机电一体化课程设计-液压试验台

求得各段管路内径。

泵吸油管及压力油管路内径:11mm 回油管路内径:17mm 卸荷管路内径:55mm 根据公式

δ?计算各段管路壁厚。

pdn2σb

式中:δ-壁厚,p-工作压力,n-安全系数,取常数6,d-管路内径,σb-管道材料的抗拉强度。

泵吸油管及压力油管路壁厚:3mm 回油管路壁厚:3mm 卸荷管路壁厚:10mm

根据计算参数,完成标准钢管选型。 管路 泵吸油管及压油管 回油管路 卸荷管路

内径 12 18 54 壁厚 3 3 10 11

3 机械系统设计

系统额定压力:14MPa,工作缸容积:12L,采用蓄能器,储存系统在加压过程中的能量;工作缸仅作为卸荷时的补油装置,尾部为叠簧。 3.1油缸

选型原则: ? 采用活塞缸 ? 容量12L ? 耐压>14MPa ? 行程<600mm ? 便于安装布置

根据以上原则,进行定制液压缸,其液压缸按Y-HG1连接尺寸做,结构按DG缸做,缸内径为180mm,行程470mm,耐压16MPa,端部采用法兰安装固定,以便弹簧机构的固定和安装。缸的容量为12L,满足设计要求。

附图2(油缸) 3.2叠簧

叠簧一端固定,叠簧设计如图5

图3.1

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3.3 螺杆的校核

设计螺杆直径为22mm,螺距3mm,采用普通螺纹,螺杆数为4根 F=

=1.1x

N

=17.4N

螺杆质量 = 1775.62817 克

圆盘质量 = 5744.21878 克 + 弹簧套筒组合质量= 3324.86374 克 = 9069.08252克

=22.225N

根据平衡方程得每根螺杆上的力 F1=(

+

)=39.625N

M= 21498.5N.mm q=0.024175N/mm

由剪力图和弯矩图(省略)得

1)螺杆压应力校核 A=3.8x

m2; W=1.0454x

m3;Fn=

/4=2.75x

N ;Mm=21.517N.m

=38.6825N

Mm=21513N.mm

?cmax?FnMm?? 9.2926?107pa?92.9Mpa AW?σ??σs?117.5Mpa n式中:σs-屈服极限,n-安全系数,此处取n=2。 螺杆材料选用Q235,σs=235MPa

?cmax??σ?

2 )螺杆剪切力校核

=38.6825N; A=3.8x

m2

??FsmApa = 0.10176Mpa< ?τ??188MPa

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符合剪切许用 3)螺纹副抗挤压校核

σp?F

πd2hz-弯曲挤压应力;

MmL,;L为螺纹中心到弯曲中心的距离; 24L式中,

F-轴向压弯组合力, F?FN? d-外螺纹中径,此处为20.5mm; z-螺纹结合圈数,一般不超过10,此处取5; h-螺纹工作高度,h?0.541p ,式中p-螺距。

计算得σp=5.314x

pa=53.14Mpa

Q235的许用挤压应力为211.5MPa。 53.14Mpa<211.5MPa

4 监控系统设计

4.1系统组成

监控系统组成如下图所示:

位移传感器 操作按钮 压力传感器 PLC 电磁阀 继电器 接触器电机 图4.1

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4.2 PLC硬件设计

PLC接线端子图 图4.2 图4.3

图4.2

图4.3

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