水電站水輪機進水閥門液壓系統的設計說明書

2021-07-30 04:10:05 字數 4669 閱讀 5364

前言1第1 章概述2

第2 章液壓缸的設計3

第2.1 節工況分析3

第2.2 節液壓缸主要幾何尺寸的計算5

第2.3 節液壓缸結構引數的計算6

第2.4節液壓缸主要零件的結構、材料及技術要求………………11

第3章液壓系統圖的擬訂和工作原理的確定………………………13

第3.2節制定基本方案13

第3.2節繪製液壓系統圖……………14

第3.3節系統工作原理的確定

第4章液壓元件的選擇17

第4.1節液壓幫浦的選擇17

第4.2節電動機的選擇18

第4.3節其他元件的選擇18

第5章液壓系統的效能驗算22

第5.1節管路系統壓力損失的驗算22

第5.2節液壓系統的發熱與溫公升計算24

第5.3節油箱的尺寸設計26

第6章液壓裝置的設計27

第6.1節液壓裝置總體布局28

第6.2節液壓閥的配置形式28

第6.3節整合塊設計29

第7章液壓系統安裝及除錯27

第7.1節液壓系統安裝29

第7.2節除錯前準備工作29

第7.3節除錯執行29

第7.4節液壓系統的用液及對汙染的控制………………………30第7.5節除錯執行中應注意的問題29

第8章液壓系統的維護及注意事項27

參考文獻27

總結28

致謝29

前言畢業設計和畢業**是本科生培養方案中的重要環節。學生通過畢業**,綜合性地運用幾年內所學知識去分析、解決乙個問題,在作畢業**的過程中,所學知識得到疏理和運用,它既是一次檢閱,又是一次鍛鍊。通過這次檢驗,不但可以提高學生的綜合訓練設計能力、科研能力(包括實際動手能力、查閱文獻能力,撰寫**能力)、還是一次十分難得的提高創新能力的機會,並從下個方

面得到訓練:

(1)學會進行方案的比較和可行性的論證;

(2)了解設計的一般步驟;

(3)正確使用各種工具書和查閱各種資料;

(4)培養發現和解決實際問題的能力。

利用所學的液壓方面的知識,我選擇這個課題為我的畢業設計,進行大膽的嘗試。設計中主要以課本和各種參考資料作為依據,從簡單入手,循序漸進,逐步掌握設計的一般方法,把所學的知識形成乙個整體,以適應以後的工作需要。當然,初次設計,知識有限,經驗不足,一些問題考慮不周,也可能存在有某些錯誤和遺漏,懇請各位老師批評指正。

液壓傳動系統是液壓機械的乙個組成部分,液壓傳動系統的設計要同主機的總體設計同時進行。著手設計時,必須從實際情況出發,有機地結合各種傳動形式,充分發揮液壓傳動的優點,力求設計出結構簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統。

1 設計步驟

液壓系統的設計步驟並無嚴格的順序,各步驟間往往要相互穿插進行。一般來說,在明確設計要求之後,大致按如下步驟進行。

1)進行工況分析,確定系統的主要引數;

2)制定基本方案,擬定液壓系統原理圖;

3)選擇液壓元件;

4)液壓系統的效能驗算;

5)繪製工作圖,設計液壓裝置

6)液壓系統的維護

2 明確設計要求

設計要求是進行每項工程設計的依據。在制定基本方案並進一步著手液壓系統各部分設計之前,必須把設計要求以及與該設計內容有關的其他方面了解清楚。

1)主機的概況:用途、效能、工藝流程、作業環境、總體布局等;

2)液壓系統要完成哪些動作,動作順序及彼此聯鎖關係如何;

3)液壓驅動機構的運動形式,運動速度;

4)各動作機構的載荷大小及其性質;

5)對調速範圍、運動平穩性、轉換精度等效能方面的要求;

6)自動化程式、操作控制方式的要求;

7)對防塵、防爆、防寒、雜訊、安全可靠性的要求;

8)對效率、成本等方面的要求。

第一章概述

本液壓系統控制的閥門為水電站水輪機進水閥門,公稱直徑為dn2000,為重錘式液壓驅動和控制的液控蝶閥。該系統能實現開啟後自動投入、自動保壓,重錘和蝶板不抖動。關閥時能先關導葉,自動解除鎖定,在重錘和水力驅動下按調定的時間關閉閥門。

本控制系統積液控與電控為一體,配置一手動幫浦和蓄能器,可在電機不能正常啟動時,為系統提供壓力油源。系統結構緊湊,動作簡單可靠,且具有能耗低的特點,完全滿足使用者提供的原理要求。

本套液壓系統配有電了壓力開關,可對系統壓力實現自動控制。

閥門開關時間:60-90s(可調)

第二章液壓缸的設計

第2.1 工況分析

啟動力為308kn,液壓缸的平均輸出速度為0.9m/min,設計液壓缸的行程,由於採用伸縮式液壓缸,其中一級活塞的行程為358mm,二級活塞(內缸筒活塞)的行程為267mm。

第2.2節液壓缸主要幾何尺寸的計算

液壓缸的主要幾何尺寸,包括液壓缸的內徑,活塞桿的直徑,液壓缸行程等。

2.2.1液壓缸內徑的確定

2.2.1.1初選液壓缸的工作壓力

根據分析,此起重機的負載較大,按型別屬於起重運輸機械,初選液壓缸的工作壓力為p=16mpa。

2.2.1.2計算液壓缸的尺寸

取f==308000n

a=f/p

=308000/16106

=0.01925m2

d=m=13.86510-2m

查機械設計手冊gb2348-80,按標準取:d=140mm。

2.2.2活塞桿直徑的確定與校核

2.2.2.1活塞桿直徑的計算

根據φ和p的關係速度比φ取1.6來確定活塞桿的直徑:

d=dd=120.56mm

同上,按標準取:d=130mm。

2.2.2.2活塞桿的穩定性校核

因為活塞桿行程為358mm,所以取活塞長為567mm,而活塞直徑為130mm,

l/d=567/130=4.36<10,無需進行穩定性校核。

2.2.3液壓缸的有效面積

根據上面的結果,則液壓缸的有效面積為:

無桿腔面積㎡

=0.0158m2

有桿腔面積㎡

=0.013m2

2.2.4液壓缸內缸筒的行程

液壓缸內缸筒的行程為l=267mm。

2.2.5液壓缸內缸筒的長度

液壓缸內缸筒的長度由液壓缸的行程決定,液壓缸內缸筒長度l=526mm。

第2.3節液壓缸結構引數的計算

液壓缸內缸筒的結構引數,主要包括缸筒壁厚,油口直徑、缸底厚度、缸頭厚度等。

2.3.3缸筒壁厚δ的計算和校核

2.3.3.1 壁厚的計算

查機械設計手冊第五卷第七章表 37·7-64,由上求得缸體內徑標準值140mm,得外徑190mm。

可知δ=(190-140)/2

=50/2mm

=25mm

2.3.3.2 液壓缸的缸筒壁厚的校核

缸的額定壓力pn=16mpa>=16mpa,取py=1.25pn=1.2516mpa=20mpa。

液壓缸缸壁的材料選35號鋼,查金屬工藝學表6-5(gb699-88),得其材料抗拉強度σb=520mpa。

取安全係數為n=5,[σ]=σb/5=520/5mpa=104mpa

d/δ=140/25

=5.6<10,

δ≥-1)mm

mm=14.7mm<25mm

壁厚合適。

2.3.4 液壓缸油口直徑的計算

式中 --液壓缸油口直徑 m

d—液壓缸內徑 0.14m

v—液壓缸最大輸出速度 0.9m/min

查表得--油口液流速度 4.8m/s

=0.004m=4mm

液壓缸缸筒設計

1.液壓缸內徑的確定

根據分析,缸筒為伸縮式液壓缸的二級活塞,由上面設計可知d=190mm.

由式d=d由φ和p的關係取速度比φ取1.92可得d=198.53mm 按標查機械設計手冊gb2348-80,按標準取取d=200mm。

2. 內缸筒的穩定性校核

因為內缸筒長為526mm,而內缸筒直徑為190mm,

l/d=526/190=2.77<10,無需進行穩定性校核。

3. 液壓缸的有效面積

根據上面的結果,則液壓缸的有效面積為:

有桿腔面積㎡

=0.028m2

無桿腔面積㎡

=0.0314㎡

液壓缸的結構引數,主要包括缸筒壁厚,油口直徑、缸底厚度、缸頭厚度等。

4. 缸筒壁厚δ的計算和校核

4.1 壁厚的計算

查機械設計手冊第五卷第七章表 37·7-64,由上求得缸體內徑標準值200mm,得外徑245mm。

可知δ=(245-200)/2

=45/2mm

=22.5mm

2.3.3.2 液壓缸的缸筒壁厚的校核

缸的額定壓力pn=16mpa>=16mpa,取py=1.25pn=1.2516mpa=20mpa。

液壓缸缸壁的材料選35號鋼,查金屬工藝學表6-5(gb699-88),得其材料抗拉強度σb=520mpa。

取安全係數為n=5,[σ]=σb/5=520/5mpa=104mpa

d/δ=200/22.5

=8.89<10,

δ≥-1)mm

-1)mm

=4.8mm<22.5mm

壁厚合適。

2.3.4 液壓缸油口直徑的計算

式中 --液壓缸油口直徑 m

d—液壓缸內徑 0.20m

v—液壓缸最大輸出速度 0.9m/min

--油口液流速度 4.8m/s

=4mm

2.3.5 缸底厚度h的計算

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