机械毕业设计1560液压传动课程设计全自动方便面压制机液压系统设计.docx

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机械毕业设计1560液压传动课程设计全自动方便面压制机液压系统设计

摘要及关键词

【摘要】

《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。

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0402

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）

600

0

快进、快退速度（m/min）

10

工进速度（m/min）

1

最大行程（mm）

720

300

工进行程（mm）

260

启动换向时间（s）

0.2

0.2

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1—3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。

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）

600

0

快进、快退速度（m/min）

10

10

工进速度（m/min）

1

最大行程（mm）

720

300

工进行程（mm）

260

启动换向时间（s）

0.2

0.2

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

退回

266

工进

50

工序

测量项目

快进

工进

退回

行程（mm）

266

266

50

时间（s）

第一组

4.2

13.2

5

第二组

4.1

13.1

4.8

第三组

4.1

12.9

5.2

速度（m/s）

第一组

6.33

0.38

5.32

第二组

6.49

0.38

5.54

第三组

6.49

0.39

5.2

平均速度（m/s）

6.44

0.38

5.33

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

3.2.2.1A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=μ（G＋RN）

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；

μ——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，μ=0.1。

Ff=μ（G＋RN）

=0.1×600

=60N

惯性负载Fa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=60N

3000N

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=p2A2+F，可得

A1=F/（p1-0.5p2）

=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。

3.2.2.2B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，设液压缸两有效面积分别为A1和A2，且A1=2A2，即d=0.707D。

A缸：

A1=42.5

A2=21.25

D=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/（p1-0.5p2）

=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0.2～0.5MPa，已知

p1=1.5MPa

现取

△p1=0.3MPa

故，油泵最高工作压力p泵为1.5+0.3=1.8MPa

3.3.2确定油泵的最大流量Q泵

B缸：

A1=49.38

A2=24.69

D=7.93cm

p泵=1.8MPa

计算及说明

结果

式中K——系统泄漏系数，一般取1.1～1.3；

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25～60%、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-D

NT3-D

NT4-D

NT5-D

10F

12F

16F

20F

25F

32F

40F

50F

63F

80F

100F

125F

流量（L/min）

压力（kgf/cm2）

5

9.9

12.4

15.5

20.1

24.9

32.1

40

50.1

63.2

80

100.5

124

35

8.8

11.4

14.4

18.6

23.5

30.6

38.2

48.3

61.4

76.9

97.4

120.9

70

7.6

10.1

13.2

16.9

21.8

28.9

36

46.1

59.2

73.3

93.8

117.