畢業(yè)設(shè)計-液壓升降機

1、目錄 TOC o 1-5 h z 摘要2 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 設(shè)計題目5 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 工況分析6 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 擬定液壓系統(tǒng)原理8機械系統(tǒng)設(shè)計方案13液壓系統(tǒng)設(shè)計方案23PLC設(shè)計35總結(jié)45參考文獻46液壓傳動相對于機械傳動來說，是一門發(fā)展較晚的技術(shù)。自18世紀(jì)末英國 制成世界上第一臺水壓機算起，液壓傳動技術(shù)只有二三百年的歷史.直到20世紀(jì) 30年代它才較普遍地用于起重機、機床及工程機械。

2、在第二次世界大戰(zhàn)期間，由 于戰(zhàn)爭需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機構(gòu)所裝備的各種軍事武器。 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于 各種自動機及自動生產(chǎn)線，從而使它在機械制造、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、汽 車制造等行業(yè)得到推廣應(yīng)用。機電專業(yè)課程設(shè)計環(huán)節(jié)是為了學(xué)生能夠更好地鞏固和實踐所學(xué)專業(yè)知識而 設(shè)置的，在本次課程設(shè)計中，我們以機電傳動控制以及液壓與氣壓傳動中所學(xué)知 識為基礎(chǔ)，設(shè)計了壓塊機液壓及控制系統(tǒng).本系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)主要由液壓缸，換 向閥，溢流閥，壓力繼電器，插裝閥及各類泵組成，能實現(xiàn)顆粒散料的壓制加工。 PLC控制部分主要由定時器，繼電器及行程開關(guān)組成，

3、對整個液壓系統(tǒng)的起控制 作用論文介紹了應(yīng)用PLC技術(shù)對升降平臺液壓系統(tǒng)進行控制的設(shè)計方法和實現(xiàn) 過程。采用PLC控制，提高了該機器的可靠性，降低了人力成本，提高了企業(yè)的 經(jīng)濟效益。由于該行業(yè)在生產(chǎn)過程中，要求提高生產(chǎn)自動化。若完全采用液壓控 制，這種控制方式電子線路復(fù)雜、繼電器使用數(shù)量多，造成電氣控制部分可靠性 差、故障率高，日常維護量大。隨著可編程控制器（PLC）技術(shù)的發(fā)展，把PLC 控制技術(shù)應(yīng)用于裝藥機液壓裝置的控制中，取代原有的液壓裝置控制線路。簡化 了電器控制電路，提高了可靠性，取得了很好的使用效果.并且易于修改控制程 序，提高了控制系統(tǒng)的可擴展性.關(guān)鍵字：升降平臺，液壓控制,可編程控

4、制器，可靠性.AbstractRelative to the hydraulic mechanical transmission, it is a late development of the technology。 Since the 18th century the British made the worlds first counting hydraulic press, hydraulic drive technology is only two or three hundred years of history. 30 years until the 20th century i

5、t was more commonly used in cranes, machine tools and construction machinery。 During World War II, the War, emerged from the rapid response and high precision hydraulic control agencies of various military weapons and equipment. After World War II, after the war quickly to civilian industrial hydrau

6、lic technology, hydraulic technology continues to apply all kinds of automatic machines and automatic production lines, making it the machinery, engineering machinery, agricultural machinery, automotive manufacturing and other industries promote the use of 。60 years since the 20th century, with the

7、hydraulic technology of atomic energy, space technology, computer technology and rapid development and penetration into various industrial fields. Hydraulic technology has begun to highspeed, highpressure, high power, high efficiency, low noise, durable, highly integrated direction. At the same time

8、, new hydraulic components and hydraulic systems computeraided design (CAD), computeraided test (CAT), computer direct control (CDC), mechanical and electrical integration technologies, reliability, technology, and also the current hydraulic drive and control technology development and research dire

9、ction.This paper describes the application of PLC technology to charge hydraulic system to control the design and implementation process 。 With PLC control and improve the reliability of the machine, reducing labor costs and improve the economic efficiency of enterpriseso As the industry in a high r

10、isk of the production process, for greater automation.If the total hydraulic control , this control complex electronic circuits, relays quantity, resulting in poor reliability of electrical control failure rate, large amount of routine maintenance.With the programmable logic controller (PLC) technol

11、ogy, the PLC control technology in charge of hydraulic control device to replace the hydraulic control circuit devices.Simplifies the electrical control circuit, improved reliability, made good use of effects.And easy to change control procedures and improve the control system scalability。Key words

12、: Charge Machine, Hydraulic control,PLC, Reliability。一。設(shè)計題目設(shè)計一液壓頂升工作臺及控制系統(tǒng)，該液壓缸采用豎直放置，工進速度為0.2m/min，最大 采用PLC控制，使其可以順利完成工作狀態(tài)及任意位置停止，整個頂升工作臺可實現(xiàn)手動 和自動的轉(zhuǎn)換，并利用PLC完成頂升動作的自動循環(huán)，其動作為電機啟動一一頂升裝置快速上行一-行程開關(guān)一一頂升裝置慢速上行一-行程開關(guān)一 一頂升裝置停留一一定時器20秒一一裝/卸載重物一一壓力傳感器一一頂升裝置慢速 下降一一限位開關(guān)-一停止需要考慮以下特殊工況：1頂?shù)綐O限位置時，保持系統(tǒng)壓力防止頂升物下滑；2工作中

13、，突遇斷電情況，保持系統(tǒng)壓力防止頂升物下滑；3在任意位置需要停機時，保持系統(tǒng)壓力防止頂升物下滑；4故障自動停機，將頂升物鎖在當(dāng)前位置。二。工況分析2。1運動分析液壓缸的速度在整個行程過程中都比較平穩(wěn)，無明顯變化，在起升的初始階段到運行 穩(wěn)定階段，其間有一段加速階段，該加速階段加速度表較小，因此速度變化不明顯，形成終 了時，有一個減速階段，減速階段加速度亦比較小，因此可以說升降機在整個工作過程中無 明顯的加減速階段，其運動速度比較平穩(wěn)。液壓缸的運動特點如下v-L圖所示，液壓缸開始以勻加速上升，速度達到1m/min時，液壓缸勻速上升，之后開始勻減速上升；當(dāng)上升到600mm 時，觸碰到行程開關(guān)SQ1

14、時，進入慢速上升階段，液壓缸繼續(xù)勻減速上升，達到總行程1000mm 時觸碰到行程開關(guān)SQ2時，液壓缸開始保壓停留，裝卸貨物后通過壓力傳感器，液壓缸開 始勻加速下降，達到0.2m/min液壓缸繼續(xù)勻速下降，經(jīng)過行程開關(guān)SQ1時，液壓缸開始勻減 速下降，直至接觸到限位開關(guān)，液壓缸停止運動。vta/Bin)10. 2L(bb)10. 2L(bb)0. 2圖21運動部件速度循環(huán)圖2.2負(fù)載分析工作負(fù)載是在工作過程中由于機器特定的工作情況而產(chǎn)生的負(fù)載，而對于頂升機械，其 重物的重量就是工作負(fù)載.本設(shè)計中升降機的最大頂升作用力為190KN，負(fù)載由于都是 190KN，所以無需分析。三。擬定液壓系統(tǒng)原理液壓系

15、統(tǒng)方案是根據(jù)主機的工作情況，主機對液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求，液壓系統(tǒng)的工作 條件和環(huán)境條件，以成本，經(jīng)濟性，供貨情況等諸多因素進行全面綜合的設(shè)計選擇，從而擬訂出 一個各方面比較合理的，可實現(xiàn)的液壓系統(tǒng)方案。其具體包括的內(nèi)容有：油路循環(huán)方式的分 析與選擇，油源形式的分析和選擇，液壓回路的分析選擇，合成，液壓系統(tǒng)原理圖的擬定。3。1油路循環(huán)方式的分析和選擇油路循環(huán)方式可以分為開式和閉式兩種，其各自特點及相互比較見下表：表31開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的比較油液循環(huán)方式開式閉式散熱條件較方便，但油箱較大較好，需用輔泵換油冷卻抗污染性較差，但可用壓力油箱或其它改善較好，但油液過濾要求高系統(tǒng)效率管路壓力損失較大，用節(jié)

16、流調(diào)速效率 低管路壓力損失較小，容積調(diào)速效率高限速制動形式用平衡閥進行能耗限速，用制動閥進 行能耗制動，可引起油液發(fā)熱液壓泵由電機拖動時，限速及制動過程 中拖動電機能向電網(wǎng)輸電，回收部分能 量其它對泵的自吸性能要求較高對主泵的自吸性能要求低油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。比較上述兩種方式的差異，再根據(jù)升降機的性能要求可以選擇的油路循環(huán)方式為開式 系統(tǒng)，因為該升降機主機和液壓泵要分開安裝，具有較大的空間存放油箱，而且要求該升降 機的結(jié)構(gòu)盡可能簡單，開式系統(tǒng)剛好能滿足上述要求.3。2開式系統(tǒng)油路組合方式的分析選擇當(dāng)系統(tǒng)中有多個液壓執(zhí)行元件時，開始系統(tǒng)按照油路的不同連接方式

17、又可以分為串聯(lián) 并聯(lián)，獨聯(lián)，以及它們的組合一一-復(fù)聯(lián)等.串聯(lián)方式是除了第一個液壓元件的進油口和最后一個執(zhí)行元件的回油口分別與液壓泵 和油箱相連接外，其余液壓執(zhí)行元件的進，出油口依次相連，這種連接方式的特點是多個液 壓元件同時動作時，其速度不隨外載荷變化，故輕載時可多個液壓執(zhí)行元件同時動作。3.3調(diào)速方案的選擇調(diào)速方案對主機的性能起決定作用，選擇調(diào)速方案時，應(yīng)根據(jù)液壓執(zhí)行元件的負(fù)載特性 和調(diào)速范圍及經(jīng)濟性等因素選擇。常用的調(diào)速方案有三種:節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路，容積節(jié)流調(diào)速回路。本升降機 采用節(jié)流調(diào)速回路，原因是該調(diào)速回路有以下特點:承載能力好，成本低，調(diào)速范圍大，適 用于小功率，輕載或中低

18、壓系統(tǒng)。3.4選擇基本回路（1）調(diào)速方式的選擇 液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式可分為節(jié)流調(diào)速回路，容積調(diào)速回路和容積節(jié) 流調(diào)速回路三種方式。由工況得知，該液壓系統(tǒng)功率較小，工進速度低，工作負(fù)載為頂升作 用力且工作中變化小，故可選用進油路節(jié)流調(diào)速回路，為防止負(fù)載突然消失引起的運動部件 前沖現(xiàn)象，在回油路上加背壓閥。（2）液壓泵形式的選擇系統(tǒng)工作循環(huán)主要由低壓大流量和高壓小流量兩個階段組成，最大 流量的時間之比匕/12 15.6。上述數(shù)據(jù)表明，在一個工作循環(huán)中，液壓油源在大部分時間都處于高壓小流量供油狀態(tài)， 只有小部分時間工作在低壓大流量供油狀態(tài)。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，采用一 個大流量定量泵和一個

19、小流量定量泵雙泵串聯(lián)的供油方式，有利于降低能耗和生產(chǎn)成本。圖32（3）速度換接方式的選擇由于快進速度與工進速度相差很大，為了換接平穩(wěn)，選用行程 閥控制換接回路.快速運動通過差動回路來實現(xiàn)。（4）換向回路選擇 為了換向平穩(wěn)，選用電磁換向閥。為了便于實現(xiàn)液壓缸的中位停止 和差動連接，選用三位五通閥.（5）壓力控制回路的選擇系統(tǒng)在工作狀態(tài)時高壓小流量泵的工作壓力由溢流閥調(diào)整，同 時用外控順序閥實現(xiàn)低壓大流量泵卸荷.3.5回路合成對選定的基本回路在合成時，有必要進行整理、修改和歸并。具體方法為；1）防止工作進給時液壓缸進油路、回油路相通，需接入單向閥8。2）要實現(xiàn)差動快進，必須在回油路上設(shè)置液控順序閥

20、10，以阻止油液流回油箱。此閥通過位置調(diào)整后與低壓大流量泵的卸荷閥合二為一。3）為防止機床停止工作時系統(tǒng)中的油液回油箱，應(yīng)增設(shè)單向閥。4）初步擬定液壓系統(tǒng)原理圖如下所示：圖33-=5Q29 D19 FJr抵1: rM-主缸運動工作循環(huán)快速上升：1YA斷電，2YA、3YA斷電。進油路：單向閥一三位四通電磁換向閥左位一單向閥一二位二通電磁閥一液控單向閥。 回油路:液控單向閥一三位四通電磁換向閥一背壓閥一油箱慢速上升：活塞桿碰到行程開關(guān)S,1YA、3YA通電,2YA斷電。進油路:單向閥一三位四通電磁換向閥一調(diào)速閥一液控單向閥 回油路：同快速上升。慢速下降：2YA通電，1YA, 3YA斷電。進油路：單

21、向閥一三位四通電磁換向閥右位一液控單向閥?；赜吐罚阂嚎貑蜗蜷y一調(diào)速閥一三位四通電磁換向閥一背壓閥一油箱。詳細(xì)解釋：快速上升當(dāng)液壓系統(tǒng)總開關(guān)開啟(連接PLC)時，三位四通電磁換向閥左位接通，再經(jīng)二位二通 電磁閥的左位，經(jīng)液控單向閥流入液壓缸的下缸，使工件快速上升，回油液控單向閥、三位 四通電磁換向閥、背壓閥經(jīng)流回油箱。此時雙泵供油。慢速上升當(dāng)碰到行程開關(guān)SQ1時，二位二通電磁閥右位接入，油液經(jīng)調(diào)速閥、單向閥、液控單 向閥流入液壓缸下缸，液壓缸開始慢速上升，回油與快速上升相同，而此時雙聯(lián)葉片泵的右 泵經(jīng)液控順序閥留、流郵箱,左泵單泵供油。當(dāng)液壓缸碰到SQ2，液壓缸停留。液控單向閥 在此時有保壓作用

22、。慢速下降當(dāng)裝卸貨物時，壓力傳感器控制液壓缸慢速下降(這一過程有PLC控制)，此時三位四 通電磁換向閥右位接入，油液經(jīng)液控單向閥進入上缸，回油經(jīng)液控單向閥、單向閥、調(diào)速閥、 三位四通電磁換向閥、背壓閥經(jīng)流回油箱。此時雙聯(lián)葉片泵的右泵經(jīng)液控順序閥留、流郵箱， 左泵單泵供油，同慢速上升。最后遇限位開關(guān)停止，這是三位四通電磁換向閥回復(fù)中位，液 壓系統(tǒng)卸載。表34動作名稱1YA2YA3YA快速上升+慢速上升+-+保壓-減速下降+-停止-電磁鐵工作情況表機械系統(tǒng)設(shè)計方案4。1根據(jù)負(fù)載計算設(shè)計參數(shù)，主缸壓力，主缸直徑液壓缸的工作壓力液壓缸工作壓力主要根據(jù)運動循環(huán)各階段中的最大總負(fù)載力來確定，此外，還需要考

23、慮以下 因素：各類設(shè)備的不通特點和使用場合?？紤]經(jīng)濟和重量因素，壓力選得低，則元件尺寸大，重量重；壓力選得高一些，則元件 尺寸小，重量輕,但對元件的制造精度，密封性能要求高。所以，液壓缸的工作壓力的選擇方式：一是根據(jù)機械類型選；二是根據(jù)切削負(fù)載選。 液壓缸的輸出力由工作壓力p和活塞有效面積A決定的，而液壓缸的輸出速度v是由輸入 液壓缸的流量q和活塞有效面積A決定的。即 F=P 大 A v=q/A各類機械設(shè)備常用工作壓力表表4-1機床農(nóng)業(yè)機械工程機械機械類型磨床組合床龍頭刨床拉床工作壓力/MpaaW235W881010 162032由表各類液壓設(shè)備常用工作壓力查得工作壓力P=16Mpa液壓內(nèi)徑計

24、算D=4F/兀P根據(jù)式中F一液壓缸的理論輸出力P一供油壓力（Mpa需要的液壓缸的理論輸出力F和系統(tǒng)選定的供油壓力P來計算缸筒 內(nèi)徑DD=p 4 F / 兀 P）液壓缸的理論輸出力F，可按下式確定二i式中F。一活塞的實際工作里V -負(fù)載率，一般取0.50。7，計算中取0。6七-液壓缸的總效率，計算中取0.9F=1900.6*0.9F=1900.6*0.9=351.9KN4*351.9*10 3則 D=167.34 mm 根據(jù)表 GB/T 2348-49 圓整后 D=180 mm 3.14*16*106活塞桿直徑計算根據(jù)強度要求計算活塞桿直徑d,當(dāng)活塞桿在穩(wěn)定狀態(tài)下僅承受軸向載荷時，活塞桿直徑d

25、按抗拉，抗壓強度計算如下：4 FD 榔”式中F一液壓缸輸出力9-活塞桿材料的許用應(yīng)力（Mpa），當(dāng)活塞桿為碳鋼時，Q =100Mpa -120Mpa,計算中取100Mpa。d4*351.9*10 d4*351.9*10 33.14*100*10 6=66.9 mm 根據(jù)表 GB/T 2348-49 圓整后 d=70 mm4。2缸筒設(shè)計材料選擇：缸筒材料及加工要求缸筒材料通常選用20、35、45號鋼，當(dāng)缸筒、缸蓋、掛街頭等焊接在一起時,一般采 用45號鋼，在粗加工之后調(diào)質(zhì)到241285HBS.另外缸筒也可以采用鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、 青銅和鋁合金等材料加工。缸筒與活塞采用橡膠密封圈時，其配合推薦采

26、用 H9/f8，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取R = 0.1-0.4pm，若采用活塞環(huán)密封時，推薦采用H7/g6配合，缸筒內(nèi)徑表面粗糙度取 aR = 0.2 0.4|i m。a缸筒內(nèi)徑應(yīng)進行研磨。為防止腐蝕，提高壽命，缸筒內(nèi)表面應(yīng)進行渡金各，渡金各層厚度應(yīng)在3040 R m ,渡金各后缸 筒內(nèi)表面進行拋光.缸筒內(nèi)徑的圓度及圓柱度誤差不大于直徑公差的一半，缸體內(nèi)表面的公差度誤差在 500mm上不大于0.03mm。缸筒缸蓋采用螺紋連接時，其螺紋采用中等精度.缸筒厚度58 = 50 + C1 + C2式中50 缸筒材料強度要求的最小值C1缸筒外徑公差余量C2 腐蝕余量按中等壁厚缸筒計算5 = （0。080.3

27、） D=16 mm-60 mm 5取19.5 mm缸筒外徑D1=D+2 5 =180+2*19.5=245缸筒厚度驗算工作額定壓力應(yīng)小于一極限值，以保證工作安全p 氣 *（D; _D2）340*（2192 -1802）0。35tD 一。3時2192=386Mpa為避免塑性變形，額定工作壓力應(yīng)滿足Pn （0。35-0。42） PpPp一缸筒發(fā)生安全塑性變形的壓力D219P廣2.3n lg 節(jié)=2.3 大 340lg=麗 66.6MpaPn （0。35-0。42） *66。6=23.31Mpa-27.97Mpa缸筒底部厚度采用平行缸底，當(dāng)缸底平面且無油孔，缸底厚度h為：Ph=0.433D max*

28、 。式中D 一缸筒內(nèi)徑P 一最大工作壓力，當(dāng)工作壓力P 16Mpa時，P =1。25P，計算中取P =1.25P=20Mpag 一材料的許用應(yīng)力（Mpa）q g = b nQ -缸筒材料的抗拉強度，根據(jù)表缸筒常用無縫鋼管的材料力學(xué)性能查得45 b號鋼的q =600Mpa，根據(jù)表安全系數(shù)n查得，靜載荷下的鋼的安全系數(shù)n=3,bq =200Mpa:20*106h=0.433 大 180*=24。48 mm200*106缸筒與缸蓋的連接方式缸筒與剛蓋的連接形式如下：缸筒和前端蓋的連接采用螺栓連接，其特點是徑向尺寸小，重量輕，使用廣泛端部結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，缸筒外徑需加工，且應(yīng)于內(nèi)徑同軸，裝卸需要用專門的工具

29、，安裝時應(yīng)防止密封圈 扭曲.圖42缸蓋與后端蓋的連接采用焊接形式，特點為結(jié)構(gòu)簡單尺寸小,重量輕，使用廣泛，缸筒 焊后可能變形，且內(nèi)徑不易加工。圖 4-.34。缸蓋材料及加工要求缸蓋材料可以用35,45號鋼，或ZG270-500,以及HT250, HT350等材料.當(dāng)缸蓋自身作為活塞桿導(dǎo)向套時，最好用鑄鐵，并在導(dǎo)向表面堆镕黃銅，青銅和其他 耐磨材料。當(dāng)單獨設(shè)置導(dǎo)向套時，導(dǎo)向材料為耐磨鑄鐵，青銅或黃銅等，導(dǎo)向套壓入缸蓋。缸蓋的技術(shù)要求：與缸筒內(nèi)徑配合的直徑采用h8，與活塞桿上的緩沖柱塞配合的直徑 取H9，與活塞密封圈外徑配合的直徑采用h9，這三個尺寸的圓度和圓柱度誤差不大于各 自直徑的公差的一半，

30、三個直徑的同軸度誤差不大于0。03mm.4。3活塞和活塞桿的設(shè)計活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)形式（1）活塞的結(jié)構(gòu)形式活塞的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)密封裝置的形式來選擇，本設(shè)計中選用形式如下:1導(dǎo)向環(huán) 2密封圈 3活塞圖44(2)活塞桿活塞桿的外部與負(fù)載相連接，其結(jié)構(gòu)形式根據(jù)工作需要而定，本設(shè)計中如下所示:圖4-5內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：11卡環(huán) 11卡環(huán) 2彈簧圈 3軸套 4活塞 5活塞桿圖4-52?；钊⒒钊麠U材料及加工要求有導(dǎo)向環(huán)的活塞用20,35或45號鋼制成。活塞外徑公差f8 ,與活塞桿的配合一般為H8/h8,外徑粗糙度R = 0.4- 0.8|i m，外徑 a對活塞孔的跳動不大于外徑公差的一半，外徑的圓度和圓柱度

31、不大于外徑公差的一半活塞兩端面對活塞軸線的垂直度誤差在100mm上不大于0.04mm?；钊麠U常用材料為35、45號鋼。活塞桿的工作部分公差等級可以取f7-f9，表面粗糙度不大于R = 0.4um，工作表面 a的直線度誤差在500mm上不大于0.03mm.活塞桿在粗加工后調(diào)質(zhì)，硬度為229-285HB，必要時可以進行高頻淬火，厚度0。5-1mm，硬度為 45-55HRC?；钊麠U導(dǎo)向套活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸有桿腔一側(cè)的端蓋內(nèi)，用來對活塞桿導(dǎo)向，其內(nèi)側(cè)裝有密封裝 置，保證缸筒有桿腔的密封性，外側(cè)裝有防塵圈，以防止活塞桿內(nèi)縮時把雜質(zhì)，灰塵及水分帶 到密封裝置，損壞密封裝置。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)有端蓋式和插件式

32、兩種，插件式導(dǎo)向套裝拆方便，拆卸時不需要拆端蓋, 故應(yīng)用較多。本設(shè)計采用端蓋式。結(jié)構(gòu)見裝配圖。導(dǎo)向套尺寸主要是指支撐長度，通常根據(jù)活塞桿直徑，導(dǎo)向套形式導(dǎo)向套材料的承壓 能力，可能遇到的最大側(cè)向負(fù)載等因素確定。一般采用兩個導(dǎo)向段，每段寬度均為d/3 ,兩 段中間線間距為.2d/3，導(dǎo)向套總長度不宜過大，以免磨擦太大。4?；钊麠U強度校核p7人i TOC o 1-5 h z .亍.d 70式中i -二，對于圓斷面i -項=17.5A4 4R =0。7 l =1000人 0.7*1000=17.5 =4060 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document 4F

33、4*351.9*10 3r .。=91.49Mpa mn 時，F(xiàn) Kk L在該設(shè)計及安裝形式中，液壓缸兩端采用鉸接，其值分別為：n 1,m 85, L 1260mm將上述值代入式中得： m、：n K故校核采用的式子為:式中：n=1安裝形式系數(shù)活塞桿材料的彈性模量鋼材取 E = 2.1 x 101iPa活塞桿截面的轉(zhuǎn)動慣量& 4J =64L代入數(shù)據(jù):計算長度1.06m廠 3.142 x 2.1 x 1011 x 3.14x 0.074 FK64 x 1.062=217KN其穩(wěn)定條件為:式中: nK穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取n=24 K液壓缸的最大推力190K N代入數(shù)據(jù):F 2173=72 KN故活塞

34、桿的穩(wěn)定性滿足要求。五。液壓系統(tǒng)設(shè)計方案5.1流量功率計算當(dāng)快進上升時，取v =1m/min其中，A1 =兀D2 = 25434mm2, A2 =兀(D2 -d2) = 21587.5q = vA = *25434*10 -6 = 4.239*10 -3m3 / s11 1 60p = (F /n + p A )A = (190*103/0.96 + 0.6*106*21587*10 -6)*(25434*10 -6)= 8.29Mpam 2 21P = pq = 4239*10 -3*8.29*10 6 = 3.51KW當(dāng)慢速上升時，v = 0.2m/minq = Av = 02*25434

35、*10 -6 = 0.085*10-3m3 /s1 260p = p = 8.29 MpaP = p q = 0.085*10-3 *8.29*10 6 = 0.703KW當(dāng)慢速下降時，v = v = 0.2m/minq = Av = 21587.5*10 -6*02 = 0.072*10 -3 m3 / s2 360p 3 = (F / n + p A)/A = (190*103 / 0.92 + 0.6*10 -6 *25434*10 6)/ (21587.5*10 -6)=10.27 MpaP = v p = 10.27*106*0.072*10 -3 = 0.739KW5.2液壓泵設(shè)計

36、與校核pm取油路壓力損失0。8Mpa.取調(diào)整壓力高于系統(tǒng)最大工作壓力0。5Mpa，整個過程中最大工作壓力p=10。27Mpap 1 = p +0.8+0.5=10。27+1。3=11.37Mpa整個過程中最大流量為q = 0.4239*60 = 25.434L/min因為泄露系數(shù)K 05q = Kq = 1.05*25.434 = 26.7 L/min溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min , 0訕=0.072*60 = 4.32L/min所以液壓泵的最小流量為7.32 L /min查表PV2R系列低噪聲葉片泵技術(shù)參數(shù)選賊 PV2RL210132,其中% = 750r/minn廣0.9，小液壓泵排

37、量為10mmin，大液壓泵的排量為70ml/minq = (10 + 32)*750*0.9 /1000) = 28.35L/min由于液壓缸在快速工進時輸入功率最大，這時液壓泵的工作壓力為11.37 Mpa，流量為28。35 g,查表液壓泵的總功率取總效率門廣。.75,液壓泵驅(qū)動電動機所需功率=7.163KW八 /11.37*28.35=7.163KW_ PpQP 門 p 0.75*60根據(jù)表Y系列（IP44） a型三相異步電動機技術(shù)參數(shù)選取Y160L 6電動機P = 11KW n = 970r/min5。3閥類元件及輔助元件壓力調(diào)節(jié)范圍:系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力應(yīng)在壓力調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)。流量：通過壓力控制

38、閥的實際流量應(yīng)小于壓力控制閥的額定流量。結(jié)構(gòu)類型:根據(jù)結(jié)構(gòu)類性及工作原理，壓力控制閥可以分為直動型和先導(dǎo)型兩種，直動型壓 力控制閥結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但壓力受流量的變化影響大，調(diào)壓偏差大，不適用在高壓大流 量下工作。但在緩沖制動裝置中要求壓力控制閥的靈敏度高，應(yīng)采用直動型溢流閥，先導(dǎo)型 壓力控制閥的靈敏度和響應(yīng)速度比直動閥低一些，調(diào)壓精度比直動閥高，廣泛應(yīng)用于高壓， 大流量和調(diào)壓精度要求較高的場合。此外，還應(yīng)考慮閥的安裝及連接形式尺寸重量，價格， 使用壽命，維護方便性，貨源情況等。流量控制閥的選用原則如下：壓力:系統(tǒng)壓力的變化必須在閥的額定壓力之內(nèi)。流量：通過流量控制閥的流量應(yīng)小于該閥的額定流

39、量。測量范圍：流量控制閥的流量調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大于系統(tǒng)要求的流量范圍，特別注意，在選擇節(jié)流 閥和調(diào)速閥時，所選閥的最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度要求。方向控制閥的選用原則如下：壓力:液壓系統(tǒng)的最大壓力應(yīng)低于閥的額定壓力流量:流經(jīng)方向控制閥最大流量一般不大于閥的流量.滑閥機能:滑閥機能之換向閥處于中位時的通路形式。操縱方式:選擇合適的操縱方式，如手動，電動，液動等.方向控制閥在該系統(tǒng)中主要是指電磁 換向閥，通過換向閥處于不同的位置,來實現(xiàn)油路的通斷。根據(jù)閥類及輔助元件所有油路的最大壓力和通過最大試驗流量，選出這些液壓元件。雙聯(lián)葉片泵額定流量28。35額定壓力21 Mpa型號規(guī)格 PV2RL2

40、-10132 vp = 42ml / r三位四通電磁閥（m型）最大流量=25。5*2=51 L/min 以上，取 55 L/min根據(jù)表電磁換向閥系列技術(shù)參數(shù)選取型號:34DM-E10B額定流量80 L/min額定壓力16 Mpa壓降6。3Mpa二位二通電磁閥因為預(yù)計流量為25L/min，取預(yù)定流量為40L/min，額定壓力31o5Mpa,額定壓降01Mpa 選取型號：22DHH10B單向閥（5個）預(yù)計流量25 L/min，所以選取型號：AF3Ea10B額定流量63L/min，額定壓力16Mpa，額定壓降0。2Mpa,常宓=80 L/min溢壓閥由于最大壓強為11.35Mpa,液壓閥的額定壓強

41、至少大于最大壓強，所以選取型號：YF3E10B 額定流量5 L/min，額定壓力16 Mpa.液控順序閥預(yù)計流量25 L/min，選取型號:XF3-E10B額定流量63 L/min，額定壓力16 Mpa,額定壓降0.3 Mpa濾油器預(yù)計通過流量30L/min，選取型號:XU63X80J額定流量63L/min,額定壓力16Mpa液控單向閥（2個）預(yù)計通過流量25 L/min,選取型號:DFY-L20H額定流量60 L/min，額定壓力31。5Mpa溢流閥（背壓閥）其可調(diào)到0.6Mpa，故選取型號:YF3E10B額定流量63 L/min,額定壓力16Mpa.調(diào)速閥（2個）預(yù)計流量0.10.2 L/

42、min,選取型號：QF-E10B額定流量0。0750 L/min，額定壓力16Mpa元件的型號及規(guī)格序號元件名稱估計通過流量/ L - min-1額定流量/ L - min-1額定壓力/ L - min-1額定壓降/ L - min-1型號，規(guī)格1雙聯(lián)葉片泵一(6.75+21.6)21一PV2R1210132v = (10 + 32)2三位四通電磁閥5580160。334DM-E10B3二位二通電磁閥254031.50。322DH-H10B4單向閥2563160。2AF3Ea10Bq = 80 L/min5溢壓閥一6316一YF3E10B6液控順序閥2563160.3XF3-E10B7濾油器3

43、063一0.02XU63X80J8液控單向閥256031。50。2DFYL20H9溢流閥306316一YF3E10B10調(diào)速閥0.10。20.075016一QFE10B表515。4油管管路按其在液壓系統(tǒng)中的作用可以分為：主管路：包括吸油管路，壓油管路和回油管路，用來實現(xiàn)壓力能的傳遞。泄油管路：將液壓元件泄露的油液導(dǎo)入回油管或郵箱.控制管路：用來實現(xiàn)液壓元件的控制或調(diào)節(jié)以及與檢測儀表相連接的管路 本設(shè)計中只計算主管路中油管的尺寸.液壓系統(tǒng)中使用的油管分硬管和軟管，選擇的油管應(yīng)有足夠的同流截面和承壓能力，同時， 應(yīng)盡量縮短管路，避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變.1）銅管:中高壓系統(tǒng)選用無縫鋼管，低壓系統(tǒng)選用焊

44、接鋼管，鋼管價格低，性能好，使用廣泛。2）銅管：紫銅管工作壓力在6。510Mpa以下，易變曲，便于裝配;黃銅管承受壓力較高， 達25Mpa，不如紫銅管易彎曲。銅管價格高，抗震能力弱，易使油液氧化，應(yīng)盡量少用，只 用于液壓裝置配接不方便的部位.3）軟管：用于兩個相對運動件之間的連接.高壓橡膠軟管中夾有鋼絲編織物;尼龍管是乳白 色半透明管，承受能力為2.58Mpa，多用于低壓管道。因軟管彈性變形大容易引起運動部 件爬行，所以軟管不宜裝在液壓缸和調(diào)速閥之間。根據(jù)上述的承壓范圍考慮，這里選擇銅管根據(jù)推薦選擇在壓油管的流速3 m/s，按d =、兀v式中q一通過管道的流量v一管內(nèi)允許流速m/s快速上升時輸

45、入流量：=qp = 28.35 L/min TOC o 1-5 h z 排出流量：=(Aq )/A =(28。35大21587.5) /25434=24。07L/min 21 12慢速上升時輸入流量：1 =0.2 L/min排出流量q = (A q )/A =(0.2*21587.5)/25434=0。17L/min 22 11慢速下降時輸出流量：0廣0。2L/minq = (Aq )/A = (0。2大25434) /2157。5=0。24L/min21 12液壓缸的進出流量快速上升慢速上升慢速下降輸入流量/ L - min-1q1 = qp = 28.35 L/minq = 0.2 L /

46、minq = 0.2 L /min輸出流量/ L - min-1q = (A q )/A= (28.35*21587.5)/25434=24.07L /minq = (A q )/A= (0.2*21587.5)/25434=0.17 L / minq = (A q )/A= (0.2*25434)/21587.5=0.24 L /min運動速度/ m - min-110。20.2表52所以液壓缸無桿腔及有桿腔的油管內(nèi)徑分別為d = 2藉=2* (28.35*106/60)/(3.14*3*10 3)= 14.1mmd = 2料=2* p +Z p = (8.30 + 0.2*( 21.6)2

47、 + 0.5*(835*2) = 8.45Mpap1H116.380所以溢流閥應(yīng)調(diào)整為8.45Mpa以上。慢速上升比起快速上升，少了單向閥的流量，多了順序閥24.07L/min及調(diào)速閥的壓降為0。85Mpa .所以回油壓力為p =。(二了)2 *2 + 0.6 = 0.6Mpa基本等于估算值，不需驗算，而考慮到各種情況，故溢流閥調(diào)整為24.07 一 0.2 2p p +Z p = 8.29 + 0.5 + 0.3*( )2 + 0.5()*2 = 8.83Mpa p1a i i6380綜合1,溢流閥調(diào)整到8.83Mpa以上。慢速下降分析與2相同進油壓降為聳七=0.5 + 0.3*( 2637)

48、2 + 0.5(0|)2 *2 = 0.61Mpa回油壓降為Apv = 2*( 8戶 A *0.5 + 0.6Mpa 牝 0.6Mpa所以慢速下降時工作壓力為p = p +Z Apv = 10.27 + 0.61 = 10.88Mpa所以順序閥至少大于10.88 Mpa2.系統(tǒng)的總效率驗算液壓泵的總效率門與液壓泵的總效率門p，回路總效率門c及執(zhí)行元件的效率門m有關(guān)，其計算式為：回路效率:門=其計算式為：回路效率: pq門=11p% pq同時動作的液壓執(zhí)行元件的工作壓力與輸入流量的乘積之和1 1 p q p p根據(jù)上式有:同時供油的液壓泵的工作壓力與輸出流量乘積之和門=4 x 2.5 x16 =

49、 48.5% c 4 x 26.6液壓系統(tǒng)總效率為：n =n nn = 48.5% x 65% x 96% = 30%驗算油液溫升由于快進時間較短，我們以向上工進上升下降來計算P = Fv P = Fv =190*103*0.260*103=0.63KW大液壓泵通過順序閥的流量為24。07L/min，該順序閥額定流量63L/min，壓力損失p = 0.3 Mpap = p （土）2 = 0.3*（ 24：07）2 = 0.044Mpanq63p為閥壓工進時壓力損失.小液壓泵工作壓力為p 1 = 8.83Mpa，流量為4 = 6.72L/min，n = 0.75ppg+% &83*ppg+% &

50、83*106*np6.7560*10-30.044*106*0.75*103必10 -3-60= 1.348KW其中Pp為兩個液壓泵總輸出功率.所以p = p p = 1.348 - 0.63 = 0.718 KWp為液壓系統(tǒng)發(fā)熱功率.油箱的散熱面積為A = 6.5 *V2 = 6.53250*10-3 = 2.58m2根據(jù)表油箱散熱系數(shù)查得K = 9W /(mC)則按式t =獸求出溫升為KAt =p *10-3 = 0.718 *103 r 30.9CKA 9*2.58根據(jù)表機械允許溫升，故該液壓系統(tǒng)不必設(shè)置冷卻器。六PLC設(shè)計.PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計PLC控制系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)的電磁換向閥以及限

51、位開關(guān)SQ1SQ3,實現(xiàn)液壓缸油路的變換，進而實現(xiàn)液壓缸的前進與退回，工作過程如下：液壓泵啟動.液壓缸快速上升。碰到行程開關(guān)SQ1,液壓缸慢速上升。液壓缸碰到SQ2,液壓缸停留。裝卸貨物時，壓力傳感器控液壓缸慢速下降.液壓缸碰到限位開關(guān)SQ3，系統(tǒng)自動卸荷停止工作。系統(tǒng)用兩個按鈕控制，一個啟動按鈕，一個停止按鈕。按一下啟動按鈕就開始工作，按 一下停止按鈕系統(tǒng)自動卸荷并停止工作。液壓缸升降臺系統(tǒng)PLC輸入/輸出點分配見表2-1。按照升降平臺的工作過程，其PLC 外部接線所示.表6-1輸入電器輸入點輸出電器輸出點啟動按鈕SB110。0繼電器1YAQ0.1行程開關(guān)SQ110。1繼電器2YAQ0.2行程開關(guān)SQ210。2繼電器3YAQ0.3行程(限位)開關(guān)SQ3I0.3壓力傳感器10。4停止按鈕SB2I0.5自動按鈕SB310。6手動按鈕SB4I0.7上升按鈕SB510。8下降按鈕SB610。9。PLC接線圖10.0I0J如Q2QO.2IQ3Q