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1、机电工程学院液压与气压传动课程设计说 明 书课题名称： 卧式双面铣削组合机床液压系统的设计 学生姓名： 吴国伟 学号： 20100607225 专 业： 机电一体化 班级： 10 机电二班 成 绩： 指导教师签字： 2013 年 6 月 23 日目 录徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书21 设计题目 卧式双面铣削 组合机床的液压系统设计.12 工况分析.12.1 负载分析 .13 液压系统方案设计.33.1 液压缸参数计算33.2 拟定液压系统原理图63.3 液压元件的选择.103.3.2 阀类元件及辅助元件的选择.113.3.3 油管的选择.124 液压系统性能验算 144.1 验算系统
2、压力损失并确定压力阀的调整值.144.2 油液温升计算.165 设计小结.176 参考文献.17徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书1设计内容计算说明结论1设计题目 卧式双面铣削组合机床的液压系统设计试设计卧式双面铣削组合机床的液压系统。机床的加工对象为铸铁变速箱箱体，动作顺序为夹紧缸夹紧工作台快速趋近工件工作台进给工作台快退夹紧缸松开原位停止。工作台移动部件的总质量为 400kg，加、减速时间为 0.2s，采用平导轨，静、动摩擦因数 s=0.2， d=0.1。夹紧缸行程为 30mm，夹紧力为 800N，工作台快进行程为 100mm，快进速度为3.5m/min，工进行程为 200mm，工进速
3、度为 80300mm/min，轴向工作负载为 12000N，快退速度为 6m/min。要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压。2 工况分析2.1 负载分析负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为 ，动摩擦力为 ,则fsFfdF徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书2NFmNFfdstvt401.0822.617.05341202t 动 摩 擦 负 载 ：静 摩 擦 负 载 ：惯 性 负 载 ：工 作 负 载
4、：如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率 ，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表 2-9.m1。表 2-1 液压缸各运动阶段负载表工况 负载组成负载值F/N推力 mF/起动 fsF800 889N加速 )(mfd517 574N快进 f 400 444N工进 fdlF12400 13778N快退 f 400 444N根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（F-l）和速度图（F-2）徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书3图 2-1 负载图和速度图3 液压系统方案设计3.1 液压缸参数计算组合机床液压系统的最大负载约为 14000N，初选液压
5、缸的设计压力P1=3MPa，为了满足工作台快速进退速度要求，并减小液压泵的流量，这里的液压缸课选用单杆式的，并在快进时差动连接，则液压缸无杆腔与有杆腔的等效面积 A1 与 A2 应满足 A1=0.37A2（即液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 应满足：d=0.607D。为防止铣削后工件突然前冲，液压缸需保持一定的回油背压，暂取背压为 0.5MPa，并取液压缸机械效率 =0.9。则m液压缸上的平衡方程故液压缸无杆腔的有效面积：徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书4液压缸内径： 按 GB/T2348-1980，取标准值 D=80mm；因 A1=0.37A，故活塞杆直径d=0.607D=50mm（标
6、准直径）则液压缸有效面积为：差动连接快进时，液压缸有杆腔压力 P2 必须大于无杆腔压力 P1，其差值估取 P2P1=0.5MPa，并注意到启动瞬间液压缸尚未移动，此时P=0；另外取快退时的回油压力损失为 0.5MPa。根据假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力.流量和功率，并可绘出其工况图表 31 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值工作阶计算公式 推力F（N）回油腔压力P2（ MPa工作腔压力P1（ MPa输入流量q（L/min）输入功率P（KW）徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书5段 ） ）快进启动871 0 0.440 0 快进加速5661.571.07 变化 变化快进恒
7、速qpPAvFjj)(214361.51.006.860.114工进qpPvAFjjj1213769 0.8 3.228 0.41.5 0.210.8快退启动87100.28400快qpPvAFjbj21变化徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书6退加速566 0.3 0.677 变化快退恒速4360.30.63418.3780.194注：1.差动连接时，液压缸的回油口到进油口之间的压力损失.ppjba而,5102.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为 ，无杆腔回油，压力jP为 bP液压缸的工况图：徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书73.2 拟定液压系统原理图3.2.1 调速回路的选择该机床液
8、压系统的功率小（+=3.2.4.28（3）快退 快退时，油液在进油路上通过单向阀 5 的流量为 22L/min，通过换向阀 2的流量为 20.22L/MIN；油液在回路上通过单向阀 5、换向阀 2 和单向阀 13的流量都是 33.17L/min。一次进油路上的总压降为：此值较小，所以液压泵驱动电动机的功率是足够的。回油路上的总压降是徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书16所以，快退时液压泵的最大工作压力：因此主泵卸荷的顺序阀 7 调压应大于 0.862Mpa.4.2 油液温升计算工进在整个工作循环中所占的时间比例达 95%，所以系统发热和油液温升可用工进的情况来计算。工进时液压缸的有效功率为
9、：此时泵在高压下供油，所以它的输入功率为：系统效率 0.0088，由此得液压系统的发热量为：温升近似值如下：温升没有超出范围，液压系统中不需设置冷却器。徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书175 设计小结 在这不到一周的课程设计中，能学到的东西真的很有限，但无疑来说收获还是巨大的，我想我知道了一般机床液压系统的设计框架而且我也掌握了设计一个液压系统的步骤，我想本次课程设计是我们对所学知识运用的一次尝试，是我们在液压知识学习方面的一次有意义的实践。在本次课程设计中，我完成了自己的设计任务，通过这次设计，弄懂了一些以前书本中难以理解的内容，加深了对以前所学知识的巩固。在设计中，通过老师的指导，使自己在设计思想、设计方法和设计技能等方面都得到了一次良好的训练。6 参考文献1 王积伟 章宏甲主编 液压传动 机械工业出版社2 贾明新主编. 液压传动与控制解难和练习. 北京：国防工业出版社. 20033 液压设计手册（电子版 R1.0）. 北京：机械工业出版社徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书18
