电液执行器的设计毕业论文

电液执行器的设计毕业论文内容摘要：

辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 5 页 ESD 关阀：当控制器接收 ESD（紧急关阀）信号后，阀门紧急关断，该信号为优先级信号。 控制器输出： 1) 综合报警指示灯输出 :包括液位低、油温高、压力低、电源故障、阀位丢失。 2) 阀位反馈：具有开阀到位及关阀到位状态指示 2SPDT。 3) ESD 指示：当有 ESD 信号时， ESD 指示灯亮。 4) 部分行程测试指示：当进行部分行程测试时，控制器输出 1SPDT 信号。 电液执行器的液压系统原理图 液压控制原理 液压系统由各液压元件按逻辑原理组成，通过电气信号的转换从而实现功率的转换，控制执行机构动作，驱动阀门开启和关闭。 阀门开关操作 :该系统能够驱动阀门打开或关闭 及 时 保持系统压力维持在正常工作范围内（ Mpa1614~ ） ,给开阀信号时，电机 /双向泵顺时针旋转，驱动阀门打开，给关 阀信号时，电机 /双向泵逆时针旋转，驱动阀门关闭。 蓄能器压力控制 : 蓄能器的压力由压力开关控制 ，当蓄能器压力低于低压压力设定值 Mpa14 时，电机启泵，给蓄能器补压，低压压力设置由压力开关设定，当压力升到高压压力设定值 Mpa16 时，电机停止，系统保压，高压压力设置由压力开关设定。 ESD 关阀：当有 ESD 信号时，电磁阀得电，逻辑阀打开，蓄能器中的液压油通过进入执行机构的有杆腔，执行机构无杆腔中的液压油通过回油箱，从而驱动阀门快速关闭。 流量控制：由于执行机构油缸两腔的流量不同，通过平衡阀可以消除由于流量不平衡而引起的振荡和噪音。 液压系统原理图 液压系统原理图如图所示： 图 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 6 页 液压系统主要元件 电 机（ 21）：一台电机，功 率为 ， 380VAC 50Hz，提供动力； 液压泵（ 20）：一台双向液压泵，驱动执行机构开关动作及为蓄能器提供压力油； 吸油过滤器（ 23）：粗过滤液压油，保护液压泵及液压元件； 液位显示器（ 25）：用于观察油箱油液的液位，带温度显示； 回油过滤器（ 22）：液压系统回油过滤 ,保证油箱油液清洁； 溢流阀（ 1 19）：保障系统油压安全（出厂已经设定好，禁止随意调整）； 压力继电器（ 8）：系统间歇运行模式，设定系统高、低压值； 压力表及开关（ 11）：可观察系统的压力； ESD 电磁阀（ 5）：控制逻辑阀通断，使阀门在 ESD 情况下快速关断； 液压锁（ 14）：阀门不动作或故障时，自动切断油路保压，使阀门保持原位。 1 呼吸阀（ 24）：空气过滤作用，防止外界脏物对油箱内油液的污染及排气；油箱加油可旋开上盖后进行加油； 1 蓄能器（ 6）：储存压力油，提供足够的压力油用于快速关断阀门； 1 单向阀（ 1217）：系统压力控制和隔离不同功能系统油路； 1 平衡阀（ 2） :平衡油缸两腔进出口流量，消除流量不平衡而造成的管路振荡和 噪音 液压系统结构图 电液执行器的设计参数 拨杆设定回转角度 1000~ 液压缸最大压力 32Mpa 最大输出力矩 15000Nm 动作时间 ss~. 120 死区 %～ % 精度 ～ 7% 线性度 全行程的 % 回差 全行程的 % 输入信号 模拟 4～ 20mA. DC 标准信号 电源电压 AC 220V/380V177。 10% 瞬时最大电流 12A/AC 连续平稳电流 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 7 页 电液执行器的工况分析 电液执行器液压缸工况分析 液压缸所受外负载 F 主要有三种类型，即： fdfsw FFFF  12. 式中： wF ：工作负载； KNFw  fF ：回转油缸摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力， 启动后为动摩擦阻力。 静摩擦阻力： N3 9 21 9 6 020  .fFF Nfs 动摩擦阻力： N1 9 61 9 6 010  .fFF Nfd 式中：  （静摩擦阻力系数 )  (动摩擦阻力系数 ) NF ：运动部件及外负载对支承面的正压力； N1 9 6 0 0  mgF N 液压缸在各工作阶段的负载值： 其中：  mη ——液压缸的机械效率，一般取 97090 .~.ηm 工作循环各阶段的外负载 ： 表 液压缸工况分析 工况 负载组成 推力（ mηF ） N 启动 fsF=F 392 开阀 fdF=F wF 43396 关阀 fdF=F wF 43396 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 8 页 电液执行器液压缸负载和速度循环图 液压缸的负载和速度循环图如图所示： 图 液压缸 负载循环图 图 液压缸 速度循环图 第三章 电液执行器液压缸的计算 液压缸的负载计算 根据设计需要，液压缸系统供油为 14~16Mpa，按要求选 Mpa16P ； 液压缸最大推力的确定： 根据设计和结构 尺寸 的需要， 初步 确定阀杆中心线与液压杆中心线的距离，取 ： mmlOC 100 设定拨杆的转动范围是 1000~ ，设计要求最大扭矩为： mN15000 T ,当拨杆处于中心位置时，即： 35α 时，此时扭矩为给定值： mN4320 T ， 如图 所示 ： 3 2 0DTF 1  辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 9 页 当拨杆转动到最大角度时：即： 100α 时， mN15000 T ，如图 所示 mm6226365c os100c os .αll OCOB   .lTF O 此时液压杆所受推力 为： o o s3  αFF 当拨杆转动到最大角度时：即： 0α 时，此时扭矩为给定值： mN11000 T ， 如图 所示 2235c os1 00c osA  αll OCO 2020 000A2  .lTF O 此时液压杆所受 推力为： o o s2  αFF 液压杆所受推力范围是： .0 1 K N2  F 确定液压缸的液压缸的最大推力为： F 所以 当拨杆在 1000~ 范围内转动时，液压杆的行程为： mm027035t a n100t a n .αll OCAC  mm4521465t a n100t a n .αll OCBC  mm47284452140270 ...lll BCACAB  取 ： mm300L 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 10 页 图 液压缸受力分析 液压缸 缸筒的确定 缸筒的的选择 连接型式的选择： 设计参数给出液压缸的额定压力为 16Mpa,考虑到液压缸的用途和使用环境因素，查机械设计手册选取液压缸筒的连接型式为法兰连接，其优点是：结构简单、易加工、易装卸。 材料的选择： 液压缸筒材料的选择应有足够的强度和冲击韧性，根据设计所给出的液压缸参数和用途，材料选择 45 钢，液压缸缸筒选用无缝钢管，则材料的力学性能为： Mpa610bσ ； Mpa350sσ。 缸筒的计算 液压缸 缸筒 内径 D 的确定： 根据 计算可知， 液压缸 工作最大负载 F ，工作压力 Mpa16P。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 11 页 可得： 10167 3 8 5 044 6  ππPFD 由文献 [8]21312 表 21638 可知 ： mm80D 缸筒壁厚的确定： 液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。 液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。 从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布材料规律因壁厚的不同而各异。 一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。 本设计按照薄壁 缸筒 设计， 材料为无缝钢管， 其壁厚按薄壁 缸筒 公式计算为： pσDPδ 2max 23. 最高允许压力一般是额定压力的 倍，根据给定参数 P=16Mpa pp pppp )~( m a xm a x  ，取； M P apy  ； nσσ bp ； pσ 为缸筒材料的许用应力， n 为安全系数，通常取 n=5. M p a1 2 556 1 0 nσσ bp； 代入式  23. 则 8016  ， 为保证选取的壁厚安全，所以选取壁厚： mm8δ。 缸筒壁厚验算 对于液压缸 缸筒 的 壁厚 要进行验算，液压缸缸筒的壁厚为： mm8δ ，则液压缸 缸筒外径 为 ： mmδDD 96828021  ； 为保证工作安全， 额定压力 PN 应低于一定极限值， 所以：     M p s 8096360350350 2 2221221  显然 工作 压力 Mpa16P ，工作压力低于极限压力，所以壁厚 mm8δ 满足条件。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第 12 页 缸筒底部厚度的确定： 缸筒底部为平面时，其厚度 1δ 可以按照四周嵌住的圆盘强度公式进行近似的计算： m015012516096043304330 11 ...  ， p ——筒内最大工作压力， Mpa pσ ——筒底材料许用应力， Mpa ，其选用方法与上述缸筒厚度计算相同 1D ——计算厚度外直径， m 所以： mm151δ 缸体长度的确定 液压缸缸体内部的长度应等于活塞的行程与活塞宽度的和。 缸体外部尺寸还要考虑到两端端盖的厚度，一般液压缸缸体的长度不应大于缸体内径 D 的 2030 倍。 即：缸体内部长度 mm37070300  缸体长度      mm2 4 0 01 6 0 080030203020 ~~D~  mm 即取缸体长度为 500mm 液压缸 活塞杆的确定 活塞的选择 活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，它与缸的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。 配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的滑动配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄露，降低容积效率，使液压缸达不到要 求的设计性能。 活塞的结构型式 根据活塞密封装置型式来选用活塞结构型式（密封装置则按。