液壓系統(tǒng)設(shè)計說明書

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！《液壓傳動》課程設(shè)計說明書目錄第一章組合機床工況分析......................................................................................2333334與圖5第二章液壓缸主要參數(shù)確定..................................................................................66677799第三章擬定液壓系統(tǒng)圖........................................................................................11............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................第四章擬定液壓系統(tǒng)圖........................................................................................14第五章液壓系統(tǒng)性能驗算....................................................................................19第六章設(shè)計心得....................................................................................................22附錄：參考文獻.........................................................................................................231《液壓傳動》課程設(shè)計說明書第一章組合機床工況分析明確設(shè)計要求：組合機床動力滑臺的工作要求液壓系統(tǒng)在組合機床上主要是用于實現(xiàn)工作臺的工進——死擋鐵停留——快退——停止的動作循環(huán)，切削力為18000N，動力滑臺采用平導(dǎo)軌，工進速度要求無級調(diào)速。工作循環(huán)如圖：設(shè)計參數(shù)如下表所示：數(shù)據(jù)參I數(shù)）工進速度）gdt）統(tǒng)的的執(zhí)行元件確定為液壓缸。2《液壓傳動》課程設(shè)計說明書工作負載分析1.1.工作負載即為切削阻力已知切削力為18000N則F=18000Ne1.2.慣性負載分析Gv92107.19.80.2160FimaNgt1.3.阻力負載分析摩擦負載即為導(dǎo)軌的摩擦阻力：FfG0.1892101657.8N靜摩擦阻力gFfG828.9Nd動摩擦阻力1.4.工進速度選擇工進速度取工進時的最大速度90mm/min1.5.運動時間設(shè)快進進程為V1V2。L10510603t1s0.887s快進工進1v7.11L5360t2s35.3s2v9023《液壓傳動》課程設(shè)計說明書LL(10553)10603快退ts1.335s12V7.1311.6.運動分析η設(shè)液壓缸的機械效率通常在0.9~0.95間，此處取0.9，得出液壓缸在m各工作階段的負載和推力，如下表所列。液壓缸負載的計算：FFiciFFFi4《液壓傳動》課程設(shè)計說明書根據(jù)上述數(shù)據(jù)繪液壓缸F-s與v-s圖1.7.5《液壓傳動》課程設(shè)計說明書第二章液壓缸主要參數(shù)確定2.1初選液壓缸工作壓力按負載的大小根據(jù)表2選擇液壓缸的工作壓力：表2按負載的大小選擇執(zhí)行元件工作壓力(GB/T23491980)壓力P(MPa)＜0.8~1.01.5~2.02.5~3.03.0~4.04.0~5.0＞5.0~7.0根據(jù)最大負載F=18828.9N，初選液壓缸工作壓力為3MPa。2.2計算液壓缸主要尺寸（1）計算缸筒面積A:本機床為鉆孔組合機床，為防止鉆通時發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油腔應(yīng)有背壓，查相關(guān)設(shè)計資料選取背壓值為610Pa，為使快進快退速度相等，p52選用2的差動油缸。假定快進、快退的回油壓力損失為P7105。A1A2計算公式為：(pApA)F1122cmF18828.9A7.75103m277.5cm210.62P22P0.931061m（2）根據(jù)缸筒面積A計算缸筒內(nèi)徑D：414D9.936（3）按計算結(jié)果根據(jù)表3選擇缸筒內(nèi)徑標準值表3液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑標準系列（GB/T2348-1993）mm40325063364080（90）100（110）1254550566370140160………活塞桿直徑d8090…按標準選取D=100mm。根據(jù)快進和快退相等的條件，擬確定液壓系統(tǒng)在快進時采用差動連接。設(shè)活塞桿直徑為d，于是有：6《液壓傳動》課程設(shè)計說明書A2A12D100d70.71mm22按標準值選擇d=70mm則，液壓缸的有效面積為：1無桿腔面積：AD80.25cm22141有桿腔面積：ADd40.035cm222242.3活塞桿標準行程的確定按已知設(shè)計條件，根據(jù)表4選擇活塞桿的標準行程：表4活塞桿的標準行程系列表(GB/T2349-1980)mm100400125500200250320根據(jù)已知工作行程為158mm，選擇活塞桿的標準行程為200mm。2.4活塞桿穩(wěn)定性校核活塞桿的總行程為200mm,而活塞桿的直徑為45mm。L/d=200/70=2.85<10不用進行穩(wěn)定性校核。2.5計算液壓缸流量、壓力和功率2.5.1液壓缸相關(guān)流量計算液壓缸快進流量計算：=AAv80.2540.037.1101028.56L/minq43121快進液壓缸工進流量計算：q=Av80.25100.72L/min412工進液壓缸快退流量計算：q=Av40.031010L/min43快退217《液壓傳動》課程設(shè)計說明書2.5.2液壓缸相關(guān)壓力計算液壓缸快進壓力計算：FApP=828.9/0.940.031010540.9310=0.93MPa26m80.2540.03104AA12液壓缸工進壓力計算：FAP0.94105P=2.9110=2.91MPa工進226m工進41液壓缸快退壓力計算：FAP/80.2545P=1.43Pa126m142.5.3液壓缸相關(guān)功率計算液壓缸快進功率計算：P=pq液壓缸工進功率計算：=pPq=2.91=0.03KW60工進工進工進液壓缸快退功率計算：28.4260P=pq=1.43快退快退快退液壓缸在各工況下的主要參數(shù)(見下表)回油腔壓力進油腔壓力輸入流量輸入功率P/KW工進209210.62.910.720.038《液壓傳動》課程設(shè)計說明書啟動快退加速恒速18421509.49210.461.571.430.60.628.420.672.6繪制工況圖2.7液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計1）缸體與缸蓋的連接形式，采用常用的法蘭連接，其形式與工作壓力、缸體材料、工作條件有關(guān)。2）活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)采用常見的整體式結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵、鎖緊裝置等。據(jù)密封部位、使用部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇O型的密封圈。9《液壓傳動》課程設(shè)計說明書沖裝置有環(huán)狀間隙節(jié)流緩沖裝置，三角槽式節(jié)流緩沖裝置，可調(diào)緩沖裝置。氣裝置。2.8液壓缸設(shè)計需注意的事項1）盡量使液壓缸有不同情況下有不同情況，活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負載。2）考慮到液壓缸有不同行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題，缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)措施。3）根據(jù)主機的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式，但液壓缸只能一端定位。4）液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計標準比較，盡可能做到簡單、緊湊、加工、裝配和維修方便。2.9液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求2.9.1缸體材料---灰鑄鐵:HT200,HT350;鑄鋼：ZG25,ZG45粗糙度---液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為0.2~0.4mRa技術(shù)要求：a內(nèi)徑用H8-H9的配合b缸體與端蓋采用螺紋連接，采用6H精度2.9.2活塞材料---灰鑄鐵：HT150、HT200粗糙度---活塞外圓柱粗糙度~1.6mRaf7~f9配合可取H8。2.9.3活塞桿材料---實心：35鋼、45鋼；空心：35鋼、45鋼、無縫鋼管粗糙度---桿外圓柱粗糙度為0.4~0.8mRa技術(shù)要求：1、調(diào)質(zhì)20~25HRC878h8HfH2.9.4缸蓋材料---35鋼、45鋼；作導(dǎo)向時用（耐磨）鑄鐵粗糙度---導(dǎo)向表面粗糙度為~1.6mRa10《液壓傳動》課程設(shè)計說明書技術(shù)要求：1、同軸度不大于0.03m2.9.5導(dǎo)向套材料---青銅、球墨鑄鐵粗糙度---導(dǎo)向表面粗糙度為0.8Rma技術(shù)要求：1、導(dǎo)向套的長度一般取活塞桿直徑的60%~80%2、外徑D內(nèi)孔的同軸度不大于內(nèi)孔公差之半第三章擬定液壓系統(tǒng)圖3.1動作要求分析根據(jù)題目設(shè)計要求，畫出如圖所示的工作循環(huán)圖：3.2選用執(zhí)行元件相等的要求，擬定在快進時采用差動連接。3.3確定供油方式類組合機床設(shè)計，故選用雙作用葉片泵雙泵供油方式。3.4調(diào)速方式選擇11《液壓傳動》課程設(shè)計說明書由工況得知，該液壓系統(tǒng)功率小，滑臺運動速度低，工作負載為阻力負載且動部件的前沖現(xiàn)象，因此選擇在回油路上加背壓閥4，以使系統(tǒng)運行平穩(wěn)。3.5速度換接選擇換向閥。其優(yōu)點是動作可靠，轉(zhuǎn)換精度較高。3.6換向方式選擇的中位機能為M型，以實現(xiàn)可以隨時在中途停止運動的要求。為提高換向的位置要求，擬選擇采用止擋塊和壓力繼電器的行程終點返回控制。3.7選擇調(diào)壓和卸荷回路在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問題都已基本解決。即滑臺工進時雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需再設(shè)卸荷回路。3.8擬定液壓系統(tǒng)原理圖12《液壓傳動》課程設(shè)計說明書3.9液壓系統(tǒng)工作原理3.9.1快進按下起動按鈕，電磁鐵1YA通電，三位五通電磁換向閥11工作在左位，實現(xiàn)快進，油路為：進油路：低壓大流量泵2→單向閥8→三位五通電磁換向閥11（左位）→行程閥14（下位）→液壓缸16回油路：液壓缸16（右腔）→三位五通電磁換向閥（左位）→單向閥9→行程閥14（下位）→液壓缸163.9.2工進當滑臺快速運動到給定位置時，滑臺上的撞塊撞擊并壓下行程閥14閥芯，切斷通道，使壓力油經(jīng)調(diào)速閥13進入液壓缸左腔。由于油液流經(jīng)調(diào)速閥，系統(tǒng)壓力上升，打開液控順序閥6，此時單向閥9關(guān)閉，切斷液壓缸差動回路，實現(xiàn)工進，油路為：13《液壓傳動》課程設(shè)計說明書進油路：高壓小流量泵3→單向閥7→三位五通電磁換向閥11（左位）→調(diào)速閥12→液壓缸16回油路：液壓缸16（右腔）→三位五通電磁換向閥（左位）→順序閥6→背壓閥4→油箱。3.9.3快退當滑臺工進完畢之后，停留在死擋鐵處，系統(tǒng)壓力升高，直到壓力繼電器15的調(diào)整值時，壓力繼電器動作，2YA通電，三位五通電磁換向閥11工作在右位，滑臺快退返回。快退油路為：進油路：低壓大流量泵2→單向閥8→三位五通電磁換向閥11（右位）→液壓缸16回油路：液壓缸（左腔）→單向閥13→三位五通電磁換向閥11（右位）→單向閥10→油箱。3.9.4得電順序表快進工進快退停止+---第四章擬定液壓系統(tǒng)圖確定液壓泵4.1大流量液壓泵和小流量液壓泵的工作壓力分別進行計算。14《液壓傳動》課程設(shè)計說明書2.91Mpa，選取進油路上的總壓力損失為0.7MPA，同時考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓力繼電器動作壓力與最大工作壓力的壓差為0.5MPA，則小流量泵的最高工作壓力為：Pp1=2.91+0.7+0.5=4.11MPA快退時液壓缸中的工作壓力比快進時小，如取進油路上的壓力損失為0.5MPA，則大流量泵的最高工作壓力為：Pp2=1.43+0.5=1.93MPA4.2計算總流量在整個工作循環(huán)中，兩個液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量出現(xiàn)在快退階段，為28.56L/min,若整個回路中的泄漏量按液壓缸輸入量的10%計算，則液壓油源提供的總流量：q=1.1X28.56=31.416L/minp工作進給時，輸入液壓缸流量為0.72L/min，但由于溢流閥的最小穩(wěn)定以流量為3L/min,故小流量泵的供油量最少應(yīng)為3.6L/min。根據(jù)以上液壓油源最大工作壓力和總流量的計算數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選取PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泵，其中小泵的排量為6ml/r,大泵的排量為33ml/r,若取液壓泵的容積效率為0.9，則當泵的轉(zhuǎn)速為960r/min，小泵的輸出流量p=6109600.9=5.184L/min-3該流量能夠滿足液壓缸共進速度的需要。大泵的輸出流量：p大=(6+33)109600.9=28.512L/min-3雙泵供油的實際輸出流量：p=(6+33)109600.9=33.696L/min-34.3電動機的選擇液壓缸在快進時輸入功率最大，這是液壓泵工作壓力為1.43MPA，流量為33.696L/min，取泵的總效率為0.75，則液壓泵驅(qū)動電動機所需的功率為pqq363P1.07p123pY100L-6P=1.5KW，15《液壓傳動》課程設(shè)計說明書4.4閥類元件和輔助元件的選擇額定轉(zhuǎn)速n=960r/min件的型號及規(guī)格。額定壓量L/min量L/min力/Mpa10111213141516壓力繼電器液壓缸4.5油箱油箱長，寬，高的確定:油箱中能夠容納的油液容積按JB/T793820107，求的容積為：V容=733.696=235.872L16《液壓傳動》課程設(shè)計說明書按JB/T79382010規(guī)定，取標準值V容=250L，即：V=v容/0.8=0.25/0.8=0.3125m3如果取油箱內(nèi)長L.寬W，高h比例為3:2:1，可得長，寬W1=746mm，高h1=373mm。3mm，箱底厚5mm,因為箱蓋上需要安裝其它液壓元件，所以箱蓋厚度取10mm，為了易于散熱和便于對油箱進行搬移及維護保養(yǎng)，取箱底離地的距離為160mm，因此，油箱基體的總長總寬總高分別為：長：L=L1+2t=1119+2x3=1125mm寬：L=W1+2t=746+2x3=752mm高：H=10+H1+5+160=10+373+5+160=548mm為了更好地清洗油箱，取油箱地面傾斜角度為0.5度4.6隔板尺寸的確定為兩部分。根據(jù)經(jīng)驗，隔板高度取為箱內(nèi)油面高度的3/4，根據(jù)上訴計算結(jié)果，隔板的高度應(yīng)為：H隔板=V/L1W1x3/4=0.25/（1.119x0.746）x3/4=225mm隔板的厚度與油箱厚度相同，取為3mm。4.7油管選擇1、油管類型的選擇系統(tǒng)的工作壓力再6.5MPA以下，為了便于裝配，使用軟管油路。17《液壓傳動》課程設(shè)計說明書液壓缸進油和出油的流量和速度明細表133.6961qq80.2540.035p1P33.6961080.2533.69667.548.416/A2=40.035211p0.721010qq1pv8.4161p80.252A22、根據(jù)表中的數(shù)值，當油液在壓力管中流速取腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：q6d2262.691020mm液壓缸無桿腔：310601v3q6液壓缸有桿腔：2215d32v3各種油管的尺寸：尺寸可根據(jù)液壓泵流量和管中允許的最大流速進行計算，即：q=33.696/0.9=37.44L/min取吸油管中油液的流速為1mm/s?？傻茫?8《液壓傳動》課程設(shè)計說明書qd220.0267mv液壓泵的吸油管徑應(yīng)盡可能選擇較大的尺寸，以防液壓泵內(nèi)氣穴的發(fā)生。按照標準取公稱直徑為d=32mm，外徑為42mm。第五章液壓系統(tǒng)性能驗算5.1驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值求，不必進行沖擊驗算。這里僅驗算系統(tǒng)的壓力損失，以確定壓力閥的調(diào)定值，經(jīng)過液壓閥的局部壓力損失。①快進通過單向閥7和單向閥8的流量是分別是大泵流量28.512L/min和小泵流量5.184L/min，通過電液換向閥11的雙泵流量是33.696L/min，然后與液壓缸有桿腔的回油匯合，由液壓缸進出油流量表知以流量62.69L/min通過行程閥并進入無桿腔。如果額定流量下單向閥的最大壓降為0.2Mpa，電液換向閥的最大壓降為0.5Mpa，行程閥14的最大壓降為0.3Mpa，忽略延程壓力損失，因此進油路上的總壓降為：q2q2q2q2pp=p+p+p實實實實qqqqv額單換行額額額額28.512233.696262.692MPa=0.20.50.3100100100MPa0.0160.0560.1180.190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?；赜吐飞希簤焊子袟U腔中的油液通過電液換向閥11和單向閥9的流量都是31.27L/min，然后與液壓泵的供油合并，經(jīng)行程閥14流入無桿腔。由此可算出快進時有桿腔壓力p與無桿腔壓力p之差。21222pMPauMPa此值小于原估計值0.5Mpa此時液壓泵的工作壓力可計算為19《液壓傳動》課程設(shè)計說明書p，所以原來的設(shè)計是安全的。pP1u②工進11的流量為0.72L/min12處的壓力損失為0.5MPa8的流量為0.72L/min失為0.2Mpa，油液在回油路上通過換向閥的流量是0.34L/min，在順序閥6的流量也是0.34L/min25B順序閥樣本，該閥的最低開啟壓力為0.5Mpa閥4處的流量為28.56+0.34=28.9，其額定壓力損失為0.5Mpa，因此這時液壓缸回油腔的壓力損失為為pu28.920.342pMPa0.542MPa0.20.50.5631002可見此值小于原估計值0.8MPa。故可按表2中公式重新計算工進時液壓缸進油腔壓力p，即1FpA/2209210.5421040.0351064pMPa2.88MPa22A80.2510410611此值與工況參數(shù)表中數(shù)值2.91MPa相近，因此原設(shè)計能滿足要求。工進階段，進油路壓力損失為:q2q2q2pp=p+p+p=實實實qqqv額單換調(diào)額額額p//a22v考慮到壓力繼電器可靠動作需要壓差Δp=0.5MPa，故溢流閥的調(diào)壓應(yīng)為CPpppMPaMPa1vc控制大流量液壓泵卸荷的閥4的調(diào)定壓力應(yīng)小于2.91+0.5=3.41Mpa③快退快退時，油液在進油路上通過單向閥10的流量為28.56L/min，通過換向閥2的流量為33.696L/min1311和單向閥10的流量都是67.54L/min。因此進油路上總壓力損失為：q2q2q2pvp=p+p=實實實qqq額單換額額額28.512233.6962p0.20.5MPaMPa63100v2回油路上總壓力損失為20《液壓傳動》課程設(shè)計說明書q2q2q2pp=p+p=