液壓課程設(shè)計(jì)說明書分析

沈陽大學(xué)液壓課程設(shè)計(jì)（說明書） 目 錄目 錄摘要-1引言-21液壓系統(tǒng)原理圖的擬定-31.1設(shè)計(jì)任務(wù)-31.2選擇供油方式-31.3選擇調(diào)速方式-31.4回油路組合成系統(tǒng)-42. 設(shè)計(jì)計(jì)算-42.1運(yùn)動(dòng)情況分析-42.2初定系統(tǒng)壓力-73.液壓元件的計(jì)算和選擇-83.1液壓缸尺寸及其流量-83.2 液壓元件的選擇-11總結(jié)-13參考文獻(xiàn)-1414 沈陽大學(xué)液壓課程設(shè)計(jì)（說明書）摘要本文首先對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，通過分析計(jì)算，繪制速度、負(fù)載循環(huán)圖，初步選定液壓缸工作壓力，并計(jì)算液壓缸工作尺寸以及各階段流經(jīng)液壓缸的流量；其次更具液壓系統(tǒng)供油方式、調(diào)速方式、速度換接方式以及回路的選擇擬定液壓系統(tǒng)圖，并對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行分析；再次通過對(duì)流通各元件的流量的計(jì)算，合理選擇液壓系統(tǒng)元件；最后通過對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行性能分析，達(dá)到要求。組合機(jī)床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時(shí)，工件一般不旋轉(zhuǎn)，由刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具與工件的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)。有的組合機(jī)床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn)，由刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。組合機(jī)床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠等傳動(dòng)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動(dòng)更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。我國的液壓工業(yè)開始于上個(gè)世紀(jì)50年代，其產(chǎn)品最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械。自1964年開始從國外引進(jìn)液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)自行設(shè)計(jì)液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓件生產(chǎn)已經(jīng)形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。目前，我過機(jī)械工業(yè)在認(rèn)真消化，推廣從國外引進(jìn)的先進(jìn)液壓技術(shù)的同時(shí)，大力研制開發(fā)國產(chǎn)液壓元件新產(chǎn)品和經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。 關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；回路；組合機(jī)床；液壓閥。引言組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件的一種高效的專用機(jī)床。組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方法，能完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜孔、攻絲、車、銑、磨削及其他精加工工序。生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。組合機(jī)床的通用部件的標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)件約占70%-80%，這些部件是系列化的，可以進(jìn)行批量生產(chǎn)，其余20%-30%的專用部件是由被加工的形狀，輪廓尺寸，工藝和工序來決定的。作為一種高效率的專用機(jī)床，組合機(jī)床在大批、大量機(jī)械加工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。液壓系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈活、操作方便、調(diào)速范圍大、可無級(jí)連讀調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，在組合機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)將以臥式組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹該臥式組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，其中包括組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)和工件夾緊與松開系統(tǒng)的工況分析、主要參數(shù)確定、液壓系統(tǒng)原理圖的擬定、液壓元件的選擇以及系統(tǒng)性能驗(yàn)算等。液壓系統(tǒng)在組合機(jī)床上主要是用于實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如圖1所示，如果動(dòng)力滑臺(tái)要實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)給，則動(dòng)力滑臺(tái)要完成的動(dòng)作循環(huán)通常包括：夾緊快進(jìn)工進(jìn)快退松開。1液壓系統(tǒng)原理圖的擬定1.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式組合機(jī)床，其液壓系統(tǒng)要完成的工作循環(huán)是：夾緊-快進(jìn)工進(jìn)快退松開。最大切削力10000N,工進(jìn)能在（0.33-1.6）m/min范圍內(nèi)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速?？爝M(jìn)速度3.5m/min,機(jī)床啟動(dòng)時(shí)間0.2s。運(yùn)動(dòng)件自重4000N，工進(jìn)行程50mm。其余參數(shù)自定。 設(shè)計(jì)任務(wù)：1.繪液壓系統(tǒng)原理圖一張。2.繪液壓缸裝配圖一張。 3.設(shè)計(jì)說明書3000字。 1.2選擇供油方式該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，且速度較低，而在快進(jìn)快退時(shí)負(fù)載較小，速度較高，從節(jié)省能量，較少發(fā)熱考慮，現(xiàn)采用變量葉片泵。 1.3選擇調(diào)速方式進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥，根據(jù)機(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定的要求的特點(diǎn)，決定采用單向調(diào)速閥組成的節(jié)流調(diào)速回路。 1.4回油路組合成系統(tǒng)2.設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1運(yùn)動(dòng)情況分析 2.1.1運(yùn)動(dòng)情況分析工作循環(huán)式：快進(jìn)工進(jìn)快退。 2.1.2負(fù)載計(jì)算：工作負(fù)載 =10000N靜摩擦阻力 =G*=0.24000N=800N動(dòng)摩擦阻力 Ffd=G*=0.14000N=400N慣性負(fù)載 Fa=1190.48N表1 工作循環(huán)計(jì)算公式工況計(jì)算公式缸的負(fù)載F(N)缸的推力F/CM （N）啟動(dòng)800888.89加速1590.481767.19快進(jìn)400444.44工進(jìn)1040011555.56快退400444.44注：CM缸的機(jī)械效率 取CM=0.9靜摩擦系數(shù)取0.2 動(dòng)摩擦系數(shù)取0.1 2.1.3繪制液壓缸負(fù)載圖和速度圖 速度圖已知數(shù)據(jù) 0.0583m/s，=50mm，共進(jìn)速度為0.0055-0.0267m/s。 2.2初定系統(tǒng)壓力由液壓缸在各階段工作負(fù)載值表可知，該機(jī)床液壓系統(tǒng)的最大負(fù)載約為11555.56N，參考有關(guān)資料選擇工作壓力=3MPa。鑒于快進(jìn)和快退的速度相等，液壓缸可選用檔案活塞式液壓缸，并在快進(jìn)時(shí)采用差動(dòng)連接，在這種情況下液壓缸的無桿腔工作面積應(yīng)該為有桿腔工作面積的2倍，即活塞桿的直徑d與缸筒直徑D的關(guān)系為d=0.7D。在工作時(shí)，液壓缸回路上必須有背壓，為防止滑臺(tái)突然前沖，根據(jù)資料取=0.6MPa，快進(jìn)時(shí)液壓缸工作采用差動(dòng)連接，但由于油管內(nèi)有壓力降P的存在，有桿腔的壓力應(yīng)該大于無桿腔的壓力，計(jì)算時(shí)取P=0.5MPa，快退時(shí)回油腔中有背壓，這時(shí)按0.5MPa估算。3.液壓元件的計(jì)算和選擇 3.1液壓缸尺寸及其流量 3.1.1液壓缸的尺寸根據(jù) F/=得 得 A1=42.8cm D=7.38cmd=0.7D=5.17cm按照國家標(biāo)準(zhǔn)可查的：D=8cm d=5.6cm表2 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB2348-80）81012162025324050638090100110125140160180200220250320400500630表3 活塞桿外徑系列（GB2348-80）456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400無桿腔面積：=50.3cm有桿腔面積：=25.64cm 3.1.2求液壓缸的最大流量 表4液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工作階段計(jì)算公式推力F（N）回油腔壓力P2（MPa）工作腔壓力P1（MPa）輸入流量q（L/min）輸入功率P（KW）快進(jìn)啟動(dòng) 888.890 0.88 快進(jìn)加速 1767.19 1.741.24 快進(jìn)恒速 444.44 1.20 0.7 8.6310.205 工進(jìn)11555.560.62.61.66-8.050.072-0.349快退啟動(dòng) 888.890 0.35 快退加速 1767.190.5 1.67 快退恒速 444.440.5 1.15 8.974 - 注：1.差動(dòng)連接時(shí)，液壓缸的回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失。 3.2 液壓元件的選擇 3.2.1選擇液壓泵與電動(dòng)機(jī)液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大工作壓力P1=2.6MPa，取進(jìn)油路壓力損失為 p=0.5MPa，其中暴扣換向閥和油管與各遠(yuǎn)見的連接處的壓力損失，即液壓缸的最大工作壓力應(yīng)滿足Pp=P1+p，即PpP1+p=2.6+0.5MPa=3.1MPa。注： Pp 液壓泵最大工作壓力； P1執(zhí)行元件最大工作壓力； p進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時(shí)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取0.20.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)選取0.51.5MPa，本例中去0.5MPa。液壓缸在整個(gè)工作循環(huán)中的最大輸油量q=8.974L/min，系統(tǒng)泄漏等情況的保險(xiǎn)系數(shù)K取1.1，故得到QP K（q）max=1.18.974L/min=9.87L/min。注：QP液壓泵最大工作流量 （q）max 同時(shí)動(dòng)作的各個(gè)執(zhí)行元件所需要的流量的和的最大值，如果這時(shí)溢流閥正在進(jìn)行工作，尚需加溢流閥的最小流量23L/min。 K系統(tǒng)漏油系數(shù)，一般取1.11.3。參照涌振液壓選取型號(hào)為VPVC-F12-A2-02A液壓泵。參數(shù)如下表:型號(hào)流量（L/min）最大壓力（bar）調(diào)壓范圍（bar）最大轉(zhuǎn)速(r/min)最小轉(zhuǎn)速（r/min）VPVC-F12-A2-02A127015-351800800驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率不小于1.63KW。參照液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)知道書選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L1-4,氣額定功率為2.2KW，額定轉(zhuǎn)速1430r/min。 3.2.2選擇液壓閥其它閥類及輔件見表序號(hào)名稱型號(hào)及規(guī)格1液壓泵VPVC-F12-A2-02A2電動(dòng)機(jī)Y100L1-43溢流閥RF-G02-1-314調(diào)速閥FCG-03-30-N-305壓力表G60LM-10-MP-106二位二通電磁換向閥ZQDF-32B7三位四通電磁換向閥34DFY-F10B8單向閥CL-T03-05-10 3.2.3液壓油箱容積的確定本例中液壓系統(tǒng)，取油箱的容量為200L的油箱?？?結(jié)本次設(shè)計(jì)所作的主要工作是組合鉆床的總體設(shè)計(jì)及其多軸箱設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，主要進(jìn)行了資料收集、零件工藝分析確定加工方案、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)、多軸箱設(shè)計(jì)、論文撰寫等工作。在設(shè)計(jì)的過程中，遇到了不少困難。但在老師和各位同學(xué)的積極幫助下，許多問題都得以順利解決。通過這次設(shè)計(jì)使自己的對(duì)知識(shí)掌握更加牢固。對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程和工作 情況有了一定的了解。 熟悉了液壓系統(tǒng)的各種元件的工作原理和具體 的使用要求，以及在具體環(huán)境下的元件的選擇應(yīng)該注意的一些問題。使自己在書本上所學(xué)到的知識(shí)在實(shí)踐中的到靈活運(yùn)用，同時(shí)認(rèn)識(shí)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。本組合機(jī)床類型為單工位雙面臥式鉆孔組合機(jī)床，加工效率較高，且多個(gè)孔一次走刀即加工成形，能夠較好的保證其位置精度。主軸箱、滑臺(tái)側(cè)底座、中間底座等均為標(biāo)準(zhǔn)件，可反復(fù)多次利用。因沒有進(jìn)行過實(shí)地的工廠參觀，各類通用部件也因沒見過實(shí)物而沒有一個(gè)整體的印象，所以在進(jìn)行中間底座、側(cè)底座等方面的選擇時(shí)，有選擇型號(hào)過大而造成浪費(fèi)的現(xiàn)象出現(xiàn)。希望在以后的工作中，能多加改進(jìn)，以設(shè)計(jì)出更合理、更實(shí)用、更簡(jiǎn)便的產(chǎn)品。參考文獻(xiàn)1 張立平. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2005.2 楊培元.朱福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工程出版社，2004；3 李壯云，葛宜遠(yuǎn)。 液壓元件與系統(tǒng)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004；4 姜繼海，高常識(shí). 氣壓與液壓傳動(dòng) 北京： 高等教育出版社， 2008；5 張利平. 液壓氣動(dòng)技