完整版液压系统设计设计一台专用钻床液压系统.docx
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完整版液压系统设计设计一台专用钻床液压系统
液压系统课程设计
课程题目
班级
学号
姓名
一、液压传动课程设计的目的和要求3..
二、液压传动课程作业的题目和任务3..
三、技术要求5...
四、工况分析6...
五、确定参数,绘图工况7...
六、拟定液压系统原理图9...
七、组成液压元件、附件设计1..1
八、液压系统的技术损失1.3.
九、设计体会1..3.
十、参考文献1..3.
一、液压传动课程设计的目的和要求
一、目的
液压传动课程作业是本课的一个综合实践教学环节,通过该教学环节,要求达到以下三个目的:
1、巩固和深化已学的理论知识,掌握液压系统设计的一般方法和步骤;
2、能正确合理的确定执行元件,选用标准液压元件;能熟练的运用液压基本回路组合成满足基本性能要求的、高效率的液压系统;
3、熟练并运用有关的国家标准、部件标准、设计手册和产品样本等技术资料。
ill,[、-
二、要求
1、设计是必须从实际出发,综合考虑使用性、经济性、安全性及操作方便和结构简单。
多设想几种方案进行分析对此后确定最理想的一个;
2、独立完成作业。
设计可以参考同类机械,但必须在深入理解和消化后借鉴,不要简单的抄袭;
3、在完成课程作业的过程中,要随时复习题目中液压元件的工作原理、基本回路及典型液压系统的实例,积极思考,认真完成,不要直接向教师索取答案;
4、在完成课程作业的过程中,希望大家注意深化和扩大自己的知识面,培养独立的工作能力,使自己解决工程问题的能力有所提高。
二、液压传动课程作业的题目和任务
题目:
实际一台专用钻床液压系统(见图1-1)。
此系统应能完成快速进给-工作进给-快速退回-原位停止的工作循环。
设计的原始数据如下:
最大轴向钻削力12000N,动力滑台自重20000N,快速进给行程S=100mm,工作进给行程S2=50mm,快进和快退速度Vmax=0.1m/s,加减速时间△t<0.2s,工作进给速度要求无级调速,V2=0.85~16.5mm/s,动力滑台为平导轨,水平放置,摩擦系数s0.1,d0.1(其中fd是动摩擦系数,fs是静摩擦系数)。
要求完成以下工作:
1进行工况分析,绘制工况图;
2拟订液压系统原理图,绘制电磁铁动作循环表;
3计算液压系统,选择标准液压元件。
01-1
三、技术要求
钻床动力滑台为卧式布置(导轨为水平,其静、动摩擦因数
时的进给运动。
滑台由液压与电气配合实现的自动循环要求如图3-0
滑台的运动参数和运动参数如下表3-1:
原位停止
快退
图3-0
表3-1组合铣床动力滑台的运动参数和动力参数
工况
仃程
mm
速度
mmfs
时间
s
运动部件
重力
GN
铣削负载
Fe/N
启动制
动时间
Vs
快进
100
100
t
20000
0.2
1
工进1
50
0.85~
16.5
t
12000
3.03
工进2
t
3.03
快退
150
100
t
1.5
四、工况分析
工作台液压缸外负载计算结果见表3-2,由表3-1和表3-2即可绘制出图如3-3所示液压缸的L-t图和F-t图。
表3-2工作台液压缸为负载计算结果
工况
计算公式
外负载/N
启动
Ffs
2000
加速
FGV
Ffdgt
3019
快进
Ffd
2000
工进1
FeFfd
14000
工进2
FeFfd
14000
反向启动
Ffd
2000
加速
GV
Ffdt
gt
3019
快退
Ffd
2000
注:
静摩擦负载:
Ffss(G
Fn)0.1(20000
0)
2000Ffs=貯;动摩擦负载
Ffd
d(G
Fn)
0.1(20000
0)2000;
惯
性负载
Fi
GV
20000
空0.2
1019.37;平均加速度
m
2s・
gt
9.81
五、确定参数,绘图工况
参考主机液压执行器常用的设计压力表可知,初选液压缸的设计压
力Pi=4Mpa
为了满足工作台快速进给速度相等,并减小液压泵的流量,现将液压缸的无杆腔作为主工作腔,并在快进时差动连接,则液压缸的无杆腔与液压缸的有杆腔的有效面积Ai与A应满足Ai=2Ae。
为了防止工进结束时发生前冲,液压缸需保持一定的会有背压。
参考液压执行器的背压力表暂取背压0.6MPa,并取液压缸机械效率#
nm=0.9,则可计算出液压缸无杆腔的有效面积
按GB/T2348-1993,区标准值D=55mm=5.5cm;因为Ai固活塞直径
5.5
40mm(标准直径)
则液压缸实际有效面积为
2
A1市护24cm
差动连接快进时,液压缸有杆腔压力P2必须大于无杆腔压力P2,
其差值估取pP2Pi0.5;并注意到启动瞬间液压缸尚未移动,此时
P0;另外,取快退时的回油压力损失为0.7MpMp
根据上述假定条件经计算得到液压缸工作循环中个阶段的压力、流
量和功率(表5-1)并绘出其工况图5-2
表5-1液压缸工作循环中个阶段的压力、流量和功率
工作阶段
计算公式
负载
F/N
回油腔压力
p2/MPa
工作腔压力
p1/MPa
输入流量
q/(m3s)
输入功率
N/kW
启动
—a2p
2000
0.446
快进
加
速
P1
cm
A
2500
1.05
0.55
恒
速
q
AV1;N“q
2000
0.946
0.446
0.5
223
A2p2
工
P1
cm
A
36000
0.6
4.2
0.85
34
进
q
AV1;N“q
快
启动
F
A1p2
2000
0.446
加
速
p1
cm
退
A2
2500
0.7
0.63
恒
速
q
A2V1;Npg
2000
0.7
0.51
0.45
230
q/(E/s)
0.5_
p/MPa
4.2-
■Kiagigii^i
:
i
|
i
■
1
j
iii
訂i
i\L
i
—--—--[
h
1
u
[
■i
[
■
■■■■kBg|g■■(■■kBi|
J
zi
j
j
i
I
_tl.
t/s
85-2液压缸的工况图
六、拟定液压系统原理图
1、选择液压回路
首先选择调速回路:
有工况图可看到,液压系统功率较小,负载为阻力负载且工作中变化小,故采用进口调速阀调节流速回路。
为了防止在孔钻通时负载突然消失引起滑台前冲,给回油路设置背压阀。
由于已选择节流调速回路,故系统必然为开始循环方式。
其次选择有源形式:
系统在快进阶段在工况为差动连接,快退阶段液压有直接回油箱(不经过压力控制阀)。
大流量且持续时间短,而且工进阶段的工况为高压、小流量且时间长(串联了两个压力控制阀)。
最后选择换向阀与速度换接回路:
系统已选定差动连接回路作快速回路,同时考虑到工进-停止-快退时回油流量较大,为保证换向平稳,因此选用三位四通电磁换向阀(o形中位机能)主换向阀并实现
差动连接。
由于本机床对部件终点定位精度要求不高,故采用活动挡
块下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
调速换接。
2.组成液压系统图
在主要会露出选定的基础上,增加一些辅助回路即可组成一个完整的液压系统。
例如:
在液压泵进口处设置一个滤油器;在出口处设置一个压力表开关,以便观测泵的压力等。
经调整理所著称的液压系统机构简图如图1-2
1ty1我压泵2-三觑通电磁换向阀(/}瞰空单硼4奇程开关确压缸6-髓阀HW三通电瞅向阀卅箱
电磁铁动作顺序表
1YA
2YA
3YA
4YA
快进
+
-
+
-
工进1
+
-
-
+
工进2
+
-
-
-
快退
-
+
-
-
停止
-
-
-
-
七、组成液压元件、附件设计
液压泵及其驱动电机的最高工作压力:
由液YA压缸工况图5-2
可以差得液压缸的最高工作压力出现在工进阶段,pi=4.2。
此时缸的
输入流量较小,且进油元件较少,故泵至缸间的油路压力损失故取为
p0.8Mpa.
PpPip
二液压泵的最高工作压力压力
Pmax4.20.85
液压泵的流量:
液压泵的最大供油qp按液压缸的最大输入流量
(0.5dm^s)进行估计。
qpK(q)max(泄漏因素K=1.1)
qp1.10.5dm3s0.55dm3.s33Lmin
液压泵及其驱动电动机的规格:
有工况图5-2知,最大的功率出现在快退阶段,由表7-1取泵的总
表7-1液压泵的总效率
液压泵的类型
齿轮泵
叶片泵
柱塞泵
总效率
0.6〜0.8
0.7〜0.85
0.8〜0.9
效率为n=o.8,则所需电机功率为
Pp二ppqp/n=0.58kW
选用电动机的型号:
YM型叶片马达
根据所选择的液压泵规格及系统工作情况,可算出液压缸的个阶段的实际进、出流量,运动速度和持续时间(表7-2)。
从而为其他液压元件的选择及系统的性能计算奠定基础。
表7-2液压缸的个阶段的实际进、出流量,运动速度和持续时间
工作阶段
流量(L/min)
速度
(m/s)
时间
s
无杆腔
有杆腔
AqpAq进
q进A2
Cr
tL1
t177
耳出A
A
vqp
A
V1
快进
433
10.311.19
100
12.81
24
0.258
0.258
10.3
4.8
0.39
q进A2q出A
V坐
A1
t2丄2
工进
q进0.5
0.511.19
3
0.5dm/s
V2
24
24
238.1
0.23
0.21dm3/s
q进A1
V坐
A2
q出A2
L3t3—
V3
快退
q进33
0.511.19
33dm3
24
11.19
5.17
0.23
0.29dm3/s
2、液压控制法和液压辅助元件
根据系统工作压力与通过各液压控制阀及各部分辅助元件的最大
流量,查产品原件型号规格如表7-3所示。
表7-3专业钻床液压系统控制法和各部分辅助元件的型号规格
序号
名称
通过流量
额定流量
额定压力
额定压降
型号
L/min
L.min
Mpa
Mpa
1
液压泵
0.5/33
6.3
YB1
2
三位四通电磁换向阀
69
100
6.3
0.3
34D0-B10H-T
3
液控单向阀
69
100
6.3
0.2
I-100B
4
行程开关
5
液压缸
30
0.5/33
6.3
DG-J400
6
调速阀
<1
6
6.3
Q-6B
7
两位三通电磁换向阀
69
100
6.3
0.3
23D0-B8C-T
八、液压系统的技术损失
在液压系统中液压油经液压泵及各类液压元件都会液压油或多或
少的损失(如进油管道、出油管道、液压缸、液压控制阀等)。
液压油经液压泵带有压力能输出后,不断的经过压缩、膨胀过程会或多会少的产生热量、使得液压元件发生膨胀加大了液压油在液压系统中的损失。
所以应该尽可能减小这类的损失。
九、设计体会
通过这次钻床的液压系统的设计,我学到了许多液压传动的实际中知识。
也体会到了设计一个液压系统的艰难,以及在液压系统的设计过程中应注意的问题。
这对我在以后的工作和学习中有很大的帮助。
十、参考文献
液压传动设计手册》上海科学技术出版社
液压传动与控制》西北工业大学出版社
新编液压元件手册》北京理工大学出版机床液压传动》机械工业出版社