专用铣床液压系统课程设计

目 录 一设计 题目 、 目的 及 要求 . （ 一 ）设计题目 . （二） 设计的目的 . （三） 设计的要求 . 二负载 工况分析 . 1. 工作负载 . 2. 摩擦阻力 . 3. 惯性负荷 . 三绘制负载图和速度图 . 四初步确定液压缸的参数 . 1 初选液压缸的工作压力。 . 2计算液压缸尺寸。 . 3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表 . 4绘制液压缸的工况图（图 3） . 五拟定液压系统图 . 1选择液压基本回路 . 2组 成系统图 . 六选择液压元件 . 1确定液压泵的容量及电动机功率 . 控制阀的选择 . 3确定油管直径 . 4确定油箱容积 . 七 液压系统的性能验算 . 液压系统的效率 . 液压系统的温升 . 15 参考文献 . （一）设计题目 设计一台专用铣床，工作台要求完成快进 快退 床 工作台重量 4000N，工件及夹具重量 1500N，铣削阻力最大为 9000N，工作台快进、快退速度为 作进给速度为 m/复运动加、减速时间为 作台采用平导轨，静、动摩擦分别为 作台快进行程为 进行程为 设计该机床的液压系统。 二 设计目的 液压传动课程设计是本课程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： 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； 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； 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、 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。 三 设计的要求 液压系统设计要求： 执行元件承受的负载和运动速度的大小及其变化范围。 调速性能、运动平稳性、转换位置精度、效率、温升、自动化程度、可靠性程度、使用与维修的方便性。 5液压系统的工作条件，如温度、湿度、震动干扰、外形尺寸、经济性等要求 二负载 工况分析 1. 工作负载 661 0 0 0 1 0 0 0 6 0 1 0 6 0 7 . 5 1 03 4 1 0 . 4 63 5 0 1 2 06 0 1 0 0 0 n 2. 摩擦阻力 ( 1 2 ) 0 . 2 ( 4 0 0 0 1 5 0 0 ) 1 1 0 0f j jF f G G N N ( 1 2 ) 0 . 1 ( 4 0 0 0 1 5 0 0 ) 5 5 0f d dF f G G N N 3. 惯性负荷 查液压缸的机械 效率 ，可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如下表表1 所示： 表 1 液压缸各阶段的负载情况 工 况 负载计算公式 液压缸负载 /压缸推力 /N 启 动 1100 速 fd 进 550 进 fd 退 550 2 4 0 0 0 1 5 0 0 4 . 5( ) ( ) 8 4 0 . 9 89 . 8 1 0 . 0 5 6 0 三绘制负载图和速度图 根据工况负载和以知速度1，可绘制负载图和速度图，如下图（图 1、图 2）所示： 图 1(负载图 ) 图 2（速度图） 四初步确定液压缸的参数 1 初选液 压缸的工作压力。 查各类液压设备常用工作压力初选 ， 51 3 0 1 0p P a 2计算液压缸尺寸。 选用差动液压缸，无杆腔与有杆腔的有效面积为122回油路上有背压阀或调压阀，取背压 52 8 1 0p P a;回油管路压力损失 55 1 0p 。 2 5 21 5124 4 0 0 . 5 1 1 6 9 . 2 5 1 0 1 6 . 9 318 ( 3 0 ) 1 022FA m 14 4 按 77 取标准值 D=50塞杆的直径 d 为： 0 . 7 0 . 7 5 0 3 5d D m m 由此求得液压缸的实际有效工作面积 22 2215 1 9 . 6 344DA c m c m 2 2 2 2 22 ( ) ( 5 3 . 5 ) 1 0 . 0 144A D d c m 3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表 表 2 所示： 表 2 液压缸所需的实际流量、压力和功率 工况 负载/油腔压力510 /p 进油腔压力510 /p 输入流量/ L/入功率/P 计算公式 快进 启动 2112F A A 1 2 1 A 1P p Q加速 p p p 5p 恒速 p 进 211F p 12Q P p Q快 启动 211 2F p 退 加速 p 2Q P p Q恒速 p 4绘制液压缸的工况图（图 3） 五拟定液压系统图 1选择液压基本回路 从工况图可知：该系统的流量、压力较小，可选用定量泵和溢流阀组成的供油源，如图 a 所示。铣床加工有顺锉和逆锉之分，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。根据一般专用铣床的要求不高，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。 （ a） (b) (c) (d) 2组成系统图 为了实现工作台快退选用具单向阀的调速阀， 后附图纸为所设计的液压系统图 六选择液压元件 1确定液压泵的容量及电动机功率 （ 1） 液压泵的工作压力和流量计算。 进油路的压力损失取 53 1 0p ，回路泄露系数取 ，则液压泵的最高工作压力和流量为： 551 ( 2 6 . 5 3 ) 1 0 2 9 . 5 1 0Bp p p P a P a m a x 1 . 1 4 . 5 / m i n 5 / m i Q L L 根据上述计算数据查泵的产品目录，选用 型定量叶片泵。 （）确定驱动电动机功率。 由工况图表明，最大功率出现在快退阶段，液压泵总 效率 则电动机功率为： 5336( 1 5 . 9 1 3 ) 1 0 1 060 0 . 2 51 0 0 . 7 5k W k W 控制阀的选择 根据泵的工作压力和通过各阀的实际流量，选取各元件的规格，如表所示。 格表 3 各元件的规格 序号 元件名称 最大通流量 /（ L/ 型号规格 1 定量叶片泵 6 63 2 溢流阀 Y 10B 10 63 3 三位四通电磁阀 34D 10B 4 单向调速阀 10B 5 二位三通电磁阀 23D 10B 6 单向阀 I 10B 7 过滤器 00 3确定油管直径 进出液压缸无杆腔的流量，在快退和差动工况时为 2Q ，所以管道流量 Q 按 12 / 算。取压油管流速 3/v m s 124 . 6 1 4 . 6 1 9 . 2 23Qd m m m ，取内径为 10管道。 吸油管的流速 1/v m s ，通过流量为 6 / 则 64 . 6 1 1 1 . 2 91d m m m m，取内径为 12道。 确定管道 尺寸应与选定的液压元件接口处的尺寸一致。 4确定油箱容积 6 6 6 3 6 L L 七 液压系统的性能验算 液压系统的效率 （经计算 51 0 . 6 3 1 0p P a ， 52 2 . 6 2 5 1 0p P a ） 取泵的效率 压缸的机械效率 ，回路效率为： 11 22111455453 9 6 0 . 4 6 6 . 2 6 5 1 0 . 0 1 1 0 1 0( 0 . 6 3 1 0 )1 9 . 6 3 1 02 4 1 0F A 当工进速度为 1 / ， 551 . 9 6 2 4 1 00 . 2 96 2 7 1 0c 当工进速度为 60 / ， 550 . 1 2 2 4 1 00 . 0 1 7 86 2 7 1 0c 0 . 7 5 0 . 9 ( 0 . 2 9 0 . 0 1 7 8 ) 0 . 1 9 6 0 . 0 1 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： 532 7 1 0 6 0 . 3 60 . 7 5 6 0 1 0k W k W 工进时系统的效率 系统发热量为： ( 1 ) 0 . 3 6 ( 1 0 . 0 1 2 ) 0 . 3 6P k W k W 取 散 热 系 数 321 5 1 0 /K k W m C ， 油 箱 散 热 面 积3 2 2 ， 计算出油液温升的近似值： 33 20 . 3 5 6 1 0 3 3 . 5 5 0 5 51 5 0 . 0 6 5 3 6 C ，固合理。 参考文献 1液压与气压传动 第二版 机械工