液压传动课程设计设计.doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录前 言近五十年来,在工业中有两个学科分支发展极快。其一是电子学中的计算机技术;其二是机械学中的液压控制与传动技术。这两门技术互相渗透和融合,是现代机械的设计、制造和使用突飞猛进。作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比,液压技术具有能量密度高配置灵活方便调速范围大工作平稳且快速性好易于控制并过载保护易于实现自动化和机电液一体化整合系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势,因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备,适用于可

2、塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途特点和要求,利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置,外形新颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关,可实现半自动工艺动作的循环。镗床液压系统设计,被加工零件是缸体,机床循环时间为5分钟,机床要完成的动作为:装入工件,按启动按钮,油泵工作,定位夹紧后,右头镗杆快进,工进

3、,同时立头和左头快进,工进、快退到原位,右头工进后,慢退20,快退300,夹紧松开,同时定位缸复位,卸工件,一个循环完成。各头能单独调整,先定位,后夹紧,工件不夹紧时不能工作。本设计中共有六个油缸,分别为两个夹紧油缸,立头油缸、左头油缸、右头油缸、定位油缸各一个。在镗床液压系统设计时,首先要明确镗床对液压系统要求,对液压系统的工作进行分析,拟定液压系统原理图,并计算和合理选择液压元件,其目的是为了选择液压泵、控制阀、液压辅件等。一、镗床液压系统(一)液压系统概述一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液

4、体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、

5、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压系统由信号控制和液压动力两部分组成,信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。 液压动力部分采用回路图方式表示,以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件;液压控制部分含有各种控制阀,其用于控制工作油液的流量、压力和方向;执行部分含有液压缸或液压马达,其可按实际要求来选择。 在分析和设计实际任务时,一般采用方框图显示设备中实际运行状况。 空心箭头表示信号流,而实心箭头则表示能量流。 基本液

6、压回路中的动作顺序控制元件(二位四通换向阀)的换向和弹簧复位、执行元件(双作用液压缸)的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。 对于执行元件和控制元件,演示文稿都是基于相应回路图符号,这也为介绍回路图符号作了准备。 根据系统工作原理,您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为0,则与其相关的控制元件标识符则为1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数,则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。 不仅应对液压回路进行编号,也应对实际设备进行编号,以便发现系统故障。 DIN ISO1219-2标准定义了元件的编号组成,其包括下面四个部分:设备编号、回路编号、元件标识符和元件编号。如果整

7、个系统仅有一种设备,则可省略设备编号。 实际中,另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号,此时,元件编号应该与元件列表中编号相一致。 这种方法特别适用于复杂液压控制系统,每个控制回路都与其系统编号相对应。(二)镗床的概述主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。通常,镗刀旋转为主运动,镗刀或工件的移动为进给运动。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工,此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件还可进行钻削、铣削、切它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。螺纹及加工外圆和端面等。由于制造武器的需要,在15世纪就已经出现

8、了水力驱动的炮筒镗床。1769年J.瓦特取得实用蒸汽机专利后,汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键问题。1774年英国人J.威尔金森发明炮筒镗床,次年用于为瓦特蒸汽机加工汽缸体。1776年他又制造了一台较为精确的汽缸镗床。1880年前后,在德国开始生产带前后立柱和工作台的卧式镗床。为适应特大、特重工件的加工,20世纪30年代发展了落地镗床。随着铣削工作量的增加,50年代出现了落地镗铣床。20世纪初,由于钟表仪器制造业的发展,需要加工孔距误差较小的设备,在瑞士出现了坐标镗床。为了提高镗床的定位精度,已广泛采用光学读数头或数字显示装置。有些镗床还采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。 镗床分为

9、卧式镗床、落地镗铣床、金刚镗床和坐标镗床等类型(见彩图)。卧式镗床:应用最多、性能最广的一种镗床,适用于单件小批生产和修理车间。落地镗床和落地镗铣床:特点是工件固定在落地平台上,适宜于加工尺寸和重量较大的工件,用于重型机械制造厂。金刚镗床:使用金刚石或硬质合金刀具,以很小的进给量和很高的切削速度镗削精度较高、表面粗糙度较小的孔,主要用于大批量生产中。坐标镗床:具有精密的坐标定位装置,适于加工形状、尺寸和孔距精度要求都很高的孔,还可用以进行划线、坐标测量和刻度等工作,用于工具车间和中小批量生产中。其他类型的镗床还有立式转塔镗铣床、深孔镗床和汽车、拖拉机修理用镗床等。1、以箱体零件同轴孔系为代表的

10、长孔镗削,是金属切削加工中最重要的内容之一。尽管现在仍有采用镗模、导套、台式铣镗床后立柱支承长镗杆或人工找正工件回转180等方法实施长孔镗削的实例,但近些年来,一方面由于数控铣镗床和加工中心大量使用,使各类卧式铣镗床的坐标定位精度和工作台回转分度精度有了较大提高,长孔镗削逐渐被高效的工作台回转180自定位的调头镗孔另一方面形床身布局之普通或数控刨台式铣镗床的大量生产和应用,从机床结构上使工作台回转180自定位的调头镗孔,几乎成为在该种机床上镗削长孔的唯一方法。 2、立柱送进调头镗孔的同轴度误差及其补偿 影响铣镗床调头镗孔同轴度的主要因素与台式铣镗床一样,也是工作台回转180调头的分度误差da和

11、为使调头前已镗成的半个长孔d1轴线,在调头后再次与镗轴轴线重合而镗削长孔之另一半孔d2,所需工作台横(x)向移动Lx=2lx的定位误差dx2。而且工作台回转180前后,台面在xy坐标平面内产生的倾角误差df,在yz平面内产生的倾角误差dy及在y向产生的平移误差dy,也同样是刨台式铣镗床调头镗孔同轴度的重要影响因素。但镗轴轴线空间位置对调头镗孔同轴度的影响,通常用立柱送进完成孔全长镗削的刨台式铣镗床,与通常用工作台纵移送进的台式铣镗床有明显的不同。 3、镗轴送进时立柱纵向位置的合理确定 当碰到特定情况,铣镗床必须把立柱固定在纵向床身上的一个合适位置,而用镗轴带着刀具伸出作为镗孔的送进形式时,镗轴

12、轴线与被镗孔名义轴线在xz平面内的交角误差db,在yz平面内的交角误差dg,与台式铣镗床一样,对调头镗孔的同轴度都有重要的影响,并且随着镗轴送进长度的增加,镗轴自重引起之镗杆下挠变形,也对调头镗孔的同轴度产生较大影响。与台式铣镗床所不同的是,刨台式铣镗床的镗轴伸出镗孔时,可纵向移动的立柱必须固置在纵床身上一个确定的位置,并且重要的是这个确定位置可以且应该被选择。 4、镗床上刀具位置的合理确定 在镗床上采用立柱送进调头镗孔时,装夹在镗轴之刀杆上的镗刀,其沿Z向的合理位置,一方面要满足刀尖回转中心至主轴箱前端面的距离稍大于孔全长的一半(再小将不能把长孔镗通,过大则镗轴刚度下降);另一方面还要满足把

13、刀具刀尖的回转中心,置于镗轴轴线与立柱纵移线的交点O上等等。二、镗床液压系统设计(一)镗床液压系统设计要求及工作环境镗床液压系统的动作和性能要求主要有:运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步等等。对于工作环境而言,有环境温度、湿度、尘埃、防火要求及安装空间的大小等。所设计镗床液压系统不仅能满足“定位夹紧快进工进快退停止”工作循环要求,还要有较高的可靠性、良好的空间布置。为了实现上述工作循环,并保证零件一定的加工长度,采用行程开关及电磁换向阀实现顺序动作。拟采用液压缸作为执行元件。(二)工况分析及设计计算1对本次设计的镗孔专机进行分析查切削加工简明实用手册

14、P470表8-87卧式镗床的镗削用量。加工方式刀具材料刀具类型铸铁钢(包括铸钢)(直径上)半精镗高速钢刀头0.420.660.20.80.50.80.20.81.53镗刀块0.50.660.20.6粗绞刀0.250.422.05.00.160.30.53.00.30.8硬质合金刀头11.60.20.81.3220.20.81.53镗刀块0.81.320.20.6粗绞刀0.50.83.05.00.30.8精镗高速钢刀头0.250.50.150.50.30.60.10.60.61.2镗刀块0.130.251.04.00.10.21.04.0粗绞刀0.160.32.06.00.160.30.53.0

15、1.04.0硬质合金刀头0.81.320.150.511.60.150.50.61.2镗刀块0.30.661.04.00.130.31.04.0粗绞刀0.50.82.55.00.10.42.设计计算过程设 计 计 算 过 程计 算 结 果故一工进(半精镗)时即 即 则第一次工进食的镗削力为一工进(半精镗)时设 计 计 算 过 程计 算 结 果第二次工进(精镗)时同理可得 N第二次工进(精镗)时N本次设计的镗孔专机情况(根据所给零件图计算得出):动力头自重为:10000N快进、快退速度为:4.5m/min一工进速度为:0.05m/min二工进速度为:0.03m/min最大行程为:630mm其中工

16、进行程为:40mm最大切削力为:16000N3.工作情况表工况计算公式外负载(N)说明启动2200 因第一工进与第二工进之间速度变化量很小,故不考虑换接中的惯性负载。加速1680快进1040第一工进11040第二工进6040(三)选择液压回路1.调速与速度换接回路这台机床的液压滑台工作进给速度低,传递功率也较小,很适宜选用节流调速方式,由于钻孔时切削力变化小,而且是正负载,同时为了保证切削过程速度稳定,采用调速阀进口节流调速,为了增加液压缸运行的稳定性,在回油路设置背压阀,分析液压缸的V-L曲线可知,滑台由快进转工进时,速度变化较大,选用行程阀换接速度,以减小压力冲击。图4-1调速与速度换接回

17、路考虑到该机床在工作进给时负载较大,速度较低,而在快进、快退时负载较小,速度较高,从节省能量,减少发热考虑,泵源系统宜选用双泵供油回路或变量泵供油回路。由于左右滑台在工作时要采用互不干扰回路,所以只能选用双泵供油回路。小流量泵提供高压油,供两滑台工作进给用(也供定位夹紧用),低压大流量泵以实现两滑台快速运动。为两系统(左滑台系统与右滑台系统)工作互不干扰,小泵高压油分别经一节流阀进入各自系统,大泵低压油分别经一单向阀进入各自系统。2换向回路此机床快进时采用液压缸差动连接方式,使其快速往返运动,即快进、快退速度基本相等。滑台在由停止转快进,工进完毕转快退等换向中,速度变化较大,为了保证换向平稳,

18、采用有电液换向阀的换向回路,由于液压缸采用了差动连接,电液换向阀宜采用三位五通阀,为了保证机床调整时可停在任意位置上,现采用中位机能O型。快进时,液压缸的油路差动连接,进油路与回油路串通,且又不允许经背压阀流回油箱。转为工进后进油路与回油路则要隔开,回油则经背压阀流回油箱,故须在换向阀处、在进、回路连通的油路上增加一单向阀,在背压阀后增加一液控顺序阀,其控制油与进入换向阀的压力油连通,于是快进时液压缸的回油被液控顺序阀切断(快进空行程为低压,此阀打不开),只有经单向阀与进油汇合,转工进后(行程阀断路),由于调速阀的作用,系统压力升高,液控顺序阀打开,液压缸的回油可经背压阀回油箱,与此同时,单向

19、阀将回油路切断,确保液压系统形成高压,以便液压缸正常工作。绘出该部分回路图。图4-2换向回路3.压力控制回路高压小流量泵与低压大流量泵各设一溢流阀调压,工进时只有小流量泵供油,大流量泵则可卸荷,而小流量泵只是在工件加工完毕,输送带即将装入第二个工件之瞬刻,才处于不工作状态,其间断时间甚短,故不必让其卸荷,绘出双泵油源及压力控制回路图。如图4.3所示。图4-3 压力控制回路4.定位、夹紧系统的减压顺序回路定位、夹紧液压缸的工作面积,行程均不大,完全可由高压小流量泵对其单独供油。为了保证工件的定位夹紧安全可靠,其换向阀采用带定位装置的电磁阀。夹紧压力比系统低,且要求既稳定,又可调,故采用减压阀减压

20、,减压阀后设置一单向阀,这可增加夹紧的可靠性与安全性。先定位后夹紧的顺序动作,由顺序阀完成。为了使松开工件不受顺序阀影响,使单向阀的顺序阀并联。绘出定位、夹紧系统部分的回路图,如图4-4所示。图4-4定位、夹紧系统部分的回路图5.行程终点的控制由于机床需加工不通孔,工作部件对终点的位置精度有一定的要求,因此采用死挡铁停留,并可通过压力继电器发出换向信号。(四)液压缸的负载分析 取静摩擦系数为=0.2,动摩擦系数为=0.1。取液压缸重G=4900N,液压缸的机械效率取m=0.9。1夹紧油缸负载分析 工作负载: = 4000N静摩擦阻力: = = 0.25000N=1000N 动摩擦阻力: = =

21、 0.15000N=500N 惯性负载 v取0.045m/s, t取0.5s, =ma= =N=45N2立头油缸负载分析取滑台的重量为1000N。 工作负载: = 10000N 静摩擦阻力: = G+=0.25000+1000N=1200N 动摩擦阻力 : = G+= 0.15000+1000=600N 惯性负载 v取0.045m/s,t取0.5s, = ma= =45N 3左头油缸负载分析 工作负载 : = 18000N 静摩擦阻力: = = 0.25000N=100N (3)动摩擦阻力: = = 0.15000N=500N惯性负载 v取0.055m/s,t取0.5s, =ma=N=55N4

22、右头油缸负载分析 工作负载为: = 28000N 静摩擦阻力: = 0.25000N=1000N 动摩擦阻力: = 0.15000N=500N惯性负载 v取0.1m/s,t取0.2s, = ma=N=250N5定位油缸负载分析 工作负载: = 3500N 静摩擦阻力: = = 0.25000N=1000N 动摩擦阻力: = = 0.15000N=500N 惯性负载 v取0.045m/s,t取0.5s, =ma=( =N=45N6负载图和速度图的绘制负载图按上面的数据绘制,速度图按右头油缸v1=v3=0.1m/s,v2=0.0008m/s,立头油缸v1=v3=0.045m/s,v2=0.0004

23、m/s,左头油缸v1=v3=0.055m/s,v2=0.0004m/s,各缸行程由液压设计任务书可以知道。图1 右头油缸 速度 负载随位移变化的曲线图图2 立头油缸速度、负载随位移变化的曲线图图3 左头油缸 速度、负载随位移变化的曲线图 由以上图可以看出,右头油缸在快进和快退时速度是一样,工进时所受负载最大,速度在整个过程中最小,保证运动平稳。立头油缸和左头油缸也是相同情况。(五)液压缸主要参数的确定液压缸选用单杆式,并在快进时作差动连接。此时液压缸无杆腔工作面积A1应为有杆腔工作面积A2的两倍,即活塞杆直径d与缸筒直径D的关系为d=0.707D。液压缸的机械效率取m=0.9。1立头油缸的主要

24、参数查液压传动表9-1和表9-2,取工作压力p=2.5MP.在镗孔加工时,立头油缸回油路上必须具有背压p2,以防孔被镗通时滑台突然前冲,可取p2=0.6MP。由工进时的推力计算液压缸面积=A1P1-A2P2=A1-()P2,立头油缸无杆腔的有效面积 A1=65.9510m,立头油缸内径 D=0.092, 查液压工程手册P722取标准值D=110mm,d=0.707D=77.77mm,取标准值d=80mm,则液压缸实际有效面积A1=D=95cm,A2=44.7cm,A=A1-A2= 50.3cm快进时立头油缸虽作差动连接,但由于油管中有压降p的存在,有杆腔的压力必须大于无杆腔,估算时可取p=0.

25、5MP,并注意到启动瞬间立头油缸尚未移动,此时 另外取快退时的回油压力损失为0.5MP。根据D和d值,可估算液压缸在各个阶段中的压力、流量和功率,如表4所示表4 立头油缸在不同阶段的压力流量和功率值表工 况负载F/N回油腔压力/Pa进油腔压力/Pa输入流量/输入功率P/W计算式 快 进(差 动)1311.1=00.261-起动加速705.560.585-恒速655.560.5752.264130.18工 进145100.81.9040.3872.35 快退起动1311.11=00.293- 加速705.561.22-恒速655.561.212.012243.452左头油缸的主要参数 查液压传动

26、与气动传动表9-1和表9-2,取工作压力p=3.5MP。取p2=0.6MP,由= =得,左头油缸无杆腔的有效面积A1=6410m,左头油缸内径 D=0.0638m查液压工程手册取标准值D=100mm,d=70mm,求得液压缸两腔实际有效面积A1=D=78.54cm,A2=40.06cm,A=A1-A2= 38.48cm和立头油缸分析一样快进时立头油缸虽作差动连接,但由于油管中有压降p的存在,有杆腔的压力必须大于无杆腔,左头油缸启动瞬间取,快进时取p= 0.5MP,快退时的回油压力损失为0.5MP。左头油缸快进和快退时的速度v1=v3=55mm/s,工进时的速度v2=0.0009m/s 根据上述

27、D和d值,可估算液压缸在各个阶段中的压力、流量和功率,如表5所示表5 左头油缸在不同阶段的压力流量和功率值表工 况负载F/N回油腔压力/Pa进油腔压力/Pa输入流量q/(m3s-1)输入功率/W计算式快进(差动)起动1088.89=0()0.283-加速605.560.678-恒速544.440.6622.1140.344工 进20544.440.83.027.021.35 快退起动1088.89=00.27-加速605.561.13-恒速544.441.122.2247.523右头油缸的主要参数查液压传动与气动传动表9-1和表9-2,取p1=4MP。取p2=0.8,启动瞬间取,快进时取p=0

28、.5MP,快退时取p=0.5MP。由公式= =得,右头油缸无杆腔的有效面积A1=8810m,右头油缸内径 D=10.59cm 查液压工程手册取标准值D=110mm,d=0.707D=77.77mm,取标准值d=80mm,A1=D=95cm,A2=44.7cm,A=A1-A2= 50.3cm表6 右头油缸在不同阶段的压力流量和功率值表 工 况负 载F/N回油腔压力/Pa进油腔压力/Pa输入流量q/(m3s-1)输入功率/W计算式快进(差动)起动1088.89=0()0.217- 加速822.220.608-恒速544.44 0.5535.03278 工 进31655.560.853.730.40

29、2150 快退起动1088.89=0 0.24-加速822.221.25-恒速544.441.184.475274定位油缸的主要参数由液压与气压传动P171表9-1和表9-2选得定位缸的工作压力p1=1MP,取0.5MP。由=-()得,=()/(-) A= =5.19m,D=8.13m查液压工程手册P721得D=80mm,d=0.707D=56.56mm,取标准值d=56mm,由此求得液压缸两腔的实际有效面积=D=50.24cm,A=25.62cm。定位时背压p=0.5MP,p=(F+pA)/A=(3500+0.5 =0.95MP,定位时取v=0.01m/s,=50.24=5.024m, =0

30、.95=47.728W5夹紧油缸的主要参数由于夹紧油缸与定位油缸的工作负载基本一样,查得工作压力p、背压p一样,同样地D=80mm,d=56mm,= 50.24cm,= 25.62,夹紧=(3700+0.5=0.99MP。夹紧时取v=0.01m/s,q=Av=50.24=5.024m,P=pq=0.99=49.74W(六)液压系统图的拟订1确定供油方式考虑到该机床在工作进给时负载较大,速度较低。而在快进快退时负载较小、速度较高。从节省能量、减少发热考虑,泵源系统宜选用双泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。2.调速方式的选择在专用机床的液压系统中,进给速度的控制一般采用节流阀或者调速阀。

31、根据专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点,决定采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高,发热小和速度刚性好的特点,并且调速阀装在回油路上,具有承受负载切削力的能力。3.速度换接方式的选择本系统采用电磁阀的快慢换接回路,它的特点是结构简单、调节行程比较方便,阀的安装也较容易,但速度换接的平稳性较差,若要提高系统的换接平稳性,则可改用行程阀切换的速度换接回路。如下图所示:4液压回路的选择(1)调速回路和动力源 立卧三面镗床液压系统的功率小,滑台运动速度低,工作负载变化小,可采用进口节流的调速形式。为了解决调速回路在孔镗通时的滑台突然前冲现象,回油路上设

32、置背压阀。为防止多缸动作干扰,采用多缸快慢速互不干扰回路,采用双泵供油。(2)油路循环方式 液压系统选用了节流阀调速的方式,系统中的油液的循环是开式的。(3)换向与速度换接回路本机床快进快退速度较大,为保证换向平稳,左右头和立头油缸在快进时为差动连接。(4)压力控制回路在泵1出口并联电磁溢流阀,实现系统的定压溢流,同时在该溢流阀的远程控制口连接一个二位二通电磁换向阀,便于一个工作循环结束后,等待装卸工件时,液压泵卸载。 为了保证夹紧力可靠,且能单独调节,在支路上串接减压阀和单向阀。为了解决先定向后夹紧的问题,在进入夹紧缸的油路上接单向顺序阀来控制,只有当定位缸达到和超过顺序阀的调节压力时,夹紧

33、缸才动作。为了保证工件确已夹紧后右头油缸才能动作,在夹紧缸进口处装一个压力继电器,只有当夹紧压力达到压力继电器的调节压力时,才能发出信号,使进给缸油路的二位五通电磁换向阀通电,右头油缸才开始快进。将各典型回路进行合并、整理,增加必要的元件,构成了一个液压系统,这个系统基本上实现了结构简单,工作安全可靠、动作平稳、效率高、调整和维护保养方便的功能。 5镗床液压系统原理图图-5镗床液压系统原理图6电磁铁动作顺序表表7 电磁铁动作顺序表电磁铁动作1YA2YA3YA4YA5YA6YA1YJ2YJ定位-夹紧-右头油缸快进-+-右头油缸工进、立头油缸、左头油缸快进-+-+-+右头油缸工进立头油缸快进、左头

34、油缸工进-+-+-+-立头油缸、右头油缸、左头油缸工进-+-+-+-右头油缸慢退立头油缸、左头油缸工进-+-+-右头油缸快退立头油缸、左头油缸工进-+-+-右头油缸停止立头油缸、左头油缸工进-+-+-立头油缸快退右头油缸停止左头油缸工进-+-立头油缸、右头油缸停止、左头油缸工进-+-立头油缸、右头油缸停止、左头油缸快退-+松开拔销+-原位-(七)液压元件的选择1 确定液压泵的型号及电动机功率液压缸在整个工作循环中最大工作压力为3.73MP,此时液压缸的输入流量较小,泵至缸的进油路压力损失估算取为p=0.8MP,压力继电器调整压力应比系统最大工作压力高出0.5MP,则小流量泵的最大工作压力应为p

35、p1=(3.73+0.8+0.5)MP=5.03MP。大流量泵是在快进运动时才向液压缸输油的,快退时液压缸中的工作压力比快退时大,如取进油路的压力损失为0.5MP,则大流量泵的最高工作压力为=(1.18+0.5)MP=1.68MP两个液压泵同时向系统供油时,若回路中的泄露按10计算,则两个泵的总流量应为qp=1.15.0310ms=33.20L/min,由于溢流阀最小稳定流量为3L/min,而工进时液压缸所需流量为2.41L/min,所以高压小流量泵的输出流量不得少于5.41L/min。根据以上压力和流量的数值查产品目录,最后确定选取YB-6.3/32型双联叶片泵,其额定压力为6.3MP,取双

36、联叶片泵的总效率为p=0.75,则驱动该泵的电动机的功率可由泵的工作压力(5.03MP)和输出流量(当电动机转速为1440r/min)qp=qp1+qp2=V1nv1+V2nv2=6.314400.85+3214400.92=50.11L/min 求出= =5.610W 由液压站设计与使用P320表7-134 查得电动机的型号为Y132M-4,功率为7.5KW,额定转速为1440r/min。2选择阀类元件及辅助元件根据系统的工作压力和通过各个阀类元件的流量,可选出这些元件的型号及规格如表8表8 元件的型号及规格序号元件名称型号估计通过流量(L/min)1双联叶片泵YB1-6.3/1631.22

37、溢流阀YF3-10B6.33二位二通电磁阀22EF3-E10B6.34单向阀AF3-Ea10B165顺序阀XFF3-10B166单向阀XFF3-10B6.37溢流阀YF3-10B6.38顺序阀XFF3-10B6.39单向阀XFF3-10B1610三位五通电磁换向阀35EYF30-10B22.311调速阀QFF3-Ea10B6.312调速阀QFF3-Ea10B6.313二位二通电磁阀22EF3-E10B6.314压力继电器DP1-63B6.315单向行程阀AXF3-E1022.316减压阀JF3-10B617单向阀AF3-Ea10B618二位四通电磁阀24EF3-E10B619单向阀AF3-Ea

38、10B620二位二通电磁阀22EF3-E10B621压力继电器DP1-63B622压力表Y-1023压力表开关KF3-E6B24滤油器XU-B3210022.33其他辅助元件及液压油液(1)油管各元件间连接管道的规格按元件接口处尺寸决定,液压缸进、出油管则按集成阀的多联底板上的连接口尺寸决定。(2)油箱油箱容积按V=qp估算,对于一般低压系统,油箱的容量一般取泵流量的35倍,本题取4倍,当取=4时,算得液压系统中的油箱容量为 V=qp=4(6.3+32)=153.2L 由于油箱一般为了散热等原因而不能放满,故 Vp= V =229.8L三、液压系统的校核(一)油液温升验算从液压设计任务书中可看

39、出,左头工进在整个工作循环中所占的时间比例达66.67%,所以系统发热和油液温升可用左头工进时的情况来计算。工进时液压缸的有效功率为P=pq=Fv=20544.440.0004=8.22W这时大流量液压泵经过溢流阀卸荷,小流量泵在高压下供油,所以两个泵的总输出功率为P1=0.6047KW由此求得液压系统的发热量为=P1-Pe=(0.6047-0.00822)KW=0.5988KW,按式求得油液温升近似值T15.089 0C 查得液压与气压传动章宏甲主编P338表8-19可知,此温升值没有超过允许范围,所以该液压系统不必设置冷却器。(二)验算系统压力损失 由于系统的具体管道布置尚未具体确定,整个

40、系统的压力损失无法全面估算。所以只能估算阀类元件的压力损失,待设计好管路布置图后,加上管路的沿程损失和局部损失即可。本设计镗床液压系统为小型液压系统,管路的压力损失很小,可以不考虑。四、小结使学生综合运用液压与气压传动课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识,进行液压传动的设计实践,使理论知识和生产实际知识紧密结合起来,从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练,为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。1.巩固和深化已学知识,掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤,培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力; 2.正确合理地确定执行机构,选用标准液压元件;能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统; 3.熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的基本技能进行一次训练,以提高这些技能的水平。致 谢本课题在选题及进行过程中得到徐建方老师的悉心指导。论文行文过程中,徐老师多次帮助我分析思路,开拓视角,在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。徐老师严谨求实的治学态度,踏实坚

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