设计一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 *学院 毕业设计（论文） 设计课题题目：设计一台两缸顺序动作专用 组合机床的液压系统 专 业 系： 机 械 制 造 工 程 系 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指 导 老 师 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 一、设计课题题目：（ 05） 设计一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统，要求液压系统： 1、工作循环： A 缸水平向左快进 水平向左工进 死挡铁停留 垂直向上快进2、 A、 m/退速度为 5m/进速度 20 100mm/3、 A、 00中工进行程 2004、 A、 2000N,运动部件自重均为 8000N； 5、启动换向时间 6、导轨为平导轨，静摩擦系数为 摩擦系数为 二、设计内容及要求： 1、液压系统： （ 1）设计液压系统图（含：工作循环图、电磁铁及其他元件动作表、液压系统 原理图 、液压元件目录表，用一张 2号图纸打印）； （ 2）设计液压缸（ 绘制液压缸组件装配图（用一张 1号图纸打印）； 2、设计液压系统的电气控制原理图（含：工作循环图、电磁动作表电气控制系统原理图、电气元件目录表，用一张 2号图纸打印）； 3、 令表、梯形图、功能图、 部接线图），以实现自动控制；（功能图和接线图画在一张 3号图纸上 梯形土图用一张 3号图纸） ; 4、设计说明书一份 (不少于 30页 ),应有 :封面、目录、封底、任务书、毕业小结、参考文献及书目、致谢等内容。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目录 第一章 绪论 4 第二章 液压系统设计 5 第一节 明确液压系统设计要求 5 第二节 分析液压系统工况 5 第三节 确定液压缸的主要参数 6 第四节 初选液压缸的工作压力 、 流量和功率 7 第五节 液压系统原理图的拟订 10 第六节 选择液压元件 14 第三章 机床电器原理图的设计 16 第一节 设计概述和设计要求 16 第二节 电器元件的选择 17 第四章 20 第一节 20 第二节 20 第五章 致谢 25 第六章 参考文献 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第一章 绪论 主要介绍了一台两缸顺序动作专用组合机床的液压系统 、电气控制系统、液压缸的设计 和计算过程，以液压系统设计指导进行电气控制线路等设计。在设计液压系统的过程中还对进给缸进行了设计，同时，还对液压缸进出油口工序的设计以及流量、流速的控制与设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第二章 液压系统设计 第一节 明确液压系统设计要求 1、工作循环： A 缸水平向左快进 水平向左工进 死挡铁停留 垂直向上快进2、 A、 m/退速度为 5m/进速度 20 100mm/3、 A、 00中工进行程 2004、 A、 2000N,运动部件自重均为 8000N； 5、启动换向时间 6、导轨为平导轨，静摩擦系数为 摩擦系数为 第二节 分析液压系统工况 1、 启动加速阶段： N）（）（ ）（）（ 快进阶段： F 工进阶段： 2 2 0 0 0 0 0/ ）（）（ 快退阶段 5 9 ）（）（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 2、 启动加速阶段： 1 0 )/ F （）（ 快进阶段： 000/ 工进阶段： 00012000/ ）F 快退阶段： 0F 将液压缸在各阶段的速度和负载值列于表 1中： 表 1 工作阶段 速度 v/(m 负载 F/N 0 067 888 9 0 快退阶段 缸启动加速阶段 快进阶段 0 067 8888 9 0 0003快退阶段 第三节 确定液压缸的主要参数 一、初选液压缸的工作压力 由负载值大小查表 9考同类形组合机床，取液压缸工作压力为 2 二 、确定液压缸的主要结构参数 1、 A 进给缸 1 液压缸内径和活塞杆直径设计 由表 1得最大负载为快退阶段的负载 F= ) 5 9 84(1 10 查设计手册按液压缸内径系列列表将以上计算值圆整为标准直径，取 p 5以 0由于快进速度与快退速度不相等 ,故采用一般连接：由 000出进买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 给缸无杆腔有效作用面积 有杆腔 作用面积 进若采用调速阀 ,查产品样本 ,调速阀最小流量 1112213m i nm i n 2520/1010 故能满足最低稳定性要求 . 2 活塞组件 活塞组件由活塞杆和连接件等组成 装方式和工作条件的不同。但由于本系统是轻载，所以才用螺纹连接。活塞受油压的作用在缸内做往复运动，则其外圆表面应当耐磨并有防锈能力，故活塞杆外圆表面有时需镀铬。 密封装置 3 密封装置主要是用来防止液压油的泄漏，液压缸因为是依靠密闭油液容积的变化来传递动力和速度，故密封装置的优势，将直接影响液压缸 的工作性能。而活塞是往复运动的时候活塞两端压力高，而 Y 型密封圈一般适用于工作压力小于 20作温度为 100C。、速度小于 此选用 缓冲装置 4 当液压缸拖动质量较大的部件作往复运动时，运动部件具有很大的动能，这样，当活塞运动到液压缸的终端时，会与端盖发生碰撞，产生很大的冲击和噪声，会引起液压缸的损坏，故还要有缓冲装置。当缓冲柱塞进入到缸盖内孔时，回油路被柱塞堵住，只能通过节流阀回油，调节节流的开度，可以控制回油量，从而控制活塞的缓冲速度。当活塞反向运动时，压 力油通过单向阀很快进入液压缸内，并作用在活塞的整个有效面积上，故活塞不会因为推力不足而产生启动缓冲现象。这一缓冲装置可以根据负载情况调整节流阀的开度大小，改变缓冲压力的大小，故选用可调节流孔式缓冲装置。 2、 1 垂直缸内径和活塞杆直径的设计 垂直缸的工作压力由表 1 得，最大负载为工进阶段负载 F=查表9考同类形组合机床，取液压缸工作压力为 3 ) 211 10 查设计手册按液压缸内径系列表将以上计算值圆整为标准直径：取 00样取 0由 杆腔面积 2 液压缸缸筒长度 L 液压缸缸筒长度 L 由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞导向长度、活塞杆密买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 封长度和特殊要求的其他长度确定。 缸筒的最大行程 001 活塞宽度 导向长度（加工在端盖上） 活塞杆密封长度 02 挡圈厚度 2 （两片） 锁紧螺母厚度 03 (2 后端盖（有缓冲装置）厚度 0缸筒长度 0236364010232108080400 43222211 3 液压缸校核 因液压缸工作为轻载运行，可选用无缝钢管壁 厚 =6塞杆直径为 d=60需校核，强度足够。 4 活塞组件 活塞组件由活塞杆和连接件等组成。随工作压力、安装方式和工作条件的不同。但由于本系统是轻载，所以才用螺纹连接。活塞受油压的作用在缸筒内作往复运动，因此活塞具备一定的强度和良好的耐磨性。则活塞由钢材料铸造而成。同时活塞杆在导向套内往复运动，则其外圆表面应当耐磨并有防锈能力，故活塞杆外圆表面有时需镀铬。 5 密封装置 密封装置主要是用来防止液压油的泄漏，液压缸因为是依靠密闭油液容积的变化来传递动力和速度，故密 封装置的优势，将直接影响液压缸的工作性能。而活塞是往复运动的时候活塞两端压力高，而 Y 型密封圈一般适用于工作压力小于20作温度为 100C。、速度小于 此选用 6 缓冲装置 当液压缸拖动质量较大的部件作往复运动时，运动部件具有很大的动能，这样，当活塞运动到液压缸的终端时，会与端盖发生碰撞，产生很大的冲击和噪声，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 会引起液压缸的损坏，故还要有缓冲装置。当缓冲柱塞进入到缸盖内孔时，回油路被柱塞堵住，只能通过节流阀回油，调节节流的开度，可以控制回油量，从而控制活塞的 缓冲速度。当活塞反向运动时，压力油通过单向阀很快进入液压缸内，并作用在活塞的整个有效面积上，故活塞不会因为推力不足而产生启动缓冲现象。这一缓冲装置可以根据负载情况调整节流阀的开度大小，改变缓冲压力的大小，故选用可调节流孔式缓冲装置。则 缸装配图。 第四节 算液压缸的工作压力、流量和功率 1、复算工作压力 根据表 9系统的背压估计只值可在 故暂定 : 工进时 :快进时 :压缸在工作循环各阶段的工作压 力9（ 9（ 9公式计算。 M P 8/ ( )8/()/(101010101064644121112121111 M P 10101010 464411121111买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 M P aF 0101010 4644111211 M P 10101010 4644121112121111 M P 10101010 464411121111M P 80/101010 464121112112、计算各缸的输入流量 因为快进速度 s,快退速度 s,最大工进速度 s,则液压缸各阶段的输入流量为 : m i n/4112112 10 v 工进阶段 m i n/43111 10 v 11s=s=退阶段 m i n/42121 10 v 3、计算各缸的输入功率 v 010 3611111 工进阶段 v 010 3611111 快 退阶段 v 010 3611111 工进阶段 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 v 010 3*611111 快退阶段 v 010 3611111 将以上进给缸的压力 流量和功率值整理列入下表 : 工作阶段 工作压力 入流量 ) 输入功率 缸快近阶段 2 进阶段 退阶段 缸快进阶段 进阶段 退阶段 五节 液压系统原理图的拟订 根据组合机床的设计任务和工况的分析 ,该机床对调速范围、低速定性有一定要求，因此速度控制是该机床要解决的主要问题，速度调节、换接和稳定性是该机床液压系统设计的核心。 1、速度控制回路的选择 本机床的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度负载特性，故采用调速阀调速。这样有三样方案供选择，进油节流调速、回油节流调速、限压式变量泵加调速阀的容积节流调速。本系统的小功率系统、效率 和发热问题并不突出；钻镗属于连续切削加工，切削力变化不大，而是正负载，在其他条件相同的情况下，进油节流调速比回油接流调速能获得更低的稳定调速。故本机床液压系统采用调速阀的进油节流调速，为防止孔钻通过时发生前冲，应在回路上加背压阀。 由表 压系统的供油主要为低压大流量和高压小流量两个阶段，若采用单个定量泵，显然功率损失大，功率低。为了提高系统效率和节约能源，所以采用双泵供油回路。 由于选定了节流调速方案，所以油路采用开式循环油路。 此外，根据本机床的运动和要求，选用单杆活塞式液压 缸；为了使快进和快退速度不相同，故使用一般连接增速回路。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 2、 换向回路和顺序动作回路的选择 本系统对换向平稳性的要求不是很高，所以选用价格较低的电磁换向阀控制的换向回路。为了便于一般连接，选用二位三通、二位五通电磁换向阀。由于此回路用于使两缸按预定的顺序动作，所以选择顺序动作回路，用压力续电器进行控制。 3、压力控制回路的选择 由于采用双泵供油回路，故用外空顺序阀实现低压大量泵卸荷，用溢流阀调整高压小流量泵的供油 压力。为了观察调整压力，在液压泵的出口处、背压阀和液压缸无杆腔进口处设测压点。 将上述所选定的液压回路进行归并，并根据需要作必须的修改调整，最后画出液压系统原理如图液压系统原理图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 第六节 选择液压元件 1、选择液压泵 由表 知工进阶段液压缸的工作压力最大，若取进油路总压力损失液压泵最高工作压可按公式 (9出 : M P p 因此 ,泵是额定压力可取 M P 4 3 将表 19可分别求出快速以及工进阶段泵的供油流量 . 快进、快退时泵的流量为： m k qQ 工进时泵的流量为： m k qQ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 考虑到节流阀系统中溢流阀的性能特点，须加上溢流阀稳定工作的最小溢流，一般取 3L/所以小流泵的流量为： m Q 查产品样本，选用小泵排量 v=6mL/定转速 n=960r/ mi n/n/ 因此，大流量泵的流量为： m Q 查产品样本，选用大泵排量 mL/定转速 n=1450r/ m i n/i n/0 32 由于 本系统选用一台 型双联叶片泵。由表 1表 1，快退时的功率最大，故按快退时估算电动机的功率，若取快退时进油路是压力损失 压泵的总效率： p=功率为 : 1010 3611 查电动机产品样本，选用 P=440r/2、选用液压阀 根据所拟定的液压系统原理图。计算分析通过各液压阀的最高压力和最大流量，选择各液压阀的型号规格，列于下表 元件表如下 序号 元件名称 通过流量去 L/型号规格 1 双联叶片泵 2 溢流阀 调速阀 1 溢流阀 二位二通电磁换向阀 21 23 三位五通电磁换向器 5 压力继电器 单向阀 过滤器 0 单向阀 1 行程阀 12 顺序控制阀 3 压力计 4 压力计开关 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 15 三位四通电磁换向器 5、选择辅助元件 油管内 径一般可参照所接元件的型号尺寸确定，也可按管路元件允许流速进行计算，本系统油管选 10缝钢管，油箱容量： qv 364874875 第四章 机床电器原理图的设计 第一节 设计概述和设计要求 一台两缸顺序动作专用组合机床是性能优良应用广泛的普通机床，进给的最大行程为 400中工进行程 2001、电动机的选择 根据设计要求需要一台电动机来驱动液压泵，设该电机为 M，则电动机的型号选择为：液压泵的电机 M 选为 41440r/ 2、主电路设计 液压泵电机 M，由于电动机的功率较大，额定电流为 该电动机在工作时是常时间工作，则控制电动机的接触器为 于工作时间较长，则还要有短路保护和过载保护。 3、控制电源设计 考虑到安全可靠和满足照明及指示灯的要求，采用控制变压 电。其一次则为交流 380V，二次则为交流 127V、 36V、和 6. 3v。其中 127V 提供接触器和中间继电器的线圈。 36 4、控制电路设计 主电机 电机由驱动按钮 得到 5、局部照明与信号指示灯电路设计 设置照明灯 设三相电源接通指示灯 色），在电源开关 示机床电气线路已处于供电状态。另设指示灯 色）表示液压泵电动机是否运行。此两指示灯 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 综合如下图 第二节 电器元件的选择 1、电源开关 的选择 电源开关 选择主要考虑电动机 M 的额定电流和起动电流，而在控制变压器明灯和显示灯在 而可不作考虑，已知 M 额定电流为 于电动机的功率较大， 。因电源开关的额定电流就选 15体选择 极转换开关（组合开关）为： 型，额定电流为 25A。 2、热继电器的选择 据电动机 M 的额定电流选择如下， 该选用 D，热元件额定电流为16A,额定电 流调节范围为 1016A，工作使调整电流为 3、接触器的选择 因为液压泵电动额定电流为 8 制回路电源 127V，需要主触电三对，辅助常开触电两对，辅助常闭触电一对。所以接触器 触电额定电流 20A，线圈电压 127V。 4、中间继电器的选择 中间继电器 于在本系统中电动机的额定电流较大，所以这些中间继电器可以选普通的 个中间继电器常开闭触点各四对，额定电流为 5A，线圈电压 127V。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 5、熔断器的选择 熔断器 M 进行短路保护，额定电流为 ，则可选 熔断器，配用 10断器 6、按钮的选择 两个起动按钮 选择 色，两个停止按钮 色 7、照明灯及开关的选择 照明灯 流 360V、 40W。 8、指示灯选择 指示灯 可选 为红色和绿色 9、压力继电器的选择 压力继电器是在一定压力下工作的，则应选在工进时压力大一点的压力，才能实现停留这一阶段，所以选用交流板式 3A、 360A 。 10、行程开关的选择 行程开关是机床在工作运行时改变为工作的状况，为了能使工作继续运行，行程开关有自动复位，则五个常开自动复位行程开关 可选300V、 4A。 11、控制变压器的选择 控制变压器可实现高低压电路隔离，使得控制电路中的电器元件，如按钮，行程开关和接触器及中间继电 器线圈等同电网电压不直接相接，提高了安全性，另外各种照明灯，指示灯和电磁阀等执行元件的提供电压有多种，有时也需要控制变压器降压提供，常用的控制变压器有 100、 150、 200、 300、 400、和 1000 等型号，其中的数字为额定功率（ 次侧电压一般为 380V 和 220V 2V,24V,36V 和 27V。控制变压器具体选用时要考虑所需要电压的种类和进行容量计算。 控制变压器的容量 P 可以根据由它提供的最大工作负载所需要的功率来计算，并留有一定的余量。这样可得经验公式： 式中 电磁元件的吸持功率和灯负载等其他负载消耗的功率； K 为变压器的容量储备系数，一般取 然电磁线圈在起动吸合时消耗功率较大，但变压器有短时过载能力。故式子中，对电磁器件仅考虑吸持功率。 对本设计而言，接触器 吸持功率为 12W，中间继电器 2W，而照明电路 0W，指示灯 算出总功率为 取 K 为 算得 p 约等于 因此控制变压器380V， 220V/127， 36， 算得 流之和小于 4A， 电流也小于 2A ，故熔断器 选用 体 4A。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 这样就可以在电气原理图上作出电气元件目录表 电气元件目录表 序号 符号 名称 型号 规格 数量 1 M 液压泵电机 440r/ 2 极转换开关 三极， 500V， 25A 1 3 流接触器 0A，线圈 电压 127V 1 4 流中间继电器 A，线圈 电压 127V 7 5 继电器 D 热元件额定电流 16A，整定电流 13。 8A 1 6 断器 00V 熔体 10A 1 7 断器 00V 熔体 2A 2 8 制变压器 0080V/127 ,36, 9 制按钮 A，黑色 2 10 制按钮 2 11 程开关 00V,4A 5 12 示灯 色 红色 2 13 明灯及开关 6V,40W 各 1 14 力继电器 A,360V 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 第四章 第一节 根据加工要求，该系统的工作循环由进给缸和夹紧缸共同完成， 而进行 设计时主要考虑