动力滑台的液压控制

1、液压与气压课程设计报告题目动力滑台的液压控制专业机械设计制造及其自动化班级机制1011姓名石立志学号20101161582013年9月15日目录第一章设计任务及工况分析11.1 设计任务1.2 工况分析1.3 负载分析1.4 运动时间1.5 液压缸在各阶段的负载和推力第二章确定系统的主要参数42.1 初液压缸工作压力2.2 计算液压缸的尺寸2.3 液压在各个阶段的压力 .流量和功率值第三章拟定系统原理图63.1 系统原理图3.2 电磁阀动作表3.3 液压缸工况图第四章计算和选择液压器件 84.1 确定液压缸的型号及电动机功率第五章4.2 确定其它元件及辅件小结及参考文献5.1 小结5.2 参考

2、文献1,工作循环图快进第一章设计任务及工况分析1.1设计任务设计单面多轴钻孔组合机床，动力滑台的工作循环是：快进一一工进一一,快 退停止。液压系统的主要性能参数要求如下，轴向切削力为24000N ;滑台移动部件总质量为510kg ;加、减速时间为0.2s ;采用平导轨，静摩擦系数 为0.2，动摩擦系数为0.1，快进行程为200mm，工进行程为100mm，快进 与快退速度相等，均为 3.5m / min，工进速度为 3040mm /min。工作时 要求运动平稳，且可随时停止运动。试设计动力滑台的液压系统。1.2运动分析工作循环为快进f 工进快退1.3负载分析(1) 工作负载即轴向切削力 Fl=2

3、4000 N(2) 摩擦负载1 ，静摩擦力F fs=UsG=0.2X 510X 10=1020 N2 ，动摩擦力F ld=UG=0.1X510X10=510 N(3) 惯性负载1.4运动时间快进L1/v1 =3.4 s工进L2/V2 =171.4 s快退(L1+L2) /v3= 5.1 s感谢下载载Fa=ma=510X3.5/12=149 N1.5液压缸在各阶段的负载和推力因为液压缸受力还有密封阻力一般用机械效率来表示，所以设液压缸的机械效率n=0.9得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列表1液压缸在各工作阶段的负载和推力工况负载组成液压缸负载F/N液压缸推力 F°=F/n/

4、N启动F= Ffs10201133.33加速F= Ffd+Fa659732.22快进F= Ffd510566.66工进F= Ffd + Fl2451027233.33反向启动Ffs F= fs10201133.33加速F= Ffd +Fa659732.22快退F小510566.66根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-t和速度循环图V=t，如上图所示第二章确定系统的主要参数2.1初液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，其他工况负载都不太高，参考表4.2，初选液压缸的工作压力 P1=4Mpa表4.2按负载选择工作压力负载/KN<551010202030

5、3050>50工作<1.52.53344>5压力/MPa0.81252.2计算液压缸的尺寸鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选单杆式差动液压缸（Ai 2A2），快进时液压缸差动连接.工进时为防止孔钻通时突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，查表选背压力P2=0.5Mpa由 P1A1-P2A2二F/n 得:FA1二n (P1-P2/2)27233.33感谢下载=80.7X100.9X( 4-0.5/2 )X1“即活塞直径:m =102 mm圆整查表得：D = 100 mm 由A1=2A2 得：d =70.7 mm 查表取d =70 mm由此可求得液压缸的实际

6、有效面积:A1=3.14X50 2X10-6=78.5X10 -4 m2A2=3.14X35 2x10-6 =40.0X10 -4 m22.3液压在各个阶段的压力.流量和功率值工况计算公式负载F（ N）回油腔压力p 2 /MPa流入流量33qxi0 /m /s进油腔 压力pi/MPa输入功率 P/kw快进（差 动） 启动P仁F0/(A1-A2)qA1 A2 1P Piqii33.330.290.29加速732.220.i90.i9恒速566.660.140.22450.i40.073工进Pi(Fo A2 P2)/ Aiq Ai2PPiq27233.330.50.00453.750.0i66快退

7、启动P2=F0/A2 q A2 3P Piqii33.3300.48加速732.2200.38恒速566.6600.230.340.079注;液压缸差动连接的压力损失不计3.2电磁阀动作表第三章拟定系统原理图3.1系统原理图如下1DT2DT3DT快进+-工进+-+快退-+停止-1 .快进：快进如图所示，按下启动按钮，电磁铁 1DT通电，由泵输出地压 力油经三位五通换向阀的左侧，这时的主油路为：进油路：泵 -三位四通换向阀（1DT得电）-液压缸左腔。回油路：液压缸右腔一二位三通换向阀一单向阀 6-液压缸左腔。2. 工进：减速终了时，挡块还是压下，使 3DT通电，这时油必须经调速阀 才能会油箱，故

8、进给量大小由调速阀调节，其主油路为：进油路：泵 -三位四通换向阀（1DT得电）-液压缸左腔。回油路：液压缸右腔二位三通换向阀调速阀油箱。3. 快退：滑台工进结束后，使电磁铁 1DT断电，2DT通电，这时三位四通 换向阀接通右位，系统其主油路为：进油路：泵 -三位四通换向阀-单向阀-二位三通换向阀-液压缸右腔。 回油路：液压缸左腔-三位四通换向阀-油箱。3.3液压缸的工况图：dp/MPaIiI11感谢下111HiKb1:载载i1ii J. yt/s第四章 计算和选择液压器件4.1 确定液压缸的型号及电动机功率 本设计所使用液压元件均为标准液压元件，只需确定各液压元件的主要参 数和规格，然后根据现

9、有的液压元件产品进行选择即可（ 1） 计算液压泵的最大工作压力：液压缸整个工作循环中最大工作压力为 3.75Mpa ，由于该系统比较简单， 所以取其总压力损失为 0.4Mpa 。所以液压泵 的工作压力为 ;Pp=（3.75+0.4）Mpa=4.15Mpa（ 2） 计算最大流量： 在整个工作循环过程中， 液压泵应向液压缸提供的最大流 量出现在快退工作阶段，为 13.8 L/min ，若整个回路中总的泄漏量按液压缸输 入流量的 10% 计算，则液压油源所需提供的总流量为：qP（3） 叶片泵的选择 ：根据泵的最大工作压力和最大流量查表选择： YB1 16 型叶 片泵（4 ）电动机的选择：由于液压缸在

10、快退时输入功率最大， 取泵的总效率0.75p ，则液压泵驱动电动机所需的功率为： 0.079/0.75=0.105KW 通过查表选择电动机型号： Y132M1-6 型电动机。4.2 确定其它元件及辅件（ 1） 确定油管 在选定了液压泵后，液压缸在实际快进、工进和快退运动阶段的运动速度、 时间以及进入和流出液压缸的流量，与原定数差别不大，根据表中 2.3 数值，当 油液在压力管中流速取 3m/s 时，可算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内 径分别为：D=13.2mm，取标准值15mm ; d=11.5mm 取标准值12mm。因此与液压缸相连的两根油管可以按照标准选用外径15mm，内径12mm的

11、无缝钢管或高压软管。如果液压缸采用缸筒固定式，则两根连接管采用无缝钢 管连接在液压缸缸筒上即可。如果液压缸采用活塞杆固定式，则与液压缸相连的 两根油管可以采用无缝钢管连接在液压缸活塞杆上或采用高压软管连接在缸筒 上。(2)油箱的设计油箱的主要用途是贮存油液，同时也起到散热的作用，参考相关文献及设计 资料，油箱的设计可先根据液压泵的额定流量按照经验计算方法计算油箱的体 积，然后再根据散热要求对油箱的容积进行校核。油箱中能够容纳的油液容积按 JB/T7938 1999标准估算，取7时，求得其容积为V=7X16=112L。按JB/T7938 1999规定，取标准值 V=160L。 (3)确定阀类元件

12、及辅件 根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，查阅产品样本， 选出的阀类元件和辅件规格如表 6所列。表6液压元件规格及型号序号元件名称通过的最大流量规格型号额定流量额定压力额定压降q/L/miqn/L/Pn/MP?Pn/MnminaPa1单秆式活塞缸-HSG-01209-2二位三通电磁换向阀20DN4-15mm157< 0.53调速阀10AXQF E10B674单向阀25AF3-Ea10B236.50.25三位四通换电磁向阀20DG03-2C2076溢流阀20YF3-10L256.3< 0.027叶片泵16YB1 16136.3< 0.028滤油器30XU

13、63 X80-J63< 0.029油箱-BEX-160-*注：此为电动机额定转速为960r/mi n时的流量。第五章小结及参考文献5.1，小结通过对本课程设计我获益匪浅，刚开始真的不知道从哪里动手因为以前学过 的知识也忘得差不多了。通过查资料才有了大致的思路，但要用到的知识还是挺 多的像液压基本回路，快进与工进速度换接回路等。这些东西我真的忘了，这次 逼着我再次找到以前的书慢慢的复习，幸好之前学的还好很快就回想起来.但是自己很少独立设计过，当要自己独立设计是还是花了很多时间， 没有我之前 想象中的那么简单。另外一个感触最深的是 Word 的应用，说实话这个之前我也花时间学习过， 但到编辑图表和画图时真的忘了。 就拿其中的画图来说吧， 在这设计中我画了液 压与气压传动图。 当开始画时这些图形都是一些零散的， 移动一下就乱了， 通过 网上查找才知道用组合命令就把所有的组合在一起从而形成一个整体。 还有如何 在这些图形旁边添加文字，后来才知道要用到文本框等等！总之这次 Word 我 算是更加的了解，以后在遇到这些问题应该是小菜一碟了。最后这次课程设计我感触最深的是以后再学习东西时不能只光学习一些理