銑床液壓系統(tǒng)課程設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上測控技術(shù)基礎課程設計說明書設計題目：液壓傳動與控制系統(tǒng)設計（表210）姓 名： 黃 覺 鴻 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化班 級： 學 號： 指導教師： 譚宗柒 2012年 2 月 10 日至 2012 年 2 月 14 日目 錄一、明確設計要求進行工況分析1、設計要求2、工況分析（工作臺液壓缸）（1）運動分析（2）動力分析二、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)并編制工況圖1、計算液壓缸系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)尺寸（1）工作臺液壓缸（2）夾緊液壓缸2、主要參數(shù)的計算（1）工作臺液壓缸（2）夾緊液壓缸3、編制工況圖三、擬定液壓系統(tǒng)原理圖1、制定液壓回路方案2、擬定液壓系統(tǒng)圖四、計算和選擇液壓

2、元件1、液壓泵及其驅(qū)動電機計算和選定2、液壓控制閥和液壓輔助元件的選定五、驗算液壓系統(tǒng)性能1、驗算系統(tǒng)壓力損失2、估算系統(tǒng)效率、發(fā)熱和溫升一、明確設計要求進行工況分析1、設計要求設計一臺用成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床，工作循環(huán)：手工上料自動夾緊工作臺快進銑削進給工作臺快退夾具松開手工卸料。設計參數(shù)由表2-10 查得如下：工作臺液壓缸負載力（KN）：FL=22 夾緊液壓缸負載力（KN）：Fc =5.5 工作臺液壓缸移動件重力（KN）：G=5.5 夾緊液壓缸負移動件重力（N）：Gc=90 工作臺快進、快退速度（m/min）：V1=V3=5.2 夾緊液壓缸行程（mm）：Lc=15 工

3、作臺工進速度（mm/min）：V2=45 夾緊液壓缸運動時間（S）：tc=1 工作臺液壓缸快進行程（mm）：L1=180 導軌面靜摩擦系數(shù)：s=0.2工作臺液壓缸工進行程（mm）：L2=150 導軌面動摩擦系數(shù)：d=0.1工作臺啟動時間（S）：Dt=0.5 2、工況分析（1）動力分析銑床工作臺液壓缸在快進階段，啟動時的外負載是導軌靜摩擦阻力，加速時的外負載是導軌的動摩擦阻力和慣性力，恒速時是動摩擦阻力；在快退階段的外負載是動摩擦阻力；由圖可知，銑床工作臺液壓缸在工進階段的外負載是工作負載，即刀具銑削力及動摩擦阻力。靜摩擦負載 動摩擦負載 慣性負載 工作臺液壓缸的負載 取液壓缸的機械效率，可算的

4、工作臺在各個工況下的外負載和推力，一并列入表中，繪制出工作臺液壓缸的外負載循環(huán)圖（F-L圖）。（2）運動分析根據(jù)設計要求，可直接畫出工作臺液壓缸的速度循環(huán)圖（v-L圖）。二、確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)并編制工況圖1、計算液壓缸系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)尺寸專用銑床也歸屬于半精加工機床，參照1表2-4，預選液壓缸的設計壓力為=3MPa。（1）工作臺液壓缸由于設計要求工作臺快速進退的速度相等，故選用單干差動連接液壓缸，使缸的無桿腔與有桿腔的有效面積和的關系為=2，即桿d和缸徑D滿足d=0.707D。按1表2-5取背壓0.8MPa。 銑床工作臺液壓缸外負載和推力計算結(jié)果工 況外負載F/N推力（）計算公式結(jié)果快進啟動1

5、1001222加速645.3 717恒速 550 611 工 進 22550 25056 快退啟動 1100 1222加速 645.3 717恒速 550 611從滿足最大推力出發(fā)，可計算的液壓缸的無桿腔的有效面積液壓缸內(nèi)徑按GB/T234819931表28，將液壓缸內(nèi)徑圓整為D=100mm=10cm?；钊麠U直徑為d=0.707D=0.707*100=70.7mm。按GB/T234819931表28，將活塞桿直徑圓整為d=70mm=7cm。則液壓缸的實際有效面積為（2）夾緊液壓缸夾緊液壓缸的運動速度液壓缸內(nèi)腔面積為液壓缸內(nèi)徑為按GB/T234819931表28，將液壓缸內(nèi)徑圓整為D=50mm=

6、5cm。活塞桿直徑為d=0.707D=0.707*50=35.35mm。按GB/T234819931表28，將活塞桿直徑圓整為d=36mm=3.6cm。則液壓缸的實際有效面積為2、主要參數(shù)的計算根據(jù)上述條件經(jīng)過液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率如下（1） 工作臺液壓缸速度:根據(jù)已知條件可作出工作臺液壓缸的vL圖P/WV1V20L/mm330V3壓力：a、快速階段的液壓缸的壓力啟動時，加速時，恒速時，b、工進階段的液壓缸壓力c、快退階段的液壓缸壓力啟動時，加速時，恒速時，1.160.680.3200.71液壓缸的p-L圖3.6330L/mm0.311.13流量：a、快進（恒速時）階段的流量

7、b、工進階段的流量c、快退（恒速時）階段的流量液壓缸的qL圖20 0.350L/mm33020.8功率：a、快進（恒速時）階段的功率b、工進（最高速度時）階段的功率c、快退（恒速時）階段的功率L/mm330液壓缸的P-L圖P/W226.721391.70（2）夾緊液壓缸壓力P：流量q：3、編制工況圖三、擬定液壓系統(tǒng)原理圖1、制定液壓回路方案（1）調(diào)速回路 工況圖表明，液壓系統(tǒng)的功率較小，負載為阻力負載并且工作中變化較小故采用調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路。并設置回油路的背壓。（2）油源形式及壓力控制 工況圖表明，系統(tǒng)的壓力和流量均較小，故采用電動機驅(qū)動的單定量泵供油油源和溢流閥調(diào)壓方案，如圖所示。（

8、3）換向與速度換接回路 系統(tǒng)已定位差動回路作為快速回路，同時考慮到工進快退時回油的流量較大，為保證換向平穩(wěn)，故選用三位五通、“Y”型中位機能的電液換向閥作為主換向閥并實現(xiàn)差動連接。采用行程控制方式為活動擋塊壓下電器行程開關，控制換向閥電磁鐵的通斷即可實現(xiàn)自動換向和速度換接。（4）定位夾緊回路 為了保證工作夾緊力可靠且能單獨調(diào)節(jié)，在該回路上串接減壓閥和單向閥；為保證手工上料的安全和方便，單獨設立一個電磁換向閥控制油路的通斷。（5）輔助回路 在液壓泵進口設置一過濾器以保證吸入液壓泵的油液清潔；出口設置壓力表及其開關，以便各壓力控制元件的調(diào)壓和觀測。2、擬定液壓系統(tǒng)圖在制定各液壓回路方案的基礎上，經(jīng)

9、整理所組成的液壓系統(tǒng)原理如圖所示，圖中附表是電磁鐵及行程閥的動作順序表。結(jié)合附表容易看出系統(tǒng)在各工況下的油液流動路線。 銑床液壓系統(tǒng)原理圖附表 系統(tǒng)的電磁鐵和行程閥動作順序表工況電磁鐵及行程閥的狀態(tài)1YA2YA3YA4YA行程閥上料+夾緊 +快進+下位工進+上位快退+上位滑臺原地靜止+下位松開下料 +四、計算和選擇液壓元件1、液壓泵及其驅(qū)動電機計算和選定（1）液壓泵的最高工作壓力的計算 由工況圖可以查得液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在工進階段，即P1=3.6MPa，由于進油路元件較少，故泵至缸間的進油路壓力損失估取為P=0.3MPa。則液壓泵的最高工作壓力為（2）液壓泵的流量計算 泵的供油量按液壓缸

10、的快退階段的流量q=20.8L/min進行估算。由1根據(jù)式（232），由于系統(tǒng)流量較小，故取泄漏系數(shù)K=1.3，則液壓泵供油量流量應為（3）確定液壓泵的規(guī)格 根據(jù)系統(tǒng)所需流量，擬初選液壓泵的轉(zhuǎn)速為n1=1450r/min，泵的容積效率為，根據(jù)1式（237）可算得泵的排量參考值為根據(jù)以上計算結(jié)果查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的CB32型齒輪泵，泵的額定壓力為=10MPa，泵的排量為V=32.5ml/r；泵的額定轉(zhuǎn)速為n=1450r/min，容積效率為=0.80，總效率為=0.80。倒推算得泵的額定流量為比系統(tǒng)的流量稍大。（4）確定液壓泵驅(qū)動功率及電機的規(guī)格、型號 由功率循環(huán)圖知，最大的功率出現(xiàn)在快退

11、階段，已知泵的總效率為=0.80，則液壓泵快退所需的驅(qū)動功率為由1查表213，選用Y90L4型臥式三相異步電動機，其額定功率1.5KW，轉(zhuǎn)速為1400r/min。用此轉(zhuǎn)速驅(qū)動液壓泵時，泵的實際輸出流量為36.4L/min，滿足要求。2、液壓控制閥和液壓輔助元件的選定 液壓缸在各階段的實際進出流量、運動時間和持續(xù)時間工作階段流量/（L/min）速度/（m/s）時間/s無桿腔有桿腔快進工進快退根據(jù)系統(tǒng)工作壓力與通過各液壓控制閥及部分輔助元件的最大流量，查產(chǎn)品樣本所選擇的元件型號規(guī)格見下表。 銑床液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號規(guī)格序號名稱通過流量/（L/min）額定流量/（L/min）額定（最

12、高）壓力/MPa型號1過濾器36.4406.18XU-40×200B2定量泵36.437.710CB323電動機Y90L44溢流閥36.44031.5DA/DAW105壓力表開關Y-406單向閥36.48525CIT-06-507三位四通電磁換向閥20.86331.5 ，25(閥機能60)DSG-01-3C-508單向閥37.96531.5S159背壓溢流閥37.95040DBD610單向閥37.96531.5S1511單向閥37.96531.5S1512行程閥37.96010WM型13壓力繼電器6.3DP163B14液壓缸15溢流閥36.44031.5DA/DAW1016減壓閥15

13、31.5DR10DP517二位二通電磁換向閥 6331.5 ，25(閥機能60)DSG-01-3C-5018單向閥636.3I63B19壓力表開關K6B20壓力表21二位四通電磁換向閥406.324D40B22壓力繼電器6.3DP163B23壓力繼電器6.3DP163B24單向順序閥636.3I63B管件尺寸由選定的標準元件油口尺寸確定。油箱容量按1式（241）計算得，其中取經(jīng)驗系數(shù)，得油箱的容量為五、驗算液壓系統(tǒng)性能1、驗算系統(tǒng)壓力損失按選定的液壓元件接口的尺寸確定管道的直徑為d=18mm，進、回油管長度均取為l=2m；取進油液運動黏度，油液的密度為。由工作循環(huán)中進、回油管道中通過的最大流量q=74.3L/min發(fā)生在快進階段，由此計算得液流的雷諾數(shù)Re小于臨界雷諾數(shù)Rec=2300，故可推論出，各工況下的進回油路中的液流均為層流。<3200將適用于層流的沿程阻力系數(shù)和管道中液體流速代入沿程壓力損失計算公式得q 為通過的流量管道的局部損失按一下經(jīng)驗公式計算各工況下閥類元件的局部損失按1式（252）計算，即 2、系統(tǒng)油液溫升的驗算 系