液壓傳動(dòng)系統(tǒng)大作業(yè)

1、題目：液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院班級(jí)：姓名：Afan學(xué)號(hào)：液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)要求1. 要求的工作循環(huán)：快進(jìn)接近工件、工進(jìn)加工、快退返回、原位停止。2. 給定的設(shè)計(jì)參數(shù)：快進(jìn)、快退速度v10.1m/s；工進(jìn)速度v20.110-3m/s；靜摩擦力Fs1960N；動(dòng)摩擦力Fd980N；啟動(dòng)和制動(dòng)慣性負(fù)載Fi500N；工作負(fù)載Fe32000N；啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間t0.2s；快進(jìn)行程L1100mm；工進(jìn)行程：L250mm。二、 工況分析1由給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算各工況負(fù)載見表1，其中，取液壓缸機(jī)械效率cm0.9。表1液壓缸負(fù)載的計(jì)算工 況計(jì)算公式液壓缸負(fù)載F/N液壓缸驅(qū)

2、動(dòng)力F0/N啟 動(dòng)加 速快 進(jìn)工 進(jìn)反向啟動(dòng)加 速快 退FFsFFdFiFFdFFeFdFFsFFdFiFFd196014809803200019601480980217816451089355562178164510892計(jì)算快進(jìn)、工進(jìn)時(shí)間和快退時(shí)間?？爝M(jìn) t1L1/v110010-3/0.11s工進(jìn) t2L2/v25010-3/(0.110-3) 500s快退 t3(L1L2)/v1(10050)10-3/0.11.5s3根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制液壓缸F-t與v-t圖，如圖1所示。圖1 F-t與v-t圖三、 確定液壓缸參數(shù)1初選液壓缸工作壓力。由工況分析可知，工進(jìn)階段的負(fù)載最大，所以液壓缸的工作壓

3、力按此負(fù)載計(jì)算。查找資料1表7-2，選p1=4MPa。為防止工進(jìn)時(shí)突然發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油箱應(yīng)有背壓，查找資料1表7-3，選背壓p2=0.8MPa。為使快進(jìn)快退速度相等，選用A1=2A2差動(dòng)油缸。液壓缸快進(jìn)和快退時(shí)油管中壓力損失設(shè)為p=0.5MPa。2計(jì)算液壓缸尺寸。則液壓缸缸筒直徑查找2表42.4-2，取標(biāo)準(zhǔn)直徑D=110mm因?yàn)锳1=A2，所以則液壓缸有效面積為3液壓缸工況計(jì)算。液壓缸在工作循環(huán)中各階段壓力、流量和功率的計(jì)算結(jié)果見表2。繪制液壓缸工況圖，如圖2所示。表2 各工況下的主要參數(shù)值工況液壓缸推力F0/N回油腔壓力p2/MPa進(jìn)油腔壓力p1/MPa輸入流量q/Ls-1輸入功率P

4、/kW計(jì)算公式快快進(jìn)啟動(dòng)21780.88p1qAv1Pp1q加速16451.270.77恒速10891.160.660.50.33工進(jìn)355560.84.129.51043.9103p1qA1v2Pp1q的快退起動(dòng)21780.88p1qA2v1Pp1q加速16450.51.43恒速10890.51.300.450.59圖2 液壓缸工況圖四、擬定液壓系統(tǒng)圖1. 調(diào)速方式。該液壓系統(tǒng)功率較小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路。為防止負(fù)載突變，在回油路上加背壓閥。2液壓泵的選擇。從液壓缸工況圖可以看出工作循環(huán)主要由快進(jìn)、快退行程低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流

5、量兩個(gè)階段組成，qmax/qmin=0.5/(9.510-4)=526.3；其相應(yīng)的時(shí)間之比(t1+t3)/t2=(1+1.5)/500=0.005。因此在一個(gè)工作循環(huán)中的大部分時(shí)間都處于高壓小流量工作。從提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能量角度來看，選用單定量泵油源顯然是不合理的，為此可選用限壓式變量泵或雙聯(lián)葉片泵作為油源。考慮到前者系統(tǒng)較簡單，經(jīng)濟(jì)性好，且無溢流損失，系統(tǒng)效率高，溫升較小，故選擇限壓式變量泵。3速度換接方式。采用二位二通電磁換向閥，控制由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)。與行程閥相比，管路較簡單，行程大小容易調(diào)整。當(dāng)滑臺(tái)由工進(jìn)轉(zhuǎn)為快退時(shí)，回路流量較大，為保證換向平穩(wěn)，可采用電液換向閥。4. 快速回路與工進(jìn)轉(zhuǎn)

6、快退控制方式的選擇。為使快進(jìn)快退速度相等，選用差動(dòng)回路作快速回路，換向閥選用三位五通閥。5. 綜上所述，擬定液壓系統(tǒng)圖，如圖3所示。圖3 液壓系統(tǒng)圖1-限壓式變量葉片泵；2-三位五通電液換向閥；3-二位二通電磁閥；4-調(diào)速閥；5、7、10-單向閥；6-壓力繼電器；8-液控順序閥；9-背壓閥；11-溢流閥；12-過濾器其中，部分元件的作用如下：壓力繼電器6：便于系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出快速退回信號(hào)。單向閥7：將工進(jìn)時(shí)的進(jìn)油路、回油路隔斷，防止其相互接通，無法建立壓力；液控順序閥8：防止滑臺(tái)快進(jìn)時(shí)回油路接通油箱，無法實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，阻止液壓油在快進(jìn)階段返回油箱；單向閥10：防止機(jī)床停止工作時(shí)系統(tǒng)中的液壓油

7、流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；液壓系統(tǒng)工作原理：三位五通電液換向閥處于左位，二位二通電磁閥處于右位時(shí)，液壓缸實(shí)現(xiàn)快進(jìn)；當(dāng)二位二通電磁閥處于左位時(shí)，油液從調(diào)速閥4通過，液壓缸實(shí)現(xiàn)工進(jìn)；到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，三位五通電液換向閥處于右位，二位二通電磁閥處于右位，液壓缸快退。三位五通電液換向閥處于中位時(shí)，液壓缸停止運(yùn)動(dòng)。五、選擇液壓元、輔件1選擇液壓泵由表2可知，工進(jìn)階段液壓缸壓力最大，取進(jìn)油路總壓力損失為0.8MPa，則液壓泵最高工作壓力故泵的額定壓力由表2可知，工進(jìn)時(shí)所需流量最小，為9.5104L/s，則變量泵的最小流量為快進(jìn)時(shí)所需流量最大，為0.5L/s，則變量泵的最大流量為根據(jù)以上計(jì)算

8、，查資料2表42.3-68，選用YBX-25型限壓式變量葉片泵，該泵技術(shù)規(guī)格如下：表3 液壓泵參數(shù)型號(hào)排量調(diào)節(jié)范圍mL/r額定壓力MPa壓力調(diào)節(jié)范圍MPa額定轉(zhuǎn)速r/minYBX-250256.32.06.360015002選擇電動(dòng)機(jī)由表2可知，最大功率出現(xiàn)在快退工況。快退時(shí)，取進(jìn)油路壓力損失為0.4MPa,則取泵的最大流量為q35L/min5.8104m3/s，查找資料2表42.3-68取泵的總效率P0.72，則根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查找資料3表16-2，選用與上述功率和液壓泵轉(zhuǎn)速相適應(yīng)的Y90L4三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為1.5kW，滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min。3選擇其他元、輔件根據(jù)系統(tǒng)的工

9、作壓力以及通過閥的實(shí)際流量，查找液壓技術(shù)手冊(cè)2和4，選擇其他液壓元件和輔件，其型號(hào)和參數(shù)見下表：表4 其他元、輔件的選擇序號(hào)元件名稱通過閥的最大流量規(guī)格額定流量額定壓力MPa型號(hào)2三位五通電液換向閥661006.335D-100B3二位二通電磁閥666106.322D-100BH4調(diào)速閥166.3Q-6B5單向閥661006.3I-100B6壓力繼電器0.66.3DP-63B7單向閥33636.3I-63B8液控順序閥1256.3XY-25B9背壓閥1106.3B-10B10單向閥33636.3I-63B11溢流閥336316YF3-E10B12過濾器66636.3XU-1001004選擇油管管道尺寸根據(jù)選定的液壓閥的連接油口尺寸確定。液壓缸的進(jìn)出油管按輸入、排出的最大流量計(jì)算。快進(jìn)時(shí)流量最大，其實(shí)際流量為泵的最大供應(yīng)量的兩倍，達(dá)到66L/min，則進(jìn)出油管可選用內(nèi)徑為15mm，外徑為18mm的無縫鋼管。5確定油箱容量按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算油箱容量V(57)qp61500r/min25