动力滑台的液压控制.doc

《液压与气压课程设计》报告
题 目
动力滑台得液压控制
专 业
机械设计制造及其自动化
班 级
机制1011
姓 名
石立志
学　　　号
2010１１615８
2０１3年 ９ 月 15 日
目录
第一章 设计任务及工况分析………………………………………1
　　　　 　 1.1 设计任务
　 　 1、２ 工况分析
　 　　 　 １、3 负载分析
1。4　运动时间
１。５液压缸在各阶段得负载与推力
第二章 确定系统得主要参数………………………………………4
２。1 初液压缸工作压力
2、2 计算液压缸得尺寸

2.3液压在各个阶段得压力。流量与功率值　
第三章 　拟定系统原理图……………………………………………6
3。1系统原理图
3、2电磁阀动作表
3、３ 液压缸工况图
第四章 计算与选择液压器件………………………………………8
4、1 确定液压缸得型号及电动机功率
4。2确定其它元件及辅件
第五章 　小结及参考文献……………………………………………10
5.１　小结
5.2　参考文献
ﻬ第一章 　设计任务及工况分析
1。１设计任务
设计单面多轴钻孔组合机床,动力滑台得工作循环就是:快进-—工进——快退——停止。液压系统得主要性能参数要求如下,轴向切削力为240００Ｎ滑台移动部件总质量为510kg;加、减速时间为0、2ｓ;采用平导轨,静摩擦系数为0.２,动摩擦系数为0.1,;快进行程为20０ｍｍ,工进行程为1０0mm,快进与快退速度相等,均为 3.5m/min,工进速度为　30～40mm／ｍin。工作时要求运动平稳,且可随时停止运动。试设计动力滑台得液压系统。
1,工作循环图

2,速度循环图

3,负载循环图

1、3 负载分析
(1)工作负载
即轴向切削力FL=24000 N
(2)摩擦负载
1,静摩擦力
Ffs=UsG=0、2Ｘ510Ｘ10=1020 N
2,动摩擦力
Fld=UdG=0、1X510X10=510 N

(3)惯性负载
Fa=ma=510X3、5/12=149 N

1、4 运动时间
快进 L1/v1 = 3、4 s
工进 L2/v2 = 171、4 s
快退 (L1+L2)/v3= 5、1 s
1、2 运动分析
工作循环为快进ﻩ工进ﻩ快退
F
V
S
S
快进
工进
快退
1.5液压缸在各阶段得负载与推力
因为液压缸受力还有密封阻力一般用机械效率来表示,所以设液压缸得机械效率n=0、９得出液压缸在各工作阶段得负载与推力,如表1所列
　　 　　　 　表1 　液压缸在各工作阶段得负载与推力
工 况
负载组成
液压缸负载F/Ｎ
液压缸推力F=F/n／N
启 动
F＝
1020
1１３3、33
加　 速
F= +Ｆa
6５9
７３2、2２
快 　 进
F＝
5１0
566、66
工 进
F= +　FL 
２45１0
27233。３3
反向启动
F=
1020
１133、３３
加 　 速
F=+Fa
６59
732。22
快 　 退
F=
5１0
566、66
根据液压缸在上述各阶段内得负载与运动时间,即可绘制出负载循环图F-t与速度循环图V=t,如上图所示。
第二章　　确定系统得主要参数
2、1 初液压缸工作压力
所设计得动力滑台在工进时负载最大,其她工况负载都不太高,参考表４、２,初选液压缸得工作压力Ｐ１=4Mpａ
表4。2按负载选择工作压力
负载/ ＫＮ
<5
5～10
１0～20
20~30
30~50
〉50
工作压力/MPａ
< ０、８～１
１、５～2
2。5～3
3~4
4~5
≥５
2。２　计算液压缸得尺寸
鉴于动力滑台快进与快退速度相等,这里得液压缸可选单杆式差动液压缸(),快进时液压缸差动连接. 工进时为防止孔钻通时突然消失发生前冲现象,液压缸得回油腔应有背压,查表选背压力Ｐ２=0.５Mpa
由P１A1—Ｐ２A2＝Ｆ/n得:

A1= = =80、7X10-4 M2

F
n(P1-P2/2)
27233、33
0、9X(4-0、5/2)X106

D= = = 0、102 m =102 mm

4A1
π
4x80、7x10-4
3、14

即活塞直径:
圆整查表得: D ＝ 10０ mm　 由A1=2A２ 得:d　=70、7 mm 查表取d ＝7０ mm
由此可求得液压缸得实际有效面积:
Ａ1=3.14X502X１0—6=7８.5X１０－４ 　ｍ2
A2＝3。1４X3５2x１0-6=４0。0Ｘ1０－４ m2
ﻬ2、３液压在各个阶段得压力.流量与功率值
工  况
计  算  公  式
负载
F(Ｎ)
回油腔
压力p/MP
流入流量qx1０/m/s
进油腔压力p１/MＰ
输入功率 Ｐ/kw
快进(差动)启动
P1=F0/(A1－A2)

1133。33
0、29
—
0、2９
—
加速
73２.22
０、19
—
0.1９
—
恒速
56666
0、14
０、2２４5
０.１4
0.07３
工进

27233。33
０、5
0。0０45
3、75
0、0166
快退启动
P２＝F0/A２

1133.33
0
-
0.48
-
加速
７32。22
0
—
0.38
-
恒速
56６。６6
0
0、23
0。34
0、079
注;液压缸差动连接得压力损失不计
ﻬ第三章 拟定系统原理图
1DT
2DT
3DT
3。１系统原理图如下
３、2　电磁阀动作表

1ＤT

2ＤＴ
３ＤT
快进
+
—
－
工进
+
—
+

快退
-
+
＋
停止
—
-
-
1． 快进:快进如图所示,按下启动按钮,电磁铁1DＴ通电,由泵输出地压力油经三位五通换向阀得左侧,这时得主油路为:
　　 　进油路:泵　→三位四通换向阀(1DT得电)→液压缸左腔。
　 　 回油路:液压缸右腔→二位三通换向阀→单向阀6→液压缸左腔。
2． 工进:减速终了时,挡块还就是压下,使3DＴ通电,这时油必须经调速阀才能会油箱,故进给量大小由调速阀调节,其主油路为:
进油路:泵 → 三位四通换向阀(1DT得电)→液压缸左腔、
回油路:液压缸右腔→二位三通换向阀→调速阀→油箱。
3． 快退:滑台工进结束后,使电磁铁1DＴ断电,2ＤT通电,这时三位四通换向阀接通右位,系统其主油路为:
进油路:泵 → 三位四通换向阀→单向阀→二位三通换向阀→液压缸右腔。
回油路:液压缸左腔→→三位四通换向阀→油箱。
t/s
p/MPa
q/(m、s)
t/s
P/kw
t/s
3。３ 液压缸得工况图
第四章 计算与选择液压器件
４、1 确定液压缸得型号及电动机功率
本设计所使用液压元件均为标准液压元件,只需确定各液压元件得主要参数与规格,然后根据现有得液压元件产品进行选择即可
　(1)　计算液压泵得最大工作压力:液压缸整个工作循环中最大工作压力为3。７5Mpa,由于该系统比较简单,所以取其总压力损失为０４Mｐa、所以液压泵得工作压力为;
Pp=(３。75+０。４)Mpa=４。15Mｐa
(2) 计算最大流量:在整个工作循环过程中,液压泵应向液压缸提供得最大流量出现在快退工作阶段,为１３。8　L/mｉn,若整个回路中总得泄漏量按液压缸输入流量得10%计算,则液压油源所需提供得总流量为:
qＰ=13。8X１.1Ｌ/min=1５、１8L/min
(3)叶片泵得选择:根据泵得最大工作压力与最大流量查表选择:YB1—１６型叶片泵
(４)电动机得选择:由于液压缸在快退时输入功率最大,取泵得总效率,则液压泵驱动电动机所需得功率为:0。079/0、75＝０、10５ＫＷ
通过查表选择电动机型号Y132M1－6型电动机。
4。２确定其它元件及辅件
(1) 确定油管
在选定了液压泵后,液压缸在实际快进、工进与快退运动阶段得运动速度、时间以及进入与流出液压缸得流量,与原定数差别不大,根据表中2.３数值,当油液在压力管中流速取３m/ｓ时,可算得与液压缸无杆腔与有杆腔相连得油管内径分别为:D=１３.2mm,取标准值１5mm;ｄ=１1。５ｍm取标准值12mm。
因此与液压缸相连得两根油管可以按照标准选用外径１5mm,内径1２mm得无缝钢管或高压软管、如果液压缸采用缸筒固定式,则两根连接管采用无缝钢管连接在液压缸缸筒上即可。如果液压缸采用活塞杆固定式,则与液压缸相连得两根油管可以采用无缝钢管连接在液压缸活塞杆上或采用高压软管连接在缸筒上。
(2)油箱得设计
油箱得主要用途就是贮存油液,同时也起到散热得作用,参考相关文献及设计资料,油箱得设计可先根据液压泵得额定流量按照经验计算方法计算油箱得体积,然后再根据散热要求对油箱得容积进行校核。
油箱中能够容纳得油液容积按JB/Ｔ７93８—19９９标准估算,取时,求得其容积为Ｖ=7Ｘ16=１12L。按JB/Ｔ7９38—1999规定,取标准值V=160Ｌ。
(3) 确定阀类元件及辅件
根据系统得最高工作压力与通过各阀类元件及辅件得实际流量,查阅产品样本,选出得阀类元件与辅件规格如表6所列。
表６ 　液压元件规格及型号

序号
元件名称
通过得最大流量q／L/ｍin
规格
型号
额定流量qn/Ｌ/miｎ
额定压力Pn/MＰa
额定压降∆Pn/ＭPａ
1
单秆式活塞缸
—
HSＧ－01
20
9
-
2
二位三通电磁换向阀
2０
DＮ4—１5mm
１５
7
< 0、5
3
调速阀
10
ＡＸQＦ—Ｅ10B
6
７
—
4
单向阀
2５
AF3—Ｅa１0B
2３
6.5
0。２
5
三位四通换电磁向阀
20
DG０３—2C
20
7
-
6
溢流阀
20
ＹF３—10L
25
6、3
〈 0、０2
７
叶片泵
16
YB１—1６
１3
6.３
〈 0。0２
8
滤油器
30
XU-６３×80—J
6３
—
〈 0、02
9
油箱
-
BEX—１６0
-
—
-
*注:此为电动机额定转速为96０r/min时得流量、
第五章 小结及参考文献
5、１,小结
通过对本课程设计我获益匪浅,刚开始真得不知道从哪里动手因为以前学过得知识也忘得差不多了。通过查资料才有了大致得思路,但要用到得知识还就是挺多得像液压基本回路,快进与工进速度换接回路等、这些东西我真得忘了,这次逼着我再次找到以前得书慢慢得复习,幸好之前学得还好很快就回想起来、　　 　 　 　 但就是自己很少独立设计过,当要自己独立设计就是还就是花了很多时间,没有我之前想象中得那么简单。
另外一个感触最深得就是Word得应用,说实话这个之前我也花时间学习过,但到编辑图表与画图时真得忘了、就拿其中得画图来说吧,在这设计中我画了液压与气压传动图。当开始画时这些图形都就是一些零散得,移动一下就乱了,通过网上查找才知道用组合命令就把所有得组合在一起从而形成一个整体。还有如何在这些图形旁边添加文字,后来才知道要用到文本框等等！总之这次Worｄ我算就是更加得了解,以后在遇到这些问题应该就是小菜一碟了。
最后这次课程设计我感触最深得就是以后再学习东西时不能只光学习一些理论知识,要带着某个项目或者课题来学习。这样学习得知识记得更牢固也更能体会到其中得乐趣。
5.2,参考文献
[1]左健民。液压与气压传动.第2版。北京:机械工业出版社,２０04.
[2］章宏甲、液压与气压传动。第2版。北京:机械工业出版社,20０１.
［3］许福玲、 液压与气压传动、 武汉:华中科技大学出版社,2001。
［4］液压系统设计简明手册。北京:机械工业出版社,2000。