1、液压传动毕业课程设计报告(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)摘 要将液压缸提供的液压能重新转换成机械能的装置称为执行元件。执行元件是直接做功者，从能量转换的观点看，它与液压泵的作用是相反的。根据能量转换的形式，执行元件可分为两类三种：液压马达、液压缸、和摆动液压马达，后者也可称摆动液压缸。液压马达是作连续旋转运动并输出转矩的液压执行元件；而液压缸是作往复直线运动并输出力的液压执行元件。本说明书根据前人设计好的液压缸，设定一定的工作压力和载荷，根据液压缸的材料，用手工计算和软件编程的方法分别校核缸筒内径，壁厚，活塞杆的稳定性，抗爆能力等，并设计快进、工进、快退系统图，选择液压阀的型
2、号，完成课程设计的教学要求。关键字：液压缸、执行元件、液压阀、稳定性校核AbstractHydraulic cylinder will be able to provide the device called actuators. Work is a direct implementation of components, from the point of view of energy conversion; it is the role of the in the form of implementation of the three components can be divided i
3、nto two categories: and the output of the and software programming method, check cylinder diameter and thickness, the stability of the piston rod, anti-explosion ability, and designed for fast forward, the Progressive, fast forward, and other movements, choose of the teaching requirement.keyword：Hyd
4、raulic cylinder actuators =5时，活塞杆的极限应力为 ,故设计符合要求2）、活塞杆的稳定性计算 3）、缸筒壁厚的验算 缸筒的材料为45#无缝钢管，外径152mm，内径125mm，壁厚13.5mm，其屈服强度为685MPa，调质处理HB220280。 验算壁厚：在屈服极限下的极限压力 故壁厚满足要求3.3.2 应用MATLAB软件校核计算以校核 材料屈服极限皆取1000MPa 1）、应用MATLAB软件编程校核液压缸的安全系数 程序如下：clcclearb=13.5e-3;D=125e-3;pA=21*1.25e6;delta=1000e6;bizhi=bD;pmax=
5、pA;if bizhi5,故设计是安全的。 2）、应用MATLAB软件编程校核液压缸壁厚 由公式可编写程序如下：clcclearyl=1000e6;D=125e-3;D1=152e-3;pA=21*1.25;pj=0.35*yl*(D1*D1-D*D)(D*D)1e6if pA0.35 or bizhipr,disp(爆裂压力满足要求)elsedisp(爆裂压力不满足要求，重新设计！)end程序运行结果为-缸筒爆破力-pEd = 1.9535e+008爆裂压力满足要求3.3.3 应用ANSYS有限元分析缸筒径向变形1）、选择单元类型Main MenuPreprocessorElement Ty
6、peAddEditDeleteAddSolidBrick 8node 45OKClose2）定义材料参数Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropicinput EX 2.6E11 PRXY 0.3OK3）生成几何模型Main MenuPreprocessorModelingCreateVolumesCylinderHollow CylinderInput Rad-1 0.0625 Rad-2 0.076 Depth 1.639OK.适当旋转模型，如下图所示4）划分网格Main
7、 MenuPreprocessorMeshingMesh ToolMeshPick allClose5)模型施加约束和载荷(1）将端面固定Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Areas选择两个端面OKALL DOFOK(2）在缸筒内部施加1.5*21MPa的压力Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Areas选择缸筒的内壁OKInput VALUE 1.5*21e6OK6)、分析计算Main MenuSolutionCurrent LSOK7
8、)、结果显示1）显示变形图Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed ShapesDef+UndeformedOK 2)显示应力图Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodal SoluStressvon Mises stress 图5 变形图 图6 应力图由分析的结果可知：液压缸径向的最大变形量为0.0414mm，所受到的最大应力为36.5MPa3.3.4 应用ANSYS有限元分析缸筒轴向变形1)、选择单元类型Main MenuPreprocessorElement TypeAddE
9、ditDeleteAddSolidBrick 8node 45OKClose2)、定义材料参数Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsStructuralLinearElasticIsotropicinput EX 2.6E11 PRXY 0.3OK3)、生成几何模型Main MenuPreprocessorModelingCreateVolumesCylinderHollow CylinderInput Rad-1 0.1495 Rad-2 0.125 Depth 1.768OK.适当旋转模型，如下图所示4)、划分网格Main Me
10、nuPreprocessorMeshingMesh ToolMeshPick allClose5)、模型施加约束和载荷(1）将一个端面固定Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Areas选择一个端面OKALL DOFOK(2）在另一个端面施加1.5*21MPa的压力Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Areas选择另一个端面OKInput VALUE 1.5*21e6OK6)、分析计算Main MenuSolutionCurrent LSOK
11、7)、结果显示(1）显示变形图Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed ShapesDef+UndeformedOK(2)显示应变图Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodal SoluStressvon Mises stress图7 变形图 图8 应力图由分析的结果可知：液压缸径向的最大变形量为0.198mm，所受到的最大应力为32.3MPa4 液压缸快进、工进、快退系统4.1液压缸快进、工进、快退系统图图9 液压系统图1-背压阀;2-顺序阀; 3、6、11-单向阀;4-供进调速
12、阀;5-压力继电器;7-液压缸; 8-行程阀; 9-先导阀;10-换向阀;12-液压泵 4.2液压缸系统循环图（1）快速前进 电磁铁1YA通电，换向阀10左位接入系统，顺序阀2因为系统压力不高仍处于关闭状态。这时液压缸7做差动连接，变量泵12输出最大流量。（2）工作进给 在滑台前进到预定位置，挡块压下行程阀8时开始。这时系统压力升高，顺序阀2打开；变量泵12自动减小其输出流量，以便于调速阀4的开口相适应。 （3）停留状态 在滑台以工进速度行进到死挡块不再前进开始，并使系统压力进一步升高，压力继电器5景时间几点起按预定停留时间发出信号后终止。 （4）快退状态 在时间继电器发出信号，电磁铁1YA断
13、电，2YA通电开始这时系统的压力下降，变量泵12流量又自动增大。表1 电磁铁状态表动作名称信号来源电磁铁工作状态液压元件工作状态1YA2YA顺序阀2先导阀9换向阀10行程阀8快进启动按钮+-关闭左位左位右位工进挡板压下行程阀8+-打开左位停留滑台靠压在死挡块处+-快退时间继电器发出信号-+关闭右位右位右位元件的型号及规格序号元件名称估计通过流量额定流量额定压力额定压降型号规格1背压阀0.36321-YF3-E10B3单向阀6063210.2AXQF-E10B4调速阀0.50.07-5021-8行程阀6063210.35压力继电器-15-HED1kA106单向阀2563210.2AF3-Ea10
14、B7液控顺序阀2263210.3XF3-E10B9溢流阀5.16321-YF3-E10B10三位五通电液阀5080210.535DYF3Y-E10B11单向阀2263210.2AF3-Ea10B12叶片泵-2321-PV2R12-626Vp=（6+26）mLr参考文献1 宋志安等.机械结构有限元分析ANSYS与ANSYS Workbench工程应用M,北京：国防工业出版社，2010.6.2 宋志安 徐瑞银等.机械工程控制基础MATLAB工程应用M,北京：国防工业出版社.3 王积伟 张宏甲等.液压传动，机械工业出版社.4 程居山,曹连民.液压支架双伸缩煤机缸的结构型式和性能分析J,煤矿机械，20
15、01.11，34-37.5 宋志安，李新平.12MN外加载液压支架整架试验技术J，矿业工程研究，2010.6，Vol25(2),56-59.6 程居山，宋志安等.矿山机械液压传动M，北京：中国矿业大学出版社，2007.7 宋志安等.MATLABSimulink 与机电控制系统仿真M（第2版）,北京：国防工业出版社，2011.6.8中国煤炭工业百科全书编辑部.中国煤炭工业百科全书(机电卷)M.北京:煤炭工业出版社,1997.9成大先.机械设计手册液压控制M.化学工业出版社，2004.10王国法.高效综合机械化采煤成套装备技术M.徐州:中国矿业大学出版社,2008.11王虹,李炳文.综合机械化掘进成套设备M.徐州:中国矿业大学出版社,2008.12王启广等.采掘机械与支护设备M.徐州:中国矿业大学出版社,2006.13王启广,黄嘉兴.液压传动与采掘机械M.徐州:中国矿业大学出版社,2005.14谢锡纯,李晓豁.矿山机械与设备M.第二版.徐州:中国矿业大学出版社,2007.15许福玲,陈尧明.液压与气压传动M.北京:机械工业出版社,2007.16赵济荣.液压传动与采掘机械M.徐州:中国矿业大学出版社,2008.
