液压传动系统的设计PPT学习教案

1、会计学1液压传动系统的设计液压传动系统的设计2第1页/共54页3第2页/共54页4第3页/共54页5明确系统设计要求分析系统工况确定主要参数拟订液压系统草图选择液压元件验算液压系统性能绘制工作图，编制技术文件是否符合要求否否是是第4页/共54页6第5页/共54页7第6页/共54页8 对液压系统进行工况分析，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。这是满足主机规定的动作要求和承载能力所必需具备的。分析系统工况的重要性分析系统工况的重要性第7页/共54页9把它们绘成图形。把它们绘成图形。第8页/共54页10工 进快 进原位快 进图图9 92 2 工作循环图工作循环图反

2、向启动减速制动快退启动快进制动工进图图9 93 3 速度循环图速度循环图 运动分析就是分析主机按其工艺要求，以何种运动运动分析就是分析主机按其工艺要求，以何种运动规律完成一个工作循环。要求画出速度循环图。图规律完成一个工作循环。要求画出速度循环图。图9 92 2、9 93 3分别为一组合机床动力滑台的工作循环分别为一组合机床动力滑台的工作循环图和速度循环图。图和速度循环图。 ( (一一) )运动分析运动分析第9页/共54页11第10页/共54页12图图9 94 4 导轨的受力分析导轨的受力分析 (b) (b)对称对称V V形导轨形导轨(a)(a)平导轨平导轨F重F重F切切F第11页/共54页1

3、3其摩擦阻力计算公式为：其摩擦阻力计算公式为：对平导轨：对平导轨： 对对V V形导轨：形导轨： 式中：式中： F FG G运动部件的总重运动部件的总重(N)(N)； 对平导轨为垂直于导轨方向上的切对平导轨为垂直于导轨方向上的切削分力；对削分力；对V V型导轨为沿型导轨为沿V V形导轨横剖面中心线方向作形导轨横剖面中心线方向作用于导轨上的切削分力用于导轨上的切削分力 V V型导轨的夹角，一般为型导轨的夹角，一般为9090； f f摩擦系数，它有静摩擦系数和动摩擦系摩擦系数，它有静摩擦系数和动摩擦系数之分，在机床滑动导轨上，一般数之分，在机床滑动导轨上，一般f fj j0.20.20.30.3，f

4、 fd d0.050.050.10.1。启动时按静摩擦系数计算，运动时按。启动时按静摩擦系数计算，运动时按动摩擦系数计算动摩擦系数计算。 )(GGmFFfF2sin)(aFFfFGGmGF第12页/共54页14tgvFmaFGg式中：式中：a a工作部件的加速度；工作部件的加速度；tt启动加速或减速制动的时间，启动加速或减速制动的时间，对一般机床主运动对一般机床主运动t =0.25t =0.250.5s,0.5s,进给运动进给运动tt0.10.10.5s0.5s，磨床磨床tt0.010.010.05s0.05s，低速轻载运动部件取较小值，反，低速轻载运动部件取较小值，反之取较大值。之取较大值。

5、 v v 在在tt时间内的速度变化量。时间内的速度变化量。 惯性阻力有正有负，启动时为正，制动时为负。惯性阻力有正有负，启动时为正，制动时为负。第13页/共54页15第14页/共54页16(1) (1) 启动阶段启动阶段 (2) (2) 加速阶段加速阶段(3) (3) 快进阶段快进阶段(4) (4) 工进阶段工进阶段(5) (5) 制动阶段制动阶段GmjfFFFGgmdfFFFFGmdfFFFGmdtfFFFFGgmdfFFFFFt 2.2.机床液压缸在各工作阶段总机床液压缸在各工作阶段总外负载外负载FfFf的计算的计算式中：式中：F Fmjmj静摩擦阻力静摩擦阻力 F Fmdmd动摩擦阻力动

6、摩擦阻力 第15页/共54页17 当液压当液压执行元件为执行元件为液压马达时液压马达时，对其负载，对其负载转矩转矩M M的分析的分析和计算，思和计算，思考方法与液考方法与液压缸相同。压缸相同。 图图 9 95 5 液压缸负载图液压缸负载图FGt,sF制 动工 进快 进启 动加 速Fm+FGFmd+FGFg3.3.绘液压缸负载图绘液压缸负载图第16页/共54页18第17页/共54页19 执行元件适用工作状况应用实例液压缸单活塞杆缸双向工作、往复运动速度不同、承受负载范围大组合机床、拉床、农业机械、工程机械、建筑机械、液压机等双活塞杆缸双向工作、往复运动相等、承受负载较小磨床工作台柱塞缸行程较长时

7、，成对使用或单向回程靠外力、负载大龙门刨床、工程机械升降机、自卸汽车等齿条活塞缸负载不大的摆动运动机械手、回转工作台、转位夹具等液压马达 齿轮式马达速度平稳性要求较低、工作环境差、负载力矩不大攻丝、钻床、风扇驱动。对体积受限制时选摆线齿轮式叶片式马达噪声要求较小的场合、负载力矩较低磨床回转工作台、机床操纵机构柱塞式马达有变速和边力矩要求、低速平稳性要求高、负载力矩较大的场合数控机床、铰车、铲车、内燃机、起重机等低速大扭矩马达转速底、平稳性高、负载力矩大的场合农业机械、工程机械等摆动型马达往复摆动角的运动。比齿条活塞缸的体积要小石油机械、机械手、料斗等表表9 91 1 常用执行元件的应用常用执行

8、元件的应用 第18页/共54页20第19页/共54页21表表9 92 2 按负载大小选择液压缸工作压力按负载大小选择液压缸工作压力负载F （KN）551010202030304050液 压 缸 工作 压 力 （MPa）0.81.01.52.02.53.03.04.04.05.05.07.0表表9 93 3 设备常用的工作压力设备常用的工作压力设备类型磨床组合机床车床铣床镗床衍磨机床龙门刨床拉床农业机械、小型工程机械辅助机构液压机、重型机械、起重运输机械系统工作压力(MPa)0.82.03.05.02.04.02.05.02.08.08.010.010.016.016.032.0第20页/共54

9、页22minminvQA 第21页/共54页23式中式中 A AjGjG 液压缸进油腔的有效工作面积液压缸进油腔的有效工作面积 V V maxmax液压缸的最大运动速度液压缸的最大运动速度 maxmaxvAqjG液压缸所需的最大流量液压缸所需的最大流量第22页/共54页24第23页/共54页25ot1t2t3ot1t2t3ttot1t2t3ta )b )c )pqP图图9 96 6 执行元件工况图执行元件工况图 a a）压力图）压力图 b b）流量图）流量图 c c）功率图）功率图 t t1 1快进时间快进时间 t t2 2共进时间共进时间 t t3 3快退时间快退时间 第24页/共54页26

10、第25页/共54页27第26页/共54页28第27页/共54页29第28页/共54页30 在拟定液压系统原理图时，应尽量避免回路之在拟定液压系统原理图时，应尽量避免回路之间互相干扰或采用防干扰回路；在液压基本回路间互相干扰或采用防干扰回路；在液压基本回路中，尽可能去掉相同作用的元件，力求系统简单中，尽可能去掉相同作用的元件，力求系统简单、工作可靠，元件品种规格要少，尽量选用标准、工作可靠，元件品种规格要少，尽量选用标准件；力求提高液压系统的工作效率，防止系统过件；力求提高液压系统的工作效率，防止系统过热；防止液压冲击，采用蓄能器消除液压冲击，热；防止液压冲击，采用蓄能器消除液压冲击，或在油缸进

11、口处安装过载溢流阀及设计缓冲装置或在油缸进口处安装过载溢流阀及设计缓冲装置，还可以增设缓冲回路等。为了调整和检修上的，还可以增设缓冲回路等。为了调整和检修上的方便，拟定液压系统原理图时，应在泵源出口、方便，拟定液压系统原理图时，应在泵源出口、系统中压力阀等处设置必要的测压点，可由测压系统中压力阀等处设置必要的测压点，可由测压点处压力表观察系统是否正常工作。点处压力表观察系统是否正常工作。 五、液压系统的组合五、液压系统的组合第29页/共54页31第30页/共54页32第31页/共54页33第32页/共54页34 （四）确定液压泵电动机功率（四）确定液压泵电动机功率 ppiqPpp第33页/共5

12、4页35第34页/共54页36第35页/共54页37. .板式配置板式配置 四四 、液压装置结构形式的选择、液压装置结构形式的选择 第36页/共54页38第37页/共54页39第38页/共54页40第39页/共54页41沿程压力损失除可按液压流体力学中的公式计沿程压力损失除可按液压流体力学中的公式计算外，还可在管流为层流时，用下式估算：算外，还可在管流为层流时，用下式估算： ppL L = = 105 105 （MPaMPa）式中：式中：油的运动粘度油的运动粘度(cst)(cst) q q通过管道的流量通过管道的流量(1(1min)min) 1 1管道长度管道长度(m) (m) d d管道内径

13、管道内径(mm)(mm)418dvq第40页/共54页422nqq第41页/共54页43第42页/共54页44 ( (二二) )系统发热量的估算系统发热量的估算 各种液压机械油温升高的温度在允许值各种液压机械油温升高的温度在允许值应在应在( (表表9 95)5)中的范围内，才能保证系统正中的范围内，才能保证系统正常工作。常工作。液压设备名称正常工作温度最高允许温度油及油箱的温升机 床工程机械、矿山机械数 控 机 床金属粗加工机械、无屑加工机械机 车 车 辆船 舶3055508030504070 406030605570709055706090 708080903050354025表表9 95

14、5 各种机械允许油温各种机械允许油温 （） 第43页/共54页45第44页/共54页46niiiitNTH111860第45页/共54页47溢流阀溢流损失所转换的热量溢流阀溢流损失所转换的热量H H2 2为为 （kcal / hkcal / h）式中：式中： 1 kcal = 4271 kcal = 42710N10Nm m p py y溢流阀的调整压力；溢流阀的调整压力； q qy y溢流阀的溢流流量。溢流阀的溢流流量。 yyyyqpqpH41. 142760102第46页/共54页48qpqpH41. 142760103321HHHH第47页/共54页49 （kcal / hkcal /

15、h）式中：式中：K K油液的散热系数（油液的散热系数（kcal / mkcal / m2 2h h） 见表见表11116 6； A A油箱散热面积油箱散热面积 （m m2 2）；）； T T1 1允许的最高油温允许的最高油温 （） T T2 2环境温度（环境温度（）；）； TT油温与环境温度之差油温与环境温度之差 （）。）。 TAKTTKAH21 2 2系统散热量的计算系统散热量的计算（油液散热量（油液散热量H H的近似计算）的近似计算）第48页/共54页50表表11116 6 油油 箱箱 的的 散散 热热 系系 数数 K K冷却条件K通风很差78通风良好13用风扇冷却20用循环水强制冷却95150第49页/共54页51当油箱长、宽、高的比例为当油箱长、宽、高的比例为1 11 11 11 12 23 3 ，而油面高度为油箱高度的而油面高度为油箱高度的8080，油箱散热面积，油箱散热面积A A近近似为：似为： （m m2 2） 若若K = 15K = 15，将式（，将式（11112828）代入式（）代入式（11112727），），则得油箱的总容积则得油箱的总容积V V近似为近似为 ： （m m3 3） 式中：式中： H H系统的总功率发热量（系统的总功率发热量（kcal / hkcal