专业铣床液压系统课程设计,副本

驻马店职业技术学院机电工程系液压传动课程设计设计题目： 专用铣床的液压系统设计学生姓名：田瑞娟唐能胜张鹏学号：专业：机电一体化机电三班指导教师：晁红芬2012年6月引言、设计题目及工况分析1运动参数分析2动力参数分析3液压缸在各阶段的负载及工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定2计算液压缸尺寸3、确定液压缸所需的流量三、确定液压系统方案，拟定液压原理图1、确定执行元件的类型2、换向阀确定3、调速方式的选择4、快进转工进的控制方式的选择5、终点转换控制方式的选择6、实现快速运动的供油部分设计四、液压系统工作原理五、液压泵的选择1、计算泵的压力2、计算泵的流量设计题目要求设计一台专用铣床的液压系统已知最大切削阻力9X100N,切削过程要求实现“快进一工进一快退一原位停止”勺自动循环。采用液压缸驱动，工作台的快进速度为45m/min,快进速度与快退速度相等。进给速度范围为60〜1000mm/min,要求无极调速，最大有效行程为400mm工作台往复运动的加速、减速时间为0.5s,工作台自重为3X103N,工作及夹具最大重量为1&N,采用平导轨，工作行程为200mm。一工况分析动作循环图动作循环图xa快逐下降1/反向启功动作循环图xa快逐下降1/反向启功快迷上升庆向制超速度循环图2、动力参数分析工作台的快进速度为4。5m/s,工作进给速度范围为60〜1000mm/min,要求无级调速，工作台往复的加速、减速时间为0。05s,快退速度与快进速度相等。(1)计算各阶段的负载启动和加速阶段的负载FqFq=Fj+Fg+FmF——静摩擦阻力1F——惯性阻力gF——密封产生的阻力。按经验可取F=0.1FqqFq=F+Fg+Fm=0.2X4000+ma+0.1Fq=800+4000x4-5 +0.1Fqj 60x9.81x0.05Fq=956.85Nq快速阶段的负载FkjFkj=Fdm+FmFdm——动摩擦阻力Fm—密封阻力，取Fm=0.1FdmFkj=Fdm+Fm=0.1X4000+0.15Fkj=444.44N减速阶段FjsFjs=Fdm+Fm-FgFm——密封阻力，取Fm=0.1FjsFjs=Fdm+Fm-Fg=400+0.1F-4000x第5-1000x10-360x9.81x0.5F，-=391.59Njs工进阶段FgjFgj=Fdm+Fqx+FmFqx——切削力Fgj=Fdm+Fqx+Fm=0.1X4000+9000+0.1FgjF=10444.44Ngj制动FzdFzd=Fm+Fdm-Fg=0.1X4000+0.1Fzd-4000x1000x10-360x9.18x0.5Fzd=429.34N反向启动FfgdFfgd=Fm+Fjm+Fg=0.2X4000+0.1Ffgd—4°°°x1°°0x1060x9.18x0.5Ffgd=956.85N快速上升FktFkt=Fm+Fdm=0.1Fkt+400Fkt=444.44N反向制动Ffzd=Fm+Fdm-Fg=0.1Ffzd+400-4000x4-560x9.18x0.5Ffzd=376.49N3液压缸在各阶段的负载各工作阶段计算公式计算结果（N）启动和加速Fq=Fj+Fg+Fm956.85快速下降Fkj=Fdm+Fm444.44减速Fjs=Fdm+Fm-Fg391.59工作进给Fgj=Fdm+Fqx+Fm1o444.44制动Fzd=Fm+Fdm-Fg429.34反向启动Ffgd=Fm+Fjm+Fg956.85快速上升Fkt=Fm+Fdm444.44反向制动Ffzd=Fm+Fdm-Fg376.492）绘制工况图3）绘制工况图r.启动减速 制动快进 /快退反向制动 反向启动工况图二、计算液压缸尺寸和所需流量1、工作压力的确定工作压力可根据最大负载来确定，最大负载为10444.44N现按表1有关要求，取工作压力P=2.5MPa表1负载F/kN<55~1010~2020~3030~50>50工作压力p]/MPa0.8〜11.5~22.5~33~44~5$5〜72、计算液压缸尺寸1）液压缸的有效面积A

F10444.44A1 P耳~4641mm22.5x106x0.9,'4x4641V,'4x4641V3.14=76.89mm根据第4章有关要求取标准值D=80mm（表格如下）液压缸内径尺寸系列 mm810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200220250320400500630（2）活塞杆直径要求快进与快退的速度相等，故用差动连接的方式。所以取d=0.7D=56mm再取标准值为d=55mm。（表格如下）活塞杆直径尺寸系列 mm4568101214161820222528323640455055637080901001101251401601802002202502803201364003）缸径、杆径取标准值后的有效面积=5024mm2无杆腔有效工作面积为A=空=3・14=5024mm21 4 4

活塞杆面积为A活塞杆面积为A=仝343.14x5524=2375mm2有杆腔有效工作面积为a=a-a=5024-2375=2469mm22 1 33、确定液压缸所需的流量m3/s11L/min快进流量q=Av=2375x10m3/s11L/minkj 2快下快退流量=快退流量=Avjt2快上=2649x10-6x4.5m3/s=12L/min工进流量工进流量q=Avgj1g=5024x10-6x0.1m3/s=0.5L/min三、确定液压系统方案，拟定液压原理图1、选择液压回路调速、回路与动力源由工况图可以看到，液压系统在快速进退阶段，负载压力较低，流量较大，且持续时间较短；而系统在工进阶段，负载压力较高、流量较小，持续时间较长。同时注意到铣削加工过程中铣削里的变化和顺铣及逆铣两种情况，为此，采用回油路调速阀节流调速回路。这样，可以保证进给运动平稳性和速度稳定。在确定主要参数时，已决定快速进给时液压缸采用差动连接，所以所需动力源的流量较小，从简单经济学观点，此处选用单定量泵供油。油路循环方式由于上已选用节流调速回路，系统必然为开式循环方式。换向与速度换接回路综合考虑到铣床自动化程度要求较高、但工作台终点位置的定位精度要求不高、工作台可机动也可手动、系统压力低流量小、工作台换向过渡位置不应出现液压冲击等因素，选用三位四通Y”型中位机能的电磁滑阀作为系统的主换向阀。选用二位三通电磁换向阀实现差动连接。通过电气行程开关控制换向阀电磁铁的通断电即可实现自动换向和速度换接。压力控制回路在泵出口并联一先导式溢流阀，实现系统的定压溢流，同时在溢流阀的远程控制口连接一个二位二通的电磁换向阀，以便一个工作循环结束后，等待装卸工件时，液压泵卸载，并便于液压泵空载下迅速启动。

11图三专用铣床工作台液压系统1—过滤器2—双联叶片泵3—压力表开关5—先导式溢流阀6—二位二通电磁换向阀7—单向阀8—三位四通电磁换向阀9—单向调速阀10—二位三通电磁换向阀11—液压缸表4动作顺序表信号来源动作名称电磁铁工作状态1YA2YA3YA4YA按下启动按钮工作台快进+-++压下工进行程开关工作台工进+--+压下快退行程开关工作台快退-+-+压下液压泵卸载行程开关液压泵卸载----注：“+”——通电；“-”——断电。行程开关安装在液压缸经过的路径上。快进回路：进油：1-2-7-8-11;回油：10-8。工进回路：进油：1-2-7-8-11;回油：10-9-8-油箱。快退回路：进油：1-2-7-9-10;回油：11-8-油箱。卸载：1-2-5-6-油箱。五，液压泵的选择1、计算泵的压力泵的工作压力可按缸的工作压力加上管路和元件的压力损失来确定所以要等到求出系统压力损失后，才能最后确定。采用调速阀调速初算时可取徐p=0.5〜1.2MPa。考虑背压，现取松p=1MPa。表3系统结构情况总压力损失一般节流阀及管路简单的系统0.2——0.5若进油路有调速阀及管路复杂的0.5——1.5系统采用补油泵补油的闭式系统1.0——1.5采用复杂的高压工程1.2——3.0...泵的工作压力P初定为bP=P+松p=2.5+l=3.5MPab2、计算泵的流量快速进退时泵的流量由于液压缸采用差动连接方式而而有杆腔有效面积A2大于活塞杆面积A3,故在速度相同的情况下,快退所需的流量大于快进的流量故按快退考虑。快退时缸所需的流量qkt=12L/min故快退时泵应供油量为qktb=12X1.1=13-2L/min式中，K为系统的泄漏系数，一般取K=1.1〜1.3,此处取1.1。工进时泵的流量工进时缸所需的流量qg=0.5L/min,故工进时泵应供流量为q.b=Kq=1.1X0.5=0.55L/mingjbgj考虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点,需加上溢流阀的最小溢流量(一般取3L/min),所以qg.b=0.55+3=3.55L/min根据专用铣床的具体情况，从产品样本中选用YB-4/10型双联叶片泵。此泵在快速进退时（低压状态下双泵供油）提供的流量为qmax=4+10=14L/min~qktb在工进时（高压状态下小流量的供油泵）提供的流量为qmin=4L/min>qgjb故所选泵符合系统要求。（3）验算快进、快退的实际速度当泵的流量规格确定后，应验算快进、快退的实际速度，与设计要求相差太大则要重新计算。q 14x10-3vmax= q5.9m/minkjA 2375x10-63q 14x10-3vm^= q5.3m/minktA 2649x10-623、确定油管尺寸（1）油管内径的确定可按下式计算：d=-'Iq.“v泵的最大流量为14L/min但在系统快进时，部分油管的流量可达28L/min,故按28L/min计算。取v为4m/s,贝Ud=；4x28x10-3q