液压传动实训.doc

目录1、 明确液压系统设计要求 1.1 任务，目标.42、 分析负载.5 2.1 外负载.5 2.2 惯性负载.5 2.3外负载.5 2.4 液压个阶段负载.53、 速度图，负载图.64、 确定液压缸主要参数.7 4.1 初选液压缸.7 4.2计算液压缸的工作压力，流量和功率.9五 、原理图.11六 、液压元件.15 液压传动课程设计一、明确设计任务：四轴卧式钻孔专用机床液压系统设计 钻孔动力部件质量m=180kg，液压缸的机械效率w=0.9，钻削力Fe=16000N，工作循环为：快进工进死挡铁停留快退原位停止。行程长度为1500mm，其中，工进长度为50mm，快进、快退速度为70mm/s,工进速度为1.65mm/s。导轨为矩形，启动、制动时间为0.5s.要求快进转工进平稳可靠，工作台能在任意位置停住。目标：通过本题目的课程设计，对所学的液压传动课程知识有一个全面深刻的认识，熟悉液压系统设计的基本方法和过程；提高动手能力和工程实践能力。设计内容说明及计算过程二、分析负载2.1外负载 由已知可得钻削力Fg=16000N2.2惯性负载 机床工作部件总质量m=150kg 导轨为矩形，启动、制动时间为t=0.5s 快进、快退速度为70mm/s, 2.3阻力负载 取摩擦系数 静摩擦阻力为动摩擦阻力为2.4 液压系统各阶段负载 表1 液压缸在个工作阶段的负载 （已知 w=0.9）工况计算公式外负载（F1)工作负载F=F1/w启动F1=Ffs360400加速F1=Ffd+F205.2228快进F1=Ffd180200工进F1=Ffd+Fg1615017944反向启动F1=Ffs360400反向加速F1=Ffd+F205.2228快退F1=Ffd180200三 负载图与速度图已知快进、快退的速度 为70mm/s,工进速度为1.65mm/s，工进长度50mm 行程1500mm。由已知条件和上表数值绘制速度图、负载图如下图（图1,图2） 图1，速度图 图2 负载图 四 确定液压缸的主要参数4.1 液压缸 由表1可知机床最大负载 查表2、表3、表4得液压系统取工作压力，d=0.7D，（D为缸筒直径d为活塞杆直径，A1为无杆腔的工作面积，A2为有杆腔的工作面积）.查表5得液压缸回油路背压表2 负载和工作压力之间的关系负载工作压力表3 常用液压设备工作压力设备类型精加工机床半精加工机床粗加工或重型机床农业机械，小型工程机械，工程辅助机械液压机，重型机械，大中型挖掘机，起重运输机工作压力0.823551010162032表4 按活塞杆受力情况选取活塞杆直径 表5液压系统中背压力的经验数据 表a 液压缸内径系列（GB2348-80）810121620253240506380(90)100110125150160180200250320400150500表b 活塞杆直径系列（GB2348-80）45681012141618202225283236455056708090100110125140160180200220250280320360 查表a得按液压缸内径系列表将以上计算值圆满为标注直径，取 D=110mm ，为了实现快进速度与快退速度相等，采用差动连接（d=0.7D) d=80mm工程若采用调速阀调速，查产品样本，调速阀最小稳定流量,因最小工进速度则； 4.2计算液压缸的工作压力，流量和功率 4.2.1复算工作压力根据表5，本系统的背压估计值可在0.50.8MPa范围内选取，故暂定：工进时，P=0.8MPa;快速运动时，P=0.5MPa。液压缸在工作循环各阶段的工作压力P即可按式（9-10），（9-11），(9-12差动快进阶段 工作进给阶段 快速退回阶段4.3.2.计算液压缸的输入量因快进，快退速度V=0.075m/s,最大工进速度V=0.00165m/s,则液压缸各阶段的输入流量为：快进阶段工进阶段 快退阶段4.3.3计算液压缸的输入功率快进阶段 工进阶段快退阶段将以上计算的压力，流量和功率值列于下表工作阶段工作压力输入流量输入功率P/KW快速前进 4.822.51.80工作进给22.680.940.356快速退回10.9420.253.7 五 原理图 在这个液压系统的工作循环中，快进加快退的时间t1，工进所需的时间t2分别为，因此从提高系统效率、节省能量的角度来看 应采用两个适宜的液压泵自动两级并联供油的油源方案。如图3图33.2选择基本回路 由于不存在负载对系统做功的工况也不存在负载制动过程，故不需要设置平衡及制动回路。但必须有快速运动、换向、速度换接以及调压、卸荷等回路。3.2.1确定换向方式为了满足工作台在任意位置停止，液压缸差动连接采用滑阀机能为 Y 型的三位五通电磁换向阀。（如下图4）图43.2.2选择工作进给油路 为了实现工进时液压缸回油腔油液能经换向阀左位流回油箱；快进时液压缸回油腔油液能经换向阀左位流入油腔以及防止高压油液倒流。在回油路上设置一只液控顺序阀一只单向阀。（如下图5） 图53.2.3确定快进转工进方案 为了使快进平稳的转换为工进，采用行程换向阀使快进转工进。（如图6） 图63.2.4选择调压和卸荷回路 油源中有溢流阀（见图3），调定系统工作压力，因此调压问题已在油源中解决，无需另外设置调压回路。在图3所示的双液压泵自动两级供油的油源中设有卸荷阀，当滑台工进和停止时，低压、大流量液压泵都可以经此阀卸荷。由于工进在整个循环周期占了绝大部分时间，且高压、小流量液压泵的功率较小，故可以认为卸荷问题已基本解决，就不需要在设置卸荷回路。3.3将液压回路综合成液压系统把上面选出的各种液压回路组合画在一起，就可得到一张下图7所示的液压系统原理。系统原理图 图7六 选择液压元件 1 选择液压泵由表9-8可知工进阶段液压缸工作压力最大，若取进油路总压力损失0.5MPa ，则液压泵最高工作压力可按（9-13）算出， 即（22.68+0.5）MPa=23.18MPa因此泵的额定压力可取（22.68+22.6825%）MPa=28.35MPa由表9-8中的流量值代入式（9-14），可分别求出快速进给以及工进阶段泵的供油流量，快进，快退时泵的流量为 工进时泵的流量为 考虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点，尚需加上溢流阀稳定工作的最小溢流量，一般取为3L/min，所以小流量泵的流量为 查产品样本，选用小泵排量为V=6mL/r的YB1型双联叶片泵，额定转速n=960r/min，则小泵额定流量为 因此，大流量泵的流量为 查看产品样本，选用大泵排量为V=16mL/r的YB1型双联叶片泵，额定转速n=960r/min，则大泵的额定流量为 接近于基本可以满足要求。故本系统选用一台型双联叶片泵。 由表9-8可见，快退阶段的功率最大，故按快退阶段估算电动机功率。若取快退时进油路的压力损失=0.2MPa ，叶片泵的总效率P=0.7，则电动机的功率为查电动机产品样本，选用型异步电动机，P=1.1kw，n=960r/min 2选择液压阀根据所拟定的液压系统原理图，计算分析通过各液压阀的油液的最高压力和最大流量，选择各液压阀的型号规格，列于表9-9（表中阀类元件主要选自GE系列。）序号元件名称通过流量/(L/min）型号规格序号元件名称通过流量/(L/min）型号规格1双联叶片泵19YB1-16/68单向阀9.50AF3-Ea10B2溢流阀5.18YF3-10B9背压泵0.48YF3-10B3单向阀13.85AF3-Ea10B10外控顺序阀4单向阀11压力计5三位五通电磁换向阀12压力计开关6压力继电器13过滤器7单向行程调速阀7、 阀类元件及辅助元件 根据阀类元件及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，可选出这些液压元件的型号及规格见表7,表中序号与图7的元件标号相同。表7 液压元件的型号及规格编号元件名称估计通过流量L/min额定流量L/min额定压力Mpa额定压降Mpa型号规格1、2双联叶片泵（5.1+16.1）17.5PV2R12-6/19VP=(6+19)ml/r9三位五通电磁阀6080160.535DYF3Y-E10B12溢流阀506316-YF3-E10B7a 7b7c行程阀调速阀单向阀500.560630.0750631616160.5-0.2AXQF-E10B单向行程调速阀3液控顺序阀563160.3XF3-E10B4液控顺序阀2563160.3XF3-E10B5背压阀0.36316-YF3-E10B10、11、6单向阀2563160.2AF3-Ea10BQmax=80L/min8压力继电器-10-HED1KA/1013滤油器3060-P1+P+Pe=2.4+0.5()2+0.5+0.5Mpa=3.4Mpa5.1.3快退快退时，油液在进路上通过单向阀11的流量为16.1L/min，通过换向阀9的流量为19.5L/min；油液在回油路上通过单向阀7b、换向阀9和单向阀14的流量都是37L/min。因此进油路上的总压降为 此值较小所以液压泵驱动电机的功率足够的。回油路上总压降为此值与表6中的估值相近，故不必重算。所以，快退时液压泵的工作压降PP为 因此大流量液压泵卸荷的顺序阀5的调压应大于2.Mpa。5.2验算油液温升工进在整个工作循环过程中所占时间比例达95%，所以系统发热和油温升可按工况工进来计算。工进时液压缸的有效功率为这时大流量液压泵经顺序阀3卸荷，小流量液压泵在高压下供油。大液压泵通过顺序阀3的流量为q2=16.1L/min，由表6-3查的该阀在额定流量qn=63L/min时的压力损失Pn=0.5Mpa，故此阀在工进的压力损失小液压泵工进时的工作压力PP1=2.27Mpa。流量q1=5.36L/min，所以两个液压泵的总输出功率为算得液压系统的发热功率为再算得邮箱的算热面积为1.92m2查的邮箱的散热系数K=9W/(m2)，求出油液温升为此温升值没有超出范围，故该系统不必设置冷却器。总结该卧式钻孔专用机床的液压系统是实现机床的“快进工进死挡铁停留快退原位停止” 所以在设计该液压系统时应确保液压系统传动的准确性，合理选取各执行原件和控制原件，以保证机床对工件的精确加工。同时对液压传动系统有更深刻认识和了解，统原理图的绘制过程中，又一次加深了对AutoCAD软件的理解和应用。这不仅仅是一次课程设计，更是课程上的查缺补漏，实际中的信息采取，专业制图软件学习的一次非凡体验。参考文献1 丁树模、丁问司，液压传动。北京，机械工业出版社，2009。2 林建亚、何存兴，液压元件。北京：机械工业出版社，1988。3 雷天觉，液压工程手册。北京：机械工业出版社，1990。4 陈俞，液压阀。北京，中国铁道出版社，1982。5 俞启荣，机床液压传动。北京，机械工业出版社，1984。6 徐同乐，液压与气压传动。北京，中国计量出版社，2006。7 丁树模，机械工程学。北京，机械工业出版社，2007。8 李洪人，液压控制系统。北京，国防工业出版社，1990。9 陈松楷，机床液压系统设计指导手册。广州，广东高等教育出版社，1993。致谢能完成这次的课程设计，真的非常需要感谢 老师对我们一次又一