专用铣床液压系统课程设计汇编.docx
《专用铣床液压系统课程设计汇编.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专用铣床液压系统课程设计汇编.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
专用铣床液压系统课程设计汇编
《液压与气压传动》课程设计任务书3
授课班号专业年级指导教师学号姓名
1.课程设计题目3
一台专用铣床,铣头驱动电机的功率为7.5KW,铣刀直径为150mm,转速为300r/min,工作台重量为4*103N,工件和夹具最大重量为1.8*103N,试设计此专用铣床液压系统。
2.课程设计的目的和要求
通过设计液压传动系统,使学生获得独立设计能力,分析思考能力,全面了解液压系统的组成原理。
明确系统设计要求;分析工况确定主要参数;拟订液压系统草图;选择液压元件;验算系统性能。
3.课程设计内容和教师参数(各人所取参数应有不同)
工作台行程为500mm(快进300mm,工进150mm),快进速度为5m/min,工进速度为50~800mm/min,往返加速、减速时间为0.1s,工作台用平导轨,静摩擦系数fj=0.2,动摩擦系数fd=0.1。
4.设计参考资料(包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等)
●章宏甲《液压传动》机械工业出版社2006.1
●章宏甲《液压与气压传动》机械工业出版社2005.4
●黎启柏《液压元件手册》冶金工业出版社2002.8
●榆次液压有限公司《榆次液压产品》2002.3
课程设计任务
明确系统设计要求;分析工况确定主要参数;拟订液压系统草图;选择液压元件;验算系统性能。
5.1设计说明书(或报告)
分析工况确定主要参数;拟订液压系统草图;选择液压元件;验算系统性能。
5.2技术附件(图纸、源程序、测量记录、硬件制作)
5.3图样、字数要求
系统图一张(3号图),设计说明书一份(2000~3000字)。
6.工作进度计划
起止日期
工作安排
完成情况
1~2
分析工况确定主要参数
3~4
拟订液压系统草图
5~6
选择液压元件;验算系统性能
7
答辩,交卷
4.设计方式
手工
5.设计地点、指导答疑时间
待定
9.备注
目录
一、设计任务书
二、负载工况分析
1.工作负载
2.摩擦阻力
3.惯性负荷
三、负载图和速度图
四、确定液压缸参数
1.液压缸的工作压力
2.液压缸尺寸计算
3.液压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算
4.绘制液压缸的工况图
五、拟定液压系统图
1.选择液压基本回路
2.组成系统图
六、选择液压元件
1.确定液压泵的容量及电机功率
2.控制阀的选择
3.确定油管直径
4.确定油箱容积
七、液压系统的性能验算
1.液压系统的压力损失计算
2.液压系统的热量温升计算
附:
液压系统图
第二章工作状况分析
1.工作负载
Fl=4000N
2.摩擦阻力
静摩擦阻力
Ffj=fj(G1+G2)=0.2×(1900+200)N=420N
动摩擦阻力
Ffd=fd(G1+G2)=0.1×(1900+200)N=210N
G1-工作台重量
G2-工件和夹具最大重量
3.惯性负荷
Fm=(1900+200)×5/0.1×50N
=2100N
4.负载图和速度图
取液压缸的机械效率η=0.9,计算液压缸各工作阶段的负载情况
启动:
F=Ffj=420N
F‵=F/η=420/0.9N=467N
加速:
F=Ffd+Fg=2392N
F‵=F/η=2392/0.9=2658N
快进:
F=Ffd=210N
F‵=F/η=210/0.9=234N
工进:
F=Ffd+Fw=4410N
F‵=F/η=4410/0.9=4900N
快退:
F=Ffd=210N
F‵=F/η=210/0.9=234N
液压缸各阶段负载情况
阶段
负载计算公式
液压缸负载F/N
液压缸推力F‵/N
启动
F=Ffj
420
467
加速
F=Ffd+Fg
2392
2658
快进
F=Ffd
210
234
工进
F=Ffd+Fw
4410
4900
快退
F=Ffd
210
234
根据工况负载F及行程S,绘制负载图:
根据快进速度ν1、工进速度v2和行程S,绘制速度图:
5.确定液压缸参数
(1).液压缸的工作压力
根据负载并查表,初选工作压力
P1=2MPa
(2).计算液压缸尺寸
鉴于动力滑台要求快进、快退速度相等,可选用单杆式差动液压缸。
无杆腔工作面积A1,有杆腔工作面积A2,
且A1=2A2,即活塞杆直径d与缸筒直径D呈d=0.707D的关系。
回油路上背压P2取0.8MPa
油路压力损失△P取0.5MPa
A1=F/(P1-P2/2)=4584×10-6/(2-0.8/2)m2=2.865×10-3m2
D=
=0.0607m
d=0.707D=45mm
按GB/T2348-2001将直径元整成就进标准值
D=63mm
d=45mm
液压缸两腔的实际有效面积为:
A1=πD2/4=3115.67mm2
A2=π(D2-d2)/4=1526.04mm2
根据上述D与d的值,可估算液压缸在各个工作阶段中的压力
(3).液压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算
工况
推力
F/N
回油腔压力P2/MPa
进油腔压力P1/MPa
输入流量
输入功率
计算公式
快进
启动
467
0
0.29
—
-
加速
2658
△P=0.5
2.152
—
-
恒速
234
0.627
7.948
83.06
工进
4900
0.8
1.96
0.1526
4.98
快退
启动
467
0
0.31
—
-
加速
2658
0.8
3.37
—
-
恒速
234
1.79
7.63
227.6
第三章液压系统原理图的拟定
根据铣床的设计任务和工况分析,该机床对调整范围、低速稳定性有一定的要求,因此速度控制是该机床要解决的主要问题,速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。
3.1根据要求设计回路
3.2回路的特点:
(1)速度变化大,采用变量泵供油;
(2)为提高快速性,采用差动连接;
(3)工进速度有调速阀调定;
(4)铣床加工零件是没有顺铣逆铣两种工作状态,宜选用回油路调速阀调速回路;
(5)行程控制方式。
由于一帮的铣床对重点位置的定位精度要求不高,选用普通的电器开关与死挡铁的控制方式;
(6)压力继电器保证顺序动作。
3.3液压系统原理图
将上述苏选定的液压基本特点组合成液压系统,并根据所需做必要的调整,最后画出液压系统原理图
第四章元件的计算和选择
4.1确定液压泵的规格和电动机的功率
(1)液压泵工作压力的计算
油路压力损失△P=0.5MPa,回油路泄露系数取1.1,则液压泵的最高工作压力为:
pB=p1+△p=1.96+0.5=2.46Mpa
(2)液压泵的流量计算
液压缸的最大流量为7.948
取泄露系数K=1.2,则qp为9.5376
工进是流量为0.18312L/min
考虑到流量调速系统中溢流阀的性能特点,尚需加上溢流阀稳定工作的最小溢流量。
一般去为3L/min,所以流量泵的流量为3.2L/min。
(3)流量泵的校验
根据上述计算数据查泵的产品目录,选用YBX-16定量式叶片泵
由上述表明,最大功率出现在快退阶段,液压泵总效率η=0.70
则电动机功率为:
P=
=0.33kW
根据此数据按机械手册电动机产品样本,查阅电动机产品样本选取Y801-4型三相异步电动机,其额定功率P=0.55Kw,额定转速n=1390r/min。
4.2液压阀和液压辅件的选择
根据系统的最高工作压力和通过各阀的最大实际流量,查机械设计手册选出各阀的规格并列明细表如下:
序号
液压件名称
最大流量L/min
最大工作压力Mpa
型号规格
1
滤油器
16
2.5
XU-B16x100
2
变量式叶片泵
19.7
6.3
YBX-16
3
压力表开关
-
35
KF-L8/14E
4
压力表
-
6.3
YN-60
5
三位四通电磁换向阀
60
31.5
4WE6E6-60/AW200R-Z4
6
溢流阀
16
21
DT-02-B-22
7
单向调速阀
30
21
FCG-02-30-30
8
单向阀
18-15000
31.5
SAI0
9
两位三通电磁换向阀
60
31.5
3WE6D60-60/AW200R-Z4
10
液压缸
-
-
80-56-210
4.3确定管道尺寸
(1)可参考所选的液压元件的接口尺寸来确定;
(2)也可接管内需用流速进行计算。
本例主油路差动时,因流入液压缸的流量为1.961,所以管道流量按1.961
=1.961
19.7=38.36L/min计算,取压油管的流速V=3m/s,
0.01653m=16.53mm
取内径d=18mm管道,吸油管速度为1m/s,通过流量19.7L/min,则
=0.020446=20.45mm
取内径d=22mm管道。
第五章液压系统性能的校验
5.1系统的效率验算
压力损失,因为太繁琐略去。
5.2系统发热和温升的验算
工进在整个工作循环过程中所占的时间几乎占据整个工作循环周期,所以系统发热和油液温升可用工进时的情况来计算。
工进时液压缸的有效功率为
PO=Fv=
kW=0.063Kw
液压泵的输入总功率
Pi=
=0.32Kw
由此得液压系统的发热量
Hi=Pi-Po=(0.32-0.063)Kw=0.257kW
油液温升的近似值