專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計

1、一、設(shè)計要求及任務(wù)1 .設(shè)計要求(1) .設(shè)計時必須從實際出發(fā)，綜合考慮實用性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性及操作維修方便。(2) .獨(dú)立完成設(shè)計。設(shè)計時可以收集、參考同類機(jī)械的資料，但必須深入理解，消化后再借鑒。不能簡單地抄襲；(3) .在課程設(shè)計的過程中，要隨時復(fù)習(xí)液壓元件的工作原理、基本回路及典型系統(tǒng)的組成，積極思考。(4) .液壓傳動課程設(shè)計的題目均為中等復(fù)雜程度液壓設(shè)備的液壓傳動裝置設(shè)計。具(5) .液壓傳動課程設(shè)計一般要求學(xué)生完成以下工作：設(shè)計計算說明書一份；液壓傳動系統(tǒng)原理圖一張(3號圖紙，包括工作循環(huán)圖和電磁鐵動作順序表)；一張液壓缸工作圖。2 .設(shè)計題目一臺專用銃床的銃頭驅(qū)動電機(jī)的功率N=

2、7.5KW,銃刀直徑D=120mm,轉(zhuǎn)速n=350rpm,工作臺重量G1=4000N,工件及夾具重量G2=1500N,工作臺行程L=400mm，(快進(jìn)300mm,工進(jìn)100mm)快進(jìn)速度為4.5m/min,工金速度為601000mm/min,其往復(fù)運(yùn)動和加速(減速)時間t=0.05s,工作臺用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)fs=0.2,動摩擦系數(shù)fd=0.1。設(shè)計其液壓控制系統(tǒng)。二、進(jìn)度安排及完成時間1 .設(shè)計時間：一周，2009年06月22日至2009年06月26日。2 .進(jìn)度安排星期一星期三：布置設(shè)計任務(wù)，查閱資料，熟悉設(shè)計要求及任務(wù)，軟硬件設(shè)計。星期四星期五：整理資料，按格式撰寫設(shè)計說明書，上交設(shè)計

3、作業(yè)(打印稿及電子文檔)一.設(shè)計目的、要求及題目3設(shè)計的目的3設(shè)計的要求3(3)設(shè)計題目12 .負(fù)載一一工況分析41 .工作負(fù)載42 .摩擦阻力43 .慣性負(fù)荷43 .繪制負(fù)載圖和速度圖54 .初步確定液壓缸的參數(shù)61 .初選液壓缸的工作壓力。62 .計算液壓缸尺寸。63 .液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的計算值如下表74 .繪制液壓缸的工況圖(圖3)85 .擬定液壓系統(tǒng)圖81 .選擇液壓基本回路82 .組成系統(tǒng)圖96 .選擇?壓元件101 .確定液壓泵的容量及電動機(jī)功率102 .控制閥的選擇103 .確定油管直徑114 .確定油箱容積117 .液壓系統(tǒng)的性能驗算111 .液壓系統(tǒng)的

4、效率112 .液壓系統(tǒng)的溫升12致謝錯誤！未定義書簽。14設(shè)計目的、要求及題目設(shè)計的目的液壓傳動課程設(shè)計是本課程的一個綜合實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過該教學(xué)環(huán)節(jié)，要求達(dá)到以下目的：1,鞏固和深化已學(xué)知識，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計計算的一般方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力和綜合分析問題、解決問題能力；2,正確合理地確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件；能熟練地運(yùn)用液壓基本回路、組合成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)；3,熟悉并會運(yùn)用有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計手冊和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。對學(xué)生在計算、制圖、運(yùn)用設(shè)計資料以及經(jīng)驗估算、考慮技術(shù)決策、CA跟術(shù)等方面的基本技能進(jìn)行一次訓(xùn)練，以提高這些技能的水平。設(shè)計的要求1.設(shè)計

5、時必須從實際出發(fā)，綜合考慮實用性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性及操作維修方便。如果可以用簡單的回路實現(xiàn)系統(tǒng)的要求，就不必過分強(qiáng)調(diào)先進(jìn)性。并非是越先進(jìn)越好。同樣，在安全性、方便性要求較高的地方，應(yīng)不惜多用一些元件或采用性能較好的元件，不能單獨(dú)考慮簡單、經(jīng)濟(jì)；2,獨(dú)立完成設(shè)計。設(shè)計時可以收集、參考同類機(jī)械的資料，但必須深入理解，消化后再借鑒。不能簡單地抄襲；3 .在課程設(shè)計的過程中，要隨時復(fù)習(xí)液壓元件的工作原理、基本回路及典型系統(tǒng)的組成，積極思考。不能直接向老師索取答案。4 .液壓傳動課程設(shè)計的題目均為中等復(fù)雜程度液壓設(shè)備的液壓傳動裝置設(shè)計。具體題目由指導(dǎo)老師分配，題目附后；5 .液壓傳動課程設(shè)計一般要求學(xué)生完

6、成以下工作：設(shè)計計算說明書一份；液壓傳動系統(tǒng)原理圖一張（3號圖紙，包括工作循環(huán)圖和電磁鐵動作順序表）。（3）設(shè)計題目一臺專用銃床的銃頭驅(qū)動電機(jī)的功率N=7.5KW,銃刀直徑D=120mm,轉(zhuǎn)速n=350rpm,工作臺重量G1=4000N,工件及夾具重量G2=1500N,工作臺行程L=400mm，（快進(jìn)300mm,工進(jìn)100mm）快進(jìn)速度為4.5m/min,工金速度為601000mm/min,其往復(fù)運(yùn)動和加速（減速）時間t=0.05s,工作臺用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)fs=0.2,動摩擦系數(shù)fd=0.1。設(shè)計其液壓控制系統(tǒng)。二.負(fù)載工況分析607.5106N=3410.46N二3501201 .工作負(fù)

7、載l1000P1000P60106PFW=vDn二Dn6010002 .摩擦阻力Ffj=fj(G1G2)=0.2(40001500)N=1100NFfd=fd(G1G2)=0.1(40001500)N=550N3 .慣性負(fù)荷FgG1G2v=(二:400015004.5=()9.810.0560N=840.98N查液壓缸的機(jī)械效率=0.9,可計算出液壓缸在各工作階段的負(fù)載情況，如下表表1所示:表1液壓缸各階段的負(fù)載情況工況負(fù)載計算公式液壓缸負(fù)載F/N液壓缸推力/N啟動F-Ffj11001222.22加速F=Ffd+Fg1390.981545.53快進(jìn)F=Ffd550611.11工進(jìn)F=Ffd+F

8、w3960.464400.51快退F-Ffd550611.11三.繪制負(fù)載圖和速度圖根據(jù)工況負(fù)載和以知速度Vi和V2及行程S,可繪制負(fù)載圖和速度圖，如下圖（圖1、圖2）所示:圖1（負(fù)載圖）圖2（速度圖）四.初步確定液壓缸的參數(shù)1 .初選液壓缸的工作壓力。查各類液壓設(shè)備常用工作壓力初選p1=30105Pa2 .計算液壓缸尺寸。選用差動液壓缸，無桿腔與有桿腔的有效面積為A=2A2;回油路上有背壓閥或調(diào)壓5閥，取背壓p2=8父10Pa；回油管路壓力損失Ap=5黑105Pa。F4400.5122A=：=m2=169.2510m2=16.93185P1-P2(30-8)105D=4.46按JB21837

9、7取標(biāo)準(zhǔn)值D=50mm活塞桿的直徑d為：d=0.7D=0.7M50=35mm由此求得液壓缸的實際有效工作面積_22八二D二522A=cm=19.63cm二122222A=(D-d)=(5-3.5)cm=10.01443 .液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的計算值如下表表2所示：表2液壓缸所需的實際流量、壓力和功率工況負(fù)載F/N回油腔壓力px1d/Pa進(jìn)油腔壓力px105/Pa輸入流里QJ/(L/min輸入功率P/kW計算公式快進(jìn)啟動1222.22一12.7一F+AaAPPi-AA2Q=(A-AvP=RQ加速1545.53P=R+ApAp=521.27一恒速611.11Ap=511.56

10、4.330.08工進(jìn)4400.51826.51.960.120.086F+p2A2p1=A1Q=Av2P=pQ快退啟動1222.22一12.2一F+p2Al昌一AQ=A2VP=RQ加速1545.53Ap=525.24一恒速611.11p=515.914.50.1194 .繪制液壓缸的工況圖（圖3）五.擬定液壓系統(tǒng)圖1.選擇液壓基本回路從工況圖可知：該系統(tǒng)的流量、壓力較小，可選用定量泵和溢流閥組成的供油源，如圖a所示。銃床加工有順鋰和逆鋰之分，宜采用出口節(jié)流調(diào)速，具有承受負(fù)切削的能力，如圖b所示?？紤]到工作進(jìn)給時負(fù)載大、速度低，而快進(jìn)、快退行程中負(fù)載小、速度快，所以采用由換向閥聯(lián)通的差動快速回路

11、，如圖c所示。根據(jù)一般專用銃床的要求不高，采用電磁閥的快慢換接回路，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單。選用簡便的電氣行程開關(guān)和擋鐵控制行程方式，如圖d所示。(a)(b)(c)(d)2.組成系統(tǒng)圖4為所設(shè)計的液壓系統(tǒng)圖。為了實現(xiàn)工作臺快退選用具單向閥的調(diào)速閥，圖11g1Cr16174-L-1、油箱2、過濾器3、電磁溢流閥單向閥7、壓力表開關(guān)8、壓力表4、遠(yuǎn)程調(diào)壓閥5、溢流閥9、節(jié)流閥10加載液壓缸11、15、活塞頭連接器12、行程開關(guān)13、被測液壓缸14、單向調(diào)速閥三位四通電磁換向閥16、冷卻器17、電動機(jī)18、限壓式變量泵六.選擇液壓元件1.確定液壓泵的容量及電動機(jī)功率(1)液壓泵的工作壓力和流量計算進(jìn)油路的

12、壓力損失取Ap=3>d05Pa,回路泄露系數(shù)取K=1.1,則液壓泵的最高工作壓力和流量為：55pB二p1八：p=(26.53)105Pa-29.5105PaQB=KQmax=1.14.5L/min=5L/min根據(jù)上述計算數(shù)據(jù)查泵的產(chǎn)品目錄，選用YB-6型定量葉片泵。(2)確定驅(qū)動電動機(jī)功率。由工況圖表明，最大功率出現(xiàn)在快退階段，液壓泵總效率4=0.75，則電動機(jī)功率為：56J3(15.913)1010P=PbQb=360kW=0.25kW1030.752.控制閥的選擇根據(jù)泵的工作壓力和通過各閥的實際流量，選取各元件的規(guī)格,如表3所小。格表3各元件的規(guī)序號元件名稱最大通流量/(L/min

13、)型號規(guī)格1用里葉片泵6YB-66632溢流閥6Y-10B10M633三位四通電磁閥634D10B4單向調(diào)速閥6QI-10B5二位三通電磁閥623D10B6單向閥6I10B7過濾器6XU-B161003 .確定油管直徑進(jìn)出液壓缸無桿腔的流量，在快退和差動工況時為2Q,所以管道流量Q按12L/min計算。取壓油管流速v=3m/s道。=9.22mm,取內(nèi)徑為10mm的管吸油管的流速v=1m/s,通過流量為6L/min,則d>4.616mm=11.29mm,取內(nèi)徑為12mm管道。確定管道尺寸應(yīng)與選定的液壓元件接口處的尺寸一致4 .確定油箱容積V-6QB=66L-36L七.液壓系統(tǒng)的性能驗算1.

14、液壓系統(tǒng)的效率(經(jīng)計算£即1=0.63M105Pa,ZAp2=2.625M105Pa)取泵的效率=0.75,液壓缸的機(jī)械效率”=0.9,回路效率為：_PiQiC二PbQbPl二_5_0.63105)Pa19.6310工3960.466.26510.0110工105_5-=24105Pa當(dāng)工進(jìn)速度為1m/min時,1.9624510=0.29當(dāng)工進(jìn)速度為60mm/min時,0.1224510=0.0178627100.750.9(0.290.0178)=0.1960.012液壓系統(tǒng)的溫升（只驗算系統(tǒng)在工進(jìn)時的發(fā)熱和溫升）定量泵的輸入功率為:5_PyQB27106_30.756010kW=0.36kW工進(jìn)時系統(tǒng)的效率"=0.012,系統(tǒng)發(fā)熱量為:三二P.(1-)=0.36(1-0.012)kW=0.36kW取散熱系數(shù)K=15M10，kW/m2C,油箱散熱面積A=。.0653而4|2時,計算出油液溫升的近似值:訂=