專用銑床液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) (2)

1、<p>　　《液壓與氣動(dòng)》課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　題 目： 專用銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　專業(yè)班級(jí)：</b></p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p&

2、gt;<p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2 0 1 3年 7月 2 0日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b>&l

3、t;/p><p>　　一．設(shè)計(jì)目的、要求及題目3</p><p><b>　?、逶O(shè)計(jì)的目的3</b></p><p><b>　?、嬖O(shè)計(jì)的要求3</b></p><p><b>　　（3）設(shè)計(jì)題目3</b></p><p>　　二．負(fù)載——工況分析

4、4</p><p><b>　　1. 工作負(fù)載4</b></p><p><b>　　2. 摩擦阻力4</b></p><p><b>　　3. 慣性負(fù)荷4</b></p><p>　　三．繪制負(fù)載圖和速度圖5</p><p>　　四．初步確定液

5、壓缸的參數(shù)6</p><p>　　1． 初選液壓缸的工作壓力。6</p><p>　　2．計(jì)算液壓缸尺寸。6</p><p>　　3．液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的計(jì)算值如下表7</p><p>　　五．制定液壓回路的方案，擬定液壓系統(tǒng)圖9</p><p>　　1．選擇液壓基本回路9</p

6、><p>　　2．組成系統(tǒng)圖10</p><p>　　六．選擇液壓元件11</p><p>　　1．確定液壓泵的容量及電動(dòng)機(jī)功率11</p><p>　?。玻刂崎y的選擇11</p><p>　　3．確定油管直徑12</p><p>　　4．確定油箱容積12</p><

7、;p>　　七． 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算12</p><p>　?。保?液壓系統(tǒng)的效率12</p><p>　　２． 液壓系統(tǒng)的溫升13</p><p><b>　　致　　謝14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><

8、b>　　摘 要</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)是以電機(jī)提供動(dòng)力基礎(chǔ)，使用液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力，推動(dòng)液壓油。通過(guò)控制各種閥門改變液壓油的流向，從而推動(dòng)液壓缸做出不同行程、不同方向的動(dòng)作。完成各種設(shè)備不同的動(dòng)作需要。液壓系統(tǒng)已經(jīng)在各個(gè)工業(yè)部門及農(nóng)林牧漁等許多部門得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用，而且愈先進(jìn)的設(shè)備，其應(yīng)用液壓系統(tǒng)的部分就愈多。所以像我們這樣的大學(xué)生學(xué)習(xí)和親手設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)是非

9、常有意義的。</p><p>　　一．設(shè)計(jì)目的、要求及題目</p><p><b>　　㈠設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)是本課程的一個(gè)綜合實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)該教學(xué)環(huán)節(jié)，要求達(dá)到以下目的： </p><p>　　1.鞏固和深化已學(xué)知識(shí)，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和

10、綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力； </p><p>　　2.正確合理地確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件；能熟練地運(yùn)用液壓基本回路、組合成滿足基本性能要求的液壓系統(tǒng)； </p><p>　　3.熟悉并會(huì)運(yùn)用有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。對(duì)學(xué)生在計(jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料以及經(jīng)驗(yàn)估算、考慮技術(shù)決策、CAD技術(shù)等方面的基本技能進(jìn)行一次訓(xùn)練，以提高這些技能的水平。</p&g

11、t;<p><b>　?、嬖O(shè)計(jì)的要求</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)時(shí)必須從實(shí)際出發(fā)，綜合考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性及操作維修方便。如果可以用簡(jiǎn)單的回路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的要求，就不必過(guò)分強(qiáng)調(diào)先進(jìn)性。并非是越先進(jìn)越好。同樣，在安全性、方便性要求較高的地方，應(yīng)不惜多用一些元件或采用性能較好的元件，不能單獨(dú)考慮簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)；</p><p>　　2.獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。

12、設(shè)計(jì)時(shí)可以收集、參考同類機(jī)械的資料，但必須深入理解，消化后再借鑒。不能簡(jiǎn)單地抄襲；</p><p>　　3.在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要隨時(shí)復(fù)習(xí)液壓元件的工作原理、基本回路及典型系統(tǒng)的組成，積極思考。不能直接向老師索取答案。</p><p>　　4.液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的題目均為中等復(fù)雜程度液壓設(shè)備的液壓傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。具體題目由指導(dǎo)老師分配，題目附后；</p><p>　　5

13、.液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生完成以下工作：</p><p>　?、旁O(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份； </p><p>　?、埔簤簜鲃?dòng)系統(tǒng)原理圖一張（3號(hào)圖紙，包括工作循環(huán)圖和電磁鐵動(dòng)作順序表）。</p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　一臺(tái)專用銑床的銑頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率N= 7.5KW ，銑刀直徑

14、D=120mm，轉(zhuǎn)速n=350rpm，工作臺(tái)重量G1=4000N，工件及夾具重量G2=1500N，工作臺(tái)行程L=400mm，（快進(jìn)300mm，工進(jìn)100mm）快進(jìn)速度為4.5m/min，工金速度為60～1000mm/min，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)和加速（減速）時(shí)間t=0.05s，工作臺(tái)用平導(dǎo)軌，靜摩擦系數(shù)fs=0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)fd=0.1。設(shè)計(jì)其液壓控制系統(tǒng)。</p><p>　　二．負(fù)載——工況分析</p>

15、<p><b>　　1. 工作負(fù)載</b></p><p><b>　　2. 摩擦阻力</b></p><p><b>　　3. 慣性負(fù)荷</b></p><p>　　查液壓缸的機(jī)械效率，可計(jì)算出液壓缸在各工作階段的負(fù)載情況，如下表表1所示：</p><p>　　表

16、1 　液壓缸各階段的負(fù)載情況</p><p>　　三．繪制負(fù)載圖和速度圖</p><p>　　根據(jù)工況負(fù)載和以知速度和及行程S，可繪制負(fù)載圖和速度圖，如下圖（圖1、圖2）所示：</p><p><b>　　圖1(負(fù)載圖)</b></p><p><b>　　圖2（速度圖）</b></p>

17、<p>　　四．初步確定液壓缸的參數(shù)</p><p>　　1． 初選液壓缸的工作壓力。</p><p>　　查各類液壓設(shè)備常用工作壓力初選，</p><p>　　2．計(jì)算液壓缸尺寸。</p><p>　　選用差動(dòng)液壓缸，無(wú)桿腔與有桿腔的有效面積為；回油路上有背壓閥或調(diào)壓閥，取背壓;回油管路壓力損失。</p><

18、;p>　　按JB2183—77取標(biāo)準(zhǔn)值 D=50mm</p><p><b>　　活塞桿的直徑為：</b></p><p>　　由此求得液壓缸的實(shí)際有效工作面積</p><p>　　3．液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率的計(jì)算值如下表2所示：</p><p>　　表2 液壓缸所需的實(shí)際流量、壓力和功率<

19、/p><p>　　五、制定液壓回路的方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p><b>　　制訂液壓回路方案</b></p><p>　?、儆驮葱褪郊皦毫刂?工況圖表明，系統(tǒng)的壓力和流量均較小，故可采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的單定量泵供油油源和溢油閥調(diào)壓方案，如圖3-10所示。</p><p>　?、谡{(diào)速回路 銑床加工零件時(shí)，有順銑

20、和逆銑兩種工作狀態(tài)，故選用單向調(diào)速閥的回油節(jié)流調(diào)速回路（見(jiàn)圖3-11）。由于已選用節(jié)流調(diào)速回路，故系統(tǒng)必然為開(kāi)式循環(huán)。</p><p>　　③換向回路與快速運(yùn)動(dòng)回路及換接方式 換向回路選用三位四通“O”型中位機(jī)能的電磁換向閥實(shí)現(xiàn)液壓缸的進(jìn)退和停止（見(jiàn)圖3-12）。采用二位三通電磁換向閥實(shí)現(xiàn)液壓缸快進(jìn)時(shí)的差動(dòng)連接（見(jiàn)圖3-13）。</p><p>　　由于本機(jī)床工作部件終點(diǎn)的定位精度無(wú)特殊要

21、求，故采用行程控制方式即活動(dòng)擋塊壓下電氣行程開(kāi)關(guān)，控制換向閥電磁鐵的通斷電以及死擋鐵即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向和速度換接。</p><p>　?、茌o助回路 在液壓泵進(jìn)口設(shè)置一過(guò)濾器以保證吸入液壓泵的油液清潔；出口設(shè)一單向閥以保護(hù)液壓泵，在該單向閥與液壓泵之間設(shè)一壓力表及其開(kāi)關(guān)，以便液壓閥調(diào)壓和觀測(cè)（見(jiàn)圖3-14）。</p><p>　　在制定各液壓回路方案的基礎(chǔ)上，經(jīng)整理所組成的液壓系統(tǒng)原理圖如圖3

22、-15所示。由電磁鐵動(dòng)作順序表（圖中附表）容易了解系統(tǒng)的工作原理及各工況下的油液流動(dòng)路線。</p><p>　　圖4為所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)圖。</p><p><b>　　六．選擇液壓元件</b></p><p>　　1．確定液壓泵的容量及電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　?。?）液壓泵的工作壓力和流量計(jì)算。</p>

23、<p>　　進(jìn)油路的壓力損失取，回路泄露系數(shù)取，則液壓泵的最高工作壓力和流量為：</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)查泵的產(chǎn)品目錄，選用ＹＢ－６型定量葉片泵。</p><p>　　（2）確定驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率。</p><p>　　由工況圖表明，最大功率出現(xiàn)在快退階段，液壓泵總效率η＝0.75,則電動(dòng)機(jī)功率為：</p><p>&

24、lt;b>　　２．控制閥的選擇</b></p><p>　　根據(jù)泵的工作壓力和通過(guò)各閥的實(shí)際流量，選取各元件規(guī)格，如表３所示。</p><p>　　格表3 各元件的規(guī)格</p><p><b>　　3．確定油管直徑</b></p><p>　　進(jìn)出液壓缸無(wú)桿腔的流量，在快退和差動(dòng)工況時(shí)為，所以管道流量按

25、計(jì)算。取壓油管流速</p><p><b>　　，取內(nèi)徑為的管道。</b></p><p>　　吸油管的流速，通過(guò)流量為，則</p><p><b>　　，取內(nèi)徑為管道。</b></p><p>　　確定管道尺寸應(yīng)與選定的液壓元件接口處的尺寸一致。</p><p><b

26、>　　4．確定油箱容積</b></p><p>　　七． 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算</p><p>　　１． 液壓系統(tǒng)的效率</p><p><b>　?。ń?jīng)計(jì)算，）</b></p><p>　　取泵的效率，液壓缸的機(jī)械效率，回路效率為：</p><p><b>　　當(dāng)工進(jìn)

27、速度為時(shí)，</b></p><p><b>　　當(dāng)工進(jìn)速度為時(shí)，</b></p><p>　?。玻?液壓系統(tǒng)的溫升</p><p>　　（只驗(yàn)算系統(tǒng)在工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱和溫升）定量泵的輸入功率為：</p><p>　　工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)的效率，系統(tǒng)發(fā)熱量為：</p><p>　　取散熱系數(shù)，油箱散

28、熱面積時(shí)，</p><p>　　計(jì)算出油液溫升的近似值：</p><p><b>　　，固合理。</b></p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　一個(gè)星期的時(shí)間，課程設(shè)計(jì)終于完成了。在這個(gè)過(guò)程中我對(duì)書本有了更深的了解，學(xué)到了很多有價(jià)值東西，能達(dá)到這樣的效果是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過(guò)我

29、的老師，幫助過(guò)我的同學(xué)，一直支持著我的家人對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意！ </p><p>　　感謝我的室友及班級(jí)好友，因?yàn)橛心銈兊膸椭?，我的課程設(shè)計(jì)得以順利完成。我們之間相互探討，相互激勵(lì)，使我總能攻克困難。在我不開(kāi)心的時(shí)候，你們總會(huì)安慰我，我開(kāi)心的時(shí)候總能有你們陪伴，我不會(huì)忘記，謝謝你們！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>

30、;</p><p>　　[1]上海市職業(yè)技術(shù)教育課程改革與教材建設(shè)委員會(huì)組編.液氣壓傳動(dòng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.9</p><p>　　[2]章宏甲.液壓與氣壓傳動(dòng).第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[3]許福玲. 液壓與氣壓傳動(dòng). 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001.</p><p>　　[4]張世偉.