; 动摩擦阻力Ffa=10N;Fa:惯性负载;:加速或减速时间 一般是0.01~0.5S 取0.1SΔv:Δt时间内的速度变化量 取Δv=3时,Fa为最大则:Fa=306N液压缸启动.加速时的外负载F=Ffs+Ffa=306+20=326N快进时的外负载F=Ffa=10N;工进时的外负载F=2Ffa+Fw=2000+20=2020N;快退时的外负载F=Ffa=10N;工作循环中的最大外负载F为工进时的力 F+Ffc=F/ηcm Ffc:液压缸密封处摩擦力;液压缸机械效率取0.95则:F+Ffc=2020/0.95=2244N; Ffc=224N;根据公式(3.1)计算液压缸内径D和活塞杆直径d (3.1)F:最大外负载,F=2020N;P1:液压缸工作压力2.5MPaP2:背压压力,根据液压系统设计简明手册取p2=0.5MPad/D:根据表2-3,取0.5则: D=37mm,查表3.2取D=40mm;则d=20mm;表3.1 液压缸内径D与活塞杆直径d的关系工作压力P/(MPa)d/D≤ 20.2~0.3>2 ~50.5~0.58>5~70.62~0.70>70.7表3.2 液压缸内径尺寸系列(GB2348-80) (mm)40506380(90)100(110)注:括号内数值为非优先选用数值。
对选定的液压缸内径D进行最小稳定速度验算,保证液压缸节流腔有效面积A大于保证最小稳定速度的最小有效面积Amin 即A>Amin Amin=qmin/Vmin; qminl流量阀的最小稳定流量,本次试验所用调速阀为GE系列:AQF3-E10B,最小稳定流量为0.05L/min; =1m/minA> Amin=0.2可见:液压缸能满足所需低速2) 液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件计算通常所说的壁厚是指其结构中最薄处的厚度圆筒材料其内壁受力时,应力分布规律与它的壁厚有关本设计液压缸采用35#无缝钢管,属薄壁圆筒结构,其壁厚按公式计算 (3.2) (3.3)式中σ——液压缸壁厚(m); D——液压缸内径(m); Py——试验压力,一般取最大工作压力的(1.25~1.5)倍(MPa); 〔σ〕——材料的许用应力;σb——缸体材料的抗拉强度(MPa),35#钢抗拉强度σb=240MPa;n——安全系数一般n=3.5~5,这里取n=4.由上式(3.2)可得 则缸筒外径 D1≥D+20=46.2mm查无缝钢管标准GB/T 17395-199得 D1=50mm 因此缸筒壁厚 σ=5mm(3) 液压缸工作行程的确定此次设计活塞杆外部不受力,活塞杆的动作只是便于观察,参照活塞移动速度v=1m/min及表3.4,选取行程S=150 mm。
表3.4 液压缸活塞行程系列(GB/T2349-1980) (mm)5080100125160200250320活塞理论动作时间 液压缸动作时间过于太长浪费资源,时间太短则不利于观察实验现象,此时间相对比较合理4) 缸盖厚度此液压缸为单活塞杆双作用缸,缸底无油孔,其有效厚度t按强度要求可用下式进行理论计算[5] (3.4)式中 t——缸盖有效厚度(m); D2——缸盖止口内径(图3.1)(m),取D2=50mm则 取t=5 mm5) 最小导向长度当活塞杆全部外伸时,从活塞支撑面中点到缸盖滑动支撑面中点的距离H称之为最小导向长度(图3.1)如果最小导向长度过小,将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大,影响液压缸的稳定性,以此设计时必须保证具有一定的最小导向长度图3.1 液压缸导向长度及缸盖厚度普通液压缸的最小导向长度H必须满足以下要求: (3.5)式中 L——液压缸的最大行程; D——液压缸的内径H=28mm活塞的宽度B一般取B=(0.6~1.0)D,则B=37.8~63 (mm),取B=32(mm);缸盖滑动支撑面的长度l1根据液压缸的内径D而定;当D≤80mm时,取l1=(0.6~。












