立式多軸組合鉆床液壓進給系統(tǒng)設(shè)計(共22頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上山東廣播電視大學課程設(shè)計任務書地 市 山東萊蕪市教學班 萊鋼電大 姓 名 學 號 山東廣播電視大學教學出編印課程設(shè)計須知 一、課程設(shè)計是圍繞一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課結(jié)合工程設(shè)計而進行的一次綜合性訓練，通過對具體課題的方案分析、比較、設(shè)計計算、元件選取、安裝調(diào)試環(huán)節(jié)，初步掌握簡單的工程分析方法和工程設(shè)計方法。二、電大工科各專業(yè)的學生必須在教學計劃中規(guī)定的時間內(nèi)完成課程設(shè)計。三、課程設(shè)計的選題應符合教學要求，題目應符合工程實際，每個學生設(shè)計題目內(nèi)容要有所區(qū)別。四、電大學生應以嚴肅認真，實事求是的態(tài)度完成課程設(shè)計，課程設(shè)計論文寫作要做到論點明確、論據(jù)充分、書面整潔、字跡工

2、整。圖紙應清晰、工整，符合設(shè)計要求，符合國家有關(guān)標準和部頒標準。五、填報有關(guān)表格時，應按項目要求逐項填實、填全、填清。姓 名學 號專 業(yè)機電一體化年 級教學班萊鋼電大教學班負責人設(shè)計題目立式多軸鉆孔專用組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計指導教師姓名王奉德職 稱高級指導教師（含答辯）評語：成績： 指導教師簽名： 工作單位： 月 日地市電大復審意見：成績： 復審人簽名： 職稱： 月 日省電大終審意見：成績： 終審人簽名： 月 日課程設(shè)計的任務和具體要求液壓氣動技術(shù)課程設(shè)計任務書一臺立式多軸鉆孔專用組合機床，鉆削動力部件的上下運動采用液壓傳動。工作循環(huán)是：快速下降-工作進給快速上升原位停止。（為防止鉆削頭部由于重

3、力下滑，裝有平衡重，設(shè)計不考慮重力影響）已知數(shù)據(jù)如下：最大鉆削進給抗力FL=28000N，動力滑臺質(zhì)量m=270Kg，快速下降行程S1=250mm，工進行程S2=50mm，快速上升行程S3=300mm；快速下降速度v1=75mm/s，工進速度v2不大于1mm/S，快速上升速度110mm/s，升速和減速時間在0.2S之內(nèi)；滑臺運動的靜摩擦力Ffs=1000N，動摩擦力F=500N。執(zhí)行元件用液壓缸，活塞桿固定。液壓缸機械效率取0.90。試設(shè)計液壓系統(tǒng)。課程設(shè)計說明書應包含的內(nèi)容1、 按格式寫出設(shè)計計算說明書，使用說明書，另部件明細表，調(diào)試維護說明書。2、 畫出液壓系統(tǒng)原理圖。課程設(shè)計應完成的圖紙

4、1、 循環(huán)圖2、 液壓缸工況圖3、 液壓系統(tǒng)圖其他要求課程設(shè)計的期限 自 年 月 日至 年 月 日課程設(shè)計進度計劃起 至 日 期工 作 內(nèi) 容備 注參考文獻、資料索引文獻、資料名稱編著者出版單位課程設(shè)計目錄1、負載分析2、運動分析3、繪制負載、速度循環(huán)圖4、確定液壓缸尺寸5、繪制液壓缸工況圖6、選擇液壓基本回路1）、調(diào)速回路2）、換向回路和速度切換回路3）、節(jié)約能量4）組合基本回路7、選擇液壓泵1）、計算液壓泵的工作壓力2）、計算液壓泵的流量3）、選擇液壓泵的規(guī)格4）、計算功率選擇電動機8、選擇控制閥9、選擇油管及油箱10、液壓系統(tǒng)性能驗算1）、系統(tǒng)壓力損失估算2）、溫升驗算附圖：多孔鉆機液壓

5、系統(tǒng)圖一、 負載分析 由于系統(tǒng)采用平衡重，因此鉆削頭部件重量產(chǎn)生的向下作用力不再計入。鉆削頭部件啟動、減速和制動過程中的慣性力為啟動時： Fa1=2m=2m=2270=202.5N減速時：Fa2=2m=2m=2270=199.8N制動時：Fa3=2m=2m=2270=2.7N反向啟動時：Fa4=2m=2m=2270=270N反向制動時：Fa5=2m=2m=2270=270N由此可得液壓缸在各階段的負載（見表1）。表1各工作階段計算公式計算結(jié)果（N）啟 動FL1=Ffs+Fa11202快速下降FL2=Ffd500減 速FL3= Ffd- Fa2300工作進給FL4= Ffd+Fmax28500制

6、 動FL5= Ffd- Fa3497反向啟動FL6= Ffs+Fa41297快速上升FL7=Ffd500反向制動FL8= Ffd- Fa5203二、 運動分析根據(jù)勻加速位移公式s=v0t+at2、加速度公式a=和已知條件，列出個階段的速度和行程（見表2）。表2工 況速度行程公式結(jié)果（mm）啟 動0v1v17.5快速下降v1s1- v1-v2234.9減 速v1v2v1+v27.6工作進給v2s2-v249.9制 動v20v20.1反向啟動0v3v311.0快速上升v3s3- v3280反向制動v20v311.0三、繪制負載、速度循環(huán)圖負載循環(huán)圖（見圖1）。圖1 負載循環(huán)圖速度循環(huán)圖（見圖2）。

7、圖2 速度循環(huán)圖四、確定液壓缸尺寸參照各類機械廠用壓力，取液壓缸負載壓力為3.5MPa。根據(jù)最大負載要求，液壓缸有效工作面積AA=90.476cm2液壓缸直徑DD=107mm根據(jù)快速下降與上升的速比求活塞桿直徑d=1.333所以 d=53.5mm參照GB234880，選擇符合標準的活塞和活塞桿直徑。 D=125mm d=70mm液壓缸實際有效面積分別為 A1=122.66cm2A2=84.19cm2五、繪制液壓缸工況圖 根據(jù)以上計算結(jié)果，可求出專用機床在各個工作階段內(nèi)的壓力、流量和功率值（見表3）。由于加、減速時間很短，對系統(tǒng)參數(shù)選擇的影響不大，可忽略。表3工 況負載FL(N)回油腔壓力p2(

8、MPa)工作腔壓力p2(MPa)輸入流量Q(L/min)輸入功率N(kW)快速下降500p2=0p1=0.045Q1=A1v1= 55.197N=p1Q1= 0.0414工作給進28500p2=0.5p2=+=2.92Q1=A1v2= 0.736N=p2Q1= 0.0358快速上升500p2=0p3=0.066Q1=A1v3= 80.995N=p3Q1= 0.0891根據(jù)表3中的參數(shù)繪制液壓缸工況圖。圖3 液壓缸工況圖六、選擇液壓基本回路1、 調(diào)速回路由于這臺專用機床液壓系統(tǒng)功率較小，鉆削頭部件運動速度較低，故選擇節(jié)流調(diào)速回路。又因為工作進給時會油路上必須有背壓，因此采用回油路調(diào)速閥調(diào)速回路。

9、圖4 回油路調(diào)速單元2、 換向回路和速度切換回路由于該系統(tǒng)流量比較小，采用三位四通電磁換向閥換向即可。換向閥中位機能選M型，是為了停機時泵能實現(xiàn)壓力卸荷。從Qt曲線可知鉆削頭部件有快速下降轉(zhuǎn)為工作進給時，速度相差很大，宜采用行程閥，以避免速度切換時產(chǎn)生液壓沖擊。圖5 換向回路和速度切換單元3、 節(jié)約能量從pt和Qt曲線可知，系統(tǒng)工作主要由低壓大流量和高壓小流量兩個階段組成，故采用限壓式變量泵自動改變流量，以減少流量損失。4、組合基本回路把以上所選各種回路組合畫在一起，初步形成一個完整的液壓系統(tǒng)（見圖6），然后再增加一些元件，如單向閥3、單向閥5、濾油器1。他們的作用分別是：單向閥3：防止油液向

10、液壓泵倒灌；單向閥5：使液壓缸上升時，一開始可得到快速；濾油器1：過濾油液，保持油液清潔度。圖6 多孔鉆機液壓系統(tǒng)圖表4 電磁鐵動作順序1DT2DT行程閥快速下降+-+工作給進+-快速上升-+-停 止-+七、選擇液壓泵1、計算液壓泵的工作壓力由圖的pt曲線中查出pmax=2.92MPa，取p=0.5MPa。ps=p+pps=2.92+0.5=3.42MPa2、計算液壓泵的流量QPK(Q)max從圖Qt曲線中查得Qmax=80.995L/min，取K=1.1。QP=1.180.995=89.1 L/min3、選擇液壓泵的規(guī)格pr=ps1.25=5.603 MPa從有關(guān)樣本中查出：YBN40N型限

11、壓式變量泵，Q=40L/min， pmax=6.3 MPa，p=0.80, pv=0.90。4、計算功率選擇電動機按表3，使用時最大功率為0.0891Kw(沒考慮閥和管道壓力損失以及泵的效率)。但應考慮限壓式變量泵所需最大功率，根據(jù)樣本參數(shù)先畫出泵的流量壓力特性曲線ABC（見圖7），并根據(jù)快速上升和工進時的工作特點，可畫出實際工作時泵應有的流量壓力特性曲線ABC。圖中B點功率最大，其值為N=1573W?？紤]到泵的效率，則電動機應有功率=1966W查相關(guān)材料，選用Y112M-6電動機，其額定功率為2.2Kw。圖7：泵的流量壓力特性曲線八、選擇控制閥根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過各閥的實際流量選用得液

12、壓元件見表5。表5序號元件 名稱通過閥的實際流量（L/min）額定流量（L/min）額定壓力MPa額定壓降MPa型號及規(guī)格數(shù)量1濾油器38.876316<0.2TLW5012限壓式變量泵38.87256.30.5YBN40N13單向閥38.8763161.2S10P124三位四通電磁閥51.8316016<0.54WE10E20B15二位二通行程閥35.346316<0.322C63BH16調(diào)速閥<10.0750162FRM6B10B/1.5M17液壓缸自行設(shè)計1九、選擇油管及油箱1、 油管元件之間的連接管道按元件接口尺寸決定。液壓泵選定之后，需重新計算液壓缸工作各階段

13、的進、回油流量。見表6。表6快進工進快退輸入流量(L/min)Q1= =175.99Q1=2.347Q1=Qp=55.197排出流量(L/min)Q2= =55.59Q2= = =1.549Q2= =80.42運動速度/（m/min）V1= =2.105V2= =0.0191V1= =6.62、 油箱油箱容量按液壓泵的流量計算，取=7。V=Qp=7×80.995=566.96按國標規(guī)定，就近選標準值，V=700L。3、濾油器的選擇選擇濾油器的依據(jù)有以下幾點：(1)承載能力：按系統(tǒng)管路工作壓力確定。(2)過濾精度：按被保護元件的精度要求確定，選擇時可參閱表7。(3)通流能力：按通過最大

14、流量確定。(4)阻力壓降：應滿足過濾材料強度與系數(shù)要求。表7系統(tǒng)過濾精度(m)元件過濾精度(m)低 壓 系 統(tǒng)100150滑 閥1/3最小間隙70×105Pa系統(tǒng)50節(jié) 流 孔1/7孔徑(孔徑小于1.8mm)100×105Pa系統(tǒng)25流量控制閥2.530140×105Pa系統(tǒng)1015安全閥溢流閥1525電液伺服系統(tǒng)5  高精度伺服系統(tǒng)2.5  十、液壓系統(tǒng)性能驗算1、系統(tǒng)壓力損失估算由于管路布置未確定，沿程損失暫無法計算。僅對閥類元件進行估算。常用中、低壓各類閥的壓力損失(pn)如表8。表8 閥名pn(×105Pa

15、)閥名pn(×105Pa)單向閥0.30.5背壓閥38換向閥1.53節(jié)流閥23行程閥1.52轉(zhuǎn)閥1.52順序閥1.53調(diào)速閥3常（1）快進由圖可知。進油路上有單向閥3，電磁換向閥4的流量均為38.87 L/min。行程閥的流量為155.4L/min。其進油路總壓力損失為pv=0.2()2+0.5()2+0.3()2=0.4261 MPa回油路上液壓缸單向閥3，電磁換向閥4的流量均為51.8 3 L/min，計算出有桿腔與無桿腔壓力之差p=p2-p1=0.5()2+0.2()2+0.3()2=0.135+0.077 +0.254=0.466MPa（2）工進工進時，進油路上進油路上有單向

16、閥3，電磁換向閥4的流量均為1.88 L/min。行程閥的流量為0.93L/min。順序閥的流量為0.93+22=22.93 L/min。進油路的總損失為pv=0.5()2+0.5+0.5()2+0.6+0.3()2 =0.62 MPa液壓缸回油腔的壓力p2為p2=0.5()2+0.6+0.3()2=0.6358 MPa（3）快退快退時，進油路上進油路上有單向閥3的流量均為22L/min，電磁換向閥4的流量為38.37 L/min。行程閥的流量為51.83L/min。進油路的總損失為pv1=0.5()2+0.2()2=0.1122 MPa回油路總壓力損失為pv2=0.2()2+0.5()2+0.2()2 =0.2642 MPa所