铣床液压传动课程设计资料

1、目录一、题目(3)专用铳床动力滑台的设计 (3)二、液压系统设计计算 (3)(-)设茜要求及工况分析 (3)1、设计要求 (3)2、负载与运动分析 (3)(1)工作负我 (1)(2)摩擦负载 (1)(3)惯性负载(4)液压缸在工作过程中各阶段的负载(4)(5)运动时间 (4)(三)确定液压系统主要参数 (6)1、5选液压缸工作压力 :飞、2、计算液压缸主要尺寸 (6)(三)拟定液成统原理图 (10)1、选择基木回路 (10)(D选择调速回路 (10)(2)选择油源形式 (11)(3)选择快速运动和换向|可路 (11)(4)选择速度换接回路 (11)(5)选择调压和卸荷口|路 (11)2、组成液

2、压系统 (12)(四)计算和选择液压元件 (13)1、确定液压泵的规格和电动机功率 (13)(1)计算液压泵的最大工作压力 (13)(2)计算液压泵的流量 (14)(3)确定液压泵的规格和电动机功率 (14)三、附录与附图.附表 (15)四、总结 (20)五、参考文献 (21)一、题目要求设计一专用铳床，若工作台、工件和夹具的总重量为5500N, 轴向切削力为30KN,工作台总行程为400mm，工作行程为150ran,快 进、快退速度为4. 5m/min、I.进速度为601000mm/min,加速、减 速时间均为0.05s,工作台采用平导轨、静摩擦系数为0.2,动摩擦 系数为0.1,试设计机床

3、的液压传动系统。二、液压系统设计计算(一)、助计要求及工况分析1 .设计要求其动力滑台实现的工作循环是：快进一工进一快退一停止。主 要参数与性能要求如下：切削阻力A=30k；运动部件所受重力 俏5500N ；快进、快退速度*= 3 =4. 5m/min ,工进速度 2 =60-1000mm/min；快进行程/尸250mm,1进行程乙二150mm；往复运动 的加速、减速时间A bO. 05s； 工作台采用平导轨，静摩擦系数 s=0.2,动摩擦系数广0. I。液压系统执行元件选为液压缸。2 .负我与运动分析(1)工作负载工作负载即为切削阻力二30000N。(2)摩擦负我摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：

4、静摩擦阻力咸=4。=0.2 x 5500 = 1100N动摩擦阻力Ffd =,/G = 0.1 x 5500 = 550N(3)惯性负载梦翳乂,NN(4)液压缸在工作过程中各阶段的负载为:启动阶段:扇动加速阶段:尸+ 4= 55ON4842N=I392N快进或快退阶段:夕F155ON工进阶段：尸=6十片二550N 十 30000N = 3O5OON(5)运动时间快进V250x10./, = = 3.35vt 4.5/60工进L. 150x107/, = = 90sv. 0.1/60快退4+乙，400x107h = 535v3 4.5/60设液压缸的机械效率乙尸0.9,得出液压缸在各I：作阶段的

5、负我和推力，如表1所列。表1液压缸各阶段的负我和推力工况 踮负我组成液压缸负载F/N液压缸推力F=F/ q/N后 动F =11001222加 速尸=不13921547快 进550611工 进产二七十63055033944反向启动11001222加 速产=儿+613921547快 退550611根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间,即可绘制出负载 循环图户t和速度循环图如下图所示。AF/N 33944 .0250400LV7-1547液乐缸的负载图%压缸的速度图（二）确定液压系统主要参数1 .初选液压缸工作压力所设计的动力滑台在进时负载最大，在其它I况负我都不太 高,参考表2和表3,初选液压

6、缸的工作压力n=4VPa。2 .计算液压缸主要尺寸鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞 杆式差动液压缸尸D，快进时液压缸龙动连接。工进时为防止 车铳时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的IE油腔应有背压，参考 表4选此背压为pn）.6MPa。表2负载和I：作压力之间的关系贪载F/KN50工作压力 p/MPa0.81.21.5-2.53.07.04.05.025.0表3各类液压设备常用的I作压力设备类型精加工机床半精加工机床粗加工或 重型机床农业机械、 小型工程机 械、工程机械辅助机构液压机、重型 机械、大中型 挖掘机、起重 运输机械工作 压力 p/MPa0. 8-23-55-

7、1010-1620-32表4执行元件背压的估计值系 统 类 型背压Pb/MPa中低压系统(08MPa)简单系统，一般轻载节 流调速系统0. 2-0. 5回油路调速阀的调节系统0. 50. 8问油路带背压阀0. 57. 5带补油路的必式回答0.81.5中高压系统(816MPQ同上比中低压系统高50%100%高压系统(1632MPQ如锻乐机械等初算时背乐可忽略不计表5按工作压力选取?工作压力/MPaW5.05.0-7.027.0cl/D0.5-0.550.62-0.700.7表6按速比要求确定d/D匕/%1.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71击以

8、一无杆腔进油时活塞运动速度，V -fl科腔进油时活病送动速慢.由式A F血= 几mnV =92x10 4 m2F _30550(一勺 0.9x(4-)xl()o cm 1 。2-则活塞直衿D4X92XI0-4m = 0.108m = 108 mm参考表5及表6,得d =0. 71/7=77mm,圆整后取标准数值得 庐110mm,力 80nlm。由此求得液压缸两腔的实际有效面积为：就 2 乃乂 0.1 f ， st=nr =95x10 mA2 =(72-J2) = x(O.ll2 -0.82)m2 =44.7xl0-4m2根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在I：作循环中各阶段的压力、流量和

9、功率，如表7所列，由此绘制的液压缸工况图如图2所示。表7液压缸在各阶段的压力、流量和功率值工况推力尸，N回汕腔 压力 p?/M Pa进油腔压力Pi/MPa输入流量qX103/m3/s输入功率P/KW计算公式快进启动122 20.69一/+2PPi 一 %-小夕= s/nun250400l.2MPa0.340.41V!-1液压缸工况图图I(1)选择调速网路由图1可知，这台机床液压系统功率较小， 滑台运动速度低，工作负载为阻力负我工作中变化小，故可选用进 口节流调速问路。为防止铳完工件时负载突然消失引起运动部件前 冲，在何汕路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为 升式循环系统。(2)选

10、择油源形式 从工况图nJ以清楚看出，在工作循环内，液 压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小 流盘的汕液。最大流量与坡小流量之比 /%产0.4/(L58 X 10)=25；其相应的时间之比(&+幻/年(3.3+5. 3)/90=0.096这表 明在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。从提高系 统效率、节省能量角度来看,选用单定羊省油源显然是不合理的,为 此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。名虑到前者流量突变 时液压冲击较大，I作平稳性差，旦后者可以泵同时向液压缸供油实 现快速运动，最后确定选用双联叶片泉方案，如图2a所示。(3)选择快速运动和换向回路 木

11、系统已选定液压缸差动连接和 双泉供汕两种快速运动IE路实现快速运动。考虑到从工进转快退时IE 油路流量较大，故选用换向时间可调的电液换向悯式换向网路，以减 小液压冲击。由于要实现液压缸差动连接，所以选用三位五通电液换 向阀，如图2b所示。(1)选择速度换接网路由干木系统滑台由快进转为工进时，速 度变化大(%/%= 5/0.1=45),为减少速度换接时的液压冲击,选 用行程阀控制的换接回【路，如图2c所示。(4)选择速度换接回路由于木系统滑台由快进转为工进时，速 度变化大(%/%=4. 5/0. 1 = 45),为减少速度换接时的液压冲击，选 用行程阀控制的换接IE路，加图2c所小。(5)选择调

12、压和卸荷回路在双泉供汕的油源形式确定后，调压和 卸荷I、可题都己基木解决。即滑台工进时，而压小流量泵的山口压力由 油源中的溢流阀调定，无需另设调压网路。在滑台工进和停止时，低 压大流量泵通过液控顺序嘲IJ荷，高压小流址呆在滑台停止时虽未卸 荷，但功率损失较小，故nJ不需再设卸荷回路。(e图2选择的基本回珞2.组成液压系统将上面选出的液压基木IE路组合在一起，并经修改和完善，就可 得到完整的液压系统.匚作依理图，如图3所水。在图3中，为了解决 滑台匚进时进、回汕路串通使系统压力无法建立的问题,增设了单向 阀6。为了避免机床停止工作时何路中的汕液流网油箱，导致空气进 入系统，影响滑台运动的平稳性，

13、图中添置了一个单向阀13。图中 增设了一个压力继电器14。当滑台碰上死挡块后，系统压力升高， 它发出快退信号，操纵电液换向阀换向。(四)计免和选择液压件1 .确定液压泵的规格和电动机功率(1)计算液压泵的最大工作压力图3整理后的液压系统总理仔小流量泵在快进和工进时都向液压缸供汕，由表7可知，液压缸 在工进时工作压力最大，最大工作压力为2尸3.86MPa,如在调速阀进 口节流调速I可路中，选取进油路上的总压力损失EA户0.6VPa,考虑 到压力继电器的nJ靠动作要求压差Aa=O. 5IPa,则小流量泵的最高工 作压力估算为A Pi + 2 + 2. = 3.86 + 0.6+ 0.5 = 4.9

14、6A/P大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，由表7可见，快退时 液压缸的工作压力为？=1.41MPa,比快进时大考虑到快退时进汕不 通过调速阀，收其进油路压力损失比前者小，现取进汕路上的总压力 损失3MPa,则大流量泵的最高I.作压力估算为/，2 2 十 Z&J =(L4l+0.3)MP= JMPa(2)计算液压泵的流量由表7可知，油源向液压缸输入的坡大流量为0.4X10T n?/s , 若取I口I路逃漏系数L则两个泵的总流量为qp Kq, =1.1 x0.4x 1 O-3 = 0.44 x 1Is = 26 AL I min 考虑到溢流阀的最小稳定流量为3L/min, 1进时的流量为1.

15、58X W5 m7s =0. 95L/min,则小流量泵的流量最少应为3.95L/min(3)确定液压泵的规格和电动机功率根据以上压力和流量数俏查阅产品样本，并考虑液压泵存在容积 损失，最后确定选取PV2R12-6/33型双联叶片泉。其小流量泵和大流 5泵的排量分别为6mL/r和33mL/r,当液压泉的转速/7P_940r/min时, 其理论流量分别为5.6 L/min和31L/min,若取液压泵容积效率产0.9,则液压泵的实际输出流量为% = + %=(6x940x0.9/1000 + 33x940x0.9/1000)L/min=(5.1 + 27.9)L/min = 33L/min由于液压缸在快退时输入功率最大，若取液压泵总效率尸0.8这时液压泉的驱动电动机功率为P网,_ 1.73x106x33x1()人60x0.8xl03KW = U9KW根据此数俏介阅产品样木，选用规格相近的Y100L6型电动机, 其额定功率为I.5K牝 额定转速为940r/min。这次课程设计花了四五天，通过这段时间的设计，认识到自己的 很多不足，自己知识的很多盲点和漏洞，知识和实践的差距，所以说 通过这次设计我深刻的认识到理论联系实际的能力还急需提高。在 这个过代心遇到了一些困难，但是通过和同学的讨论和资料查找还 是解决了这些难题，随着问题的解决，学习的热情高涨。本次设计涉及了液压传动的大