毕业答辩PPT(双头组合车床液压系统设计及仿真)

1、 宁夏大学机械工程学院宁夏大学机械工程学院毕业设计毕业设计（20142014届）届）题目：双头组合车床液压系统的设计及仿真专业：机械工程及自动化 班级：10级机制（3）学号：12010240596 姓名：庞江波指导教师：梁云峰 一一、双头组合车床、双头组合车床液压系统的设计液压系统的设计步骤步骤 1. 明确设计要求明确设计要求，进行工况分析进行工况分析 2. 拟定液压系统工作原理图拟定液压系统工作原理图 3. 计算和选择液压元件计算和选择液压元件 4. 液压系统性能的验算液压系统性能的验算二、双头组合车床液压系统的仿真二、双头组合车床液压系统的仿真三、结论三、结论一、一、液压系统的设计步骤液压

2、系统的设计步骤 1. 明确设计要求明确设计要求，进行工况分析；进行工况分析； 2. 拟定液压系统原理图；拟定液压系统原理图； 3. 计算和选择液压元件；计算和选择液压元件； 4. 液压系统性能的验算；液压系统性能的验算； 5. 绘制工作图，编写技术文件。绘制工作图，编写技术文件。1. 明确设计要求明确设计要求，进行工况分析进行工况分析 某厂要设计制造一台双头车床，加工压缩机拖车上的某厂要设计制造一台双头车床，加工压缩机拖车上的一根长轴两端轴颈。由于零件较长，拟采用零件固定、刀一根长轴两端轴颈。由于零件较长，拟采用零件固定、刀具旋转和进给的加工方式。机床加工动作循环是具旋转和进给的加工方式。机床

3、加工动作循环是“快进快进工进工进快退快退停止停止”，其最大切削力在导轨中心线方向，其最大切削力在导轨中心线方向，估计为估计为1200012000N N，所要移动的总重量估计为，所要移动的总重量估计为1500015000N N。工作进。工作进给要求能在给要求能在0.020.021.2m/min1.2m/min范围内进行无级调速，快进、范围内进行无级调速，快进、快快退速度一致，均为退速度一致，均为4m/min4m/min，试设计该液压传动系统，试设计该液压传动系统。 根据加工要求，刀具旋转由机械传动来实现，主轴根据加工要求，刀具旋转由机械传动来实现，主轴头沿导轨中心线方向的头沿导轨中心线方向的“快

4、进快进工进工进快退快退停止停止”工工作循环拟采用液压传动方式来实现，故选液压缸作执行作循环拟采用液压传动方式来实现，故选液压缸作执行元件。元件。 考虑到车削进给系统传动功率不大，且要求低速稳考虑到车削进给系统传动功率不大，且要求低速稳定性好，粗加工时负载有较大的变化，故拟选用调速阀、定性好，粗加工时负载有较大的变化，故拟选用调速阀、变量泵组成的联合调速方式。变量泵组成的联合调速方式。 为自动实现上述工作循环，并保证零件的加工长度，为自动实现上述工作循环，并保证零件的加工长度，拟采用行程开关及电磁换向阀实现顺序动作。拟采用行程开关及电磁换向阀实现顺序动作。2. 拟定液压系统工作原理图拟定液压系统

5、工作原理图 系统同时驱动两个车削头，且动作循环完全相同，为系统同时驱动两个车削头，且动作循环完全相同，为保证快进、快退速度相等，并减小泵的流量规格，选用差保证快进、快退速度相等，并减小泵的流量规格，选用差动连接回路。动连接回路。 在行程控制中，由快进转工进时，采用机动滑阀，使在行程控制中，由快进转工进时，采用机动滑阀，使速度转换平稳，且安全可靠。工进结束时，压下电气行程速度转换平稳，且安全可靠。工进结束时，压下电气行程开关返回。快退到终点，压下行程开关，运动停止。开关返回。快退到终点，压下行程开关，运动停止。 两个车削头的进给速度可分别进行调节，调节一个时，两个车削头的进给速度可分别进行调节，

6、调节一个时，另一个应停止。拟定的液压系统原理图如下图所示。另一个应停止。拟定的液压系统原理图如下图所示。1-叶片泵 2、10-三位五通电磁换向阀 3、11-双作用单杆活塞缸 4、12-行程阀 5、7、13、15-单向阀 6、14-调速阀 8、16-卸荷阀 9、17-溢流阀3. 计算和选择液压元件计算和选择液压元件 液压缸受力分析如下图所示，具体计算过程见说液压缸受力分析如下图所示，具体计算过程见说 明书。根据工作要求，选用双作用单杆活塞缸。明书。根据工作要求，选用双作用单杆活塞缸。（1 1）液压缸的计算）液压缸的计算总机械载荷总机械载荷： F =FW +Fa + Fs + Ff + Fb 式中

7、式中 FW 工作负载工作负载 Fa 活塞上所受惯性力；活塞上所受惯性力； Fs 密封阻力；密封阻力； Ff 导轨摩擦阻力；导轨摩擦阻力； Fb 回油背压形成的阻力。回油背压形成的阻力。 l（2 2）液压泵的计算液压泵的计算 液压泵的实际工作压力液压泵的实际工作压力: P: Pp p= P+= P+p p 式中式中 p p 液压缸的工作压力，已选定为液压缸的工作压力，已选定为3.3 MPa3.3 MPa； p p 进油路上总的压力损失进油路上总的压力损失, , p p一般为一般为(0.5(0.51.5)MPa1.5)MPa，取，取p =1 MPap =1 MPa。 液压泵的流量：液压泵的流量：

8、式中式中 k k 泄漏系数，取泄漏系数，取 1.1 1.1； q qmaxmax 两切削头快进时所需的最大流量之和两切削头快进时所需的最大流量之和. . 计算得：计算得：P Pp p = = 4.3 MPa4.3 MPa ， q qp p = = 27.5 27.5 L L/min/min。 按压力为按压力为4.3 MPa4.3 MPa，流量为，流量为27.5 27.5 L L/min/min，又要求泵能变量，又要求泵能变量，查液压查液压传动设计手册传动设计手册183183页表页表3-343-34，选择选择 YBN YBN40M40MJB JB 型叶片泵型叶片泵，最高转，最高转1800r/mi

9、n,1800r/min,最低转速最低转速600r/min,600r/min,功率为功率为1.72kw1.72kw。maxqkqp（3 3）确定液压泵电机的功率确定液压泵电机的功率 该系统选用变量泵，故应分别计算快速空载与工进速该系统选用变量泵，故应分别计算快速空载与工进速度最大时所需的功率，按两者中的较大值选取电机功率度最大时所需的功率，按两者中的较大值选取电机功率。 根据工进速度最大时所需的功率根据工进速度最大时所需的功率P Pmaxmax=1.362 kW, =1.362 kW, 按按JB/T96161999JB/T96161999，查阅电动机产品样本选取，查阅电动机产品样本选取Y100L

10、-6Y100L-6型电动型电动机，其额定功率机，其额定功率P Pn n=1.5kW, =1.5kW, 额定转速额定转速n=940r/minn=940r/min。63maxmax4.3 107.6 10221362(W)60 0.8pWWoppqp63max1.3 1027.5 10745(W)P600.8ppWoppqP（4 4）选择控制元件选择控制元件 控制元件的规格应根据系统最高工作压力和通过该控制元件的规格应根据系统最高工作压力和通过该阀的最大流量，在标准元件的产品样本中选取。阀的最大流量，在标准元件的产品样本中选取。方向阀方向阀 按按 p p = 4.3 MPa= 4.3 MPa，q

11、q =12.5 =12.5 L L/min/min，选，选35D35D25B25B。 （滑阀中位机能（滑阀中位机能O O型）型）单向阀单向阀 按按 p p = 3.3 MPa= 3.3 MPa，q q = 12.5 = 12.5 L L/min/min，选，选 I I25B25B。 调速阀调速阀 按工进最大流量按工进最大流量q q = 7.6 = 7.6 L L/min/min，工作压力工作压力p p = 3.3 = 3.3 MPaMPa，选，选Q Q10B10B。背压阀背压阀 调至调至0.3 MPa0.3 MPa，流量为，流量为q q = 7.6 = 7.6 L L/min/min，选，选B

12、 B1010。顺序阀顺序阀 调至大于调至大于1.3MPa1.3MPa，保证快进时不打开。流量，保证快进时不打开。流量q q = 7.6 = 7.6 L L/min/min，选，选X XB10BB10B。行程阀行程阀 按按 p p = 1.3 MPa= 1.3 MPa，q q=12.5 =12.5 L L/min/min，选，选22C22C25B25B。（5 5）油箱的选择）油箱的选择 本系统为中压系统，按经验，油箱的容积一般本系统为中压系统，按经验，油箱的容积一般取泵流量的取泵流量的3 35 5倍倍，本例取本例取4 4倍，倍，计算得计算得其有效容积其有效容积： V V = 4 = 4q qp

13、p= 4= 427.5 = 11027.5 = 110（L L） 查阅液压传动设计手册选择查阅液压传动设计手册选择YX-100YX-100型油箱。型油箱。（6 6）油管的选择油管的选择 查阅查阅液压液压设计手册，选择油管公称通径设计手册，选择油管公称通径，在液在液压泵的出口，按流量压泵的出口，按流量27.5 27.5 L L/min/min，查表取管路通径，查表取管路通径为为1010；液压泵的吸油管应稍粗些，选管径为；液压泵的吸油管应稍粗些，选管径为1212；其余油管按流量其余油管按流量12.5 12.5 L L/min/min，查表取，查表取8 8。4. 液压系统性能的验算液压系统性能的验算

14、 （1 1）系统压力损失验算）系统压力损失验算 由于系统的具体管路布置尚未确定由于系统的具体管路布置尚未确定，整个整个系统系统的压力损的压力损失无法失无法全面全面估算，仅只阀类元件对压力损失所造成的影响，估算，仅只阀类元件对压力损失所造成的影响，可供调定系统中某些压力值时参考。可供调定系统中某些压力值时参考。 （2 2）系统温升验算）系统温升验算 由于本系统的功率小由于本系统的功率小，又采用限压式变量泵，效率高，又采用限压式变量泵，效率高，发热少，且油箱容量较大，温升是没有问题的，故不必进行发热少，且油箱容量较大，温升是没有问题的，故不必进行系统温升的验算。系统温升的验算。 二、双头组合车床液压系统的仿真 在在FluidSIMFluidSIMH H软件环境中，搭建了双头组合车床软件环境中，搭建了双头组合车床液压回路及其电气控制电路，然后对双头组合车床液液压回路及其电气控制电路，然后对双头组合车床液压系统的整个加工动作循环压系统的整个加工动作循环“快进快进工进工进停留停留快快退退停止停止”，进行了模拟仿真。，进行了模拟仿真。三、结论 根据设计计算结果，设计出了一台可实现工作循环的根据设计计算结果，设计出了一台可实现工作循环的双头双头组合组合车车床，床，并并画出了该液压系统的原理图，分析出了画出了该液压系统的原理图，分析出了系统在各个动作循