上料机系统设计说明书重点.docx

上料机系统课程设计说明书（一组）  PAGE \* MERGEFORMAT 23 上料机液压系统设计 说明书 学院：湖北理工学院机电工程学院 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 组员：设计目的：液压系统的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。 设计步骤和内容： 明确设计要求，进行工况分析； 确定液压系统的主要性能参数； (3)拟订液压系统原理图； (4)计算和选择液压元件； (5)验算液压系统的性能； (6)液压缸设计； (7)绘制工作图，编写技术文件，并提出电气控制系统的设计任务书。 明确设计要求，进行工况分析 1.1 明确设计要求 设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。采用90度V型导轨，垂直于导轨的压紧力为60N，启动和制动的时间均为0.5s，液压缸的机械效率为0.9。其垂直上升工作的重力为4500N，滑台的重量为800N，快速上升的行程为300mm，其最小速度为40mm/s;慢速上升行程为100mm，其最小速度为10mm/s；快速下降行程为400mm，速度要求45mm/s. 1.2 工况分析 负载分析就是研究各执行元件在一个工作循环内各阶段的受力情况。工作机构作直线运动时，液压缸必须克服的负载为：F=FC+Ff+FI 式中FC为工作阻力，Ff为摩擦阻力，FI为惯性阻力. 工作负载 此系统的工作阻力即为工件的自重与滑台的自重。 Fc=FG=（4500+800）N=5300N 摩擦负载 此系统的摩擦阻力为滑台所受阻力，与导轨的形状，放置情况和运动状态有关。此系统为v型导轨，垂直放置，故为Ff=fFN/sin 取静摩擦系数为fs=0.2，动摩擦系数为fd=0.1 静摩擦负载为Ffs=0.2×120/sin=33.94N 动摩擦负载为Ffd=0.1×120/sin=16.97N 惯性负载 惯性负载是运动部件的速度变化时，由其惯性而产生的负载，可用 牛顿第二定律计算：Fa=ma=，g=9.8m/s2 加速：Fa1==×=43.265N 减??：Fa2==×=32.449N 制动：Fa3==×=10.816N 反向加速：Fa4==×=48.673N 反向制动：Fa5=Fa4=48.673N 根据以上的计算，考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止因自重而自行下滑，系统中应设置应平衡回路。因此，在对快速向下运动的负载分析时，就不考虑滑台的重量，则液压缸各阶段中的负载，如下表（=0.9）。 表一：液压缸各阶段的负载 工况计算公式总负载(N)缸推力(N)启动F=Ffs+Fc5333.945926.6加速F=Ffd+Fc+Fa15360.2335955.814快上F=Ffd+Fc5316.9685907.742减速F=Ffd+Fc-Fa25284.5195871.688 工进F=Ffd+Fc5316.9685907.742制动F=Ffd+Fc-Fa35306.1725895.747反向加速F=Ffd+Fa465.64372.937快退F=Ffd16.9718.856制动F=Ffd-Fa5-31.703-35.226 按前面的负载分析及已知的速度要求，行程限制等，绘制出负载和速度图（如下所示） 确定液压系统的主要性能参数； 液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段的最大总负载力来确定，此外，还需要考虑一下因素： （1）各类设备的不同特点和使用场合。 （2）考虑经济和重量因素，压力选得低，则元件尺寸大，重量重，压力选得高一些，则元件尺寸小，重量轻，但对元件的制造精度，密封性能要求高。 2.1初选液压缸的工作压力 根据分析此设备的负载不大，按类型属机床类，所以初选此设备的工作压力为1.5Mpa。 2.2 计算液压缸的尺寸 A= 式中：F液压缸上的外负载 P液压缸的工作压力 m?液压缸的工作效率 A所求液压缸有有效工作面积 A==5308.484/(0.9×1.5×105)=39.385×10-4m2 液压缸内径D===7.08×10-2m 按标准值取D=80mm，由=得，d=34.1mm 按标准值取d=3