買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 引言 3 第一章 設(shè)計任務(wù)及工況分析 計任務(wù) 4 況分析并初步確定液壓缸參數(shù) 4 載分析及繪制負(fù)載圖和速度圖 4 2 初步確定液壓缸參數(shù)及繪制工況圖 7 第二章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 擇基本回路 12 成液壓系統(tǒng) 15 第三章 液壓系統(tǒng)計算與選擇液壓元件 壓泵 、 電機計算和選擇 18 擇液壓閥 19 擇輔助元件 19 結(jié)論 21 致謝 22 參考文獻 23 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 專用 銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計 摘要 ： 液壓系統(tǒng)是以電機提供動力基礎(chǔ)，使用液壓泵將機械能轉(zhuǎn)化為壓力，推動液壓油。通過控制各種閥門改變液壓油的流向，從而推動液壓缸做出不同行程、不同方向的動作。完成各種設(shè)備不同的動作需要。液壓系統(tǒng)已經(jīng)在各個工業(yè)部門及農(nóng)林牧漁等許多部門得到愈來愈廣泛的應(yīng)用，而且愈先進的設(shè)備，其應(yīng)用液壓系統(tǒng)的部分就愈多。所以像我們這樣的大學(xué)生學(xué)習(xí)和親手設(shè)計一個簡單的液壓系統(tǒng)是非常有意義的。 本文首先介紹了液壓的作用和工況分析，其次確定液壓缸尺寸，然后進行了工藝規(guī)程設(shè)計。 關(guān)鍵詞： 工況分析 液壓元件設(shè)計 液壓 缸設(shè)計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 is of on to of of in of to in on of So us to a is 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 引言 液壓傳動與機械傳動、電氣傳動相比具有許 多特殊優(yōu)點，其應(yīng)用已涉及二十多個專業(yè)領(lǐng)域的不同場合。各理工科大、專院校都把液壓傳動作為相關(guān)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)必修課或?qū)I(yè)課程，并既有理論知識學(xué)習(xí)，又有實際技能訓(xùn)練。在教學(xué)中安排液壓傳動課程設(shè)計，其目的是使學(xué)生在鞏固、消化和吸收課堂基礎(chǔ)理論知識的基礎(chǔ)上，進一步擴大、加深對液壓傳動知識掌握和運用的深度、廣度，借助課程設(shè)計任務(wù)指導(dǎo)書、國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、和技術(shù)手冊等相關(guān)參考資料，提高掌握和使用制圖及編寫設(shè)計計算說明書等手段來正確表達自己的設(shè)計思想和意圖的能力。 各校液壓傳動課程設(shè)計開展十幾年來，設(shè)計題目一 直是組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計，具體如“臥式雙面多軸組合鉆床液壓系統(tǒng)設(shè)計”、“半自動液壓專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計”等，這些題目屬于已經(jīng)在工廠成熟應(yīng)用的、典型的液壓系統(tǒng)。對學(xué)生掌握負(fù)載計算、液壓缸參數(shù)計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核、液壓基本回路的選擇、元件選擇、液壓系統(tǒng)性能估算等方面能起到較好的鍛煉。首先需根據(jù)設(shè)備要求分析液壓系統(tǒng)要完成的任務(wù)，需要幾個執(zhí)行元件，這幾個執(zhí)行元件各自有什么動作要求，相互之間有什么樣的關(guān)聯(lián)等等。同時還需了解有關(guān)機械制造工藝方面的知識，雙面鉆多個不同直徑的孔，在已知孔個數(shù)、直徑、材料及硬度的情況下，如何 計算負(fù)載。其次還需了解液壓動力滑臺與液壓缸的連接形式，以確定液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，以及根據(jù)滑臺運動速度要求確定液壓系統(tǒng)的基本回路，根據(jù)機床的布局決定液壓系統(tǒng)采用分散結(jié)構(gòu)還是集中布置等等內(nèi)容，確實能達到課程設(shè)計的訓(xùn)練目標(biāo)。 握液壓系統(tǒng)設(shè)計計算的一般方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力和綜合分析問題、解決問題能力； 用標(biāo)準(zhǔn)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)； 頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計手冊和產(chǎn)品樣本等技 術(shù)資料。對自己在計算、制圖、運用設(shè)計資料以及經(jīng)驗估算、考慮技術(shù)決策、 術(shù)等方面的基本技能進行一次訓(xùn)練，以提高這些技能的水平。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 第一章 設(shè)計任務(wù)及工況分析 計任務(wù) : 專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)要求 :工作臺采用平面導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù) 摩擦系數(shù) 作臺重量為 3000N，工件和夾具最大重量為 1000N，切削阻力最大達 9000N，快進速度為 s，快退速度與快進速度近似相等，工進速度為 s，工作臺行程為 400進 300進100其往 復(fù)運動始末的加減速度時間為 工況分析并初步確定液壓缸參數(shù) 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)系統(tǒng)的工作循環(huán)如下： 負(fù)載分析及繪制負(fù)載圖和速度圖 液壓缸負(fù)載包括：切削阻力、摩擦阻力、慣性阻力、重力、密封阻力和被壓阻力等。 工進 快進 原 為 停 止 快退 工作循環(huán)圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 (1) 切削阻力 F 切 9000N (2) 摩擦阻力 F 靜 、 F 動， F 靜 f s s (= F = f G 1 + G 2 ) = 0 . 2 ( 3 0 0 0 + 1 0 0 0 ) = 8 0 0 ( N ) F 動 f d d= F = f ( G 1 + G 2 ) = 0 . 1 ( 3 0 0 0 + 1 0 0 0 ) = 4 0 0 ( N ) (3) 慣性阻力 F 慣 7 . 5 1 9 . 8 1 0 . 0 5 6 0vF gt( + G 2 3 0 0 0 + 1 0 0 0= F = ) = ( ) = 1 0 1 9 . 3 7 ( N ) 式中 m/N) t 是時間內(nèi)的速度變化值 （ m/s） 運動時間： 快進 11 1 3 0 0 1 0 0 04 ( )7 . 5 1 0 0 工進 22 2 1 0 0 1 0 0 01 6 ( )0 . 6 1 7 1 0 0 快退 123 3 4 0 0 1 0 0 0 5 . 3 ( )7 . 5 1 0 0 (4) 重力 因為運動部件是水平安置 ，故重力在運動方向的分力為零。 (5) 密封阻力 一般按經(jīng)驗取 F 密 = 為總的負(fù)載 )。 (6) 背壓阻力 F 背 這是液壓回油路上的阻力 ， 初算時 ， 可不考慮 ， 其數(shù)值待系統(tǒng)確定后才能定下來 。 根據(jù)上述分析 ， 可計算出液壓缸各動作階段中的負(fù)載 。 計算公式及數(shù)值見表 1。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 表 1 進給液壓缸負(fù)載計算 工 況 負(fù)載計算公式 液壓缸負(fù)載/壓缸推力 /N 啟 動 800 速 fd + 進 400 進 fd +F 9400 退 400 7) 繪制進給液壓缸的負(fù)載圖和速度圖 根據(jù)液壓缸在上述各階段內(nèi)的負(fù)載和運動時間，即可繪制出負(fù)載循環(huán)圖 1 和速度循環(huán)圖2 圖 1 負(fù)載循環(huán)圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 2 初步確定液壓缸參數(shù)及繪制工況圖 (1) 確定進給缸的 內(nèi)徑和活塞桿直徑 初選液壓缸工作壓力： 所設(shè)計的動力滑臺在工進時負(fù)載最大 F 工 =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 表 2 負(fù)載和工作壓力的關(guān)系 負(fù)載 / 0 工作壓力/ 34 45 5 圖 2 速度循環(huán)圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 表 3 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力 設(shè)備類型 磨床 組合機床 車床 銑床 鏜床 拉床 龍門刨床 農(nóng)業(yè)機械 小型工程機械 液壓機 重型機械 起重運輸機械 工作壓力/ 35 24 28 810 1018 2032 根據(jù)所選壓力估算缸體內(nèi)徑： 64 4 1 0 4 4 4 . 4 4 6 . 7 ( )3 . 1 4 3 1 0FD c 工工按缸徑尺寸系列，如表 4 取 D=63 表 4 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（ (8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 320 400 500 630 注：括號內(nèi)的數(shù)值為非優(yōu)先選用值。 根據(jù)液壓缸快進 、 快退速度相等，可選單出桿液壓缸差動連接，活塞桿直徑可按下式計算： 0 . 7 0 . 7 6 . 3 4 4 . 1 ( )d D c m 表 5 活塞桿直徑尺寸系列 （ 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 55 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 136 400 按活塞桿尺寸系列，取 d=據(jù)已取的缸徑和活塞桿直徑，計算液壓缸實際有效工作面積，無桿腔面積 活塞桿買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 面積 別為： 2 2 21 3 . 1 4 6 . 3 3 1 . 1 6 ( )44A D c m 22 23 3 . 1 4 4 . 5 1 5 . 9 ( )44dA c m 有桿腔有效工作面積 1 鑒于動力滑臺快進和快退速度相等，這里的液壓缸可選用單活塞桿式差動液壓缸（ 快進時液壓缸差動連接。工進時為防止車銑時負(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， 106 如表 6可選的： 表 6 執(zhí)行元件背壓的估計值 系統(tǒng)類型 背壓力 / ,低壓系統(tǒng)08單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng) 油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng) 油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng) 補油泵的閉式回路 高壓系統(tǒng)816油路較復(fù)雜的工程機械 高 壓 系 統(tǒng) 1632油路較短且直接回油 可忽略不計 (2) 計算進給缸各運動階段的壓力 、 流量和功率 根據(jù)計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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 表 7 液壓缸在各階段的壓力、流量和功率值 工況 推力 回油腔壓力 油腔壓力 入流量 q10-3/m3/s 輸入功率 P/算公式 快進 啟動 21201 121 )( 加速 p p= 恒速 p 15 工進 0112201 A 21 快退 啟動 21201 A 32 加速 p= 恒速 p= 114 0 09 注： 1. p 為液壓缸差動連接時，回油口到進油口之間的壓力損失，取 p= 2 快退時，液壓缸有桿腔進油，壓力為 桿腔回油，壓力為 (3) 繪制進給液壓缸的工況圖 根據(jù)進給液壓缸各階段的壓力、流量和功率值，用坐標(biāo)法繪制出 “液壓缸工況圖” ,此圖可直觀看出液壓缸各個運動階段主要參數(shù)的變化情況，如圖 3 所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 圖 3 液壓缸工況圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 第二章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 選擇基本回路 (1) 選擇調(diào)速回路 選擇調(diào)速回路 由圖 3 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(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進口節(jié)流調(diào)速回路。為防止銑完工件時負(fù)載突然消失引起運動部件前沖，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)。 (2) 選擇油源形式 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相應(yīng)的時間之比 (t1+4+16=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)省能量角度來看，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)快速運動，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵方案，如圖 4 圖 4 （ a） (3) 選擇快速運動和換向回路 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 選擇快速運動和換向回路 本系統(tǒng)已選定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。考慮到從工進轉(zhuǎn)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，如圖 4 圖 4 (b) (4) 選擇速度換接回路 選擇速度換接回路 由于本系統(tǒng)滑臺由快進轉(zhuǎn)為工進時，速度變化大（ 1/ 2=75），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，如圖 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 圖 4 (c) (5) 選擇調(diào)壓和 卸荷回路 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，無需另設(shè)調(diào)壓回路。在滑臺工進和停止時，低壓大流量泵通過液控順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺停止時雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需再設(shè)卸荷回路。 成液壓系統(tǒng) 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，如圖 6所示。在圖 6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(shè)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(dǎo)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 12。圖中增設(shè)了一個壓力繼電器 13。當(dāng)滑臺碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升高，它發(fā)出快退信號，操縱電液換向閥換向。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 圖 5 液壓系統(tǒng)原理圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 動 作 電閥 快 原為停 止 快進 工進 行程閥 電磁動作順序表 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 第三章 液壓系統(tǒng)計算與選擇液壓元件 壓泵 、 電機計算和選擇 (1) 計算液壓泵的最大工作壓力 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 在調(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)速回路中，選取進油路上的總壓力損失 p=慮到壓力繼電器的可靠動作要求壓差 小流量泵的最高 工作壓力估算為 11 3 . 7 4 0 . 8 0 . 5 5 . 0 4 ( )eP p p p p M p a 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快進時大?？紤]到快退時進油不通過調(diào)速閥，故其進油路壓力損失比前者小，現(xiàn)取進油路上的總壓力損失 p=大流量泵的最高工作壓力估 算為 22 1 . 5 3 0 . 3 1 . 8 3 ( )P p p p M p a (2) 計算液壓泵的流量 由表 7可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為 10-3 m3/s ，若取回路泄漏系數(shù)K=兩個泵的總流量為 3 3 31 1 . 1 0 . 1 1 9 1 0 0 . 1 3 0 9 1 0 ( / ) q m s =) 考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為 3L/進時的流量為 10-3 m3/s =小流量泵的流量最少應(yīng)為 (3) 確定液壓泵的規(guī)格和電動機功率 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6L 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 16mL/r，當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速 40r/，其理論流量分別為 ，若取液壓泵容積效率 v=液壓泵的實際輸出流量為 12 ( 6 9 4 0 0 . 9 / 1 0 0 0 1 6 9 4 0 0 . 9 / 1 0 0 0 ) 1 8 . 6 1 ( / m i n )p p pq q q L 由于液壓缸在快退時輸入功率最大，若取液壓泵總效率 p=時液壓泵的驅(qū)動電動機功率為 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 6331 . 8 3 1 0 2 6 . 2 1 0 16 0 0 . 8 1 0 W K W 根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的 6型電動機，其額定功率為 定轉(zhuǎn)速為 940r/ 擇液壓閥 序號 元件名稱 通過流量*型號規(guī)格 工作壓力 1 雙聯(lián)葉片泵 24L/ 三位五通電磁換 向閥 60L/5 單向行程調(diào)速閥 24L/ 節(jié)流閥 24L/1 單向閥 24L/ 單向閥 24L/ 背壓閥 18L/ 5 減壓閥 18L/ 液控順序閥 0 單向閥 24L/1 過濾器 24L/0 2 單向閥 24L/3 壓力計開關(guān) 擇輔助元件 （ 1）確定管道尺寸 油路內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許的流速進行計算。本系統(tǒng)主油路流量為差動時流量 q=油管的允許流速取 （參照液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊） 1 7 . 5 64 . 6 4 . 6 9 . 64qd m m m m 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 綜合諸因素及系統(tǒng)上面各閥的通徑取 d=12油管的直徑參照 量泵吸油口連接尺寸，取吸油管內(nèi)徑 d=25（ 2）液壓油箱容 積的確定 本系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)液壓油箱有效容量按泵流量的 5 7倍來確定，現(xiàn)選用容量為 130L. 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 結(jié) 論 通過本次設(shè)計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，與具體項目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實際，又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。 在本次設(shè)計中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，于是圖書館和 查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是 有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益非淺。 在設(shè)計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗，增強了信心。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 致 謝 經(jīng)過這些時候的努力我終于完成了畢業(yè)設(shè)計，通過畢業(yè)設(shè)計是我對液壓系統(tǒng)有了更加全面的認(rèn)識。 在這個過程中我對書本有了更深的了解，學(xué)到了很多有價值東西，能達到這樣的效果 是 與戴老師的教導(dǎo)分不開的，謝謝戴老師