《液压和气压传动》课程设计学号姓名年级专业指导老师：**松内容：设计计算说明书河海大学机电工程学院20XX-20XX学年第二学期液压和气压传动》课程设计任务书5讲课班号138101/2年级专业20XX指导老师钱雪松学号姓名课程设计题目5设计一台液压启闭机液压系统，其关键技术方面的要求以下：启闭力50T，行程8000mm，往返速度4000~10000mm/min，加减速时间为1秒，双缸，用同时回路，垂直液压缸。课程设计目标和要求经过设计液压传动系统，使学生取得独立设计能力，分析思索能力，全方面了解液压系统组成原理。明确系统模块设计要求；分析工况确定关键参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。课程设计内容和老师参数（各人所取参数应有不一样）其关键技术要求以下：启闭力50T，行程8000mm，往返速度4000~10000mm/min，加减速时间为1秒，双缸，用同时回路，垂直液压缸。《液压传动》机械工业出版社20XX.1章宏甲《液压和气压传动》机械工业出版社20XX.4《液压元件手册》冶金工业出版社20XX.8榆次液压《榆次液压产品》20XX.3课程设计任务明确系统设计的基本要求；分析工况确定关键参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。5.1设计说明书（或汇报）分析工况确定关键参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。5.2技术附件（图纸、源程序、测量统计、硬件制作）5.3图样、字数要求系统图一张（3号图），设计说明书一份（20XX~3000工作进度计划起止日期工作安排完成情况设计方法手工设计地点、指导答疑时间待定9.备注液压系统模块设计步骤和要求……………………………………11.1液压系统设计步骤………………………………………11.2液压系统设计的基本要求………………………………………2液压系统分析…………………………………………………32.1液压系统关键参数确实定…………………………………32.2负载分析和负载图、速度图绘制………………………42.3液压系统图确实定…………………………………………6.油缸内径及活塞杆直径确实定…………………………………83.1油压确实定…………………………………………………83.2确定油缸内径D活塞杆直径d液压元件选择………………………………………………104.1液压泵和电机选择………………………………………104.2油箱容积和尺寸确实定……………………………………114.3液压系统所用油液选择…………………………………124.4油管管径确实定……………………………………………134.5阀类元件及辅助元件选择………………………………15液压系统性能验算……………………………………………165.1验算系统压力损失…………………………………………165.2油液温升验算………………………………………………18液压系统模块设计步骤和要求液压传动系统是液压机械一个组成部分，液压传动系统模块设计要同主机总体设计同时进行。着手设计时，必需从实际出发，有机地结合各式多种传动形式，充足发挥液压传动优点，努力争取设计出结构简单工作可靠，成本低、效率高、操作简单、维修方便液压传动系统。此次设计关键是启闭机液压系统模块设计。综合考虑弧形工作闸门液压启闭机油缸务必垂直部署，两端铰链连接，而且在油缸上端吊头和埋件轴和下端吊头和闸门吊耳连接处内装自润滑球面滑动轴承，满足使油缸自由摆动，并能够消除启闭机或闸门因为安装等误差造成对油缸不利影响。油缸和管路之间采取硬管连接。1.1液压系统设计步骤液压系统设计步骤并无严格次序，各步骤间往往要相互穿行。通常来说，在明确设计的基本要求以后，大致按以下步骤进行：（1）进行工况分析，确定系统关键参数；（2）制订基础方案，确定液压系统原理图；（3）选择液压元件；（4）确定液压实施元件形式；（5）液压系统性能验算。1.2液压系统模块设计要求设计要求是进行每项工程设计依据。在制订基础方案并进行深入着手液压系统各部分设计之前，必需把设计要求和和该设计内容相关其它方面了解清楚。（1）主机概况：用途、性能、工艺步骤、作业环境、总体布局（2）液压系统要完成哪些动作，动作次序及相互联锁关系怎样；（3）液压驱动机构运动形式，运动速度；（4）各动作机构载荷大小及其性质；（5）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面要求；（6）自动化程度、操作控制方法要求；（7）对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性要求；（8）对效率、成本等方面要求。本液压系统模块设计、制造，关键用于控制弧形闸门启闭机油缸开启和关闭液压系统。本系统含有结构紧凑、布局美观、性能可靠、能耗低优点，其油缸工况符适用户提供原理要求。本套液压系统配有压力控制器(XML)、电接点温度计(WSSX)、液位控制器(YKJD24)，可对系统压力、油液温度及液位高度实现自动控制。在闸门启闭过程中，闸门开度及行程实施全程控制，经过电器、液压动作进行同时控制，实现自动调整同时。液压系统分析2.1液压系统关键参数确实定经过工况分析，可以发现液压实施元件在工作过程中速度和载荷改变情况，为确定系统及各实施元件参数提供相关依据。液压系统关键参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件关键依据。压力决定于外载荷。流量取决于实施元件运动速度和结构尺寸。关键技术参数序号名称参数备注最大启门力2252.5KN最大闭门力2X252.5KN工作行程8000mm油缸内径200mm活塞杆直径160mm有杆腔计算压力20Mpa闸门关闭时间80s闸门开启时间80s10系统压力等级25MPa2.2负载分析和负载图、速度图绘制2.2.1负载分析工作负载液压启闭机在开启或关闭闸门时工作载荷关键为克服闸门自重。本设计设计启闭力为50T,故单根液压缸工作载荷为25T.Ft=250000N惯性荷载50102500阻力负载此系统液压缸在竖直方向上工作，摩擦阻力很小，故不给予考虑。由以上得出此液压系统液压缸在个工作阶段负载以下表：负载组成负载值F开启阶段加速Ft+Fm2520XX匀速Ft250000减速Ft-Fm247500闭合阶段加速Ft-Fm247500匀速Ft250000减速Ft+Fm2520XX2.2.2负载图和速度图绘制由系统参数知，行程8000mm，往返速度6000mm/min，启闭加减速时间为1秒。故可知加减速时间为1秒，匀速运行时间为78秒，加减速行程为0.1米，匀速行程为7.8米。负载图和速度图以下：2.3液压系统图确实定2.3.1液压回路选择因为液压缸在开启和制动闸门时要避免过大冲击力，所以液压缸速度是改变，所以要选择调速回路来确保液压缸启闭速度在合理范围在提升和闭合过程中，最关键是要保持两个液压缸同时，使闸门在工作时能从始至终保持合理姿态。所以系统必需采取同时回路来确保两只液压缸同时运行。当闸门在提升到最高位置时，要确保闸门不忽然掉下来，下降时 要慢慢降下来，所以系统必需保持很多压力，故要选择保压回路来确 保系统在很多压力下运行。 2.3.2 系统图绘制 启闭机液压系统图由确定好控制回路及液压源组合而成。各回路 相互组合时要努力争取系统结构相对比较简单。注意各元件间联锁关系，避免 误动作发生。尽可能降低能量损失步骤。提升系统工作效率。为便于 液压系统维护和监测，在系统中关键路段要装设必需检测元件，关键 部位要附设备用件，方便意外事件发生时能快速更换，确保核心部件 连续工作。 各液压元件尽可能采取国产标准件，在图中要按国家标准要求液 压元件职能符号常态位置绘制。系统图中应注明各液压实施元件名称 和动作，注明各液压元件序号和各电磁铁代号，并附有电磁铁、行程 阀及其它控制元件动作表。 液压系统原理图见附录。 油缸内径及活塞杆直径确实定3.1 油压确实定 依据本设计使用场所和工况，系统油压按31.5MPa 控制，油缸 工作油压按20MPa 控制。 3.2 确定油缸内径D 活塞杆直径d 因为本系统油缸是单侧进出油，有杆端是工作高压腔，初步考虑 油缸截面积和活塞杆截面积差A 即可，故只需选择油缸内径或活 塞杆直径。 选择活塞杆直径d=160mm D=203mm故选择 D=200mm 3.2.1 强度要求 要是油缸能够安全工作，则必需确保油缸个部件强度在安全范 围之内。 设活塞杆最小截面积处直径为d0处直，则有： σmax= 活塞杆材料为40Cr，热处理方法为调质，查其需用应力为 785MPa。 带入上式，得： D0 250000785 10 d0100.7 mm 初选直径符合标准要求。3.2.2 长细比要求 依据水利水电工程启闭机设计规范H.6.4.1 B＞0.4