畢業(yè)答辯(雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真)課件

寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（2014屆）題目：雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真專(zhuān)業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化

班級(jí)：10級(jí)機(jī)制（3）學(xué)號(hào)：12010240596姓名：龐江波指導(dǎo)教師：梁云峰

寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院題目：雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真一、雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟

1.明確設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行工況分析2.擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖3.計(jì)算和選擇液壓元件4.液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算二、雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的仿真三、結(jié)論一、雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟一、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟

1.明確設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行工況分析；2.擬定液壓系統(tǒng)原理圖；3.計(jì)算和選擇液壓元件；4.液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算；5.繪制工作圖，編寫(xiě)技術(shù)文件。一、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟1.明確設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行工況分析

某廠要設(shè)計(jì)制造一臺(tái)雙頭車(chē)床，加工壓縮機(jī)拖車(chē)上的一根長(zhǎng)軸兩端軸頸。由于零件較長(zhǎng)，擬采用零件固定、刀具旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給的加工方式。機(jī)床加工動(dòng)作循環(huán)是“快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止”，其最大切削力在導(dǎo)軌中心線方向，估計(jì)為12000N，所要移動(dòng)的總重量估計(jì)為15000N。工作進(jìn)給要求能在0.02~1.2m/min范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，快進(jìn)、快退速度一致，均為4m/min，試設(shè)計(jì)該液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。1.明確設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行工況分析畢業(yè)答辯(雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真)課件

根據(jù)加工要求，刀具旋轉(zhuǎn)由機(jī)械傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，主軸頭沿導(dǎo)軌中心線方向的“快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止”工作循環(huán)擬采用液壓傳動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，故選液壓缸作執(zhí)行元件?？紤]到車(chē)削進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)功率不大，且要求低速穩(wěn)定性好，粗加工時(shí)負(fù)載有較大的變化，故擬選用調(diào)速閥、變量泵組成的聯(lián)合調(diào)速方式。為自動(dòng)實(shí)現(xiàn)上述工作循環(huán)，并保證零件的加工長(zhǎng)度，擬采用行程開(kāi)關(guān)及電磁換向閥實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作。根據(jù)加工要求，刀具旋轉(zhuǎn)由機(jī)械傳動(dòng)來(lái)實(shí)2.擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖

系統(tǒng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車(chē)削頭，且動(dòng)作循環(huán)完全相同，為保證快進(jìn)、快退速度相等，并減小泵的流量規(guī)格，選用差動(dòng)連接回路。在行程控制中，由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時(shí)，采用機(jī)動(dòng)滑閥，使速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)，且安全可靠。工進(jìn)結(jié)束時(shí)，壓下電氣行程開(kāi)關(guān)返回?？焱说浇K點(diǎn)，壓下行程開(kāi)關(guān)，運(yùn)動(dòng)停止。兩個(gè)車(chē)削頭的進(jìn)給速度可分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)一個(gè)時(shí)，另一個(gè)應(yīng)停止。擬定的液壓系統(tǒng)原理圖如下圖所示。2.擬定液壓系統(tǒng)工作原理圖系統(tǒng)同1-葉片泵2、10-三位五通電磁換向閥3、11-雙作用單桿活塞缸4、12-行程閥5、7、13、15-單向閥6、14-調(diào)速閥8、16-卸荷閥9、17-溢流閥1-葉片泵2、10-三位五通電磁換向閥3、11-雙3.計(jì)算和選擇液壓元件液壓缸受力分析如下圖所示，具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。根據(jù)工作要求，選用雙作用單桿活塞缸。（1）液壓缸的計(jì)算3.計(jì)算和選擇液壓元件液壓缸受力分析如下圖所示，具總機(jī)械載荷：

F=FW+Fa+Fs+Ff+Fb

式中FW—工作負(fù)載

Fa—活塞上所受慣性力；Fs—密封阻力；

Ff—導(dǎo)軌摩擦阻力；

Fb—回油背壓形成的阻力。總機(jī)械載荷：

F（2）液壓泵的計(jì)算

液壓泵的實(shí)際工作壓力:Pp=P+∑?p式中p—液壓缸的工作壓力，已選定為3.3MPa；∑?p—進(jìn)油路上總的壓力損失,∑?p一般為(0.5～1.5)MPa，取∑?p=1MPa。液壓泵的流量：式中k—泄漏系數(shù)，取1.1；∑qmax—兩切削頭快進(jìn)時(shí)所需的最大流量之和.計(jì)算得：Pp=4.3MPa，qp=27.5L/min。按壓力為4.3MPa，流量為27.5L/min，又要求泵能變量，查液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)183頁(yè)表3-34，選擇YBN－40M－JB型葉片泵，最高轉(zhuǎn)1800r/min,最低轉(zhuǎn)速600r/min,功率為1.72kw。（2）液壓泵的計(jì)算液壓泵的實(shí)際工作壓力:（3）確定液壓泵電機(jī)的功率

該系統(tǒng)選用變量泵，故應(yīng)分別計(jì)算快速空載與工進(jìn)速度最大時(shí)所需的功率，按兩者中的較大值選取電機(jī)功率。

根據(jù)工進(jìn)速度最大時(shí)所需的功率Pmax=1.362kW,按JB/T9616—1999，查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本選取Y100L-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率Pn=1.5kW,額定轉(zhuǎn)速n=940r/min。（3）確定液壓泵電機(jī)的功率該系統(tǒng)選用變量泵，故（4）選擇控制元件

控制元件的規(guī)格應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)最高工作壓力和通過(guò)該閥的最大流量，在標(biāo)準(zhǔn)元件的產(chǎn)品樣本中選取。方向閥按p=4.3MPa，q=12.5L/min，選35D－25B。（滑閥中位機(jī)能O型）單向閥按p=3.3MPa，q=12.5L/min，選I－25B。

（4）選擇控制元件控制元件的規(guī)格應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)最高工調(diào)速閥按工進(jìn)最大流量q=7.6L/min，工作壓力p=3.3MPa，選Q－10B。背壓閥調(diào)至0.3MPa，流量為q=7.6L/min，選B－10。順序閥調(diào)至大于1.3MPa，保證快進(jìn)時(shí)不打開(kāi)。流量q=7.6L/min，選X－B10B。行程閥按p=1.3MPa，q=12.5L/min，選22C－25B。調(diào)速閥（5）油箱的選擇本系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，按經(jīng)驗(yàn)，油箱的容積一般取泵流量的3～5倍，本例取4倍，計(jì)算得其有效容積：

V=4qp=4×27.5=110（L）查閱液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇YX-100型油箱。（5）油箱的選擇本系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，按經(jīng)驗(yàn)，油箱的（6）油管的選擇查閱液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇油管公稱(chēng)通徑，在液壓泵的出口，按流量27.5L/min，查表取管路通徑為φ10；液壓泵的吸油管應(yīng)稍粗些，選管徑為φ12；其余油管按流量12.5L/min，查表取φ8。（6）油管的選擇查閱液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇油管公稱(chēng)通4.液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算

（1）系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算

由于系統(tǒng)的具體管路布置尚未確定，整個(gè)系統(tǒng)的壓力損失無(wú)法全面估算，僅只閥類(lèi)元件對(duì)壓力損失所造成的影響，可供調(diào)定系統(tǒng)中某些壓力值時(shí)參考。（2）系統(tǒng)溫升驗(yàn)算

由于本系統(tǒng)的功率小，又采用限壓式變量泵，效率高，發(fā)熱少，且油箱容量較大，溫升是沒(méi)有問(wèn)題的，故不必進(jìn)行系統(tǒng)溫升的驗(yàn)算。4.液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算（1）系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算二、雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的仿真在FluidSIM－H軟件環(huán)境中，搭建了雙頭組合車(chē)床液壓回路及其電氣控制電路，然后對(duì)雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的整個(gè)加工動(dòng)作循環(huán)“快進(jìn)→工進(jìn)→停留→快退→停止”，進(jìn)行了模擬仿真。二、雙頭組合車(chē)床液壓系統(tǒng)的仿真在FluidSIM三、結(jié)論

根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)出了一臺(tái)可實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)的雙頭組合車(chē)床，并畫(huà)出了該液壓系統(tǒng)的原理圖，分析出了系統(tǒng)在各個(gè)動(dòng)作