銑床液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)資料

1、目錄一、題目(3)專(zhuān)用銃床動(dòng)力滑臺(tái)的設(shè)計(jì) (3)二、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 (3)(-)設(shè)茜要求及工況分析 (3)1、設(shè)計(jì)要求 (3)2、負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析 (3)(1)工作負(fù)我 (1)(2)摩擦負(fù)載 (1)(3)慣性負(fù)載(4)液壓缸在工作過(guò)程中各階段的負(fù)載(4)(5)運(yùn)動(dòng)時(shí)間 (4)(三)確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) (6)1、5選液壓缸工作壓力 :飛、2、計(jì)算液壓缸主要尺寸 (6)(三)擬定液成統(tǒng)原理圖 (10)1、選擇基木回路 (10)(D選擇調(diào)速回路 (10)(2)選擇油源形式 (11)(3)選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向|可路 (11)(4)選擇速度換接回路 (11)(5)選擇調(diào)壓和卸荷口|路 (11)2、組成液

2、壓系統(tǒng) (12)(四)計(jì)算和選擇液壓元件 (13)1、確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率 (13)(1)計(jì)算液壓泵的最大工作壓力 (13)(2)計(jì)算液壓泵的流量 (14)(3)確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率 (14)三、附錄與附圖.附表 (15)四、總結(jié) (20)五、參考文獻(xiàn) (21)一、題目要求設(shè)計(jì)一專(zhuān)用銃床，若工作臺(tái)、工件和夾具的總重量為5500N, 軸向切削力為30KN,工作臺(tái)總行程為400mm，工作行程為150ran,快 進(jìn)、快退速度為4. 5m/min、I.進(jìn)速度為601000mm/min,加速、減 速時(shí)間均為0.05s,工作臺(tái)采用平導(dǎo)軌、靜摩擦系數(shù)為0.2,動(dòng)摩擦 系數(shù)為0.1,試設(shè)計(jì)機(jī)床

3、的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。二、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算(一)、助計(jì)要求及工況分析1 .設(shè)計(jì)要求其動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快進(jìn)一工進(jìn)一快退一停止。主 要參數(shù)與性能要求如下：切削阻力A=30k；運(yùn)動(dòng)部件所受重力 俏5500N ；快進(jìn)、快退速度*= 3 =4. 5m/min ,工進(jìn)速度 2 =60-1000mm/min；快進(jìn)行程/尸250mm,1進(jìn)行程乙二150mm；往復(fù)運(yùn)動(dòng) 的加速、減速時(shí)間A bO. 05s； 工作臺(tái)采用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù) s=0.2,動(dòng)摩擦系數(shù)廣0. I。液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為液壓缸。2 .負(fù)我與運(yùn)動(dòng)分析(1)工作負(fù)載工作負(fù)載即為切削阻力二30000N。(2)摩擦負(fù)我摩擦負(fù)載即為導(dǎo)軌的摩擦阻力：

4、靜摩擦阻力咸=4。=0.2 x 5500 = 1100N動(dòng)摩擦阻力Ffd =,/G = 0.1 x 5500 = 550N(3)慣性負(fù)載夢(mèng)翳乂,NN(4)液壓缸在工作過(guò)程中各階段的負(fù)載為:啟動(dòng)階段:扇動(dòng)加速階段:尸+ 4= 55ON4842N=I392N快進(jìn)或快退階段:夕F155ON工進(jìn)階段：尸=6十片二550N 十 30000N = 3O5OON(5)運(yùn)動(dòng)時(shí)間快進(jìn)V250x10./, = = 3.35vt 4.5/60工進(jìn)L. 150x107/, = = 90sv. 0.1/60快退4+乙，400x107h = 535v3 4.5/60設(shè)液壓缸的機(jī)械效率乙尸0.9,得出液壓缸在各I：作階段的

5、負(fù)我和推力，如表1所列。表1液壓缸各階段的負(fù)我和推力工況 踮負(fù)我組成液壓缸負(fù)載F/N液壓缸推力F=F/ q/N后 動(dòng)F =11001222加 速尸=不13921547快 進(jìn)550611工 進(jìn)產(chǎn)二七十63055033944反向啟動(dòng)11001222加 速產(chǎn)=兒+613921547快 退550611根據(jù)液壓缸在上述各階段內(nèi)的負(fù)載和運(yùn)動(dòng)時(shí)間,即可繪制出負(fù)載 循環(huán)圖戶(hù)t和速度循環(huán)圖如下圖所示。AF/N 33944 .0250400LV7-1547液樂(lè)缸的負(fù)載圖%壓缸的速度圖（二）確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)1 .初選液壓缸工作壓力所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它I況負(fù)我都不太 高,參考表2和表3,初選液壓

6、缸的工作壓力n=4VPa。2 .計(jì)算液壓缸主要尺寸鑒于動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞 桿式差動(dòng)液壓缸尸D，快進(jìn)時(shí)液壓缸龍動(dòng)連接。工進(jìn)時(shí)為防止 車(chē)銃時(shí)負(fù)載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的IE油腔應(yīng)有背壓，參考 表4選此背壓為pn）.6MPa。表2負(fù)載和I：作壓力之間的關(guān)系貪載F/KN50工作壓力 p/MPa0.81.21.5-2.53.07.04.05.025.0表3各類(lèi)液壓設(shè)備常用的I作壓力設(shè)備類(lèi)型精加工機(jī)床半精加工機(jī)床粗加工或 重型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械、 小型工程機(jī) 械、工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)、重型 機(jī)械、大中型 挖掘機(jī)、起重 運(yùn)輸機(jī)械工作 壓力 p/MPa0. 8-23-55-

7、1010-1620-32表4執(zhí)行元件背壓的估計(jì)值系 統(tǒng) 類(lèi) 型背壓Pb/MPa中低壓系統(tǒng)(08MPa)簡(jiǎn)單系統(tǒng)，一般輕載節(jié) 流調(diào)速系統(tǒng)0. 2-0. 5回油路調(diào)速閥的調(diào)節(jié)系統(tǒng)0. 50. 8問(wèn)油路帶背壓閥0. 57. 5帶補(bǔ)油路的必式回答0.81.5中高壓系統(tǒng)(816MPQ同上比中低壓系統(tǒng)高50%100%高壓系統(tǒng)(1632MPQ如鍛樂(lè)機(jī)械等初算時(shí)背樂(lè)可忽略不計(jì)表5按工作壓力選取?工作壓力/MPaW5.05.0-7.027.0cl/D0.5-0.550.62-0.700.7表6按速比要求確定d/D匕/%1.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71擊以

8、一無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度，V -fl科腔進(jìn)油時(shí)活病送動(dòng)速慢.由式A F血= 幾mnV =92x10 4 m2F _30550(一勺 0.9x(4-)xl()o cm 1 。2-則活塞直衿D4X92XI0-4m = 0.108m = 108 mm參考表5及表6,得d =0. 71/7=77mm,圓整后取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值得 廬110mm,力 80nlm。由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為：就 2 乃乂 0.1 f ， st=nr =95x10 mA2 =(72-J2) = x(O.ll2 -0.82)m2 =44.7xl0-4m2根據(jù)計(jì)算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在I：作循環(huán)中各階段的壓力、流量和

9、功率，如表7所列，由此繪制的液壓缸工況圖如圖2所示。表7液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值工況推力尸，N回汕腔 壓力 p?/M Pa進(jìn)油腔壓力Pi/MPa輸入流量qX103/m3/s輸入功率P/KW計(jì)算公式快進(jìn)啟動(dòng)122 20.69一/+2PPi 一 %-小夕= s/nun250400l.2MPa0.340.41V!-1液壓缸工況圖圖I(1)選擇調(diào)速網(wǎng)路由圖1可知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(tǒng)功率較小， 滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載為阻力負(fù)我工作中變化小，故可選用進(jìn) 口節(jié)流調(diào)速問(wèn)路。為防止銃完工件時(shí)負(fù)載突然消失引起運(yùn)動(dòng)部件前 沖，在何汕路上加背壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為 升式循環(huán)系統(tǒng)。(2)選

10、擇油源形式 從工況圖nJ以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液 壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小 流盤(pán)的汕液。最大流量與坡小流量之比 /%產(chǎn)0.4/(L58 X 10)=25；其相應(yīng)的時(shí)間之比(&+幻/年(3.3+5. 3)/90=0.096這表 明在一個(gè)工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高壓小流量工作。從提高系 統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來(lái)看,選用單定羊省油源顯然是不合理的,為 此可選用限壓式變量泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源。名慮到前者流量突變 時(shí)液壓沖擊較大，I作平穩(wěn)性差，旦后者可以泵同時(shí)向液壓缸供油實(shí) 現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)，最后確定選用雙聯(lián)葉片泉方案，如圖2a所示。(3)選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 木

11、系統(tǒng)已選定液壓缸差動(dòng)連接和 雙泉供汕兩種快速運(yùn)動(dòng)IE路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)?？紤]到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時(shí)IE 油路流量較大，故選用換向時(shí)間可調(diào)的電液換向憫式換向網(wǎng)路，以減 小液壓沖擊。由于要實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，所以選用三位五通電液換 向閥，如圖2b所示。(1)選擇速度換接網(wǎng)路由干木系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速 度變化大(%/%= 5/0.1=45),為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊,選 用行程閥控制的換接回【路，如圖2c所示。(4)選擇速度換接回路由于木系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速 度變化大(%/%=4. 5/0. 1 = 45),為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選 用行程閥控制的換接IE路，加圖2c所小。(5)選擇調(diào)

12、壓和卸荷回路在雙泉供汕的油源形式確定后，調(diào)壓和 卸荷I、可題都己基木解決。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，而壓小流量泵的山口壓力由 油源中的溢流閥調(diào)定，無(wú)需另設(shè)調(diào)壓網(wǎng)路。在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低 壓大流量泵通過(guò)液控順序嘲IJ荷，高壓小流址呆在滑臺(tái)停止時(shí)雖未卸 荷，但功率損失較小，故nJ不需再設(shè)卸荷回路。(e圖2選擇的基本回珞2.組成液壓系統(tǒng)將上面選出的液壓基木IE路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可 得到完整的液壓系統(tǒng).匚作依理圖，如圖3所水。在圖3中，為了解決 滑臺(tái)匚進(jìn)時(shí)進(jìn)、回汕路串通使系統(tǒng)壓力無(wú)法建立的問(wèn)題,增設(shè)了單向 閥6。為了避免機(jī)床停止工作時(shí)何路中的汕液流網(wǎng)油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn) 入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，

13、圖中添置了一個(gè)單向閥13。圖中 增設(shè)了一個(gè)壓力繼電器14。當(dāng)滑臺(tái)碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升高， 它發(fā)出快退信號(hào)，操縱電液換向閥換向。(四)計(jì)免和選擇液壓件1 .確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率(1)計(jì)算液壓泵的最大工作壓力圖3整理后的液壓系統(tǒng)總理仔小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供汕，由表7可知，液壓缸 在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，最大工作壓力為2尸3.86MPa,如在調(diào)速閥進(jìn) 口節(jié)流調(diào)速I(mǎi)可路中，選取進(jìn)油路上的總壓力損失EA戶(hù)0.6VPa,考慮 到壓力繼電器的nJ靠動(dòng)作要求壓差A(yù)a=O. 5IPa,則小流量泵的最高工 作壓力估算為A Pi + 2 + 2. = 3.86 + 0.6+ 0.5 = 4.9

14、6A/P大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油，由表7可見(jiàn)，快退時(shí) 液壓缸的工作壓力為？=1.41MPa,比快進(jìn)時(shí)大考慮到快退時(shí)進(jìn)汕不 通過(guò)調(diào)速閥，收其進(jìn)油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進(jìn)汕路上的總壓力 損失3MPa,則大流量泵的最高I.作壓力估算為/，2 2 十 Z&J =(L4l+0.3)MP= JMPa(2)計(jì)算液壓泵的流量由表7可知，油源向液壓缸輸入的坡大流量為0.4X10T n?/s , 若取I口I路逃漏系數(shù)L則兩個(gè)泵的總流量為qp Kq, =1.1 x0.4x 1 O-3 = 0.44 x 1Is = 26 AL I min 考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min, 1進(jìn)時(shí)的流量為1.

15、58X W5 m7s =0. 95L/min,則小流量泵的流量最少應(yīng)為3.95L/min(3)確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率根據(jù)以上壓力和流量數(shù)俏查閱產(chǎn)品樣本，并考慮液壓泵存在容積 損失，最后確定選取PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泉。其小流量泵和大流 5泵的排量分別為6mL/r和33mL/r,當(dāng)液壓泉的轉(zhuǎn)速/7P_940r/min時(shí), 其理論流量分別為5.6 L/min和31L/min,若取液壓泵容積效率產(chǎn)0.9,則液壓泵的實(shí)際輸出流量為% = + %=(6x940x0.9/1000 + 33x940x0.9/1000)L/min=(5.1 + 27.9)L/min = 33L/min由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，若取液壓泵總效率尸0.8這時(shí)液壓泉的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為P網(wǎng),_ 1.73x106x33x1()人60x0.8xl03KW = U9KW根據(jù)此數(shù)俏介閱產(chǎn)品樣木，選用規(guī)格相近的Y100L6型電動(dòng)機(jī), 其額定功率為I.5K牝 額定轉(zhuǎn)速為940r/min。這次課程設(shè)計(jì)花了四五天，通過(guò)這段時(shí)間的設(shè)計(jì)，認(rèn)識(shí)到自己的 很多不足，自己知識(shí)的很多盲點(diǎn)和漏洞，知識(shí)和實(shí)踐的差距，所以說(shuō) 通過(guò)這次設(shè)計(jì)我深刻的認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。在 這個(gè)過(guò)代心遇到了一些困難，但是通過(guò)和同學(xué)的討論和資料查找還 是解決了這些難題，隨著問(wèn)題的解決，學(xué)習(xí)的熱情高漲。本次設(shè)計(jì)涉及了液壓傳動(dòng)的大