液壓課設(shè)組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計行業(yè)特制

1、目錄1.液壓系統(tǒng)的原理和組成21.1工作原理21.2液壓系統(tǒng)的基本組成21.3液壓系統(tǒng)方案設(shè)計21.3.1選擇調(diào)速回路21.3.2選擇換向回路31.3.3選擇速度換接回路31.3.4換選擇調(diào)壓和卸荷回路31.3.5系統(tǒng)圖的組成和原理32.設(shè)計要求53.確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)和液壓元件的選擇53.1初選液壓缸工作壓力53.2計算液壓缸主要尺寸63.3其他液壓元件的選擇73.3.1液壓閥及輔助元件的選擇74.液壓系統(tǒng)的工況分析75.液壓系統(tǒng)的性能驗算86.設(shè)計總結(jié)8wen5湖南工業(yè)大學(xué)課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書2017 2018學(xué)年第一學(xué)期機械工程學(xué)院 學(xué)院（系、部） 機械工程 專業(yè) 1503 班

2、級課程名稱： 液 壓 與 氣 壓 傳 動 設(shè)計題目： 組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設(shè)計 完成期限： 2017 年 12月 11 日 至 2017 年 12月 15 日 內(nèi) 容 及 任 務(wù)一、 設(shè)計要求與主要技術(shù)參數(shù)1） 機床要求的工作循環(huán)是：要求實現(xiàn)工件快進、工進、快退等過程，最后自動停止；動力滑臺采用平導(dǎo)軌，往復(fù)運動的加速、減速時間為0.2s。2）主要技術(shù)參數(shù)運動部件總重力：g=29400n；切削力：fw=19600n；快進、快退速度：v1=v3=6m/min；工進速度：v2=20120mm/ min；最大行程：l=400mm；靜摩擦系數(shù)：fs=0.2；動摩擦系數(shù)：fd=0.1。3）機床自動化要

3、求：要求系統(tǒng)采用電液結(jié)合，實現(xiàn)自動循環(huán)，速度換接無沖擊，且速度要穩(wěn)定，能承受一定量的反向負荷。二、設(shè)計任務(wù)1、按機床要求設(shè)計液壓系統(tǒng)，繪出液壓系統(tǒng)圖；2、確定滑臺液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)； 3、計算系統(tǒng)各參數(shù)，列出電磁鐵動作順序表；4、選擇液壓元件型號，列出元件明細表；5、驗算液壓系統(tǒng)性能； 6、設(shè)計說明書一份； 7、液壓系統(tǒng)原理圖一張；1.液壓系統(tǒng)的原理和組成1.1工作原理（1）電動機驅(qū)動液壓泵經(jīng)濾油器從郵箱中吸油，油液被加壓后，從泵的輸出口輸入管路。油液經(jīng)開停閥、節(jié)流閥、換向閥進入液壓缸，推動活塞而使工作臺左右移動。液壓缸里的油液經(jīng)換向閥和回油管排回郵箱。（2）工作臺的移動速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的

4、。當(dāng)節(jié)流閥開大時，進入液壓缸的油量增多，工作臺的移動速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時，進入液壓缸的油量減少，工作臺的移動速度減少。由此可見，速度是油量決定的。1.2液壓系統(tǒng)的基本組成 （1） 能源裝置液壓泵。它將動力部分所輸出的機械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給 系統(tǒng)提供壓力油液。 （2） 執(zhí)行裝置液壓機。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能，推動負載做功。 （3） 控制裝置液壓閥。通過它們的控制調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方 向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力、速度和方向。 （4） 輔助裝置郵箱、管路、儲能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等。 通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實現(xiàn)各種工作循環(huán)。 （5） 工作介質(zhì)液壓油。絕大多數(shù)液

5、壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能 量和信息。1.3液壓系統(tǒng)方案設(shè)計1.3.1選擇調(diào)速回路這臺機床液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺運動速度低，工作負載為阻力負載且工作中變化小，故可選用進口節(jié)流調(diào)速回路。為防止負載突變，在回油路上加背壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)系統(tǒng)。1.3.2選擇換向回路考慮到從工進轉(zhuǎn)快退時回油路流量較大，故選用換向時間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊，回路圖如下1.3.3選擇速度換接回路由于本系統(tǒng)滑臺由快進轉(zhuǎn)為工進時，速度變化大，為減少速度換接時的液壓沖擊，選用行程閥控制換接回路，如圖下圖所示。1.3.4換選擇調(diào)壓和卸荷回路在這里我們采用最普通的卸荷回路，

6、即與液壓泵并聯(lián)一個溢流閥做安全閥1.3.5系統(tǒng)圖的組成和原理 本系統(tǒng)由一下元件構(gòu)成1-液壓泵 2-溢流閥 3，11-單向閥 4-背壓閥 5-液控換向閥 6-節(jié)流閥 7電磁換向閥 8-壓力繼電器 9-液壓缸 10-行程閥 組合機床動力滑臺的液壓系統(tǒng)工作循環(huán)圖1-液壓泵 2-溢流閥 3，11-單向閥 4-背壓閥 5-液控換向閥 6-節(jié)流閥 7電磁換向閥 8-壓力繼電器 9-液壓缸 10-行程閥快進：油液由變量泵經(jīng)單向閥3進入液控換向閥5，油液進入液控換向閥5的左位，再經(jīng)過電磁換向閥7，此時電磁換向閥7工作在左位（電磁鐵2ya得電），油液經(jīng)電磁換向閥7的左位進入活塞桿無桿腔，再經(jīng)回油路返回油箱。工進

7、：當(dāng)運動到一定位置時，行程開關(guān)壓下，行程閥工作在上位，液控換向閥5工作在工作在右位，此時進油路從單向閥11經(jīng)過 從而流到液壓泵無桿腔，回油路則經(jīng)過電磁換向閥7和節(jié)流閥6流回油箱，完成工進的減速?？焱耍弘姶盆F1ya得電，油液由變量泵經(jīng)單向閥3和11進入電磁換向閥7右位，進入活塞桿有桿腔，再經(jīng)液控換向閥5返回油箱（此時行程開關(guān)已放松，換向閥5工作在左位）。停止：當(dāng)活塞快退至活塞桿最左端時，進油路壓力急劇上升，此時溢流閥開啟溢流。項目1ya2ya行程開關(guān)快進-+-工進-+快退+-+/-工作循環(huán)過程：電磁鐵1ya失電，2ya得電，機床進行快進，當(dāng)活塞上的擋塊碰到行程開關(guān)10時，開關(guān)10通過控制油路使液

8、控換向閥5工作在右位，油液流經(jīng)節(jié)流閥，此時為工進。當(dāng)活塞到達活塞缸最右端時，然后進油路油壓急劇上升，此時壓力繼電器使電磁鐵1ya得電，油液流向反轉(zhuǎn)，活塞向左移動，當(dāng)活塞桿到達活塞最左端時，進油路油壓急劇上升，當(dāng)壓力達到溢流閥預(yù)定壓力時，溢流閥開啟溢流。一個工作循環(huán)完成。2.設(shè)計要求 （1） 機床要求的工作循環(huán)是：要求實現(xiàn)工件快進、工進、快退等過程，最后自動停止；動力滑臺采用平導(dǎo)軌，往復(fù)運動的加速、減速時間為0.2s。（2）主要技術(shù)參數(shù)運動部件總重力：g=29400n；切削力：fw=19600n；快進、快退速度：v1=v3=6m/min；工進速度：v2=20120mm/ min；最大行程：l=4

9、00mm；靜摩擦系數(shù)：fs=0.2；動摩擦系數(shù)：fd=0.1。（3）機床自動化要求：要求系統(tǒng)采用電液結(jié)合，實現(xiàn)自動循環(huán)，速度換接無沖擊，且速度要穩(wěn)定，能承受一定量的反向負荷。3.確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)和液壓元件的選擇3.1初選液壓缸工作壓力所設(shè)計的動力滑臺在工進時負載最大，在其它工況負載都不太高，參考表1和表2，初選液壓缸的工作壓力p1=3.5mpa。表1按負載選擇工作壓力負載/kn<5510102020303050>50工作壓力/mpa<0.811.522.5334455表2各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力機械類型機床農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機

10、械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/mpa0.823528810101820323.2計算液壓缸主要尺寸 首先需要考慮啟動時的負載，而此系統(tǒng)為動力滑臺啟動負載為摩擦阻力。p=3.5mpa f=gfs= 5880nf=f+f w=27440n考慮到其他的壓力損失我們?nèi)max=28300n,則油缸有桿腔有效面積為a=f/p=0.00809m2那么a1-a1=a=0.00809m2，由于活塞桿在受壓狀態(tài)下工作時，取d/d=0.5-0.7，在這里我們?nèi)?.6.即d/d=0.6，那么就有:ai=0.25di2d=0.1269m，d=0.0761ma1=0.012647m 2 a2=0.00

11、455m2根據(jù)流量連續(xù)性公式可以得到快退、快進、工進時的流量q（快退）=v3a=0.000809m3/s=48.54l/minq(快進)=v1a1=0.0012647m3/s=75.882l/min在這里我選取的工進速度為60mm/minq(工進)=v4a1=7.584l/mina= aq(工進)/q(快進)=0.0012647 m2=1264.7mm2我們這里求得a是節(jié)流閥的通流面積油管中油流速v等于3m/s且快退時可求出油管最小直徑d=q（快退）/v=18.5472mm.3.3其他液壓元件的選擇3.3.1液壓閥及輔助元件的選擇根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產(chǎn)品

12、樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表3所列。本閥的額定壓力都高于3.5mpa，表3液壓元件規(guī)格及型號序號元件名稱通過的最大流量q/l/min型號1雙聯(lián)葉片泵pv2r12-6/332溢流閥5.1 y10b3單向閥76i100b4背壓閥<1b10b 5 液控換向閥76xy63b6節(jié)流閥7.6la-h207電磁換向閥7635dy100b8壓力繼電器pfb8l10行程閥4922c100bh11單向閥76i100b各元件間連接管道的規(guī)格，可根據(jù)元件接口處尺寸來決定，液壓缸進、出油管的規(guī)格可按照輸入、排出油液的最大流最進行計算：由于液壓泵具體選定之后液壓缸在幾個階段的進、出流星已與原定數(shù)值不同，所以應(yīng)

13、對液壓缸進油和出油連接回路重新進行計算，如表3所示。4.液壓系統(tǒng)的工況分析工作阻力：工作阻力為已知fw=19600n= 摩擦阻力包括兩種：靜摩擦fa=5880n動摩擦阻力fb=2940n已知采用平導(dǎo)軌，且靜摩擦系數(shù)fa=0.2，動摩擦系數(shù)fb=0.1正壓力29400n運動階段計算公式總接卸負載啟動f=fft/=6533n加速f=(fm+ffd)/1633n快進f=ffd/3267n工進f=(ft+ffd)/19600n快進f=ffd/3267n5.液壓系統(tǒng)的性能驗算工進在整個工作循環(huán)中所占用的時間超過%95，因此，液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和油溫上升主要是計算工進時的。工進時液壓缸的有效功率為：

14、p0=qv=3.5×105×7.584/60/100=442.4w發(fā)熱功率p=（1-）p0/=49.15w6.設(shè)計總結(jié)此次的課程設(shè)計讓我們學(xué)到了很多，讓我知道了設(shè)計一個液壓設(shè)備的過程和一些基礎(chǔ)知識，同時又對液壓這門課程進行了鞏固和加強，使我們明白了每個孤立的元件之間都是有聯(lián)系的。在一開始的時候我們是無從下手的，并不知道要從哪里開始做。后來經(jīng)過組長的提議，就先開始設(shè)計符合要求的液壓回路，然后一步一步的組合出整個系統(tǒng)圖，經(jīng)過了多次的修改，從而確定了原理圖。然后就是參數(shù)以及元件首先是從液壓缸開始計算，然后經(jīng)過組員們的相互配合，一項一項的確定參數(shù)從而完成了課程的設(shè)計這次課程設(shè)計培養(yǎng)了我們的團隊協(xié)作能力為以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。除此之外，還培養(yǎng)了我們的創(chuàng)新能力，我們可以獨自設(shè)計一個完整的液壓系統(tǒng)并且去實現(xiàn)它，同時呢，也培養(yǎng)了我們參考資料和查閱資料的能力，而通過對這些資料的學(xué)習(xí)使我們深刻地認識到液壓傳動的各個元件和零部件之間緊密的聯(lián)系，增強了我們對問題考慮的整體性和全局性。 總之這次課程設(shè)計對我們的幫助很大，既讓我們把所學(xué)的知識得到了鞏固和加強，又使得我們所學(xué)的基礎(chǔ)理論和書本知識得到了初步的應(yīng)用，