液压课程设计说明书分析.doc

(完整word版)液压课程设计说明书分析
目 录
摘要------------------------------------------------------------------1
引言------------------------------------------------------------------2
1液压系统原理图的拟定-------------------------------------------------3
1.1设计任务-----------------------------------------------------------3
1.2选择供油方式-------------------------------------------------------3
1.3选择调速方式-------------------------------------------------------3
1.4回油路组合成系统---------------------------------------------------4
2. 设计计算------------------------------------------------------------4
2.1运动情况分析-------------------------------------------------------4
2.2初定系统压力-------------------------------------------------------7
3.液压元件的计算和选择-------------------------------------------------8
3.1液压缸尺寸及其流量-------------------------------------------------8
3.2 液压元件的选择---------------------------------------------------11
总结------------------------------------------------------------------13
参考文献--------------------------------------------------------------14

16

摘要
本文首先对液压系统进行工况分析，通过分析计算，绘制速度、负载循环图，初步选定液压缸工作压力，并计算液压缸工作尺寸以及各阶段流经液压缸的流量；其次更具液压系统供油方式、调速方式、速度换接方式以及回路的选择拟定液压系统图，并对系统工作状态进行分析；再次通过对流通各元件的流量的计算，合理选择液压系统元件；最后通过对液压系统进行性能分析，达到要求。
组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。
组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。我国的液压工业开始于上个世纪50年代，其产品最初应用于机床和锻压设备，后来又用于拖拉机和工程机械。自1964年开始从国外引进液压元件生产技术，同时自行设计液压产品以来，我国的液压件生产已经形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。目前，我过机械工业在认真消化，推广从国外引进的先进液压技术的同时，大力研制开发国产液压元件新产品和经济性能具有重要意义。

关键词：
液压系统；回路；组合机床；液压阀。

引言
组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件的一种高效的专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方法，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序。生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床的通用部件的标准件的标准件约占70%-80%，这些部件是系列化的，可以进行批量生产，其余20%-30%的专用部件是由被加工的形状，轮廓尺寸，工艺和工序来决定的。作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。
本次课程设计将以卧式组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该卧式组合机床动力滑台液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统和工件夹紧与松开系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。
液压系统在组合机床上主要是用于实现工作台的直线运动和回转运动，如图1所示，如果动力滑台要实现一次进给，则动力滑台要完成的动作循环通常包括：夹紧®快进®工进®快退®松开。

1液压系统原理图的拟定
1.1设计任务
设计一台卧式组合机床，其液压系统要完成的工作循环是：夹紧-快进—工进—快退—松开。最大切削力10000N,工进能在（0.33-1.6）m/min范围内进行无级调速。快进速度3.5m/min,机床启动时间0.2s。运动件自重4000N，工进行程50mm。其余参数自定。
设计任务：
1.绘液压系统原理图一张。
2.绘液压缸装配图一张。
3.设计说明书3000字。
1.2选择供油方式
该机床在工作进给时负载较大，且速度较低，而在快进快退时负载较小，速度较高，从节省能量，较少发热考虑，现采用变量叶片泵。
1.3选择调速方式
进给速度的控制一般采用节流阀，根据机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定的要求的特点，决定采用单向调速阀组成的节流调速回路。
1.4回油路组合成系统

2.设计计算
2.1运动情况分析
2.1.1运动情况分析
工作循环式：快进→工进→快退。

2.1.2负载计算：
工作负载 =10000N
静摩擦阻力 =G*=0.24000N=800N
动摩擦阻力 Ffd=G*=0.14000N=400N
惯性负载 Fa===1190.48N
表1 工作循环计算公式
工况
计算公式
缸的负载F
(N)
缸的推力F/ηCM （N）
启动

800
888.89
加速

1590.48
1767.19
快进

400
444.44
工进

10400
11555.56
快退

400
444.44
注：①ηCM—缸的机械效率 取ηCM=0.9
　　②－静摩擦系数　　　　取＝0.2
－动摩擦系数　　　　取＝0.1
2.1.3绘制液压缸负载图和速度图
速度图已知数据 0.0583m/s，=50mm，共进速度为0.0055-0.0267m/s。

2.2初定系统压力
由液压缸在各阶段工作负载值表可知，该机床液压系统的最大负载约为11555.56N，参考有关资料选择工作压力=3MPa。
鉴于快进和快退的速度相等，液压缸可选用档案活塞式液压缸，并在快进时采用差动连接，在这种情况下液压缸的无杆腔工作面积应该为有杆腔工作面积的2倍，即活塞杆的直径d与缸筒直径D的关系为d=0.7D。
在工作时，液压缸回路上必须有背压，为防止滑台突然前冲，根据资料取=0.6MPa，快进时液压缸工作采用差动连接，但由于油管内有压力降△P的存在，有杆腔的压力应该大于无杆腔的压力，计算时取△P=0.5MPa，快退时回油腔中有背压，这时按0.5MPa估算。

3.液压元件的计算和选择
3.1液压缸尺寸及其流量
3.1.1液压缸的尺寸
根据 F/=
得
得 A1=42.8cm²

∴D=7.38cm
∴d=0.7D=5.17cm
按照国家标准可查的：D=8cm d=5.6cm
表2 液压缸内径尺寸系列（GB2348-80）
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
320
400
500
630

表3 活塞杆外径系列（GB2348-80）
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
100
110
125
140
160
180
200
220
250
280
320
360
400

无杆腔面积：=50.3cm²
有杆腔面积：=25.64cm²

3.1.2求液压缸的最大流量
表4液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值
工作阶段
计算公式
推力
F（N）
回油腔压力
P2（MPa）
工作腔压力
P1（MPa）
输入流量
q（L/min）
输入功率
P（KW）
快进启动

888.89

0

0.88
——
——
快进加速

1767.19

1.74
1.24
——
——
快进恒速

444.44

1.20

0.7

8.631
0.205

工进

11555.56

0.6

2.6

1.66--8.05

0.072--
0.349

快退启动

888.89
0

0.35
——
——
快退加速
1767.19
0.5

1.67
——
——
快退恒速
444.44
0.5

1.15

8.974
-------

注：1.差动连接时，液压缸的回油口到进油口之间的压力损失。

3.2 液压元件的选择
3.2.1选择液压泵与电动机
液压缸在整个工作循环中的最大工作压力P1=2.6MPa，取进油路压力损失为 ∑p=0.5MPa，其中暴扣换向阀和油管与各远见的连接处的压力损失，即液压缸的最大工作压力应满足Pp=P1+∑p，即Pp≥P1+∑p=2.6+0.5MPa=3.1MPa。
注： Pp 液压泵最大工作压力；
P1执行元件最大工作压力；
∑p——进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取0.2~~0.5MPa，复杂系统选取0.5~1.5MPa，本例中去0.5MPa。
液压缸在整个工作循环中的最大输油量q=8.974L/min，系统泄漏等情况的保险系数K取1.1，故得到QP ≥K（∑q）max=1.1×8.974L/min=9.87L/min。
注：QP液压泵最大工作流量
（∑q）max—— 同时动作的各个执行元件所需要的流量的和的最大值，如果这时溢流阀正在进行工作，尚需加溢流阀的最小流量2~3L/min。
K——系统漏油系数，一般取1.1~1.3。
参照《涌振液压》选取型号为VPVC-F12-A2-02A液压泵。参数如下表:
型号
流量（L/min）
最大压力（bar）
调压范围（bar）
最大转速(r/min)
最小转速（r/min）
VPVC-F12-A2-02A
12
70
15-35
1800
800

驱动电动机功率不小于1.63KW。
参照《液压传动课程设计知道书》选择电动机型号为Y100L1-4,气额定功率为2.2KW，额定转速1430r/min。
3.2.2选择液压阀
其它阀类及辅件见表
序号
名称
型号及规格
1
液压泵
VPVC-F12-A2-02A
2
电动机
Y100L1-4
3
溢流阀
RF-G02-1-31
4
调速阀
FCG-03-30-N-30
5
压力表
G60LM-10-MP-10
6
二位二通电磁换向阀
ZQDF-32B
7
三位四通电磁换向阀
34DFY-F10B
8
单向阀
CL-T03-05-10
3.2.3液压油箱容积的确定
本例中液压系统，取油箱的容量为200L的油箱。

总 结
本次设计所作的主要工作是组合钻床的总体设计及其多轴箱设计。在设计过程中，主要进行了资料收集、零件工艺分析确定加工方案、组合机床总体设计、多轴箱设计、论文撰写等工作。在设计的过程中，遇到了不少困难。但在老师和各位同学的积极帮助下，许多问题都得以顺利解决。
通过这次设计使自己的对知识掌握更加牢固。对液压系统的设计过程和工作 情况有了一定的了解。 熟悉了液压系统的各种元件的工作原理和具体 的使用要求，以及在具体环境下的元件的选择应该注意的一些问题。使自己在书本上所学到的知识在实践中的到灵活运用，同时认识到了理论与实践相结合的重要性。
本组合机床类型为单工位双面卧式钻孔组合机床，加工效率较高，且多个孔一次走刀即加工成形，能够较好的保证其位置精度。主轴箱、滑台侧底座、中间底座等均为标准件，可反复多次利用。因没有进行过实地的工厂参观，各类通用部件也因没见过实物而没有一个整体的印象，所以在进行中间底座、侧底座等方面的选择时，有选择型号过大而造成浪费的现象出现。希望在以后的工作中，能多加改进，以设计出更合理、更实用、更简便的产品。

参考文献
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[2] 杨培元.朱福元.液压系统设计简明手册.北京:机械工程出版社，2004；
[3] 李壮云，葛宜远。 液压元件与系统。北京：机械工业出版社 2004；
[4] 姜继海，高常识. 气压与液压传动 北京： 高等教育出版社， 2008；
[5] 张利平. 液压气动技术速查手册. 北京： 化学工业出版社， 2007；
[6] 杨培元. 液压系统设计简明手册. 北京： 机械工业出版社， 2003；
[7] 张世伟.液压系统的计算与结构设计.银川:宁夏人民出版社，1992；
[8] 王守城，段俊勇. 液压元件及选用. 北京： 化学工业出版社， 2007；
[9] 成大先. 机械设计手册. 北京： 冶金工业出版社， 2003；
[10] 王文斌. 机械设计手册. 北京： 化学工业出版社， 2007；
[11]涌镇实业股份有限公司 涌镇液压 2007;