專(zhuān)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(zhuān)用銑床</p><p>　　系 、班級(jí)：電子信息工程系08機(jī)械四班</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　

2、　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>　?。?）設(shè)計(jì)題目3</b></p><p>　　二．負(fù)載——工況分析4</p><p&g

3、t;<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．初步確定液壓缸的參數(shù)6</p>&

4、lt;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>　　4．繪制液壓缸的工況圖（圖3）9</p><p>　　五．?dāng)M定液壓系統(tǒng)圖9</p><p>　　1．選擇液壓基本

5、回路9</p><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>　　２．控制閥的選擇11</p><p>　　3．確定油管直徑12</p><p>　　4．確定油箱容積12</

6、p><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>　?。玻?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><

7、;p>　　一．設(shè)計(jì)目的、要求及題目</p><p><b>　?、逶O(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)能力和綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力； </p

8、><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(mǎn)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><p><b>

9、;　　㈡設(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)。設(shè)計(jì)時(shí)可以收集、參考同類(lèi)機(jī)械的資料，但必須

10、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.液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生完成以下工作

11、：</p><p>　?、旁O(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)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(zhuān)用銑床的銑頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率N= 7.5KW ，銑刀直徑D=120mm，轉(zhuǎn)速n=350rpm，工作

12、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><p><b>　　

13、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1 　液壓缸各階段的負(fù)載情況</p&

14、gt;<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><p>　　四．初步確定液壓

15、缸的參數(shù)</p><p>　　1． 初選液壓缸的工作壓力。</p><p>　　查各類(lèi)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><p>　　按JB2183—77取標(biāo)準(zhǔn)

16、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</p><p>　　4．

17、液壓缸的工況分析</p><p>　　選擇調(diào)速回路 由圖1可知，這臺(tái)機(jī)床液壓系統(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。為防止銑完工作時(shí)負(fù)載突然消失引起運(yùn)動(dòng)部件前沖，在回油路上加被壓閥。由于系統(tǒng)選用節(jié)流調(diào)速方式，系統(tǒng)必然為開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)。</p><p>　?。?）選擇油源形式 從工況圖可以清楚看出，在工作循環(huán)內(nèi)，液壓缸要求油源提供快進(jìn)、快退行程

18、的低壓大流量和工進(jìn)行程的高壓小流量的油液。最大流量與最小流量之比 =0.4/(1.58×10-2)≈25：其相應(yīng)的時(shí)間之比(t1+t2)/t2=(3.3+5.3)/90=0.096。這表明在一個(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)省能量角度看來(lái)，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?？紤]到前者流量突變時(shí)液壓沖擊較大，工作平穩(wěn)性差，且后者可雙泵同時(shí)向液壓缸供油實(shí)現(xiàn)快

19、速運(yùn)動(dòng)，最后確定選用雙聯(lián)葉片泵方案。</p><p>　?。?）選擇快速運(yùn)動(dòng)和換向回路 本系統(tǒng)已選擇液壓缸差動(dòng)連接和雙泵供油兩種快速運(yùn)動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)?？紤]到從工進(jìn)轉(zhuǎn)快退時(shí)回油路流量較大，故選用換向時(shí)間可調(diào)的電液換向閥式換向回路，以減小液壓沖擊。由于要實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)連接，所以選用三位五通電液換向閥。</p><p>　?。?）選擇速度換接回路 由于本系統(tǒng)滑臺(tái)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)時(shí)，速度變化大(

20、v1/v2=4.5/0.1≈45)，為減少速度換接時(shí)的液壓沖擊，選用行程閥控制的換接回路。</p><p>　?。?）選擇調(diào)壓和卸荷回路 在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問(wèn)題都已基本解決。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調(diào)定，無(wú)需另調(diào)壓回路。在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低壓大流量泵通過(guò)夜空順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺(tái)停止時(shí)雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需要再設(shè)卸荷回路。</p>

21、<p>　　圖3 整理后的液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理，如圖3所示。在圖3中，為了解決滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)進(jìn)、回油路串通使系統(tǒng)壓力無(wú)法建立的問(wèn)題，增設(shè)了單向閥6。為了避免機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，圖中添置了一個(gè)單向閥13。圖中增設(shè)了一個(gè)壓力繼電器14。當(dāng)滑臺(tái)碰上死擋塊后，系統(tǒng)

22、壓力升高，它發(fā)出快退信號(hào)，操縱電液換向閥換向。</p><p>　?。ㄋ模?計(jì)算和選擇液壓件</p><p>　　1. 確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　　（1） 計(jì)算液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　小流量泵在快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)都向液壓缸供油，由表7可知，液壓缸在工進(jìn)時(shí)工作壓力最大，最大工作壓力為p1=3.86MPa,如在調(diào)

23、速閥進(jìn)口節(jié)流閥調(diào)速回路中，選取進(jìn)油路上的總壓力損失∑△p=0.6 MPa，考慮到壓力繼電器的可靠動(dòng)作要求壓差△pe=0.5MPa，則小流量泵的最高壓力估算為</p><p>　　≧p1+∑△p+△ =3.86+0.6+0.5=4.96 MPa</p><p>　　大流量泵只在快進(jìn)和快退時(shí)向液壓缸供油，由表7可見(jiàn)，快退時(shí)液壓缸的工作壓力為，比快進(jìn)時(shí)大，考慮到快退時(shí)進(jìn)油不通過(guò)調(diào)速閥，故其進(jìn)油路

24、壓力損失比前者小，現(xiàn)取進(jìn)油路上的總壓力損失，則大流量泵的最高工作壓力估算為</p><p>　?。?）計(jì)算液壓泵的流量</p><p>　　由表7可知，油源向液壓缸輸入的最大流量為0.3，若取回油泄漏系數(shù)，則兩個(gè)泵的總流量為</p><p>　　≧K =1.1×0.4× =0.44× =26.4L/min</p><

25、p>　　考慮到溢流閥的最小穩(wěn)定流量為3L/min，工進(jìn)時(shí)流量為1.58× __D_Dd，則小流量泵的流量最少應(yīng)為3.96L/min。</p><p>　?。?）確定液壓泵的規(guī)格和電動(dòng)機(jī)功率</p><p>　　根據(jù)以上壓力和流量數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，并考慮液壓泵存在容積損失，最后確定選取PV2R12-6/33型雙聯(lián)葉片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分別為6Ml/r和33mL/

26、r,當(dāng)液壓泵的轉(zhuǎn)速時(shí)，其理論流量分別為5.6L/min和31L/mL/r，若取液壓泵容積效率 ____D_Dd__</p><p>　　=（6×940×0.9/1000+33×940×0.9/1000）L/min</p><p>　　=(5.1+27.9) L/min=33 L/min</p><p>　　由于液壓缸在快退時(shí)

27、輸入功率最大，若取液壓缸總效率，這時(shí)液壓泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為</p><p>　　P≥ = KW=1.19KW</p><p>　　根據(jù)此數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，選用規(guī)格相近的Y100L-6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為1.5KW，額定轉(zhuǎn)速為940r/min。</p><p><b>　　五．?dāng)M定液壓系統(tǒng)圖</b></p><p>　

28、　1．選擇液壓基本回路</p><p>　　從工況圖可知：該系統(tǒng)的流量、壓力較小，可選用定量泵和溢流閥組成的供油源，如圖a所示。銑床加工有順?shù)S和逆銼之分，宜采用出口節(jié)流調(diào)速，具有承受負(fù)切削的能力，如圖b所示。考慮到工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載大、速度低，而快進(jìn)、快退行程中負(fù)載小、速度快，所以采用由換向閥聯(lián)通的差動(dòng)快速回路，如圖c所示。根據(jù)一般專(zhuān)用銑床的要求不高，采用電磁閥的快慢換接回路，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。選用簡(jiǎn)便的電氣行程開(kāi)關(guān)

29、和擋鐵控制行程方式。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)快退選用具單向閥的調(diào)速閥，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><p>　　進(jìn)油路的壓

30、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>　?。ǎ玻┐_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</p><p>　　效率η＝0.75,則電動(dòng)機(jī)功率為：</p><p

31、><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

32、管道流量按計(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>

33、<b>　　4．確定油箱容積</b></p><p>　　七． 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算</p><p>　?。保?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>

34、　　當(dāng)工進(jìn)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

35、數(shù)，油箱散熱面積時(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(shū)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

36、經(jīng)指導(dǎo)過(guò)我的老師，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业恼n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)<

37、/b></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