专用铣床液压系统课程设计

1、 ?液压与气动?课 程 设 计题 目： 专用铣床液压系统设计 专业班级：姓 名： 学 号： 指导教师： 2 0 1 3年 7月 2 0日 课程设计任务书设 计题 目专用铣床液压系统的设计成绩主要内容某台专用铣床，驱动铣头的电动机功率为7.5kw，铣刀盘形直径为120mm，转速为350r/min。假定工作平台重量为4103N，工件和夹具的最大重量为1.5103N，工作台行程为400mm，其中快进行程300mm，工进行程100mm；快进速度为4.5m/min，工进速度为0.061m/min，其往复运动的加速减速时间为0.05s，工作台用平导轨，其静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fu=0.1，试设

2、计铣床的液压系统。指导教师意见签名： 200 年 月 日目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc297763436 摘 要 PAGEREF _Toc297763436 h 2 HYPERLINK l _Toc297763437 一设计目的、要求及题目 PAGEREF _Toc297763437 h 3 HYPERLINK l _Toc297763438 设计的目的 PAGEREF _Toc297763438 h 3 HYPERLINK l _Toc297763439 设计的要求 PAGEREF _Toc297763439 h 3 HYPERLINK l _Toc2

3、97763440 3设计题目 PAGEREF _Toc297763440 h 3 HYPERLINK l _Toc297763441 二负载工况分析 PAGEREF _Toc297763441 h 4 HYPERLINK l _Toc297763442 1. 工作负载 PAGEREF _Toc297763442 h 4 HYPERLINK l _Toc297763443 2. 摩擦阻力 PAGEREF _Toc297763443 h 4 HYPERLINK l _Toc297763444 3. 惯性负荷 PAGEREF _Toc297763444 h 4 HYPERLINK l _Toc297

4、763445 三绘制负载图和速度图 PAGEREF _Toc297763445 h 5 HYPERLINK l _Toc297763446 四初步确定液压缸的参数 PAGEREF _Toc297763446 h 6 HYPERLINK l _Toc297763447 1 初选液压缸的工作压力。 PAGEREF _Toc297763447 h 6 HYPERLINK l _Toc297763448 2计算液压缸尺寸。 PAGEREF _Toc297763448 h 6 HYPERLINK l _Toc297763449 3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表 PAGEREF _

5、Toc297763449 h 7 HYPERLINK l _Toc297763451 五制定液压回路的方案，拟定液压系统图 PAGEREF _Toc297763451 h 9 HYPERLINK l _Toc297763452 1选择液压根本回路 PAGEREF _Toc297763452 h 9 HYPERLINK l _Toc297763453 2组成系统图 PAGEREF _Toc297763453 h 10 HYPERLINK l _Toc297763454 六选择液压元件 PAGEREF _Toc297763454 h 11 HYPERLINK l _Toc297763455 1确定

6、液压泵的容量及电动机功率 PAGEREF _Toc297763455 h 11 HYPERLINK l _Toc297763456 控制阀的选择 PAGEREF _Toc297763456 h 11 HYPERLINK l _Toc297763457 3确定油管直径 PAGEREF _Toc297763457 h 12 HYPERLINK l _Toc297763458 4确定油箱容积 PAGEREF _Toc297763458 h 12 HYPERLINK l _Toc297763459 七 液压系统的性能验算 PAGEREF _Toc297763459 h 12 HYPERLINK l _

7、Toc297763460 液压系统的效率 PAGEREF _Toc297763460 h 12 HYPERLINK l _Toc297763461 液压系统的温升 PAGEREF _Toc297763461 h 13 HYPERLINK l _Toc297763462 致谢 PAGEREF _Toc297763462 h 14 HYPERLINK l _Toc297763463 参考文献 PAGEREF _Toc297763463 h 14摘 要 液压系统是以电机提供动力根底，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作

8、。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的局部就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。一设计目的、要求及题目设计的目的 液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求到达以下目的： 1.稳固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力； 2.正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压根本回路、组合成满足根本性能要求的液压系统； 3.熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设

9、计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的根本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。设计的要求1.设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在平安性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济；2.独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再借鉴。不能简单地抄袭；3.在课程设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、根本回路及典型系统的组成，积极思考。

10、不能直接向老师索取答案。4.液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目由指导老师分配，题目附后；5.液压传动课程设计一般要求学生完成以下工作：设计计算说明书一份； 液压传动系统原理图一张3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表。3设计题目 一台专用铣床的铣头驱动电机的功率N= 7.5KW ，铣刀直径D=120mm，转速n=350rpm，工作台重量G1=4000N，工件及夹具重量G2=1500N，工作台行程L=400mm，快进300mm，工进100mm快进速度为4.5m/min，工金速度为601000mm/min，其往复运动和加速减速时间t=0.05s，工作台用

11、平导轨，静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1。设计其液压控制系统。二负载工况分析1. 工作负载2. 摩擦阻力3. 惯性负荷查液压缸的机械效率，可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如下表表1所示：表1 液压缸各阶段的负载情况工况负载计算公式液压缸负载液压缸推力/N启动11001222.22加速1390.981545.53快进550611.11工进3960.464400.51快退550611.11三绘制负载图和速度图根据工况负载和以知速度和及行程S，可绘制负载图和速度图，如下列图图1、图2所示：图1(负载图)图2速度图四初步确定液压缸的参数1 初选液压缸的工作压力。查各类液压设备常用工

12、作压力初选，2计算液压缸尺寸。选用差动液压缸，无杆腔与有杆腔的有效面积为；回油路上有背压阀或调压阀，取背压;回油管路压力损失。按JB218377取标准值 D=50mm活塞杆的直径为：由此求得液压缸的实际有效工作面积3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表2所示：表2 液压缸所需的实际流量、压力和功率工况负载回油腔压力进油腔压力输入流量输入功率计算公式快进启动1222.2212.7加速1545.5321.27恒速611.1111.564.330.08工进4400.51826.51.960.120.086快退启动1222.2212.2加速1545.5325.24恒速611.1115

13、.914.50.119五、制定液压回路的方案，拟定液压系统原理图制订液压回路方案油源型式及压力控制 工况图说明，系统的压力和流量均较小，故可采用电动机驱动的单定量泵供油油源和溢油阀调压方案，如图3-10所示。调速回路 铣床加工零件时，有顺铣和逆铣两种工作状态，应选用单向调速阀的回油节流调速回路见图3-11。由于已选用节流调速回路，故系统必然为开式循环。换向回路与快速运动回路及换接方式 换向回路选用三位四通“O型中位机能的电磁换向阀实现液压缸的进退和停止见图3-12。采用二位三通电磁换向阀实现液压缸快进时的差动连接见图3-13。由于本机床工作部件终点的定位精度无特殊要求，故采用行程控制方式即活动

14、挡块压下电气行程开关，控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。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，以便液压阀调压和观测见图3-14。在制定各液压回路方案的根底上，经整理所组成的液压系统原理图如图3-15所示。由电磁铁动作顺序表图中附表容易了解系统的工作原理及各工况下的油液流动路线。图4为所设计的液压系统图。工况电磁铁状态1YA2YA3YA快进+_工进+_+快退_+ +工作台停止_六选择液压元件1确定液压泵的容量及电动机功率1液压泵的工作压力和流量计算。进油路的压力损失取，回路泄

15、露系数取，那么液压泵的最高工作压力和流量为：根据上述计算数据查泵的产品目录，选用型定量叶片泵。2确定驱动电动机功率。由工况图说明，最大功率出现在快退阶段，液压泵总效率0.75,那么电动机功率为：控制阀的选择根据泵的工作压力和通过各阀的实际流量，选取各元件规格，如表所示。格表3 各元件的规格序号元件名称最大通流量/L/min型号规格1 定量叶片泵2溢流阀Y10B 3三位四通电磁阀34D10B4单向调速阀QI10B5二位三通电磁阀23D10B6过滤器XUB3确定油管直径进出液压缸无杆腔的流量，在快退和差开工况时为，所以管道流量按计算。取压油管流速，取内径为的管道。吸油管的流速，通过流量为，那么，取

16、内径为管道。确定管道尺寸应与选定的液压元件接口处的尺寸一致。4确定油箱容积七 液压系统的性能验算 液压系统的效率 经计算，取泵的效率，液压缸的机械效率，回路效率为： 当工进速度为时， 当工进速度为时， 液压系统的温升只验算系统在工进时的发热和温升定量泵的输入功率为： 工进时系统的效率，系统发热量为： 取散热系数，油箱散热面积时， 计算出油液温升的近似值： ，固合理。致谢 一个星期的时间，课程设计终于完成了。在这个过程中我对书本有了更深的了解，学到了很多有价值东西，能到达这样的效果是所有曾经指导过我的老师，帮助过我的同学，一直支持着我的家人对我的教诲、帮助和鼓励的结果。我要在这里对他们表示深深的谢意！ 感谢我的室友及班级好友，因为有你们的帮助，我的课程设计得以顺利完成。我们之