液压技术课程设计..

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1、 西安广播电视大学 机械设计制造及其自动化专业（本科） 液压气动技术课程设计 题目拉床的液压动力滑台的液压系统 姓 名 学 号 指导教师 办学单位 西安电大直属三分校 日 期 2012年 4 月 机械设计制造及其自动化专业课程设计任务书 编号： 课程名称： 液压气动技术课程设计 办学单位： 设计题目 拉床的液压动力滑台的液压系统设计 学生姓名 一、 课程设计目的与要求： 课程设计目的：为了将所学的液压气动技术应用到实际生产过程中。本设计主要围绕拉床的液压动力滑台的液压系统设计，以加强对液压控制系统的深入了解。最终，用所学的液压气动技术来解决实际问题。本课程的学习目的在于使我们综合运用液压与气压

2、传动课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。 课程设计要求：设计一台拉床的液压动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载FL=30000N，机床工作部件总质量m=2000kg，快进、快退速度均为5m/min，工进速度在50200mm/min范围内可无级调节。滑台最大行程6000mm，其中工进的行程是2000mm，往复运动加减速时间0.2s，滑台采用平导轨，其静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1，滑台要求完

3、成“快进工进快退停止”的工作循环。 二、课程设计内容： (1) 明确设计要求进行工况分析； (2) 确定液压系统主要参数； (3) 拟定液压系统原理图； (4) 计算和选择液压件； (5) 验算液压系统性能； (6) 设计液压系统原理图1张； (7)设计油箱工作图和液压缸工作图各1张 (8) 编制设计计算说明书1份 三、课程设计进度安排 2012-3-182012-3-28：选设计题目； 2012-3-282012-4-03：收集所选设计题目的资料； 2012-4-032012-4-15：绘制图纸； 2012-4-152012-4-28：编写课程设计正文； 2012-4-28： 提交课程设计。

4、 指导教师签字 办学单位意见 教学班负责人签字、分校盖章_ 年 月 日 拉床的液压动力滑台的液压系统设计 目 录 一、液压系统的设计要求5 二、工况分析 5 1、负载分析 5 2、确定液压缸的主要参数7 三、拟定基本回路 9 1、选择各基本回路9 2、绘制液压系统原理图10 四、选择液压元件10 1、液压泵和驱动电机 10 2、阀类元件 12 3、辅助元件 13 4、油管 14 5、油箱 14 五、液压系统性能验算 14 1、液压系统压力损失估算14 2、温升验算 16 六、绘制工作图16 参考文献 17 一、液压系统的设计要求 设计一台拉床的液压动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载FL=3

5、0000N，机床工作部件总质量m=2000kg，快进、快退速度均为5m/min，工进速度在50200mm/min范围内可无级调节。滑台最大行程6000mm，其中工进的行程是2000mm，往复运动加减速时间0.2s，滑台采用平导轨，其静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1，滑台要求完成“快进工进快退停止”的工作循环 对拉床液压动力滑台的液压系统的基本要求是： 1、为完成拉削工件的任务，要求液压缸缸驱动动力滑台实现“快速进给工作进给快退原位停止”的工作循环。 2、液压系统功率大，空行程和加压行程的速度差异大，因此要求功率利用合理。 3、拉床的液压动力滑台液压系统对工作平稳性和安全性要求较高

6、。 二、工况分析 1、负载分析： 计算液压缸工作过程各阶段的负载： (1) 切削负载 FL=30000N (2) 摩擦负载Ff： 拉床的工作部件对动力滑台的压力Fn=mg=20009.81=19620N 静摩擦负载Ffs=Fnfs=196200.2=3924N 动摩擦负载Ffd=Fnfd=196200.1=1962N (3) 惯性负载Fm 重力G=mg=20009.81=19620N 重力加速度g=9.81m/s2 833.3 N 根据以上计算，可得各工作阶段的液压缸负载如下表1所示 表1 液压缸各工作阶段的负载 工况 负载组成 负载值（N） 启动 F= Fnfs 3924 加速 F= Fnf

7、d+mv/t 1962+833.3=2795.3 快进 F= Fnfd 1962 工进 F=Fnfd+FL 1962+30000=31962 快退 F= Fnfd 1962 按表1数据画出负载循环 图1 负载图 根据给定的快进、快退速度及工进时的速度范围，画出速度循环图2如下： 图2 速度图 2、确定液压缸的主要参数： 参考书上（第145页）表9-3各类液压设备常用的工作压力，选液压系统工作压力P1=3MPa，动力滑台要求快进、快退速度相等，选用单活塞杆液压缸，快进时采用差动连接。取液压缸无杆腔面积A1与有杆腔面积A2之比为2：1，即活塞杆直径d与液压缸缸体内径直径（活塞直径）D有：d=0.7

8、07D，为防止铣削完后，滑台产生前冲现象，液压缸回油路上应有背压P2，取P2=0.6MPa 从负载图上可知，工进时有最大负载，按此最大负载求液压缸尺寸： P1A1= A1=2 A2 液压缸效率m=0.95 A1=10-6m2=124.610-4 m2 D=0.126m 活塞杆直径d=0.707D=0.7070.126m=0.089m 按GB2348-80圆整就近取标准值：D=130 mm d= 90 mm 确定了液压缸结构尺寸，就可以计算在各工作阶段中压力、流量和功率，列于表2 表2 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率 工况 负载F(N) 进油腔 压力P1(MPa) 回油腔 压力P2(MP

9、a) 输入流量Q (m3S-110-3) 输入 功率P(kw) 计算式 快进 （差动） 启动 3924 0.65 0 P1=(F/m+A2P)/(A1-A2) Q=(A1-A2)v1 P=P1Q 加速 2795.3 0.94 P1+P 恒速 1962 0.8 (P=0.03) 0.00053 0.43 工进 31962 6.86 0.6 0.00034 2.33 P1=(F/m+A2P2)/A1 Q=A1v2 P=P1Q 快退 启动 3924 0.60 0 P1=(F/m+A1P2)/A2 Q=A2v3 P=P1Q 加速 2795.3 1.57 0.6 恒速 1962 1.43 0.6 0.0

10、0058 0.83 依据表2的计算结果，画工况图3如下： 图3 液压缸工况图 三、拟定基本回路 从已知条件可知，液压系统应该具有快速运动、换向、速度换接和调压、卸荷等回路。 为了提高液压系统的效率，可选择变量液压泵或双泵供油回路，此处选用双泵供油。 1、 选择各基本回路： （1） 双泵供油回路：有低压大流量泵和高压小流量泵。液压缸快速运动时，双泵供油；工作进给时，高压小流量泵供油，低压大流量泵卸荷，由溢流阀调定系统工作压力。 （2） 快速运动和换向回路：采用液压缸差动连接实现快速运动，用三位五通电液阀实现换向，并实现快进时，液压缸的差动连接。 （3） 速度换接回路：为提高换接的位置精度，减小液

11、压冲击，采用行程阀与调速阀并联的转换回路。同时，电液换向阀的换向时间可调，保证换向过程平稳。 （4） 卸荷回路：在双泵供油回路中，用卸荷阀（外控顺序阀）实现低压大流量泵在工进和停止时卸荷。 （5） 滑台工进时，液压缸的进、回油路互通，不能实现工进，应在换向回路中串联单向阀a，将进、回油路隔断。 （6） 为了实现液压缸差动连接，应在回油路上串接一个液控顺序阀b，阻止油液流回油箱。 （7） 滑台工进后应能自动转为快退，应在调速阀出口处接压力继电器d （8） 为防止空气进入液压系统，在回油箱的油路上接一个单向阀c 2、 绘制液压系统原理图 液压系统原理图如图4所示，见附页 四、选择液压元件 1、液压

12、泵和驱动电机： （1）双泵供油的两个液压泵的最大工作压力不同，应分别计算： 液压缸的最高工作压力为6.86MPa，取进油路压力损失为0.8MPa，压力继电器的动作压力比系统最大工作压力高0.5MPa。 据此，高压小流量泵的最大工作压力Pp=6.86+0.8+0.5=8.16MPa 从工况图中可知：液压缸快进、快退时的最大压力为1.57MPa，取进油路压力损失为0.5MPa，则低压大流量泵的最大压力PP1=1.57+0.5= 2.07MPa （2）两泵同时供油的最大流量为0.6760L/min，取泄漏系数KL=1.05，则两泵合流时的实际流量Qp=1.050.6760= 42.21L/min （

13、3）溢流阀的最小稳定流量为3L/min，工进时液压缸的流量为0.00034601000L/min=20.4L/min，高压小流量泵的流量=3+0.5=3.5L/min 根据以上压力、流量查产品样本，选定双联叶片泵型号为：PV2R12-6/26，排量分别为6mL/r和41mL/r，生产厂家：上海日颖液压成套设备有限公司 PV2R12 -59 +12 R -F -R R X 型号说明 大泵 排量 小泵 排量 旋转方向（从轴端看） 安装方式 吸油口方向 大泵出口方向 （从轴端看） 小泵出口方向 （从轴端看） 双联定量叶片泵 （高压型） 参照规格表 参照规格表 R:顺时针方向 （标准） L:逆时针方向

14、 F：法兰式 L：脚座式 无标记：向上 （标准） D：向下 R：向右 L：向左 无标记：向上 （标准） D：向下 R：向右 L：向左 无标记：左上45 （标准） X：右上45 Y：右下45 Z：左下45 规格表 型号 最高使用 压力MPa 大泵排量 m/rev 小泵排量 m/rev 配管尺寸（PT） 转数rpm 重量kg 最高 额定 入口 出口（小） 出口（大） 最大 最小 法兰型 脚座式 PV2R12 21 *16 17.5 *16 41,47 53,59 65 6,8,10 12,14 17,19 23,25 *31 2“ 1/2“ 3/4“ 1800 750 25 30 PV2R13 21 *16 17.5 *16 76,94 116 3“ 1/2“ 11/4“ 1800 750 46 56 当液压泵转速n=940r/min时，液压泵的理论流量=(6+41)940/1000=44.18L/min 取液压泵的容积效率=0.9，则液压泵的实际输出流量为Qp=44.180.9=39.76L/min 查液压缸工况图，可知，液压缸快退时，所需功率最大。液压泵工作压力为1.43MPa，流量为34.8L/min，取液压泵的总效率p=0.75， 则驱动电机的功率P=1.11kw 查电机样本，选Y100L-