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1、青岛滨海学院课程设计液压传动课程设计学号： 20120460347 姓名： 院部： 机电工程学院 专业： 机械设计制造及其自动化指导教师： 成绩： 完成时间： 2014 年 12 月 27 日 0目录任务题目 .1一、负载与运动分析 .11.负载分析 .12.速度分析 .2二、 确定液压缸主要参数 .31. 液压缸主要尺寸的确定 .32.计算液压缸在工作循环各阶段压力、流量和功率值 .3三、拟定液压系统图 .51. 选择基本回路 .52 .回路合成 .7四、系统图的原理 .91 .快进 .92. 减速 .93. 工进 .104. 死挡铁停留 .105. 快退 .106. 原位停止 .10五 、
2、液压元件的选择 .101.液压泵及驱动电机功率的确定 .102.元件、辅件选择 .11六 、液压系统性能的运算 .151 .验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 .15七、系统油液温升验算 .16八 、设计总结 .17参考文献 .181任务题目设计一台专用铣床，工作台要求完成：快进工作进给快退停止的自动工作循环。设计要求如下：设计一台专用铣床，工作台要求完成快进工作进给快退停止的自动工作循环。铣床工作台重量 6000N，工件夹具重量为 2000N，铣削阻力最大为 9000N，工作台快进、快退速度为 5mmin，工作进给速度为0.061mmin，往复运动加、减速时间为 0.05s 工作采用平导轨
3、，静、动摩擦分别为 fs0.2，fd0.1，工作台快进行程为 0.5m。工进行程为 0.1m，试设计该机床的液压系统。一、负载与运动分析1.负载分析(1)工作负载 对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载 即: N90Ft(2)惯性负载 往复运动加、减速时间为 0.05s，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为 5m/min，因此惯性负载可表示为 NtvmF10265.8960阻力负载导轨的正压力等于动力部件的重力，静、动摩擦分别为fs0.2，fd0.1，静摩擦阻力： NFS1206.0动摩擦阻力: fd取液压缸的机械效率 =0.9，则液压缸工作阶段的负载值见表 1-
4、1m2表 1-1 工作循环各阶段的外负载工况 负载值 推力 mF/起动 NF120fs1333加速 6mfd1778快进 f 667工进 NFtfd9010667快退 6f 6672.速度分析3二、确定液压缸主要参数1.初选液压缸的工作压力由最大负载值为 10667N，查表 11-2，取液压缸工作压力为 2.5MPa。计算液压缸结构参数为使工作台液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆活塞差动连接的方式实现快进，设液压缸两有效面为 和 A2，且 ，即 ，查表,取回1A21AdD油路背压为 0.5MPa，液压缸快退时背压取 0.5MPa。由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程FAp21可得 2621 0
5、47.1)5.0.(75.0 mPm78.)4(AD 5.8.7.dD将这些直径圆整成就近标准值得： 06d计算出液压缸的有效面积232321 104.4)1(.34mA2322 098.4)d(mDA工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量 =0.05L/min,按（9-1）式进minq行计算： ，故满足要求。283.065qAv2.计算液压缸在工作循环各阶段压力、流量和功率值差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力，取两腔间回路及阀上的压力损失为 0.5MPa, 即 计算结果见表 2-1。a5.012MP4表 2-1 液压缸在工作循环各阶段压力、流量和功率值工况计 算 公式负载F（N）回油被压 M
6、Pap/2进油压力 /1流入流量 11min/Lq输入功率 kWP/起动13330 0.86加速17781.521.02_快进恒速21AP1)(vq1pP6671.120.6214.130.15工进121AF21vqpP106670.52.340.30.0117起动133300.61_加速17780.51.95快退恒速211AF321vq1pP6670.51.44110.26把表 2-1 中计算结果绘制成工况图，如图 2-2 所示。快进和快退的速度min/531v为工进的速度06.25图 2-2 工况图注：进油腔压力 p 单位为 MPa，输入流量 q 单位为 L.s-1，输入功率 P 单位为
7、Kw。三、拟定液压系统图1.选择基本回路（1）调速回路 因为液压系统功率小，并且只有进油负载，所以选用进油节流调速回路。为有较好的低速平稳性和加速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。（2）泵供油回路 由于系统最大流量与最小流量比为 47 倍，且整个工作循环中，大部分时间都是在工进状态下工作，为了避免共进时效率损失大，选用限压式变量泵以节约能源提高效率。6快进快退所需要的时间 和工进所需要的时间 分别为1t 2ts2.31vlt svlt102因此 为提高系统效率、节省能量的角度上来看，宜选用大小两个液82t压泵自动并联供油的油源方案。图 3-1 双泵供油油源（3）速度换接回
8、路和快速回路 由于快进速度与工进速度变化较大，为了换接平稳，选用行程阀与节流阀并联的快慢速度换接回路，快速运动通过差动回路来实现。图 3-2 速度换接回路（4）换向回路为了换向平稳，选用电液换向阀，为了实现液压缸中位停止和差动连接，采用三位五通电液换向阀。7图 3-3 换向回路（5）压力控制回路 大泵卸荷需要设安全阀。2.回路合成对选定的基本回路在合成时，有必要进行整理、修改和归并。具体方法为：（1）防止工作时液压缸进油路、回油路相通，需接入单向阀要。（2）要实现差动快进，必须在回油路上设置液控单向阀，以阻止油液流回油箱。同时它与溢流阀串联。（3）为防止机床停止工作时系统中的油液回油箱，应增设
9、单向阀。（4）设置压力表以及压力表的开关。（5）为了便于系统自动发出快退信号起见，在调速阀输出端需增设一个压力电器。8液压系统图 3-41双联叶片泵 2三位五通电磁换向阀 3行程阀 4、15调速阀 5、6、 10、13单向阀 7顺序阀 8背压阀 9溢流阀 11过滤器 12压力表开关 14压力继电器 16二位二通电磁换向阀9四、系统图的原理1.快进快进如图所示，按下启动按钮，电磁铁 1YA 通电，由泵输出地压力油经 2 三位五通换向阀的左侧，这时的主油路为：进油路：泵 向阀 10三位五通换向阀 2（1YA 得电）行程阀3液压缸左腔。回油路：液压缸右腔三位五通换向阀 2（1YA 得电）单向阀 6行
10、程阀 3液压缸左腔。由此形成液压缸两腔连通，实现差动快进，由于快进负载压力小，系统压力低，变量泵输出最大流量。2.减速当滑台快到预定位置时，此时要减速。挡块压下行程阀 3，切断了该通路，电磁阀继续通电，这时，压力油只能经过调速阀 4，电磁换向阀 16 进入液压缸的左腔。由于减速时系统压力升高，变量泵的输出油量便自动减小，且与调速阀 4 开口向适应，此时液控顺序 7 打开，单向阀 6 关闭，切断了液压缸的差动连接油路，液压缸右腔的回油经背压阀 8 流回油箱，这样经过调速阀就实现了液压油的速度下降，从而实现减速，其主油路为：进油路：泵 向阀 10三位五通换向阀 2（1YA 得电）调速阀 4电磁换向
11、阀 16液压缸左腔。回油路：液压缸右腔三位五通换向阀 2背压阀 8液控顺序阀 7油箱。103.工进减速终了时，挡块还是压下，行程开关使 3YA 通电，二位二通换向阀将通路切断，这时油必须经调速阀 4 和 15 才能进入液压缸左腔，回油路和减速回油完全相同，此时变量泵输出地流量自动与工进调速阀 15 的开口相适应，故进给量大小由调速阀 15 调节，其主油路为：进油路：泵 向阀 10三位五通换向阀 2（1YA 得电）调速阀 4调速阀 15液压缸左腔。回油路：液压缸右腔三位五通换向阀 2背压阀 8液控顺序阀 7油箱。4.死挡铁停留当滑台完成工进进给碰到死铁时，滑台即停留在死挡铁处，此时液压缸左腔的压力升高，使压力继电器 14 发出信号给时间继电器，滑台停留时间由时间继电器调定。5.快退滑台停留时间结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁 1YA、3YA 断电，2YA 通电，这时三位五通换向阀 2 接通右位， ，因滑台返回时的负载小，系统压力下降，变量泵输出流量又自动恢复到最大，滑快速退回，其主油路为：进油路：泵 向阀 10三位五通换向阀 2（2YA 得电）液压缸右腔。回油路：液压缸左腔单向阀 5三位五通换向阀 2（右位）油箱。6.原位停止当滑台退回到原位时，挡块压下原位行程开关，发出信号，使
