液壓課設(shè) 組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計【行業(yè)特制】

《液壓課設(shè) 組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計【行業(yè)特制】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《液壓課設(shè) 組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計【行業(yè)特制】（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目錄 1.液壓系統(tǒng)的原理和組成 2 1.1工作原理 2 1.2液壓系統(tǒng)的基本組成 2 1.3液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 2 1.3.1選擇調(diào)速回路 2 1.3.2選擇換向回路 3 1.3.3選擇速度換接回路 3 1.3.4換選擇調(diào)壓和卸荷回路 3 1.3.5系統(tǒng)圖的組成和原理 3 2.設(shè)計要求 5 3.確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)和液壓元件的選擇 5 3.1初選液壓缸工作壓力 5 3.2計算液壓缸主要尺寸 6 3.3其他液壓元件的選擇 7 3.3.1液壓閥及輔助元件的選擇 7 4.液壓系統(tǒng)的工況分析 7 5.液壓系統(tǒng)的性能驗算 8 6.設(shè)計總結(jié) 8 wen5

2、 湖南工業(yè)大學(xué) 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 2017 — 2018學(xué)年第一學(xué)期 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)院（系、部） 機(jī)械工程 專業(yè) 1503 班級 課程名稱： 液 壓 與 氣 壓 傳 動 設(shè)計題目： 組合機(jī)床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計 完成期限： 2017 年 12月 11 日 至 2017 年 12月 15 日 內(nèi) 容 及 任 務(wù) 一、 設(shè)計要求與主要技術(shù)參數(shù) 1） 機(jī)床要求的工作循環(huán)是：要求實現(xiàn)

3、工件快進(jìn)、工進(jìn)、快退等過程，最后自動停止；動力滑臺采用平導(dǎo)軌，往復(fù)運動的加速、減速時間為0.2s。 2）主要技術(shù)參數(shù) 運動部件總重力：G=29400N；切削力：FW=19600N；快進(jìn)、快退速度：v1=v3=6m/min；工進(jìn)速度：v2=20～120mm/ min；最大行程：l=400mm；靜摩擦系數(shù)：fs=0.2；動摩擦系數(shù)：fd=0.1。 3）機(jī)床自動化要求：要求系統(tǒng)采用電液結(jié)合，實現(xiàn)自動循環(huán)，速度換接無沖擊，且速度要穩(wěn)定，能承受一定量的反向負(fù)荷。 二、設(shè)計任務(wù) 1、按機(jī)床要求設(shè)計液壓系統(tǒng)，繪出液壓系統(tǒng)圖； 2、確定滑臺液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)； 3、計算系統(tǒng)各參數(shù)，列出電磁鐵動作

4、順序表； 4、選擇液壓元件型號，列出元件明細(xì)表； 5、驗算液壓系統(tǒng)性能； 6、設(shè)計說明書一份； 7、液壓系統(tǒng)原理圖一張； 1.液壓系統(tǒng)的原理和組成 1.1工作原理 （1）電動機(jī)驅(qū)動液壓泵經(jīng)濾油器從郵箱中吸油，油液被加壓后，從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸，推動活塞而使工作臺左右移動。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回郵箱。 （2）工作臺的移動速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開大時，進(jìn)入液壓缸的油量增多，工作臺的移動速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時，進(jìn)入液壓缸的油量減少，工作臺的移動速度減少。由此可見，速度是油量決定的。 1.2液壓系統(tǒng)的基

5、本組成 （1） 能源裝置——液壓泵。它將動力部分所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給 系統(tǒng)提供壓力油液。 （2） 執(zhí)行裝置——液壓機(jī)。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動負(fù)載做功。 （3） 控制裝置——液壓閥。通過它們的控制調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方 向得以改變，從而改變執(zhí)行 元件的力、速度和方向。 （4） 輔助裝置——郵箱、管路、儲能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等。 通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實現(xiàn)各種工作循環(huán)。 （5） 工作介質(zhì)——液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能 量和信息。 1.3液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 1.3.1選擇調(diào)速回路 這臺機(jī)床液壓系

6、統(tǒng)功率較小，滑臺運動速度低，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。為防止負(fù)載突變，在回油路上加背壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)系統(tǒng)。 1.3.2選擇換向回路 考慮到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時回油路流量較大，故選用換向時間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊，回路圖如下 1.3.3選擇速度換接回路 由于本系統(tǒng)滑臺由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時，速度變化大，為減少速度換接時的液壓沖擊，選用行程閥控制換接回路，如圖下圖所示。 1.3.4換選擇調(diào)壓和卸荷回路 在這里我們采用最普通的卸荷回路，即與液壓泵并聯(lián)一個溢流閥做安全閥 1.3.5系統(tǒng)

7、圖的組成和原理 本系統(tǒng)由一下元件構(gòu)成1-液壓泵 2-溢流閥 3，11-單向閥 4-背壓閥 5-液控?fù)Q向閥 6-節(jié)流閥 7電磁換向閥 8-壓力繼電器 9-液壓缸 10-行程閥 組合機(jī)床動力滑臺的液壓系統(tǒng)工作循環(huán)圖 1-液壓泵 2-溢流閥 3，11-單向閥 4-背壓閥 5-液控?fù)Q向閥 6-節(jié)流閥 7電磁換向閥 8-壓力繼電器 9-液壓缸 10-行程閥 快進(jìn)：油液由變量泵經(jīng)單向閥3進(jìn)入液控?fù)Q向閥5，油液進(jìn)入液控?fù)Q向閥5的左位，再經(jīng)過電磁換向閥7，此時電磁換向閥7工作在左位（

8、電磁鐵2YA得電），油液經(jīng)電磁換向閥7的左位進(jìn)入活塞桿無桿腔，再經(jīng)回油路返回油箱。 工進(jìn)：當(dāng)運動到一定位置時，行程開關(guān)壓下，行程閥工作在上位，液控?fù)Q向閥5工作在工作在右位，此時進(jìn)油路從單向閥11經(jīng)過 從而流到液壓泵無桿腔，回油路則經(jīng)過電磁換向閥7和節(jié)流閥6流回油箱，完成工進(jìn)的減速。 快退：電磁鐵1YA得電，油液由變量泵經(jīng)單向閥3和11進(jìn)入電磁換向閥7右位，進(jìn)入活塞桿有桿腔，再經(jīng)液控?fù)Q向閥5返回油箱（此時行程開關(guān)已放松，換向閥5工作在左位）。 停止：當(dāng)活塞快退至活塞桿最左端時，進(jìn)油路壓力急劇上升，此時溢流閥開啟溢流。 項目 1YA 2YA 行程開關(guān) 快進(jìn) - +

9、 - 工進(jìn) - + + 快退 + - +/- 工作循環(huán)過程：電磁鐵1YA失電，2YA得電，機(jī)床進(jìn)行快進(jìn)，當(dāng)活塞上的擋塊碰到行程開關(guān)10時，開關(guān)10通過控制油路使液控?fù)Q向閥5工作在右位，油液流經(jīng)節(jié)流閥，此時為工進(jìn)。當(dāng)活塞到達(dá)活塞缸最右端時，然后進(jìn)油路油壓急劇上升，此時壓力繼電器使電磁鐵1YA得電，油液流向反轉(zhuǎn)，活塞向左移動，當(dāng)活塞桿到達(dá)活塞最左端時，進(jìn)油路油壓急劇上升，當(dāng)壓力達(dá)到溢流閥預(yù)定壓力時，溢流閥開啟溢流。一個工作循環(huán)完成。 2.設(shè)計要求 （1） 機(jī)床要求的工作循環(huán)是：要求實現(xiàn)工件快進(jìn)、工進(jìn)、快退等過程，最后自動停止；動力滑臺采用平導(dǎo)軌，往復(fù)運動的加速、減速時

10、間為0.2s。 （2）主要技術(shù)參數(shù) 運動部件總重力：G=29400N；切削力：FW=19600N；快進(jìn)、快退速度：v1=v3=6m/min；工進(jìn)速度：v2=20～120mm/ min；最大行程：l=400mm；靜摩擦系數(shù)：fs=0.2；動摩擦系數(shù)：fd=0.1。 （3）機(jī)床自動化要求：要求系統(tǒng)采用電液結(jié)合，實現(xiàn)自動循環(huán)，速度換接無沖擊，且速度要穩(wěn)定，能承受一定量的反向負(fù)荷。 3.確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)和液壓元件的選擇 3.1初選液壓缸工作壓力 所設(shè)計的動力滑臺在工進(jìn)時負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載都不太高，參考表1和表2，初選液壓缸的工作壓力p1=3.5MPa。 表1按負(fù)載選擇工作壓力

11、 負(fù)載/KN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 >50 工作壓力/MPa <0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5 表2各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 機(jī)械類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械 小型工程機(jī)械 建筑機(jī)械 液壓鑿巖機(jī) 液壓機(jī) 大中型挖掘機(jī) 重型機(jī)械 起重運輸機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 工作壓力/MPa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 3.2計算液壓缸主要尺寸 首先需要考慮啟動時的負(fù)載，而此系統(tǒng)為動力滑臺啟動負(fù)載為摩擦阻力。

12、P=3.5Mpa f=Gfs= 5880N F=f+F W=27440N 考慮到其他的壓力損失我們?nèi)max=28300N, 則油缸有桿腔有效面積為A=F/P=0.00809m2 那么A1-A1=A=0.00809m2，由于活塞桿在受壓狀態(tài)下工作時，取d/D=0.5-0.7，在這里我們?nèi)?.6.即d/D=0.6，那么就有: Ai=0.25πdi2 D=0.1269m， d=0.0761m A1=0.012647m 2 A2=0.00455m2 根據(jù)流量連續(xù)性公式可以得到快退、快進(jìn)、工進(jìn)時的流量 q（快退）=v3A=0.000809m3/s=48.54L/min

13、 q(快進(jìn))=v1A1=0.0012647m3/s=75.882L/min 在這里我選取的工進(jìn)速度為60mm/min q(工進(jìn))=V4A1=7.584L/min A= Aq(工進(jìn))/q(快進(jìn))=0.0012647 m2=1264.7mm2 我們這里求得A是節(jié)流閥的通流面積 油管中油流速v等于3m/s且快退時可求出油管最小直徑 d=q（快退）/v=18.5472mm. 3.3其他液壓元件的選擇 3.3.1液壓閥及輔助元件的選擇 根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表3所列。本閥的額定壓力都高于3.5MPa， 表3液

14、壓元件規(guī)格及型號 序號 元件名稱 通過的最大流量q/L/min 型號 1 雙聯(lián)葉片泵 — PV2R12-6/33 2 溢流閥 5.1 Y—10B 3 單向閥 76 I—100B 4 背壓閥 <1 B—10B 5 液控?fù)Q向閥 76 XY—63B 6 節(jié)流閥 7.6

15、 LA-H20 7 電磁換向閥 76 35DY—100B 8 壓力繼電器 — PF—B8L 10 行程閥 49 22C—100BH 11 單向閥 76 I—100B 各元件間連接管道的規(guī)格，可根據(jù)元件接口處尺寸來決定，液壓缸進(jìn)、出油管的規(guī)格可按照輸入、排出油液的最大流最進(jìn)行計算：由于液壓泵具體選定之后液壓缸在幾個階段的進(jìn)、出流星已與原定數(shù)值不同，所以應(yīng)對液壓缸進(jìn)油和出油連接回路重新進(jìn)行計算，如表3所示。 4.液壓系統(tǒng)的工況分析 工作阻力：工作阻力為已知Fw=19600N=?摩擦阻力包括兩種：靜摩擦fa=5880N 動摩擦阻力fb=2940N 已知采用平

16、導(dǎo)軌，且靜摩擦系數(shù)fa=0.2，動摩擦系數(shù)fb=0.1正壓力29400N 運動階段 計算公式 總接卸負(fù)載 啟動 F=Fft/η= 6533N 加速 F=(Fm+Ffd)/η 1633N 快進(jìn) F=Ffd/η 3267N 工進(jìn) F=(Ft+Ffd)/η 19600N 快進(jìn) F=Ffd/η 3267N 5.液壓系統(tǒng)的性能驗算 工進(jìn)在整個工作循環(huán)中所占用的時間超過%95，因此，液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和油溫上升主要是計算工進(jìn)時的。 工進(jìn)時液壓缸的有效功率為： P0=qv=3.5×105×7.584/60/100=442.4W 發(fā)熱功率p=（1

17、-η）P0/η=49.15W 6.設(shè)計總結(jié) 此次的課程設(shè)計讓我們學(xué)到了很多，讓我知道了設(shè)計一個液壓設(shè)備的過程和一些基礎(chǔ)知識，同時又對液壓這門課程進(jìn)行了鞏固和加強(qiáng)，使我們明白了每個孤立的元件之間都是有聯(lián)系的。在一開始的時候我們是無從下手的，并不知道要從哪里開始做。后來經(jīng)過組長的提議，就先開始設(shè)計符合要求的液壓回路，然后一步一步的組合出整個系統(tǒng)圖，經(jīng)過了多次的修改，從而確定了原理圖。然后就是參數(shù)以及元件首先是從液壓缸開始計算，然后經(jīng)過組員們的相互配合，一項一項的確定參數(shù)從而完成了課程的設(shè)計 這次課程設(shè)計培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊協(xié)作能力為以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。除此之外，還培養(yǎng)了我們的創(chuàng)新能力，我

18、們可以獨自設(shè)計一個完整的液壓系統(tǒng)并且去實現(xiàn)它，同時呢，也培養(yǎng)了我們參考資料和查閱資料的能力，而通過對這些資料的學(xué)習(xí)使我們深刻地認(rèn)識到液壓傳動的各個元件和零部件之間緊密的聯(lián)系，增強(qiáng)了我們對問題考慮的整體性和全局性。 總之這次課程設(shè)計對我們的幫助很大，既讓我們把所學(xué)的知識得到了鞏固和加強(qiáng)，又使得我們所學(xué)的基礎(chǔ)理論和書本知識得到了初步的應(yīng)用，達(dá)到了學(xué)以致用的學(xué)習(xí)效果，這對我們以后的學(xué)習(xí)和工作都有很大的幫助，并且在以后的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中我們會繼續(xù)保持這種積極的學(xué)習(xí)態(tài)度去學(xué)習(xí)新的知識。 參考文獻(xiàn) 主要參考資料 1、雷天覺.《液壓工程手冊》或《新編液壓工程手冊》 2、《液壓設(shè)計手冊》 3、成大先.《機(jī)械設(shè)計手冊》. 化學(xué)工業(yè)出版社 4、王守城 ，段俊勇.《液壓元件及選用》 .化學(xué)工業(yè)出版社 5、周士昌.《液壓系統(tǒng)設(shè)計圖集》. 機(jī)械工業(yè)出版社 6、其他關(guān)于液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計的資料 指導(dǎo)教師（簽章）： 年 月 日 系（教研室）主任（簽章）： 年 月 日