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1、目录1.液压系统的原理和组成21.1工作原理21.2液压系统的基本组成21.3液压系统方案设计21.3.1选择调速回路21.3.2选择换向回路31.3.3选择速度换接回路31.3.4换选择调压和卸荷回路31.3.5系统图的组成和原理32.设计要求53.确定液压系统的主要参数和液压元件的选择53.1初选液压缸工作压力53.2计算液压缸主要尺寸63.3其他液压元件的选择73.3.1液压阀及辅助元件的选择74.液压系统的工况分析75.液压系统的性能验算86.设计总结8wen5湖南工业大学课 程 设 计 任 务 书2017 2018学年第一学期机械工程学院 学院（系、部） 机械工程 专业 1503 班
2、级课程名称： 液 压 与 气 压 传 动 设计题目： 组合机床动力滑台液压系统设计 完成期限： 2017 年 12月 11 日 至 2017 年 12月 15 日 内 容 及 任 务一、 设计要求与主要技术参数1） 机床要求的工作循环是：要求实现工件快进、工进、快退等过程，最后自动停止；动力滑台采用平导轨，往复运动的加速、减速时间为0.2s。2）主要技术参数运动部件总重力：G=29400N；切削力：FW=19600N；快进、快退速度：v1=v3=6m/min；工进速度：v2=20120mm/ min；最大行程：l=400mm；静摩擦系数：fs=0.2；动摩擦系数：fd=0.1。3）机床自动化要
3、求：要求系统采用电液结合，实现自动循环，速度换接无冲击，且速度要稳定，能承受一定量的反向负荷。二、设计任务1、按机床要求设计液压系统，绘出液压系统图；2、确定滑台液压缸的结构参数； 3、计算系统各参数，列出电磁铁动作顺序表；4、选择液压元件型号，列出元件明细表；5、验算液压系统性能； 6、设计说明书一份； 7、液压系统原理图一张；1.液压系统的原理和组成1.1工作原理（1）电动机驱动液压泵经滤油器从邮箱中吸油，油液被加压后，从泵的输出口输入管路。油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸，推动活塞而使工作台左右移动。液压缸里的油液经换向阀和回油管排回邮箱。（2）工作台的移动速度是通过节流阀来调节的
4、。当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减少，工作台的移动速度减少。由此可见，速度是油量决定的。1.2液压系统的基本组成 （1） 能源装置液压泵。它将动力部分所输出的机械能转换成液压能，给 系统提供压力油液。 （2） 执行装置液压机。通过它将液压能转换成机械能，推动负载做功。 （3） 控制装置液压阀。通过它们的控制调节，使液流的压力、流速和方 向得以改变，从而改变执行元件的力、速度和方向。 （4） 辅助装置邮箱、管路、储能器、滤油器、管接头、压力表开关等。 通过这些元件把系统联接起来，以实现各种工作循环。 （5） 工作介质液压油。绝大多数液
5、压油采用矿物油，系统用它来传递能 量和信息。1.3液压系统方案设计1.3.1选择调速回路这台机床液压系统功率较小，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。为防止负载突变，在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。1.3.2选择换向回路考虑到从工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路，以减小液压冲击，回路图如下1.3.3选择速度换接回路由于本系统滑台由快进转为工进时，速度变化大，为减少速度换接时的液压冲击，选用行程阀控制换接回路，如图下图所示。1.3.4换选择调压和卸荷回路在这里我们采用最普通的卸荷回路，
6、即与液压泵并联一个溢流阀做安全阀1.3.5系统图的组成和原理 本系统由一下元件构成1-液压泵 2-溢流阀 3，11-单向阀 4-背压阀 5-液控换向阀 6-节流阀 7电磁换向阀 8-压力继电器 9-液压缸 10-行程阀 组合机床动力滑台的液压系统工作循环图1-液压泵 2-溢流阀 3，11-单向阀 4-背压阀 5-液控换向阀 6-节流阀 7电磁换向阀 8-压力继电器 9-液压缸 10-行程阀快进：油液由变量泵经单向阀3进入液控换向阀5，油液进入液控换向阀5的左位，再经过电磁换向阀7，此时电磁换向阀7工作在左位（电磁铁2YA得电），油液经电磁换向阀7的左位进入活塞杆无杆腔，再经回油路返回油箱。工进
7、：当运动到一定位置时，行程开关压下，行程阀工作在上位，液控换向阀5工作在工作在右位，此时进油路从单向阀11经过 从而流到液压泵无杆腔，回油路则经过电磁换向阀7和节流阀6流回油箱，完成工进的减速。快退：电磁铁1YA得电，油液由变量泵经单向阀3和11进入电磁换向阀7右位，进入活塞杆有杆腔，再经液控换向阀5返回油箱（此时行程开关已放松，换向阀5工作在左位）。停止：当活塞快退至活塞杆最左端时，进油路压力急剧上升，此时溢流阀开启溢流。项目1YA2YA行程开关快进-+-工进-+快退+-+/-工作循环过程：电磁铁1YA失电，2YA得电，机床进行快进，当活塞上的挡块碰到行程开关10时，开关10通过控制油路使液
8、控换向阀5工作在右位，油液流经节流阀，此时为工进。当活塞到达活塞缸最右端时，然后进油路油压急剧上升，此时压力继电器使电磁铁1YA得电，油液流向反转，活塞向左移动，当活塞杆到达活塞最左端时，进油路油压急剧上升，当压力达到溢流阀预定压力时，溢流阀开启溢流。一个工作循环完成。2.设计要求 （1） 机床要求的工作循环是：要求实现工件快进、工进、快退等过程，最后自动停止；动力滑台采用平导轨，往复运动的加速、减速时间为0.2s。（2）主要技术参数运动部件总重力：G=29400N；切削力：FW=19600N；快进、快退速度：v1=v3=6m/min；工进速度：v2=20120mm/ min；最大行程：l=4
9、00mm；静摩擦系数：fs=0.2；动摩擦系数：fd=0.1。（3）机床自动化要求：要求系统采用电液结合，实现自动循环，速度换接无冲击，且速度要稳定，能承受一定量的反向负荷。3.确定液压系统的主要参数和液压元件的选择3.1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，在其它工况负载都不太高，参考表1和表2，初选液压缸的工作压力p1=3.5MPa。表1按负载选择工作压力负载/KN50工作压力/MPa0.811.522.5334455表2各种机械常用的系统工作压力机械类型机床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa0
10、.823528810101820323.2计算液压缸主要尺寸 首先需要考虑启动时的负载，而此系统为动力滑台启动负载为摩擦阻力。P=3.5Mpa f=Gfs= 5880NF=f+F W=27440N考虑到其他的压力损失我们取Fmax=28300N,则油缸有杆腔有效面积为A=F/P=0.00809m2那么A1-A1=A=0.00809m2，由于活塞杆在受压状态下工作时，取d/D=0.5-0.7，在这里我们取0.6.即d/D=0.6，那么就有:Ai=0.25di2D=0.1269m，d=0.0761mA1=0.012647m 2 A2=0.00455m2根据流量连续性公式可以得到快退、快进、工进时的
11、流量q（快退）=v3A=0.000809m3/s=48.54L/minq(快进)=v1A1=0.0012647m3/s=75.882L/min在这里我选取的工进速度为60mm/minq(工进)=V4A1=7.584L/minA= Aq(工进)/q(快进)=0.0012647 m2=1264.7mm2我们这里求得A是节流阀的通流面积油管中油流速v等于3m/s且快退时可求出油管最小直径d=q（快退）/v=18.5472mm.3.3其他液压元件的选择3.3.1液压阀及辅助元件的选择根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表3所列。本阀的额定压力
12、都高于3.5MPa，表3液压元件规格及型号序号元件名称通过的最大流量q/L/min型号1双联叶片泵PV2R12-6/332溢流阀5.1 Y10B3单向阀76I100B4背压阀1B10B 5 液控换向阀76XY63B6节流阀7.6LA-H207电磁换向阀7635DY100B8压力继电器PFB8L10行程阀4922C100BH11单向阀76I100B各元件间连接管道的规格，可根据元件接口处尺寸来决定，液压缸进、出油管的规格可按照输入、排出油液的最大流最进行计算：由于液压泵具体选定之后液压缸在几个阶段的进、出流星已与原定数值不同，所以应对液压缸进油和出油连接回路重新进行计算，如表3所示。4.液压系统
13、的工况分析工作阻力：工作阻力为已知Fw=19600N=摩擦阻力包括两种：静摩擦fa=5880N动摩擦阻力fb=2940N已知采用平导轨，且静摩擦系数fa=0.2，动摩擦系数fb=0.1正压力29400N运动阶段计算公式总接卸负载启动F=Fft/=6533N加速F=(Fm+Ffd)/1633N快进F=Ffd/3267N工进F=(Ft+Ffd)/19600N快进F=Ffd/3267N5.液压系统的性能验算工进在整个工作循环中所占用的时间超过%95，因此，液压系统的发热和油温上升主要是计算工进时的。工进时液压缸的有效功率为：P0=qv=3.51057.584/60/100=442.4W发热功率p=（1-）P0/=49.15W6.设计总结此次的课程设计让我们学到了很多，让我知道了设计一个液压设备的过程和一些基础知识，同时又对液压这门课程进行了巩固和加强，使我们明白了每个孤立的元件之间都是有联系的。在一开始的时候我们是无从下手的，并不知道要从哪里开始做。后来经过组长的提议，就先开始设计符合要求的液压回路，然后一步一步的组合出整个系统图，经过了多次的修改，从而确定了原理图。然后就是参数以
