液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)一臺(tái)專(zhuān)用鉆床液壓系統(tǒng)課件

1、液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課程題目 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 液壓傳動(dòng)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)目 錄 一、液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的目的和要求2二、液壓傳動(dòng)課程作業(yè)的題目和任務(wù)2三、技術(shù)要求4四、工況分析5五、確定參數(shù)，繪圖工況6六、擬定液壓系統(tǒng)原理圖8七、組成液壓元件、附件設(shè)計(jì)10八、液壓系統(tǒng)的技術(shù)損失12九、設(shè)計(jì)體會(huì)12十、參考文獻(xiàn)12一、 液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的目的和要求一、目的液壓傳動(dòng)課程作業(yè)是本課的一個(gè)綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)該教學(xué)環(huán)節(jié)，要求達(dá)到以下三個(gè)目的：1、鞏固和深化已學(xué)的理論知識(shí)，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟；2、能正確合理的確定執(zhí)行元件，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件；能熟練的運(yùn)用液壓基本回路組合成滿足基本性能要求的、高效率

2、的液壓系統(tǒng)；3、熟練并運(yùn)用有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部件標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。二、要求1、設(shè)計(jì)是必須從實(shí)際出發(fā)，綜合考慮使用性、經(jīng)濟(jì)性、安全性及操作方便和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。多設(shè)想幾種方案進(jìn)行分析對(duì)此后確定最理想的一個(gè)；2、獨(dú)立完成作業(yè)。設(shè)計(jì)可以參考同類(lèi)機(jī)械，但必須在深入理解和消化后借鑒，不要簡(jiǎn)單的抄襲；3、在完成課程作業(yè)的過(guò)程中，要隨時(shí)復(fù)習(xí)題目中液壓元件的工作原理、基本回路及典型液壓系統(tǒng)的實(shí)例，積極思考，認(rèn)真完成，不要直接向教師索取答案；4、在完成課程作業(yè)的過(guò)程中，希望大家注意深化和擴(kuò)大自己的知識(shí)面，培養(yǎng)獨(dú)立的工作能力，使自己解決工程問(wèn)題的能力有所提高。二、 液壓傳動(dòng)課程作業(yè)的題目和任務(wù)題目：實(shí)際

3、一臺(tái)專(zhuān)用鉆床液壓系統(tǒng)(見(jiàn)圖1-1)。此系統(tǒng)應(yīng)能完成快速進(jìn)給-工作進(jìn)給-快速退回-原位停止的工作循環(huán)。設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)如下：最大軸向鉆削力12000N，動(dòng)力滑臺(tái)自重20000N，快速進(jìn)給行程=100mm，工作進(jìn)給行程=50mm，快進(jìn)和快退速度=0.1m/s，加減速時(shí)間t0.2s，工作進(jìn)給速度要求無(wú)級(jí)調(diào)速，=0.8516.5mm/s，動(dòng)力滑臺(tái)為平導(dǎo)軌，水平放置，摩擦系數(shù)（其中是動(dòng)摩擦系數(shù)，是靜摩擦系數(shù)）。要求完成以下工作：1進(jìn)行工況分析，繪制工況圖；2擬訂液壓系統(tǒng)原理圖，繪制電磁鐵動(dòng)作循環(huán)表；3計(jì)算液壓系統(tǒng)，選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓元件。14三、 技術(shù)要求 鉆床動(dòng)力滑臺(tái)為臥式布置（導(dǎo)軌為水平，其靜、動(dòng)摩擦因數(shù)）

4、用桿固定的單桿液壓缸驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)，完成工件且削加工時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?；_(tái)由液壓與電氣配合實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)循環(huán)要求如圖3-0?；_(tái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)如下表3-1：表3-1 組合銑床動(dòng)力滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)工況行程速度時(shí)間運(yùn)動(dòng)部件重力銑削負(fù)載啟動(dòng)制動(dòng)時(shí)間快進(jìn)100100t200000.21工進(jìn)1500.8516.5t120003.03工進(jìn)2t3.03快退150100t1.5四、 工況分析工作臺(tái)液壓缸外負(fù)載計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3 - 2，由表3 - 1和表3 - 2即可繪制出圖如3 - 3所示液壓缸的L - t圖和F t圖。表3-2 工作臺(tái)液壓缸為負(fù)載計(jì)算結(jié)果工況計(jì)算公式外負(fù)載/N啟動(dòng)2000加速3019快進(jìn)200

5、0工進(jìn)114000工進(jìn)214000反向啟動(dòng)2000加速3019快退2000注：靜摩擦負(fù)載：Ffs=s;動(dòng)摩擦負(fù)載：;慣性負(fù)載：;平均加速度.五、 確定參數(shù)，繪圖工況參考主機(jī)液壓執(zhí)行器常用的設(shè)計(jì)壓力表可知，初選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力P1=4Mpa。為了滿足工作臺(tái)快速進(jìn)給速度相等，并減小液壓泵的流量，現(xiàn)將液壓缸的無(wú)桿腔作為主工作腔，并在快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，則液壓缸的無(wú)桿腔與液壓缸的有桿腔的有效面積A1與A2應(yīng)滿足A1=2A2。為了防止工進(jìn)結(jié)束時(shí)發(fā)生前沖，液壓缸需保持一定的會(huì)有背壓。參考液壓執(zhí)行器的背壓力表暫取背壓0.6MPa，并取液壓缸機(jī)械效率cm=0.9,則可計(jì)算出液壓缸無(wú)桿腔的有效面積A1= =液壓缸內(nèi)

6、徑 D=0.054m按GB/T 2348-1993,區(qū)標(biāo)準(zhǔn)值D=55mm=5.5cm;因?yàn)锳1固活塞直徑 (標(biāo)準(zhǔn)直徑)則液壓缸實(shí)際有效面積為 差動(dòng)連接快進(jìn)時(shí)，液壓缸有桿腔壓力必須大于無(wú)桿腔壓力，其差值估取;并注意到啟動(dòng)瞬間液壓缸尚未移動(dòng)，此時(shí)；另外，取快退時(shí)的回油壓力損失為0.7Mp。根據(jù)上述假定條件經(jīng)計(jì)算得到液壓缸工作循環(huán)中個(gè)階段的壓力、流量和功率（表5-1）并繪出其工況圖5-2表5-1 液壓缸工作循環(huán)中個(gè)階段的壓力、流量和功率工作階段計(jì)算公式負(fù)載F/N回油腔壓力p2/MPa工作腔壓力p1/MPa輸入流量q/(m³/s)輸入功率N/kW快進(jìn)啟動(dòng)20000.446加速25001.05

7、0.55恒速20000.9460.4460.5223工進(jìn)360000.64.20.8534快退啟動(dòng)20000.446加速25000.70.63恒速20000.70.510.45230 六、 擬定液壓系統(tǒng)原理圖1、選擇液壓回路首先選擇調(diào)速回路：有工況圖可看到，液壓系統(tǒng)功率較小，負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故采用進(jìn)口調(diào)速閥調(diào)節(jié)流速回路。為了防止在孔鉆通時(shí)負(fù)載突然消失引起滑臺(tái)前沖，給回油路設(shè)置背壓閥。由于已選擇節(jié)流調(diào)速回路，故系統(tǒng)必然為開(kāi)始循環(huán)方式。其次選擇有源形式：系統(tǒng)在快進(jìn)階段在工況為差動(dòng)連接，快退階段液壓有直接回油箱（不經(jīng)過(guò)壓力控制閥）。大流量且持續(xù)時(shí)間短，而且工進(jìn)階段的工況為高壓、小流量且

8、時(shí)間長(zhǎng)（串聯(lián)了兩個(gè)壓力控制閥）。最后選擇換向閥與速度換接回路：系統(tǒng)已選定差動(dòng)連接回路作快速回路，同時(shí)考慮到工進(jìn)停止快退時(shí)回油流量較大，為保證換向平穩(wěn)，因此選用三位四通電磁換向閥（O形中位機(jī)能）主換向閥并實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接。由于本機(jī)床對(duì)部件終點(diǎn)定位精度要求不高，故采用活動(dòng)擋塊下電氣行程開(kāi)關(guān)控制換向閥電磁鐵的通斷電即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向和調(diào)速換接。2.組成液壓系統(tǒng)圖在主要會(huì)露出選定的基礎(chǔ)上,增加一些輔助回路即可組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。例如：在液壓泵進(jìn)口處設(shè)置一個(gè)濾油器；在出口處設(shè)置一個(gè)壓力表開(kāi)關(guān)，以便觀測(cè)泵的壓力等。經(jīng)調(diào)整理所著稱的液壓系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1-2電磁鐵動(dòng)作順序表1YA2YA3YA4YA快進(jìn)+-+-

9、工進(jìn)1+-+工進(jìn)2+-快退-+-停止-七、 組成液壓元件、附件設(shè)計(jì) 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高工作壓力：由液YA壓缸工況圖 5-2 可以差得液壓缸的最高工作壓力出現(xiàn)在工進(jìn)階段，p1=4.2。此時(shí)缸的輸入流量較小，且進(jìn)油元件較少，故泵至缸間的油路壓力損失故取為.液壓泵的最高工作壓力壓力 液壓泵的流量：液壓泵的最大供油qp按液壓缸的最大輸入流量（0.5）進(jìn)行估計(jì)。 (泄漏因素K=1.1) 液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的規(guī)格： 有工況圖5-2知，最大的功率出現(xiàn)在快退階段，由表7-1取泵的總表7-1 液壓泵的總效率液壓泵的類(lèi)型齒輪泵葉片泵柱塞泵總效率0.60.80.70.850.80.9效率為p=0.8 ,則所

10、需電機(jī)功率為Pp=ppqp/p=0.58kW選用電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：YM型葉片馬達(dá)根據(jù)所選擇的液壓泵規(guī)格及系統(tǒng)工作情況，可算出液壓缸的個(gè)階段的實(shí)際進(jìn)、出流量，運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間（表7-2）。從而為其他液壓元件的選擇及系統(tǒng)的性能計(jì)算奠定基礎(chǔ)。表7-2液壓缸的個(gè)階段的實(shí)際進(jìn)、出流量，運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間工作階段流量（L/min）速度（m/s）時(shí)間s無(wú)桿腔有桿腔快進(jìn)工進(jìn)快退 2、液壓控制法和液壓輔助元件 根據(jù)系統(tǒng)工作壓力與通過(guò)各液壓控制閥及各部分輔助元件的最大流量，查產(chǎn)品原件型號(hào)規(guī)格如表7-3所示。表7-3 專(zhuān)業(yè)鉆床液壓系統(tǒng)控制法和各部分輔助元件的型號(hào)規(guī)格序號(hào)名稱通過(guò)流量L/min額定流量L.min額定壓力

11、Mpa額定壓降Mpa型號(hào)1液壓泵 0.5/336.3YB12三位四通電磁換向閥691006.30.334D0-B10H-T3液控單向閥691006.30.2I-100B4行程開(kāi)關(guān)5液壓缸300.5/336.3DG-J4006調(diào)速閥< 166.3Q-6B7兩位三通電磁換向閥691006.30.323D0-B8C-T八、 液壓系統(tǒng)的技術(shù)損失 在液壓系統(tǒng)中液壓油經(jīng)液壓泵及各類(lèi)液壓元件都會(huì)液壓油或多或少的損失（如進(jìn)油管道、出油管道、液壓缸、液壓控制閥等）。 液壓油經(jīng)液壓泵帶有壓力能輸出后，不斷的經(jīng)過(guò)壓縮、膨脹過(guò)程會(huì)或多會(huì)少的產(chǎn)生熱量、使得液壓元件發(fā)生膨脹加大了液壓油在液壓系統(tǒng)中的損失。所以應(yīng)該盡可能