天津滨海职业学院毕业设计
液压回路的仿真研究
--FLUIDSIM软件液压回路设计
作者：刘景昆
院系：天津滨海职业学院机电工程系专业：机电一体化技术
年级：2009级
学号：20090141126
指导教师：王磊
毕业设计任务书
设计题目：液压回路的仿真研究
完成期限：自2011 年 9月 1日至 2012 年3月 30日止
一、设计原始依据
QCS014液压试验台，如图1；
《FluidSIM液压手册》；
《液压与气动传动》。
二、设计内容和要求图1
内容：液压回路的仿真制作主要是分两部分，一，是要了解各种液压回路的
组成，及各个元件的符号表示、在回路中起的作用。二，是用FluidSIM软件制作液压仿真回路。主要说的是FluidSIM软件的制作回路过程步骤。FluidSIM软件制作回路主要分制作单体图形、组装、统一调配等几个步骤。
要求：细分就是制作液压元件的单体图形、根据液压元件的原理将这些图行
进行组装，调整整个液压仿真回路。
我将所学的机械制图、液压与气动技术等学科知识有机的结合在一起，对自己今后的发展充满了信心。一年里，自己对液压回路的不断了解,本着提高自我认知能力，勤劳动手原则，积极的把关于fluidsim仿真软件的各种知识快速吸收，通过不断的摸索，不断的修改再修改，最后把液压回路的仿真ct位图制作出来了。
本人签字：
2012年 4月14 日
毕业设计内容摘要
本课题主要是对液压系统中调压回路（双向调压回路），卸荷回路（换向阀卸荷回路），释压回路（节流阀释压回路）进行研究，以了解它们的结构特点，工作原理；进一步提高观察，分析问题的能力。
首先对它们各部件进行分析，然后用FluidSIM软件进行零部件的造型，结合这些液压元件的原理将零件装配，并制成液压回路。
关键词：调压回路（双向调压回路），卸荷回路（换向阀卸荷回路），释压回路（节流阀释压回路），FluidSIM。
目录
第一章液压实验回路05 第二章FLUIDSIM 软件的介绍06 第三章调压回路07 第四章卸荷回路10 第五章释压回路15 致谢19 参考文献20
第一章液压回路实验
我在本次的液压回路实验中，主要是运用液压仿真软件FluidSIM进行实施操作的。主要是做了调压回路、卸荷回路、释压回路等几个液压回路的ct位图，具体如下1-1、1-2、1-3图所示。用此还研究液压回路中应该注意的哪些需要我们在实际生活中可以避免资源浪费的地方。怎么能创新的制造更好的液压试验操作平台。
图1-1 调压回路
图1-2 换向阀卸荷回路
图1-3 节流阀释压回路
第二章 FLUIDSIM软件介绍
FluidSIM软件是由Paderborn大学、Festa Didactic GmbH & Co和Art Systems Software GmbH，Paderborn联合开发研制的一种用于液压与气动技术的教学软件，其运行于Microsoft Windows操作系统之上，既可与Festa Didactic GmbH & Co 教学设备一起使用，也可以单独使用。
FluidSIM软件的主要特征就是其可与CAD功能和仿真功能紧密联系在一起。FluidSIM软件符合DIN电气—液压回路图绘制标准，且可对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真，这样就使回路图绘制和相应液压系统仿真相一致。FluidSIM 软件CAD功能是专门针对流体而特殊设计的，例如在绘图过程中，FluidSIM软件将检查各元件之间连接是否可行。
FluidSIM软件的另一个特征就是其系统学习概念：FluidSIM软件可用来自学、教学和多媒体教学液压与气动技术知识。液压元件可以通过文本说明、图形以及介绍其工作原理的动画来描述；各种练习和教学影片讲授了重要回路和液压元件的使用方法。
FluidSIM软件用户界面直观，易于学习。用户可以很快地学会绘制电气—液压回路图，并对其进行仿真，如下图2-1。
图2-1 Fluidsim软件
绘制液压原理图是很繁琐的工作，FluidSIM软件通过提供基本回路图和元
件职能符号，辅助液压系统的绘制，从而使设计者更专注于系统的设计。绘图功能模块中含有100多种标准液压、气动、电气元件，包含了创建新的回路所必需的气动和电气元件，利用该模块实现液压、气动及电气回路的设计及绘制。
利用系统模拟仿真功能模块可对组成液压、气动回路的元件参数进行调节设置，从而可对设计的系统进行准确的动作和工作参数的模拟及测试。同时，在FluidSIM中，在搭建液压或气动回路的同时，可搭建其电气控制回路，在仿真时，将机和电衔接起来。由于仿真参数和动作实时显示，因此拉近了课堂与现场的距离，充分调动了我们的学习积极性，使我们在兴趣和乐趣中学习，取得了极佳的教学效果。此同时，我们的学习能力、独立思考能力、组织能力等综合能力及创新精神得到了全面的锻炼和提高。
第三章调压回路
为使系统的压力与负载相适应并保持稳定，或为了安全而限定系统的最高力，都要用到调压回路。
一、双向调压回路
（一）制作双向调压回路步骤：
1. 在程序/Festo Didactic目录下，启动 FluidSIM 软件。几秒钟后，FluidSIM 软件的主窗口显示在屏幕上，如下图3-1：
图3-1 Fluidsim软件主窗口
窗口左边显示出 FluidSIM 的整个元件库，其包括新建回路图所需的液压元件和电气元件。窗口顶部的菜单栏列出仿真和新建回路图所需的功能，工具栏给出了常用菜单功能。
2.通过单击按钮或在“文件”菜单下，执行“新键”命令，新建空白绘图
区域，以打开一个新窗口，如下图所示，然后采用鼠标，将需要的元件从元件库中“拖动”和“放置”在绘图区域上，如图3-2。
图3-2
3.用鼠标将A、B分别与单作用缸的两端连接。液压源与换向阀的P连接上，
溢流阀的P端接入回路中。把换向阀和溢流阀的T端接在油箱上，如图3-3。
4.单击按钮或在“执行”菜单下，执行“启动”命令，即可对该回路进行
仿真，如下图3-4、3-5、3-6、3-7。
图3-4
图3-5
图3-6
图3-7
第四章卸荷回路（卸载回路）
在液压设备短时间停止工作期间，一般不宜关闭电动机，因频繁启闭对电动机和泵的寿命有严重影响。但若让泵在溢流阀调定压力下回油，又造成很大的能量浪费，使油温升高，系统性能下降。为此应设置卸荷回路解决上述矛盾。
所谓卸荷，即泵的功率损耗接近于零的运动状态。功率为流量与压力之积，两者任一近似为零，功率损耗即近似为零，故卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种方法。流量卸荷法用于变量泵，一般变量泵当工作压力高到某数值（例如限压式变量叶片泵在截止压力下运转）时，输出流量为零，所以O型机能三位换向阀处于中位时，变量泵便处于卸荷状态，磨损比较严重；压力卸荷法是使泵在接近零压下工作。
一、换向阀卸荷回路
(一)制作换向阀卸荷回路步骤：
1. 在程序/Festo Didactic 目录下，启动 FluidSIM 软件。几秒钟后，FluidSIM 软件的主窗口显示在屏幕上，如下图4-1：
图4-1 Fluidsim软件主窗口
窗口左边显示出 FluidSIM 的整个元件库，其包括新建回路图所需的液压元件和电气元件。窗口顶部的菜单栏列出仿真和新建回路图所需的功能，工具栏给出了常用菜单功能。
2.通过单击按钮或在“文件”菜单下，执行“新键”命令，新建空白绘图区域，以打开一个新窗口，如下图所示，然后采用鼠标，将需要的元件从元件库
中“拖动”和“放置”在绘图区域上，如下图4-2。
图4-2
3.用鼠标将A、B分别与单作用缸的两端连接。液压源与换向阀的P连接上，溢流阀的P端接入回路中。把换向阀和溢流阀的T端接在油箱上。把开关1、2的一端接在+24V上，另一端接在电磁线圈上，线圈的另一端接在0V上，如下图4-3。
图4-3
4.单击按钮或在“执行”菜单下，执行“启动”命令，即可对该回路进行仿真，如下图4-4、4-5、4-6、4-7、4-8、4-9、4-10。
图4-4
图4-5
图4-6
图4-7
图4-8
图4-9
图4-10
第五章释压回路（卸压回路）
液压系统在工作过程中（例如机床工进或液压机保压压制）储存了一定的能量，使油液压缩，机械部分产生弹性变形，若迅速改变运动状态则会产生液压冲击。对于液压缸直径大于25cm.、压力大于7MPa的液压系统，通常需设置是压回路，使液压缸高压腔中的压力能在换向前缓慢地释放。
一、节流阀释压回路
(一)制作步骤：
1.在程序/Festo Didactic目录下，启动 FluidSIM 软件。几秒钟后，FluidSIM 软件的主窗口显示在屏幕上，如下图5-1：
图5-1
窗口左边显示出 FluidSIM 的整个元件库，其包括新建回路图所需的液压元件和电气元件。窗口顶部的菜单栏列出仿真和新建回路图所需的功能，工具栏给出了常用菜单功能。
2.通过单击按钮或在“文件”菜单下，执行“新键”命令，新建空白绘图
区域，以打开一个新窗口，如下图所示，然后采用鼠标，将需要的元件从元件库中“拖动”和“放置”在绘图区域上，如图5-2。
图5-2
3.用鼠标将A、B分别与单作用缸的两端连接。液压源与换向阀的P连接上，
溢流阀的P端接入回路中。把换向阀和溢流阀的T端接在油箱上，如下图5-3。
图5-3
4.单击按钮或在“执行”菜单下，执行“启动”命令，即可对该回路进行仿真，如下图5-4、5-5、5-6、5-7。
图5-4
图5-5
图5-6
图5-7
致谢
那谁悄悄地偷走了时间？倏地毕业设计就接近了尾声，又到了一年一度的收尾时节！毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，更是对自己能力的一种提高。我所选择的是自己以前不太熟悉的液压元件的动画。而这个任务就要FluidSIM 软件建立出并制成液压回路，以前很少接触FluidSIM软件，因此在初始阶段遇到了很多瓶颈，也闹过数次小情绪。还好都能在心回归宁静之后走过去~浴血只为涅槃重生，付出必定会有收获的。通过这次毕业设计，原来不是我不会不懂的太多，而是自己少了那份端正的态度。人这一生活着不就是为了经历吗？
在此，我首先要感谢的是我的毕业设计指导老师——王磊老师，是他在百忙的教学和生活中，挤出很多宝贵的时间陪着我们一起走过来，直到我们每一个人都完成所有的设计，从选题材到答辩的每一步，都离不开王老师的悉心指导。深受感染，这让我更加懂得了“责任”二字该怎样去写!
三年了，师恩难忘！我要感谢教诲过我的每一位老师和，感谢我们的班主任景老师，谢谢你们让我在这三年里学会了很多，很多...再次对你们说谢谢....
参考文献
1.温谦：《Flash二维动画制作基础教程》编著，—人民邮电出版社（2001）
2.金明花：《Flash从入门到精通》编著，—中国青年出版社（2004）
3.孙良军：《精通Flash8》编著，—人民邮电出版社（2002）
4.郑屹：《Flash8中文版标准实例教程》编著，—机械工业出版社（2007）
5.朱梅朱光力：《液压与气压传动》编著，西安电子科技大学出版社（2006）
6.于瑛瑛:《FLUIDSIM软件在液压与气动教学中的应用2》
7.FluidSIM3.6液压手册
8.FluidSIM3.6气动手册
1 绪论 1.1 课题研究的目的和意义 据统计，国内的轿车保有量2005年已达到900余万辆, 在现实生活中，轿车、吉普在路途上换胎一直是驾车者们一件头痛的事，尤其是在酷热的夏天和严寒而绵绵细雨的冬天，半个多时晨换下胎来，不仅身心劳累，且浑身油泥。随着技术与经济的发展，一种起重工具液压千斤顶大量涌现于市场，其构造简单、操作方便，修理汽车、拖拉机等可用它将车身顶起，方便修理。液压千斤顶是根据帕斯卡原理工作，它由油箱、大小不同的两个压力油缸、单向阀等几个部分组成。工作时，提起小活塞将油吸入小压力油缸，当压下小活塞时将油液压进大压力油缸。通过两个单向阀门的控制，小活塞对油的压强传递给大活塞，将重物顶起来。小活塞不断地往复动作，就可以把重物顶到一定的高度。工作完毕，打开关截止阀，使大压力油缸和油箱连通。这时，只要在大活塞上稍加压力，大活塞即可下落，油回到油箱中去。 千斤顶分为机械千斤顶和液压千斤顶两种，原理各有不同。从原理上来说，液压千斤顶所基于的原理为帕斯卡原理，在比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。通过液体的传递可以得到不同端上的不同的压力，这样就可以达到一个变换的目的。机械千斤顶采用机械原理，以往复扳动手柄，拔爪即推动棘轮间隙回转，小伞齿轮带动大伞齿轮、使举重螺杆旋转，从而使升降套筒获得起升或下降，而达到起重拉力的功能。但不如液压千斤顶简易。 千斤顶采用液压传动的优点： (1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。 (2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。 (3)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。 (4)液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。 (5)液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使
千斤顶液压缸加工专用机床电气控制设计 摘要：本机床为专用千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进、快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁方法实现位置控制。 关键字：液压系统，行程开关，联锁与保护 1设计任务 1.1设计任务 1）设计与绘制电气控制电路和主电路图，选择电气元件，制订元件目录表； 2）编制设计说明书与设计小结； 3）列出设计参考资料目录，不少于5个。 1.2设计方案 千斤顶液压缸加工专用机床设计的主要结构有工件台，即可装卸工件的部分，当工件处于可被加工位置时，先用定位油压缸对其进行定位夹紧，工件处于固定不动的状态，这样可以进行高精度的加工；动力头，用动力头电机带动，它能够同时完成刀具切削运动和进给运动，在液压系统中动力头主要完成刀具的切削运动，进给运动主要靠液压滑台来实现；液压滑台，主要是由油泵电机控制来完成两个动力头的进给运动，即快进、工进和快退。它的换向主要靠电磁阀改变压
力油路来实现的，因为液压系统可以方便地进行无级调速，正反向平稳，冲击力小，便于频繁的换向，它可以与电气控制系统相配合。 2千斤顶液压缸加工专用机床工作原理 2.1主电路工作原理 1）油泵电动机M3的控制 油泵电动机M3只是带动油泵的输出压力油，所以只需要单相运行。当按下SB2时，油泵电机启动，对应的其他控制接在压力继电器的后面，所以当油泵电机启动后，才能进行其他控制。 2）电动机M1、M2的控制 电动机M1、M2是分别带动左、右动力头的刀具切削运动，它的进给换向主要靠液压滑台来实行，所以也只需要单相运行。并分别用接触器KM1、KM2控制。只有当油压达到一定数值后，压力继电器闭合才能接通控制M1、M2的电路进行工件加工。 2.2控制电路工作原理 1）合上电源开关QS后按下按钮SB2，KM3得电并自锁，油泵电动机启动，当油压达到一定数值时，压力继电器闭合，中间继电器KA 得电，KA常开触点闭合，接通后面控制电路。 2）零件定位 当启动油泵电机，压力继电器闭合后，按下SB3，工人将零件装入夹具后，碰到行程开关SQ1，SQ1常开触点闭合使中间继电器KA1得电并自锁，同时KA1常开触点闭合接通时间继电器KT2并使电磁
目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)
0．摘要 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统
1.设计要求 设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1 。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089
1、液压系统回路设计 1.1、 主干回路设计 对于任何液压传动系统来说，调速回路都是它的核心部分。这种回路可以通过事先的调整或在工作过程中通过自动调整来改变元件的运行速度，但它的主要功能却是在传递动力（功率）。 根据伯努力方程： d q C x = （1-1） 式中 q ——主滑阀流量 d C ——阀流量系数 v x ——阀芯流通面积 p ?——阀进出口压差 ρ——流体密度 其中d C 和ρ为常数，只有v x 和p ?为变量。 液压缸活塞杆的速度： q v A = （1-2） 式中A 为活塞杆无杆腔或有杆腔的有效面积 一般情况下，两调平液压缸是完全一样的，即可确定1121A A =和1222A A =所以要保证两缸同步，只需使12q q =，由式（1-2）可知，只要主滑阀流量一定，则活塞杆的速度就能稳定。又由式（1-1）分析可知，如果p ?为一定值，则主滑阀流量q 与阀芯流通面积成正比即：v q x ∞,所以要保证两缸同步，则只需满足以下条件： 11p c ?=，22p c ?=且12v v x x = 此处主滑阀选择三位四通的电液比例方向流量控制阀，如图1-1所示。 图1-1 三位四通的电液比例方向流量控制阀 它是一种按输入的电信号连续地、按比例地对油液的流量或方向进行远距离控制的阀。比例阀一般都具有压力补偿性能，所以它输出的流量可以不受负载变化的
影响。与手动调节的普通液压阀相比，它能提高系统的控制水平。它和电液伺服阀的区别见表1-1。 表1-1 比例阀和电液伺服阀的比较 所以它被广泛应用于要求对液压参数进行连续远距离控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。 又因为在整个举身或收回过程中，单缸负载变化范围变化比较大（0~50T），而且举身和收回时是匀速运动，所以调平缸的功率为P Fv =，为变功率调平，为达到节能效果，选择变量泵。 综上所可得，主干调速回路选用容积节流调速回路。容积节流调速回路没有溢流损失，效率高，速度稳定性也比单纯容积调速回路好。 为保证p?值一定，可采用负荷传感液压控制，其控制原理图如图1-2所示。它主要利用负荷传感和压力补偿技术，可用单泵（或一组泵）驱动多个执行元件，各执行元件运动速度仅依赖于各节流阀开启度，而与各执行元件的负载压力和其它执行元件的工作状态无关。即使当泵的输出流量达不到实际需要时，各执行元件运动速度的比例关系仍然可以得到保持。此系统的这一特有的独立调速功能大大减少了作业中操纵者协调各执行元件动作所花费的时间，不但显著提高了作业效率，而且有效减轻了操作者的劳动强度。另外，能够以最节省能量的方式实现调速，系统无溢流损失，并以推动执行元件动作所需的最低压力供油。在工作间隙(发动机不停机，各执行元件处于无载状态，不动作)，系统自动调节泵的排量到最小值。可以有效降低功率损耗、减小液压系统的温升，所以它是一种性能较好的新型液压系统。
题目螺旋千斤顶的设计系别机械工程学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期
设计任务书 设计题目： 螺旋千斤顶的设计 设计要求： 1、设计一人力驱动的螺旋千斤顶，其轴向承载能力为F=60000N,要求提升高度 为h=150mm；要求耐磨性好，螺母材料为ZCuSn10-1，采用梯形螺纹。 2、使用AoutCAD、Solidworks绘画装配图、零件图； 设计进度要求： 第一周：选择课题，勾勒基本的设计思路； 第二周：查找与其有关的资料； 第三周：进行螺旋传动的设计和计算； 第四周：进行千斤顶的设计； 第五周：绘制草图； 第六周：完善初稿及草图使其语言更加简练、布局更加合理； 第七周：整理电子稿； 第八周: 再次修改论文，进行答辩。 指导教师（签名）：
摘要 螺旋千斤顶主要是有螺杆、手柄、底座、螺套、旋转杆、挡环、托杯的零部件组装而成的。在本次设计过程中对螺旋传动的计算和各零部件的设计与选材最为重要；并且重点运用了机械设计方面的知识，另外还运用了辅助绘图工具AoutCAD、Solidworks等。 本文从螺旋千斤顶的零部件的设计与选材等多方面，阐述了它设计的全过程。尤其在工艺规程设计中，运用了大量的科学加工理论及计算公式，对它进行了精确地计算。由于螺旋千斤顶是一种小型的起重设备，体积小方便携带，造价成本低，所以在日常生活中被广泛应用。 本设计既是产品开发周期中的关键环节，有贯穿于产品开发过程的始终。设计决定了实现产品功能和目标的方案，结构和选材。制造方法以及产品运行，使用和维修方法。现代机械产品的要求不对传统机械产品高的多，因而在产品开发和改进过程中只有全面深入地运用现代设计理论，方法和技术才能满足社会对现代机械产品愈来愈苛刻的要求，提高其市场竞争能力。 关键词：螺旋传动，体积小，方便，成本低
内容摘要啊啊 在本设计中采用装在动力滑台上左，右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。主要介绍了通过PLC控制系统，设计了千斤顶液压缸加工机床电气控制，并设计了千斤顶液压缸加工机床电气控制梯形图，千斤顶液压缸加工机床控制硬件配置连线图，基于PLC的机床电气控制系统的控制电路图。 关键字：液压缸；PLC控制系统；梯形图；主电路图；硬件配置连线图
目录 第1章引言 (1) 1.1 PLC的基本概念 (2) 1.2 PLC的基本结构 (2) 1.3 PLC的工作原理 (2) 第2章设计思路 (4) 2.1设计要求 (4) 2.2控制要求 (5) 2.3硬件系统设计 (5) 第3章电路设计 (8) 3.1主电路图 (8) 3.2硬件配置接线图 (9) 第4章程序设计 (10) 4.1程序梯形图 (10) 4.2程序指令表 (18) 设计总结 (22) 谢辞 (23) 附录 (24) 参考文献 (25)
第1章引言 本课程设计的内容是千斤顶液压缸加工机床电气控制系统的设计。其要求如下： 1.控制要求：(1) 左右动力头旋转切削由电动机M1集中传动，切削时冷却泵电动机同时运转。(2) 只有在液压泵电动机M3工作，油压达到一定压力（压力继电器检测）后，才能进行其他的控制。(3) 机床即能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。(4) 要求有必要的电气连锁与保护，还有显示与安全照明。 2.控制过程及原理：千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台的左、右两动力头同时进行加工切削，机床属于双面单工位组合机床。千斤顶液压缸两端面加工机床由两个液压滑台、动力箱、固定式夹具、底座、床身和液压站等部件组成。千斤顶液压缸两端面加工时，将工件放在工作台上并加紧，当工件加紧后发出加工命令，左、右滑台开始快进，当接近加工位置时，左、右滑台变为工进进给，直到加工完成后再快退返回。至原来左、右滑台分别停止，并将工件放松取下，工作循环结束。即工作循环如下：工件定位 --- 工件夹紧--- 滑台入位 --- 加工零件 --- 滑台复位--- 夹具松开。 1.1 PLC的基本概念 早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC。 1.2 PLC的基本结构 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为： a、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。一般交流电压波动+10%(+15%)范围内、，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。 b、中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指
液压系统设计计算举例 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 1 设计要求及工况分析 设计要求 要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进 → 工进 → 快退 → 停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L =30468N ；运动部件所受重力G =9800N ；快进、快退速度υ1= υ3=0.1m/s ，工进速度υ2=×10-3m/s ；快进行程L 1=100mm ，工进行程L 2=50mm ；往复运动的加速时间Δt =；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs =，动摩擦系数μd =。液压系统执行元件选为液压缸。 负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30468N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N 196098002.0s fs =?==G F μ 动摩擦阻力 N 98098001.0d fd =?==G F μ (3) 惯性负载 N 500N 2.01 .08.99800i =?=??= t g G F υ (4) 运动时间 快进 s 1s 1.0101003 11 1=?==-υL t 工进 s 8.56s 1088.010503 322 2=??==--υL t 快退 s 5.1s 1.010)50100(3 3 2 13=?+=+= -υL L t 设液压缸的机械效率ηcm =，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
6、如图所示的液压系统，可以实现快进－工进－快退－停止的工作循环要求 （1）说出图中标有序号的液压元件的名称。 （2）写出电磁铁动作顺序表。 解：（1）1－三位四通电磁换向阀，2－调速阀，3－二位三通电磁换向阀（2） 7、图示回路中，溢流阀的调整压力为5.0MPa、减压阀的调整压力为2.5MPa。试分析下列三种情况下A、B、C点的压力值。 （1）当泵压力等于溢流阀的调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后。 （2）当泵的压力由于工作缸快进、压力降到1.5MPa时。 （3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时。 解：（1）2.5MPa、5MPa、2.5MPa （2）1.5MPa、1.5MPa、2.5MPa （3）0、0、0
8、图示回路，若阀PY的调定压力为4Mpa，阀PJ的调定压力为2Mpa，回答下列问题：（1）阀PY 是（）阀，阀P J是（）阀； （2）当液压缸运动时（无负载），A点的压力值为（）、B点的压力值为（）； （3）当液压缸运动至终点碰到档块时，A点的压力值为（）、B点的压力值为（）。 解：（1）溢流阀、减压阀； （2）活塞运动期时P A=0，P B=0； （3）工件夹紧后，负载趋近于无穷大：P A=4MPa，P B=2MPa。 9、如图所示系统可实现“快进→工进→快退→停止（卸荷）”的工作循环。 （1）指出液压元件1～4的名称。 （2）试列出电磁铁动作表（通电“＋”，失电“－”）。 解： 10、如图所示的液压回路，要求先夹紧，后进给。进给缸需实现“快进——工进——快退——停止”这四个工作循环，而后夹紧缸松开。 （1）指出标出数字序号的液压元件名称。 （2）指出液压元件6的中位机能。 （3）列出电磁铁动作顺序表。（通电“+”，失电“-”）
机械设计作业任务书 题目：螺旋起重器（千斤顶） 设计原始数据: 起重量Q=40KN,最大起重高度H=200mm。 1.结构分析 人工摇动手柄，手柄带动螺杆转动，螺母固定在基座上，螺杆通过螺旋传动上下运动。托杯位于螺杆上方，与螺杆相连但不随着螺杆转动，托杯直接重物。上挡圈防止托杯脱落，下挡圈防止螺杆由螺母脱落。 为了满足以上工作要求，螺杆和螺母以及整体结构必须保证具有足够的强度、耐磨性，能自锁，稳定性合格。 2.选择材料和许用应力 千斤顶采用梯形螺纹螺旋传动。 螺杆则采用45﹟钢，调质处理；查机械设计手册表得σs=360MPa查机械设计表得 [σ]=σs/（3~5）手动可取[σ]=100MPa 由于螺母与螺杆存在滑动磨损，故采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3；查表得螺母材料的许用切应力为[τ] =35 MPa 许用弯曲应力为=50 MPa [σ] b 紧定螺钉、六角螺母均采用标准件。 3.耐磨性计算 螺纹耐磨性条件：
2[]Fp Ps p d hH π=≤ 梯形螺纹，h=,则 2d ≥式中 2d 螺纹中径，mm; F 为螺旋的轴向载荷，N ； H 为螺母旋合高度，mm; ψ 为引入系数，H/2d ; [p]为材料的许用压强，MPa; 注： 查机械设计手册可得：ψ=,h=,[p]=20MPa; 2d ≥= 查机械设计课程设计 表 由GB/得：取 d=34mm ，2d =31mm,1d =27mm,P=6mm; 螺母高度H 1=ψd 2=*31mm= 螺纹圈数z= H 1/ P=6=圈 230αβ?== 4.螺杆强度校核 梯形螺纹校核条件： 1d ≥ 式中： 1d 螺杆螺纹的小径，mm ； []σ螺杆材料的许用应力,MPa; F 螺杆材料所受的轴向载荷，N ；
液压千斤顶设计 目录 1. 引言 (3) 1.1 选题的依据及课题的意义 (3) 1.2 国内外的研究概况 (3) 1.3 单片机控制系统的发展概况 (4) 1.4 PID控制算法的发展概况 (5) 1.5 设计要求及工作内容 (6) 1.6 目标、主要特色及工作进度 (6) 2．机械结构与液压传动系统设计 (6) 2.1系统结构分析 (7) 2.2 千斤顶零部件分析 (8) 2.3 油缸与螺纹的校验 (10) 2.3.1油缸的壁厚校验 (11) 2.3.2 锁母螺纹牙剪切强度校验 (11) 2.3.3锁母螺纹牙的弯曲强度校验 (12) 2.4 液压系统分析 (12) 2.5 液压泵与电动机的选择 (13) 2.6 超高压泵站简介 (14) 3 . 单片机控制系统设计 (14) 3.1 单片机的选用及功能介绍 (15) 3.2 片外存储器功能简介 (16) 3.3 显示部分设计 (18)
3.4 键盘部分设计 (21) 3.5 交流异步电动机变频调速系统 (23) 3.5.1 交流异步电动机变频调速原理 (23) 3.5.2主电路和逆变电路工作原理 (24) 3.5.3 变频与变压 (27) 3.6 位移检测部分的设计 (32) 3.6.1 位移检测传感器的选用 (32) 3.6.2 光栅位移传感器与单片机的接口设计 (33) 3.7 位移传感器部分的设计 (37) 3.7.1 A/D转换器的选择 (37) 3.7.2 压力传感器与单片机的接口设计 (40) 4．系统的PID控制算法 (41) 4.1 PID控制原理 (41) 4.2 数字PID控制算法 (43) 4.2.1 位置式PID控制算法 (43) 4.2.2 增量式PID控制算法 (44) 4.3 智能自适应PID控制器 (45) 5. 系统模拟仿真 (49) 5.1 SIMULINK概述 (50) 5.2 SIMULINK的窗口和菜单 (50) 5.3 用SIMUINK创建模型 (52) 5.4 用SIMULINK进行系统仿真与分析 (52) 5.4.1 建立控制系统模型 (53) 5.4.2 系统模块参数设置与仿真参数设置 (54) 5.4.3 系统仿真与分析 (55) 6.结论....................................... 错误!未定义书签。 7.致谢..................................... 错误!未定义书签。 8. 参考文献 (58)
目录 1、引言 (1) 1.1 液压千斤顶的分类 (1) 2、液压千斤顶发展现状及常见故障排除 (1) 2.1 国外发展情况 (1) 2.2 国内发展情况 (2) 2.3 液压千斤顶的特点 (2) 2.4 液压千斤顶优缺点 (2) 2.5 液压千斤顶常见故障排除 (3) 3、液压千斤顶的组成结构及工作原理 (3) 3.1 液压千斤顶的组成 (3) 3.2 液压千斤顶的结构图 (4) 3.3 液压千斤顶工作原理 (4) 4、液压千斤顶结构设计 (5) 4.1 内管设计 (5) 4.2 外管设计 (6) 4.3 活塞杆设计 (6) 4.4 导向套的设计 (7) 4.5 液压千斤顶活塞部位的密封 (9) 5、液压千斤顶装配图 (10) 6、结论 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)
1、引言 液压千斤顶是典型的利用液压传动的设备，液压千斤顶具有结构紧凑、体积小、重量轻、携带方便、性能可靠等优点，被广泛应用于流动性起重作业, 是维修、汽车、拖拉机等理想工具。其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。千斤顶是用刚性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在小行程内顶升重物的轻小起重设备。本次对液压千斤顶进行设计可以了解液压千斤顶的原理以及应用。通过查阅大量文献，和对千斤顶各部件进行设计使我熟悉了千斤顶内液压传动原理，同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。 1.1 液压千斤顶的分类 液压千斤顶分为通用和专用两类。 通用液压千斤顶适用于起重高度不大的各种起重作业。它由油室、油泵、储油腔、活塞、摇把、油阀等主要部分组成。 工作时，只要往复扳动摇把，使手动油泵不断向油缸内压油，由于油缸内油压的不断增高，就迫使活塞及活塞上面的重物一起向上运动。打开回油阀，油缸内的高压油便流回储油腔，于是重物与活塞也就一起下落。 专用液压千斤顶使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构件时，对预应力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。 2、液压千斤顶发展现状及常见故障排除 2.1 国外发展情况 早在20世纪40年代，卧式千斤顶就已经开始在国外的汽车维修部门使用，但由于当时设计和使用上的原因，其尺寸较大，承载量较低。后来随着社会需求量的增大以及千斤顶本身技术的发展，在90年代初国外绝大部分用户已以卧式千斤顶替代了立式千斤顶。在90年后期国外研制出了充气千斤顶和便携式液压千斤顶等新型千斤顶。充气千斤顶是由保加利亚一汽车运输研究所发明的，它用有弹性而又非常坚固的橡胶制成。使用时，用软管将千斤顶连在汽车的排气管上，经过15～20秒，汽车将千斤顶鼓起，成为圆柱体。这种千斤顶可以把115t重的汽车顶起70cm。Power-Riser Ⅱ型便携式液压千斤顶则可用于所有类型的铁道车辆，包括装运三层汽车的货车、联运车以及高车顶
1.汽车板簧分选实验压力机（立式），液压缸对工件（汽车板簧）施加的最大压 力为3万N，动作为：快进→工进→加载→保压→慢退→快退，快进速度14mm/s，工进速度0.4mm/s，要求液压缸上位停止、下行时、保压后慢退不能失控。最大行程600mm。试完成： （1）系统工况分析； （2）液压缸主要参数确定； （3）拟定液压系统原理图； （4）选取液压元件； （5）油箱设计（零件图）；* （6）油箱盖板装配图、零件图；* （7）集成块零件图； 2.钻孔动力部件质量m=2000kg，液压缸的机械效率ηw=0.9，钻削力Fc=16000N 工作循环为：快进→工进→死挡铁停留→快退→原位停止。行程长度为150mm ,其中工进长度为50mm。快进、快退速度为75mm/s，工进速度为1.67 mm/s。导轨为矩形，启动、制动时间为0.5s。要求快进转工进平稳可靠，工作台能在任意位置停止。 3.单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统，要求设计的动力滑台实现的工作 循环是：快进——工进——快退——停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力FL=30468N；运动部件所受重力G=9800N；快进、快退速度1=
3=0.1m/s，工进速度2=0.88×10-3m/s；快进行程L1=100mm，工进行程 L2=50mm；往复运动的加速时间Δt=0.2s；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 4.卧式钻孔组合机床液压系统设计：设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统， 要求完成如下工作循环：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25×103 N，工作部件的重量为9.8×103 N，快进与快退速度均为7 m/min，工进速度为0.05 m/min，快进行程为150 mm，工进行程为40 mm，加速、减速时间要求不大于0.2 s，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为 0.1。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 5.某厂需要一台加工齿轮内孔键槽的简易插床，插头刀架的上下往复运动采用 液压传动。工件安装在工作台上，采用手动进给。 其主要技术规格如下： 1）加工碳钢齿轮键槽，插槽槽宽t=12mm，走刀量S=0.3mm/行程； 2）插头重量500N； 3）插头工作行程（下行）的速度为13m/min。 试设计该插床的液压系统及其液压装置。 6.设计一台钻镗专用机床，要求孔的加工精度为二级，精镗的光洁度为▽6。加 工的工作循环是工件定位、夹紧——动力头快进——工进——快退——工件松开、拔销。加工时最大切削力（轴向）为20000N，动力头自重30000N，工作进给要求能在20-120mm/min内进行无级调速，快进、快退的速度均为6m/min，动力头最大行程为400mm，为使工作方便希望动力头可以手动调整进退并且能中途停止，动力滑台采用平导轨。 要求：1）按机床工作条件设计油路系统，绘系统原理图。 2）列出电磁铁动作顺序图。
单元六基本回路 学习要求 1、掌握各种基本回路所具有的功能，功能的实现方法 2、掌握各种基本回路的元件组成 3、能画出各种简单的基本回路 重点与难点： 本章的难点是：三种节流调速回路的速度—负载特性；液压效率的概念；三种容积调速回路的调速过程与特性；系统卸荷的卸荷方式；容积——节流调速的调速过程；同步回路中提高同步精度的补偿措施等。 第一节速度控制回路 速度控制回路是调节和改变执行元件的速度的回路，又称为调速回路；能实现执行元件运动速度的无级调节是液压传动的优点之一。速度控制回路包括调整工作行程速度的调速回路、空行程的快速运动回路和实现快慢速度切换的速度换接回路。 一、调速回路 调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求，在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下。由液压系统执行元件速度的表达式 可知： 液压缸的运动速度为： 液压马达的转速： 所以，改变输入液压执行元件的流量q或改变液压缸的有效面积A（或液压马达的排量）均可以达到改变速度的目的。但改变液压缸工作面积的方法在实际中是不现实的，因此，只能用改变进入液压执行元件的流量或用改变变量液压马达排量的方法来调速。为了改变进入液压执行元件的流量，可采用变量液压泵来供油，也
可采用定量泵和流量控制阀，以改变通过流量阀流量的方法。 根据以上分析，液压系统的调速方法可以有以下三种： （1）节流调速：采用定量泵供油，由流量阀调节进入执行元件的流量来实现调节执行元件运动速度的方法。 （2）容积调速：采用变量泵来改变流量或改变液压马达的排量来实现调节执行元件运动速度的方法。 （3）容积节流调速：采用变量泵和流量阀相配合的调速方法，又称联合调速。（一）节流调速回路 节流调速回路的工作原理是通过改变回路中流量控制元件（节流阀和调速阀）通流截面积的大小来控制流入执行元件或从执行元件中流出的流量，以调节其运动速度。节流调速回路的优点是结构简单可靠、成本低，但这种调速方法的效率较低；所以，节流调速回路一般适用于小功率系统。根根流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种回路。 1、进油路节流调速回路 将流量阀装在执行元件的进油路上称为进油节流调速，如图6-1所以。在进油路节流调速回路中，泵的压力由溢流阀调定后，基本保持不变，调节节流阀阀口的大小，便能控制进入液压缸的流量，从而达到调速的目的，定量泵输出的多余油液经溢流阀排回油箱。
液压传动系统课程 设计
液压传动控制系统课程设计 指 导 书 刘辉等编 江西理工大学应用科学学院
液压传动控制系统课程设计步骤 一、设计依据及参数的提出 1.根据生产或加工对象工作要求选择液压传动机构的结构形式和 规格； 2.分析机床或设备的工作循环和执行机构的工作范围； 3.对生产设备各种部件（电气、机械、液压）的工作顺序、转换 方式和互锁 要求等要详细说明或了解； 4.一些具体特殊要求的动作（如高速、高压、精度等）对液压传 动执行机构的 特殊要求； 5.液压执行机构的运动速度、载荷及变化范围（调节范围）； 6.对工作的可靠性、平稳性以及转换精度的要求； 7.其它要求（如检测、维修）。 二、负载分析 2.1负载特性 液压执行机构在运动或加工的过程中所承受的负载有工作阻力、摩擦力、惯性力、重力，密封阻力和背压力。可是从负载角度归纳为三种负载，即阻力负载、负值负载、惯性负载。 1.阻力负载（或正值负载）——负载方向与进给方向相反，即机 床切削力（如：铣、钻、镗等），摩擦力，背压力。
切削力+重力+惯性力 切削力+惯性力+摩擦力 图 2-1 切削力分析图 2.负值负载（或超越负载）——负载方向与执行机构运动方向相同 （如：顺铣、重力下降，制动减速等）。 3.惯性负载——机构运动转换过程中由惯性所形成的负载（如前冲 和后冲，系统的爬行）。 2.2 执行机构负载分析 1.液压缸机械负载计算 （1）液压缸机械负载计算 在设计选取功率匹配时，一般主要考虑工进阶段的驱动功率，即负载F 为： ()f t g m F F F F η=++（2-1） Ff —摩擦力 Ft —负载 Fg —惯性力 m η一般取0.9～0.95
液压同步回路的方法及特点 液压缸机械结合同步回路 图1 中回路由两执行油缸和刚性梁组成，通过刚性梁联接实现两缸同步，图2 中回路由两执行油缸、齿轮齿条缸组成，通过齿轮齿条将两缸联接在一起，从而实现同步。 两液压回路液压缸的同步都是靠机械结构来保证的，这种回路特点是同步性能较可靠，但由于油缸的受力有差别时硬性的机械作用力可能对油缸有所损伤，同时对机械联接的 强度要求增加. 2 串联液压缸同步回路 图3 中回路由泵、溢流阀、换向阀、两串联缸组成，要求实现两串联缸同步。实现此串联液压缸同步回路的前提条件是：必须使用双侧带活塞杆的液压缸，或者串联的两油腔的有效作用面积相等，这样根据油缸速度为流量与作用面积的比值，油缸的速度才能相同。但是，这种结构往往由于制造上的误差、内部泄露及混入空气等原因而影响其同步性。对于负载一定时，需要的油路压力要增加，其增加的倍数为其所串联的油缸数。为了补偿因为泄 露造成的油缸不同步问题，在设计同步回路时可以采用带补油装置的同步回路，见图4。 图4 中回路较图3 增加了液压锁和控制液压锁打开的换向阀，这条油路的增加可使两串联缸更好地实现同步。同样，缸Ⅰ的有杆腔A和缸Ⅱ的无杆腔B 的受力面积相同。在工作状态，活塞杆伸出的情况下，如果缸Ⅰ先伸出到底部，限位开关的作用使电磁换向阀得电，压力油进入 B 腔补入一部分油液，使油缸Ⅱ完成全部行程；如果缸Ⅱ先伸出到底部，限位开关的作用使电磁阀得电，液控单向阀打开，使A腔放出部分油液，使油缸Ⅰ完成全部行程。
3 采用节流阀的同步回路 用节流阀来控制工作缸的同步，其结构比较简单，造价低廉，且同步效果较好，因此，是在液压同步回来设计中较常用的控制方法。
学号： 课程设计任务书 2013～2014 学年第二学期 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作部门： 一、课程设计题目： 二、课程设计内容 液压传动课程设计一般包括以下内容： (1) 明确设计要求进行工况分析； (2) 确定液压系统主要参数； (3) 拟定液压系统原理图； (4) 计算和选择液压件； (5) 验算液压系统性能； (6) 结构设计及绘制零部件工作图； (7) 编制技术文件。 学生应完成的工作量： (1) 液压系统原理图1张； (2) 部件工作图和零件工作图若干张； (3) 设计计算说明书1份。 三、进度安排
四、基本要求 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、
给数据、定方案。 (3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件，因而不能盲目地抄袭资料，必须具体分析，创造性地设计。 (4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。 液压传动课程设计原始资料 一、课程设计内容（含技术指标） 设计中等复杂程度的机床液压传动系统，确定液压传动方案，选择有关液压元件，设计液压缸的结构，编写技术文件并绘制有关图纸。 1、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载FL＝30500N，机床工作部件总质量m＝1000kg，快进、快退速度均为5.5m/min，工进速度在20～100mm/min范围内可无级调节。滑台最大行程400mm，其中工进行程150mm，往复运动加、减速时间≤0.2s，滑台采用平导轨，其摩擦系数fs＝0.2，动摩擦系数fd＝0.1。滑台要求完成“快进－工进－快退－停止”的工作循环。 2、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：轴向切削力为32000N，移动部件总重量为10810N，工作台快进行程为150mm，工进行程为100mm，快进、快退速度为7m/min，工进速度为60mm/min，加、减速时间为0.2s，导轨为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 3、设计一台专用卧式钻床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：最大轴向钻削力为14000N，动力滑台自重为15000N，工作台快进行程为100mm，工进行程为50mm，快进、快退速度为 5.5m/min，工进速度为51—990mm/min，加、减速时间为0.1s，动力滑台为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 4、设计一台专用卧式铣床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：铣头驱动电动机功率为8.5kw，铣刀直径为70mm，转速为350r/min，
液压油缸的设计 （一）液压油缸的机构和组成 1）液压油缸的结构图 图1 液压油缸设计方案示意图 液压油缸结构图1所示，工作时通过上移6手柄使7小活塞向上运动从而形成局部真空，油液从邮箱通过单向阀9被吸入小油缸，然后下压6手柄使7小活塞下压，把小油缸内的液压油通过10单向阀压入3大油缸内，从而推动2大活塞上移，反复动作顶起重物。通过1调节螺杆可以调整液压油缸的起始高度，使用完毕后扭转4回油阀杆，连通3大油缸和邮箱，油液直接流回邮箱，2大活塞下落，大活塞下落速度取决于回油阀杆的扭转程度。 2）液压油缸的组成 液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马
达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1.动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转 换成液压力能，是液压传动中的动力部分。 2.执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机 械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3.控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等，它们的作用是根 据需要无级调节液压动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4.辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油 器、蓄能装置、冷却器、管件及邮箱等，它们同样十分重要。 5.工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液， 它经过油泵和液动机实现能量转换。 3）液压传动的优缺点 1、液压传动的优点 （1）体积小、重量轻，例如同等功率液压马达的重量只有电动机的10%～20%，因此惯性力较小。 （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无级调速，且速度范围最大可达1:2000（一般为1:100）. （3）转向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换。 （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严
毕业设计 系部： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
目录 第一章引言 第二章液压千斤顶的总体设计方案1）液压千斤顶设计方案示意图 2）液压千斤顶的组成 3）液压千斤顶的优缺点 第三章液压千斤顶的原理 1）液压千斤顶原理图 2）液压千斤顶的特点 第四章、液压千斤顶结构设计 1）内管设计 2）外管设计 3）活塞杆设计 4）导向套的设计 5）液压千斤顶活塞部位的密封 6）液压千斤顶装配图 第五章液压千斤顶常见的故障与维修 结论 参考文献
第一章引言 机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。 液压技术发展趋势液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。 液压传动是以液体作为工作介质，利用液体的压力能进行能量的传递和控制的一门技术。液压传动具有许多优点，被广泛应用于机械、建筑、冶金、化工以及航空航天等领域。如今，随着微电子和计算机技术的发展，机、电、液技术的紧密结合，使液压技术的发展和应用又进入了一个崭新的阶段。 随着我国汽车工业的快速发展,汽车随车千斤顶的要求也越来越高;同时随着市场竞争的加剧,用户要求的不断变化,将迫使千斤顶的
毕业设计 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：李斌 学号： 7029141082001 指导教师：张巍巍
目录 引言¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨1 第一章、液压千斤顶的总体设计方案¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨3 1)液压千斤顶设计方案示意 图¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨3 2)液压千斤顶的组成¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨3 3)液压千斤顶的优缺点¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨4 第二章、液压千斤顶的原理¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨5 1)液压千斤顶原理图¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨5 2)液压千斤顶的特
点¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨6 第三章、液压千斤顶结构设计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨7 1)内管设 计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨7 2)外管设计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨8 3)活塞杆设计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨9 4)导向套的设计¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ ¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨9 5)液压千斤顶活塞部位的密封¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨ 11 6)液压千斤顶装配图¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨