《液压与气压传动》课程设计计算说明书题目：设计一台小型液压机的液压系统，要求实现快速空程下行——慢速加压——保压——快速回程——停止的工作循环。
加压速度为40～250mm／min。
（1）按机床要求设计液压系统，绘制液压系统图；（A2手绘）（2）确定执行元件（液压缸）的主要结构尺寸（D、d等）；（3）计算系统各参数，选择液压元件型号，列出元件明细表；（4）列出设计系统中的电磁铁动作顺序表。
专业：车辆工程班级：1402班姓名：陈帅摘要液压机的发展跟液压传动技术密切相关，在液压传动技术的主要理论依据是流体力学，则以液体为工作介质，利用封闭系统中的液体的静压能实现动力传递控制的传动方式。
液压机组成由主机.液压系统以及动力系统三个部分组成。
随着我国工业和科技水平不断发展，液压传动技术在各个领域得到了不断地发展应用，特别是工业上大大地提升工业技术水平，因此液压机得到广泛应用。
本说明书主要从说明工作进程和工作要求设计小型液压机的液压控制系统，都有工作原理，过程分析，相关参数计算，阀体的选择，动力原件选择，系统校核验算等。
目录第一章明确设计要求配置执行元件-----------------------------31.1明确设计要求1.2配置执行元件第二章工况分析 -----------------------------------------------------42.1负载分析与运动分析2.1.1负载分析2.1.2运动分析第三章明确液压系统主要性能参数------------------------------53.1初选系统工作压力3.2液压缸的主要尺寸确定第四章制定基本方案拟定液压系统图---------------------------54.1拟定基本方案4.2拟定液压系统图4.3系统工作过程第五章计算和选择液压元件---------------------------------------85.1液压泵选择和驱动电机选择5.2计算液压缸尺寸5.3计算液压缸所需流量5.4计算个阶段液压缸工作压力5.5确定液压泵最高压力5.6确定泵最大泵供油量5.7选用液压泵型号5.8选用驱动电机5.9选择液压元件5.10确定管尺寸5.11确定油箱5.12确定缸厚度第六章验算液压系统的性能 -------------------------------------166.1压力损失验算6.2雷诺数计算6.3变量泵出口压力6.4加压压力损失6.5系统温升验算参考文献--------------------------------------------------------------20第一章明确设计要求配置执行元件1.1明确设计要求对液压系统来说设计要求是设计液压系统的重要条件关系到系统的运行平稳程度和是否正常运行，在设计之前必须搞清楚设计要求和设计的工艺水平。
1.1.1对设计作品的主机进行了解对于液压系统来说跟电机，液压泵是配套因为不能使用多大的转速或者压力，所以设计液压系统第一步从主机开始着手了解，了解主机有以下方面：1)主机的用途主要动作幅度条件被主机约束。
2)主机的性能参数，工作过程，工艺流程，技术要求等3)主机的工作环境1.1.2了解主机对液压系统的要求和任务1）首先主机和液压系统具体能一起完成的动作或者功能动作幅度大小2）主机不仅对外界负载的要求范围约束还有加工件的形状约束，性质变化范围，液压系统控制执行元件做运动速度是范围大小和运动所需要的运动空间。
3)执行元件通断电顺序改变系统油路，和在实现功能的前提要求下各个执行元件转换的要求。
4）主机在达到工作性能前提下要求液压系统具有的性能,例如:工作的平稳程度,各个转换的时间长短，工作效率的高低，对周围环境噪声污染等影响，人工参与的程度多少等各方面要求。
1.2配置执行元件1.2.1确定液压执行元件液压机整体结构布局为立式布置，而且由液压缸带动压板做往反过程速度一样的运动。
由于往返速度一样，系统执行元件采用单杆双作用活塞缸，满足系统做往复运动。
取 =0.9缸的机械效率为CM第二章 工况分析2.1负载分析与运动分析 2.1.1负载分析工作负载 工件的压制抗力W F =330000N摩擦负载 静摩擦阻力：fs F =S μG=0.2⨯30000=6000N 动摩擦阻力：fd F =s μG=0.1⨯30000=3000N惯性负载: mF =ma=30000/10⨯5.1/(0.15⨯60)=5294N重力负载： G=30000N背压负载： b F=31000N (液压缸各个尺寸未确定，这里估算) 其中：选液压缸机械效率为m η=0.9，材料一般取0.9至 0.97范围 则液压缸工作各个循环外负载有表一2.1.2运动分析图负载图第三章 明确液压系统主要性能参数 3.1 初选系统工作压力由表一可知最大的负载出现在工进过程，最大值为：max F =334000N本液压机是加工车床，在慢速工况过程系统输出压力最大，而其他过程的工况不过大，可以参考负载大小类似的液压机类型初步确定液压缸工作压力为P=25a MP .且液压缸机械效V/(m/min) S/mm5050100092948500334000-64000S/mmF/N图二速度图率为M η=0.93.2液压缸主要的尺寸确定为了实现往返速度一样要求必须减少液压泵的流量，分别在快进和工进阶段运用差动连接原理。
取活塞杆外径和缸内圆直径之比为D 707.0d =。
第四章 制定基本方案拟定液压系统图 4.1拟定基本方案设计系统采用容积调速原理，系统达到速度有极变化，系统采用压力补偿式变量泵供油保证液压系统的工作需要流量。
就在下行的时候，泵以最大流量输出供给系统运行，系统慢速加压过程或者保压过程时。
在液压缸快速收缩时，液压泵的流量输出到最大。
系统采用三位四通控制电磁阀M 型号中位积能电磁控制换向阀，如有保压阶段或者停机时电磁换向阀处于中间部位，系统中的回路流量几乎为零。
当换向阀在右边位置系统是下行时候，换向阀处于左边位置时快速上升时候，这是液压泵输出量最大。
在电磁阀和缸管路中任意位置添加一个液控单向阀，控油口和缸回油管路连接进油口和电磁阀连接，出油口和缸进油口连接，三个元件构成保压油路提升系统工作压力4.2拟定液压系统图所以由上面的设计构想可以合成原理图：1—液压泵 2—变量泵3—压力表4—三位四通电磁阀5—单向调速阀6—单向阀7—二位三通电磁阀8—液压缸在液压系统工作时电磁阀顺序情况4.3系统工作过程1）快速下降过程：1号通电并工作，2号液压泵流量通电动作，4号三位四通点磁阀流向8号液压缸的上腔，带动活塞快速下降，从中系统流量最大。
2）慢速加压过程:1号三位四通电磁阀通电和3号二位三通电磁阀通电，将缸上下腔接通，实现活塞杆慢速向下移动，在此过程流量最小。
3）保压过程：在液压表上到达最大值时1.2.3.电磁阀全部断开，三位四通电磁阀处于中间位置将管路中的油液分开油液进不去系统也出不来系统构成保压回路。
4）快速上升：1号电磁元件断电停止工作，2号电磁元件通电工作，3号电磁元件通电工作，经过6号单向阀，油液再经过7号二位三通电磁阀流向执行元件液压缸的下腔，从而使滑块快速上升，此过程的流量最大，压力较小。
5）停止时：电磁阀全部断电，油泵卸荷。
第五章 计算和选择液压元件 5.1液压泵选择和驱动电机选择 5.1.1确定液压泵最大工作压力P PPS P P P ∆+=l参照同类型的液压机的工作区间最大系统压力初确定液压泵的最大压力为a 25P max MP =，取液压缸的机械效率9.0cm =η。
5.2计算液压缸内径D 和活塞杆直径d在表一已知，在最大负载是工进的过程，其负载为F =334000N,则1A =CM P Fη=9.010*********⨯⨯=0.0148D=π14A =14.30148.04⨯=0.137m根据查表，取标准值D=140mm 则d =0.7D=0.7⨯140=98mm所以无杆腔实际有效面积;1A =24D π=214043.14=153862mm =1532CM 有赶腔实际有效面积： 2A =4π(2D -2d )=414.3(2140-298)=78462mm =782CM5.3计算各个阶段液压缸所需要的流量大小由已知条件快进速度为1V =0.085S M /SM S M V /102.4~/107.6342--⨯⨯=快进阶段：Q=11V A =15386⨯0.085=78.4min /L工进阶段：Q=21V A =0.61~3.87min /L快退阶段：Q=12V A =40min /L5.4计算各个阶段液压缸工作压力根据表9.5，这个液压系统的背压估计值可在0.5~0.8MPa 中选取,所以工进时的b P =0.8MPa ，快速工进时的b p =0.5MPa由快速工进阶段1P =1A F +b 12P A A 差动保压阶段：1P =1A F +b P A A 12快退阶段：b 2121P A A A FP +=得到各个阶段的压力表从以上各个工况数据可绘制液压缸压力的工况图5.5确定液压泵的最高压力P P执行元件需要的最高液压压力为系统输送高压力油，在这过程之间执行元件液压缸自身只要液压泵给它压力不要流量流动，补足泄漏的流量，保证系统工作运行平稳。
所以执行元件最大压力，确定为：∑∆+≥11PP P P1P ---执行元件最高压力∑∆1P---液压泵出口与执行元件入口之间产生总压力损失对于简单的液压系统管道流速小的取值在a 5.0~2.01MP P=∑，对于复杂的液压系统流速大的取值在a5.1~5.01MP P=∑。
工况图知道，液压系统产生最高的工作压力 MPa P 7.21= 在工进时候中油压的压力大，流入液压缸的流量极小，查表泵到缸的进油压力损失估计取为a 5.0MP P =。
所以泵的最高工作压力a 21.225.071.21MP P P =+=。
5.6确定液压泵的最大供油量公式为：∑≥max 1q q K p公式中1k ---为系统的泄露修正量，一般取为1.1~1.3，∑maxq---同时的动作各执行元件所需流量之和最大值，对于工作中需要逆流系统，要加上溢流阀最小流量10%液压泵的最大供油量P P 按液压缸最大输入流量（min /78.4L ）计算，取泄漏系数K=1.1,则min /86.241.178.4L q p=⨯=5.7选用液压泵型号在选用泵要满足要求：泵额定流量要大于泵对系统最大输出流量，选取数值接近液压泵，所用压力一样，但是不能超出太大，否则造成过大压力损失。
选用0325-IGP 型内啮合齿轮泵，作为系统的液压泵，其自身参数为:min /3000n max r =min /400minr n =其额定压力MPa P 5.31=，排量为q=33.1mL/r, 容积效率%85=V η,总效率0.7=η5.8选择驱动液压泵电机选择电机公式ppP P P ηq =考虑因素有：1)电动机额定功率不能过高于泵的压力 2)电动机转速不能高于泵的额定转速系统工进压力为MPa P 71.21=，流量为min /87.3L V = ,泵总效率85.0=η，泵电机功率W qP P 1656=⨯=η，取490-L Y 型电动机，额定功率KW1.1，额定转速min/0041r n =。