专用铣床系统设计-液压传动课程设计

液压传动课程设计小组成员：刘佳赵鲁鹏夏沛玉指导老师：周辉峰专用铣削机床液压系统设计

要求设计一专用铣床，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150mm，快进、快退速度均为4.5m/min，工进速度为60～100mm/min，加速、减速时间均为0.05s，工作台采用平面导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，现设计机床的液压传动系统。设计流程负载分析负载图和速度图的绘制液压缸主要参数的确定液压系统图的拟定液压元件的选择一、负载分析1.工作负载2.摩擦负载静摩擦动摩擦

一、负载分析3.惯性负载加

速

减

速

制

动一、负载分析反向加速

反向制动二、负载图和速度图的绘制速度变化大，压力变化大三、液压缸主要参数的确定负载F/kN<55~1010~2020~3030~50>50工作压力p/MPa<0.8~1.01.5~2.02.5~3.03.0~4.04.0~5.0>5.0~7.0表一

载选择执行元件的工作压力设备精加工机床半精加工机床粗加工或重型机床农业机械、小型工程机械液压压力机、重型机械大中型挖掘机械、起重运输机械工作压力p/MPa0.8~2.03.0~5.05.0~10.010.0~16.020.0~32.0表二

各类液压设备常用工作压力三、液压缸主要参数的确定负载F/kN20~3030~50工作压力p/MPa3.0~4.04.0~5.0设备半精加工机床工作压力p/MPa3.0~5.0根据表一及表二，本铣床应选用4MPa（轴向负载30kN，半精加工机床）。1.初选液压缸的工作压力三、液压缸主要参数的确定2.计算液压缸的尺寸系统类型背压Pb/MPa中低压系统（0～8MPa）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0.5～0.8回油路带背压阀0.5～1.5带补油路的必式回答0.8～1.5中高压系统（8～16MPa）同上比中低压系统高50%～100%高压系统（16～32MPa）如锻压机械等初算时背压可忽略不计表三

执行元件背压的估计值三、液压缸主要参数的确定为避免工进载荷突然变为零，回油路上应设有背压装置，根据表三，背压初选0.6MPa。由于工作台快进和快退速度相等，而工作负载单向，故液压缸选用单活塞杆式液压缸，快进时采用差动连接增速。下面计算活塞杆半径和缸内径。三、液压缸主要参数的确定暂定活塞进出油端面积比

，即d=0.71D，有下面等式：进油端面积：三、液压缸主要参数的确定计算两径D和d：根据GBT2348-1993国标圆整取D=110mm，d=80mm。三、液压缸主要参数的确定4.求液压缸的最大流量最大最小流量比三、液压缸主要参数的确定工况缸推力F/N进油腔压力p/MPa流量L/min液压缸功率P/W快进启动12080.72――――加速15280.78――――恒速6040.6022.59225.9减速-307――――――工进335713.940.9562.38制动592――――――快回反向加速-15281.61――――恒速-6041.4120.18474.23反向制动319――――――表四

不同工况中液压缸压力、流量和功率值四、液压系统图的拟定（一）选择基本回路1.供油方式液压缸快进和快退时所需流量较大。而工进是流量相对极少，比值达到24：1。从提高系统效率，节省能源考虑，应选用双联式定量叶片泵或限压式变量泵，但流量突变时液压冲击大，后者工作时会因此而极不平稳，故最终采用双联式定量叶片泵供油方案（右图）。四、液压系统图的拟定2.选择调速回路进口调速回路运动平稳，快进过程中碰到工件或快进换工进时易于控制压力，停车后启动时冲击小，故选用进口节流调节回路。为防止铣完工件时负载突然消失引起运动部件前冲，在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。（图中还有行程阀和单向阀）四、液压系统图的拟定3.选择快速运动和换向回路选择快速运动和换向回路本系统已选定液压缸差动连接和双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。考虑到从工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路，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。四、液压系统图的拟定4.快进换工进速度换接回路

为保证快进时在250mm处自动换成工进，实现自动化控制，同时避免人的疏忽导致机床的损坏，故利用行程阀控制快进到工进的换接。四、液压系统图的拟定5.选择调压和卸荷回路在双泵供油的油源形式确定后，调压和卸荷问题都已基本解决。即滑台工进时，高压小流量泵的出口压力由油源中的溢流阀调定，无需另设调压回路。在滑台工进和停止时，低压大流量泵通过液控顺序阀卸荷，高压小流量泵在滑台停止时虽未卸荷，但功率损失较小，故可不需再设卸荷回路。整理后的液压系统原理图单向阀6：工进时断开进、回油路，快进时形成差动连接。单向阀13：避免机床停止工作时回路中的油液流回油箱，导致空气进入系统。压力继电器14：当滑台碰上死挡块后，它发出快退信号，操纵电液换向阀换向。五、液压元件的选择1.确定液压泵的型号及电动机功率

液压缸在整个工作打抱不平中最大工作压力为3.94MPa，取压力损失∑∆p=0.6MPa，液压泵的最大供油压力为：

按10%漏油计算，两个泵的总流量为：五、液压元件的选择

工进时所需流量为0.95L/min，为满足溢流阀3L/min的最小稳定流量，所以高压泵的输出流量不得少于3.95L/min。

根据以上压力和流量的数值，选用YB1－16/16型的双联叶片泵。YB1－6/20型的双联叶片泵参数：

额定压力：6.3MPa排量：6/20ml/r

转速：960r/min容积效率：88%

驱动功率：1.5/3kW重量：9kg

五、液压元件的选择

液压泵的输出流量：

电动机的输出功率为：

查产品目录，选用Y132S－6型电动机，参数：额定功率：3kW转速：960r/min