2022年2022年沈阳理工大学液压系统设计9号题

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载一.设计流程图液压系统设计与整机设计为紧密联系的,设计步骤的一般流程精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载执明行确元液件压运系动统与的负设载计分要析求确定执行元件主要参数拟定液压系统原理图挑选液压元件验标液压系统性能液 压cad精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载否为否通过？为绘制工作图,编制技术文件否为否符合要求？为结束下面将依据这一流程图来进行本次液压课程设计；二.设计依据：设计一台专用铣床的液压系统,铣头驱动电机的功率n=7.5kw ,铣刀直径为 d=100m,m 转速为 n=300rpm,如工作台重量400kg,工件及夹精品学习资料精

2、选学习资料 - - - 欢迎下载具最大重量为 150kg,工作台总行程l=400mm,工进为 100mm,快退,快进速度为 5m/min,工进速度为50 1000mm/min,加速.减速时间 t=0.05s ,工作台用平导轨, 静摩擦系数 fj=0.2,动摩擦系数 fd=0.1 ；设计此专用铣床液压系统；三.工况分析液压系统的工况分析为指对液压执行元件进行运动分析和负载分析,目的为查明每个执行元件在各自工作过程中的流量.压力.功率的变化规律,作为拟定液压系统方案,确定系统主要参数（压力和流量）的依据；负载分析（一）外负载fw=4774.65n（二）阻力负载静摩擦力： ffj= （ g1+g）2

3、· fj其中 ffj静摩擦力 ng1 .g2工作台及工件的重量nfj静摩擦系数由设计依据可得：ffj= （ g1+g）2·fj=4500+1500x0.2=1200n动摩擦力 ffd= （g1+g）2· fd其中 ffd动摩擦力 nfd动摩擦系数精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载同理可得： ffd= （g1+g2）·fd=4500+1500x0.1=600n（三）惯性负载机床工作部件的总质量m=（g1+g2） /g=6000/9.81=611.6kg精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载惯性力 fm=m· a=1019.37

4、n其中：a执行元件加速度m/s2autu0 t精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载ut 执行元件末速度m/s 2u0执行元件初速度m/s2 t 执行元件加速时间s因此,执行元件在各动作阶段中负载运算如下表所示：（查液压缸的机械效率为0.96 ,可运算液压缸各段负载,如下表）工况启动油缸负载（f=ffjn）液压缸负载（1200n）液压缸推力（1250n）加速f=ffd +fm1619.371686.84快进f=ffd600625工进f=ffd + fw5374.655598.60快退f=ffd600625按上表的数值绘制负载如下列图；对于速度而言, 设计依据中已经有了明确的说明,所以依

5、据设计依据绘制如下：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载四.初步确定油缸参数,绘制工况图1.初选油缸的工作压力.由上可以知道,铣床的最大负载f=3580n,依据下表可得：表按负载挑选液压执行元件的工作压力载荷/（ kn）<551010 2020303050>50工作压力（ mpa） <0.811.522.533445>=57选系统的工作压力p1=2mpa；由设计要求可知,导轨要求快进.快退的速度相等,故液压缸选用单活塞杆式的,快进时采纳差动连接,且液压缸活塞杆直径d0.7d；快进和工进的速度换接用三位四通电磁阀来实

6、现；铣床液压系统的功率不大,为使系统结构简洁,工作牢靠,打算采 用定量泵供油； 考虑到铣床可能受到负值负载,故采纳调速阀的进油节流加背压阀的调速回路,所以回油路上具有背压p2,取背压 p2=0.5mpa ； 2.运算油缸尺寸可依据油缸的结构及连接方式运算油缸的面积.油缸直径 d 及活塞杆直径 d 运算出后应按标准予以圆整,然后再运算油缸的面积：此时由工进时的负载值按运算公式运算液压缸面积：=0.00109= 0.002116精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载=0.0512=0.0362在将这些直径依据国标圆整成标准值得：d=0.09m、d=0.07m由此就求得液压缸两腔的实际有效面

7、积为=0.0063,=0.002512；3.油缸各工况的压力.流量.功率的运算（ 1）.工进时油缸需要的流量q工进m3 / minq工进 = a1· u工进 =28.2610 40.30.0008 m3 / mina1: 工进时油压作用的面积m2u工进 工进时油缸的速度mm/min(2) .快进时油缸需要的流量q快进m3 / min差动连接时 :q 快进 =a1-a2· u快进精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载=（ 28.2615.7） 10 450.0063m3 / min精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a1.a2分别表示油缸活塞腔.活塞杆截面积

8、m2 u快进 油缸快进时的速度mm/min(3) .快退时油缸需要的流量q快退 、m3 / minq 快退= a2· u快退=15.710 450.0078m3 / minu快退 油缸退回时的速度 、 mm/min(4) .工进时油缸的压力精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p 1 f /mp 2 a2 / a11.60mpa精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p2为工进时回油腔的背压、 上面已经选取为0.5mpa；（ 5）.快进时油缸压力精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p 启动 f /mpa 2 （/a1a2）0.96mpa精品学习资料精选学习资料

9、 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p 加速 f /mpa 2 （/a1a2）1.26mpa精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p 快速 f /mpa 2 （/a1a2）0.86mpa精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载这里： f 分别表示快速启动.加速.快速时油缸的推力,p分别表示快速启动.加速.快速时油缸的压力；p 表示管路中压力缺失大小,这里我们取值为0.3mpa；（ 6）.快退时油缸压力精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p启动（ f /mp2 a1 / a20.77 mpa精品

10、学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p加速（ f /mp2 a1 / a21.61mpa精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p快退（ f /mp2 a1 / a21.28mpa精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载f分别表示快速启动.加速.快速时油缸的推力, p分别表示快速启动.加速.快速时油缸的压力；p2 的值为 0.5mpa油缸工作循环中各阶段的压力.流量.功率实际值如表2 所示：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载表 2液压缸在不同工作阶段的压力.流量和功率值精品

11、学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载回 油 腔进 油 腔输 入 流输 入精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载工况负载压力压力量功率f/np2 / mpap1 / mpa3q/ m/ minp/kw快进启动120000.96差动加速1619p1p1.26快进6000.860.00630.09工进85800.51.600.00080.021启动120000.77快退加速16190.51.61快退6001.280.00780.166由以上所运算的数据我们绘制出工况图如下所示：功率压力流量图 3 液压缸工况图精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载五.确定液压系统方案和拟订液压系

12、统原理图一 确定油源及调速方式由以上的运算可以知道, 铣床液压系统的功率不大, 工作负载的变化情形很小,因此,为使系统结构简洁,工作牢靠,打算采纳定量 泵供油；考虑到铣床可能受到负值负载,故采纳回油路调速阀节流调速方式,并选用开式循环；从工况图中我们可以清晰的看出,在液压系统的工作循环中,液压缸要求油源供应的流量变化并不为很大,因此工进和快进的过程中,所需流量差别较小；故我们选用定量单液压泵供油；（二）挑选基本回路1. 挑选换向回路及速度换接方式精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载由设计依据可以知道,设计过程中不考虑工件夹紧这一工序,并且从快进到工进时,输入液压缸的流量从 6.3l/

13、min 降到 0.8l/min , 速度变化不为很大, 所以采纳电磁换向阀来实现速度的换接； 压力继电器发讯, 由电磁换向阀实现工作台的自动启动和换向； 同时为了实现工作台能在任意位置停止,泵不卸载,故电磁阀必需挑选 o 型机能的三位四通阀,如下图所示：由于要求工作台快进与快退速度相等, 故快进时采纳差动连接来实现快速运动回路,且要求液压缸活塞杆直径d 0.7d ；（三）挑选调压回路设计过程中,在油源中采纳溢流阀来调定系统的工作压力,因此调压问题基本上已经在油源中解决, 无须在另外设置调压系统； 这里的溢流阀同时仍能起到安全阀的作用；1. 组合成液压系统图精品学习资料精选学习资料 - - -

14、欢迎下载将上面所选的液压基本回路组合在一起,便可得到以下的液压系统原理图；同时电磁铁的动作次序表如下：表 3 液 压专用铣床电磁铁动作次序表1y+2y3y+4y5yyj+工 序 工作缸快进工作缸工进工作缸快退图 4专用铣床液压系统原理图精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1-油箱； 2-过滤器； 3-叶片泵； 4- 溢流阀； 5-三位四通电磁换向阀6 单向调速阀； 7-两位三通电磁换向阀； 8- 工作缸； 9-压力继电器六.挑选液压元气件（一） 液压泵的挑选由以上的设计可以得到,液压缸在整个工作过程中的最大压力为1.61mpa ,如取进油路上的压力缺失为0.4mpa ,就此时液压泵的

15、最精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载大工作压力为pp =1.61+0.4=2.01mpa；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载由以上的运算可得,液压泵供应的最大流量为7.8l/min、 由于系精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载统较为简洁,取泄漏系数k l1.1 ,就两个液压泵的实际流量应为：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载q p1.17.8l / min8.58l / min由于溢流阀的最小稳固溢流量为3l/min ,而工进时输入到液压缸的流量为 3.8l/min ,由流量液压泵单独供油, 所以液压泵的流量规格最少应为 6.8l/min ；依据以

16、上的压力和流量的数值查阅机械设计手册,最终选用yb1-6.3型单叶片液压泵,其排量大小为6.3ml/r、 当液压泵的转速为1450r/min时,该液压泵的理论流量为9.14l/min ；取液压泵的容积精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载效率为v0.9 ,就液压泵的实际流量大小为：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载q p6.312000.9/10006.8l / min由于由以上的运算过程中, 我们知道了液压缸在快退时的输入功率最大,此时液压泵的工作压力为1.28+0.4 （进油路上的压力缺失）=1.68mpa ,流量为 6.8l/min ,查表可得, 取液压泵的总效率p0

17、.7 ,就液压泵驱动电机所需的功率为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载p pq ppp1.686.80.3kw600.7精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载依据以上的数据查机械设计手册选用y801 型电动机,其额定功率为 0.55kw ,额定转速为 1200r/min ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（二）阀类元气件及帮助元气件的挑选依据阀类及帮助元气件所在油路的最大工作压力和通过的最大实际流量,可挑选这些器件的型号和规格如下表：表 4元气件的型号及规格精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载序元件名称额定流量号（ l/min ）额定压力mpa质量型

18、号kg精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1单叶片泵9.26.35.5yb1-6.32三位四通电磁阀256.334d-25bop3二位三通256.323d-25b电磁阀4单向调速0.05 （最0.5-6.33.2qi-10b阀小）5溢流阀200.4-6.31.7y-10b6压力继电器1.0-6.30.7dp1-63b7滤油器162.50.18xu-b16x1008开关阀256.322d-25b（三）确定油管直径精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载由于液压泵在选定之后液压缸在各个工作阶段的进.出流量已与原先的数值不同,所以要重新运算,运算如下表4 所示：表 5液压缸的进出.流

19、量q快进工进快退精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载输入流量q1a1q p/ a1a2 q10.8q p6.8精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（l/min ）28.266.8/28.2615.7115.3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载输出流量l/minq2a2 q1 / a115.715.3/ 28.268.5q2a2 q1 / a115.70.8/ 28.260.44q2a1q1 / a2 28.266.8/15.712.24精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载运动速度u1qp/ a1a2 u2q

20、1 / a1u3q1 / a2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载m/min6.810/28.2615.75.40.810/ 28.260.286.810/15.74.33精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载由上表中的数值,依据书中举荐的油液在压油管的流速u=3m/s 可得,液压缸有杆腔和无杆腔相连的油管内径分别为：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载d2q /u26.8106 / 60/3.14d2q /u215.3106 / 60/394mm 10.4mm精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载两根油管按 yb231 64 选用外径为 13mm ,壁厚为 1.2mm 的冷拔无缝钢管；（四）油箱的设计精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载对油箱容积我们进行估算,取体会数据7 ,故其容积为：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vq p76.8l47.6 l精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下