專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計

廣西科技大學銑床液壓與氣壓傳動系統(tǒng)設(shè)計學生姓名：王玉琛學生學號：201300107069院（系）：機械工程學院年級專業(yè)：機械Y132班指導教師：韋建軍攀枝花學院本科學生課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計銑床液壓系統(tǒng)。要求為：工作循環(huán)：手工上料夾緊—工作臺快進—工作臺工進—工作臺快退—卸料。參數(shù)要求：液壓缸負載力（N）移動件重力（N）速度（m/min）行程啟動時間（s）進給缸500080001000020000250005000800090001000015000快進工進快退快進工進0.567810160.050.10.150.20.36781012400500550600650100150160180200工作臺采用平導軌，導軌面的靜摩擦系數(shù)為f=0.2，動摩擦系數(shù)為f=0.1。設(shè)計要求：設(shè)計圖紙1號圖折合1張；說明書12頁以上。（圖紙：油缸，油箱，原理圖，閥塊等）指導教師：韋建軍本組成員：本題可以組成多組，從括號中選一組數(shù)據(jù)(以紅數(shù)字為例)為一個不同的組，本組最多5人注：任務(wù)書由指導教師填寫。

目錄摘要 I1設(shè)計題目 11.1設(shè)計題目 12工況分析 22.1負載分析 23確定液壓缸的參數(shù) 43.1初選液壓缸的工作壓力 43.2確定液壓缸的尺寸 43.3液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的計算值 63.3.1快進階段 63.3.2工進階段 73.3.3快退階段 73.3.4繪制液壓缸工況圖 94液壓系統(tǒng)圖的擬定 84.1制定液壓回路方案 84.1.1.油源型式及壓力控制 84.1.2.調(diào)速回路 94.1.3.換向回路與快速運動回路及連接方式 94.1.4.輔助回路 94.2擬定液壓系統(tǒng)圖 105液壓元件的選擇 115.1液壓泵及驅(qū)動電機的選擇 115.1.1.液壓泵的最高工作壓力計算 115.12．液壓泵的流量計算 125.1.3.確定液壓泵的規(guī)格 125.1.4確定液壓泵驅(qū)動功率及型號 125.2閥類元件及輔助元件的選擇 135.3油管的選擇 165.4油箱的計算 175.5吸油管和過濾器之間管接頭的選擇 175.6堵塞的選取 175.7空氣過濾器的選取 186液壓系統(tǒng)性能的驗算 196.1驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值 196.1.1快進 6.1.2工進 206.1.3快退 216.2油液溫升驗算 217油箱的設(shè)計 237.1壁厚、箱頂及箱頂元件的設(shè)計 247.2箱壁、清洗孔、吊耳、液位計的設(shè)計 247.3箱底、放油塞及支架的設(shè)計 247.4油箱內(nèi)隔板及除氣網(wǎng)的設(shè)置 257.5油箱的裝配圖的繪制 26參考文獻 27總結(jié) 27摘要本次設(shè)計的是專用銑床的液壓設(shè)計，專用銑床是根據(jù)工件加工需要，以液壓傳動為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種機床。在生產(chǎn)中液壓專用銑床有著較大實用性，可以以液壓傳動的大小產(chǎn)生不同性質(zhì)的銑床。此次設(shè)計主要是將自己所學的知識結(jié)合輔助材料運用到設(shè)計中，鞏固和深化已學知識，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計計算的一般步驟和方法，正確合理的確定執(zhí)行機構(gòu)，選用標準液壓元件，能熟練的運用液壓基本回路，組成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)。在設(shè)計過程中最主要的是圖紙的繪制，這不僅可以清楚的將所設(shè)計的內(nèi)容完整的顯示出來，還能看出所學知識是否已完全掌握了。

整個設(shè)計過程主要分成六個部分：參數(shù)的選擇、方案的制定、圖卡的編制、專用銑床的設(shè)計、液壓系統(tǒng)的設(shè)計以及最后有關(guān)的驗算。主體部分基本在圖的編制和液壓系統(tǒng)的設(shè)計兩部分中完成的。關(guān)鍵詞：專用銑床，液壓傳動，回路設(shè)計.1設(shè)計題目1.1設(shè)計題目設(shè)計一臺專用銑床，其負載力為5000N，移動件重力為5000N，工作臺快進行程為400mm，工進行程為100mm，快進快退速度為6米/分，工進速度為50毫米/分，其往復運動的啟動時間為0.5秒，工作臺用平導軌靜摩擦系數(shù)，動摩擦系數(shù)，試設(shè)計該機床的液壓系統(tǒng)。設(shè)計參數(shù)負載力（N）F=5000移動件重力（N）F=5000工作臺快進、快退速度（m/min）：V=6工進速度(mm/min)V=50工作臺液壓缸快進行程（mm）：L1=400工作臺液壓缸工進行程（mm）：L2=100工作臺導軌面靜摩擦系數(shù)：工作臺導軌面動摩擦系數(shù)：，往復運動的啟動）時間（t）：t=0.52工況分析2.1負載分析銑床工作臺液壓缸快進階段，啟動時的外負載是導軌靜摩擦阻力，加速時的負載是導軌動摩擦阻力和慣性力，恒速時是動摩擦阻力，在快退階段的外負載是動摩擦阻力，銑床工作臺液壓缸在工進階段的外負載是工作負載，即刀具銑削力及動摩擦阻力。根據(jù)給定條件，先計算工作臺運動中慣性力，工作臺與導軌的動摩擦阻力和靜摩擦阻力(2-1)(N)(2-2)(N)(2-3)=5000(N)(2-4)（N）同時考慮到液壓缸密封裝置的摩擦阻力（取液壓缸的機械效率），工作臺的液壓缸在各工況階段的負載值列于表2-1中，負載循環(huán)圖如圖2-1所示。表2-1銑床工作臺液壓缸外負載和推力計算結(jié)果工況負載計算公式液壓缸負載F(N)液壓缸推力（N）起動10001111加速600667快進500556工進55006111反向起動10001111反向加速600667快退5005563確定液壓缸的參數(shù)3.1初選液壓缸的工作壓力專用銑床歸屬于半精加工機床，根據(jù)液壓缸推力為6111N（表2-1），初選液壓缸的設(shè)計壓力為Pa.3.2確定液壓缸的尺寸由于銑床工作臺快進和快退速度相同，因此選用單桿活塞式液壓缸，并使,快進時采用差動連接，因管路中有壓力損失，快進時回油路壓力損失取Pa，快退時回油路壓力損失亦取Pa。工進時，為使運動平穩(wěn)，在液壓缸回路油路上須加背壓閥，背壓力值一般為Pa,選取背壓Pa。確定液壓缸尺寸取液壓缸無桿腔作工作腔列液壓缸力的平衡方程：專用銑床液壓缸力的平衡圖根據(jù),可求出液壓缸大腔面積為(3-1)(3-2)根據(jù)GB2348-80圓整成就近的標準值，得D=63mm，液壓缸活塞桿直徑，根據(jù)GB2348-80就近圓整成標準值d=45mm，于是液壓缸實際有效工作面積為(3-3)(3-4)3.3液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的計算值3.3.1快進階段1、啟動階段（3-5）（3-6）故2、加速階段（3-7）（3-8）3、恒速階段又因為（3-9）故輸入功率為：3.3.2工進階段（3-10）因為：故：3.3.3快退階段1、啟動階段故2、加速階段3、恒速階段又因為（3-13）故輸入功率為：根據(jù)上述計算各參數(shù)值列入表3-1所示。表3-1液壓缸在不同階段的壓力、流量和功率值工況推力F/N回油腔壓力進油腔壓力P1MPa輸入流量qL/min輸入功率P/kw計算公式快進起動111100.69——加速6670.89——恒速5560.819.60.081工進61110.82.360.1550.0061快退起動111100.74——加速6670.51.48——恒速5561.409.00.21

4液壓系統(tǒng)圖的擬定4.1制定液壓回路方案4.1.1.油源型式及壓力控制這臺機床液壓系統(tǒng)功率很小，滑臺運動速度低，工作負載變化小，可以采用進口調(diào)速回路的形式。為了解決進口調(diào)速回路在負載變化時的突然前沖現(xiàn)象，回油路上要設(shè)置背壓閥。由于液壓系統(tǒng)選用了節(jié)流調(diào)速的方式，系統(tǒng)中的油液循環(huán)必定是開式的。從系統(tǒng)壓力流量表1-3中可以看到，在液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求壓力變化不大。快進、快退所需的時間和工進所需的時間分別為：（4-1）（4-2）所以工進時間占總時間的比率為：（4-3）因此從節(jié)能和節(jié)約成本的角度考慮，采用單個液壓泵就可以滿足系統(tǒng)的工作要求工況圖表明，系統(tǒng)的壓力和流量均較小，故可采用單定量泵供油油源和溢流閥調(diào)壓的方案，如圖4-1所示：4.1.2.調(diào)速回路銑床加工零件時，有順銑和逆銑兩種工作狀態(tài)，故選用單向調(diào)速閥的回油節(jié)流調(diào)速，如圖4-3所示。由于已經(jīng)選用節(jié)流調(diào)速回路，故系統(tǒng)必然為開式循環(huán)。4.1.3.換向回路與快速運動回路及連接方式換向回路選用了三位四通“O”型中位機能的電磁換向閥實現(xiàn)液壓缸的進退和停止，如圖4-2所示。采用二位三通電磁換向閥實現(xiàn)液壓缸快進時的差動連接，如圖4-4所示。由于本機床工作部件終點的定位精度無特殊要求，故采用行程控制方式即活動擋塊壓下電氣行程開關(guān)，控制換向閥電磁鐵的通斷電以及死擋鐵即可實現(xiàn)自動換向和速度換接。4.1.4.輔助回路在液壓泵進口設(shè)置一過濾器以保證吸入液壓泵的油液清潔，出口設(shè)一單向閥以保護液壓泵，在該單向閥與液壓泵之間設(shè)一壓力表及其開關(guān)，以便溢流閥調(diào)壓和觀察，如圖4-5所示。圖4-1液壓油源的選擇圖4-2換向回路圖4-3速度換接回路圖4-4差動回路圖4-5輔助回路4.2擬定液壓系統(tǒng)圖在制定個液壓回路方案的基礎(chǔ)上，經(jīng)整理所得到的液壓系統(tǒng)原理圖如圖。由電磁鐵動作順序表更容易了解系統(tǒng)的工作原理及各工況下的油液流動路線。5液壓元件的選擇5.1液壓泵的選擇5.1.1.液壓泵的最高工作壓力計算液壓缸在整個工作循環(huán)中的最大工作壓力出現(xiàn)在快退階段，其值為2.36MPa，由于進油路元件較少，故液壓缸間的進油路上的壓力損失估取為0.5MPa，則泵的最大工作壓力應為：5.12．液壓泵的流量計算泵的供油流量按液壓缸的快進（恒速時）階段的流量q=9L/min進行估算。由于系統(tǒng)流量較小，故取泄漏系數(shù)K=1.3，則液壓泵供油流量應為>=1.3*9=10.7(L/min)5.1.3.確定液壓泵的規(guī)格根據(jù)系統(tǒng)所需流量，擬初選液壓泵的轉(zhuǎn)速為1450r/min，泵的容積效率為=0.8，由此可得泵的排量參考值為=1000/（n1*）=1000*10.7/(1500*0.8)=8.92()根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取YB1-10型葉片泵，泵的額定壓力為=6.3MPa,液壓泵的理論排量為:，容積效率=0.8，泵的額定轉(zhuǎn)速為1500r/min。輸出流量為，比系統(tǒng)所需的流量稍大。5.2閥類元件及輔助元件的選擇根據(jù)閥類及輔助元件所在的油路的最大工作壓力和通過該元件的最大實際流量，可以選出這些液壓元件的型號及規(guī)格見表5-1，表中序號與圖4-6中標號相同。表5-1元件的型號及規(guī)格序號元件名稱估計通過流量L/min額定流量/L/min額定壓力/MPa額定壓降/MPa型號、規(guī)格1過濾器6.67162.5<0.02XU-B16X1002定量葉片泵8.92106.3—YB-63溢流閥9.3636.3—YF3-10B4壓力表開關(guān)——6.3—AF6EP30/Y635單向閥9.38016<0.2AF3-Ea10B6三位四通電磁閥4.58616<0.534DF3-E4B7單向調(diào)速閥4.266.316—AQF3-6aB8二位三通電磁換向閥4.26106.3—23D-10B9