液壓傳動設計課件

1、一設計任務書1、設計依據(jù)： 動力滑臺的工作循環(huán)是：快進工進快退停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下：采用水平放置的平導軌，動力滑臺可隨時在任意位置停止。技術參數(shù)如下：靜摩擦力系數(shù)：=0.2；動摩擦力系數(shù)：=0.1； 工進速度：=0.045；移動部件總重：； 快退、快進的速度：； 工進行程：;快進行程：； 加、減速時間。 切削力：；2、設計任務及要求 對執(zhí)行元件工況分析，確定液壓系統(tǒng)，對系統(tǒng)中執(zhí)行元件作選擇的計算，對控制元件作出選擇說明并繪制液壓系統(tǒng)圖及系統(tǒng)中主要液壓元件配置表。1. 遞交設計計算說明書。（不少于3000字）2. 一張液壓系統(tǒng)圖，其中明細表內列出元件名稱及型號。3. 注意說明書

2、格式。二工況分析液壓系統(tǒng)的工況分析是指對液壓執(zhí)行元件進行運動分析和負載分析，目的是查明每個執(zhí)行元件在各自工作過程中的流量、壓力、功率的變化規(guī)律，作為擬定液壓系統(tǒng)方案，確定系統(tǒng)主要參數(shù)的依據(jù)。（1） 運動分析 根據(jù)設計要求，運動循環(huán)圖如下：（2） 負載分析 因導軌為水平放置，若不考慮切削力引起的傾覆力矩對導軌摩擦力的影響，需要考慮的機械負載為： 靜摩擦力： 動摩擦力： 慣性負載：（;為初末速度差） 液壓缸各運動階段負載表運動階段計算公式機械負載/N啟動2444加速1513快進1222工進29000快退1513（油缸機械效率）三繪制油缸的負載圖和速度圖根據(jù)液壓工況負載繪制出負載圖和速度圖四確定液壓

3、缸的執(zhí)行元件參數(shù)，繪制工況圖1、初選液壓缸的工作壓力根據(jù)液壓設備的類型，查表確定油缸的工作壓力為4MPa,油缸背壓力為0.6MPa。2、液壓缸主要參數(shù)可根據(jù)油缸的結構和連接方式，計算油缸的面積，油缸直徑D和活塞桿直徑d計算出后按標準予以調整，然后計算油缸的面積：為簡單方便決定采用單桿活塞式液壓缸，初步?jīng)Q定選用差動快進回路。由于要求快進快退的速度相等，取液壓缸的最大負載發(fā)生在工進階段，據(jù)此來計算液壓缸內徑，由式： 查表由公式得： 3、液壓缸各工況的壓力、流量和功率的計算（1）工進時油缸需要的流量（L/min） A工進時油壓作用面積 工進時油缸的速度 （2）快進時油缸需要的流量（L/min） 差動

4、連接時： 油缸活塞腔、活塞桿截面積 油缸快進時的速度 （3）快退是油缸需要的流量（L/min） 油缸快退時的速度 （4）工進時油缸的壓力 工進時回油腔的背壓，可按表選取：系統(tǒng)類型背壓力(MPa)回油路上有節(jié)流閥的調速系統(tǒng)0.2-0.5回油路上有背壓式調速閥的進給系統(tǒng)0.5-1.5采用輔助泵補油的閉式回路1-1.5（5）快進時的油缸壓力 F分別表示快速啟動、加速、快進時油缸的推力，P分別表示快速啟動、加速、快進時油缸的壓力。（6）快退時油缸的壓力 分別表示快速啟動、加速、快進時油缸的推力，分別表示快速啟動、加速、快進時油缸的壓力。液壓缸在不同工作階段的壓力、流量和功率值工作狀況負載F/N回油壓力

5、進油壓力輸入流量輸入功率計算公式快進差動啟動244400.37加速15131.140.75恒速12220.6429.720.311工進290000.63.10.380.019快退啟動244400.41加速15130.61.41恒速12221.3629.70.679注：取差動快進時油液從有桿腔到無桿腔的壓力損失4、繪制各工況圖五擬定液壓系統(tǒng)1、選擇液壓回路（1）調速回路這臺機床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺運動速度低，工作負載變化小，可采用進口節(jié)流的調速形式。為了解決進口節(jié)流調速回路在孔鉆通時的滑臺突然前沖現(xiàn)象及增加運動平穩(wěn)性，回油路上要設背壓閥，由于液壓系統(tǒng)選用了節(jié)流調速的方式，系統(tǒng)中油液采用開式回路

6、。（2）供油方式從工況圖中可以看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內，液壓缸交替地要求油源提供低壓大流量和高壓小流量的油液?？爝M與工進速度比也是流量比3.5/0.015=78，若采用單個定量泵供油，則工進時溢流損失過大，系統(tǒng)效率下降，宜選用國內比較成熟的產(chǎn)品雙聯(lián)式定量葉片泵作為油源。（3）快速回路因為設計要求快進快退速度相等，為使結構簡單，并盡量減小油泵的流量，同時采用差動連接和雙泵供油兩種快速回路來實現(xiàn)快進。（4）速度換接回路由于快進轉為工進時的速度變化很大，為速度轉換平穩(wěn)，防止沖擊和震動，選用二位二通機動換向閥來實現(xiàn)快進和工進的轉換。利用二位二通機動換向閥通斷前后系統(tǒng)壓力的變化控制液控順序閥來切

7、斷差動回路，二位二通機動換向閥的通斷由工作臺的撞塊來控制。（5）換向回路 為了保證換向平穩(wěn)起見，可采用電液換向閥式換向回路，因為是差動連接，換向閥必須是三位五通電液換向閥，以獲得不同的回油方式。2、液壓系統(tǒng)合成將選定的基本回路組合起來，增添隔離差動回路的單向閥7，防止停機時空氣侵入系統(tǒng)的單向閥2等，可組成如下圖，為了測量小泵溢流閥、大泵卸荷閥、背壓閥及液壓缸出口處壓力，設置三個測壓點，并選用多路壓力開關，使用一個壓力表就能測量個點的壓力。 電磁鐵動作表電磁鐵動作1YA2YA行程閥快進+-工進+-+快退-+制動-六.確定油泵的容量和電機功率1、油泵的工作壓力與流量計算 進油路的壓力可取，泵的工作

8、壓力，其中泵工作所需的最大油壓，泵的流量，其中泵工作所需最大流量（）漏油系數(shù)，（取系統(tǒng)漏油系數(shù)為1.15），沿程總壓力損失，調速閥壓降0.5MPa,可得泵的工作壓力和流量如表所示：液壓泵工作壓力和流量表工作階段計算公式溢流閥溢流量（）液壓泵輸出壓力（MPa）液壓泵輸出流量（）差動快進01.1434.18工進33.63.45快退01.934.16注：取溢流閥的最小溢流量：根據(jù)上表可知： 快進、快退是的大小泵同時供油：工進時的小泵單獨供油：去溢流閥調整壓力比泵的工作壓力高0.5MPa,則小泵溢流閥調整壓力為：大泵卸荷閥調整壓力應大于快退壓力，即： 取壓力儲備25%，則小泵的額定壓力為： 根據(jù)上述討

9、論產(chǎn)品樣本，選定液壓泵型號為：;額定壓力：6.3MPa；額定轉速：960r/min；容積效率：；雙泵總效率：，則 小泵額定流量 大泵額定流量 大小泵流量和 能夠滿足快進、快退要求。2、電動機選擇首先分別計算各工作階段的電機功率快進階段 大小泵同時供油 工進階段 工進階段為小泵供油，大泵卸荷。取大泵卸荷壓力 快退階段 快退階段為大小泵同時供油。有 由于總功率不大，按功率選擇電機。查表選用型號為Y100L-6的電機。額定功率1.5kw。滿載轉速940r/min,滿足使用要求。七.其他控制元件的選擇1、控制閥 根據(jù)各液壓元件在工作中的最高壓力和最大流量，可以選定各元件的規(guī)格型號。為統(tǒng)一起見，所有閥額

10、定壓力都選6.3MPa，額定流量則根據(jù)各元件的最大流量選定。由于快退時三位五通換向閥的流量為泵流量的兩倍，達34.56*2=69.12L/min,若選用40 L/m的規(guī)格，壓力損失過大，故選用80 L/m的，期于閥的選用與次類似。由于本系統(tǒng)決定采用集成塊配置，故全部選用板式元件。如表7.12、油管直徑 因為采用的集成塊配置，內油路由集成塊內的孔道實現(xiàn)，只須根據(jù)液壓閥連接油口的尺寸決定鉆孔直徑。集成塊與液壓缸的外油管根據(jù)最大流量計算如下：（取V=3m/s） 查樣本，選用內徑15mm，外徑19mm的10號冷拔鋼管，壁厚為2mm。取10號鋼的許用應力，以溢流閥的調整壓力作為油管的工作壓力，則強度為

11、故強度夠。3油管容量本系統(tǒng)為中低壓系統(tǒng)，取油箱容積V為額定流量的6倍，則 液壓元件明細表（7.1）序號元件名稱最大流量L/min型號額定流量L/min額定壓力MPa額定壓降MPa1雙聯(lián)葉片泵34.631.16.3-2單向閥34.6I-40B406.3<0.23三位五通電液閥69.235DY-63BY806.3<0.24二位二通行程閥69.222C-63B806.3<0.25調速閥0.38Q-10B0.0456.3<0.26單向閥69.2I-80B806.3<0.27單向閥29.7I-40B406.3<0.28順序閥0.2XY-10B106.3<0.29

12、背壓閥0.2B-10B106.3-10溢流閥31.1406.3<0.211單向閥31.1I-40B406.3<0.212溢流閥3.46106.3-13濾油器34.6326.30.3-0.614壓力表開關-K-6B-6.3-15壓力繼電器-6.3-八.液壓系統(tǒng)性能驗算1、壓力損失及調定壓力的確定因為快退時，油管中油液的流量最大，故只需驗算快退時的壓力損失。管內雷諾數(shù)計算 管內液壓油的流速為 進油路流速 回油路流速 擬選用HL-32普通液壓油，設環(huán)境溫度為25，從產(chǎn)品手冊查得油的黏度為進油路雷諾數(shù)為 =272回油路雷諾數(shù)為 Re=911進回油路的雷諾數(shù)都小于臨界值2300，可見管內為層流。沿程壓力損失進油路 回油路集成塊內總壓力損失可視為局部損失，2、系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升（1）、本系統(tǒng)以液壓缸為執(zhí)行元件，故系統(tǒng)的總效率應等于液壓缸輸出機械功率與電機輸出功率之比，由此可得各階段系統(tǒng)總效率如下表：各工作階段液壓系統(tǒng)總效率工作階段液壓缸負載/N液壓缸速度/（）液壓缸輸出功率/KW電動機功率/KW系統(tǒng)總效率/%快進12223.50.0650.8812工進290000.0450.0240.524.7快退15133.50.0650.888.6從表可知系統(tǒng)總效率很低，但