液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)課件

1、一設(shè)計(jì)任務(wù)書1、設(shè)計(jì)依據(jù)： 動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)是：快進(jìn)工進(jìn)快退停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下：采用水平放置的平導(dǎo)軌，動(dòng)力滑臺(tái)可隨時(shí)在任意位置停止。技術(shù)參數(shù)如下：靜摩擦力系數(shù)：=0.2；動(dòng)摩擦力系數(shù)：=0.1； 工進(jìn)速度：=0.045；移動(dòng)部件總重：； 快退、快進(jìn)的速度：； 工進(jìn)行程：;快進(jìn)行程：； 加、減速時(shí)間。 切削力：；2、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 對(duì)執(zhí)行元件工況分析，確定液壓系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)中執(zhí)行元件作選擇的計(jì)算，對(duì)控制元件作出選擇說(shuō)明并繪制液壓系統(tǒng)圖及系統(tǒng)中主要液壓元件配置表。1. 遞交設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。（不少于3000字）2. 一張液壓系統(tǒng)圖，其中明細(xì)表內(nèi)列出元件名稱及型號(hào)。3. 注意說(shuō)明書

2、格式。二工況分析液壓系統(tǒng)的工況分析是指對(duì)液壓執(zhí)行元件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和負(fù)載分析，目的是查明每個(gè)執(zhí)行元件在各自工作過(guò)程中的流量、壓力、功率的變化規(guī)律，作為擬定液壓系統(tǒng)方案，確定系統(tǒng)主要參數(shù)的依據(jù)。（1） 運(yùn)動(dòng)分析 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下：（2） 負(fù)載分析 因?qū)к墳樗椒胖?，若不考慮切削力引起的傾覆力矩對(duì)導(dǎo)軌摩擦力的影響，需要考慮的機(jī)械負(fù)載為： 靜摩擦力： 動(dòng)摩擦力： 慣性負(fù)載：（;為初末速度差） 液壓缸各運(yùn)動(dòng)階段負(fù)載表運(yùn)動(dòng)階段計(jì)算公式機(jī)械負(fù)載/N啟動(dòng)2444加速1513快進(jìn)1222工進(jìn)29000快退1513（油缸機(jī)械效率）三繪制油缸的負(fù)載圖和速度圖根據(jù)液壓工況負(fù)載繪制出負(fù)載圖和速度圖四確定液壓

3、缸的執(zhí)行元件參數(shù)，繪制工況圖1、初選液壓缸的工作壓力根據(jù)液壓設(shè)備的類型，查表確定油缸的工作壓力為4MPa,油缸背壓力為0.6MPa。2、液壓缸主要參數(shù)可根據(jù)油缸的結(jié)構(gòu)和連接方式，計(jì)算油缸的面積，油缸直徑D和活塞桿直徑d計(jì)算出后按標(biāo)準(zhǔn)予以調(diào)整，然后計(jì)算油缸的面積：為簡(jiǎn)單方便決定采用單桿活塞式液壓缸，初步?jīng)Q定選用差動(dòng)快進(jìn)回路。由于要求快進(jìn)快退的速度相等，取液壓缸的最大負(fù)載發(fā)生在工進(jìn)階段，據(jù)此來(lái)計(jì)算液壓缸內(nèi)徑，由式： 查表由公式得： 3、液壓缸各工況的壓力、流量和功率的計(jì)算（1）工進(jìn)時(shí)油缸需要的流量（L/min） A工進(jìn)時(shí)油壓作用面積 工進(jìn)時(shí)油缸的速度 （2）快進(jìn)時(shí)油缸需要的流量（L/min） 差動(dòng)

4、連接時(shí)： 油缸活塞腔、活塞桿截面積 油缸快進(jìn)時(shí)的速度 （3）快退是油缸需要的流量（L/min） 油缸快退時(shí)的速度 （4）工進(jìn)時(shí)油缸的壓力 工進(jìn)時(shí)回油腔的背壓，可按表選?。合到y(tǒng)類型背壓力(MPa)回油路上有節(jié)流閥的調(diào)速系統(tǒng)0.2-0.5回油路上有背壓式調(diào)速閥的進(jìn)給系統(tǒng)0.5-1.5采用輔助泵補(bǔ)油的閉式回路1-1.5（5）快進(jìn)時(shí)的油缸壓力 F分別表示快速啟動(dòng)、加速、快進(jìn)時(shí)油缸的推力，P分別表示快速啟動(dòng)、加速、快進(jìn)時(shí)油缸的壓力。（6）快退時(shí)油缸的壓力 分別表示快速啟動(dòng)、加速、快進(jìn)時(shí)油缸的推力，分別表示快速啟動(dòng)、加速、快進(jìn)時(shí)油缸的壓力。液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工作狀況負(fù)載F/N回油壓力

5、進(jìn)油壓力輸入流量輸入功率計(jì)算公式快進(jìn)差動(dòng)啟動(dòng)244400.37加速15131.140.75恒速12220.6429.720.311工進(jìn)290000.63.10.380.019快退啟動(dòng)244400.41加速15130.61.41恒速12221.3629.70.679注：取差動(dòng)快進(jìn)時(shí)油液從有桿腔到無(wú)桿腔的壓力損失4、繪制各工況圖五擬定液壓系統(tǒng)1、選擇液壓回路（1）調(diào)速回路這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，可采用進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速形式。為了解決進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路在孔鉆通時(shí)的滑臺(tái)突然前沖現(xiàn)象及增加運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，回油路上要設(shè)背壓閥，由于液壓系統(tǒng)選用了節(jié)流調(diào)速的方式，系統(tǒng)中油液采用開(kāi)式回路

6、。（2）供油方式從工況圖中可以看到，在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸交替地要求油源提供低壓大流量和高壓小流量的油液?？爝M(jìn)與工進(jìn)速度比也是流量比3.5/0.015=78，若采用單個(gè)定量泵供油，則工進(jìn)時(shí)溢流損失過(guò)大，系統(tǒng)效率下降，宜選用國(guó)內(nèi)比較成熟的產(chǎn)品雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源。（3）快速回路因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求快進(jìn)快退速度相等，為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并盡量減小油泵的流量，同時(shí)采用差動(dòng)連接和雙泵供油兩種快速回路來(lái)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。（4）速度換接回路由于快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)的速度變化很大，為速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)，防止沖擊和震動(dòng)，選用二位二通機(jī)動(dòng)換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)和工進(jìn)的轉(zhuǎn)換。利用二位二通機(jī)動(dòng)換向閥通斷前后系統(tǒng)壓力的變化控制液控順序閥來(lái)切

7、斷差動(dòng)回路，二位二通機(jī)動(dòng)換向閥的通斷由工作臺(tái)的撞塊來(lái)控制。（5）換向回路 為了保證換向平穩(wěn)起見(jiàn)，可采用電液換向閥式換向回路，因?yàn)槭遣顒?dòng)連接，換向閥必須是三位五通電液換向閥，以獲得不同的回油方式。2、液壓系統(tǒng)合成將選定的基本回路組合起來(lái)，增添隔離差動(dòng)回路的單向閥7，防止停機(jī)時(shí)空氣侵入系統(tǒng)的單向閥2等，可組成如下圖，為了測(cè)量小泵溢流閥、大泵卸荷閥、背壓閥及液壓缸出口處壓力，設(shè)置三個(gè)測(cè)壓點(diǎn)，并選用多路壓力開(kāi)關(guān)，使用一個(gè)壓力表就能測(cè)量個(gè)點(diǎn)的壓力。 電磁鐵動(dòng)作表電磁鐵動(dòng)作1YA2YA行程閥快進(jìn)+-工進(jìn)+-+快退-+制動(dòng)-六.確定油泵的容量和電機(jī)功率1、油泵的工作壓力與流量計(jì)算 進(jìn)油路的壓力可取，泵的工作

8、壓力，其中泵工作所需的最大油壓，泵的流量，其中泵工作所需最大流量（）漏油系數(shù)，（取系統(tǒng)漏油系數(shù)為1.15），沿程總壓力損失，調(diào)速閥壓降0.5MPa,可得泵的工作壓力和流量如表所示：液壓泵工作壓力和流量表工作階段計(jì)算公式溢流閥溢流量（）液壓泵輸出壓力（MPa）液壓泵輸出流量（）差動(dòng)快進(jìn)01.1434.18工進(jìn)33.63.45快退01.934.16注：取溢流閥的最小溢流量：根據(jù)上表可知： 快進(jìn)、快退是的大小泵同時(shí)供油：工進(jìn)時(shí)的小泵單獨(dú)供油：去溢流閥調(diào)整壓力比泵的工作壓力高0.5MPa,則小泵溢流閥調(diào)整壓力為：大泵卸荷閥調(diào)整壓力應(yīng)大于快退壓力，即： 取壓力儲(chǔ)備25%，則小泵的額定壓力為： 根據(jù)上述討

9、論產(chǎn)品樣本，選定液壓泵型號(hào)為：;額定壓力：6.3MPa；額定轉(zhuǎn)速：960r/min；容積效率：；雙泵總效率：，則 小泵額定流量 大泵額定流量 大小泵流量和 能夠滿足快進(jìn)、快退要求。2、電動(dòng)機(jī)選擇首先分別計(jì)算各工作階段的電機(jī)功率快進(jìn)階段 大小泵同時(shí)供油 工進(jìn)階段 工進(jìn)階段為小泵供油，大泵卸荷。取大泵卸荷壓力 快退階段 快退階段為大小泵同時(shí)供油。有 由于總功率不大，按功率選擇電機(jī)。查表選用型號(hào)為Y100L-6的電機(jī)。額定功率1.5kw。滿載轉(zhuǎn)速940r/min,滿足使用要求。七.其他控制元件的選擇1、控制閥 根據(jù)各液壓元件在工作中的最高壓力和最大流量，可以選定各元件的規(guī)格型號(hào)。為統(tǒng)一起見(jiàn)，所有閥額

10、定壓力都選6.3MPa，額定流量則根據(jù)各元件的最大流量選定。由于快退時(shí)三位五通換向閥的流量為泵流量的兩倍，達(dá)34.56*2=69.12L/min,若選用40 L/m的規(guī)格，壓力損失過(guò)大，故選用80 L/m的，期于閥的選用與次類似。由于本系統(tǒng)決定采用集成塊配置，故全部選用板式元件。如表7.12、油管直徑 因?yàn)椴捎玫募蓧K配置，內(nèi)油路由集成塊內(nèi)的孔道實(shí)現(xiàn)，只須根據(jù)液壓閥連接油口的尺寸決定鉆孔直徑。集成塊與液壓缸的外油管根據(jù)最大流量計(jì)算如下：（取V=3m/s） 查樣本，選用內(nèi)徑15mm，外徑19mm的10號(hào)冷拔鋼管，壁厚為2mm。取10號(hào)鋼的許用應(yīng)力，以溢流閥的調(diào)整壓力作為油管的工作壓力，則強(qiáng)度為

11、故強(qiáng)度夠。3油管容量本系統(tǒng)為中低壓系統(tǒng)，取油箱容積V為額定流量的6倍，則 液壓元件明細(xì)表（7.1）序號(hào)元件名稱最大流量L/min型號(hào)額定流量L/min額定壓力MPa額定壓降MPa1雙聯(lián)葉片泵34.631.16.3-2單向閥34.6I-40B406.3<0.23三位五通電液閥69.235DY-63BY806.3<0.24二位二通行程閥69.222C-63B806.3<0.25調(diào)速閥0.38Q-10B0.0456.3<0.26單向閥69.2I-80B806.3<0.27單向閥29.7I-40B406.3<0.28順序閥0.2XY-10B106.3<0.29

12、背壓閥0.2B-10B106.3-10溢流閥31.1406.3<0.211單向閥31.1I-40B406.3<0.212溢流閥3.46106.3-13濾油器34.6326.30.3-0.614壓力表開(kāi)關(guān)-K-6B-6.3-15壓力繼電器-6.3-八.液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算1、壓力損失及調(diào)定壓力的確定因?yàn)榭焱藭r(shí)，油管中油液的流量最大，故只需驗(yàn)算快退時(shí)的壓力損失。管內(nèi)雷諾數(shù)計(jì)算 管內(nèi)液壓油的流速為 進(jìn)油路流速 回油路流速 擬選用HL-32普通液壓油，設(shè)環(huán)境溫度為25，從產(chǎn)品手冊(cè)查得油的黏度為進(jìn)油路雷諾數(shù)為 =272回油路雷諾數(shù)為 Re=911進(jìn)回油路的雷諾數(shù)都小于臨界值2300，可見(jiàn)管內(nèi)為層流。沿程壓力損失進(jìn)油路 回油路集成塊內(nèi)總壓力損失可視為局部損失，2、系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升（1）、本系統(tǒng)以液壓缸為執(zhí)行元件，故系統(tǒng)的總效率應(yīng)等于液壓缸輸出機(jī)械功率與電機(jī)輸出功率之比，由此可得各階段系統(tǒng)總效率如下表：各工作階段液壓系統(tǒng)總效率工作階段液壓缸負(fù)載/N液壓缸速度/（）液壓缸輸出功率/KW電動(dòng)機(jī)功率/KW系統(tǒng)總效率/%快進(jìn)12223.50.0650.8812工進(jìn)290000.0450.0240.524.7快退15133.50.0650.888.6從表可知系統(tǒng)總效率很低，但