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1、 工业大学课 程 设 计资 料 袋机械工程学院 学院系、部20152016学年第一学期 课程名称液压传动指导教师义庄职称教授学生xx专业班级xx学号xx题 目组合机床切削的液压系统成 绩起止日期2015年12 月22日2015年12 月30日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸1456?液压与气压传动?课程设计设计说明书题 目 名 称：组合机床切削的液压系统学 院部：机械工程学院 专 业：机械工程 学 生 姓 名：xx班 级：xx学号xx指导教师：xx评 定 成绩： / 目录0.设计任务书21. 设计要求及工况分析 32. 主要参数确
2、实定63. 液压系统图的拟定94. 液压元件的计算与选择105. 液压系统的性能验算136. 参考资料157.设计总结16课程设计任务书20152016学年第 1学期机械工程学院系、部机械工程专业xx班级课程名称：液压与气压传动设计题目：组合机床切削的液压系统完成期限：自2015年12月22日至2015年12月30日共1周容及任务一、 设计的任务与主要技术参数设计一组合机的液压系统。组合机床切削过程要现：快进工进快退停顿，由动力滑台驱开工作台。最大切削力F=30000N，移动部件总重量G3000N；行程长度400mm工进和快进展程均为200mm，快进、快退的速度均为4m/min，工作台的工进速
3、度可调501000mm/min；启动、减速、制动时间t=0.5s;该动力滑台采用水平放置的平导轨。静摩擦系数fs0.2；动摩擦系数fd0.1。二、设计工作量1明确设计要求，进展工况分析； 2主要参数确实定； 3拟定液压系统图；4计算与选择液压原件5液压系统的性能验算；6绘制工作图、编写技术文件。进度安排起止日期工作容12.22明确设计要求，进展工况分析12.23-液压传动设计12.28-12.30绘制工作原理图,整理说明书主要参考资料1 忠伟.液压传动与气动.：化学工业，2014.2 利平.液压控制系统及设计.：化学工业，2006.3 丁树模.液压传动.第二版.：机械工业，1999.指导教师：
4、xx 2015 年12月10 日系教研室主任： 2015 年12 月 10日1. 设计要求及工况分析1.1设计要求要求设计的机床动力滑台液压系统实现的工作循环是“快进工进快退停顿。主要性能参数与性能要求如下：最大切削力F=30000N，移动部件总重量G3000N；行程长度400mm工进和快进展程均为200mm，快进、快退的速度均为4m/min，工作台的工进速度可调501000mm/min；启动、减速、制动时间t=0.5s;该动力滑台采用水平放置的平导轨。静摩擦系数fs0.2；动摩擦系数fd0.1；液压系统中的执行元件是液压缸。1.2负载与运动分析1工作负载 由设计要求可知最大工作的负载F=30
5、000N2惯性负载(3)摩擦负载 因为采用的动力滑台式是水平导轨，因此作用在上面的正压力N=G=3000N。静摩擦阻力 动摩擦阻力 取液压缸的机械效率，得出的液压缸在各工作阶段的负载如表1.2.1所示。工况负载组成负载值F/N推力F/启动加速快进工进快退6003413003030030066737933333667333表1.2.1 液压缸在各工作阶段的负载值根据液压缸上述各阶段的负载可绘制如图1.2.1另附所示的推力循环图F-l。速度图中，快进、快退，快进展程，工进展程长度，快退，工进速度取可调最小大速度2. 主要参数确实定2.1初选液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其他工况
6、负载都不高，参考?液压与气压传动?中的表9-2和9-3初选液压缸的工作压力。2.2计算液压缸的主要尺寸 鉴于动力滑台要求快进、快退的速度相等，液压缸可选用单杆式的并在快进时作差动连接。此时液压缸无杆腔的工作面积应该是有杆腔的两倍，即活塞外径d与液压缸的径D有d=D的关系。 在切削加工时，液压缸回油路上必须有背压，以防止切削完毕后因负载 变小而濡染往前冲。可取。快进时液压缸虽然作差动连接，但是由于油管中有压降存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时可取约为0.5MPa。快退时回油腔有背压，这时也可按0，5MPa估算。由工进时的推力计算液压缸的面积d=0.707D=7.73cm当按GB 2348-
7、1980将这些直径圆整成接近标准值得D=11cm，d=8cm。由此求得液压缸两腔的实际有效面积经检验，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。根据上述D和d的值，可以估算液压缸在不同阶段的压力、流量和功率，如表2.2.1。并据此画出如图2.2.1所示的液压缸工况图另附，其中红笔所画、黑笔所画和铅笔所画线分别表示P、q、p。工况负载F/N回油腔压力进油腔压力输入流量q/L输入功率P/Kw计算式快进(差动)启动66700.578-加速33791.0210.521-恒速3331.0120.51220.1040.17工进336670.83.920.48-9.50.031-0.621快退启动66700.149-
8、加速3490.51.146-恒速3331.13617.9080.339表2.2.1 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值3. 液压系统图的拟定3.1选择根本回路(1)选择调速回路 由图2.2.1中的曲线得知，这台机床液压系统的功率小，滑台的速度低，工作负载变化小，采用进口节流阀的调速形式，为了防止切削时滑台突然前冲的现象，回油路上应设置背压阀。由图2.2.1可知，液压缸交替地要求油泵提供低压大流量和高压小流量的液压油。最大流量和最小流量之比约为42，而快进、快退所需要的时间和工进时间分别为即。因此，为了提高效率、节省能量，选用如图3.1.1所示另附的双联式叶片泵。(2)选择快速运动和换向回
9、路 快进回路选用差动连接，选用如图3.1.2所示另附的形式。回油腔采用单向阀来实现差动。(3)选择速度换接回路 滑台快进到工件时，输入液压缸的流量由20.096L/min下降到0.489.5L/min，滑台速度变化很大，所以选用行程阀来控制速度的换接，以减少液压冲击，初步如图3.1.3所示另附。(4)选择调压回路和卸荷回路 液压系统调压可由双联叶片泵实现，卸荷可通过中卫机能解决。3.2组成液压系统方案一：将上面选出的液压根本回路组合，可得初步的液压根本回来，如图3.2.1所示另附，但是回路中还存在许多问题需要更正。在图3.2.1中，改良1：在液控单向阀下方需要加一个背压阀，实现工进背压，同时还
10、需要并联一个单向阀以便于实现快退功能。改良2：在回油路中，背压阀的存在会导致差动连接中的单向阀被顶开无法使油液回流到油箱，所以将差动连接中的单向阀更换成顺序阀，并且该顺序阀的顶开压力必须大于背压阀的压力。改良3：将液控单向阀的外控k口必须接在调速阀和液压缸之间，否那么在刚开场的差动连接油路无法实现其功能。改良4：在快退回路的回油路中，电磁阀可能有一局部时间处于左位，回油路只能经过调速阀，无法快退，所以应该在调速阀旁边并联一个单向阀。改良5：在液压缸的无杆腔的接口处还需要加一个压力继电器已便于控制三位四通换向阀换向。如图3.2.2所示另附。其电磁阀和电磁阀动作顺序如表3.2.1所示。动作名称电磁
11、铁电磁阀1YAYA快进工进死档铁停留快退原位停顿-表3.2.1 方案一电磁铁和电磁阀动作顺序液压系统工作原理及动态1快进 按下启动按钮，1YA通电，电磁阀5左位接入系统。主油路接通。此时处于空载，系统压力低，顺序阀3处于关闭状态，两泵同时供油，液压缸快进。此时液压油由电磁阀10右位进入液压缸左位，液控单向阀8关闭，顺序阀11接通，液压缸差动连接。主油路的油液流动路线：进油路：双联叶片泵2换向阀左位5电磁阀右位10液压缸无杆腔14回油路：液压缸有杆腔14顺序阀11液压缸无杆腔14 (2)工进 当滑台到达预定位置，触碰到电磁阀开关13以此控制电磁阀10接通左位，1YA继续通电，换向阀5左位接通，液
12、压油由调速阀9进入液压缸14左腔，此时由于负载变大，系统压力升高，液控单向阀8翻开，顺序阀3打开，低压大流量泵2A经顺序阀3回油箱，系统只由高压小流量泵2B供油，液压缸工进。回油时由于背压阀6的压力小于顺序阀11的压力，所以油液不会经过顺序阀11回到进油路。由计算数据可调顺序阀11的压力为1.0MPa，背压阀6的压力为0.5MPa进油路：高压小流量泵2B换向阀5(左位)调速阀9液压缸14无杆腔回油路：液压缸14有杆腔液控单向阀8背压阀6换向阀5(左位)油箱 (3)死挡铁停留 工进到达预定位置后，碰上死挡铁，滑台停顿运动，实现死挡铁停留4快退 滑台碰上死挡铁，运动停顿，系统压力继续升高，当压力达到压力继电器12调定压力时，换向阀2的右位接通控制右路。此时因为空载，回油无背压，系统压力很低，双联叶片泵2两泵同时供油，滑台实现快退。这时的主油路路线：进油路：双联叶片泵2换向阀右位单向阀7液控单向阀8液压缸有杆腔14回油路：液压缸无杆腔14单向阀15换向阀右位5油箱 5原位停顿 快到原位时，行程挡铁压下终点行程开关，所有电磁铁断电，换向阀处于中位，系统处于卸荷状态。此时的主油路的流油路线：双联叶片泵2换向阀5中位油箱方案二：在方案一中速度换接被放置在液压缸的无杆腔一侧支路
