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专用铣床液压系统设计计算说明书


一.设计目的、要求及题目 ........................................................................................................... 2 ㈠设计的目的..............................................................

..................................................................... 2 ㈡设计的要求........................................................................................................................... 2 (3)设计题目......................................................................................................................... 2 二.负载——工况分析................................................................................................................... 3 1. 工作负载.............................................................................................................................. 3 2. 摩擦阻力.............................................................................................................................. 3 3. 惯性负荷.............................................................................................................................. 3 三.绘制负载图和速度图............................................................................................................... 4 四.初步确定液压缸的参数 ........................................................................................................... 5 1. 初选液压缸的工作压力。 ............................................................................................... 5 2.计算液压缸尺寸。 ............................................................................................................. 5 3.液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表 ................................. 6 4.绘制液压缸的工况图(图 3) .......................................................................................... 7 五.拟定液压系统图....................................................................................................................... 7 1.选择液压基本回路 ............................................................................................................. 7 2.组成系统图......................................................................................................................... 8 六.选择液压元件........................................................................................................................... 9 1.确定液压泵的容量及电动机功率 ..................................................................................... 9 2.控制阀的选择................................................................................................................... 9 3.确定油管直径................................................................................................................... 10 4.确定油箱容积................................................................................................................... 10 七. 液压系统的性能验算 ........................................................................................................... 10 1. 液压系统的效率 ......................................................................................................... 10 2. 液压系统的温升 ......................................................................................................... 11 心得与致谢..................................................................................................... 错误!未定义书签。 参考文献......................................................................................................................................... 12

1

一.设计目的、要求及题目
㈠设计的目的
液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节, 通过该教学环节, 要求达到以 下目的: 1.巩固和深化已学知识, 掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤, 培养学生工程设计 能力和综合分析问题、解决问题能力; 2.正确合理地确定执行机构,选用标准液压元件;能熟练地运用液压基本回路、组合成 满足基本性能要求的液压系统; 3.熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生 在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD 技术等方面的基本技能进 行一次训练,以提高这些技能的水平。

㈡设计的要求
1.设计时必须从实际出发,综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可 以用简单的回路实现系统的要求,就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样,在安 全性、方便性要求较高的地方,应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件,不能单独考虑 简单、经济; 2.独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料,但必须深入理解,消化后再 借鉴。不能简单地抄袭; 3.在课程设计的过程中, 要随时复习液压元件的工作原理、 基本回路及典型系统的组成, 积极思考。不能直接向老师索取答案。 4.液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。 具体题目 由指导老师分配,题目附后; 5.液压传动课程设计一般要求学生完成以下工作: ⑴设计计算说明书一份; ⑵液压传动系统原理图一张(3 号图纸) 。

(3)设计题目
一台专用铣床的铣头驱动电机的功率 N= 7.5KW ,铣刀直径 D=120mm,转速

2

n=350rpm, 工作台重量 G1=4000N, 工件及夹具重量 G2=1500N, 工作台行程 L=400mm, (快 进 300mm,工进 100mm)快进速度为 4.5m/min,工金速度为 60~1000mm/min,其往复运 动和加速(减速)时间 t=0.05s,工作台用平导轨,静摩擦系数 fs=0.2,动摩擦系数 fd=0.1。 设计其液压控制系统。

二.负载——工况分析
1. 工作负载

2. 摩擦阻力

3. 惯性负荷

查液压缸的机械效率 ?cm ? 0.9 ,可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况,如下表表 1 所示:

3

表1

液压缸各阶段的负载情况

工 启 加 快 工 快

况 动 速 进 进 退

负载计算公式

液压缸负载 F / N 1100 1390.98 550 3960.46 550

液压缸推力/N 1222.22 1545.53 611.11 4400.51 611.11

F=Ffj
F=Ffd ? Fg

F=F fd
F=Ffd ? Fw

F=F fd

三.绘制负载图和速度图
根据工况负载和以知速度 v1 和 v2 及行程 S,可绘制负载图和速度图,如下图(图 1、 图 2)所示:

图 1(负载图)

4

图 2(速度图)

四.初步确定液压缸的参数
1. 初选液压缸的工作压力。
查各类液压设备常用工作压力初选

p1 ? 30 ?105 Pa
2.计算液压缸尺寸

5

3.液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表 表 2 所示:

表 2 液压缸所需的实际流量、压力和功率 回油腔压 负载 工况 力 进油腔压 力 输入流量 计算公式 输入功率

QJ (L/min) /

F/N
启动 快 进 恒速 611.11

p ?105 / Pa


p ?105 / Pa
12.7 —

P / kW

1222.22

p ? p1 ? ?p
加速 1545.53 21.27 —

p1 ?

F ? A2 ?P A1 ? A2

?p ? 5 ?p ? 5
11.56 4.33 0.08

Q ? 1 -A 2)v1 (A P ? p1 ? Q
F ? p2 A2 A1

p1 ?

1.96~ 工进 4400.51 8 26.5 0.12 0.086

Q ? A1v2 P ? p1 ? Q

启动 快 退 恒速 加速

1222.22 1545.53



12.2 25.24

— — 0.119

p1 ?

F ? p2 A1 A2

?p ? 5 ?p ? 5

Q ? A2 v P ? p1 ? Q

611.11

15.91

4.5

6

4.绘制液压缸的工况图(图 3)

五.拟定液压系统图
1.选择液压基本回路
从工况图可知:该系统的流量、压力较小,可选用定量泵和溢流阀组成的供油源, 如图 a 所示。铣床加工有顺锉和逆锉之分,宜采用出口节流调速,具有承受负切削 的能力,如图 b 所示。考虑到工作进给时负载大、速度低,而快进、快退行程中负 载小、速度快,所以采用由换向阀联通的差动快速回路,如图 c 所示。根据一般专 用铣床的要求不高,采用电磁阀的快慢换接回路,其特点是结构简单。选用简便的 电气行程开关和挡铁控制行程方式,如图 d 所示。

(a)

(b)
7

(c) 2.组成系统图

(d)

为了实现工作台快退选用具单向阀的调速阀,图 4 为所设计的液压系统图。

8

六.选择液压元件
1.确定液压泵的容量及电动机功率 (1) 液压泵的工作压力和流量计算。

根据上述计算数据查泵的产品目录,选用YB-6型定量叶片泵。

(2)确定驱动电动机功率。

2.控制阀的选择
根据泵的工作压力和通过各阀的实际流量,选取各元件的规格, 如表3所示。
格表 3 各元件的规 序号 1 2 3 4 5 6 7 元件名称 定量叶片泵 溢流阀 三位四通电磁阀 单向调速阀 二位三通电磁阀 单向阀 过滤器 最大通流量/(L/min) 6 6 6 6 6 6 6 型号规格 YB-6 6 ? 63 Y—10B 10 ? 63 34D—10B QI—10B 23D—10B I—10B XU—B 16 ?100

9

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. 液压系统的效率

10

2.

液压系统的温升

11

心得与致谢
经过一个星期的努力,课程设计终于完成了。在这个过程中我对书本有了更深的了解, 学到了很多有价值东西,能达到这样的效果是所有曾经指导过我的老师,帮助过我的同学, 一直支持着我的家人对我的教诲、帮助和鼓励的结果。我要在这里对他们表示深深的谢意! 首先,要特别感谢我的指导老师,老师渊博的专业知识,严谨的治学态度,朴实无华、 平易近人的人格魅力对我影响深远。 使我对完成这门课程设计有了很大的兴趣, 同时明白许 多待人接物与为人处世的道理。 其次, 要感谢襄樊学院所有曾经为我们机械系 2009 级汽车服务专业任课的老师, 老师们 教会我的不仅仅是专业知识,更多的是对待学习、对待生活的态度。 第三,感谢我的父母亲,你们是我力量的源泉,只要有你们,不管面对什么样的困难, 我都不会害怕,谢谢你们对我的支持与鼓励! 再次,感谢我的室友及班级好友,因为有你们的帮助,我的课程设计得以顺利完成。我 们之间相互探讨,相互激励,使我总能攻克困难。在我不开心的时候,你们总会安慰我,我 开心的时候总能有你们陪伴,我不会忘记,谢谢你们! 最后对老师,同学和家人再次致以我最衷心的感谢!教导过我的老师,你们的人格魅力 永记我心间。 身边的同学和朋友, 有你们, 我的大学才算完整。 有了你们我的生活更加精彩。

参考文献

[1]杨培元 [2]左建民

朱福元

《液压系统设计简明手册》 机械工业出版社

机械工业出版社

《液压与气压传动》

12


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