液压课程设计报告.docx
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液压课程设计报告
液压传动课程设计
题目:
半自动液压专用铣床液压系统
姓 名:
*******************
学 号:
*************
学院:
机电学院
专业:
机械工程及自动化
指导教师:
刘建马勇杰陈群利
2015年7月1日
1.主要内容和基本要求
1.1设计内容
设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床,工作循环:
工作台快进—铣削进给—工作台快退—停止。
1.2.设计参数
工作台液压缸负载力(KN):
FL
工作台液压缸移动件重力(KN):
G
工作台快进快退速度(m/min):
V1=V3
工作台工进速度(mm/min):
V2
工作台液压缸快进行程(mm):
L1
工作台液压缸工进行程(mm):
L2
工作台启动停止时间(S):
t=0.2
导轨面静摩擦系数:
μs=0.2
导轨面动摩擦系数:
μd=0.1
具体设计参数详见附件1。
1.3设计基本实验数据参数
表1.给定的设计参数
姓名
序号
FL
G
V1
V2
L1
L2
部小红
23
54
20
4.5
45
350
90
杨洁
24
56
20
5.5
55
450
80
纪玉杰
25
58
25
5.6
45
250
70
付永康
26
60
25
×5.8
45
280
70
华杰
27
62
25
5.5
48
280
80
穆源新
28
64
25
5.5
43
270
80
王小军
29
66
30
4.5
45
350
85
王悦
30
68
30
6.5
48
450
80
单位
/
KN
KN
m/MIN
Mm/MM
mm
mm
2.液压系统的工况分析
根据已知条件,计算液压缸的外负载
导轨面静摩擦系数:
μs=0.2
导轨面动摩擦系数:
μd=0.1
2.1.静摩擦阻力Ffs=0.2×30000=6000N
2.2.动摩擦阻力Ffa=0.1×30000=3000N
工作台启动停止时间(S):
t=0.2
工作台快进快退速度(m/min):
V1=V3=v=4.5m/min=0.075m/s
2.3.惯性负载Fa=G/g×v/t=30000/9.8×0.075/0.2=1148N
2.4.启动,加速的外负载F=Ffa+Fa=3000+1148=4148N
2.5.工进负载F=Ffa+F=3000+66000=69000N
2.6.快进,快退负载F=Ffa=3000N
2.7.根据计算可绘制如下速度循环图及负载循环图
速度循环图负载循环图
3.拟定液压系统原理图
3.1确定供油方式
考虑到该机床在工作进给时负载较大,速度较低,而在快进,快退时负载较小,速度较高;从节能,减少发热考虑,必须采用双联泵的供油方式
3.2确定调速度方式
在中小型的专用机床的液压系统中,进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀,根据本课题铣削机床工作时对低速性能和速度负载有一定的要求,决定采用叶片双联定量泵和调速阀组成容积节流调速,这种调速回路具有效率高,发热小,调速刚性好且节能的特点;
3.3确定速度换接方法
本系统采用电磁三位五通阀实现快慢速度的换接,它的特点是结构简单,调节行程比较方便,安装也比较容易,为了防止车削过程中发生前冲现象,在液压缸回油腔设有背压,该背压值P2=0.8mpa,即如下图溢流阀8的值,回油时返回油路实现差动连接。
3.4确定液压系统原理图
当快进,和工进时使用三位五通阀的左位机能工作,快进时双泵合流,流量大,流经二位二通阀左位工作实现快进,当工进是只有泵12给系统供油,流量小,同时二位二通阀右位工作,油路流经调速阀,对流量进行控制;当快退时使用三位五通阀右位机能工作,回油直接回到油箱实现快退功能。
具体系统原理图如下所示。
4.液压系统的计算和选择液压元件
4.1.计算液压缸内径
因为夹紧液压缸的作用很大,所以可以按其工作负载来选定系统的压力
由设计参考资料液压设计手册P12表2-1;可以初定系统的压力为3~5MPa,为使液压缸体积紧凑,可以取系统的压力为P1=5MPa,背压取0.85MPa
P1A1=F+P2A2+FfC
F+FfC=F/η
联立公式得D=
4F/P1π(1-P2/P1)(1-0.49)=145.8mm
实验压力,Py一般取最大工作压力的1.25-1.5倍取1.25倍,
(σ)缸筒材料的许用应力取铸钢则为100MPa
壁厚计算σ>=PyD/2(σ)=1.25×P1/2(σ)=1.25×5×0.14/200=0.004375m=4.375mm
4.2.选择液压缸
根据液压手册P11表2-4,表2-5可选择液压缸内径为140mm,为防止使车削过程中发生前冲现象;在液压回油腔设一个背压,同时使快进快退速度相等,因此d/D=0.7;则活塞杆直径为100mm根据数据最大行程为435mm可查表2-6选择液压缸活塞行程为450mm,缸筒材料取铸钢
4.3.计算液压泵的规格参数
根据选定的液压缸规格参数,知液压缸的最大流量应在快进快退的转态
Q=A2v=π/4(D
-d
)V1=0.785×(0.0196-0.01)×4.5=33L/min
液压缸的最小流量应在工进的转态
Q=A1v=π/4D
V=0.785×0.0196×0.045=7L/min
进油管路中的压力损失p选去0.5MPa
液压泵的最大工作压力Pp=P1+p=5+0.5=5.5MPa
泵的额定压力,因中低压Pn=取小值则应取1.25Pp=1.25×5=6.25MPa
液压泵的最大流量Qp》=Kl×qmax
系统泄露系数Kl一般取1.1~1.3,现取1.1
Qp=Kl×qmax=1.1×33=36.3L/min
4.4.选择液压泵
根据上述计算可知液压泵的最大流量Qp=Kl×qmax=1.1×33=36.3L/min
泵的额定压力Pn=1.25×5=6.25MPa
液压缸的最大流量应在快进快退的转态Q=33L/min查表5-10选用YBX-40型限压是叶片泵
其参数为:
排量调节范围6.3-100ml/r,额定压力10.5MPa,额定转速为1500r/min;驱动功率为9.8KW
4.5.选择液压阀
4.5.1调速阀
根据最大工作压力Pn=1.25×5=6.25MPa
最小稳定流量
Q=A2v=π/4(D
-d
)V2=0.785×(0.0196-0.01)×0.045×10
=33.9ml/min
查表5-50可选取QF3-E6*B的调速阀
4.5.2溢流阀
根据液压泵的最大工作压力Pp=P1+p=5+0.5=5.5MPa以及选定液压泵的参数:
排量调节范围0~40,额定压力6.3MPa,压力调节范围是2.0~6.3MPa,额定转速为960r/min;驱动功率为9.8KW
则可选择YF3-E10L型的溢流阀
其参数为;通径=10mm,额定流量63L/min;调压范围是0.5-16.0MPa,卸荷压力为0.45MPa
4.6电动机
根据液压泵确定与之匹配的电动机
知泵的参数:
工称排量为40ml/min,泵的额定压力为6.3MPa;电机转速为960转容积效率》=0.92
1、首先根据快进和工进的两种不同工况时的功率取较大的那个,作为电机的规格的依据,即
快进时的功率:
快进时所需电机的功率:
工进时所需电机的功率:
查阅电动机产品样本,选用
5.主要参考资料
1.毛智勇液压与气压传动.北京:
机械工业出版社,2012
2.许福玲.液压与气压传动第二版.北京:
机械工业出版社,1996
3.成大先.液压传动设计手册[M].北京:
化学工业出版社,2002
4.季名善,齐人光主编.液气压传动.上海:
机械工业出版社,2001
5.王之栎,王大康主编.机械设计综合课程设计.北京:
机械工业出版社,2003
6.胡荆生主编.公差配合与技术测量基础.北京:
中国劳动社会保障出版社.2000
7.陈海魁主编.机械制造工艺基础.北京:
中国劳动社会保障出版社.2000
8.陈海魁主编.机械基础.北京:
中国劳动社会保障出版社.2001
9.赵家齐主编.机械制造工艺书.北京:
机械工业出版社,2000
10.孙丽媛主编.机械制造工艺及专用夹具设计指导.治金工业出版社,2003
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