《毕业设计（论文）-双面铣床液压系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-双面铣床液压系统设计.docx（22页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、双面铳床液压系统设计液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。进行液压系统设计首先要明确设计的目的和要求，收集所需的资料，然后进行工况分析，分析工作负载，摩擦阻力，绘制负载图等。其次还要进行油路的分析，绘制系统图，选择液压元件，计算液压缸各项参数，确定液压系统力等。最后还要对液压
2、系统进行性能验算，校核。本液压系统设计，操作方便安全，生产效率高，设计上主要是对液压缸，液压系统的设计，其中主要是对液压系统的设计，以保证工作的精度和质量要求。关键词切削液压传动；稳定性；液压系统摘要I第1章绪论41.1 课题背景41.1.1 课题来源41.1.2 课题的研究的背景和意义41.2 概述41.2.1 设计的目的41.2.2 设计的要求5第2章工况分析62.1 工作负载62.2 摩擦阻力62.3 惯性负载6第3章绘制负载图、速度图73.1 初步确定液压缸的参数83.2 计算液压缸的尺寸83.3 液压缸工况9第4章拟定液压原理图H4.1 选择液压基本回路114.2 组成系统图14第5
3、章选择液压元件155.1 液压传动系统155.2 液压装置的结构设计，绘制工作图及编译技术文件155.3 液压传动系统参数及元件选择155.4 确定系统工作压力155.5 执行元件控制方案拟定165.6 确定执行元件的主要参数165.7 确定液压泵的工作压力和流量计算165.8 控制阀的选择165.9 确定油箱直径17第6章液压系统的性能验算186.1 液压系统的效率186.2 液压系统的温升18结论19参考文献20致谢21第1章绪论1.1 课题背景1.1.1 课题来源本课题来源于指导老师指定众多课题之一1.1.2 课题的研究的背景和意义目前，随着电子、信息等高新技术的不断发展及市场需求个性化
4、与多样化，世界各国都把机械制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展，将其他学科的高技术成果引入机械制造业中。因此机械制造业的内涵与水平已今非昔比，它是基于先进制造技术的现代制造产业。纵观现代机械制造技术的新发展，其重要特征主要体现在它的绿色制造、计算机集成制造、柔性制造、虚拟制造、智能制造、并行工程、敏捷制造和网络制造等方面。近年来，我国的工程机械取得了蓬勃的发展，其中，液压传动技术起到了至关重要的作用。而且，随着液压传动技术的快速发展和广泛应用，它已成为农业机械、工程建筑机械等行业不可缺少的重要技术。然而，尽管液压技术在机械能与压力能的转换方而，已取得很大进展，但它在能量损失和传动
5、效率上仍然存在着问题。因为，在液压系统中，随着油液的流动，有相当多的液体能量损失掉，这种能量损失不仅体现在油液流动过程中的内摩擦损失上，还反映在系统的容积损失上，使系统能量利用率降低，传动效率无法提高。高能耗和低效率又使油液发热增加，使性能达小到理想的状况，给液压技术的进一步发展带来障。因此，探索和研究高效液压传动技术，提高其综合性能就成为了液压技术领域研究的重点之一。1.2 概述1.2.1 设计的目的液压传动系统设计是本设计的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的；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
6、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。1.2.2设计的要求L设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济；2 .独立完成设计。设计
7、时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再借鉴。不能简单地抄袭；3 .在设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成，积极思考。不能直接向老师索取答窠；4 .液压传动设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目由指导老师分配第2章工况分析2.1 工作负载计算液压缸工作负载，动、静摩擦因数为=0.2、fd=0oK=fjFg=0.2840.987V=168.20NF2=fdFf,=0.1840.98TV=84.01N2.2 摩擦阻力Gl + G2 V 4000 + 1500)-=(g t 9.81GlG2xv 4000 + 1500)-二(g
8、 t 9.81)45 = 840.98N 0.05604 5：N = 840.98N0.05 60F=(如义)Y=(M)OO+15004.二N=840.98Nggt9.810.05602.3 惯性负载查液压缸的机械效率p=2xK)6rz,可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如下表2-1：表2-1液压缸各阶段的负载情况表工况负载计算公式液压缸负载F/N液压缸推力/N启动F=品HOO1222.22加速pl=21061390.981545.53快进F=Ffd550611.11工进F=小乙3960.464400.51快退F=%550611.11第3章绘制负载图、速度图根据工况负载和以知速度匕和匕及行
9、程s,可绘制负载图和速度图,如下图所示：F/N4400.51234(-0s/mm图3-1负载循环图3.1 初步确定液压缸的参数查各类液压设备常用工作压力初选,Pl =2x0Pa3.2 计算液压缸的尺寸选用差动液压缸，无杆腔与有杆腔的有效面积为A= 24；回油路上有背压阀或调压阀，取背压P2 =8xl()5pa ；回油管路压力损失Al =Pl4400.51Ip2 (i7)5m2 = 33.9按JB218377取标准值D=70mm活塞杆的直径为：d=0.7。=0.770=49mm取标准值d=50mm由此求得液压缸的实际有效工作面积4b1522s/c2A=cnr=19.63cm44rrjrA2=-(
10、D2-d2)=-(52-3.52)cm2=10.01443.3液压缸工况表3-2液压缸各工作循环的负载、压力、流量和功率数值表工况负载F/N回油腔压力PXlOS/Pa进油腔压力p05P输入流量7Qj/(Lmi输入功率)pw计算公式快进启动1222.2212.7F+PPl=AS=(A1-A2)v1P=PcQ加速1545.53P=Pi+即AP=521.27恒速611.11Np=511.564.330.08工进4400.51826.51.960.120.086F+P2A2PLA1Q=AMP=PQ快退启动1222.2212.2FMQ=A9V4P=PcQ加速1545.53p=525.24恒速611.11
11、p=515.914.50.119图2-1工况图(a)(b)第4章拟定液压原理图4.1选择液压基本回路该系统由定位夹紧和滑台加工两部分构成，可完成定位-夹紧-快进-工进-死挡铁停留-快退-松紧，拔销-原位停留的自动工作循其元件动作循环如图4-1表4-1双面铳床液压系统动作元件动作顺序动作名称动作信号I三铁IDT2DT3DT4DT5DT6DT宸仲启按也一+夹紧CD压力住号-+夹紧（2）压力住号一-+快法IYj+一+工迸滑台搭块压下那+一一+死挡帙停留滑台靠JR死搭挟+一+快退滑台搭块压下NK-+松紧坡相滑台挡块压下3XK-+-+原七亨蜜2TJ一从工况图可知：该系统的流量、压力较小，可选用定量泵和溢
12、流阀组成的供油源，如图a所示。铳床加工有顺锂和逆铿之分，宜采用出口节流调速，具有承受负切削的能力，如图b所示。考虑到工作进给时负载大、速度低，而快进、快退行程中负载小、速度快，所以采用由换向阀联通的差动快速回路，如图C所示。根据一般专用铳床的要求不高，采用电磁阀的快慢换接回路，其特点是结构简单。选用简便的电气行程开关和挡铁控制行程方式，如图d所示。66Y116DT7定位夹紧当工件到位后压下启动按钮，电磁铁6DT得电，大流量泵3终止卸荷，大，小流量泵同时给系统供油，同时电磁铁5DT得电，换向阀11左位进入系统，系统油路为：进油路大流量泵3和小流量泵4-单向阀6和7-减压阀9一单向阀10一换向阀1
13、1（左位）一定位缸下腔；回油路定位缸上腔一换向阀11（左位）邮箱，定位缸伸出对被加工工件定位。定位结束后，回油压力升高。当压力升高到顺序阀12的调定压力时，打开顺序阀12,I夹紧缸夹紧，夹紧后回路压力再次升高，当压力升高到顺序阀13的调定压力时，打开顺序阀13,II夹紧缸夹紧，其油路为：进油路大流量泵3和小流量泵4-单向阀6和7-减压阀9单向阀IOT换向阀11（左位，定位后压力升高打开顺序阀12）顺序阀12-夹紧缸I下腔（夹紧后压力继续升高打开顺序阀13）T顺序阀13-夹紧缸II下腔；回油路夹紧缸I和夹紧缸11上腔T定位缸上腔一换向阀11（左位）T邮箱快进工件被夹紧后，油路压力进一步升高，当压
14、力达到压力继电器IYJ的调定压力时，压力继电器IYJ发出信号，是IDT和3DT得电，换向阀15左位和换向阀14右位同时接入系统，进给缸实现快进,其油路为：进油路液压缸3和液压泵4单向阀6和单向阀7换向阀15（左位）进给缸左腔：回油路进给缸右腔一换向阀15（左位）T换向阀14（右位）一进给缸左腔，进给缸构成差动连接回路，实现快进，刀具快速趋近工件。工进当刀具靠近工件时，滑台压下第一个行程开关1XK,使3DT和6DT失电，换向阀14和换向阀15复位，使大流量泵卸荷，进给缸实现工进，其油路为：进油路小流量泵4-单向阀7一换向阀15（左位）T进给缸左腔；回油路进给缸右腔T换向阀15（左位）T调速阀17
15、-单向阀18油箱。由调速阀17和单向阀18构成出油口节流调速回路，使进给缸进给速度平稳，进给缸的进给速度由调速阀17调节。同时由于大流量泵卸荷，只有小流量泵向系统供油，从而减少功率损失。死挡铁停留当进给缸工进到位碰到死挡铁时，压下第二个行程开关2XK,若有延时继电器，则在延时期间进给缸停留不动，这时液压泵4的压力油全部在高压下经溢流阀8回油箱。显然，该停留时间不能太长，否则能量损失过大，并导致系统过热。4.2组成系统图设计液压系统图4-1O图4-1液压系统原理图第5章选择液压元件5.1 液压传动系统液压元件的选择，主要是计算它们的主要参数（如压力和流量）来确定。一般先计算工作负载，再根据工作负
16、载和工作要求的速度计算液压缸的注意啊尺寸、工作压力和流量或液压马达的排量，然后计算液压泵的压力，流量和液压系统性能的验算。确定了各个液压元件之后，要对液压系统进行验算。验算内容一般包括系统的压力损失、发热温度、运动平稳性和泄露量等。5.2 液压装置的结构设计，绘制工作图及编译技术文件根据拟定的液压系统原理图绘制正式工作图。正式工作图包括1 .液压泵的型号、压力、流量、转速以及变量泵的调节范围。执行元件的运转速度，输出的最大转矩或推力、工作压力以及工作行程等。2 .所有执行元件及辅助设备的型号及性能参数。3 .管路元件的规格与型号。4 .在绘制时，各元件的方向和位置，尽量与实际装配时一致。5 .
17、设计该机床的液压传动系统5.3 液压传动系统参数及元件选择对液压系统进行分析，就是要查明它的每个执行元件在各自工作过程中的运动速度和负载的变化规律。这是满足设备规定的动作要求和承载能力所必须具备的。液压系统承受的负载可由设备的规格规定，由样机通过实验测定。也可以有理论分析确定。当用理论分析确定系统的实际负载时，必须仔细考虑它所有的组成项目，例如工作负载（切削力、挤压力、弹性塑性变形抗力、重力等）、惯性负载和阻力负载（摩擦力、背压力）等，并把它们绘制成图，同样地，液压执行元件在各动作阶段内的运动速鸟也须相应地绘制成图，设计简单的液压系统时，这两种图可以省略不画。5.4 确定系统工作压力系统工作压
18、力由设备类型、载荷大小、结构要求和技术水平而定。系统工作压力高，则省材料，机构紧凑，重量轻，是液压系统的发展方向；但要注意泄露、噪音控制和可靠性问题的妥善处理。系统工作压力可根据负载来选取，也可根据设备类型选取。5.5 执行元件控制方案拟定根据已订的液压执行元件、速度图或动作线路图，选择适当的压力控制、方向控制、速度换接、差动连接回路，以实现对执行元件的方向、出力及速度的控制。需要无级调速或无级变速时，可选择的方案。有级变速比无级调速使用方便，适用于速度控制精度低，但要求速度能够预置，以及在动作循环过程中有多重速度自动变换的场合。具体参见基本回路一章内容。完成上述的选择，所需液压泵的类型就基本
19、确定了。5.6 确定执行元件的主要参数根据液压系统载荷图和已确定的系统工作压力，计算出液压缸内径、活塞杆直径，柱塞缸的柱塞直径、柱塞杆直径；根据液压缸缸径内径、活塞杆直径、活塞杆直径及行程的国家标准系列，确定主要参数。如采用液压马达，还需计算出液压马达的排量。5.7 确定液压泵的工作压力和流量计算进油路的压力损失取p=3xl0Pa,回路泄露系数取K=L1,则液压泵的最高工作压力和流量为：Pb=Pi+Z即=(26.5+3)1O5=29.5IO5PaQb=KqmaX=1.14.5L/min=5Lmin根据上述计算数据查泵的产品目录，选用YB6型定量叶片泵。5.8 控制阀的选择根据泵的工作压力和通过
20、各阀的实际流量，选取各元件的规格，如表5-1所示。表57各元件的规格表序号兀件名称最大通流量/(Lmin)型号规格1定量叶片泵6YB-66632溢流阀6Y-IOB10633三位四通电磁阀634DIOB4单向调速阀QI-IOB5二位三通电磁阀623DIOBI-IOBXU-B161006单向阀7过滤器5.9 确定油箱直径进出液压缸无杆腔的流量，在快退和差动工况时为2。所以管道流量。按12Lmin计算。取压油管流速u=3msd4.61步=4.6IJEmm=9.22mm,取内径为IOmm的管道。吸油管的流速U=Im/s,通过流量为6Lmin,则d4.6Iemm=11.29mm,取内径为12mm管道。确
21、定管道尺寸应与选定的液压元件接口处的尺寸一致。第6章液压系统的性能验算6.1 液压系统的效率（经计算Z型1=0.63105Pa,2W?=2.625X105Pa）取泵的效率b=075,液压缸的机械效率%=0.9,回路效率为:PBqBF+A2Ap2Pi=广=(3960.46+6.265x10.00X05+63l519.63Xl(T4=24IO5Pa当工进速度为lmmin时，1.96x24x105627105当工进速度为60mmmin时,=0.750.9X(0.290.0178)=0.196-0.()126.2 液压系统的温升（只验算系统在工进时的发热和温升）定量泵的输入功率为:P，=PyqB271
22、056 0.7560103kW=0.36kW工进时系统的效率=0.012,系统发热量为:H=P(-)=0.36(1-0.012)kW=0.36kW取散热系数K=15xl0-3kW/m2x?C,油箱散热面积A=O.065,护时，计算出油液温升的近似值：7=旦=0356x1?。=33.5。5055。,固合理。必150.065362目前我国液压技术缺少技术交流，液压产品大部分都是用国外的液压技术加工回来的，所以发展国产液压技术振兴国产液压系统技术。不管人们有没有意识到，科学技术已经深深的影响着我们的日常生活，在经济社会发展扮演着不可或缺的角色。科学技术在一定程度上也改变着我们的生活方式，改变着我们的
23、文化。正是因为科学技术具有如此的重要性，我们的国家领导人也在多种场合提出大力发展科学技术。我国在改革开放以后取得了很大地进步，步入了科技强国之林。但是，我们还应该认识到，我国很多技术都受限于发达国家。所以，我们应该奋起直追，迎头赶上。作为当前社会的一员，我们不仅应该认识到科技的重要性，还应该努力学习科学技术，用科学技术来武装我们的头脑，具有献身科学的勇气和决心，具有用科学技术来发展全人类的博大胸怀。更重要地是，我们还应当教育我们的后代，要热爱科学，尊重科学！参考文献1丁树模，陶伟明等.液压传动.机械工业出版社,2(X)5.6:8252左健友，等.液压与气压传动.机械工业出版社,2002.3:1
24、7353张宏友，等.液压与气动技术.大连理工大学出版社,2004.6:47514杨培元、朱福元等.液压系统设计简明手.机械工业出版社,2(X)7:16215张利平，等.液压传动设计指南.化学工业出版社,2(X)8.9:55636游有鹏，等.液压与气压传动.科学出版社,2001.1:1425致谢在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师一张宝海老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最忠心的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予了我很多相关素材，还在论文的撰写和排版的过程中提供热情的帮助。
