液壓系統(tǒng)的課程設(shè)計匯本說明書

1、目錄引 言 2第一章 明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求 2第二章 負(fù)載與運動分析 3第三章 負(fù)載圖和速度圖的繪制 4第四章 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 4確定液壓缸工作壓力 4計算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 4第五章液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 7選用執(zhí)行元件 7速度控制回路的選擇 8選擇快速運動和換向回路 8速度換接回路的選擇 9組成液壓系統(tǒng)原理圖 9系統(tǒng)圖的原理 1.0第六章液壓元件的選擇 1.2確定液壓泵 1.2確定其它元件及輔件 1.3.主要零件強度校核 1.5第七章液壓系統(tǒng)性能驗算 1.7. TOC o 1-5 h z 7.1 驗算系統(tǒng)壓力損失并確定壓力閥的調(diào)整值 1.77.2 油液溫升驗算 1.8設(shè)計小結(jié) 1.9 參

2、考文獻 2.1 引言液壓系統(tǒng)已經(jīng)在各個部門得到越來越廣泛的應(yīng)用，而且越先進的設(shè)備，其應(yīng)用 液壓系統(tǒng)的部門就越多。液壓傳動是用液體作為來傳遞能量的，液壓傳動有以下優(yōu)點：易于獲得較大的力或力矩，功率重量比大，易于實現(xiàn)往復(fù)運動，易于實現(xiàn)較大圍的無級變速，傳遞運動平穩(wěn)，可實現(xiàn)快速而且無沖擊，與機械傳動相比易于布局和操縱，易于防 止過載事故，自動潤滑、元件壽命較長，易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。液壓傳動的基本目的就是用液壓介質(zhì)來傳遞能量，而液壓介質(zhì)的能量是由其所具有的壓力及力流量來表現(xiàn)的。而所有的基本回路的作用就是控制液壓介質(zhì)的壓 力和流量，因此液壓基本回路的作用就是三個方面：控制壓力、控制流量的大小、 控制

3、流動的方向。所以基本回路可以按照這三方面的作用而分成三大類：壓力控 制回路、流量控制回路、方向控制回路。第一章 明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求要求設(shè)計一臺臥式單面多軸鉆孔組合機床動力滑臺的液壓系統(tǒng)。 要現(xiàn)的動作順序為：啟動一快進一工進一快退一停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)與性能要求如下：軸向切削力Ft=20000N，移動部件總質(zhì)量 G= 10000N ;快進行程li=100mm , 工進行程 l2=50mm 。快進、快退的速度為 5m/min ，工進速度 0.1m/min 。加速 減速時間t=0.15s ;靜摩擦系數(shù)fs= 0.2;動摩擦系數(shù)fd = 0.1 o該動力滑臺采用水 平放置的平導(dǎo)軌，動力滑臺可在

4、任意位置停止。第二章負(fù)載與運動分析負(fù)載分析中，暫不考慮回油腔的背壓力，液壓缸的密封裝置產(chǎn)生的摩擦阻力 在機械效率中加以考慮。因工作部件是臥式放置，重力的水平分力為零，這樣需 要考慮的力有：夾緊力，導(dǎo)軌摩擦力，慣性力。在對液壓系統(tǒng)進行工況分析時，本設(shè)計實例只考慮組合機床動力滑臺所受到 的工作負(fù)載、慣性負(fù)載和機械摩擦阻力負(fù)載，其他負(fù)載可忽略。（1 ）工作負(fù)載Ft工作負(fù)載是在工作過程中由于機器特定的工作情況而產(chǎn)生的負(fù)載，對于金屬 切削機床液壓系統(tǒng)來說，沿液壓缸軸線方向的切削力即為工作負(fù)載，即Ft=20000N（2 ）摩擦阻力Ff阻力負(fù)載主要是工作臺的機械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力和動摩擦阻力兩部分。

5、導(dǎo)軌的正壓力等于動力部件的重力，設(shè)導(dǎo)軌的靜摩擦力為Ff，則靜摩擦阻力Ffs 0.2 10000 2000N動摩擦阻力Ffd 0.1 10000 1000N（3 ）慣性負(fù)載最大慣性負(fù)載取決于移動部件的質(zhì)量和最大加速度，其中最大加速度可通過 工作臺最大移動速度和加速時間進行計算。已知啟動換向時間為0.05s，工作臺最大移動速度，即快進、快退速度為 4.5m/min，因此慣性負(fù)載可表示為FmmAt9.8160 0.15566.3N如果忽略切削力引起的力矩對導(dǎo)軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機械效率nw=0.9，根據(jù)上述負(fù)載力計算結(jié)果，可得出液壓缸在各個工況下所受到的負(fù)載力和液壓缸所需推力情況，如表1所示

6、。表1液壓缸總運動階段負(fù)載表（單位：N ）工況負(fù)載組成負(fù)載值F/N推力 F/ nw/N啟動F=F fs20002222 22加速1566 31740 33快進F=F fd10001111 11工進F=F fd +F t1 VW2100023333 33反向啟動F=Ffs20002222.22加速F=F fd + F m1566.31740.33快退F=Ffd10001111.11制動F=F fd -F m433.7481.89第三章負(fù)載圖和速度圖的繪制根據(jù)上述已知數(shù)據(jù)繪制組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)繪制負(fù)載圖（ F-t）如圖第四章確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)4.1確定液壓缸工作壓力由表2和表3可知，組合機

7、床液壓系統(tǒng)在最大負(fù)載約為17000 N時宜取3MP表2按負(fù)載選擇工作壓力負(fù)載/ KN50工作壓力/MPa0.811.522.5334454.2計算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)由于工作進給速度與快速運動速度差別較大，且快進、快退速度要求相等， 從降低總流量需求考慮，應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動連接方式。通常利 用差動液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔的有利條件，最好采用活 塞桿固定，而液壓缸缸體隨滑臺運動的常用典型安裝形式。這種情況下，應(yīng)把液 壓缸設(shè)計成無桿腔工作面積 Ai是有桿腔工作面積A2兩倍的形式，即活塞桿直徑d 與缸筒直徑D呈d = 0.707D 的關(guān)系。工進過程中，當(dāng)孔被鉆通時，由于

8、負(fù)載突然消失，液壓缸有可能會發(fā)生前沖 的現(xiàn)象，因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓（通過設(shè)置背壓閥的方式），選取此 背壓值為p2=0.8MPa ?？爝M時液壓缸雖然作差動連接（即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連接），但連接管路中不可避免地存在著壓降 p，且有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算 時取 p=0.5MPa?？焱藭r回油腔中也是有背壓的，這時選取被壓值p2=0.6MPa 。工進時液壓缸的推力計算公式為F=/ nm=A ipi-A2P2=A ipi-(A i/2)p 2式中：F負(fù)載力m 液壓缸機械效率Ai液壓缸無桿腔的有效作用面積A2液壓缸有桿腔的有效作用面積pi液壓缸無桿腔壓力P2液壓有無桿腔壓

9、力因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計算為210028642 mm 0.62mP22PiT9液壓缸缸筒直徑為104.89mm4A1 n由于有前述差動液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系，d = 0.707D，因此活塞桿直徑為d=0.707 X 89.46=63.32mm，根據(jù)GB/T2348 1993對液壓缸缸筒徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為 D=110mm ， 活塞桿直徑為d=80mm。此時液壓缸兩腔的實際有效面積分別為：A1%D2 48659mm2n ( D2 -d) 424239mm工作臺在快進過程中，液壓缸采用差動連接，此時系統(tǒng)所需要的流量為q

10、快進 A1 - A 2 v122.1L. min工作臺在快退過程中所需要的流量為q快退 A27321.2L min工作臺在工進過程中所需要的流量為q 工進=A 1 X v1=0.87 L/min根據(jù)上述液壓缸直徑及流量計算結(jié)果，進一步計算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率值，如表4所示。注：F F/表3各工況下的主要參數(shù)值工況推力F/N回油腔壓力P2/MPa進油腔壓力P1/MPa輸入流量q/L.min -1輸入功率P/Kw計算 p! F A2 p! A a2公式啟動2222.2200.982P1 F A2 pi A1 A2 q A1 A 2 v1p pg快進加速1740.331.3730.873快速1111.111.2480.74822.10.276P2 P1p工進23333.330.62.9880.870.0433P1 F P2A2 /A1 q Aup P1q起動2222.2200.524P1 F p 2 A1 ./ A 2快退加速1740.330.61.636快退1111.110.61.48821.20.526q A2V3制動481.890.61.34p P1 qm0第五章 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計根據(jù)組合機床液壓系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)和工況分析，所設(shè)計機床對調(diào)速圍、低速 穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機