目录前言 (1)第1 章概述 (2)第2 章液压缸的设计 (3)第2.1 节工况分析 (3)第2.2 节液压缸主要几何尺寸的计算 (5)第2.3 节液压缸结构参数的计算 (6)第2.4节液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 (11)第3章液压系统图的拟订和工作原理的确定 (13)第3.2节制定基本方案 (13)第3.2节绘制液压系统图 (14)第3.3节系统工作原理的确定第4章液压元件的选择 (17)第4.1节液压泵的选择 (17)第4.2节电动机的选择 (18)第4.3节其他元件的选择 (18)第5章液压系统的性能验算 (22)第5.1节管路系统压力损失的验算 (22)第5.2节液压系统的发热与温升计算 (24)第5.3节油箱的尺寸设计 (26)第6章液压装置的设计 (27)第6.1节液压装置总体布局 (28)第6.2节液压阀的配置形式 (28)第6.3节集成块设计 (29)第7章液压系统安装及调试 (27)第7.1节液压系统安装 (29)第7.2节调试前准备工作 (29)第7.3节调试运行 (29)第7.4节液压系统的用液及对污染的控制 (30)第7.5节调试运行中应注意的问题 (29)第8章液压系统的维护及注意事项 (27)参考文献 (27)总结 (28)致谢 (29)前言毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。

学生通过毕业论文，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。

通过这次检验，不但可以提高学生的综合训练设计能力、科研能力（包括实际动手能力、查阅文献能力，撰写论文能力）、还是一次十分难得的提高创新能力的机会，并从下个方面得到训练：（1）学会进行方案的比较和可行性的论证；（2）了解设计的一般步骤；（3）正确使用各种工具书和查阅各种资料；（4）培养发现和解决实际问题的能力。

利用所学的液压方面的知识，我选择这个课题为我的毕业设计，进行大胆的尝试。

设计中主要以课本和各种参考资料作为依据，从简单入手，循序渐进，逐步掌握设计的一般方法，把所学的知识形成一个整体，以适应以后的工作需要。

当然，初次设计，知识有限，经验不足，一些问题考虑不周，也可能存在有某些错误和遗漏，恳请各位老师批评指正。

液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。

着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。

1 设计步骤液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。

一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。

1）进行工况分析，确定系统的主要参数；2）制定基本方案，拟定液压系统原理图；3）选择液压元件；4）液压系统的性能验算；5）绘制工作图，设计液压装置6）液压系统的维护2 明确设计要求设计要求是进行每项工程设计的依据。

在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。

1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等；2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何；3）液压驱动机构的运动形式，运动速度；4）各动作机构的载荷大小及其性质；5）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求；6）自动化程序、操作控制方式的要求；7）对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求；8）对效率、成本等方面的要求。

第一章概述本液压系统控制的阀门为水电站水轮机进水阀门，公称直径为DN2000，为重锤式液压驱动和控制的液控蝶阀。

该系统能实现开启后自动投入、自动保压，重锤和蝶板不抖动。

关阀时能先关导叶，自动解除锁定，在重锤和水力驱动下按调定的时间关闭阀门。

本控制系统积液控与电控为一体，配置一手动泵和蓄能器，可在电机不能正常启动时，为系统提供压力油源。

系统结构紧凑，动作简单可靠，且具有能耗低的特点，完全满足用户提供的原理要求。

本套液压系统配有电了压力开关，可对系统压力实现自动控制。

阀门开关时间：60-90S(可调)第二章液压缸的设计第2.1 工况分析启动力为308KN，液压缸的平均输出速度为0.9m/min，设计液压缸的行程，由于采用伸缩式液压缸，其中一级活塞的行程为358mm，二级活塞（内缸筒活塞）的行程为267mm。

第2.2节液压缸主要几何尺寸的计算液压缸的主要几何尺寸，包括液压缸的内径，活塞杆的直径，液压缸行程等。

2.2.1液压缸内径的确定2.2.1.1初选液压缸的工作压力根据分析，此起重机的负载较大，按类型属于起重运输机械，初选液压缸的工作压力为p=16Mpa。

2.2.1.2计算液压缸的尺寸取F=F=308000NmaxA=F/p=308000/16 106=0.01925m2D=14.301925.044⨯=πAm=13.865⨯10-2m查机械设计手册GB2348-80，按标准取：D=140mm 。

2.2.2活塞杆直径的确定与校核 2.2.2.1活塞杆直径的计算根据φ和P 的关系速度比φ取1.6来确定活塞杆的直径：d=Dφφ1- d=120.56mm同上，按标准取：d=130mm 。

2.2.2.2活塞杆的稳定性校核因为活塞杆行程为358mm ，所以取活塞长为567mm ，而活塞直径为130mm ， L/d=567/130=4.36<10，无需进行稳定性校核。

2.2.3液压缸的有效面积根据上面的结果，则液压缸的有效面积为：无杆腔面积4140.014159.34221⨯==D A π㎡ =0.0158m 2有杆腔面积4130.014159.34222⨯==d A π㎡ =0.013m 22.2.4液压缸内缸筒的行程 液压缸内缸筒的行程为L=267mm 。

2.2.5液压缸内缸筒的长度液压缸内缸筒的长度由液压缸的行程决定，液压缸内缸筒长度L=526mm 。

第2.3节 液压缸结构参数的计算液压缸内缸筒的结构参数，主要包括缸筒壁厚，油口直径、缸底厚度、缸头厚度等。

2.3.3缸筒壁厚δ的计算和校核 2.3.3.1 壁厚的计算查机械设计手册第五卷第七章表 37·7-64，由上求得缸体内径标准值140mm ，得外径190mm 。

可知δ=（190-140）/2=50/2mm =25mm2.3.3.2 液压缸的缸筒壁厚的校核缸的额定压力p n =16Mpa>=16Mpa,取p y =1.25p n =1.25⨯16Mpa=20Mpa 。

液压缸缸壁的材料选35号钢，查金属工艺学表6-5（GB699-88），得其材料抗拉强度ζb =520Mpa 。

取安全系数为n=5，[ζ]=ζb /5=520/5MPa=104MPaD/δ=140/25 =5.6<10，δ≥yy p p D3.1][4.0][(2-+⨯σσ-1)mm )1203.1104204.0104(2140-⨯-⨯+⨯=mm =14.7mm<25mm壁厚合适。

2.3.4 液压缸油口直径0d 的计算 0013.0v vd d ⨯⨯= 式中 0d --液压缸油口直径 md —液压缸内径 0.14mv —液压缸最大输出速度 0.9m/min 查表得0v --油口液流速度 4.8m/sm d 8.49.014.013.00⨯⨯= =0.004m=4mm液压缸缸筒设计1．液压缸内径的确定根据分析，缸筒为伸缩式液压缸的二级活塞，由上面设计可知d=190mm. 由式d=Dφφ1-由φ和P 的关系取速度比φ取1.92可得D=198.53mm 按标查机械设计手册GB2348-80，按标准取取D=200mm 。

2. 内缸筒的稳定性校核因为内缸筒长为526mm ，而内缸筒直径为190mm ， L/d=526/190=2.77<10，无需进行稳定性校核。

3． 液压缸的有效面积根据上面的结果，则液压缸的有效面积为：有杆腔面积419.014159.34221⨯==D A π㎡ =0.028m 2无杆腔面积420.014159.34222⨯==d A π㎡ =0.0314㎡液压缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚，油口直径、缸底厚度、缸头厚度等。

4． 缸筒壁厚δ的计算和校核 4.1 壁厚的计算查机械设计手册第五卷第七章表 37·7-64，由上求得缸体内径标准值200mm ，得外径245mm 。

可知δ=（245-200）/2=45/2mm =22.5mm2.3.3.2 液压缸的缸筒壁厚的校核缸的额定压力p n =16Mpa>=16Mpa,取p y =1.25p n =1.25⨯16Mpa=20Mpa 。

液压缸缸壁的材料选35号钢，查金属工艺学表6-5（GB699-88），得其材料抗拉强度ζb =520Mpa 。

取安全系数为n=5，[ζ]=ζb /5=520/5MPa=104MPaD/δ=200/22.5 =8.89<10，δ≥yy p p D3.1][4.0][(2-+⨯σσ-1）mm203.1104204.0104(2200⨯-⨯+⨯=-1）mm =4.8mm<22.5mm壁厚合适。

2.3.4 液压缸油口直径0d 的计算 0013.0v vd d ⨯⨯= 式中 0d --液压缸油口直径 md —液压缸内径 0.20mv —液压缸最大输出速度 0.9m/min0v --油口液流速度 4.8m/sm d 8.49.020.013.00⨯⨯= =4mm2.3.5 缸底厚度h 的计算该液压缸为平形缸底且无油孔，其材料是HT350。

][433.0σy p d h ⨯⨯=式中 h--缸底厚度 m d —液压缸内径 m y p --试验压力 Pa[ζ]—缸底材料的许用应力，取安全系数n=5，则[ζ]=5bσ=70Mpa 。

由于缸的额定压力n p =16MPa ≤16MPa ，所以取y p =24MPa n p =16.0MPam h 661070101620.0433.0⨯⨯⨯⨯= =0.042m=42mm2.3.6缸头与法兰的联结计算 2.3.6.1联结方式：螺栓联结 2.3.6.2螺栓的设计2.3.6.2.1计算每个螺栓的总拉力F 选用8个螺栓均布在缸头上，则N N Q F 3850083080008=== 2.3.6.2.2计算直径d螺栓连接缸头和法兰，主要受到变载荷的作用，而影响零件疲劳强度的主要因素为应力幅，故应满足疲劳强度条件][2211a a dF c c c σπσ≤⨯+=查机械原理与设计表15-3公式1][-⨯⨯⨯=σεσσk s k a ma ，设螺栓直径>20mm ，取ε=1，m k =1，a s =3.5，σk =4.5，求得1][-⨯⨯⨯=σεσσk s k a ma=MPa2405.45.311⨯⨯⨯MPa 23.15=螺栓和被联结件均为钢制，采用金属垫片，故取相对刚度系数3.0211=+c c c 即有MPa d F58.1323.02≤⨯⨯π0.3 61023.1523.0⨯⨯⨯≥πFd98.211023.1514159.33850023.06≈⨯⨯⨯⨯=mm 由设计手册，选M22，与原设相符。