臥式雙面銑削組合機床的液壓系統(tǒng)設(shè)計說明書(共15頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上液壓與氣壓傳動技術(shù)課程設(shè)計說明書專業(yè)： 機制08-3班學(xué)號： 姓名： 周郁林指導(dǎo)教師： 曾億山 2011年7月7日目 錄1. 目錄12. 技術(shù)要求23. 工況分析2負(fù)載分析2繪制液壓缸負(fù)載圖和速度圖3初步確定液壓缸參數(shù)4擬定液壓系統(tǒng)圖7 選擇液壓元件104. 設(shè)計小結(jié)145. 參考文獻14一技術(shù)要求 設(shè)計臥式雙面銑削組合機床的液壓系統(tǒng)。機床的加工對象為鑄鐵變速箱箱體，動作順序為夾緊缸夾緊工作臺快速趨近工件工作臺進給工作臺快退夾緊缸松開原位停止。工作臺移動部件的總重力為4000N，加、減速時間為0.2s，采用平導(dǎo)軌，靜、動摩擦因數(shù)s=0.2，d=0.1。夾緊缸行程為30

2、mm，夾緊力為800N，工作臺快進行程為100mm，快進速度為3.5m/min，工進行程為200mm，工進速度為80300m/min，軸向工作負(fù)載為12000N，快退速度為6m/min。要求工作臺運動平穩(wěn)，夾緊力可調(diào)并保壓。二工況分析1.負(fù)載分析負(fù)載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力在機械效率中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的的水平分力為零，這樣需要考慮的力有：切削力，導(dǎo)軌摩擦力和慣性力。導(dǎo)軌的正壓力等于動力部件的重力，設(shè)導(dǎo)軌的靜摩擦力為Ffs，動摩擦力為Ffd,則工作負(fù)載 Fl=12000N靜摩擦阻力 Ffs=0.2*4000=800N動摩擦阻力 Ffd=0

3、.1*400*9.8=400N慣性負(fù)載 Fa=400*3.5/(60*0.2)=117N如果忽略切削力引起的顛覆力矩對導(dǎo)軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機械效率，則液壓缸在各工作階段的總機械負(fù)載可以算出 液壓缸各運動階段負(fù)載表 工作循環(huán)負(fù)載組成負(fù)載值F/N推力起動800888N加速517574N快進400444N工進1240013777N快退400444N2.繪制液壓缸負(fù)載圖和速度圖根據(jù)負(fù)載計算結(jié)果和已知的各階段的速度，可繪制出負(fù)載圖（F-s）和速度圖（v-s）3.初步確定液壓缸參數(shù) 組合機床液壓系統(tǒng)的最大負(fù)載約為14000N，初選液壓缸的設(shè)計壓力P1=3MPa，為了滿足工作臺快速進退速度相等，并

4、減小液壓泵的流量，這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應(yīng)滿足A1=2A2（即液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應(yīng)滿足：d=0.707D。為防止銑削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的回油背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取液壓缸機械效率。則液壓缸上的平衡方程故液壓缸無桿腔的有效面積： 液壓缸內(nèi)徑： 按GB/T2348-1980，取標(biāo)準(zhǔn)值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標(biāo)準(zhǔn)直徑）則液壓缸有效面積為：差動連接快進時，液壓缸有桿腔壓力P2必須大于無桿腔壓力P1，其差值估取P2-P1=0.5MPa，并注意到啟動瞬間液壓缸尚未

5、移動，此時P=0；另外取快退時的回油壓力損失為0.5MPa。根據(jù)假定條件經(jīng)計算得到液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力.流量和功率，并可繪出其工況圖液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工作階段計算公式推力F（N）回油腔壓力P2（MPa）工作腔壓力P1（MPa）輸入流量q（L/min）輸入功率P（KW）快進啟動 8880 0.35 快進加速 574 1.25 0.75 快進恒速 444 1.2 0.70 8.617 0.450工進137770.53.7610.41.50.150.43快退啟動 888 0 0.34 快退加速 574 0.3 0.809 快退恒速 444 0.3 0.758 8.967

6、 0.680注：1.差動連接時，液壓缸的回油口到進油口之間的壓力損失。 2.快退時，液壓缸有桿腔進油，壓力為，無桿腔回油，壓力為液壓缸的工況圖：4.擬定液壓系統(tǒng)圖 (1)確定供油方式 考慮到該機床在工作進給時負(fù)載較大，速度較低。而在快進、快退時負(fù)載較小，速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油。現(xiàn)采用限壓式變量葉片泵。(2)調(diào)速方式的選擇 在中小型專用機床的液壓系統(tǒng)中，進給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)銑削類專用機床工作時對低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點，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

7、特點，并且調(diào)速閥裝在回油路上，具有承受負(fù)切削力的能力。(3)速度換接方式的選擇 本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便，閥的安裝也較容易，但速度換接的平穩(wěn)性較差。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性，則可改用行程閥切換的速度換接回路。(4)夾緊回路的選擇用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了避免工作時突然失電而松開，應(yīng)采用失電夾緊方式?？紤]到夾緊時間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進油路壓力瞬時下降時仍能保持夾緊力，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，用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。最后把所選擇的液壓回路組合起來，即可組合成下圖所示的液壓系統(tǒng)原理圖。動作順序

8、表動作名1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA夾緊力1+-夾緊力2+-+-夾緊力3+-+-快進+-+工進+-+-快退+-+-松開-+-停止-集成塊分配由小組分配，完成進給塊的設(shè)計已知：進給塊上的元件三位四通電磁閥3024D-B20C單向行程調(diào)速閥18AQF3-E10B二位四通電磁閥3023D-B20H-7查手冊，知用JK25型號通用集成塊系列并設(shè)計：5.選擇液壓元件(1)液壓泵的選擇1)泵的工作壓力的確定 考慮到正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 pp液壓泵最大工作壓力； p1執(zhí)行元件最大工作壓力； p進油管路中的壓力損失，初算時簡單系統(tǒng)可取0.20.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)

9、取 0.51.5MPa，本例取0.5MPa。上述計算所得的pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(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pn應(yīng)滿足pn(1.251.6) pp。中低壓系統(tǒng)取小值，高壓系統(tǒng)取大值。在本例中pn =1.25 pp=3.75MPa。 2)泵的流量確定 液壓泵的最大流量應(yīng)為qp液壓泵的最大流量；(q)min同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量23Lmin； KL系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KL=1.11.3，現(xiàn)取KL=1.2。3)選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上

10、算得的pp和qp，再查閱有關(guān)手冊，現(xiàn)選用YB120限壓式變量泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量q20L/r,泵的額定壓力pn6.3MPa,電動機轉(zhuǎn)速nH1450r/min,容積效率0.9，總效率0.78，驅(qū)動功率2.6KW (2)選擇液壓控制閥根據(jù)閥類及輔助元件所在油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實際流量，可以選出這些液壓元件的型號及規(guī)格見表液壓元件選擇列表序 號元 件 名 稱額定流量/Lmin-1型 號2過濾器16WU-16*803溢流閥40YF-120B4變量葉片泵18YB1-205三位四通電磁閥3024D-B20C6.7單向減壓閥30JF3-10B8單向節(jié)流閥30SRC-T-0610溢流

11、閥40YF-120B11三位四通電磁閥3024D-B20C12溢流閥40YF-120B13溢流閥40YF-120B14三位四通電磁閥3024D-B20C15單向行程調(diào)速閥18AQF3-E10B16二位四通電磁閥3023D-B20H-718流量表28MPLC1219流量表28MPLC12(3)確定油管直徑及管接頭各元件間連接管道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進、出油管則按輸入、輸出的最大流量計算。由于液壓泵的具體選定之后液壓缸在各階段的進、出流量已與原定數(shù)值不同，所以要重新計算如表所示液壓缸的進、出流量和運動速度流量、速度快進工進快退輸入流量/(L/min)排出流量/(L/min)運動速度/

12、(m/min)由表中的數(shù)據(jù)可知所選液壓泵的型號、規(guī)格適合。由表可知，該系統(tǒng)中最大壓力小于3MPa，油管中的流速取3m/s。所以按公式可計算得液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：查表JB82766（52），同時考慮制作方便，選182（外徑18mm,壁厚2mm）的10號冷拔無縫鋼管（YB23_70）（4）確定油箱容量油箱容積按液壓傳動式（7-8）估算，當(dāng)取為7時，求得其容積按JB/T7938-1999規(guī)定，取標(biāo)準(zhǔn)值V=250L。6.液壓系統(tǒng)性能驗算（1） 壓力損失1）快進滑臺快進時，液壓缸差動連接，進油路上油液通過單向閥10的流量是22L/min，通過電液換向閥2的流量是27.1L/min，

13、然后與液壓缸的有桿腔的回油匯合，以流量55.30L/min通過行程閥3并進入無桿腔。因此進油路上的總壓降為此值不大，不會使壓力閥開啟，故能確保兩個泵的流量全部進入液壓缸?；赜吐飞?，液壓缸有桿腔中的油液通過電液換向閥2和單向閥6的流量都是28.2L/min，然后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥3流入無桿腔。由此可算出快進時有桿腔壓力P2和無桿腔壓力P1之差。此值小于原估計值0.5Mpa,所以是偏安全的。 2）工進工進時，油液在進油路上通過電液換向閥2的流量為0.41.5L/min，在調(diào)速閥4處的壓力損失為0.5Mpa；油液在回油路上通過換向閥2的流量為0.200.76L/min，在背壓閥8處的壓力損

14、失為0.5MPa,通過順序閥7的流量為22.222.76L/min，因此這時液壓缸回油腔壓力為 此值大于原估計值0.5Mpa,則重新計算工進時液壓缸進油腔壓力,與原計算數(shù)值3.761MPa相近。考慮到壓力繼電器可靠動作需要壓差，故溢流閥9的調(diào)壓3）快退 快退時，油液在進油路上通過單向閥5的流量為22L/min，通過換向閥2的流量為27.1L/min；油液在回路上通過單向閥5、換向閥2和單向閥13的流量都是53.14L/min。一次進油路上的總壓降為：此值較小，所以液壓泵驅(qū)動電動機的功率是足夠的?；赜吐飞系目倝航凳撬?，快退時液壓泵的最大工作壓力：，因此主泵卸荷的順序閥7調(diào)壓應(yīng)大于0.891Mp

15、a。(2)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升工進在整個工作循環(huán)中所占的時間比例達95%，所以系統(tǒng)發(fā)熱和油液溫升可用工進的情況來計算。工進時液壓缸的有效功率為： 此時主泵通過順序閥7卸荷，輔助泵在高壓下供油，所以兩個泵的總輸入功率為：由此得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量為：溫升近似值如下：溫升沒有超出范圍，液壓系統(tǒng)中不需設(shè)置冷卻器。三設(shè)計小結(jié)本設(shè)計分為兩個部分，首先對于液壓系統(tǒng)進行設(shè)計，其次對于系統(tǒng)進行分塊集成設(shè)計。系統(tǒng)部分進行了對任務(wù)書要求的力學(xué)、運動學(xué)分析，液壓原理圖設(shè)計（包括進給機構(gòu)和加緊機構(gòu)）、元件參數(shù)設(shè)計、元件挑選和參數(shù)驗算；產(chǎn)生負(fù)載行程圖、速度行程圖、系統(tǒng)原理圖和電磁閥動作順序表。分塊集成設(shè)計進行了液壓系統(tǒng)原理圖的分塊集成設(shè)計、集成塊建模和集成塊裝配；產(chǎn)生系統(tǒng)分塊集成原理圖、各元件零件圖、各塊零件圖、裝配爆炸圖、各塊工程圖和配合體爆炸圖。在這不到一周的課程設(shè)計中，能學(xué)到的東西真的很有限，但是不能說一點收獲都沒有，我想我知道了一般機床液壓系統(tǒng)的設(shè)計框架而且我也掌握了設(shè)計一個液壓系統(tǒng)的步驟，我想本次課程設(shè)計是我們對所學(xué)知識運用的一次嘗試，是我們在液壓知識學(xué)習(xí)方面的一次有意義的實踐。在本次課程設(shè)計中，我獨立完成了自己的設(shè)計任務(wù)，通過這次設(shè)計，弄懂了一些以前書