上料机液压系统设计

液压传动课程设计

题目：上料机液压系统设计

院系：物理与机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化

班级：2011 级机械（1）班

姓名：卫世军

学号：2011043511

指导老师：张雪华

起止日期：2013 年5 月20 日—5 月24 日

摘要

现代机械一般多是机械、电气、液压三者紧密联系，结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式，液压传动系统的设计在现代

机械的设计工作中占有重要的地位。因此，《液压传动》课程是工科机械类各专业

都开设的一门重要课程。它既是一门理论课，也与生产实际有着密切的联系。为

了学好这样一门重要课程，除了在教学中系统讲授以外，还应设置课程设计教学

环节，使学生理论联系实际，掌握液压传动系统设计的技能和方法。

液压传动课程设计的目的主要有以下几点：

1、综合运用液压传动课程及其他有关先修课程的理论知识和生产实际只是，进行液压传动设计实践，是理论知识和生产实践机密结合起来，从而使这些

知识得到进一步的巩固、加深提高和扩展。

2、在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用

原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高学生分析和嫁接生产实际问题的能

力，为今后的设计工作打下良好的基础。

3、通过设计，在计算、绘图、运用和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样

本、标准和规范）以及进行估算方面得到实际训练。

液压课程设计题目及上料机示意图

题目:设计一台上料机液压系统：要求工作循环为快速上升——慢速上升——

停留——快速下降。工件的重量为630KG,滑台的重量为118KG，快速上升速度要求≥43mm/s；慢速上升要求≥8mm/s;快速下降速度要求≥58mm/s;滑台采用V 形导轨，导轨面的夹角为90 度，滑台与导轨的最大间隙为2mm,起动加速与减速时间均为0.5s，液压缸的机械效率为0.91（考虑密封阻力）。

上料机示意图

主目录

摘要及课题Ⅰ

目录Ⅱ

一.工况分析 1

二.负载和速度图的绘制 2

三.液压缸主要参数的确定 3

四.液压系统的拟定 5

五.液压元件的选择7

六.液压系统的性能验算8

七.液压缸的设计及选择11

八.总结13

九.参考文献13

一、工况分析

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. 负载分析：系统总共承受的负载为7338N ，所以系统负载很小，应属于低压系统。系统要求快上速度≥50m/min, 慢上的速度≥8m/min, 快下的速度≥65m/min ，要完成的工作循环是：快进上升、慢速上升、停留、快速下降。但从系统的用途可以看出系统对速度的精度要求并不高，所以在选调速回路时应满足经济性要求。

1）工作负载：（630+118 ）*9.81=7338N

2）摩擦负载： F f fF N

sin

α

2

由于工件为垂直起升，所以垂直作用于导轨的载荷可由其间隙和结

构尺寸求得，可知F

N

120N，取f s 0.2, f d 0.1 ，90 °V 型导轨，则

静摩擦负载：

动摩擦负载：3）惯性负载F

fs

F

fd

0.2

0.1

120

sin 45

120

sin 45

33.94N

16.97 N

惯性负载为在起动和制动的过程中滑台和工件自重所引起的，

可按F ma G

g

v

计算，其中：t

G--- 运动部件的重量（N ）g--- 重力加速度△v--- 速度变化值（m

s

）△t--- 起动或制动时间（s）（以下合力只代表大小）。

加速：减速：

G v

F a1

g t

G v

F

a 2

7338

*

9.81

7338

0.043

0.5

0.043

64.3 N

0.008 52.36 N

g t 9.81 0.5

制动：F

a3 G v g t

反向加速：F

a4

7338

9.81

v

t

v

t

0 .008

0.5

7338

9.81

11.968 N

G

g

G

g

0.058

0.5

86.768 N

反向制动：F

a5 F

a 4

86.768 N

根据以上的计算，考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止因自重而自行下滑，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，就不考虑滑台的重量，则液压缸各阶段中的负载如表 1 所示（ηm=0.91 ）

表 1 液压缸各阶段中的负载

工况启动计算公式F F fs F L

加速 F F fd F L F a1

快上减速

F F fd F L F F fd F L F a 2

慢上

制动

反向加速

F F fd F L

F F fd F L F a3

F F fd F a 4

快下制动

F F fd

F F fd F a 5

总负载F(N) 缸推力F（N)

7371.94 8101.03

7419.27 8153.04

7354.97 8082.38

7302.61 8024.85

7354.97 8082.38

7343.01 8069.24

103.738 113.99

16.97 18.65

-69.798 -76.70

二、负载图和速度图的绘制：

按前面的负载分析及已知的速度要求，行程限制等，绘制出