专用铣床液压系统设计课程设计论文.doc

攀枝花学院液压课程设计 论文 摘要 攀枝花学院本科课程设计 论文 专用铣床液压系统设计 学生姓名 学生学号 院 系 机械工程学院 年级专业 09 机制 1 班 指导教师 二 0 一二 年 六 月 攀枝花学院教务处制 攀枝花学院液压课程设计 论文 摘要 I 攀枝花学院本科学生课程设计任务书攀枝花学院本科学生课程设计任务书 题题 目目专用铣床液压系统设计 1 课程设计的目的 课程设计的目的 液压系统的设计和计算是机床设计的一部分 要求学生在完成液压传动课程学习的基础上 运用所学液压基本知识 根据液压元件 各种液压回路的基本原理 独立完成液压回路设 计任务 使学生在完成液压回路设计的过程中 强化对液压元器件性能的掌握 理解不同 回路在系统中的各自作用 能够对学生起到加深液压传动理论的掌握和强化实际运用能力 的锻炼 2 课程设计的内容和要求 包括原始数据 技术要求 工作要求等 课程设计的内容和要求 包括原始数据 技术要求 工作要求等 设计一台专用铣床 铣头驱动电机的功率为 6 96 千瓦 铣刀直径为 120mm 转速 350 转 分 如工作台质量为 363 公斤 工件和夹具的质量为 124 公斤 工作台的行程为 426mm 工进行程为 185mm 快进快退速度为 3 5 米 分 工进速度为 60 1000 毫米 分 其往复运 动的加速 减速 时间为 0 05 秒 工作台用平导轨静摩擦系数 动摩擦系数0 2 s f 试设计该机床的液压系统 0 1 d f 3 主要参考文献 主要参考文献 1 王积伟 章宏甲 黄谊 主编 液压传动 机械工业出版社 2006 12 2 成大先 主编 机械设计手册单行 本机械传动 化学工业出版社 2004 1 3 张利平 液压传动系统及设计 M 北京 化学工业出版社 2005 4 路甬祥主编 液压气动技术手册 北京 机械工业出版社 2002 5 雷天觉主编 液压工程手册 北京 机械工业出版社 1990 4 课程设计工作进度计划 课程设计工作进度计划 1 明确机床对液压系统的要求 进行工作过程分析 2 学时 2 初步确定液压系统的参数 进行工况分析和负载图的编制 12 学时 3 确定液压系统方案 拟订液压系统图 8 学时 4 确定液压制造元件的类型并选择相应的液压元件 确定辅助装置 8 学时 5 液压系统 的性能验算 2 学时 6 液压油箱的结构设计 制图及编制技术文件 8 学时 指导教师指导教师 签字 日期日期年 月 日 教研室意见 教研室意见 年 月 日 学生学生 签字 接受任务时间 2012 年 6 月 6 日 攀枝花学院液压课程设计 论文 摘要 II 注 注 任务书由指导教师填写 攀枝花学院液压课程设计 论文 摘要 III 课程设计 论文 指导教师成绩评定表课程设计 论文 指导教师成绩评定表 题目名称题目名称 评分项目评分项目 分分 值值 得得 分分 评价内涵评价内涵 01学习态度 6 6 遵守各项纪律 工作刻苦努力 具有良好的科学 工作态度 02科学实践 调研 7 7 通过实验 试验 查阅文献 深入生产实践等渠 道获取与课程设计有关的材料 工 作 表 现 20 03课题工作量 7 7 按期圆满完成规定的任务 工作量饱满 04综合运用知识的能力 1010 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题 能正确处理实验数据 能对课题进行理论分析 得出有价值的结论 05应用文献的能力 5 5 能独立查阅相关文献和从事其他调研 能提出并 较好地论述课题的实施方案 有收集 加工各种 信息及获取新知识的能力 06 设计 实验 能力 方案 的设计能力 5 5 能正确设计实验方案 独立进行装置安装 调试 操作等实验工作 数据正确 可靠 研究思路清 晰 完整 07计算及计算机应用能力 5 5 具有较强的数据运算与处理能力 能运用计算机 进行资料搜集 加工 处理和辅助设计等 能 力 水 平 35 08 对计算或实验结果的分析 能力 综合分析能力 技 术经济分析能力 1010 具有较强的数据收集 分析 处理 综合的能力 09 插图 或图纸 质量 篇 幅 设计 论文 规范化 程度 5 5 符合本专业相关规范或规定要求 规范化符合本 文件第五条要求 10设计说明书 论文 质量 3030 综述简练完整 有见解 立论正确 论述充分 结论严谨合理 实验正确 分析处理科学 成 果 质 量 45 11创新 1010 对前人工作有改进或突破 或有独特见解 成绩成绩 指指 导导 教教 师师 评评 语语 指导教师签名 年 月 日 攀枝花学院液压课程设计 论文 摘要 IV 摘摘 要要 本次设计的是专用铣床的液压设计 专用铣床是根据工件加工需要 以液压 传动为基础 配以少量专用部件组成的一种机床 在生产中液压专用铣床有着较 大实用性 可以以液压传动的大小产生不同性质的铣床 此次设计主要是将自己 所学的知识结合辅助材料运用到设计中 巩固和深化已学知识 掌握液压系统设 计计算的一般步骤和方法 正确合理的确定执行机构 选用标准液压元件 能熟 练的运用液压基本回路 组成满足基本性能要求的液压系统 在设计过程中最主 要的是图纸的绘制 这不仅可以清楚的将所设计的内容完整的显示出来 还能看 出所学知识是否已完全掌握了 整个设计过程主要分成六个部分 参数的选择 方案的制定 图卡的编制 专用铣床的设计 液压系统的设计以及最后有关的验算 主体部分基本在图的编 制和液压系统的设计两部分中完成的 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖 关键词 关键词 专用铣床 液压传动 回路设计 攀枝花学院液压课程设计 论文 ABSTACT ABSTRACT The design is hydraulic special milling machine hydraulic design special milling machine is based on needs of work based on hydraulic transmission match with a few special parts of a machine tool During production has great practical hydraulic special milling machine can with hydraulic drive size produces different nature of the milling machine This design is mainly with my own knowledge will be applied to design of auxiliary materials strengthening and deepening prior knowledge of hydraulic system design calculation the general procedure and method to determine the correct method of actuator choose standard hydraulic components can skilled using hydraulic basic circuit composition satisfy basic performance requirements of the hydraulic system In the design process of the main is drawing which not only can clearly drawn designed by the completeness of the contents will show out still can see whether the knowledge already complete mastery 聞創沟燴鐺險爱氇谴净 The whole design process mainly divided into six parts parameter selection plan formulation the figure card planning special milling machine design hydraulic system design and final relevant calculating Theme part includes graph preparation and hydraulic system design 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟 Key words Special milling machine hydraulic transmission loop design 酽锕极額閉镇桧 猪訣锥 攀枝花学院液压课程设计 论文 目录 0 目目 录录 摘摘 要要 I彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑 ABSTRACT II謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔 1 1 设计题目设计题目 1厦礴恳蹒骈時盡继價骚 1 1 设计题目 1茕桢广鳓鯡选块网羈泪 2 2 工况分析工况分析 2鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴 2 1 负载分析 2籟丛妈羥为贍偾蛏练淨 2 2 运动分析 3預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴 3 3 确定液压缸的参数确定液压缸的参数 5渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦 3 1 初选液压缸的工作压力 5铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡 3 2 确定液压缸的尺寸 5擁締凤袜备訊顎轮烂蔷 3 3 液压缸工作循环中各阶段的压力 流量和功率的计算值 6贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷 3 3 1 快进阶段 6坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚 3 3 2 工进阶段 6蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘 3 3 3 快退阶段 7買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄 3 3 4 绘制液压缸工况图 8綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴 4 4 液压系统图的拟定液压系统图的拟定 11驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦 4 1 制定液压回路方案 11猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑 4 1 1 油源型式及压力控制 12锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔 4 1 2 调速回路 12構氽頑黉碩饨荠龈话骛 4 1 3 换向回路与快速运动回路及连接方式 12輒峄陽檉簖疖網儂號泶 4 1 4 辅助回路 12尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅 4 2 拟定液压系统图 13识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒 5 5 液压元件的选择液压元件的选择 16凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴 5 1 液压泵及驱动电机的选择 16恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦 5 1 1 液压泵的最高工作压力计算 16鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫 5 1 2 液压泵的流量计算 16硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹 攀枝花学院液压课程设计 论文 目录 1 5 1 3 确定液压泵的规格 16阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖 5 1 4 确定液压泵驱动功率及电机的规格 型号 17氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩 5 2 阀类元件及辅助元件的选择 17釷鹆資贏車贖孙滅獅赘 5 3 油管的选择 18怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉 5 4 油箱的计算 19谚辞調担鈧谄动禪泻類 5 5 吸油管和过滤器之间管接头的选择 19嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩 5 6 堵塞的选取 19熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库 5 7 空气过滤器的选取 20 6 6 液压系统性能的验算液压系统性能的验算 21 6 1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 21鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞 6 1 1 快进 21 6 1 2 工进 22 6 1 3 快退 23纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛 6 2 油液温升验算 24 7 7 油箱的设计油箱的设计 25颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷 7 1 壁厚 箱顶及箱顶元件的设计 25濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻 7 2 箱壁 清洗孔 吊耳 液位计的设计 25銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼 7 3 箱底 放油塞及支架的设计 25挤貼綬电麥结鈺贖哓类 7 4 油箱内隔板及除气网的设置 26赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈 7 5 油箱的装配图的绘制 27塤礙籟馐决穩賽釙冊庫 参参 考考 文文 献献 28裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺 总总 结结 29 致致 谢谢 31仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁 附附 录录 33 攀枝花学院液压课程设计 论文 设计题目 0 1 1 设计题目设计题目 1 11 1 设计题目设计题目 设计一台专用铣床 铣头驱动电机的功率为 6 96 千瓦 铣刀直径为 120mm 转速 350 转 分 如工作台质量为 363 公斤 工件和夹具的质量为 124 公斤 工作台的行程为 426mm 工进行程为 185mm 快进快退速度为 3 5 米 分 工进速度为 60 1000 毫米 分 其往复运动的加速 减速 时间为 0 05 秒 工作台用平导轨静摩擦系数 动摩擦系数 试设0 2 s f 0 1 d f 计该机床的液压系统 绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧 设计参数设计参数 铣头驱动电机的功率 Kw P 6 96 铣刀直径 mm D 120 工作台质量 Kg m 363 工件和夹具的质量 Kg m 124 工作台快进 快退速度 m min v 3 5 工进速度 mm min v 60 1000 工作台液压缸快进行程 mm L1 241 工作台液压缸工进行程 mm L2 185 工作台导轨面静摩擦系数 0 2 s f 工作台导轨面动摩擦系数 0 1 d f 往复运动的加速 减速 时间 t t 0 5 攀枝花学院液压课程设计 论文 设计题目 1 2 2 工况分析工况分析 2 12 1 负载分析负载分析 铣床工作台液压缸快进阶段 启动时的外负载是导轨静摩擦阻力 加速时的负载 是导轨动摩擦阻力和惯性力 恒速时是动摩擦阻力 在快退阶段的外负载是动摩 擦阻力 铣床工作台液压缸在工进阶段的外负载是工作负载 即刀具铣削力及动 摩擦阻力 骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙 根据给定条件 先计算工作台运动中惯性力 工作台与导轨的动摩擦阻力 m F 和静摩擦阻力 fd F fs F 2 1 4870 4 35 60 4870 0 0725 10 0 05 706 10 0 05 G m Fv FN g t N 2 2 12 0 1 3630 1240 487 fddGG FfFF N 2 3 12 0 2 3630 1240 974 fSsGG FfFF 其中 N 11 363 103630 G Fm g N 22 124 101240 G Fm g N 12 3630 12404870 GGG FFF 由铣头的驱动电机功率可以求得铣削工作负载 t F 2 4 t P F v 其中 350 3 14 0 12 2 198 6060 n d m v s 所以 N 6960 3166 2 198 t P F v 同时考虑到液压缸密封装置的摩擦阻力 取液压缸的机械效率 工作台 0 9 m 的液压缸在各工况阶段的负载值列于表 2 1 中 负载循环图如图 2 1 所示 瑣钋濺 暧惲锟缟馭篩凉 攀枝花学院液压课程设计 论文 工况分析 1 表 2 1 铣床工作台液压缸外负载和推力计算结果 工况负载计算公式液压缸负载 F N 液压缸推力 N 0 F 起动 fs FF 9741082 加速 fdm FFF 11931326 快进 fd FF 487541 工进 fdt FFF 36534059 反向起动 fs FF 9741082 反向加速 fdm FFF 11931326 快退 fd FF 487541 图 2 1 液压缸负载循环图 2 22 2 运动分析运动分析 根据给定条件 快进 快退速度为 0 0725m s 其行程分别为 241mm 和 426mm 工进速度为 60 1000m s 即 0 001 0 0167m s 工进行程 185mm 绘 攀枝花学院液压课程设计 论文 工况分析 2 出速度循环图如图 2 2 所示鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 3 图 2 2 液压缸速度循环图 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 4 3 3 确定液压缸的参数确定液压缸的参数 3 13 1 初选液压缸的工作压力初选液压缸的工作压力 专用铣床归属于半精加工机床 根据液压缸推力为 4070N 表 2 1 初 选液压缸的设计压力为Pa 5 30 10 3 23 2 确定液压缸的尺寸确定液压缸的尺寸 由于铣床工作台快进和快退速度相同 因此选用单杆活塞式液压缸 并使 快进时采用差动连接 因管路中有压力损失 快进时回油路压力 12 2AA 损失取Pa 快退时回油路压力损失亦取Pa 工进时 5 5 10p 5 5 10p 为使运动平稳 在液压缸回路油路上须加背压阀 背压力值一般为 Pa 选取背压Pa 栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬 5 510 10 5 2 8 10p 确定液压缸尺寸取液压缸无杆腔作工作腔列液压缸力的平衡方程 专用铣床液压缸力的平衡图 根据 可求出液压缸大腔面积为 1122 m FPAP A 1 A 3 1 2 1 5 2 1 3653 0 0016 8 0 9 30 10 22 m F Am P P 3 2 1 44 0 0016 0 0451 3 14 A Dm 根据 GB2348 80 圆整成就近的标准值 得 D 50mm 液压缸活塞杆直径 根据 GB2348 80 就近圆整成标准值 d 36mm 于是液35 36 2 D dmm 压缸实际有效工作面积为辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应 3 3 222 1 0 050 0020 44 ADm 3 4 22222 2 0 050 036 0 0010 44 ADdm 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 5 3 33 3 液压缸工作循环中各阶段的压力 流量和功率的计算值液压缸工作循环中各阶段的压力 流量和功率的计算值 3 3 13 3 1 快进阶段快进阶段 1 启动阶段 3 974 0 91082 m FN 5 3 1012 m pFAA 2 PO 6 故 1 1082 0 00200 0010 1 082 a pMP 2 加速阶段 1193 0 9 1326 m FN 3 21 ppp 7 3 1122 1212 m m p AFp A pFpAAA 6 4 4 1326 0 5 1010 10 20 10 10 1 826M Pa 8 3 恒速阶段 487 0 9 541 m FN 21 ppp 1122 1212 10 m m p AFp A pFpAAA 6 4 4 541 0 5 1010 20 10 10 1 041 M Pa 又因为 3 43 121 10 104 35 min4 35 minqAAmL 3 4 35 10 9 故输入功率为 63 1 1 041 104 35 10 600 075Pp qkw 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 6 3 3 23 3 2 工进阶段工进阶段 3653 0 9 4059 m FN 2 0 6pMPa 3 1122 1221 2 330 m m p AFp A pFp AA 6 4 4 4059 0 6 1010 10 20 10 M Pa 10 因为 3 43 12 20 101 0 min2 0 minqAmL 11 或 433 12 20 100 060 12 10 min0 12 minqA vmL 故输入功率为 63 1 2 330 102 0 10 600 0777Pp qkw 或 63 1 2 330 100 12 10 600 0047Pp qkw 3 3 33 3 3 快退阶段快退阶段 1 启动阶段 974 0 91082 m FN 12 m pFA 2 0p 故 4 1 1082 10 101 082pPaMPa 2 加速阶段 1193 0 91326 m FN 2 0 5 a PMP 1221 1212 2 326 m m a p AFp A pFp AA MP 6 4 4 1326 0 5 1020 10 10 10 3 恒速阶段 487 0 9541 m FN 2 0 5pMPa 1221 1212 20 1 541 m m p AFp A pFp AA 6 4 4 541 0 5 1010 10 10 M Pa 又因为 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 7 3 12 4 23 3 10 104 35 4 35 min 4 35 min qA m L 3 10 故输入功率为 1 63 1 541 104 35 10 60 0 112 Pp q kw 根据上述计算各参数值列入表 3 1 所示 表 3 1 液压缸在不同阶段的压力 流量和功率值 工况 推力 F N 回油腔压力 2 p MPa 进油腔 压力 P1 MPa 输入流 量 q L min 输入功 率 P kw 计算公式 起动 108201 082 112 pFAA 加速 13261 826 快进 恒速 541 21 0 5 ppp pMPa 1 0414 350 075 1212 121 1 pFA pAA qAA v Pp q 工进 40590 62 330 0 12 2 0 0 0047 0 077 7 1221 1 2 1 pFA pA qAv Pp q 起动 108201 082 12 pF A 加速 13262 326 快退 恒速 541 0 3 1 5414 350 112 1122 2 3 1 pFA pA qA v Pp q 3 3 43 3 4 绘制液压缸工况图绘制液压缸工况图 根据表 3 1 计算结果 分别绘制 p L Q L 和 P L 图 如图 3 1 所示 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 8 p L 图 Q L 图 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 9 P L 图 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 10 4 4 液压系统图的拟定液压系统图的拟定 4 14 1 制定液压回路方案制定液压回路方案 4 1 1 4 1 1 油源型式及压力控制油源型式及压力控制 这台机床液压系统功率很小 滑台运动速度低 工作负载变化小 可 以采用进口调速回路的形式 为了解决进口调速回路在负载变化时的突然 前冲现象 回油路上要设置背压阀 峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺 由于液压系统选用了节流调速的方式 系统中的油液循环必定是开式 的 从系统压力流量表 1 3 中可以看到 在液压系统的工作循环内 液压 缸要求压力变化不大 快进 快退所需的时间和工进所需的时间分别为 詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜 4 11133 131 3 300400 10 0 0583 12 tlvlv llv s 1 4 3 222 100 10 1 60 6tlvs 2 或 3 222 100 10 0 06 60 100tlvs 所以工进时间占总时间的比率为 4 2 12 6100 100 100 33 3 89 3 6100 12 t tt 3 表 4 1 液压泵特性 特性齿轮泵叶片泵柱塞泵 功率质量比中大大 输出压力脉动大小小 噪声大中大 价格低中高 粘度对效率的很大稍小很小 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 11 影响 污染敏感度小大 大 适用场合 机床 工程机械 农牧机械 车辆 机床 液压机 注 塑机 工程机械 工程机械 矿山机械 锻 压机械 建筑机械 因此从节能 节约成本 噪声以及功率质量比等角度考虑 采用单个 叶片泵液压泵就可以满足系统的工作要求 工况图表明 系统的压力和流 量均较小 故可采用单定量泵供油油源和溢流阀调压的方案 如图 4 1 所 示 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷 4 1 2 4 1 2 调速回路调速回路 铣床加工零件时 有顺铣和逆铣两种工作状态 故选用单向调速阀的 回油节流调速 如图 4 3 所示 由于已经选用节流调速回路 故系统必然 为开式循环 胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻 4 1 3 4 1 3 换向回路与快速运动回路及连接方式换向回路与快速运动回路及连接方式 换向回路选用了三位四通 O 型中位机能的电磁换向阀实现液压缸 的进退和停止 如图 4 2 所示 采用二位三通电磁换向阀实现液压缸快进 时的差动连接 如图 4 4 所示 鳃躋峽祷紉诵帮废掃減 由于本机床工作部件终点的定位精度无特殊要求 故采用行程控制方 式即活动挡块压下电气行程开关 控制换向阀电磁铁的通断电以及死挡铁 即可实现自动换向和速度换接 稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜 4 1 4 4 1 4 辅助回路辅助回路 在液压泵进口设置一过滤器以保证吸入液压泵的油液清洁 出口设一 单向阀以保护液压泵 在该单向阀与液压泵之间设一压力表及其开关 以 便溢流阀调压和观察 如图 4 5 所示 陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟 图 4 1 液压油源的选择 图 4 2 换向回路 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 12 图 4 3 速度换接回路 图 4 4 差动回路 图 4 5 辅助回路 4 24 2 拟定液压系统图拟定液压系统图 在制定个液压回路方案的基础上 经整理所得到的液压系统原理图如图 在制定个液压回路方案的基础上 经整理所得到的液压系统原理图如图 由电磁铁动作顺序表更容易了解系统的工作原理及各工况下的油液流动路线 由电磁铁动作顺序表更容易了解系统的工作原理及各工况下的油液流动路线 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 13 工况 快进 工进 快退 原位停止 电磁铁状态 1YA2YA 3YA 1YA 2YA 3YA 工进 快退 1 过滤器 2 定量叶片泵 3 异步电机 4 溢流阀 5 单向调速阀 6 单向阀 7 三位四通 电磁阀 8 压力表开关 9 液压缸 10 二位三通电磁换向阀钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺 液压系统工作原理简要分析如下 a 快进 按下启动按钮 电磁铁 2YA 得电使三位四通电磁换向阀 7 切换至 右位 电磁铁 3YA 得电 二位三通电磁换向阀 9 切换至右位 系统的油液路线 为 懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮 进油路 过滤器 1 定量叶片泵 2 三位四通电磁换向阀 7 右位 液 压缸 10 无杆腔 回油路 液压缸 10 有杆腔 二位三通电磁换向阀 9 左位 液压缸 10 无杆腔 b 工进 电磁铁 2YA 得电使三位四通电磁换向阀 7 切换至右位 电磁铁 3YA 失电 二位三通电磁换向阀 9 切换至中位机能 系统的油液路线为 謾饱兗争 詣繚鮐癞别瀘 进油路 过滤器 1 定量叶片泵 2 三位四通电磁换向阀 7 右位 液 压缸 10 无杆腔 回油路 液压缸 10 有杆腔 二位三通电磁换向阀 9 中位 单向调 速阀 8 三位四通电磁换向阀 7 右位 油箱呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚 c 快退 电磁铁 1YA 得电使三位四通电磁换向阀 7 切换至左位 电磁铁 3YA 失电 二位三通电磁换向阀 9 切换至中位机能 系统的油液路线为 莹谐龌蕲賞组 攀枝花学院液压课程设计 论文 确定液压缸的参数 14 靄绉嚴减 进油路 过滤器 1 定量叶片泵 2 三位四通电磁换向阀 7 左位 单 向调速阀 8 二位三通电磁换向阀 9 中位 液压缸 10 有杆腔 麸肃鹏镟轿 騍镣缚縟糶 回油路 液压缸 10 无杆腔 三位四通电磁换向阀 7 左位 油箱 d 快退 电磁铁 1YA 2YA 失电使三位四通电磁换向阀 7 切换至中位 电磁 铁 3YA 失电 二位三通电磁换向阀 9 保持中位机能 此时液压缸 10 两腔封闭 实现了原位停止 液压泵实现小流量卸荷 納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬 攀枝花学院液压课程设计 论文 液压元件的选择 15 5 5 液压元件的选择液压元件的选择 5 15 1 液压泵及驱动电机的选择液压泵及驱动电机的选择 5 1 1 5 1 1 液压泵的最高工作压力计算液压泵的最高工作压力计算 液压缸在整个工作循环中的最大工作压力出现在快退阶段 其值为 2 326MPa 由于进油路元件较少 故液压缸间的进油路上的压力损失估取为 0 9MPa 则泵的最大工作压力应为 風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙 p p 2 3260 50 4 3 226 p pMPaMPa 5 125 12 液压泵的流量计算 液压泵的流量计算 泵的供油流量按液压缸的快进 恒速时 阶段的流量 q 4 35L min 进行估算 由于系统流量较小 故取泄漏系数 K 1 3 则液压泵供油流量应为 灭嗳骇 p q 諗鋅猎輛觏馊藹 1 3 4 35 5 655 L min p qqv 5 1 3 5 1 3 确定液压泵的规格确定液压泵的规格 根据系统所需流量 拟初选液压泵的转速为 1450 r min 泵的容积效率为 0 8 由此可得泵的排量参考值为铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝 v 1000 n1 1000 5 655 1450 0 8 4 875 Vgqv v mL r 根据以上压力和流量数值查阅产品样本 最后确定选取 YB1 6 型叶片泵 泵 的额定压力为 6 3MPa 液压泵的理论排量为 容积效率pn6 VmL r 0 8 泵的额定转速为 1450r min 输出流量为攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸 v 0 86 1450 0 86 96 min p qVnL 比系统所需的流量稍大 攀枝花学院液压课程设计 论文 液压元件的选择 16 5 1 45 1 4 确定液压泵驱动功率及电机的规格 型号确定液压泵驱动功率及电机的规格 型号 由于液压缸在快退阶段的输入功率最大 这时液压泵的工压力为 1 541MPa 流量为 4 35L min 取泵的总效率 则液压泵的驱动电机的所需功率0 8 p 为 趕輾雏纨颗锊讨跃满賺 5 1 0 3 6 1 5410 3 1450 0 334 60 0 8 1000 pppp pp p qpq Pkw 根据此数值按 JB T8680 1 1998 查阅电动机产品样本选取 Y801 4 型三相 异步电动机 其额定功率为 额定转速 用此转0 55 n Pkw 1390 min n nr 速驱动液压泵时 泵的实际输出流量为 6 67L min 仍能够满足系统工作时 各工况对流量的要求 夹覡闾辁駁档驀迁锬減 5 25 2 阀类元件及辅助元件的选择阀类元件及辅助元件的选择 根据阀类及辅助元件所在的油路的最大工作压力和通过该元件的最大实 际流量 可以选出这些液压元件的型号及规格见表 5 1 表中序号与图 4 6 中标号相同 视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝 表 5 1 元件的型号及规格 序号元件名称 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过滤器6 67162 5 0 02XU B16X100 2定量叶片泵66 676 3 YB 6 3异步电机 Y801 4 4溢流阀6 67636 3 YF3 10B 5压力表开关 6 3 AF6EP30 Y63 6单向阀6 678016 0 2AF3 Ea10B 7 三位四通 电磁阀 4 58616 0 534DF3 E4B 8单向调速阀4 266 316 AQF3 6aB 攀枝花学院液压课程设计 论文 液压元件的选择 17 9 二位三通电 磁换向阀 4 26106 3 23D 10B 10液压缸自行设计 5 35 3 油管的选择油管的选择 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 出口油管则按 输入 排出的最大流量计算 由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进 出流量由节流阀与调速阀决定 故液压缸在各个阶段的进 出流量均可调整到与 原定数值相同 进出液压缸无杆腔的流量 在快退和差动工况时为 所以管 2Q 道流量按计算 偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠 Q 12 minL 液压缸在各阶段的进 出流量及流速表 5 2 表 5 2 液压缸的进 出流量及流速 流量 流速 快进工进快退 输入 流量 L min 1112 20 6 67 10 13 34 p qAqAA 1 2 0q 1 6 67 p qq 排出 流量 L min 22 11 10 13 34 20 6 67 qA qA 2211 2 0 10 20 1 0 qA qA 21 12 6 67 20 10 13 34 qAqA 运动速度 m min 1 4 10 10 6 67 vq p12 3 A A 6 67 10 211 4 20 10 1 vqA 3 2 0 10 312 4 10 10 6 67 vqA 3 6 67 10 由表中数据可知所选液压泵的型号 规格是适宜的 由表 3 1 可知 该系统中最大压力小于 3MPa 油管中流速取 2 5 3m s 所以当 油液在压力管中流速取 3m min 时 公式 5 2 q d v 3 緦徑铫膾龋轿级镗挢廟 攀枝花学院液压课程设计 论文 液压元件的选择 18 可算得与液压缸无杆腔相连的油管内径分别为 63 1 2 2 13 34 10 3 1060 9 7dqmm 故可取内径为的管道 10mm 63 2 2 2 6 67 10 3 1060 6 87dqmm 故可取内径为管道 7mm 5 45 4 油箱的计算油箱的计算 油箱容积公式 5 4 p Vq 騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼 估算 当取为 6 时 求得其容积为 6 6 6740 02 p VqL 按 JB 7938 1999 规定 取标准值 V 40L 5 55 5 吸油管和过滤器之间管接头的选择吸油管和过滤器之间管接头的选择 在此选用卡套式软管接头 查 机械设计手册 4 表 23 9 66 得其连接尺寸如下表 表 7 3 卡套式软管接头 单位 mm 0 D 公称 压力 MPa 管子 内径 0 d mm 公称尺寸极限偏差 min L卡套式管接头 0 d G 8 3018 5250 105 17026 5 65 6 堵塞的选取堵塞的选取 考虑到钢板厚度只有 4mm 加工螺纹孔不能太大 查 中国机械设计大典 表 42 7 178 选取外六角螺塞作为堵塞 详细尺寸见下表疠骐錾农剎貯狱颢幗騮 表 7 5 外六角螺塞作为堵塞 S d 1 d De基本尺寸极限偏差Lhb 1 b RC 重量 Kg 12 1 25M 10 2221513 0 0 24 4123311 00 032 攀枝花学院液压课程设计 论文 液压元件的选择 19 5 75 7 空气过滤器的选取空气过滤器的选取 按照空气过滤器的流量至少为液压泵额定流量 2 倍的原则 即 22 6 96 min13 92 min qqLL p 过滤器 选用 EF 系列液压空气过滤器 参照 机械设计手册 表 23 8 95 得 将其主要 参数列于下表 表 7 6 EF 系列液压空气过滤器 参数 型号 过 滤 注 油 口 径 mm 注油 流量 L min 空气 流量 L min 油过 滤面 积 L min 1 H mm 2 H mm 1 D mm 2 D mm 3 D mm 四只螺 钉均布 mm 空气 进滤 精度 mm 油 过 滤 精 度 m E 50 2 F 323237927015458668296M614 0 105125 注 油过滤精度可以根据用户的要求是可调的 攀枝花学院液压课程设计 论文 液压元件的选择 20 6 液压系统性能的验算液压系统性能的验算 6 16 1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 由于系统的油路布置尚未具体确定 整个系统的压力损失无法全面估算 故只能先按式估算阀类元件的压力损失 待设计好管路布局 2 r r q pp q 图后 加上管路的沿程损失和局部损失即可 但对于中小型液压系统 管路 的压力损失甚微 可以不予考虑 压力损失的验算应按一个工作循环中不同 阶段分别进行 镞锊过润启婭澗骆讕瀘 6 1 16 1 1 快进快进 滑台快进时 液压缸差动连接 由表 5 1 和表 5 2 可知 进油路上油液通过 单向阀 3 电磁换向阀 2 的流量是 6 67L min 然后与有杆腔的回油汇合 以 13 34L min 通过行程阀 7 并进入无杆腔 从而进油路上的总压降为 榿贰轲誊壟 该槛鲻垲赛 222 0 2 6 67 63 0 5 6 67 80 0 25 13 34 63 0 0169 V pMPa 6 1 此压力值不大 不会会使压力阀打开 故可保证从节流阀流出的油液全部进 入液压缸 回油路上 液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀 2 和单向阀 3 的流量 都是 6 67L min 然后与液压泵的供油合并 经行程阀 7 流入无杆腔 由此 可算出快进时有杆腔压力与无杆腔压力之差 邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑 2 p 1 p 6 2 21 222 0 5 6 67 80 0 2 6 67 63 0 25 13 34 63 0 0169 ppp MPa 此值小于原估计值 0 5MPa 见表 3 1 所以是偏安全的 攀枝花学院液压课程设计 论文 液压系统性能的验算 21 6 1 26 1 2 工进工进 工进时 油液在油路上通过单向阀 3 和电磁换向阀 2 的流量为 2 0L min 在调速阀 6 处的压力损失为 0 5MPa 油液在回油路上通过换向 阀 2 的流量是 1 0L min 在背压阀 7 处的压力损失为 0 5MPa 通过顺序阀 10 的流量为 1 0 6 67 L min 因此这时液压缸回油腔的压力为 嵝硖贪 2 p 塒廩袞悯倉華糲 6 3 22 2 0 5 2 0 80 0 50 37 67 63 0 505pMPa 可见此值小于原估计值 0 8MPa 故可按表 3 1 中公式重新计算工进时液压缸 进油腔压力 即 1 p 6 121 10 2 282pFp AAMPa 6 4 4 4059 0 505 1010 10 20 10 6 4 此值与表 3 1 中数值 2 330MPa 相近 溢流阀 4 的调压应为 1p A p 攀枝花学院液压课程设计 论文 油箱的设计 22 6 5 2 111 2 2820 5 2 0 80 2 2823 p A pppMPa 6 1 36 1 3 快退快退 快退时 油液在进油路上通过单向阀 3 电磁换向阀 2 的流量为 13 7L min 油液在回油路上通过换向阀 2 和单向阀 3 的流量为 27 4L min 该 栎谖碼戆沖巋鳧薩锭 因此进油路上总压降为 6 6 22 1 0 3 6 67 100 0 5 6 67 80 0 0048 V pMPa 此值较小 液压泵驱动电机的功率是足够的 所以快退时液压泵的最大工 作压力应为 p p 6 7 11 2 282 0 0048 2 286MPa pV ppp 因此大流量液压泵卸荷的顺序阀 11 的调节器压应大于 2 286MPa 6 26 2 油液温升验算油液温升验算 工进在整个工作循环中所占的时间比例达 54 7 95 3 所以系统发 热和油液温升可用工进时的情况来计算 工进时液压缸的有效功率为劇妆诨 貰攖苹埘呂仑庙 6 3 4059 1000 60 10 0 06765 o pFvkw 8 由于使用变量泵 则液压泵的出油量是根据系统所需油量出油的 又在工 进时所需油液为 0 08L min 同时回路中油液损失按 10 计算 则液压泵出 油量为 由手册查得 变量叶片泵的效率可0 9 0 080 072 min p qL 取 0 8 故此时液压泵总的输出功率为 臠龍讹驄桠业變墊罗蘄 6 3 6 20 25 10 1 914 10 0 80 8075 60 ipp Pp qkw 攀枝花学院液压课程设计 论文 油箱的设计 23 9 由此得液压系统的发热量为 0 80750 067650 7399 iio Hppkw 6 10 由于在液压系统中 油管的散热面积相对于油箱来说小的多 可以忽略不 计 故系统主要考虑油箱的热量问题 因为液压系统采用变量泵供油 其 发热量根据经验公式可算得 式中 V 为油箱的有效体积 32 i THVC 由前面计算可知 V 66L 故其发热量为 鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞 6 11 3232 3 0 7399 10 40 45 2950 55 i THVCCCC 该系统的温升没有超出允许的范围 故该液压系统中不需要设置冷却器 攀枝花学院液压课程设计 论文 油箱的设计 24 7 油箱的设计油箱的设计 由前面计算可知 该液压系统所需油液体积为 V 40 02 但应考虑油箱内 散热条件 由相关资料查得油箱顶面应高出油液高度 10 15 所以油箱 的内体积应为 并取标准容积为 63L 且选择开 1 1 40 0244 022VL 式油箱 考虑到油箱的整体美观大方 将其设计成为带支撑脚的长方体形油 箱 所以其长 宽 高尺寸均按国家规格选取 其外形图如图 5 所示 穑釓 虚绺滟鳗絲懷紓泺 液 位 计 注油器 清 洗 孔 个固定孔 离地 间隙 图 7 1 油箱外形图 根据有关手册及资料初步确定其外形尺寸为如表 7 1 所示 表 7 1 油箱的轮廓参数 公称容 量 B1B2L1L2H 近似油 深 固定孔 径 最小壁 厚 63L365285508308410350mm14mm3mm 攀枝花学院液压课程设计 论文 油箱的设计 25 7 17 1 壁厚 箱顶及箱顶元件的设计壁厚 箱顶及箱顶元件的设计 由表中数据分析可采取钢板焊接而成 故取油箱的壁厚为 并采用将液压泵安装在油箱的上表面的方式 故上表面应比其 3mm 壁要厚 同时为避免产生振动 则顶扳的厚度应为壁厚的 4 倍以上 所以 取 隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽 并在液压泵与箱顶之间设置隔振垫 55 315mm 顶 在箱顶设置回油管 泄油管 吸油管 通气器并附带注油口 即取下通气 帽时便可以进行注油 当放回通气帽地就构成通气过滤器 其注油过滤器 的滤网的网眼小于 过流量应大于 20L min 另外 由于要将液压250 m 泵安装在油箱的顶部 为了防止污物落入油箱内 在油箱顶部的各螺纹孔 均采用盲孔形式 其具体结构见油箱的结构图 浹繢腻叢着駕骠構砀湊 7 27 2 箱壁 清洗孔 吊耳 液位计的设计箱壁 清洗孔 吊耳 液位计的设计 在此次设计中采用箱顶与箱壁为不可拆的连接方式 由于油箱的体积 也相对不大 采用在油箱壁上开设一个清洗孔 在法兰盖板中配以可重复 使用的弹性密封件 法兰盖板的结构尺寸根据油箱的外形尺寸按标准选取 具体尺寸见法兰盖板的零件结构图 此处不再着详细的叙述 为了便于油 箱的搬运 在油箱的四角上焊接四个圆柱形吊耳 吊耳的结构尺寸参考同 类规格的油箱选取 鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝 在油箱的箱体另一重要装置即是液位计了 通过液位计我们可以随时 了解油箱中的油量 同时选择带温度计的液位计 我们还可以检测油箱中 油液的温度 以保证机械系统的最佳供油 将它设计在靠近注油孔的附近 以便在注油时观察油箱内的油量 惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵 7 37 3 箱底 放油塞及支架的设计箱底 放油塞及支架的设计 在油箱的底设置放油塞 可以方便油箱的清洗和换油 所以将放油塞 设置在油箱底倾斜的最低处 同时 为了更好地促使油箱内的沉积物聚积 到油箱的最低点 油箱的倾斜坡度应为 在油箱的底部 为 1 25 1 20 了便于放油和搬运方便 在底部设置支脚 支脚距地面的距离为 150mm 攀枝花学院液压课程设计 论文 油箱的设计 26 并设置加强筋以增加其刚度 在支脚设地脚螺钉用的固定 贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦 龐 7 47 4 油箱内隔板及除气网的设置油箱内隔板及除气网的设置 为了延长油液在油箱中的逗留时间 促进油液在油箱中的环流 促使 更多的油液参与系统中的循环 以更好地发挥油箱的散热 除气 沉积的 作用 在油箱中的上下板上设置隔板 其隔板的高度为油箱内油液高度的 2 3 以上 并在下隔板的下部开缺口 以便吸油侧的沉积物经此缺口至回 油侧 经放油孔排出