机电液综合实验课程设计Word文件下载.docx

1、根据算得的和，选用CB-32限压式变量叶片泵，该泵的基本参数为：每转排量，泵的额定压力，电动机转速，容积效率，总效率1.3.2 与液压泵匹配的电动机的选定首先分别算出快进与工进两种不同工况的功率，取两者较大值作为选择电动机规格的依据。工进时的外负载为13000N ,压力损失为0.3Mpa. （1-6）快进时所需电动机功率为 （1-7）工进时所需电动机功率为查询电动机产品样本，选用Y100-4型电动机，其额定功率为2.2kW，额定转速为1430r/min。1.3.3 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

2、格如表1-1所列。表1-1 阀类元件及辅助元件规格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1外齿合单级齿轮泵CB-32104调速阀AminAmin=Qmin/Vmin （2-4）式（24）中：Qmin流量阀的最小稳定流量Vmin液压缸的最低速度要求Qmin=0.2L/min,Vmin=0.6m/minAmin=0.26/0.63=333mm2计算的 ，经验算满足要求。2.3液压缸主要零件材料选择和加工要求2.3.1 缸体1）材料：无缝钢管 45钢无缝钢管作缸体毛坯加工余量小，工艺性能好，生产准备周期短，适合大批量生产，起重运输机械和工

3、程机械的液压缸，一般用无缝钢管材料，常用45钢，大多属于薄壁圆筒结构。2）加工要求钢筒内壁表面加工公差为表面粗糙度为为了防止在装配时损伤密封圈，缸筒必须有倒角，倒角大小建议为20252.3.2 活塞45钢无导向环活塞，采用45钢或球墨铸铁。2.3.3 活塞杆活塞杆常用35、45钢等材料。对于冲击震动很大的活塞杆，也可使用55钢。一般实心的活塞杆用35、45钢。压缸活塞杆用的材料通常要求淬火，深度一般为0.51.0mm，或活塞杆直径为1mm淬深0.03mm。活塞杆表面需要镀硬铬，厚1525um，也有要求镀硬铬3050um。塞杆外径公差为f7f9，表面粗糙度一般为Ra0.30.4um，精度要求高时

4、，Ra0.10.2um，活塞端部需有15倒角。装活塞的轴颈和外圆的同轴度公差不大于0.01mm，保证活塞杆外圆和活塞外圆的同轴度，避免活塞与缸筒、活塞杆和导向的卡滞现象。安装活塞的轴间端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，保证活塞安装不产生歪斜。为是运行在低载荷情况下，所以省去了表面处理。2.3.4 前端盖缸盖常用35、45钢的锻造或铸造毛坯，也可以使用铸铁材料。2.3.5 后端盖缸盖常用35、45钢的锻造或铸造毛坯，也可以使用灰铸铁材料。起导向作用时用铸铁2.4 液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。工程机械的液压缸，一般是用无缝钢管材料，大多属于

5、薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算 （2-5）液压缸壁厚（m）；液压缸内径（m）；试验压力，取最大工作压力的1.5倍（MPa）；缸筒材料的许用应力。无缝钢管 （2-6）按照工程机械标准液压缸外径尺寸系列，所以取外径为114mm。壁厚为7mm1.875mm，符合要求。2.5 液压缸工作行程的确定液压缸的工作行程长度，根据执行机构的实际工作最大行程来确定，并参考GB2349-80系列尺寸来选取标准值。本次设计选取的行程为250mm。2.6 最小导向长度的确定如果导向长度过小，将使液压缸的初始扰度增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。对一般的液压缸，最小导向长度H应满

6、足以下条件H（L/20）+（D/2）其中 L-液压缸的最大行程 D-液压缸的内径2.7 缸盖固定螺栓d3的计算 （2-7）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，拧紧系数取1.5，螺栓个数取六个，根据式（2-7）计算得：d36.5mm,选取M8的螺栓。2.8 活塞杆的校核当活塞杆长度时，应按强度校核条件校核活塞杆直径d。 （2-8）= /1.4=357Mpa式中：F- 最大负载（N） 据式（2-8）计算得d6.8mm上述计算得d=70mm6.8mm,

7、满足强度的要求。2.9 活塞的宽度B确定一般活塞B=（0.61.0）D所以选B = 60mm2.10 缸体长度的确定液压缸刚体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两短端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的2030倍。因此取缸体长度250+60+5=315mm。2.11 缸体与缸盖采的联接及计算2.11.1 联接的形式选择缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。主要连接形式有法兰连接、螺纹连接、半环连接。a法兰连接 优点：（1）结构简单、成本低（2）容易加工、便于装拆（3）强度较大、能承受高压 缺点：（1）径向尺寸较大（2）重量比螺纹连接的

8、大（3）用钢管焊上法兰、工艺过程复杂些b螺纹连接 优点：（1）外形尺寸小（2）重量较轻（1）端部结构复杂、工艺要求较高（2）装拆时需用专用工具（3）拧端盖时易损坏密封圈c 半环连接 优点：（1）结构较简单（2）加工装配方便（1）外形尺寸大（2）缸筒开槽，削弱了强度，需增加缸筒厚度比较各连接形式，本设计中选取半环联接和螺纹联接的形式。2.11.2 螺纹联接的计算缸体螺纹处的拉应力： （2-9）螺纹处的切应力为: （2-10） （2-11）-螺纹处的拉应力（Pa） K-螺纹拧紧系数，静载荷时，取K=1.251.5；动载荷时，取K=2.54,（取K=3） K1-螺纹内摩擦系数，（取K1=0.12）

9、d0-螺纹外径m d1-螺纹内径m D-液压缸内径m -螺纹外的切应力Pa -螺纹材料的许用应力Pa=s/n （2-12）s-螺纹材料的屈服点pa （s=355MPa） n-安全系数 （n=2）n-合成应力（Pa） F-缸体螺纹处所受到的拉力（N）将各参数带入式（2-10）、（2-11）、（2-12）得： =15.63MPa =5.39MPa n =18.2MPa =175Mpa所以n =18.2MPa =175MPa,其螺纹联接符合要求。2.12 活塞与活塞杆的连接及计算2.12.1 联接的选择活塞杆与活塞的连接结构有：整体式结构和组合式结构。组合式结构又分螺纹连接、半环连接和锥销连接。a

10、整体式结构：结构简单，适用于缸径较小的液压缸b 螺纹连接：结构简单，在振动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置。应用较多，如组合机床与工程机械上的液压缸。c 半环连接：结构简单，装拆方便，不易松动，但会出现轴向间隙。多应用在压力高、负荷大、有振动的场合d 锥销连接：结构可靠，用锥销连接销孔必须配铰，销钉连接后必须锁紧，多用于负荷较小的场合。由于本设计是组合机床用的液压缸，根据螺纹连接多用于组合机床的叙述，选用螺纹连接的活塞杆与活塞的连接结构。2.12.2 螺纹联接校核活塞杆危险截面处的拉应力： （2-13）切应力为： （2-14）合应力为： （2-15） F1-液压缸输出压力 （2-16） d

11、-活塞杆直径；-活塞杆材料的许用应力 ； Mpa 将各参数带入式（2-14）、（2-15）、（2-16）得：=3.19Mpa =1.51Mpa n=4.13Mpa所以n=4.13Mpa=175Mpa,其螺纹联接满足要求。2.13 活塞及活塞杆处密封圈的选用 活塞及活塞杆处的密封圈的选用，根据密封的部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈。常用的密封圈类型有O形圈、Y形圈、V型和活塞环。O形圈:结构简单，密封性好，安装空间小，摩擦力小，易于制造，所以应用较广，但运动速度不能太大。Y形圈:用于压力在20MPa以下、往返速度较高的液压缸，密封性能可靠。V形圈:性能好，耐久性也

12、好，缺点是安装空间大，调整困难，摩擦阻力大，只适用于运动速度较低的液压缸。活塞环:命长，不容易损坏，常常用在不便于拆卸的液压缸中，缺点是泄漏较大，必须成组使用，加工工艺比较复杂，所以成本较高。图2.1 O形圈示意图由于本设计中液压缸的工作压力为5MPa，速度范围0.5m/s，因此选用缸体与缸盖的密封形式选用O形圈的密封形式（如图2.1）。活塞杆与缸盖，活塞与缸体的密封选用O圈的密封形式。2.14 活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆与端盖、导向套的结构，以及密封、防尘和锁紧装置等。导向套的结构可以做成端盖整体式直接导向，也可以做成与端盖分开的导向套结构。a 端盖直接导向：（1）

13、端盖与活塞杆直接接触导向，结构简单，但磨损后只能更换整个缸盖（2）盖与杆的密封常用O型，Y型等密封圈（3）防尘圈用无骨架的防尘圈。b 导向套导向： （1）导向套与活塞杆接触支承导向，磨损后便于更换，导向套也可用耐磨材料（2）盖与杆的密封常用Y型等密封装置。密封可靠适用于中高压液压缸（3）防尘方式常用J型或三角形防尘装置。 由于密封圈的是选用O形圈的密封类型，常于O形圈配合导向套结构为端盖直接导向，因此本设计选用端盖直接导向的导向部分结构。2.15 液压缸的缓冲装置常用的缓冲装置结构有（1）环状间隙式节流缓冲装置，适用于运动惯性不大、运动速度不高的液压系统。（2）三角槽式节流缓冲装置，利用被封闭

14、液体的节流产生的液压阻力来缓冲的。（3）可调节流缓冲装置，它调节针形节流阀的流通面积，就可改变缓冲作用的强弱和效果。本设计中的液压缸运动惯性不大、速度也不高，因此选用圆柱形环状间隙式缓冲装置。心得体会为期两个星期的课程设计结束了，在本次课程设计中我不仅学到了很多的知识，还为以后的毕业设计与工作打下了一个很好的基础。通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用仪器、仪表；了解了电路的连线方法；以及如何提高电路的性能等等。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在

15、书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

16、此次课程设计让我很好的锻炼了理论联系实际，不知不觉中查阅资料的能力也有了很大提高。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们会遇到许多未知的领域，这方面的能力，会使我们受益匪浅。在设计过城中，总是遇到这样或那样的问题，有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，不知不觉中，我们的耐心也培养起来了，这将对我们以后的经历有很大的好处。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.赵明。工厂电气控制设备。北京，机械工业出版社，19895.李仁。电气控制。北京，机械工业出版社，19876.电工手册编写组。电工手册（第三版）。上海，科学技术出版社，19907.方承远。工厂电气控制技术。北京，机械工业出版社，19928.钟肇新。可编程控制器原理及应用。广州，华南理工大学出版社，19919.边辉震油缸密封支承材料的选用中国设备工程，2005.510.张利平主编，液压与气压传动设计手册，机械工业出版社，1997