第二周 星期二 绘制正式液压原理图及部分液压元件图,计算和 星期一~ 选择液压元件; 星期三~ 液压缸设计,编制正式设计说明书; 星期四 星期五 5、基本要求
修改说明书和图纸达到规范,进行答辩。 1.液压传动方案的分析,液压原理图的拟定。液压原理图一张:A3纸质;
2. 部分液压元件图:A3纸质或A4纸质;
3. 主要液压元件的设计计算(例油缸)和液压元件、辅助装置,设计说明书一份(约6000-8000字):说明文件中涉及的图有:负载循环图、速度循环图、工流图、液压系统原理图、液压系统分块图、油缸结构示意图、油箱结构示意图,用A4纸打印。 4. 提高学生使用计算机绘图软件(如AUTOCAD、PRO/E等)进行实际工程设计的能力。
5. 电子档液压原理图和设计说明书上交,并以姓名和学号命名。
二.工况分析
对液压传动系统的工况分析就是明确各执行元件在工作过程中速度和负载的变化规律,也就是进行运动分析和负载分析。
1.运动分析
根据各执行在一个工作循环内各阶段的速度,绘制其循环图,如下图所示:
快进 工进
快退
2.动力分析
工作负载 Fl?G?800?4500?5300N 导轨的静摩擦负载 FfsF压60fs??0.2?sin?sin45??16.97N 2 导轨的动摩擦负载 FdF压1?60fd?fsin45??8.49N sin??0.2 动摩擦系数fd=0.1 静摩擦系数fs?0.2 3.惯性负载
加速:FG?va1?g?t?53009.8?0.040.5?43.3N 减速:FG?va2?g?t?53000.04?0.019.8?0.5?32.4N 制动:FG?va3?g?t?53009.8?0.010.5?10.8N 反向加速:FG?v53000.045a4?g?t?9.8?0.5?48.67N 反向制动:FG?va5?g?t?Fa4?48.67N 根据以上计算,考虑到液压缸垂直安放,其重量较大,为防止
因自重而下滑,系统中应设置平衡回路。因此在对快速向下运动的负载分析时,就不考虑滑台2的重量。则液压缸各阶段中的负载如表3.1所示(?m?0.9)。
表3.1 液压缸各阶段负载 工况 起动 加速 快上 减速 慢上 反向加速 快下 制动 计算公式 F?Ffs?FL F?Ffd?FL?Fa1 F?Ffd?FL F?Ffd?FL?Fa2 F?Ffd?FL 总负载F(N) 5316.97 5351.71 5308.49 5276.07 5308.49 51.71 8.49 -40.13 缸推力F(N) 5907.74 5946.34 5898.32 5862.3 5898.32 57.46 9.43 -44.59 F?Ffd?Fa4 F?Ffd F?Ffd?Fa5 3.绘制负载图和速度图
三.初步确定液压缸的参数
1、液压缸的工作压力
根据分析此设备的负载不大,按类型属机床类,所以初选液压缸的工作压力为2.0MPa 2、计算液压缸的尺寸
A?F 式中F---液压缸上的外负载 p p---液压缸的有效工作压 A---所求液压缸有有效工作面积
A?F5946.34??0.00297m2 5p20?10D?4A4?2.97?10?3??6.15?10?2m ?3.14按标准取值:D=63mm 根据快上和快下的速度比值来确定活塞杆直
D245径:22? 代入数值,解得:d=21mm 按标准取值:d=22mm
D?d40则液压缸的有效面积为:
1??6.32?31.17cm2
441? 有杆腔面积:A2??(D2?d2)??(6.32?2.22)?27.36cm2
44无杆腔面积:A1??D2?
3.计算最大流量
q快上?A1v快上?124.68?10?6m3/s?7.48L/min q慢上?A1v慢上?31.17?10?6m3/s?1.87L/min q快下?A2v快下?123.12?10?6m3/s?7.39L/min
绘制如下表: 工况 快上 慢下 快下
压力pMpa 1.7 1.7 0.0031 流量q(L/min) 7.48 1.87 7.39 功率pw 212.34 53.08 0.38 4.确定液压缸的结构
1)缸体与缸盖的连接形式 常用的连接方式法兰连接、螺纹连接、外半环连接和内半环连接,其形式与工作压力、缸体材料、工作条件有关。
2)活塞杆与活塞的连接结构 常见的连接形式有:整体式结构和组合式结构。组合式结构又分为螺纹连接、半环连接和锥销连接。 3)活塞杆导向部分的结构 活塞杆导向部分的结构,包括活塞杆与端盖、导向套的结构,以及密封、防尘、锁紧装置等。
4)活塞及活塞杆处密封圈的选用 活塞及活塞杆处密封圈的选用,应根据密封部位、使用部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。常见的密封圈类型:O型圈,O型圈加