1、全自动皮革挤水伸展机课程设计说明书资料目录1 任 务 书 1.1实验目的 1.2实验任务2 液压传动系统的设计计算及元件选型 2.1确定液压泵的规格和电动机功率 2.2 计算液压泵的流量2.3确定液压泵的规格和电动机功率2.4确定其它元件及辅件3-4 液压缸的设计计算3.1 液压缸主要零件的材料 3.2 液压缸的内径D和活塞杆直径d的计算3.3活塞杆强度的计算3.4 验证最小稳定速度3.5 液压缸壁厚的计算3.6 缸筒壁厚的验算 3.7 校核d 3.8 缸盖固定螺栓d3的计算 3.9 缸体与法兰之间的连接4.0 法兰设计 4.1 活塞与活塞杆采用园螺母固定时的计算 4.2活塞厚度尺寸的计算 4
2、.3给配合尺寸的确定4.4零部件选择- 密封圈选择5 电气控制系统的安装与调试 5.1 电器控制系统的设计 5.2 基本工作过程：5.3实验中遇到的问题6 心得体会7 参考文献附录1 任 务 书11实验目的：1. 熟悉、了解本实验台的组成2. 掌握常见典型液压回路的设计、安装及调试3. 掌握继电器控制电路的设计；PLC控制程序的设计、安装及调试4. 培养学生综合运用机械、液压、电气等知识及设计、安装调试等综合技能12实验任务（一）机械动作要求 工 进50快 退 图1-1 （二）设计参数工作是最大负载F=18000N;液压缸工作压力为P1=3 MPa;快进、快退速度V快=5m/min;工进速度V
3、=0.8m/min;油缸内径与活塞杆直径比d/D=0.75;回油腔背压P2=0.5Mpa;油路压力损失P=0.3Mpa;Qmin=0.2L/min。（三）设计内容 （1）绘制液压缸装配图和绘制活塞零件图 （2）液压泵及匹配的电动机选择 （3）液压元件的选择 （4）按规定机械动作要求，设计液压传动系统原理图，设计电器控制系统 （5）液压传动装置的安装及电气控制系统的连接 （6）调试2 液压传动系统的设计2.1确定液压泵的规格和电动机功率计算液压泵的最大工作压力液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力为p1=3MPa，如在调速阀进口节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失p=0.3Mpa，则小流量
4、泵的最高工作压力估算为: （2.1）2.2 计算液压泵的流量油源向液压缸输入的最大流量为： 所以泵的流量 ：qvq工进时的流量为: qg 2.3确定液压泵的规格和电动机功率据以上压力和流量数值查阅产品样本，并考虑液压泵存在容积损失，最后确定选取CB-D外齿合齿轮泵。泵的排量为50mL/r，当液压泵的转速np=940r/min时，其理论流量为47L/min，若取液压泵容积效率v=0.9，则液压泵的实际输出流量为:由于液压缸在快进时输入功率最大，若取液压泵总效率p=0.8，这时液压泵的驱动电动机功率为 （2.2）根据此数值查阅产品样本，选用规格相近的Y132S-6型电动机，其额定功率为3.0KW，
5、额定转速为960r/min。2.4确定其它元件及辅件（1）确定阀类元件及辅件根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表2-3所列。表2-3序号元件名称通过的最大流量q/L/min规格型号额定流量qn/L/min额定压力Pn/MPa额定压降Pn/MPa1外齿合齿轮泵70CB-D47104调速阀Amin则所取的内径D符合要求3.5 液压缸壁厚的计算 q PyD /2 (3.4)式中：q-液压缸缸筒厚度（mm） Py-实验压力（Mpa）,工作压力P16Mpa时， Py=1.5P；工作压力P16Mpa时，Py=1.25P -缸体材料的许用应力（Mp
6、a） = /n -缸体材料的抗拉强度（Mpa） n-安全系数，n=3.55，一般n取5 选用45刚，其抗拉强度为500550Mpa，根据式3.4求得： q 0.708mm根据钢管外径尺寸系列，选取其外径为120mm，其厚度也就为10mm0.708mm,满足要求。3.6 缸筒壁厚的验算下面从以下三个方面进行缸筒壁厚的验算：根据式23.37得到：38.5MP显然，额定油压P=3.0MP，满足条件；先根据式23.310得到：=65.56MP再将得到结果带入23.39得到：27.54MP显然，额定油压P=4MP，满足条件；因为=610MP已经在选择缸筒材料的时候给出，根据式23.312得到：=111.
7、1MP至于耐压试验压力应为：=1.53=4.5MP依据为：因为爆裂压力远大于耐压试验压力，所以完全满足条件。3.7 校核d (3.5) = /1.4=357Mpa式中：F- 最大负载（N） 据式1.5计算得d8.01mm上述计算得d=70mm8.01mm,所以满足要求。3.8缸盖固定螺栓d3的计算 (3.6)式中：F-液压缸负载 K-螺纹拧紧系数，K=1.121.5 Z-固定螺栓个数 -螺栓许用应力，= 3/(1.222.5), 3为材料的屈服点为355Mpa其中负载为18000N，宁紧系数取1.5，螺栓个数取4个，根据式3.6计算得：d36.87mm,选取M8的螺栓。3.9 缸体与法兰之间的
8、连接 缸体与法兰之间可采用焊接的形式，即可满足连接要求4.0法兰设计、（缸筒端部）法兰厚度计算法兰厚度根据下式进行计算：首先来计算法兰在最大内压的情况下受到的压力F：在流量的计算中已经得出活塞的面积是：=78.54缸壁厚度计算中得出最大压强：=31.5=4.5MP所以法兰承受的最大压力为：F=35342.9N接下来选取其它参数：=80mm=12mmb=8mm许用应力在选取材料的时候给出：=/n=360/5=72MP将以上各量带入式23.316得到：h=8.5mm为保证安全和螺钉的联接长度要求，取法兰厚度为25mm。4.1 活塞与活塞杆采用园螺母固定时的计算 螺纹连接：结构简单，在振动的工作条件
9、下容易松动，必须用锁紧装置。应用用较多，如组合机床与工程机械上的液压缸。 活塞杆危险截面处的拉应力： （3.10） 切应力为： （3.11） 合应力为： （3.12） 式中：d1为圆螺母联接处活螺纹内径直径 d1=34mm d0为圆螺母联接处活螺纹外径直径 d0=36mm F1-液压缸输出压力 式中：d-活塞杆直径；-活塞杆材料的许用应力 Mpa 将各参数带入式2.0、2.1、2.2得： =30.1Mpa =92Mpa n=162Mpa 所以n=162Mpa=175Mpa,其螺纹联接满足要求。4.2活塞厚度尺寸的计算 活塞基本尺寸为100mm，故查阅手册可得活塞厚度为 式中：D为活塞直径100
10、mm 取4.3给配合尺寸的确定 活塞与缸内壁的配合为保证液压缸左右两腔密封切活塞运动自由平稳，活塞外径与缸内壁配合采用基空制间隙配合。配合尺寸为100。 活塞与活塞杆的配合考虑联接的可靠性与密封性采用基空制间隙配合，配合尺寸为。 活塞杆与导向环的配合考虑运动的自由与平稳及较高的密封性采用基空制间隙配合，配合尺寸为 缸盖与缸内壁的配合考虑联接的可靠性与密封性采用基空制过渡配合，配合尺寸为 导向环与缸盖因用螺纹联接，故配合可用基空制间隙配合，配合尺寸为4.4 零部件选择密封圈选择由于系统工作压力及负载均较小，故均可选用O形密封圈。考虑前导向环密封要求较高，故前导向环处密封圈选择V形密封圈活塞与缸内
11、壁密封：选择O形密封圈3组，缸内径为100mm，查阅手册可选取的O形圈型号有：95*2.65-G-S-GB/T3452.1-2005 92.5*3.55-G-S-GB/T3452.1-2005 90*5.3-G-S-GB/T3452.1-2005 根据密封要求选择90*5.3-G-S-GB/T3452.1-2005 活塞与活塞杆密封：选择O形密封圈2组，活塞杆密封处直径为40mm，查阅手册可选取的O形圈型号有：36.5*1.8-G-S-GB/T3452.1-200535.5*2.65-G-S-GB/T3452.1-200533.5*3.55-G-S-GB/T3452.1-2005根据密封要求选
12、择36.5*1.8-G-S-GB/T3452.1-2005缸盖与缸内壁密封：选择O形密封圈3组，缸内径为100mm，查阅手册可选取的O形圈型号有：95*2.65-G-S-GB/T3452.1-2005 92.5*3.55-G-S-GB/T3452.1-2005 90*5.3-G-S-GB/T3452.1-2005 根据密封要求选择90*5.3-G-S-GB/T3452.1-2005活塞杆导向环与缸盖密封：活塞杆导向环密封处直径为100mm，查阅手册可选取的O形圈型号有：95*2.65-G-S-GB/T3452.1-2005 92.5*3.55-G-S-GB/T3452.1-2005 90*5.
13、3-G-S-GB/T3452.1-2005根据密封要求选择90*5.3-G-S-GB/T3452.1-2005活塞杆与活塞杆导向环密封：此处密封选用V形密封圈。活塞杆导向环密封处直径为70mm，查阅手册选取的V形密封圈型号为：V 85*70*25 GB/T 10708.2-2000防尘圈选择：防尘圈位置处活塞杆直径为70mm，查阅手册选取的防尘圈型号为：FA 70*80*6.3 GB/T 10708.3-20005 电气控制系统的安装与调试 5.1电气控制油路图的设计如图5-1所示为进油路调速回路图5-1图5-2如图5-2所示为差动调速回路表5-1电磁铁得失电表动作名称电磁铁工作状态2DT3D
14、T1DT快进+-+工进+-快退-+强退-+ 选用液压元件如下表5-2：表5-2序 号名 称型 号数 量1二位二通电磁换向阀22D-10B 220V22二位三通电磁换向阀23D-10B 220V13二位四通电磁换向阀24D-10B 220V14三位四通电磁换向阀34D-10B 220V25先导式溢流阀Y-10B16调速阀Q-10B27单向阀I-10B28先导式减压阀J-10B19压力继电器DP-63B110可调节流器L-10B111压力表K1-3B25.2 电器控制系统的设计根据图5-1液压传动系统及表5-1所示工作情况，设计电器控制系统如图5-3所示图5-35.3 基本工作过程：快进 ：按下S
15、B2,启动液压泵，按下SB3使2DT和1DT得电，执行快进。工进：碰到行程开关YA3，使1DT失电，2DT仍得电，执行工进。快退：碰到行程开关YA5，使3DT和1DT得电，2DT失电，执行快退。强退：按下SB4，使3DT和1DT得电，2DT失电，执行强退。按图4-1连接系统油路，连接时需注意调速阀的P1口和P 2口的链接。按图4-2连接电气控制线路，连接时注意控制电路接的是220V,从火线引出一根线，最后回到的是零线。接信号指示灯时，是并联到，每个电磁上不是串联，否则电路将出现问题。5.4实验中遇到的问题1.启动后管口漏油严重。解决方法：更换管口，重新联接油路。2.启动后缸不动作。解决方法：检
16、查油路联接，发现三位四通电磁换向阀A、B两油口接反。拆下管路重新联接。3.管路联接正确后液压缸快进后无法工进。解决方法：在老师与各位同学用了近一刻钟对电路进行仔细认真的检查后发现电路联接错误，即电磁铁KA2忘记自锁。修改重新联接电路后系统终于正确动作。6、机电液综合设计课程设计-心得体会为期两周的机电液综合设计与实验终于进入了尾声，虽然感觉很忙很劳累，但也收获颇大。从刚开始的无从下手，到后来的数据计算，手册查阅，缸体及其各个部件的结构选用等，这一切的不断设计与实验都唤回了我对液压与气压更深入的认识，更为我以后的毕业设计打下了牢固的基础。虽然中间出了点小插曲，原本就很紧凑的时间，由于英语6级考试
17、需占用我们的绘图室，让时间变得更为的宝贵。但大家对课程设计都很认真，充分利用了晚上和周末的时间进行设计，这也使得设计更为的完善，并没出现因为时间不够而草草结束设计的情况。对我来说，此次设计过程中，与同学之间的相互交流与讨论也是一大收获。尤其是我组的张成圳同学，他在这方面的理论知识尤为扎实，通过与他的不断交流与讨论，也是让我少走了些弯路，更学到了不少知识。设计及实验过程中，对细节的关注也尤为重要。其中有些细节问题需要特别注意，比如像缸盖与缸体采用的联接方式是否满足要求；设计的缸体本身虽满足参数上的要求，但还得考虑加工是否简单；绘制液压缸的装配图时，要注意哪些是标准件，不能随便想当然地画上去；总体
18、结构要合理，一般绘制装配图时，画其终止位或开始位，以表示其总的行程有多少。设计液压系统控制电路时，要注意的很多。比如：机械设计的首要理念是以最少的元器件来达到要满足的动作要求，尽量简单易懂，不要太繁琐。考虑一定要周全，假如液压缸在运动中途停了怎么办，此时就需要设计一个强退开关，细节问题要注意，一定要把可能出现的情况都考虑在内。在调试过程中，接线要特别细心，一条支路一条支路的接，不要看到哪个就接哪个，容易乱。接好后要特别注意先检查一遍，接了几个常开开关或常闭开关，基本线路接的是否正常，检查下来没问题才能通电调试。油路连接中最重要的细节是分清哪个是进油口哪个是出油口，特别是接调速阀的时候。整个设计
19、过程下来，学到了很多东西。主要是锻炼自己处理复杂问题的思路，考虑细节问题的能力。此外，通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关液压方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手实践，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和
20、学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！最后，我要感谢我的课程设计指导老师，有了你们的亲切关怀和悉心指导，我才能顺利的完成课程设计任务，才能顺利从理论过渡到实践。 7 参考文献1李笑 吴冉泉主编，液压与气压传动，国防工业出版社，20062杨培元 朱福元主编，液压系统设计简明手册，机械工业出版社，19983雷天觉主编，新编液压工程手册，机械工业出版社，19984张利平主编，液压与气压传动设计手册，机械工业出版社，19975机械设计实用手册编委会.机械设计实用手册，机械工业出版社，2008.46成大先主编，机械设计手册.单行本.液压传动， 化学工业出版社，2004.11
