专用铣床液压系统课程设计

1、«液压与气压传动课程设计任务书3授课班号专业年级指导教师学号姓名1 .课程设计题目3一台专用铳床，铳头驱动电机的功率为7.5,铳刀直径为150,转速为300,工作台重量为4*103N,工件和夹具最大重量为1.8*103N,试设计此专用铳床液压系统。2 .课程设计的目的和要求通过设计液压传动系统，使学生获得独立设计能力，分析思考能力，全面了解液压系统的组成原理。明确系统设计要求；分析工况确定主要参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。3 .课程设计内容和教师参数（各人所取参数应有不同）工作台行程为500（快进300,工进150）,快进速度为5m,工进速度为50800,往返加

2、速、减速时间为0.1s,工作台用平导轨，静摩擦系数0.2,动摩擦系数0.1。4 .设计参考资料（包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等）章宏甲液压传动机械工业出版社2006.1章宏甲液压与气压传动机械工业出版社2005.4黎启柏液压元件手册冶金工业出版社2002.8榆次液压有限公司榆次液压产品2002.3课程设计任务明确系统设计要求；分析工况确定主要参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。5.1 设计说明书（或报告）分析工况确定主要参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。5.2 技术附件（图纸、源程序、测量记录、硬件制作）5.3 图样、字数要求系统图一张（3号图），设

3、计说明书一份（20003000字）6.工作进度计划起止日期工作安排完成情况12分析工况确定主要参数34拟订液压系统草图56选择液压元件；验算系统性能7答辩，交卷4 .设计方式手工5 .设计地点、指导答疑时间9备注目录1、 设计任务书2、 负载工况分析1. 工作负载2. 摩擦阻力3. 惯性负荷3、 负载图和速度图4、 确定液压缸参数1. 液压缸的工作压力2. 液压缸尺寸计算3. 液压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算4. 绘制液压缸的工况图5、 拟定液压系统图1. 选择液压基本回路2. 组成系统图6、 选择液压元件1. 确定液压泵的容量及电机功率2. 控制阀的选择3. 确定油管直径4. 确定油箱

4、容积7、 液压系统的性能验算1. 液压系统的压力损失计算2. 液压系统的热量温升计算附：液压系统图、负载工况分析1. 工作负载61000h1000(£0X1000)=60X10兀=60X7.5X10/兀X300X150N=3183N2. 摩擦阻力静摩擦阻力(G12)=0.2X(4000+1800)1160N动摩擦阻力(G12)=0.1X(4000+1800)580NG1-工作台重量G2-工件和夹具最大重量3. 惯性负荷(G12)乂4000+1800)X5/9.8X0.1X60N=493.20Ng厘力加速度9.8m2丫工进速度t彳主返加减速时间三、负载图和速度图取液压缸的机械效率于0.

5、9,计算液压缸各工作阶段的负载情况启动：1160NF'中1160/0.91289N加速：580+493.20=1073.20NF'1=1073.20/0.9=1193N快进：580NF'1=580/0.9=645N工进：580+3183=3763NF'1=3763/0.9=4182N快退：580NF'1=580/0.9=645N液压缸各阶段负载情况阶段负裁计算公式液压缸负裁液压缸推力F'启动11601289加速1073.201193快进580645工进37634182快退5801193根据工况负载F及行程S,绘制负载图:根据快进速度V1、工进速度

6、V2和行程S,绘制速度图:四、确定液压缸参数1 .液压缸的工作压力根据负载弁查表，初选工作压力Pi=32 .计算液压缸尺寸鉴于动力滑台要求快进、快退速度相等，可选用单杆式差动液压缸。无杆腔工作面积A,有杆腔工作面积A,且Ai=2A,即活塞杆直径d与缸筒直径D呈0.707D的关系。回油路上背压P2取0.8油路压力损失P取0.5Ai(Pi2/2)=4182X10-6/(3-0.8/2)m2=0.0016m2(4A1)/45.130.70731.91按2348-2001将直径元整成就进标准值5035液压缸两腔的实际有效面积为：A1=%D2/4=19.63X10-4n2A2=%(D22)/4=10.0

7、1X10-4n2根据上述D与d的值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力3 .液压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算工况回油腔压力P2进油腔压力R输入流里Q/(L/mirji输入功率P/kW计算公式快进启动128901.86一-FA2Pp1AA2Q(A-AvPPiQ加速1193PPP0.51.76一-恒速6451.294.810.10工进41820.82.541.570.0980.07FP2A2p1AiQAv2PPiQ快退启动128901.29一-Fp2Ap1AQA2VPP1Q加速11930.52.17一-恒速6451.625.010.1354 .液压缸工况图五.拟定液压系统图1.选择液压基本回

8、路选择调速回路。该系统的流量、压力较小，可选用定量泵和溢流阀组成的供油源，液压系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，铳床加工有顺锂和逆锂之分，可采用进流口节流的调速形式，具有承受负切削的能力，如图(a)(a)选择快速运动回路和换向回路。系统采用节流调速回路后，不管采用什么油源形式都必须有单独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速运动。在本系统中，单杆液压缸要作差动连接,为保证换向平稳，采用电液换向阀式换接回路，如图(b)选择速度换接回路。避免液压冲击，宜选用行程阀来控制速度换接，如图(c)（c）2.组成液压系统图根据各液压基本回路组成液压系统图，如图（d）系统油路分析：1）、快进进油路：油

9、箱一滤油器1油泵2一单向阀3一换向阀4左位一行程阀5左位一液压缸8右腔回油路：液压缸8左腔一换向阀4左位一单向阀9一行程阀5左位一液压缸8右腔2）、工进进油路：油箱一滤油器1油泵2一单向阀3一换向阀4左位一调速阀6液压缸8右腔回油路：液压缸8左腔一换向阀4左位一溢流阀10一顺序阀11一油箱3）、快退进油路：油箱一滤油器1油泵2一单向阀3一换向阀4右位一液压缸8左腔回油路：液压缸8右腔一单向阀7一换向阀4右位一单向阀13一油箱六、选择液压元件1 .确定液压泵的容量及电机功率1)、液压泵油路压力损失0.5,回油路泄露系数取1.1,则液压泵的最高工作压力为：1+A(2.54+0.5)3.04总流量：

10、(1.1x5.01)5.511L根据上述计算数据查泵的产品目录，选用9B定量式叶片泵输出流量6.9L。2 )确定驱动电动机功率。由工况图表明，最大功率出现在快退阶段，液压泵总效率4=0.75，则电动机功率为：p Q (1.62 0.5) 660 0.750.283根据此数据按96161999,查阅电动机产品样本选取Y90S型三相异步电动机，具额定功率0.75，额定转速1000。2 .控制阀的选择根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，可选由这些液压元件的型号及规格,如下表:序号元件名称额定流量额定压力型号规格1滤油器166.1810x2002定品式叶片泵6.979B

11、3单向阀6316310B4三位五通电液阀801835310B5行程阀631610B6调速阀0.0750167单向阀63169单向阀6316310B10背压阀636.33-10B11顺序阀20372F10F12溢流阀636.33-10B13单向阀6316310B3 .定油管直径各元件间连接管道的规格按原件接口尺寸决定，液压缸则按输入、排生的最大流量计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、由流量已与原定数值不同，所以要重新计算，如下表所示。油液在压油管中的流速取3m,dA2%q/()=2XV(12.24106)/(310360)9.3油液在吸油管中的流速取1m,dA2Tq7()=2XJ6

12、106/(110360)11.3两个油管都按2351-2005选用外径中15、内径中12的无缝钢管。流量、速度快进工进快退轴入加亡里q1=(A1)/(A12')二(19.63x6)/(19.63-10.01)=12.24q1=0.5q16排出流量q2=(A2q1)1=(10.01x12.24)/19.63=6.24q2=(A2q1)1=(0.5x10.01)/19.63=0.25q2=(A1q1)2=(19.63x6)/10.01=11.764 .定油箱容积取士为7时，求得其容积为：E7X6L=42L按7938-1999规定，取标准值100L。七、液压系统性能的验算1.液压系统的压力损

13、失计算1)、快进滑台快进时，液压缸差动连接，进油路上通过单向阀3的流量是6L,通过电液换向阀4,液压缸有杆腔的回油与进油路汇合，以12.24L通过行程阀5并进入无杆腔。因此进油路上的总压降为EA0.2X(6/63)2+0.5X(6/80)2+0.3X(12.24/63)2二(0.019+0.038+0.058)0.115压力阀不会被打开，油泵的流量全部进入液压缸。回油路上，液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀4和单向阀9的流量都是6.24L，然后与液压泵的供油合并，经行程阀5流入无杆腔。由此可算出快进时有杆腔压力p2与无杆腔压力pi之差21=0.5X(6.24/80)2+0.2X(6.24/63

14、)2+0.3X(12.24/63)2=(0.039+0.020+0.058)=0.117此值小于原估计值0.5，所以是安全的。2) 、工进工进时，油液在进油路上通过电液换向阀4的流量为0.5L,在调速阀7处得压力损失为0.5，油液在回油路上通过换向阀4的流量是0.25L，在背压阀10处得压力损失为0.5，通过顺序阀11的流量为(6+0.24)6.24L，因此这时液压缸回油腔的压力p2为P2=0.5X(0.24/80)2+0.5+0.3X(6.24/63)2=(0.002+0.5+0.030)=0.532此值小于原估计值0.8。重新计算工进时液压缸进油腔压力p1p1=(F'2A2)1二(

15、4182+0.532x106X10.01x10-4)/19.63x106X10-4=2.40此数值与2.54接近。3) 、快退快退时，油液在进油路上通过换向阀4的流量为6L；油液在回油路上通过单向阀7、换向阀4和单向阀13的流量都是11.76L，因此进油路上总压降为汇产0.2X(6/63)2+0.5X(6/80)2=(0.019+0.038)=0.057此值较小，所以液压泵驱动电动机的功率是足够的。回油路上总压降为EA2=0.2X(11.76/63)2+0.5X(11.76/80)2+0.2X(11.76/63)2=(0.037+0.074+0.037)=0.148此值与0.135接近，不必重算。所以快退时液压泵的最大工作压力应为1+EA1=(2.17+0.057)2.227