挤压机液压传动系统及液压缸设计

第一章 总体要求

1.1设计目的

1、应用液压传动及控制课程及其相关的理论知识，进行液压传动及控制系统综合设计实践，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深、提高和扩展。

2、在设计过程中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养学生设计技能，提高分析和解决实际问题的初步能力。

3、通过设计，学生应在计算、绘图和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样本、标准和规范）以及进行设计估算等方面得到实际训练。

1.2设计任务

1、进行工况分析、计算，拟定液压传动系统； 2、主要液压元件的设计计算和选择；

3、液压辅助装置（油箱、滤油器、蓄能器、管路等）的计算、设计或选择； 4、液压传动系统的验算和校核； 5、液压传动系统的绘制；

6、液压传动系统部件装配图、零件图的绘制； 7、编写设计计算说明书。

1.3进度安排

第一周：设计准备、液压传动系统的设计与计算。 第二周：液压部件或零件装配图的设计及绘制。 第三周：编写设计计算说明书及答辩。

1.4技术要求

设计挤压压力机液压传动系统，要求：实现快速下降→压制→快速退回→原位停止的工作循环。运动部件自重G=5000N，快速下降外负载FR=100N，快速下降速度VR=6m/min，快速下降行程LR=80mm，压制时外负载FP=15000N，压制时速度VP=0.2m/min，挤压行程LP=30mm，快速回退外负载FR=100N，快速回退速度VR=12m/min。

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第二章 挤压机液压系统原理设计

2.1 工况分析

工况分析是对液压执行元件的工作情况进行分析，以得到工作过程中执行元件在各个工作阶段中的流量、压力和功率的变化规律，并将其用曲线表示出来，作为确定液压系统主要参数、拟定液压系统方案的依据。 2.1.1运动分析

按设备工作要求和执行元件的运动规律，绘制出执行元件工作循环图，和速度位移图，即速度循环图。如下所示：为挤压机运动分析图。

2.1.2负载分析

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。 （1）压制外负载：FP?15000N； （2）摩擦负载：

由题目设计要求，知该系统摩擦负载Ff?FR?100N；

（3）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，可用牛顿第二定律求出，即：Fa?ma? G---运动部件的重力（N）

G?v g?t- 2 -

g---重力加速度，g?9.8m △v---速度变化值（ms） △t---起动或制动时间（s） 快进：Fa1?G?v50006???255.1N g?t9.860?0.2G?v500012???510.2N g?t9.860?0.2s2

快退：Fa2?（4）运动时间

快进：t1?L10.08?60??0.8s v16L20.03?60??9s v20.2 工进：t2?L1?L2?(80?30)?10?3?60? 快退：t1????s?0.55s

v312??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，系统中应设置平衡回路。因此，在负载分析时，就不考虑运动部件的重量，则液压缸各阶段中的负载，如下表：【取（?m=0.9）】

表1 液压缸在各运动阶段的负载和推力（?m=0.9）

工况 启动加速 快进 压制 反向加速 快退 制动 计算公式 负载值F/N 355.1 100 15000 5610.2 5100 4589.8 液压缸推力F394.6 111.1 16666.7 6233.6 5666.7 5099.8 ?m/N F?Fa1?FR F?FR F?FP F?G?Fa2?FR F?G?FR F?G?FR?Fa2

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