專用銑床液壓系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)---專用銑床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　一、題目</b></p><p>　　專用銑床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　二、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　(一)、設(shè)計(jì)要求及工況分析</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　要求設(shè)計(jì)一專用銑床

2、，其動(dòng)力滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)的工作循環(huán)是：快進(jìn)→工進(jìn)→快退→停止。主要參數(shù)與性能要求如下：切削阻力=15kN；運(yùn)動(dòng)部件所受重力G=6500N；快進(jìn)、快退速度分別為=5m/min、=4.5m/min，工進(jìn)速度=1m/min；總行程=400mm，工進(jìn)行程=150mm；一個(gè)工作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速（啟動(dòng)）、減速、制動(dòng)、反向啟動(dòng)、方向制動(dòng)時(shí)間=====0.05s；工作臺(tái)采用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)=0.1。液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件選為單桿液壓缸。</

3、p><p><b>　　2．負(fù)載與運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p>　　(1) 工作負(fù)載 工作負(fù)載即為切削阻力=15000N。</p><p>　　(2) 摩擦負(fù)載 摩擦負(fù)載即為導(dǎo)軌的摩擦阻力：</p><p>　　靜摩擦阻力 </p><p><b>　　動(dòng)摩擦阻力 </b&

4、gt;</p><p><b>　　(3) 慣性負(fù)載 </b></p><p><b>　　(4) 運(yùn)動(dòng)時(shí)間 </b></p><p><b>　　快進(jìn) </b></p><p>　　工進(jìn) </p><p>　

5、　快退 </p><p>　　設(shè)液壓缸的機(jī)械效率=0.9，得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載和推力，如表1所列。</p><p>　　表1液壓缸各階段的負(fù)載和推力</p><p>　　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F-t 和速度循環(huán)圖-t，如下圖所示。</p><p>　?。ǘ?確定

6、液壓系統(tǒng)主要參數(shù)</p><p>　　1．初選液壓缸工作壓力</p><p>　　所設(shè)計(jì)的動(dòng)力滑臺(tái)在工進(jìn)時(shí)負(fù)載最大，在其它工況負(fù)載都不太高，參考表2和表3，初選液壓缸的工作壓力=2.5MPa。</p><p>　　2．計(jì)算液壓缸主要尺寸</p><p>　　鑒于動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)和快退速度不相等但相差不大，這里的單桿液壓缸選用單活塞桿式差動(dòng)液壓缸（

7、），快進(jìn)時(shí)液壓缸差動(dòng)連接。工進(jìn)時(shí)為防止車銑時(shí)負(fù)載突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應(yīng)有背壓，參考表4選此背壓力為=0.6MPa。</p><p>　　表2 按負(fù)載選擇工作壓力</p><p>　　表3 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　表4 執(zhí)行元件背壓力</p><p>　　表5 按工作壓力選取d/D</p>

8、<p>　　表6 按速比要求確定d/D</p><p>　　注：1—無桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度；</p><p>　　2—有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)速度。</p><p><b>　　由式得</b></p><p><b>　　則活塞直徑 </b></p><p>　　參考

9、表5及表6，得，圓整后取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值得 D=100mm， d=60mm。</p><p>　　由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為</p><p>　　根據(jù)計(jì)算出的液壓缸的尺寸，可估算出液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率，如表7所列，由此繪制的液壓缸工況圖如下圖3所示。</p><p>　　表7液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值</p><p&

10、gt;　　注：1. Δp為液壓缸差動(dòng)連接時(shí)，回油口到進(jìn)油口之間的壓力損失，取Δp=0.5MPa。</p><p>　　2． 快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為p1，無桿腔回油，壓力為p2。</p><p><b>　　注:進(jìn)油腔壓力</b></p><p><b>　　功率</b></p><p>

11、<b>　　輸入流量</b></p><p><b>　　圖3.液壓缸工況圖</b></p><p>　?。ㄈ?擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p><b>　　1．選擇基本回路</b></p><p><b>　　注:進(jìn)油腔壓力</b></p&g

12、t;<p><b>　　功率</b></p><p><b>　　輸入流量</b></p><p><b>　　圖3.液壓缸工況圖</b></p><p>　　(1) 選擇調(diào)速回路 由上圖3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)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流

13、調(diào)速回路。為防止銑完工件時(shí)負(fù)載突然消失引起運(yùn)動(dòng)部件前沖，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)。</p><p>　　(2) 選擇油源形式 從工況圖3可以清楚看出，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)行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比；其相應(yīng)的時(shí)間之比。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)省能量角度來看，選

14、用單定量泵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。考慮到前者流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且后者可雙泵同時(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)葉片泵方案，如下圖4a所示。</p><p>　　(3) 選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 本系統(tǒng)已選定液壓缸差動(dòng)連接和雙泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。考慮到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時(shí)回油路流量較大，故選用換向時(shí)間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓

15、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，如下圖4b所示。</p><p>　　(4) 選擇速度換接回路 由于本系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大（），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，如下圖4c所示。</p><p>　　(5) 選擇調(diào)壓和卸荷回路 在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問題都已基本解決。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵的出口壓力由油源中

16、的溢流閥調(diào)定，無需另設(shè)調(diào)壓回路。在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低壓大流量泵通過液控順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺(tái)停止時(shí)雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需再設(shè)卸荷回路。</p><p><b>　　組成液壓系統(tǒng)</b></p><p>　　將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖，如上圖5所示。在圖5中，為了解決滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)進(jìn)、回油路串通

17、使系統(tǒng)壓力無法建立的問題，增設(shè)了單向閥6。為了避免機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回油箱，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，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。</p><p>　　（四）計(jì)算和選擇液壓件</p><p>　　1．確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率</p><p>

18、　　(1) 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供油，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，如在調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進(jìn)油路上的總壓力損失，考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差，則小流量泵的最高工作壓力估算為 </p><p><b>　　MPa</b></p><p>　

19、　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，快退時(shí)液壓缸的工作壓力為，比快進(jìn)時(shí)小?？紤]到快退時(shí)進(jìn)油不通過調(diào)速閥，故其進(jìn)油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進(jìn)油路上的總壓力損失，則大流量泵的最高工作壓力估算為 </p><p>　　(2) 計(jì)算液壓泵的流量</p><p>　　由表7可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為 ，若取回路泄漏系數(shù)，則兩個(gè)泵的總流量為 </p><

20、p>　　考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為，工進(jìn)時(shí)的流量為，則小流量泵的流量最少應(yīng)為。</p><p>　　(3) 確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　　根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，并考慮液壓泵存在容積損失，最后確定選取型雙聯(lián)葉片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分別為和，當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速時(shí)，其理論流量分別為和，若取液壓泵容積效率，則液壓泵的實(shí)際輸出流量為</p>

21、<p>　　由于液壓缸在快退時(shí)輸入功率最大，若取液壓泵總效率，這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為，為合流路上的總壓力損失，取，</p><p>　　根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y100L—6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為1.5KW，額定轉(zhuǎn)速為940r/min。</p><p><b>　　三、附表與附圖</b></p><p>　　表

22、1液壓缸各階段的負(fù)載和推力</p><p>　　表2 按負(fù)載選擇工作壓力</p><p>　　表3 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力</p><p>　　表4 執(zhí)行元件背壓力</p><p>　　表5 按工作壓力選取d/D</p><p>　　表6 按速比要求確定d/D</p><p>　　表7液壓缸

23、在各階段的壓力、流量和功率值</p><p>　　注:進(jìn)油腔壓力 </p><p><b>　　功率</b></p><p><b>　　輸入流量</b></p><p><b>　　四、總結(jié)</b></p><p>　　這次專用銑床工作臺(tái)液

24、壓系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)花了約兩周時(shí)間，通過這段時(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，所以說通過這次設(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)過程中，遇到了一些困難，但是通過和同學(xué)的討論和資料查找還是解決了這些難題，隨著問題的解決，學(xué)習(xí)的熱情高漲，信心倍增。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)涉及了液壓傳動(dòng)的大部分知識(shí)還有就是CAD作圖和word文檔的處理。也使我們很好的將課

25、本上的知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來，收獲頗多，特別是收集資料和信息的能力，這也是我們大學(xué)期間一次難得機(jī)會(huì)，總之是獲益匪淺。 </p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、左建民主編《液壓與氣壓傳動(dòng)》（第四版）機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　2、張群生主編《液壓與氣壓傳動(dòng)》（第二版）機(jī)械工業(yè)出版社</p>

26、<p>　　3、賈銘新主編《液壓傳動(dòng)與控制》（第二版）國防工業(yè)出版社</p><p>　　4、何玉林,沈榮輝,賀元成.主編《機(jī)械制圖》.重慶大學(xué)出版社</p><p>　　5、路甬祥主編《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊》.機(jī)械工業(yè)出版社.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　經(jīng)過緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我如

27、愿地、較圓滿地完成了任務(wù)而且學(xué)習(xí)到了許多新的液壓知識(shí)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我對液壓工程的設(shè)計(jì)能力，使我學(xué)習(xí)了許多新的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和步湊，并給我們以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。通過本次的設(shè)計(jì)，我把課本知識(shí)與液壓相關(guān)的資料知識(shí)相結(jié)合起來，從而避免了在設(shè)計(jì)出現(xiàn)太多錯(cuò)誤。</p><p>　　經(jīng)過兩周的緊張有序的工作，我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多困難，但是經(jīng)過xx認(rèn)真仔細(xì)的講

28、解，所遇到困難都迎刃而解并使我加深了對液壓知識(shí)的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　最后，真誠的感謝xx的指導(dǎo)和幫助。由于我所學(xué)的知識(shí)不夠徹底而且經(jīng)驗(yàn)不足以致在設(shè)計(jì)書中難免會(huì)存在疏漏和欠缺之處，我懇請?jiān)洪L批評指正，以便我在以后的學(xué)習(xí)和工作中不再犯類似的錯(cuò)誤。</p><p><b>　　附表1</b></p><p>　　xx大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書<