專用銑床液壓系統(tǒng)課程設計2

1、<p>　　《液壓與氣動》課 程 設 計</p><p>　　題 目： 專用銑床</p><p>　　系 、班級：電子信息工程系08機械四班</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　

2、　一．設計目的、要求及題目3</p><p><b>　?、逶O計的目的3</b></p><p><b>　　㈡設計的要求3</b></p><p><b>　?。?）設計題目3</b></p><p>　　二．負載——工況分析4</p><p&g

3、t;<b>　　1. 工作負載4</b></p><p><b>　　2. 摩擦阻力4</b></p><p><b>　　3. 慣性負荷4</b></p><p>　　三．繪制負載圖和速度圖5</p><p>　　四．初步確定液壓缸的參數(shù)6</p>&

4、lt;p>　　1． 初選液壓缸的工作壓力。6</p><p>　　2．計算液壓缸尺寸。6</p><p>　　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如下表7</p><p>　　4．繪制液壓缸的工況圖（圖3）9</p><p>　　五．擬定液壓系統(tǒng)圖9</p><p>　　1．選擇液壓基本

5、回路9</p><p>　　2．組成系統(tǒng)圖10</p><p>　　六．選擇液壓元件11</p><p>　　1．確定液壓泵的容量及電動機功率11</p><p>　　２．控制閥的選擇11</p><p>　　3．確定油管直徑12</p><p>　　4．確定油箱容積12</

6、p><p>　　七． 液壓系統(tǒng)的性能驗算12</p><p>　　１． 液壓系統(tǒng)的效率12</p><p>　?。玻?液壓系統(tǒng)的溫升13</p><p><b>　　致　　謝14</b></p><p><b>　　參考文獻14</b></p><

7、;p>　　一．設計目的、要求及題目</p><p><b>　　㈠設計的目的</b></p><p>　　液壓傳動課程設計是本課程的一個綜合實踐性教學環(huán)節(jié)，通過該教學環(huán)節(jié)，要求達到以下目的： </p><p>　　1.鞏固和深化已學知識，掌握液壓系統(tǒng)設計計算的一般方法和步驟，培養(yǎng)學生工程設計能力和綜合分析問題、解決問題能力； </p

8、><p>　　2.正確合理地確定執(zhí)行機構，選用標準液壓元件；能熟練地運用液壓基本回路、組合成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)； </p><p>　　3.熟悉并會運用有關的國家標準、部頒標準、設計手冊和產(chǎn)品樣本等技術資料。對學生在計算、制圖、運用設計資料以及經(jīng)驗估算、考慮技術決策、CAD技術等方面的基本技能進行一次訓練，以提高這些技能的水平。</p><p><b>

9、;　　㈡設計的要求</b></p><p>　　1.設計時必須從實際出發(fā)，綜合考慮實用性、經(jīng)濟性、先進性及操作維修方便。如果可以用簡單的回路實現(xiàn)系統(tǒng)的要求，就不必過分強調(diào)先進性。并非是越先進越好。同樣，在安全性、方便性要求較高的地方，應不惜多用一些元件或采用性能較好的元件，不能單獨考慮簡單、經(jīng)濟；</p><p>　　2.獨立完成設計。設計時可以收集、參考同類機械的資料，但必須

10、深入理解，消化后再借鑒。不能簡單地抄襲；</p><p>　　3.在課程設計的過程中，要隨時復習液壓元件的工作原理、基本回路及典型系統(tǒng)的組成，積極思考。不能直接向老師索取答案。</p><p>　　4.液壓傳動課程設計的題目均為中等復雜程度液壓設備的液壓傳動裝置設計。具體題目由指導老師分配，題目附后；</p><p>　　5.液壓傳動課程設計一般要求學生完成以下工作

11、：</p><p>　　⑴設計計算說明書一份； </p><p>　　⑵液壓傳動系統(tǒng)原理圖一張（3號圖紙，包括工作循環(huán)圖和電磁鐵動作順序表）。</p><p><b>　?。?）設計題目</b></p><p>　　一臺專用銑床的銑頭驅動電機的功率N= 7.5KW ，銑刀直徑D=120mm，轉速n=350rpm，工作

12、臺重量G1=4000N，工件及夾具重量G2=1500N，工作臺行程L=400mm，（快進300mm，工進100mm）快進速度為4.5m/min，工金速度為60～1000mm/min，其往復運動和加速（減速）時間t=0.05s，工作臺用平導軌，靜摩擦系數(shù)fs=0.2，動摩擦系數(shù)fd=0.1。設計其液壓控制系統(tǒng)。</p><p>　　二．負載——工況分析</p><p><b>　　

13、1. 工作負載</b></p><p><b>　　2. 摩擦阻力</b></p><p><b>　　3. 慣性負荷</b></p><p>　　查液壓缸的機械效率，可計算出液壓缸在各工作階段的負載情況，如下表表1所示：</p><p>　　表1 　液壓缸各階段的負載情況</p&

14、gt;<p>　　三．繪制負載圖和速度圖</p><p>　　根據(jù)工況負載和以知速度和及行程S，可繪制負載圖和速度圖，如下圖（圖1、圖2）所示：</p><p><b>　　圖1(負載圖)</b></p><p><b>　　圖2（速度圖）</b></p><p>　　四．初步確定液壓

15、缸的參數(shù)</p><p>　　1． 初選液壓缸的工作壓力。</p><p>　　查各類液壓設備常用工作壓力初選，</p><p>　　2．計算液壓缸尺寸。</p><p>　　選用差動液壓缸，無桿腔與有桿腔的有效面積為；回油路上有背壓閥或調(diào)壓閥，取背壓;回油管路壓力損失。</p><p>　　按JB2183—77取標準

16、值 D=50mm</p><p><b>　　活塞桿的直徑為：</b></p><p>　　由此求得液壓缸的實際有效工作面積</p><p>　　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如下表2所示：</p><p>　　表2 液壓缸所需的實際流量、壓力和功率</p><p>　　4．

17、液壓缸的工況分析</p><p>　　選擇調(diào)速回路 由圖1可知，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。為防止銑完工作時負載突然消失引起運動部件前沖，在回油路上加被壓閥。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>　?。?）選擇油源形式 從工況圖可以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進、快退行程

18、的低壓大流量和工進行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比 =0.4/(1.58×10-2)≈25：其相應的時間之比(t1+t2)/t2=(3.3+5.3)/90=0.096。這表明在一個工作循環(huán)中的大部分時間都處于高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度看來，選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?？紤]到前者流量突變時液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且后者可雙泵同時向液壓缸供油實現(xiàn)快

19、速運動，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵方案。</p><p>　?。?）選擇快速運動和換向回路 本系統(tǒng)已選擇液壓缸差動連接和雙泵供油兩種快速運動回路實現(xiàn)快速運動?？紤]到從工進轉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。由于要實現(xiàn)液壓缸差動連接，所以選用三位五通電液換向閥。</p><p>　?。?）選擇速度換接回路 由于本系統(tǒng)滑臺由快進轉為工進時，速度變化大(

20、v1/v2=4.5/0.1≈45)，為減少速度換接時的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路。</p><p>　?。?）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。即滑臺工進時，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調(diào)定，無需另調(diào)壓回路。在滑臺工進和停止時，低壓大流量泵通過夜空順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺停止時雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需要再設卸荷回路。</p>

21、<p>　　圖3 整理后的液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理，如圖3所示。在圖3中，為了解決滑臺工進時進、回油路串通使系統(tǒng)壓力無法建立的問題，增設了單向閥6。為了避免機床停止工作時回路中的油液流回油箱，導致空氣進入系統(tǒng)，影響滑臺運動的平穩(wěn)性，圖中添置了一個單向閥13。圖中增設了一個壓力繼電器14。當滑臺碰上死擋塊后，系統(tǒng)

22、壓力升高，它發(fā)出快退信號，操縱電液換向閥換向。</p><p>　?。ㄋ模?計算和選擇液壓件</p><p>　　1. 確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率</p><p>　?。?） 計算液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　小流量泵在快進和工進時都向液壓缸供油，由表7可知，液壓缸在工進時工作壓力最大，最大工作壓力為p1=3.86MPa,如在調(diào)

23、速閥進口節(jié)流閥調(diào)速回路中，選取進油路上的總壓力損失∑△p=0.6 MPa，考慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差△pe=0.5MPa，則小流量泵的最高壓力估算為</p><p>　　≧p1+∑△p+△ =3.86+0.6+0.5=4.96 MPa</p><p>　　大流量泵只在快進和快退時向液壓缸供油，由表7可見，快退時液壓缸的工作壓力為，比快進時大，考慮到快退時進油不通過調(diào)速閥，故其進油路

24、壓力損失比前者小，現(xiàn)取進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0.3，若取回油泄漏系數(shù)，則兩個泵的總流量為</p><p>　　≧K =1.1×0.4× =0.44× =26.4L/min</p><

25、p>　　考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min，工進時流量為1.58× __D_Dd，則小流量泵的流量最少應為3.96L/min。</p><p>　?。?）確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率</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PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分別為6Ml/r和33mL/

26、r,當液壓泵的轉速時，其理論流量分別為5.6L/min和31L/mL/r，若取液壓泵容積效率 ____D_Dd__</p><p>　　=（6×940×0.9/1000+33×940×0.9/1000）L/min</p><p>　　=(5.1+27.9) L/min=33 L/min</p><p>　　由于液壓缸在快退時

27、輸入功率最大，若取液壓缸總效率，這時液壓泵的驅動電動機功率為</p><p>　　P≥ = KW=1.19KW</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型電動機，其額定功率為1.5KW，額定轉速為940r/min。</p><p><b>　　五．擬定液壓系統(tǒng)圖</b></p><p>　

28、　1．選擇液壓基本回路</p><p>　　從工況圖可知：該系統(tǒng)的流量、壓力較小，可選用定量泵和溢流閥組成的供油源，如圖a所示。銑床加工有順銼和逆銼之分，宜采用出口節(jié)流調(diào)速，具有承受負切削的能力，如圖b所示。考慮到工作進給時負載大、速度低，而快進、快退行程中負載小、速度快，所以采用由換向閥聯(lián)通的差動快速回路，如圖c所示。根據(jù)一般專用銑床的要求不高，采用電磁閥的快慢換接回路，其特點是結構簡單。選用簡便的電氣行程開關

29、和擋鐵控制行程方式。</p><p>　　為了實現(xiàn)工作臺快退選用具單向閥的調(diào)速閥，圖4為所設計的液壓系統(tǒng)圖。</p><p><b>　　六．選擇液壓元件</b></p><p>　　1．確定液壓泵的容量及電動機功率</p><p>　　液壓泵的工作壓力和流量計算。</p><p>　　進油路的壓

30、力損失取，回路泄露系數(shù)取，則液壓泵的最高工作壓力和流量為：</p><p>　　根據(jù)上述計算數(shù)據(jù)查泵的產(chǎn)品目錄，選用ＹＢ－６型定量葉片泵。</p><p>　?。ǎ玻┐_定驅動電動機功率。</p><p>　　由工況圖表明，最大功率出現(xiàn)在快退階段，液壓泵總</p><p>　　效率η＝0.75,則電動機功率為：</p><p

31、><b>　?。玻刂崎y的選擇</b></p><p>　　根據(jù)泵的工作壓力和通過各閥的實際流量，選取各元件規(guī)格，如表３所示。</p><p>　　格表3 各元件的規(guī)格</p><p><b>　　3．確定油管直徑</b></p><p>　　進出液壓缸無桿腔的流量，在快退和差動工況時為，所以

32、管道流量按計算。取壓油管流速</p><p><b>　　，取內(nèi)徑為的管道。</b></p><p>　　吸油管的流速，通過流量為，則</p><p><b>　　，取內(nèi)徑為管道。</b></p><p>　　確定管道尺寸應與選定的液壓元件接口處的尺寸一致。</p><p>

33、<b>　　4．確定油箱容積</b></p><p>　　七． 液壓系統(tǒng)的性能驗算</p><p>　?。保?液壓系統(tǒng)的效率</p><p><b>　　（經(jīng)計算，）</b></p><p>　　取泵的效率，液壓缸的機械效率，回路效率為：</p><p><b>

34、　　當工進速度為時，</b></p><p><b>　　當工進速度為時，</b></p><p>　?。玻?液壓系統(tǒng)的溫升</p><p>　?。ㄖ或炈阆到y(tǒng)在工進時的發(fā)熱和溫升）定量泵的輸入功率為：</p><p>　　工進時系統(tǒng)的效率，系統(tǒng)發(fā)熱量為：</p><p>　　取散熱系

35、數(shù)，油箱散熱面積時，</p><p>　　計算出油液溫升的近似值：</p><p><b>　　，固合理。</b></p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　一個星期的時間，課程設計終于完成了。在這個過程中我對書本有了更深的了解，學到了很多有價值東西，能達到這樣的效果是所有曾

36、經(jīng)指導過我的老師，幫助過我的同學，一直支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結果。我要在這里對他們表示深深的謝意！ </p><p>　　感謝我的室友及班級好友，因為有你們的幫助，我的課程設計得以順利完成。我們之間相互探討，相互激勵，使我總能攻克困難。在我不開心的時候，你們總會安慰我，我開心的時候總能有你們陪伴，我不會忘記，謝謝你們！</p><p><b>　　參考文獻<

37、/b></p><p>　　[1]上海市職業(yè)技術教育課程改革與教材建設委員會組編.液氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2001.9</p><p>　　[2]章宏甲.液壓與氣壓傳動.第2版.北京：機械工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[3]許福玲. 液壓與氣壓傳動. 武漢：華中科技大學出版社，2001.</p><p>　　[4