液壓課程設(shè)計(jì)說明書分析

1、沈陽大學(xué)液壓課程設(shè)計(jì)（說明書）目錄摘要 引言1液壓系統(tǒng)原理圖的擬定01.1設(shè)計(jì)任務(wù)1.2選擇供油方式1.3選擇調(diào)速方式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2.2初定系統(tǒng)壓力3.液壓元件的計(jì)算和選擇3.1液壓缸尺寸及其流量3.2 液壓元件的選擇11總結(jié)13參考文獻(xiàn)14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

2、 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

3、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%

4、這些部件是系列化的，可以進(jìn)行批量生產(chǎn)，其余20%-30%勺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

5、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T快進(jìn)T工進(jìn)T快退T松開。181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)一工進(jìn)快退一松開。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

6、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)Z Z Z Z Z7Z z Z彳 卜.I亠云W: i【用can幽&0陽丁TJiJTA?A3Ta5Ti6TA案共-+tt避4+-+-+工遊+退+ffiJl快進(jìn)2.設(shè)計(jì)計(jì)算TfGHX1a2.1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)7工進(jìn)7快退。工進(jìn)工進(jìn)2.1.2 負(fù)載計(jì)算:工作負(fù)載Ft=10000N靜摩擦阻力Ffs 二G*fs=0.2 x4000N=800N動(dòng)摩擦阻力

7、Ffd=G* fd=0.1 x4000N=400N慣性負(fù)載Fa= G X v 二4000咒=1190.48N g t 9.860x0.2工況計(jì)算公式缸的負(fù)載F（N）缸的推力F/ n CM（ N）啟動(dòng)F =Ffs800888.89加速F =(Ffd +Fa)1590.481767.19快進(jìn)F =Ffd400444.44工進(jìn)F =Fi +Ffd1040011555.56快退F =Ffd400444.44表1工作循環(huán)計(jì)算公式注：n CM缸的機(jī)械效率取 n CM=0.9fs -靜摩擦系數(shù)取 fs = 0.2d動(dòng)摩擦系數(shù)取 fd = 0.12.1.3繪制液壓缸負(fù)載圖和速度圖速度圖已知數(shù)據(jù)Vi =V3二0

8、.0583m/s , L? =50mm 共進(jìn)速度為0.0055-0.0267m/s。I 佃加fWAM2.2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 P1=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Al應(yīng)該為有桿腔工作面積A2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P2，為防止滑臺(tái)突然前沖，根據(jù)資料取P2=O.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)

9、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)P2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/Im 二 AR - A2P2 =AR -(Ai/2)P2A1JP2A1=42.8cm2二 D=7.38cmd=5.6cm二 d=0.7D=5.17cm81012162025324050638090100110125140160180200220250320400500630表2 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB2348-80按照國家標(biāo)準(zhǔn)可查的：D=8cm表3活塞桿外徑系列（GB2348-80456810121416182022252

10、832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400無桿腔面積：A二1兀D2 =x；ix82=50.3cm244有桿腔面積：代二1；!2 -d2）二1*兀x（82 -5.62） =25.64cm2443.1.2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Pi（ MP a）輸入流量q（ L/min）輸入功率P （KW）快 進(jìn) 啟 動(dòng) 快 進(jìn) 加 速 快 進(jìn) 恒 速F +A2 P Pi =A -A2P = Pq q =v(A -A)P 2

11、= Pi + P888.8900.88i767.i91.741.24444.441.200.78.6310.205工 進(jìn)F +P2A2 iAiq =AviP = Piqii555.560.62.61.66-8.050.072-0.349快 退 啟 動(dòng) 快 退 加 速 快 退 恒 速P _F+p2A 口一AAq =心2P = Piq888.8900.35i767.i90.51.67444.440.51.158.974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P =5咒10 Pa,而Pb= Pj+也P。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

12、壓力Pi=2.6M Pa,取進(jìn)油路壓力損失為刀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二P+刀p,g卩PpA Pi+刀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;刀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 Q K (Eq) max=1.1x 8.974L/min=9.87L/min。注：Q液壓泵最大工作流量(

13、刀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。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/mi n)最小轉(zhuǎn)速(r/min )VP VC-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 。其它閥類及輔件見表3.2.2選擇液壓閥序號(hào)名

14、稱型號(hào)及規(guī)格1液壓泵VP VC-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34DF Y-F10B8單向閥CL-T03-05-103.2.3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。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

15、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)12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.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;4姜繼海，高常識(shí).氣壓與液壓傳動(dòng)北京：高等教育出