液压课程设计任务书

2015～2016学年第二学期

液压与气压传动课程设计任务书

一、课程设计目的

液压课程设计是整机设计的重要组成部分,主要任务是综合运用前面各章的基础知识，学习液压系统的设计步骤、内容和方法。通过学习，能根据工作要求确定液压系统的主要参数、系统原理图，能进行必要的设计计算，合理地选择和确定液压元件，对所设计的液压系统性能进行校验算，为进一步进行液压系统结构设计打下基础。同时为毕业设计和今后工作中进行液压系统结构设计打下基础。

二、设计步骤和内容

设计步骤如下：

液压系统的设计步骤和内容大致如下：

(1) 明确设计要求，进行工况分析，绘制工况图；

(2) 确定液压系统的主要性能参数；

(3) 拟订液压系统原理图；

(4) 计算液压系统，选择标准液压元件，利用CAXA电子图板或fluidsim软件绘图；

(5) 进行必要的结构设计及液压液压缸设计，绘制部分结构图及液压缸装配图；

(6) 绘制工作图，编写技术文件，如果有些同学能力好，设计电气控制或PLC系统控制的原理图，而且利用液压仿真软件进行，如AMEsim软件、fluidsim软件。

以上步骤中各项工作内容有时是互相穿插、交叉进行的。对某些复杂的问题，需要进行多次反复才能最后确定。在设计某些较简单的液压系统时，有些步骤可合并和简化处理。

设计内容如下：

题目Ⅰ：卧式半自动组合机床总体结构及液压系统设计

图1.组合机床总体结构参考图

图2.定位销参考图图3.夹紧机构参考图

1．机床系统应实现的自动工作循环

(手工上料) →(手动启动) →工件定位(插销)→夹紧工件→动力头(工作台)快进→慢速工进→快退→停止→工件拔销→松开工件→（手工卸料）。

要求工进完了动力头无速度前冲现象。工件的定位、夹紧应保证安全可靠，加工过程中及遇意外断电时工件不应松脱，工件夹紧压力、速度应可调，工件加工过程中夹紧压力稳定。

2．工件最大夹紧力为Fj；工件插销定位只要求到位，负载力小可不予计算。

3．动力头快进、快退速度v1；工进速度为v2可调，加工过程中速度稳定；快进行程为L1，工进行程为L2；工件定位、夹紧行程为L3，夹紧时间t=1s。

4．运动部件总重力为G，最大切削进给力（轴向）为Ft；

5．动力头能在任意位置停止，其加速或减速时间为△t；；工作台采用水平放置的平导轨，静摩擦系数为fs，动摩擦系数为fd。

30万t铜电解生产线是大冶有色冶炼厂从芬兰引进的，其传动方式主要采用了液压传动，分为阳极机组和阴极机组。阳极机组用于预处理即将装入电解槽的阳极，即铜阳极板，保证阳极能垂直悬挂在电解槽中,并且导电良好,使电解作业达到最佳状态。阳极机组可完成分片、矫耳、称重、压平、测量耳厚、除废板、铣耳、定距排板等工序。

铜阳极板尺寸：1000×960×45mm，质量380kg。

题目Ⅱ：铜阳极板垂直矫耳机总体结构及液压系统的设计

总体结构及工作原理：

图4.垂直矫耳机实物参考图图5.压模

图5.垂直矫耳机总体结构参考图

1、液压缸

2、步进架

3、推板

4、导向柱

总体结构及工作原理：铜阳极板垂直矫耳机如上图所示。步进机构主要由液压缸1、步进架2、推板3、导向柱4等组成。步进架由液压缸驱动，步进架在液压缸的推动下沿导向柱往复运动。当液压缸的活塞伸出时，推板3推动竖直悬挂在导轨上的阳极板向前运动到位。当液压缸的活塞杆缩回是，推板3绕转轴摆动，使步进架2退回时不至于带回阳极板。

步进架驱动缸活塞杆固定在中隔板上，中隔板与机架固连。连接件1中部通过挂耳与驱动缸缸筒连接，两端套在导向柱上，保证缸筒运动的直线度，同时也避免了缸筒运动受到干涉。步进架与驱动缸缸筒固连，中隔板上留有约为驱动缸一个有效行程的空间，保证连接件2的移动不受干涉。液压缸无杆腔进油，缸筒向左运动，步进架退回；有杆腔进油，缸筒向右运动，步进架前进。

总体动作顺序：步进缸进给（右移）—矫耳缸快速下行—减速压制—泄压回程—步进缸退回（左移）。

设计参数: 1.步进机构。步进缸进给（右移）—步进缸退回（左移）；步进缸行程400mm，进退时间均为7s，连接件和步进架自重200kg.要求进退速度可调。

2.垂直矫耳机构。矫耳动作循环：快速下行—减速压制—泄压回程。

该系统压制力Fy=200000N, 压模重量G=12000N。快速下行行程S=200mm,所需时间为2s，速度0.1m/s；减速压制行程S=10mm,所需时间为1s，速度为0.01m/s；泄压回程行程S=210mm,所需时间为2s，速度为0.11m/s；启动、制动时间为t=0.02s。要求下行和上行速度可调，无超速动作且在任意位置可靠停留。

图6.铜阳极板整形机

铜阳极板整形机如上图6所示，主要是由有固定梁1、左固定梁2、托板3、矫耳液压

缸4、整形液压缸5（共有8个缸）及链接螺杆6和夹具7等组成。

题目Ⅲ：铜阳极板板面整形机总体结构及液压系统设计

总体结构及工作原理：参见图6，步进机构送来的阳极板，用整形机的托板3托起，

托板采用2个液压缸驱动，托板液压缸安装在左固定梁上。工作时，一旦阳极板到达工

作位，右固定梁上的8个整形液压缸伸出施压，进行多点整形。接着2个矫耳液压缸伸出

施压，进行矫耳。8个液压缸活塞杆同时缩回时，托板将阳极板放到步进机构上，横向

送到下一个工位。

板面整形采用卧式压力机，左固定梁与右固定梁采用24根螺杆链接。8个整形液压缸中得8个缸体的尺寸大小均相同，其中4个液压缸对称布置在右固定梁上，另外4个围绕着右固定梁的中心位置均匀布置。整形机的压力为5000KN。由于整形时的液压缸总共有8个，因此采用的是8点板面整形的方式。8个液压缸分别实行两级操作，低压高速时，液压缸快速接近阳极板；低速高压时，压板整形。两级压力转换由液压系统的自控系统进行切换。总体动作顺序：托板液压缸空载缩回（托板空转）—托板液压缸带载缩回（托板带载转至水平）-整形液压缸伸出—减速压制—泄压回程-托板液压缸带载伸出（托板带载回转）—托板液压缸空载伸出（托板空转复位）。

设计参数: 1.整形机构对阳极的本体进行压平，使其周边的飞边毛刺减少到最低限度，以保证悬挂在电解槽上时能正确定位并保持良好接触。压制力达到500t，由8个独立的液压缸提供，每个液压缸压制力为625000N，为保证每个压模压制力相同需采用液压连通器。

要求阳极升降由两个液压缸驱动托板完成。整形机构动作循环：整形液压缸伸出—减速压制—泄压回程。压制力Fy=625000N, 压模重量G=20000N。伸出行程S=90mm,所需时间为6s，速度0.015m/s；减速压制行程S=5mm,所需时间为3s，速度为0.002m/s；泄压回程行程S=95mm,所需时间为6s，速度为0.016m/s；启动、制动时间为t=0.02s。要求整形液压缸伸出和回程速度可调。

2.升降机构阳极升降动作循环：空载缩回（托板空转）—带载缩回（托板带载转至水平）；带载伸出（托板带载回转）—空载伸出（托板空转复位）。托板转臂长初定230mm，活塞杆距转动中心臂长初定50mm，托板等附重质量初定20kg并应考虑惯性转矩。初定空载缩回行程S=50mm,所需时间为5s；带载缩回行程S=30mm,所需时间为2s；带载伸出行程

S=30mm,所需时间为1s；空载伸出行程S=50mm,所需时间为2s；启动、制动时间为t=0.02s。要求托板伸出和缩回速度可调，阳极板升降过程稳定，无超速动作且在任意位置可靠停留。

题目Ⅳ：铜阳极板水平矫耳机构总体结构及液压系统的设计

总体结构及工作原理：参见图6，铜阳极板中部左右各有一夹具，由液压缸驱动。托板将铜阳极板移送到位后，夹具液压缸动作，将铜阳极板夹紧，右固定梁上的8个整形液压缸伸出施压，进行多点整形。接着2个矫耳液压缸伸出施压，水平矫耳液压缸伸出，压平耳部后退回，夹具液压缸退回复位。总体动作顺序：夹具液压缸伸出—夹紧—……—矫耳缸水平伸出—减速压制—泄压回程—夹具缸退回。