液压与气压传动

课程设计说明书

题 目：液压站集成回路及集成块设计

专 业：机械工程及其自动化(数控方向职师班)

年 级：2010

学 号：

姓 名：

指导教师：丁黎光

日 期：20##年6月26日

目录

一、课程设计的目的、性质和基本要求

1．课程设计的目的……………………………………2

2．课程设计的性质……………………………………2

3．课程设计的基本要求………………………………2

二、课程设计的主要内容

1．课程设计的题目……………………………………2

2．课程设计要完成的主要内容… …………………2

三、液压集成块设计…………………………………3

1. 集成块的介绍………………………………………… 3

2．集成块的设计…………………………………………5

四、课程设计心得体会…………………………………9

五、课程设计参考资料…………………………………10

六、致谢书… ………………… ……… ……… …… 10

一．课程设计的目的、性质和基本要求

1．课程设计的目的

培养学生综合运用液压与气压传动课程的理论知识与生产实际知识分析、解决工程实际问题的能力，以进一步巩固、深化、扩展本课程所学到的理论知识。

通过设计基本技能的训练，使学生掌握液压与气压传动系统设计的一般方法与步骤，为以后的毕业设计乃至实际工程设计奠定必要的基础。

2．课程设计的性质

《液压与气压传动》课程设计是学生学习液压与气压传动课程后进行的一个十分重要的实践性环节。

3．课程设计的基本要求

（一）掌握液压系统设计的基本要求；

（二）能查阅和液压与气动有关的国家标准、规范、手册和图册等技术资料；

（三）掌握液压与气动元件的结构、工作原理与性能，并能合理地选用；

（四）掌握液压与气动典型基本回路的工作原理与特点，并能合理的选用；

（五）能正确地绘制和阅读液压与气动系统图；

（六）能根据液压与气动系统图和各个元件的标准设计液压与气动系统的集成块；

二．课程设计的主要内容

1．课程设计的题目

图7.20 调压回路 YJ25 二孔 130*120*72

2．课程设计要完成的主要内容

（一）基本内容

设计并绘制液压与气动系统的集成块

（二）基本要求

1）掌握对液压与气动系统的集成块设计

2）能根据液压与气动系统图和各元件的标准设计液压与气动系统的集成块

三．液压集成块设计

1.集成块的介绍

集成块这种结构是液压集成的最早形式，在我国已经普及并广泛地应用在各种系统中，大多数底板式标准元件较为定型，这给广泛使用集成块式的连接装置提供了有利的条件，虽然广州机床研究所设计的JK系列、大连组合机床研究所设计的EJKH系列和上海机电设计院设计的YJ系列都有较为完整的通用回路块组图纸，但仍有些回路块组需自己设计，大约占系统回路的20%-30%。

1)通用集成块组的结构

集成块组，是按通用的液压典型回路设计成的通用组件。它由集成块、底块和顶盖按顺序叠积，用四只长螺栓垂直固紧而成。

液压元件一般安装在集成块的前面、后面和右侧面，左侧面不允许安放元件，留着连接油管，以便向执行元件供油。为了操纵方便，通常把需要经常调节的元件，如调速阀、溢流阀、减压阀等，布置在右侧或前面。

元件之间的联系借助于块体内部的油道孔。根据单元回路块在系统的作用可分为调压、换向、调速、减压、顺序等若干种回路块，每块的上下两面为叠积结合面，布有公用的压力油孔P回油孔O泄露油孔L和连接螺栓孔。在YT系列中，因泄露油与螺栓孔相通而省略了L孔。

2)集成块的特点

从集成块的组成原理图可以看出集成块由板式元件与通道体组成，元件可以根据设计要求任意选择，因此，集成块连接装置广泛地应用在机床及组合机床自动线中，其工作压力为，流量一般为。集成块与其他连接方式相比有以下特点：

（1） 可以采用现有的板式标准元件，很方便地组成各种功能单元集成回路，且回路的更换很方便，只需更换或增、减单元回路块就能实现，因而有极大的灵活性。

（2） 由于是在小块体上加工各种孔道，故制造简单，工艺孔大为减少，便于检查和及时发现毛病。如果加工中出现了问题，仅报废其中一小块通导道体，而不使整个系统报废。

（3） 系统中的管道和接头可以减少到最少程度，使系统的泄露大为减少，提高了系统的稳定性，并且结构紧凑，占地面积小，装配与维修方便。

（4） 由于装在通道体侧面的各种液压元件间距离很近，油道空很短，而且通油孔径还可以选择大一些，因而系统中管路压力很小，系统发热量也小。如果JK-25系列的集成块，叠加四块，其压力油孔P在Q=301min时的压力损失△P不超过Pa，其回油口O的压力损失小于Pa

（5） 有利于实现液压装置的标准化、通用化、系列化，能组织成批生产。由于组成装置的灵活性大，故设计和制造周期大为缩短，生产成本降低，为在机床上广泛应用液压技术提供了方便。

2.集成块的设计

题目：图7.20 调压回路 YJ25 二孔 130*120*72

重要数据：q=60L/min,p=6.3MPa

多级调压回路 图7.20

1——液压泵；2——先导式溢流阀；3——二位二通电磁换向阀；4——远程调压阀；5——二位四通电磁换向阀；6油缸

(1)绘制集成单元回路图。将液压系统图分解，并绘制如下图所示的集成块单元回路图，图中显示集成块的数量（用双点化线画出每块轮廓），每块上安装的阀的数目，是否采用过渡板或专用阀，以及阀之间的油路的连通等情况。

a) 优先选用系列集成块单元回路，以减少设计工作量。

b) 集成块上单元回路安排要紧凑，块数要少。

c) 为了便与检查和装配集成块，应把单向阀集成块回路图和集成块上液压元件布置简图绘在旁边，而且应将各孔道编上号，列表说明各个孔的尺寸，深度以及与哪些孔相交

图7.20 单级调压回路的集成块单元回路

（2）制作液压元件样板。为了在集成块上合理布置液压元件和正确安排通油孔，进行合理的分析，用CAD等软件进行模拟，以及在硬纸片或者是立方体盒子（墨水盒、粉笔盒）上进行可行性分析，确定合理的方案。

(a) 运用q=60L/min,p=6.3Mpa，选取正确的安装阀。

溢流阀的选取：YF3-10B

溢流阀的外形尺寸

溢流阀连接底板尺寸（通径10）

电磁换向阀的选取：通径4 GB2514-AA-02-4-A

电磁换向阀连接底板尺寸（通径4）

另外再选电磁换向阀：通径6 GB2514-AB-03-4-A

电磁换向阀连接底板尺寸（通径6）

（b）由于集成块的尺寸比连接底板小得多所以必须选用过渡板，过渡板连接情况如图：

（3）决定通道的孔径。集成块上的公用通道，本次设计选压力油口P=Φ16,回油口T=Φ18，及四个安装孔为M10。压力油口由液压泵流量决定，回油孔一般不得小于压力油孔。

直接与液压元件连接的液压油孔有选定的液压元件规格确定。孔与孔之间的连接孔用螺塞在集成块表面堵死。

与液压油管连接的液压油孔可使用米制细牙螺纹或英制管螺纹。

（4）集成块上液压元件的布置。把制作好的液压元件样板放在集成块各视图上进行布局，本次设计用到的两个溢流阀需要连接板，样板以连接板为准。

两个电磁换向阀布置在后面，且避免电磁换向阀两端的电磁铁与其他部件相碰。

液压元件的布置以在集成块上加工的孔最少最少为好。孔道相通的液压元件尽可能布置在同一水平面，或在直径的范围内，否则要钻中心油孔，不通管道之间的最小壁厚h必须小于5mm

液压元件在水平面上的孔道若与公共油孔相通，则应尽可能布置在同一垂直位置或在直径d范围内，否则要钻中心孔道，集成块前后与左右连接的孔道应应该相互垂直，不然也要钻中心孔道。

四．课程设计心得体会

在这一周多的气液压课程设计的时间里，我经历了一个对液压回路几乎一无所知再到有所了解到最后成功设计出合理的集成块的过程。在这个过程中，前面两天因为不懂所以很迷茫，但后来经过自己看书以及虚心向老师和同学请教终于对自己该做什么有所了解。于是开始一步一步的计算、布局，当自己第一次把所有的孔道打通的时候不知道有多高兴，但经过校核发现有的孔壁不够5mm，经过一动各个阀还是解决不了问题，只好重新设计，再次设计出来的时候成就感又来了。画图的过程中，我们同学之间相互学习，开玩笑让我感觉到我们班的同学是紧紧团结在一起的，团结协作让我们解决了很多问题。给了我一个晴天霹雳的是，在图画的差不多的时候才发现自己用错了一个孔，意味着也许要重新布局，那是我脑子一片空白，但我告诉自己要冷静下来好好思考，问题一定会有办法解决的。没想到最后真的有好办法解决，不需重新布局，那时是我这段日子以来最开心最有成就感的一次。

在这次的课程设计中我不仅仅学到了课本上的不少知识，更重要的是知道了我们之前学到的知识该用在什么地方，该怎么用。同时它教会了我遇到问题不要慌，要冷静思考，细心分析，认真对待。

五．课程设计参考资料

[1]刘延俊，周德繁等主编，液压与气压传动，高等教育出版社。

[2]液压集成回路设计指导资料。

[3]王昆，何小柏等主编，机械设计课程设计基础，高等教育出版社。

[4]东北大学 毛昕，黄英等主编，画法几何及机械制图（第四版），高等教育出版社。

六．致谢书

通过这次课程设计，我们学会很多东西，团结协作的意识，课程以外知识的学习，以及课程与实践结合的意识，还有我们过去学习是制图知识都是我们所能亲身感觉到的，没有多方面的知识做基础，无法完成任务。在设计过程中，我遇到了很多的困难。在老师的指导下，我们终于完成了这次短暂而而有意义并快乐的课程设计，并使自己所学的知识得到进一步的巩固、深化和扩展，对以后的学习也奠定了一定的基础，使我们学的更加轻松，更加高效。

这次液压与气压传动课程设计历时一周半，时间虽有些紧张，考虑也不是很周全，但是通过这几天使我明白做好一件事必须要保持认真的态度，加上坚持不懈的努力，只有付出才会有回报。

感谢学校为我们提供了一个教室以及画板，让我们能顺利完成课程设计。

在这里要特别感谢指导教师丁黎光教授细心地指导和不少同学的帮助。

第二篇：液压课程设计说明书专科

目 录

1．工况分析………………………………………………………………………………1

2．拟定液压系统原理图……………………………………………………………………2

3．液压系统的计算和选择液压元件……………………………………………………8

3.1液压缸主要尺寸的确定……………………………………………………………4

3.2确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格………………………………………5

3.3液压阀的选择………………………………………………………………………5

3.4确定管道尺寸………………………………………………………………………6

3.5液压油箱容积的确定………………………………………………………………6

4．液压缸的主要尺寸………………………………………………………7

1．工况分析

首先根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图，然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。

液压缸所受外负载F包括三种类型，即

Fw为工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，在本例中为31000N；

Fa—运动部件速度变化时的惯性负载；

Ff—导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于平导轨可由下式求得

f—导轨摩擦系数，取静摩擦系数0.2，动摩擦系数为0.1。求得：

F_fs=0.2*165000N=3300N

F_fa=0.1*165000N=1650N

g—重力加速度；

△t—加速度或减速度，一般△t=0.01～0.5s

△v—△t时间内的速度变化量。（在上式中代入题目数据）

根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载(见表1.1)，并画出负载循环图。

表1.1

图1.1速度和负载循环图

2．拟定液压系统原理图

(1)确定供油方式

考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减少发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用限压式变量叶片泵。

(2)调速方式的选择

在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点，决定采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高、发热小和速度刚性好的特点，并且调速阀装在回油路上，具有承受负切削力的能力。

(3)速度换接方式的选择

本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。

(4)夹紧回路的选择

用二位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应采用失电夹紧方式。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以接入节流阀调速和单向阀保压。在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。

最后把所选择的液压回路组合起来，即可组合成图1.2所示的液压系统原理图。

图1.2 液压系统原理图

3．液压系统的计算和选择液压元件

3.1液压缸主要尺寸的确定

1)工作压力p的确定。工作压力p可根据机器的类型来初步确定，参见指导书表1.2取液压缸工作压力为3MPa。

2)计算液压缸内径D和活塞杆直径d。由负载图可知最大负载F为27650N，按表1.3可取P₂为0.5Mpa，η_cm为0.95，考虑到快进、快退速度相等，取d／D为0.7。将上述数据代入式可得

根据指导书表2.1，将液压缸内径圆整为标准系列直径D= 125mm；活塞杆直径d，按d／D= 0.7及表2.2活塞杆直径系列取d= 90mm。

(题目当中有夹紧缸的需要计算夹紧缸直径按工作要求夹紧力由两个夹紧缸提供)，考虑到夹紧力的稳定，夹紧缸的工作压力应低于进给液压缸的工作压力，现取夹紧缸

的工作压力为2.5MPa， 回油背压力为零，η_cm为0.95，可得

按表2.1及表2.2液压缸和活塞杆的尺系列，取夹紧液压缸的D和d分别为 63 mm及 47 mm。

3)计算在各工作阶段液压缸所需的流量

31.8L/min

6 L/min

3.2确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格

1)泵的工作压力的确定 考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为

p_p—液压泵最大工作压力；

p₁—执行元件最大工作压力；

∑△p—进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取0.2～0.5MPa，复杂系统取 0.5～1.5MPa，本例取0.5MPa。

上述计算所得的p_p是系统的静态压力，考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力贮备量，并确保泵的寿命，因此选泵的额定压力p_n应满足p_n≥(1.25～1.6) p_p。中低压系统取小值，高压系统取大值。在本例中p_n=1.25 p_p=4.4MPa。

2)泵的流量确定 液压泵的最大流量应为

q_p—液压泵的最大流量；

(∑q)_min同时动作的各执行元件所需流量之和的最大值。如果这时溢流阀正进行工作，尚须加溢流阀的最小溢流量2～3L／min；

K_L—系统泄漏系数，一般取KL=1.1～1.3，现取KL=1.2。

10L/min=12L/min

3)选择液压泵的规格 根据以上算得的p_p和q_p，再查阅有关手册，

3.3液压阀的选择

根据所拟定的液压系统图，按通过各元件的最大流量来选择液压元件的规格。选定的液压元件如表1.2所示。

表1.2 液压元件明细表

3.4确定管道尺寸

油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按管路允许流速进行计算。本系统主油路流量为差动时流量q=29.6×2=59.2L／min，压油管的允许流速取u=4m／s，则内径d为

若系统主油路流量按快退时取q=29.6L／min，则可算得油管内径d=12.5mm。

综合诸因素，现取油管的内径d为10 mm。吸油管同样可按上式计算(q=38.6L／min、v=1.5m／s)，现参照YBX-16变量泵吸油口连接尺寸，取吸油管内径d

为20 mm。

3.5液压油箱容积的确定

本例为中压液压系统，液压油箱有效容量按泵的流量的5～7倍来确定，现选用容量为230L的油箱。

液压系统的验算 （略）

4．缸的主要尺寸表

进给缸的主要尺寸

夹紧缸的主要尺寸（无夹紧缸的可不填此表）