液壓傳動課程設計--小型液壓機液壓系統設計-文庫吧

【正文】 作為工作介質，利用油液的壓力能并通過控制閥門等附件操縱液壓執行機構工作的整套裝置。 一切工程領域，凡是有機械設備的場合，均可采用液壓技術。 本說明書主要用于說明根據工作進程和一些工作要求設計出的小型液壓機的液壓系統，包含設計構思，工作原理和過程分析，相關參數計 算，元件選型和系統驗算等，并以說明書、原理圖和主油缸裝配圖的方式將最終結果表現出來。 關鍵詞 ： 液壓機，元件選型，原理圖，裝配圖，液壓系統設計 第 2 頁 共 32 頁 前言（設計任務書） 課程設計的目的 液壓傳動與控制課程設計是機械電子工程專業學生在學完《流體傳動與控制》以及其他有關課程，并經過生產實習后進行的一個重要的實踐性教學環節。學生通過本課程設計能夠進一步熟悉并掌握液壓傳動與控制的基本概念、熟悉液壓元件結構原理、熟悉液壓基本回路、掌握液壓系統圖的閱讀方法及基本技能、能夠綜合運用本課程及工程力學、機械設計等有關課程的知識設計一般工程設備液壓系統。 同時，學生通過本課程設計可在以下幾方面得到訓練： ○ 1 正確進行工程運算和使用技術文件、技術資料的能力； ○ 2 掌握系統方案設計的一般方法； ○ 3 正確表達設計思想的方法和能力； ○ 4 綜合利用所學知識解決工程實際問題的能力。 課程設計題目 設計一臺用成型銑刀在加工件上加工出成型面的液壓專用銑床，工作循環：手工上料 ——自動夾緊 ——工作臺快進 ——銑削進給 ——工作臺快退 ——夾具松開 ——手工卸料。 設計參數見下表。其中： 工作臺液壓缸負載力（ KN） FL =20 夾緊液壓缸負載力（ KN） Fc = 工作臺液壓缸移動件重力（ KN） G= 夾緊液壓缸負移動件重力（ N） Gc =65 工作臺快進、快退速度（ m/min） ??1 = ??3 = 緊液壓缸行程（ mm） ???? = 10 第 3 頁 共 32 頁 工作臺工進速度（ mm/min） V2 =40 緊液壓缸運動時間（ S） ???? = 2 工作臺液壓缸快進行程（ mm） ??1 = 280 軌面靜摩擦系數 μs= 工作臺液壓缸工進行程（ mm） ??2 = 70 軌面動摩擦系數 μd= 工作臺啟動時間（ S） t= 課程設計主要內容 ○ 1 查閱文獻，了解并熟悉設計工況； ○ 2 確定液壓系統及主油缸的主要參數； ○ 3 繪制系統原理圖； ○ 4 計算選擇各液壓元件； ○ 5 驗算系統性能； ○ 6 繪制主液壓缸裝配圖； ○ 7 編制技術文件，撰寫課程設計說明書； 任務分配 姜文雷 ：進行工況分析，繪制負載循環圖、速度循環圖， 設計 液壓系統 ， 并繪制 原理圖，動作順序表； 黃德榮：計算除主油缸外液壓系統各元件的相關參數，根據技術手冊等相關資料進行選型； 趙興平：根據 液壓系統及所選元器件的參數對 液壓系統性能驗算 陳 根及郭潘： 由于 關于液壓缸的工作量比較大， 故 由兩人合作， 計算主液壓缸相關參數，根據技術手冊等相關資料進行選型；繪制主液壓缸裝配圖，選擇零件型號及裝配 。 注： 計算說明書 由 所有成員合作完成 。 第 4 頁 共 32 頁 液壓機的工作特性 一切工程領域，凡是有機械設備的場合，均可采用液壓技術。 液壓機采用液壓系統傳動方式的優點有： 液壓傳動裝置體積小、結構緊湊、布置靈活； 易實現無級調速，調速 范圍寬，便于與電氣控制相配合實現自動化； 易實現過載保護和保壓，安全可靠；元件易于實現系列化、標準化、通用化； 液壓易與微機控制等新技術相結合，構成“機 電 液 光”一體化便于實現數字化等等。 液壓機作為一種通用的無削成型加工設備，其工作原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成各種壓力加工的。其工作特點之一是動力傳動為“ 柔性”傳動 , 不象機械加工設備一樣動力傳動系統復雜 , 這種驅動原理避免了機器過載的情況 液壓 系統的工況分析及計算 確定執行元件的形式 液壓機 采用為立式布置，工作臺 做 直線往復運動，往返速度相同； 在工作中需要加緊工件，因此還需 一個 夾緊缸 加緊 工件 ； 單桿雙作用活塞式液壓缸 , 是液壓系統中作往復運動的執行機構 ， 具有結構簡單，工作可靠，裝拆方便，易于維修，且連接方式多樣等特點 ，能夠滿足一般小型液壓機的運動要求 。 故在本次設計中 工作缸 及加緊缸均可 可選缸筒固定的單桿雙作用活塞液壓缸（取缸的機械效率 ???? = ），作為執行元件驅動 部分 。 主缸 及夾緊缸的 運動分析 根據已知參數對 運動 過程進行 進行計算，其計算結果見下： 加緊運動時間 ： ???? = 2s 啟動 時間 ： t= 第 5 頁 共 32 頁 快 進時間 已知 ： 工作臺快進速度 ??1 = ； 工作臺液壓缸快進行程 ??1 = 280???? 所以 ，工作臺快進時間為 ??快 = L1??1= 時間： 已知 ： 工作臺工進速度 ??2 = 40??m/min； 工作臺液壓缸工進行程 ??2 = 70???? 所以 ，工作臺快進時間為 ??工 = L2??2=105s 快退時間： 已知 ： 工作臺快退速度 ??3 = ； 工作臺液壓缸工進行程 ??3 = ??1 +??2 = 70+ 280 = 350???? 所以 ，工作臺快進時間為 ??退 = L3??3= 則 主缸與夾緊缸的 理想 運動階段圖如下 主缸 工作循環圖 如下： 加緊 缸 工作 圖 如下 ： 第 6 頁 共 32 頁 主缸 位移循環圖 ,速度圖 及速度循環圖如下 0 280 350 0 0100200300400快進 工進 快退 位移/mm t/s 位移循環圖 位移 0 580 580 40 40 580 580 0 60040020002004006008000 20 40 60 80 100 120速度/(mm/min) t/s 速度圖 0 580 580 40 40 580 580 60040020002004006008000 50 100 150 200 250 300 350 400速度/(mm/min) 位移 /mm 速度循環圖 第 7 頁 共 32 頁 負載分析 (1)工作缸 工作負載 工件的壓制抗力即為工作負載： ???? = 20???? 摩擦負載 靜摩擦阻力： fsF = 2021=400N 動摩擦阻力： fdF = 2021=200N 慣性負載 tvgGFa ???? 其中 ： g— 重力 加速度 ； g=??2 ?v— 速度變化 量（ m/??2） ； ?v= ?t— 為 啟動或制動時間（ s） ； ?t= 所以 )( NtvgGF a ???????? 則各階段 的外載荷 ????為： 啟動： ????=???? + ???? +????=0+400=400N 加速： ????=???? + ???? +????=0+200+= 快速進給 ： ????=???? + ????=0+200=200N 共進： ????=???? + ????=20210+200=20200N 快退 ： ????=???? + ????=0+200=200N 制動： ????=???? + ???? ?????=0+= 除外載荷外 ，作用于活塞上的載荷 F 還包括 液壓缸密封處的 摩擦阻力 ， ????由于各種缸的密封材質和密封方式不同，密封 阻力 難以精確 計算 ，一般估算為： ???? = (1 ?????） F 式中： ????— 液壓缸 的機械效率， 取 。 F = ???????? 第 8 頁 共 32 頁 則載荷 F 各階段 為： 啟動； F=400/= 加速 ： F=快速進給： F=200/= 工進： F=20200/= 快退 ： F=200/= 制動： F=則負載 循環圖如下： (2)夾緊缸 慣性力和摩擦力可以忽略不計， 則 為負載 ????=G+????=5800+65=5865N 則工作時負載 為： F = ????????=5862/= 液壓缸 主要 參數的確定 (1)工作缸 ① 初選 液壓缸的工作壓力 由 液壓缸的最大推力為 ，去文獻 3 表 91查出 ， 當 負推力為（ 2— 3） 104??時 ，工作 壓力 可選為（ 3040） 105????， 根據 文獻 3表 92應選 （ 3050）105????， 今初選缸的工作壓力為 ??1 = ??????。 ② 計算液壓 缸的 尺寸 由于 是組合機床，為了使 共進 完畢后不致前沖， 在 回油路上要裝背壓閥或采用 回油節流調速，按 文獻 3表 93 選定背壓 為 ??2 = ??????。， 由負載循環圖可F/N L/MM 負載循環圖 400 第 9 頁 共 32 頁 知，最大負載在工作進給階段，采用無桿腔進油，而且去 d=(即 ??1 = ??2),以便 采用差動連接時，快進與快退的速度相等，因此液壓缸的 受力 平衡式為 Ρ1??1 = ??2??2 +??(其中 ??1 = ??2) ??1 = ??Ρ1 ???22= (35?82)105= 10。3??2 D = √4????1 = √4?? 10。3 = ?? 按 標準 取 D=10cm