買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 1 - 一 設(shè)計(jì) 任務(wù)書 1、 設(shè)計(jì)依據(jù)： 動(dòng)力滑臺(tái)的工作循環(huán)是：快進(jìn) 工進(jìn) 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(dǎo)軌，動(dòng)力滑臺(tái)可隨時(shí)在任意位置停止。技術(shù) 參數(shù)如下： 靜摩擦力系數(shù)：摩擦力系數(shù)： 工進(jìn)速度：移動(dòng)部件總重： 11000； 快退、快進(jìn)的速度：12 3 . 5 m i ； 工進(jìn)行程：2 150;快進(jìn) 行程：1 200； 加、減速時(shí)間 。 切削力： 25000t ； 2、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 對(duì)執(zhí)行元 件工況分析，確定液壓系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)中執(zhí)行元件作選擇的計(jì)算，對(duì)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(shè)計(jì)計(jì)算說明書。（不少于 3000 字） 2. 一張液壓系統(tǒng)圖，其中明細(xì)表內(nèi)列出元件名稱及型號(hào)。 3. 注意說明書格式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 2 - 二工況分析 液壓系統(tǒng)的工況分析是指對(duì)液壓執(zhí)行元件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和負(fù)載分析，目的是查明每個(gè)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(yùn)動(dòng)分析 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下： （ 2） 負(fù)載分析 因?qū)?軌為水平放置，若不考慮 切削力引起的傾覆力矩對(duì)導(dǎo)軌摩擦力的影響，需要考慮的機(jī)械負(fù)載為： 靜摩擦力： 1 1 0 0 0 0 . 2 2 2 0 0 f s 動(dòng)摩擦力： 1 1 0 0 0 0 . 1 1 1 0 0 f d 慣性負(fù)載： （ 29 ;t 為初末速度差） 1 1 0 0 0 3 . 5 2629 . 8 1 0 . 2 5 6 0 N買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 3 - 液壓缸各運(yùn) 動(dòng)階段負(fù)載表 運(yùn)動(dòng)階段 計(jì)算公式 機(jī)械負(fù)載 /N 啟動(dòng) /fs 2444 加速 ( ) /fd a F 1513 快進(jìn) /fd 1222 工進(jìn) ( ) /fd t F 29000 快退 /fd 1513 （油缸機(jī)械效率） 三繪制油缸的負(fù)載 圖和速度圖 根據(jù)液壓工況負(fù)載繪制出負(fù)載圖和速度圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 4 - 四確定液壓缸的執(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(shè)備的類型 ，查表 確定油缸的工作壓力1缸背壓力2 2、 液壓缸主要參數(shù) 可根據(jù)油缸的結(jié)構(gòu)和連接方式，計(jì)算油缸的面積，油缸直徑D 和活塞桿直徑 d 計(jì)算出后按標(biāo)準(zhǔn)予以調(diào)整，然后計(jì)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(dòng)快進(jìn)回路。由于要求快進(jìn) 快退的速度相等， 取 12 液壓缸的最大負(fù)載發(fā)生在工進(jìn)階段，據(jù)此來計(jì)算液壓缸內(nèi)徑，由式： 212 4 4 2 9 0 0 0 147( 4 0 . 6 ) (1 0 . 5 )( ) (1 )m 11 1 4 7 1 0 422d D m m 查表由公式得： 221 169634A D m m2 2 22 ( ) 8 4 9 04A D d m m 3、液壓缸各工況的壓力、流量和功率的計(jì)算 （ 1） 工進(jìn)時(shí)油缸需要的流量L/ 410 V A 工進(jìn)時(shí)油壓作用面積 2工進(jìn)時(shí)油缸的速度 / 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 5 - （ 2） 快進(jìn)時(shí)油缸需要的流量 （ L/ 差動(dòng)連接時(shí)： 412( ) 1 0Q A A V 快 進(jìn) 快 進(jìn)12 油缸活塞腔、活塞桿截面積 2 油缸快進(jìn)時(shí)的速度 / （ 3）快退是油缸需要的流量 （ L/ 42 10Q A V 快 退 快 退 油缸快 退時(shí)的速度 / （ 4） 工進(jìn)時(shí)油缸的壓力 2211 2P 工進(jìn)時(shí)回油腔的背壓，可按表選取： 系統(tǒng)類型 背壓力 (回油路上有節(jié)流閥的調(diào)速系統(tǒng) 油路上有背壓式調(diào)速閥的進(jìn)給系統(tǒng) 用輔助泵補(bǔ)油的閉式回路 5）快進(jìn)時(shí)的油缸壓力 2112F A A F 分別表示快速啟動(dòng)、加速、快進(jìn)時(shí)油缸的推力， P 分別表示快速啟動(dòng)、加速、快進(jìn)時(shí)油缸的壓力。 （ 6）快退時(shí)油缸的壓力 1212F A 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 6 - F 分別表示快速啟動(dòng)、加速、快進(jìn)時(shí)油缸的推力， 1P 分別表示快速啟動(dòng)、加速、快進(jìn)時(shí)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(fù)載F/N 回油壓力2 /p p 2112F A A 1 2 1()Q A A v11P 速 1513 恒速 1222 進(jìn) 29000 211F p 12Q P 退 啟動(dòng) 2444 0 1212F A 21Q 2P p Q加速 1513 恒速 1222 ：取差動(dòng)快進(jìn)時(shí)油液從有桿腔到無桿腔的壓力損失 4、繪制各工況圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 7 - 五擬定液壓系統(tǒng) 1、選擇液壓回路 （ 1）調(diào)速回路 這 臺(tái) 機(jī)床液壓系統(tǒng)的功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，可采用進(jìn)口節(jié)流的調(diào)速形式。為了解決進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路在孔鉆通時(shí)的滑臺(tái)突然前沖現(xiàn)象及增加運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，回油路上要設(shè)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)中油液采用開式回路。 （ 2）供油方式 從工況圖中可以看到，在這個(gè)液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)內(nèi)，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。快進(jìn)與工進(jìn)速度比 也 是 流量比 8，若采用單個(gè)定量泵供油，則工進(jìn)時(shí)溢流損失過大，系統(tǒng)效率下 降，宜選用國內(nèi)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?yàn)樵O(shè)計(jì)要求快進(jìn)快退速度相等，為使結(jié)構(gòu)簡單，并盡量減小油泵的流量，同時(shí)采用差動(dòng)連接和雙泵供油兩種快速回路來實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。 （ 4）速度換接回路 由于快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)的速 度變化很大，為速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)，防止沖擊和震動(dòng)，選用二位二通機(jī)動(dòng)換向閥來實(shí)現(xiàn)快進(jìn)和工進(jìn)的轉(zhuǎn)換。利用二位二通機(jī)動(dòng)換向閥 通斷前后系統(tǒng)壓力的變買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 8 - 化控制液控順序閥來切斷差動(dòng)回路，二位二通機(jī)動(dòng)換向閥的通斷由工作臺(tái)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?yàn)槭遣顒?dòng)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(dòng)回路的單向閥 7，防止停機(jī)時(shí)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(shè)置1 2 3,p p 選用多路壓力開關(guān)，使用一個(gè)壓力表就能測量個(gè)點(diǎn)的壓力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 9 - 電磁鐵動(dòng)作表 電磁鐵 動(dòng)作 1程閥 快進(jìn) + - - 工進(jìn) + - + 快退 - + + 制動(dòng) - - - 六 1、油泵的工作壓力與流量計(jì)算 進(jìn)油路的壓力可取 23 / 0 . 3p k g f c m M P a ，泵的工作壓 力m a p p ，其中泵工作所需的最大油壓 2( / )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 沿程總壓力損失0 P a ，調(diào)速 閥壓降 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(jì)算公式 溢流閥溢流量（ 1/ ） 液壓泵輸出壓力（ 液壓泵輸出流量（ 1/ ） 差動(dòng)快進(jìn) 1pp p p 1p p yq q q0 進(jìn) 3 退 0 ：取溢流閥的最小溢流量 ： 3 / m 據(jù)上表 可知： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 10 - 快進(jìn)、快退是的大小泵同時(shí)供油：12 3 4 . 1 6 / m i q L工進(jìn)時(shí)的小泵單獨(dú)供油：1 3 / m i 溢流閥調(diào)整壓力比泵的工作壓力高 小泵溢流閥調(diào)整壓力為：1 ( 3 . 6 0 . 5 ) 4 . 1p p M P a M P a 大泵卸荷閥調(diào)整壓力應(yīng)大于快退壓力，即： (1 . 9 0 . 5 ) 2 . 4p p M P a M P a 取壓力儲(chǔ)備 25%，則小泵的 額定壓力為： 111 . 2 5 1 . 2 5 4 . 1 5 . 1p n Yp p M P a 根據(jù)上述討論產(chǎn)品樣本，選定液壓泵型號(hào)為：14/16;額定壓力： 定轉(zhuǎn)速： 960r/積效率： ；雙泵總效率： ，則 小泵額定流量 31 4 1 0 9 6 0 0 . 9 / m i n 3 . 4 6 / m i n 3 . 4 5 / m i L L 大泵額定流量 32 3 6 1 0 9 6 0 0 . 9 / m i n 3 1 . 1 / m i L 大小泵流量和 12 ( 3 . 4 5 3 1 . 1 ) 3 4 . 5 6 3 4 . 1 6 / m i np n p nq q L 能夠滿足快進(jìn)、快退要求。 2、電動(dòng)機(jī)選擇 首先分別計(jì)算各工作階段的電機(jī)功率 快進(jìn)階段 大小泵同時(shí)供油 631 1 21 3() 1 . 1 4 1 0 3 4 . 5 6 1 0 0 . 8 86 0 0 . 7 5 1 0q qP k w 電 機(jī)工進(jìn)階段 工進(jìn)階段為小泵供油，大泵卸荷。取大泵卸荷壓力2 0 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 11 - 6 3 6 31 1 2 22 3() 4 . 1 1 0 3 . 4 6 1 0 0 . 3 1 0 3 1 . 1 1 0 0 . 5 26 0 0 . 7 5 1 0Y p p q p qp k w 電 機(jī)快退階段 快退階段為大小泵同時(shí)供油。有 3123 3() 1 . 9 3 4 . 5 6 1 0 1 . 4 66 0 0 . 7 5 1 0p p q qP k w 電 機(jī)由于總功率不大，按功率選擇電機(jī)。查表選用型號(hào)為 定功率 載轉(zhuǎn)速 940r/滿足使用要求。 七 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(hào)。為統(tǒng)一起見，定流量則根據(jù)各元件的最大流量選定。由于快退時(shí) 三 位 五 通 換 向 閥 的 流 量 為 泵 流 量 的 兩 倍 ， =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 、油管直徑 因?yàn)椴捎玫募蓧K配置，內(nèi)油路由集成塊內(nèi)的孔道實(shí)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(jì)算如下：（取 V=3m/s） 3m a 3 4 . 6 1 0 1 5 . 66 0 3qd m 查樣本，選用內(nèi)徑 15徑 19 10號(hào)冷拔鋼管，壁厚買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 12 - 為 2 取 10 號(hào)鋼的許用應(yīng)力 50 ，以溢流閥的調(diào)整壓力作為油管的工作壓力 ，則強(qiáng)度為 m a x 4 . 1 1 5 0 . 6 1 5 22 2 5 0Pd 故強(qiáng)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 6 2 9 . 7 1 7 8 . 2 液壓元件明細(xì)表 （ 序號(hào) 元件名稱 最大流量L/ 型號(hào) 額定流量L/ 額定壓力定壓降 雙聯(lián)葉片泵 4 /16 2 單向閥 0 三位五通電液閥 50 二位二通行程閥 20 調(diào)速閥 單向閥 0 單向閥 0 順序閥 0 背壓閥 0 10 溢流閥 400 1 單向閥 0 2 溢流閥 100 13 濾油器 2 1 0 0 32 14 壓力表開關(guān) - 15 壓力繼電器 - 1 63- 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 13 - 八 1、 壓力損失及調(diào)定壓力的確定 因?yàn)榭焱藭r(shí)，油管中油液的流量最大，故只需驗(yàn)算快退時(shí)的壓力損失。 管內(nèi)雷諾數(shù)計(jì)算 管內(nèi)液壓油的流速為 d 進(jìn)油路流速 324 3 4 . 5 6 1 0 0 . 0 7 /6 0 0 . 1 0 5v m s 回油路流速 324 6 9 . 1 2 1 0 0 . 4 1 /6 0 0 . 0 6v m s 擬選用 環(huán)境溫度為 250C ，從產(chǎn)品手冊查得油的黏度為 622 7 1 0 / 進(jìn)油路雷諾數(shù)為 Re =272 回油路雷諾數(shù)為 11 進(jìn)回油路的雷諾數(shù)都小于臨界值 2300，可見管內(nèi)為層流。 沿程壓力損失進(jìn)油路 2 1 1 . 62 P 回油路 2 2 0 2 . 62 P 集成塊內(nèi)總壓力損失可視為局部損失，12 0 . 1p p M P a 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(yīng)等于買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 14 - 液壓缸輸出機(jī)械功率與電機(jī)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(fù)載 /N 液壓缸速度 /（ 1 ） 液壓缸輸出功率 /動(dòng)機(jī)功率 /統(tǒng)總效率 /% 快進(jìn) 1222 2 工進(jìn) 29000 退 1513 表可知系統(tǒng)總效率很低，但對(duì)于小功率系統(tǒng)還是允許的。 （ 2） 、熱平衡驗(yàn)算 由于在真?zhèn)€工作過