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液压传动课程-压力机液压系统设计

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安徽建筑工业学院 液压传动 设计说明书

设计题目 压力机液压系统设计 机电工程学院 班

设 计 者 2010 年 4 月 10 日 液压传动任务书 1

1. 液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数： 单缸压力机液压系统，工作循环：低压下行→高压下行→保压→低压回程→上限停止。自动化程度为半自动，液压缸垂直安装。 最大压制力：20×106N；最大回程力：4×104N；低压下行速度：25mm/s；高压下行速度：1mm/s；低压回程速度：25mm/s；工作行程：300mm；液压缸机械效率0.9。 2. 执行元件类型：液压缸 3. 液压系统名称：压力机液压系统。

设 计 内 容 1. 拟订液压系统原理图； 2. 选择系统所选用的液压元件及辅件； 3. 设计液压缸； 4. 验算液压系统性能； 5. 编写上述1、2、3和4的计算说明书。

压力机液压系统设计 2

1 压力机的功能 液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、橡胶、木材、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。 液压机有多种型号规格，其压制力从几十吨到上万吨。用乳化液作介质的液压机，被称作水压机，产生的压制力很大，多用于重型机械厂和造船厂等。用石油型液压油做介质的液压机被称作油压机，产生的压制力较水压机小，在许多工业部门得到广泛应用。 液压机多为立式，其中以四柱式液压机的结构布局最为典型，应用也最广泛。图1.1所示为液压机外形图，它主要由充液筒、上横梁2、上液压缸3、上滑块4、立柱5、下滑块6、下液压缸7等零部件组成。这种液压机有4个立柱，在4个立柱之间安置上、下两个液压缸3和7。上液压缸驱动上滑块4，下液压缸驱动下滑块6。为了满足大多数压制工艺的要求，上滑块应能实现快速下行→慢速加压→保压延时→快速返回→原位停止的自动工作循环。下滑块应能实现向上顶出→停留→向下退回→原位停止的工作循环。上下滑块的运动依次进行，不能同时动作。

图1.1 液压机外形图 1－充液筒；2－上横梁；3－上液压缸；4－上滑块；5－立柱；6－下滑块；7－下液压缸；8－电气操纵箱；9－动力机构 3

2 压力机液压系统设计要求 设计一台压制柴油机曲轴轴瓦的液压机的液压系统。 轴瓦毛坯为：长×宽×厚 = 365 mm×92 mm×7.5 mm的钢板，材料为08Al，并涂有轴承合金；压制成内径为Φ220 mm的半圆形轴瓦。 液压机压头的上下运动由主液压缸驱动，顶出液压缸用来顶出工件。其工作循环为：主缸快速空程下行慢速下压快速回程静止顶出缸顶出顶出缸回程。 液压机的结构形式为四柱单缸液压机。

3 压力机液压系统工况 液压机技术参数： （1）主液压缸 （a）负载 压制力：压制时工作负载可区分为两个阶段。第一阶段负载力缓慢地线性增加，达到最大压制力的10%左右，其上升规律也近似于线性，其行程为90 mm（压制总行程为110 mm）第二阶段负载力迅速线性增加到最大压制力18×105 N，其行程为20 mm。 回程力（压头离开工件时的力）：一般冲压液压机的压制力与回程力之比为5～10，本压力机取为5，故回程力为Fh = 3.6×105 N。 移动件（包括活塞、活动横梁及上模）质量＝3058 kg。（在实际压力机液压系统的设计之前，应该已经完成压力机的结构设计，这里假设已经设计完成压力机的机械结构，移动件的质量已经得到。） （b）行程及速度 快速空程下行：行程Sl = 200 mm，速度v1＝60 mm/s； 工作下压：行程S2 = 110 mm，速度v2＝6 mm/s。 快速回程：行程S3 = 310 mm，速度v3＝53 mm/s。 （2）顶出液压缸 （a）负载：顶出力（顶出开始阶段）Fd＝3.6×105 N，回程力Fdh = 2×105

N。 4

（b）行程及速度；行程L4 = 120 mm，顶出行程速度v4＝55 mm/s，回程速度v5＝120 mm/s。 液压缸采用V型密封圈，其机械效率ηcm＝0.91。压头起动、制动时间：0.2 s。 设计要求。本机属于中小型柱式液压机，有较广泛的通用性，除了能进行本例所述的压制工作外，还能进行冲孔、弯曲、较正、压装及冲压成型等工作。对该机有如下性能要求： （a）为了适应批量生产的需要应具有较高的生产率，故要求本机有较高的空程和回程速度。 （b）除上液压缸外还有顶出缸。顶出缸除用以顶出工件外，还在其他工艺过程中应用。主缸和顶出缸应不能同时动作，以防出现该动作事故。 （c）为了降低液压泵的容量，主缸空程下行的快速行程方式采用自重快速下行。因此本机设有高位充液筒（高位油箱），在移动件快速空程下行时，主缸上部形成负压，充液筒中的油液能吸入主缸，以补充液压泵流量之不足。 （d）主缸和顶出缸的压力能够调节，压力能方便地进行测量。 （e）能进行保压压制。 （f）主缸回程时应有顶泄压措施，以消除或减小换向卸压时的液压冲击。 （g）系统上应有适当的安全保护措施。

4 确定压力机液压缸的主要参数 （1）初选液压缸的工作压力 （a）主缸负载分析及绘制负载图和速度图 液压机的液压缸和压头垂直放置，其重量较大，为防止因自重而下滑；系统中设有平衡回路。因此在对压头向下运动作负载分析时，压头自重所产生的向下作用力不再计入。另外，为简化问题，压头导轨上的摩擦力不计。 惯性力；快速下降时起动 5

Faz = mΔvΔt = 3058×0.0600.2 = 917 N 快速回程时起动与制动 Fas = mΔvΔt = 3058×0.0530.2 = 810 N 压制力：初压阶段由零上升到F1 = 1.8×106 N×0.10 = 1.8×105 N 终压阶段上升到F2 = 1.8×106 N 循环中各阶段负载见表1.1，其负载图见图1.2a。

表1.1 主缸的负载计算

工作阶段 负载力FL（N） 液压缸推力 Lcm

FF（N）

液压缸工作压力（Pa） 11()LLcm

FpPA

（回程时22LcmFpA） 快速下行 起动 FL = Fa下 = 917 1008 12533

等速 FL = 0 0 0

压制 初压 FL = 1.8×105 1.98×105 2.46×106

终压 FL = 1.8×106 1.98×106 24.6×106

快速回程 起动 FL = F回 = 3.6×105 3.96×105 21×106 等速 FL = mg = 30000 32967 1.75×106

制动 FL = mg- Fa下 = 30000-810 = 29190 32077 1.7×106

注：表1.1中的液压缸工作压力的计算利用了后续液压缸的结构尺寸。 运动分析：根据给定条件，空载快速下降行程200 mm，速度60 mm/s。压制行程110 mm，在开始的90 mm内等速运动。速度为6 mm/s，最后的20 mm内速度均匀地减至零，回程以53 mm/s的速度上升。利用以上6

数据可绘制出速度图，见图1.2b。 a 压力机液压系统负载图 b 压力机液压缸运动速度图 图1.2 液压机主液压缸负载和速度图

（2）确定液压缸的主要结构参数 根据有关资料，液压机的压力范围为20~30 MPa，现有标准液压泵、液压阀的最高工作压力为32 MPa，如选此压力为系统工作压力，液压元件的工作性能会不够稳定，对密封装置的要求以较高，泄漏较大。参考系列中现已生产的其它规格同类液压机（如63、100、200、300吨液压机）所采用的工作压力，本机选用工作压力为25×106Pa。液压缸内径D和活塞杆直径d可根据最大总负载和选取的工作压力来确定。 （a）主缸的内径D

D = 4Fηcmπp = 4×1.8×1060.91×π×25×106 = 0.317m = 317 mm 按标准取D =320mm （b）主缸无杆腔的有效工作面积A1

A1=π4D2 =π4×0.322=0.0804m2=804 cm2 （c）主缸活塞杆直径d d =D2-4Fhηcmπp=0.322-4×3.6×1050.91×π×25×106=0.287 m=287 mm 按标准值取d = 280 mm 7

D-d＝320–280＝40 mm＞允许值12.5 mm （据有关资料，（D–d）小于允许值时，液压缸会处于单向自锁状态。） （4）主缸有杆腔的有效工作面积A2

A2 = π4（D2–d2）= π4×（0.322–0.282）= 0.01885 m2 = 188.5 cm2 （d）主缸的工作压力 活塞快速下行起动时 p1 = FηcmA1 = 9170.91×0.0804 = 12533 Pa

初压阶段末 p1 = FηcmA1 = 1.8×1050.91×0.0804 = 2.46×106 Pa 终压阶段末 p1 = FηcmA1 = 1.8×1060.91×0.0804 = 24.6×106 Pa 活塞回程起动时 p2 = FηcmA2 = 3.6×1050.91×0.01885 = 21×106 Pa 活塞等速运动时 p2 = FηcmA2 = 300000.91×0.01885 = 1.75×106 Pa 回程制动时 p2 = FηcmA2 = 291900.91×0.01885 = 1.7×106 Pa （e）液压缸缸筒长度 液压缸缸筒长度由活塞最大行程、活塞长度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和特殊要求的其他长度确定。其中活塞长度 B=（0.6~1.0）D；导向套长度A=（0.6~1.5）d。为了减少加工难度，一般液压缸缸筒长度不应大于内径的20～30倍。

（3）计算液压缸的工作压力、流量和功率 （a）主缸的流量 快速下行时q1 = A1v1 = 804×6 = 4824cm3/s = 289.4 L/min 工作行程时q2 = A2v2 = 804×0.6 = 482cm3/s = 28.9 L/min 快速回程时q3 = A3v3 = 183.5×5.3 = 999cm3/s = 59.9 L/min （b）主缸的功率计算 快速下行时（起动）：P1 = p1q1 = 12533×4824×10-6 = 60.46 W 工作行程初压阶段末：P2 = p2q2 = 2.46×106×482×10-6 = 1186 W 终压阶段：此过程中压力和流量都在变化，情况比较复杂。压力p在最后20 mm行程内由2.46 MPa增加到24.6 MPa，其变化规律为

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液压传动课程设计-液压系统设计举例精品文档9页

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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1.1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=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。

1.2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N196098002.0sfs=⨯==GFμ动摩擦阻力N98098001.0dfd=⨯==GFμ(3)惯性负载(4)运动时间快进s1s1.0101003111=⨯==-υLt工进s8.56s1088.0105033222=⨯⨯==--υLt快退s5.1s1.010)50100(33213=⨯+=+=-υLLt设液压缸的机械效率ηcm=0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。

表1液压缸各阶段的负载和推力根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F -t 和速度循环图υ-t ，如图1所示。

2 确定液压系统主要参数2.1初选液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p 1=4MPa 。

2.2计算液压缸主要尺寸鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（A 1=2A 2），快进时液压缸差动连接。

小型液压机液压系统课程设计

小型液压机液压系统课程设计

攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：小型液压机的液压系统学生姓名： vvvvvv 学号：vvvvvvvv 所在院(系)：机械工程学院专业：班级：指导教师：vvvvvv 职称：vvvv2014 年06 月15 日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书目录前言 (5)一设计题目 (6)二技术参数和设计要求 (6)三工况分析 (6)四拟定液压系统原理 (7)1.确定供油方式 (7)2.调速方式的选择 (7)3.液压系统的计算和选择液压元件 (8)4.液压阀的选择 (10)5.确定管道尺寸 (10)6.液压油箱容积的确定 (11)7.液压缸的壁厚和外径的计算 (11)8.液压缸工作行程的确定 (11)9.缸盖厚度的确定 (11)10.最小寻向长度的确定 (11)11.缸体长度的确定 (12)五液压系统的验算 (13)1 压力损失的验算 (13)2 系统温升的验算 (15)3 螺栓校核 (16)总结 (17)参考文献.................................................................................................... 错误!未定义书签。

前言液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。

利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。

相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。

作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。

与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。

液压传动系统的设计与应用

液压传动系统的设计与应用

液压传动系统的设计与应用1. 引言液压传动系统是一种利用液体传递压力能量来驱动机械运动的系统。

它具有高效、可靠、灵活等优点，在各个领域都有广泛的应用。

本文将探讨液压传动系统的设计原则、结构和应用。

2. 设计原则液压传动系统的设计需要考虑以下几个原则：首先，根据所需的输出功率和速度来选择合适的泵和马达。

泵的类型包括齿轮泵、柱塞泵和液压泵等，马达的类型包括齿轮马达、柱塞马达和液压马达等。

其次，根据工作条件和环境来选择合适的液压油。

油的选择需要考虑温度、粘度和添加剂等因素。

最后，还需要考虑系统的可控性和安全性。

系统的控制方式包括手动控制、自动控制和远程控制等，安全性主要涉及压力控制和泄漏防止。

3. 结构设计液压传动系统通常包括泵、阀、执行器和传动装置等几个基本组件。

泵负责产生压力，阀负责调节压力和流量，执行器负责将液压能量转化为机械能，传动装置负责传递机械能。

根据具体的应用需求，可以在系统中添加液压缸、液压马达和液压阀等附属设备。

4. 应用领域液压传动系统广泛应用于工程机械、冶金设备、挖掘机械、汽车制造和航空航天等领域。

例如，在工程机械中，液压传动系统可以实现各种机械的起重、推拉和回转等动作。

在汽车制造中，液压传动系统可以实现制动、转向和悬挂等功能。

在航空航天中，液压传动系统可以实现舵面控制、起落架收放和发动机推力等操作。

5. 发展趋势随着科技的不断进步，液压传动系统也在不断发展。

一方面，新的液压元件和材料的研发为系统的性能提供了更大的空间。

例如，研发出更高压力和更高温度下可用的液压泵和液压缸。

另一方面，自动化和智能化的发展为液压传动系统的控制提供了更多的可能性。

例如，使用传感器和控制器实现系统的自动调节和故障诊断。

6. 总结液压传动系统作为一种高效、可靠、灵活的驱动系统，在工程和生活中扮演着重要的角色。

它的设计原则和结构需要根据具体需求进行选择和调整。

在未来，液压传动系统将继续发展，提高系统的性能和控制能力，为各行各业带来更多便利和效益。

液压与气压传动课程设计

液压与气压传动课程设计

液压与气压传动课程设计一、引言液压与气压传动是机械传动中常用的两种传动方式，通过液体或气体介质的压力传递力量和能量。

本课程设计旨在深入了解液压与气压传动的原理和应用，提升学生对该领域的理论和实践能力。

二、课程设计目标本课程设计的目标是让学生掌握液压与气压传动的基本原理和工作方式，了解其在工程领域中的应用，并能够运用所学知识解决实际问题。

具体目标如下：1. 理解液压与气压传动的基本概念和原理；2. 掌握液压与气压系统的工作特点和工作原理；3. 学习液压与气压元件的结构和功能，能够进行系统的选型和设计；4. 能够分析和解决液压与气压传动系统中的常见问题；5. 了解液压与气压传动在工程领域中的典型应用，并能够进行系统设计和优化。

三、课程设计内容本课程设计主要包括以下几个方面的内容：1. 液压与气压传动的基本概念和原理介绍；2. 液压与气压传动系统的工作特点和工作原理；3. 液压与气压元件的结构和功能；4. 液压与气压传动系统设计与优化；5. 液压与气压传动在工程领域中的典型应用。

四、课程设计教学方法本课程设计采用多种教学方法，包括理论授课、实验教学和工程案例分析等。

具体教学方法如下：1. 理论授课：通过教师讲解、课件演示等方式，向学生传授液压与气压传动的基本概念和原理；2. 实验教学：通过实验操作，让学生亲自操纵液压与气压传动系统，了解其工作特点和工作原理；3. 工程案例分析：通过分析实际工程案例，让学生应用所学知识解决实际问题，培养实践能力。

五、课程设计评估方法本课程设计的评估方法主要包括考试、实验报告和实际案例分析等。

具体评估方法如下：1. 考试：通过理论知识的考试，检验学生对液压与气压传动的理解程度；2. 实验报告：要求学生根据实验操作结果，撰写实验报告，评估学生对实验内容的掌握程度；3. 实际案例分析：要求学生分析实际工程案例，提出解决方案，评估学生综合运用所学知识的能力。

六、课程设计参考书目为了帮助学生更好地学习本课程设计内容，建议学生参考以下书目：1. 《液压与气压传动原理与应用》；2. 《液压与气压传动系统设计与优化》；3. 《液压与气压传动工程案例分析》。