舞台升降液压系统设计课程设计

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1、课程设计说明书设计题目：2000kg舞台升降液压系统设计学院:机械工程学院班级：机械083班姓名：王斌指导老师：蒋丹弘二零一二年十二月目录1设计内容及要求51.1设计目的51.2舞台动作循环要求51.3舞台升降对液压传动系统的具体参数要求52液压系统的初步设计…………………………………………………..63机械系统的设计与计算63.1工况分析63.2液压缸内径计算73.3活塞杆直径计算83.4缸筒设计………………………………………………………3.5活塞杆强度校核…………………………………………………4液压系统的设计与计算94.1流量功率计算94.2液压泵设计与校核94.3阀类元

2、件及辅助元件94.4油管94.5油箱104.6验算液压系统性能125.1油箱容量与结构125.2液压油选择125. PLC的发展与控制原理135.1可编程序控制器概述135.1.1PLC的基本结构135.1.2  PLC的特点145.1.3PLC的应用领域155.2PLC的工作原理166.2.1继电器166.2.2逻辑运算166.2.3PLC的工作原理167.PLC设计198设计小结26参考文献27摘要：本次课程设计是舞台升降液压系统设计，舞台升降是以液压传动为基础，利用液压传动其结构简单，体积小，质量轻，输出功率大及其易于操纵控制的优点来实现的。此次设计主要是将自己所学的知

3、识结合辅助材料运用到实际中，主要设计过程有：明确传动过程，计算相关数据，绘制液压系统原理图，并且结合相关PLC技术最终实现所要设计的舞台升降要求。关键词：液压传动，PLC1设计内容及要求1.1设计目的课程设计是培养学生综合运用所学的基础理论和专业理论知识，独立解决实际设计问题的能力的一个重要的实践性教学环节。因此，通过设计应达到下述目的。a初步掌握正确的设计思想和设计的基本方法，步骤,巩固，深化和扩大所学的知识,培养理论联系实际的工作方法和独立工作能力；b获得舞台升降总体设计，结构设计，零件计算，编写说明书。绘制液压系统图1张；c熟悉有关标准、规格、手册和资料的应用；d完成P

4、LC选型及硬件电路设计，绘制PLC端子接线图1张。并完成软件设计，绘制梯形图与列出主要控制程序指令语句1张。1.2舞台动作循环要求设计舞台升降的液压系统，要求该液压系统完成动作：上升→保持→上升→停止→下降→保持→下降→原位停止。动作过程中能使演出平台保持一定的精度，同步，平稳的上升下降，系统结构紧凑，安全可靠。上升速度可以调节，舞台停止时采用辅助液压泵保压。1.3舞台升降对液压传动系统的具体参数要求舞台重量2000kg,舞台升降速度是0.2到0.5m/s2液压系统的初步设计分析工况及设计要求,绘制液压系统草图工况分析：按设计要求设计合理液压系统原理图（1）按设计要求，希望系

5、统结构简单，工作可靠，且系统的功率较大大，根据教材液压系统常用液压泵性能比较表决定采用单个定量泵，并用以个溢流阀作安全阀，当系统超载时，溢流阀打开，对系统起到过载保护作用，而平时溢流阀是关闭的；（2）舞台要求同步动作，故采用同步缸的同步回路，由于同步缸的两腔的有效面积相等，且两工作缸的面积也相同，则两缸实现同步运动；（3）为了是舞台停留保持是要求安全可靠，故设计锁紧回路，使液压缸在任意位置上停留，且停留后不会因舞台自身重力而移动位置。当换向阀左位接入时，压力油经左边液控单向阀进入液压缸下腔，同时通过控制口打开右边液空单向阀，使液压缸上腔得回油经过右边液空单向阀及换向阀流回油箱

6、，活塞向上移动。反之，活塞向下移动；（4）因舞台要求上升速度可以调节，故设计调速阀接在执行元件进油路上；（5）因舞台要求上升、下降及停留，故采用三位五通阀，使执行元件可以在任意位置停留，且执行元件正反向运动时可以得到不同的回油方式。综上考虑，绘制出图所示液压传动系统草图。电磁铁动作顺序图工况1YA2YA3YA上升+--保持--+上升+--停止---下降-+-保持--+下降-+-原位停留---电气控制控制电路图电气控制主电路控制图3机械系统的设计与计算3.1工况分析液压缸的输出力由工作压力p和活塞有效面积A决定的，而液压缸的输出速度v是由输入液压缸的流量q和活塞有效面积A决定的

7、。即F=P*Av=q/A主机工作过程中，其执行机构所要克服的负载包括工作负载，惯性负载和阻力负载（一）外负载F=2000kg×9.8N/kg=19.6KN（二）惯性负载Fm=m△V/△t=2000×0.2/0.2=2KN取△t=0.2（三）阻力负载静摩擦阻力Ffs=fs*Fn，fs≤0.2～0.3动摩擦阻力Ffd=fd*Fn，fd≤0.05～0.1又因为Fn=mg=19.6KN=FG所以Ffs=3.92KNFfd=0.98KN液压缸在各工作阶段的负载F单位：KN工况负载组成负载值启动阶段F=Ffs+FG