专用铣床液压系统设计

1、实用文档广西科技大学铳床液压与气压传动系统设计学生姓名：王玉琛学生学号：20学00107069院系：机械工程学院年级专业：机械Y132班指导教师：韦建军文案大全实用文档攀枝花学院本科学生课程设计任务书设计铳床液压系统.要求为：工作循环：手工上料夹紧 一工作台快进一工作台工进一工作台快退一卸料.参数要求：液压缸移动件 重力 (N)速度(m/min)行程启动时 间(s)负载力 (N)进给缸快进工进快退快进工进0.55000500060.0564001008000800070.1750015010000900080.1585501602000010000100.2106001802500015000

2、160.312650200工作台采用平导轨,导轨面的静摩擦系数为f=0.2 ,动摩擦系数为f=0.1.设计要求：设计图纸 1号图折合1张；说明书12页以上.(图纸：油缸,油箱,原理图,阀 块等)指导教师：韦建军本组成员：此题可以组成多组,从括号中选一组数据(以红数字为例)为一个不同的组,本组最多 5人注：任务书由指导教师填写.文案大全实用文档目 录摘 要I1设计题目11.1 设计题目22 工况分析22.1 负载分析23 确定液压缸的参数43.1 初选液压缸的工作压力 43.2 确定液压缸的尺寸 43.3 液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值 53.3.1 快进阶段53.3.2 工进

3、阶段63.3.3 快退阶段63.3.4 绘制液压缸工况图 错误！未定义书签.4液压系统图的拟定84.1 制定液压回路方案84.1.1. 油源型式及压力限制 84.1.2. 调速回路94.1.3. 换向回路与快速运动回路及连接方式 94.1.4. 辅助回路94.2 拟定液压系统图105液压元件的选择111.1 液压泵及驱动电机的选择 111.1.1. 液压泵的最高工作压力计算 111.1.2. 压泵的流量计算 121.1.3. 确定液压泵的规格 121.1.4. 定液压泵驱动功率及型号 121.2 阀类元件及辅助元件的选择 131.3 油管的选择 错误！未定义书签.1.4 油箱的计算错误！未定义

4、书签.1.5 吸油管和过滤器之间管接头的选择 错误！未定义书签.1.6 堵塞的选取 错误！未定义书签.1.7 空气过滤器的选取错误！未定义书签.6 液压系统性能的验算 错误！未定义书签.6.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 错误！未定义书签.文案大全实用文档6.1.1. 快进6.1.2. 工进 错误！未定义书签.6.1.3. 快退错误！未定义书签.6.2 油液温升验算 错误！未定义书签.7 油箱的设计 错误！未定义书签.7.1 壁厚、箱顶及箱顶元件的设计 错误！未定义书签.7.2 箱壁、清洗孔、吊耳、液位计的设计 错误！未定义书签.7.3 箱底、放油塞及支架的设计 错误！未定义书签.7

5、.4 油箱内隔板及除气网的设置 错误！未定义书签.7.5 油箱的装配图的绘制错误！未定义书签.参考文献13总结27文案大全实用文档摘要本次设计的是专用铳床的液压设计,专用铳床是根据工件加工需要,以液压 传动为根底,配以少量专用部件组成的一种机床.在生产中液压专用铳床有着较 大实用性,可以以液压传动的大小产生不同性质的铳床.此次设计主要是将自己 所学的知识结合辅助材料运用到设计中,稳固和深化已学知识,掌握液压系统设 计计算的一般步骤和方法,正确合理确实定执行机构,选用标准液压元件,能熟 练的运用液压根本回路,组成满足根本性能要求的液压系统.在设计过程中最主 要的是图纸的绘制,这不仅可以清楚的将所

6、设计的内容完整的显示出来,还能看 出所学知识是否已完全掌握了.整个设计过程主要分成六个局部：参数的选择、方案的制定、图卡的编制、 专用铳床的设计、液压系统的设计以及最后有关的验算.主体局部根本在图的编 制和液压系统的设计两局部中完成的.关键词：专用铳床,液压传动,回路设计文案大全实用文档1设计题目1.1设计题目设计一台专用铳床,其负载力为 5000N,移动件重力为5000N,工作台 快进行程为400mm工进行程为100mm快进快退速度为6米/分,工进速度 为50毫米/分,其往复运动的启动时间为0.5秒,工作台用平导轨静摩擦系数fs =0.2 ,动摩擦系数fd =0.1 ,试设计该机床的液压系统

7、.设建数NF=5000移动件重力NF=5000工作台快进、快退速度m/min):V= 6工进速度mm/minV= 50工作台液压缸快进行程mm):L1=400工作台液压缸工进行程mm):L2=100工作台导轨面静摩擦系数:fs =0.2工作台导轨回动摩擦系数:fd =0.1往复运动的启动时间t):t=0.52工况分析2.1负载分析铳床工作台液压缸快进阶段,启动时的外负载是导轨静摩擦阻力,加速 时的负载是导轨动摩擦阻力和惯性力,恒速时是动摩擦阻力,在快退阶段的 外负载是动摩擦阻力,铳床工作台液压缸在工进阶段的外负载是工作负载, 即刀具铳削力及动摩擦阻力.根据给定条件,先计算工作台运动中惯性力Fm

8、,工作台与导轨的动摩擦阻力Ffd和静摩擦阻力Ffs文案大全实用文档FmFg；：v 5000 6/60g.：t -10 0.5= 100(N)(2-1)Ffd=fdFG=0.1 5000 -500 (N)(2-2)FfS = fsFG =0.2 5000 =1000 (N)(2-3)Fg =5000(N)(2-4)Ft = 5000 ( N)同时考虑到液压缸密封装置的摩擦阻力(取液压缸的机械效率nm = 0.9)?工作台的液压缸在各工况阶段的负载值列于表2-1中,负载循环图如图2-1所示.表2-1铳床工作台液压缸外负载和推力计算结果工况负裁计算公式液压缸负裁F(N)液压缸推力Fo (N)起动F

9、=Ffs10001111加速F =Ffd +Fm600667快进F = Ffd500556工进F =Ffd +Ft55006111反向起动F =Ffs10001111反向加速F =Ffd +Fm600667快退F =Ffd500556文案大全实用文档3确定液压缸的参数3.1初选液压缸的工作压力专用铳床归属于半精加工机床,根据液压缸推力为6111N(表2-1 ),初选液 压缸的设计压力为30 105Pa.3.2确定液压缸的尺寸由于铳床工作台快进和快退速度相同,因此选用单杆活塞式液压缸,并使A =24,快进时采用差动连接,因管路中有压力损失,快进时回油路压力损失取,p =5 105Pa,快退时回油

10、路压力损失亦取.甲=5 105Pa.工进时,为使运动平稳,在液压缸回路油路上须加背压阀,背压力值一般为 (5L 10)10 5Pa,选取背压 P2 =8M105Pa.确定液压缸尺寸 取液压缸无杆腔作工作腔列液压缸力的平衡方程:V1V2-FdPl P, 专用铳床液压缸力的平衡图根据F =(PA - P2A2)"m,可求出液压缸大腔面积A1为F55002小八A =P- =8= 0.0024m(3-1)(P-2)0.9(30-1)M05d = 4A = 4 0.0024'二 '3.14-0.055m(3-2)根据GB2348-80圆整成就近的标准值,得D=63mm液压缸活塞

11、杆直径二七=44.5mm ,根据GB2348-80就近圆整成标准值d=45mm于是液压缸实际有效工作面积为文案大全实用文档A =D2 =二 0.0632 = 0.0031m244(3-3)22_2 _ 2 2A = (D2 -d2) = (0.0632 -0.0452) = 0.0015m2(3-4)443.3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值3.3.1快进阶段1、启动阶段F / m =1111(N)(3-5)Pl =(F0 / m)/(Ai -4) B =O故 P1 =1111/(0.0031 -0.0015) =0.69MPa2、加速阶段F / m =667(N)P2 = P

12、1 ： =PPiA =F / m P2A>=P1=(F/%+ApAD/(A-A) _644=(667+0.5 106 15 104)/(31-15) 104=0.89MPa3、恒速阶段F / m =556(N) P2 = P1PPiA =F / m - P2A2=P1 =(F/ m - PA2)/(A _4) -6-4_-4=(556+0.5 10 15 10 )/(31-15) 10=0.81 MPa又由于q =(A1 -A2)|_ 1 =16 10" 6=9.6L/min故输入功率为：P=p1l_q=0.81 106 6 10/60 =0.081kw(3-6)(3-7)(3

13、-8)(3-9)文案大全P2 - 0(3-13)实用文档3.3.2工进阶段F / m =6111(N)P2 =0.8MPaP1A1 -F / m P2 A2=P1 =(F/"m + p2A2)/A1=(6111+0.8M106 M15M10-4)/31(3-10)10-4 =2.358MPa由于：q =A1V2 =31 10- 0.05 =0.155 10 2 m3 / min = 0.155L / min故：P=p1q =2.358 106 0.155 10 2 / 60 = 0.0061kw3.3.3快退阶段1、启动阶段F / m =1111NP1 =(F / m)/ 外故 Pi

14、 =1111/15 10Pa =0.74MPa2、加速阶段F / m =667NP2 =0.5MPaP1A2 = F / m P 2 A=t: Pi = (F / m P2 A) / A2 _644=(667+0.5 106 31 10 4)/15 104= 1.48MPa3、恒速阶段F / m=556(N)P2 -0.5MPaP1A2 =F / m p2A=Pi =(F / m ' P2A1 ) / A2 -6_-4-4=(556+0.5 10 31 10 )/15 10=1.40MPa又由于q = A2L 3 =15 10" 6=9 10-3m3/min =9L/ min

15、文案大全实用文档故输入功率为：P = PiLq= 1.4 106 9 10,60= 0.21kw根据上述计算各参数值列入表3-1所示.表3-1 液压缸在不同阶段的压力、流量和功率值工况推力F/N回油腔压力P2/MPa进油 腔压 力P1 MPa输入 流星q L/min输入 功率 P/kw计算公式快进起动111100.69一一r =F/(A-A2)加速667P2 =P + 即*=0.5/IPa0.89一一r=(F+A8)/(A-A)q=(A -AOmP=pq恒速5560.819.60.081工进61110.82.360.1550.0061P1=(F+A2P2)/Aq = Av2p = P1q快退起

16、动111100.74一一P1 =F / A2加速6670.51.48一一P1=(F+A1P2)/A2q =铀3p = P1q恒速5561.409.00.21文案大全实用文档4液压系统图的拟定4.1 制定液压回路方案4.1.1. 油源型式及压力限制这台机床液压系统功率很小,滑台运动速度低,工作负载变化小,可以 采用进口调速回路的形式.为了解决进口调速回路在负载变化时的忽然前冲 现象,回油路上要设置背压阀.由于液压系统选用了节流调速的方式,系统中的油液循环必定是开式的. 从系统压力流量表1-3中可以看到,在液压系统的工作循环内,液压缸要求 压力变化不大.快进、快退所需的时间和工进所需的时间分别为：

17、ti =(li/Vi) (I3/V3)W+IJ/M(4-1)= (400 500) 10)0.1=9s_3_t2 =L/V2 =100黑10 / (0.05/60) =120s(4-2)所以工进时间占总时间的比率为：-父100% = 120 父100%=90.9%(4-3)11t2120 12因此从节能和节约本钱的角度考虑,采用单个液压泵就可以满足系统的工作要求工况图说明,系统的压力和流量均较小,故可采用单定量泵供油油源和溢流阀调压的方案,如图4-1所示：4.1.2. 调速回路铳床加工零件时,有顺铳和逆铳两种工作状态,应选用单向调速阀的 回油节流调速,如图4-3所示.由于已经选用节流调速回路,

18、故系统必然 为开式循环.4.1.3. 换向回路与快速运动回路及连接方式换向回路选用了三位四通“ O'型中位机能的电磁换向阀实现液压缸的文案大全实用文档进退和停止,如图4-2所示.采用二位三通电磁换向阀实现液压缸快进时 的差动连接,如图4-4所示.由于本机床工作部件终点的定位精度无特殊要求,故采用行程限制方 式即活动挡块压下电气行程开关,限制换向阀电磁铁的通断电以及死挡铁 即可实现自动换向和速度换接.4.1.4. 辅助回路在液压泵进口设置一过滤器以保证吸入液压泵的油液清洁,出口设一 单向阀以保护液压泵,在该单向阀与液压泵之间设一压力表及其开关,以 便溢流阀调压和观察,如图4-5所示.图

19、4-1 液压油源的选择图 4-2 换向回路图4-3速度换接回路文案大全实用文档图4-4 差动回路图4-5 辅助回路4.2 拟定液压系统图在制定个液压回路方案的根底上,经整理所得到的液压系统原理图如图 由电磁铁动作顺序表更容易了解系统的工作原理及各工况下的油液流动路线.快进工进工况电磁铁状态1YA2YA3YA快进+-+工进+-快退-原位停止-+-快退文案大全实用文档5液压元件的选择5.1 液压泵的选择5.1.1. 液压泵的最高工作压力计算液压缸在整个工作循环中的最大工作压力出现在快退阶段,其值为2.36MPa,由于进油路元件较少,故液压缸间的进油路上的压力损失估取为 0.5MPa,那么 泵的最大

20、工作压力pp应为：pp =(2.36 0.5)MPa =2.86MPa5.1.2. 压泵的流量计算泵的供油流量按液压缸的快进(包速时)阶段的流量q=9L/min进行估算.由 于系统流量较小,故取泄漏系数 K=1.3,那么液压泵供油流量qp应为pqp > qv =1.3*9=10.7(L/min)5.1.3. 确定液压泵的规格根据系统所需流量,拟初选液压泵的转速为1450 r/min ,泵的容积效率为% =0.8,由此可得泵的排量参考值为Vg=1000qv/ (n1* v) =1000*10.7/(1500*0.8)=8.92( mL/r)根据以上压力和流量数值查阅产品样本,最后确定选取Y

21、B1-10型叶片泵,泵的额定压力为 pn=6.3MPa,液压泵的理论排量为：V = 10mL / r ,容积效率1=0.8 ,泵的额定转速为1500r/min.输出流量为qp =Vn*0.8 =10父1500M0.8=12(L/min),比系统所需的流量稍大.文案大全实用文档5.2 阀类元件及辅助元件的选择根据阀类及辅助元件所在的油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量,可以选出这些液压元件的型号及规格见表5-1 ,表中序号与图4-6中标号相同.表5-1元件的型号及规格厅P元件名称估计通 过流星 L/min额定 8M:/L/min额定 压力 /MPa额定压降/MPa型号、规格1过滤器6.67162.5<0.02XU-B16X10C2定量叶片 泵8.92106.3一YB-63溢流阀9.3636.3一YF3-10B4压