液壓課程設(shè)計(jì).doc

1、一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容綜合應(yīng)用已學(xué)的課程，獨(dú)立完成臥式半自動(dòng)組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)的原理設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、液壓系統(tǒng)的元部件的選擇、液壓集成油路的設(shè)計(jì)、液壓集成塊的設(shè)計(jì)等。二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)1機(jī)床系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)工作循環(huán)(手工上料) (手動(dòng)啟動(dòng)) 工件定位(插銷)夾緊工件動(dòng)力頭(工作臺(tái))快進(jìn)慢速工進(jìn)快退停止工件拔銷松開工件（手工卸料）。要求工進(jìn)完了動(dòng)力頭無(wú)速度前沖現(xiàn)象。工件的定位、夾緊應(yīng)保證安全可靠，加工過(guò)程中及遇意外斷電時(shí)工件不應(yīng)松脫，工件夾緊壓力、速度應(yīng)可調(diào)，工件加工過(guò)程中夾緊壓力穩(wěn)定。2工件最大夾緊力為fj；工件插銷定位只要求到位，負(fù)載力小可不予計(jì)算。3動(dòng)力頭快進(jìn)、快退速度v1；工進(jìn)

2、速度為v2可調(diào)，加工過(guò)程中速度穩(wěn)定；快進(jìn)行程為l1，工進(jìn)行程為l2；工件定位、夾緊行程為l3，夾緊時(shí)間t=1s。4運(yùn)動(dòng)部件總重力為g，最大切削進(jìn)給力（軸向）為ft；5動(dòng)力頭能在任意位置停止，其加速或減速時(shí)間為t；工作臺(tái)采用水平放置的平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)為fs，動(dòng)摩擦系數(shù)為fd。 設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)fj(n)ft(n)g(n)v1(m/min)v2(mm/min)l1(mm)l2(mm)l3(mm)t(s)fsfd2570003500060005206014060400502201三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作(一) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)備的用途、特點(diǎn)和要求，利用液壓傳動(dòng)的基本原理進(jìn)行工況分析，擬定合理、完善

3、的液壓系統(tǒng)原理圖，需要寫出詳細(xì)的系統(tǒng)工作原理，給出電磁鐵動(dòng)作順序表。再經(jīng)過(guò)必要的計(jì)算確定液壓有關(guān)參數(shù)，然后按照所得參數(shù)選擇液壓元件、介質(zhì)、相關(guān)設(shè)備的規(guī)格型號(hào)（或進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）、對(duì)系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算等。（二）液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是液壓集成塊的設(shè)計(jì)，包括集成回路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮元件布局合理、緊湊、美觀、外連管道少，裝卸、調(diào)試方便，集成塊中的油路盡可能簡(jiǎn)單、短、交叉少，加工容易、加工工作量盡可能少。（三）繪制工程圖、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書1. 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 包括系統(tǒng)總油路圖（a3，參見(jiàn)圖1-3）和集成塊液壓集成回路圖（a4, 參見(jiàn)圖3-4)。2. 選畫一個(gè)集成塊的零件圖（a3或更

4、大，參見(jiàn)圖3-8）。3. 圖紙必須按gb要求打印或用鉛筆繪制。4. 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書（2萬(wàn)字左右），排版、結(jié)構(gòu)等須規(guī)范。四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期1分析工況和動(dòng)作要求，確定并畫出液壓系統(tǒng)的原理圖。教2-206、2086.166.172修改并繪制液壓系統(tǒng)原理圖，完成液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和元部件選擇教2-206、2086.186.193修改設(shè)計(jì)計(jì)算部分，完成液壓裝置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程圖的繪制教2-206、2086.206.224修改液壓裝置的工程圖紙，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。教2-206、2086.236.245修改設(shè)計(jì)說(shuō)明書，準(zhǔn)備相關(guān)資料，準(zhǔn)備答辯。教2-206、2086.256.26

5、6答 辯工2-7176.26-6.27五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1 李笑，吳冉泉.液壓與氣壓傳動(dòng)m.北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2006年03月2 楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003。3 雷天覺(jué)等. 液壓工程手冊(cè)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。4 博世力士樂(lè)公司.博世力士樂(lè)工業(yè)液壓產(chǎn)品樣本m. 5 任建勛，韓尚勇，申華楠等.液壓傳動(dòng)計(jì)算與系統(tǒng)設(shè)計(jì)m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19826 周士昌主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)5 第43篇液壓傳動(dòng)與控制m. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20007 章宏甲，周邦俊. 金屬切削機(jī)床液壓傳動(dòng)m. 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1985發(fā)出任務(wù)書日

6、期：2008年 6 月 14 日 指導(dǎo)教師簽名：計(jì)劃完成日期： 2008年 6 月 27 日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章：主管院長(zhǎng)簽章：目錄1、擬訂液壓原理圖 7 1.1確定供油方式7 1.2調(diào)速方式的選擇7 1.3速度連接方式的選擇7 1.4夾緊回路的選擇7 1.5插銷回路的選擇7 1.6液壓原理圖 7 1.7液壓系統(tǒng)的工作原理8 1.8電磁鐵動(dòng)作順序表102、液壓系統(tǒng)的計(jì)算和選擇元件11 2.1液壓缸主要尺寸的確定11 2.2確定液壓泵的流量，壓力和選擇泵的規(guī)格11 2.3與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定12 2.4液壓閥的選定12 2.5確定管道尺寸和液壓郵箱的規(guī)格133、集成回路，液壓集成塊結(jié)構(gòu)

7、設(shè)計(jì)及相關(guān)圖的繪制 14 3.1臥式半自動(dòng)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)集成回路設(shè)計(jì) 14 3.2方向調(diào)速塊的設(shè)計(jì)及相關(guān)圖的繪制144、設(shè)計(jì)總結(jié)175、參考文獻(xiàn)181.1確定供油方式考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低，而在快進(jìn)時(shí)負(fù)載較小速度高，從節(jié)省能量，減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用變量泵供油?，F(xiàn)在選擇限壓式變量葉片泵。1.2調(diào)速方式的選擇 在中小型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。 根據(jù)該類機(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點(diǎn)，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高，發(fā)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)。1.3速度連接方式的選擇本系統(tǒng)采

8、用電磁閥的快慢連接回路，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也容易，主要缺點(diǎn)是換接平穩(wěn)性較差。1.4夾緊回路的選擇用二位四通電磁閥來(lái)控制夾緊松開換向動(dòng)作，為避免工作時(shí)突然失電松開應(yīng)該采用失電夾緊方式。考慮夾緊時(shí)間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬間下降時(shí)仍能保持夾緊力，所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來(lái)調(diào)節(jié)夾緊力大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。1.5插銷回路的選擇插銷回路是用三位四通電磁閥來(lái)控制工件的插銷和拔銷。1.6把所選擇的液壓回路組合起來(lái)，得到下圖所示的液壓系統(tǒng)原理圖： 1.7工作原理1）啟動(dòng)液壓泵，5ya得電，經(jīng)過(guò)液壓泵加壓的高壓液壓油先經(jīng)減壓閥7（降壓） 單向閥8三位

9、四通換向閥12的左位進(jìn)入插銷缸的無(wú)桿腔驅(qū)動(dòng)液壓缸的活塞運(yùn)動(dòng)完成插銷動(dòng)作。2）當(dāng)插銷缸的活塞向前運(yùn)動(dòng)到一定距離實(shí)（完成插銷動(dòng)作）碰觸行程開關(guān)5sq，并同時(shí)使三位四通換向閥9的右位電磁鐵4ya得電，使三位四通換向閥工作在左位；這時(shí)高壓的液壓油便經(jīng)過(guò)三位四通換向閥9進(jìn)入夾緊缸的無(wú)桿腔推動(dòng)液壓缸的活塞帶動(dòng)夾具做夾緊運(yùn)動(dòng)。夾緊力的大小由夾緊缸的工作壓力決定，改變減壓閥7的調(diào)定壓力可以改變夾緊缸的工作壓力從而改變夾緊力的大?。粏蜗蚬?jié)流閥10用于調(diào)節(jié)機(jī)床的夾緊時(shí)間，改變它的調(diào)定值就能調(diào)節(jié)機(jī)床的夾緊時(shí)間。單向閥8的作用是防止油路中的液壓油倒流，起保壓作用。3）夾緊缸的無(wú)桿腔的液壓油的壓力達(dá)到壓力繼電器11的調(diào)

10、定壓力時(shí)，壓力繼電器11發(fā)出開關(guān)信號(hào)去控制三位四通換向閥4左位的電磁鐵1ya得電，使三位四通換向閥4工作在左位；從液壓泵流出的高壓液壓油從三位四通換向閥4通過(guò)后，分兩路同時(shí)向液壓系統(tǒng)的動(dòng)力頭的驅(qū)動(dòng)液壓缸的無(wú)桿腔和有桿腔供油。主液壓缸15中活塞兩邊受力不平衡，有桿腔一面的壓力要大于無(wú)桿腔一面所受的壓力，活塞便向有桿腔運(yùn)動(dòng)，這時(shí)有桿腔的排油經(jīng)二位三通換向閥5后又進(jìn)入無(wú)桿腔加快活塞的運(yùn)動(dòng)速度，從而構(gòu)成差動(dòng)快速進(jìn)給油路。沿著動(dòng)力頭運(yùn)動(dòng)進(jìn)給的方向安裝有三個(gè)行程開關(guān)，它們分別是1sq，2sq和3sq，動(dòng)力頭執(zhí)行快速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)到行程開關(guān)1sq所在位置時(shí)，觸動(dòng)行程開關(guān)1sq；使二位三通換向閥5的電磁鐵3ya得電

11、，使二位三通換向閥5工作在右位，把油路由快速進(jìn)給切換到慢速工進(jìn)回路；高壓液壓油經(jīng)三位四通換向閥4左位進(jìn)入主液壓缸的無(wú)桿腔推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)；主液壓缸的有桿腔的排油經(jīng)過(guò)二位三通換向閥5的右位進(jìn)入單向調(diào)速閥6三位四通換向閥4左位流回油箱1。當(dāng)工件加工完畢（動(dòng)力頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)完成）時(shí)，動(dòng)力頭位于行程開關(guān)3sq的位置，觸動(dòng)行程開關(guān)3sq，使三位四通換向閥4的電磁鐵2ya得電，三位四通換向閥4工作在右位；此時(shí)從液壓泵流出的高壓液壓油經(jīng)三位四通換向閥4右位進(jìn)入單向挑速閥6進(jìn)入二位三通換向閥的右位進(jìn)入主液壓缸的有桿腔推動(dòng)活塞做反向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)力頭快退。4）當(dāng)快退的動(dòng)力頭回到初始位置壓下行程開關(guān)2sq，行程開關(guān)2sq

12、，使三位四通換向閥4的右位電磁鐵2ya和二位三通換向閥5的電磁鐵3ya同時(shí)失電；切斷主液壓缸的供油油路，主液壓缸停止工作；另使三位四通換向閥12的電磁鐵6ya得電，三位四通換向閥12工作在右位，高壓液壓油經(jīng)減壓閥7 到單向閥8再到三位四通換向閥12的右位進(jìn)入插銷缸的有桿腔驅(qū)動(dòng)液壓缸的活塞反向運(yùn)動(dòng)完成拔銷動(dòng)作。5）當(dāng)拔銷動(dòng)作完成時(shí)壓下行程開關(guān)4sq，行程開關(guān)4sq控制三位四通換向閥9左位的電磁鐵4ya失電；使三位四通換向閥9工作在右位，液壓油便經(jīng)三位四通換向閥9右位進(jìn)入夾緊缸反向運(yùn)動(dòng)松開工件。1.8電磁鐵動(dòng)作順序表：根據(jù)工作原理，得出電磁鐵動(dòng)作順序如下表插銷夾緊工件快進(jìn)慢速工進(jìn)快退工件拔銷松開工

13、件1ya-+-2ya-+-3ya-+-4ya-+-5ya+-6ya-+2.1液壓缸主要尺寸的確定 1）工作壓力的確定 工作壓力p可根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器的類型來(lái)初步確定，現(xiàn)取液壓缸工作壓力為3mpa。2）計(jì)算液壓缸的內(nèi)徑d和活塞桿直徑d。最大負(fù)載f=ft+gfd=35600 n ，取 為 0.5mpa ，為0.95，取d / d為0.7。將上述參數(shù)代入式（23）可得d= m根據(jù)表24，將液壓缸內(nèi)徑整圓為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列直徑d140 mm；活塞桿直徑d，按d / d=0.7及表25活塞桿直徑系列取d 100mm 。3）計(jì)算在各工作階段液壓缸所需的流量 q= = 39.3q= = =9.23 q = =3

14、7.7 q= 36.93 2.2確定液壓泵的流量，壓力和選擇泵的規(guī)格1）泵的工作壓力的確定。由于進(jìn)油管有一定壓力損失，所以泵的工作壓力為式中 液壓泵最大工作壓力； 執(zhí)行元件最大工作壓力； 進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取0.20.5mpa，復(fù)雜系統(tǒng)可取0.51.5mpa，本例取0.5mpa= 3.5mpa 上述計(jì)算所得的是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過(guò)渡階段出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力往往超過(guò)靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量，并確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足。中低壓系統(tǒng)小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本例中1.254.4 mpa2）泵的流量確定。液壓泵的最大流量應(yīng)為 系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般

15、取1.11.3，現(xiàn)取1.2 q=1.239.36 = 47.23 3）選擇液壓泵的規(guī)格。根據(jù)以上算得的和再查閱有關(guān)手冊(cè)，現(xiàn)選用ybx-40變量葉片泵，技術(shù)參數(shù)：q=40ml/r，=6.3mpa，nh=1500，2.3與液壓泵匹配的電動(dòng)機(jī)的選定快進(jìn)時(shí)功率：f=ffa=600 快進(jìn)所需要電動(dòng)機(jī)功率為：p=工進(jìn)時(shí)所需要電動(dòng)機(jī)功率為：所以選擇y90s-4，型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為1.1 kw，額定轉(zhuǎn)速為1400 r/min。根據(jù)所選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓泵的排量，液壓泵的最大理論流量為q= nv =150040 =60 l/min , 大于計(jì)算所需流量39.3l/min ，滿足使用要求。2.4液壓閥的選定根

16、據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖，按通過(guò)各元件的最大流量來(lái)選擇液壓元件的規(guī)格。選定的液壓元件如表2所示。表2 液壓元件表序號(hào)元件名稱通過(guò)流量型號(hào)規(guī)格1濾油器47.23xu-b321002液壓泵47.23ybx-403溢流閥36.93yf3-10l4三位四通換向閥39.3634ef30-e10b5二位三通換向閥39.3623ef30-e10b6單向調(diào)速閥39.36aqf3-e10b7減壓閥36.93jf3-10b8單向閥36.93af3-ea10b9二位四通換向閥36.9324ef-e10b10單向節(jié)流閥36.93alf-e10b11壓力繼電器36.93dp1-63b12三位四通換向閥36.9334ef30

17、-e10b2.5確定管道尺寸和液壓油箱容積1）油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸，也可按管路允許流速進(jìn)行計(jì)算。本系統(tǒng)主油路流量為模快進(jìn)流量q=40 l/min，壓油管的允許流速取v5 m/s，則內(nèi)徑d為d= 若系統(tǒng)主油路流量按快退時(shí)取q=37.7l/min，壓油管的允許流速取v5 m/s，則可算得油管內(nèi)徑d= 12.6mm 。綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d為13 mm。吸油管同樣可按上式計(jì)算（q=24l/min、1.5/s）,現(xiàn)參照ybx16變量泵吸油口連接尺寸，取吸油管內(nèi)徑d為25mm。2）液壓油箱容積的確定本設(shè)計(jì)為中壓液壓系統(tǒng)，液壓油箱有效容量按泵的流量的5-7倍來(lái)確定，現(xiàn)選用容量

18、為250l的油箱bex-250。 3.1臥式半自動(dòng)組合機(jī)床液壓系統(tǒng)集成回路的設(shè)計(jì)1）把液壓回路劃分為三個(gè)單元回路，每個(gè)單元一般由3個(gè)液壓元件組成，采用通用壓力油路p和回油路t，這樣的單元可以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。2）各單元集成回路連接起來(lái)組成液壓集成回路如下圖3.2方向調(diào)速塊的設(shè)計(jì)和相關(guān)圖繪制1）如下圖方向調(diào)速的組成：以上的三個(gè)液壓元件組成一個(gè)集成塊，制作液壓元件板把三元件組合起來(lái)，確定壓力油孔p、回油孔t和安裝孔尺寸而壓力油孔由液壓泵流量決定。三元件組合方式如下圖： 2）在ug4.0做出的方向調(diào)速塊如下圖：最后在ug4.0中得出該方向調(diào)速集成塊的工程圖如下圖所示：4、設(shè)計(jì)總結(jié)液壓系統(tǒng)在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛,通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我更系統(tǒng)地掌握了液壓傳動(dòng)的有關(guān)理論和知識(shí)，并將這門課的理論知識(shí)用于實(shí)踐；使我懂得了怎樣將學(xué)過(guò)的理論知識(shí)用于實(shí)際并去解決實(shí)際問(wèn)題；