《专业铣床液压系统课程设计副本》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专业铣床液压系统课程设计副本（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、驻马店职业技术学院机电工程系液压传动课程设计设计题目：专用铣床的液压系统设计学生姓名：田瑞娟唐能胜 张鹏学号：专业：机电一体化机电三班指导教师：晁红芬2012 年6 月引言、设计题目及工况分析1 运动参数分析2 动力参数分析3液压缸在各阶段的负载及工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定2 计算液压缸尺寸3、确定液压缸所需的流量三、确定液压系统方案，拟定液压原理图1、确定执行元件的类型2、换向阀确定3、调速方式的选择4、快进转工进的控制方式的选择5、终点转换控制方式的选择6、实现快速运动的供油部分设计四、液压系统工作原理五、液压泵的选择1、计算泵的压力2、计算泵的流量设计题目要求设
2、计一台专用铣床的液压系统已知最大切削阻力9X 100 N, 切削过程要求实现“快进一工进一快退一原位停止”勺自动循环。采 用液压缸驱动，工作台的快进速度为45m/min,快进速度与快退速 度相等。进给速度范围为601000mm/ min,要求无极调速，最大有 效行程为400mm工作台往复运动的加速、减速时间为0.5s,工作 台自重为3X103N,工作及夹具最大重量为1&N,采用平导轨，工 作行程为 200mm。一工况分析动作循环图动作循环图xa快逐下降1/反向启功快迷上升庆向制超速度循环图2、动力参数分析工作台的快进速度为4。5m/s,工作进给速度范围为601000mm/min, 要求无级调速
3、，工作台往复的加速、减速时间为0。05s,快退速度与 快进速度相等。(1)计算各阶段的负载启动和加速阶段的负载F qFq=F j+Fg +FmF 静摩擦阻力1F 惯性阻力gF 密封产生的阻力。按经验可取F =0.1F qqFq =F +F g +Fm =0.2X4000+ma+0.1Fq =800+ 4000 x 4-5+0.1Fqj60 x 9.81 x 0.05F q =956.85Nq 快速阶段的负载F kjFkj=Fdm +FmFdm 动摩擦阻力Fm 密封阻力，取Fm =0.1FdmF kj =F dm +F m =0.1X4000+0.15Fkj =444.44N 减速阶段F jsF
4、 js=Fdm +Fm-FgF m 密封阻力，取F m =0.1F jsF js =Fdm +Fm -F g =400+0.1F-4000x 第5 -1000 x 10-360 x 9.81 x 0 .5F，- =391.59Njs 工进阶段F gjF gj =Fdm +Fqx +FmFqx 切削力Fgj=Fdm +Fqx +Fm=0.1X4000+9000+0.1FgjF =10444.44Ngj 制动FzdFzd =Fm +Fdm -Fg =0.1 X4000+0.1Fzd - 4000 x 1000 x 10-360 x 9.18 x 0.5Fzd=429.34N 反向启动FfgdFfg
5、d =Fm +Fjm +Fg =0.2X4000+0.1Ffgd 4 x 10 x 1060 x 9.18 x 0.5F fgd =956.85N 快速上升FktFkt=Fm+Fdm =0.1Fkt+400 Fkt =444.44N 反向制动F fzd =Fm +Fdm -Fg =0.1Ffzd +400- 4000 x 4-560 x 9 .18 x 0.5F fzd =376.49N 3液压缸在各阶段的负载各工作阶段计算公式计算结果（N）启动和加速F q =F j +F g +F m956.85快速下降F kj =F dm +F m444.44减速F js =F dm +F m -F g3
6、91.59工作进给F gj =F dm +F qx +F m1o444.44制动F zd =F m +F dm -F g429.34反向启动F fgd =F m +F jm +F g956.85快速上升F kt =F m +F dm444.44反向制动F fzd =F m +F dm -F g376.492）绘制工况图3）绘制工况图r .启动减速制动快进/快退反向制动反向启动工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定工作压力可根据最大负载来确定，最大负载为10444.44N现按表1有 关要求，取工作压力P=2.5MPa表1负载F/kN50工作压力 p / MPa0.811.522.5
7、33445$572、计算液压缸尺寸1）液压缸的有效面积AF 10444 .44A1P耳 4641 mm 22.5x106 x0.9,4 x 4641V 3.14=76 .89 mm液压缸内径D根据第4章有关要求取标准值D=80mm （表格如下）液压缸内径尺寸系列mm810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200220250320400500630（ 2）活塞杆直径要求快进与快退的速度相等，故用差动连接的方式。所以取d=0.7D=56mm 再取标准值为d=55mm。（表格如下）活塞杆直径尺寸系列mm45681012141618202225
8、28323640455055637080901001101251401601802002202502803201364003）缸径、杆径取标准值后的有效面积= 5024 mm 2无杆腔有效工作面积为A =空=314 x 802144活塞杆面积为A =仝343.14 x 5524=2375 mm 2有杆腔有效工作面积为a = a - a = 5024 - 2375 = 2469 mm 22133、确定液压缸所需的流量m3 / s 11L/min快进流量 q = Av = 2375 x 10 -6 x 4.5kj2 快下快退流量=A vjt 2 快上= 2649 x 10 -6 x 4 .5 m
9、3 / s = 12 L / min工进流量q = Avgj 1 g= 5024 x 10 -6 x 0.1 m 3 / s = 0.5 L / min三、确定液压系统方案，拟定液压原理图1、选择液压回路 调速、回路与动力源由工况图可以看到，液压系统在快速进退阶段，负载压力较低， 流量较大，且持续时间较短；而系统在工进阶段，负载压力较高、流 量较小，持续时间较长。同时注意到铣削加工过程中铣削里的变化和 顺铣及逆铣两种情况，为此，采用回油路调速阀节流调速回路。这样，可以保证进给运动平稳性和速度稳定。在确定主要参数时， 已决定快速进给时液压缸采用差动连接，所以所需动力源的流量较 小，从简单经济学观
10、点，此处选用单定量泵供油。 油路循环方式 由于上已选用节流调速回路，系统必然为开式循环方式。 换向与速度换接回路 综合考虑到铣床自动化程度要求较高、但工作台终点位置的定位精度要求不高、工作台可机动也可手动、系统压力低流量小、工作台 换向过渡位置不应出现液压冲击等因素，选用三位四通Y”型中位 机能的电磁滑阀作为系统的主换向阀。选用二位三通电磁换向阀实现 差动连接。通过电气行程开关控制换向阀电磁铁的通断电即可实现自 动换向和速度换接。 压力控制回路在泵出口并联一先导式溢流阀，实现系统的定压溢流，同时在溢 流阀的远程控制口连接一个二位二通的电磁换向阀，以便一个工作循 环结束后，等待装卸工件时，液压泵
11、卸载，并便于液压泵空载下迅速 启动。11图三专用铣床工作台液压系统1过滤器 2双联叶片泵 3压力表开关 5先导式溢流阀6二位二通电磁换向阀 7单向阀 8三位四通电磁换向阀9单向调速阀 10二位三通电磁换向阀 11液压缸表 4 动作顺序表信号来源动作名称电磁铁工作状态1YA2YA3YA4YA按下启动按钮工作台快进+-+压下工进行程开关工作台工进+-+压下快退行程开关工作台快退-+-+压下液压泵卸载行程开关液压泵卸载-注：“+”通电；“-”断电。行程开关安装在液压缸经过的路径上。 快进回路：进油：1-2-7-8-11;回油：10-8。工进回路：进油：1-2-7-8-11;回油：10-9-8-油箱。
12、快退回路：进油：1-2-7-9-10;回油：11-8-油箱。 卸载： 1 - 2- 5- 6-油箱。五，液压泵的选择1、计算泵的压力 泵的工作压力可按缸的工作压力加上管路和元件的压力损失来确定 所以要等到求出系统压力损失后，才能最后确定。采用调速阀调速 初算时可取徐p =0.51.2MPa。考虑背压，现取松p = 1 MPa。表3系统结构情况总压力损失一般节流阀及管路简单的系统0.20.5若进油路有调速阀及管路复杂的0.51.5系统采用补油泵补油的闭式系统1.01.5采用复杂的高压工程1.23.0.泵的工作压力P初定为bP =P+ 松 p =2.5+l=3.5MPab2、计算泵的流量(1) 快
13、速进退时泵的流量由于液压缸采用差动连接方式而而有杆腔有效面积A2大于活塞杆 面积A3,故在速度相同的情况下,快退所需的流量大于快进的流量故 按快退考虑。快退时缸所需的流量qkt=12L/m in故快退时泵应供油量为 qktb=12 X 1.1 =13-2L/min式中，K为系统的泄漏系数，一般取K=1.11.3,此处取1.1。(2) 工进时泵的流量工进时缸所需的流量qg=0.5L/min,故工进时泵应供流量为q .b=Kq =1.1 X0.5=0.55L/mingjb gj考虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点,需加上溢流阀的最小溢流 量(一般取3L/min),所以qg.b=0.55+3=3.55L/min根据专用铣床的具体情况，从产品样本中选用YB-4/10型双联叶片泵。此泵在快速进退时（低压状态下双泵供油）提供的流量为qmax=4+10=14L/min qktb在工进时（高压状态下小流量的供油泵）提供的流量为qmin=4L/minqgjb故所选泵符合系统要求。（3）验算快进、快退的实际速度当泵的流量规格确定后，应验算快进、快退的实际速度，与设计要求 相差太大则要重新计算。q14 x 10 - 3v max =q 5.9m / minkj A2375 x 10 -6
