设计一台铣床液压系统

《液压与气压传动技术》课程设计说明书学院：机电工程学院班级：姓名：学号：指导教师：____2014年1月10日课程设计任务书学院机电学院班级姓名设计起止日期2013年12月30日-2014年1月10日设计题目：设计一台专用铣床的液压系统设计任务（主要技术参数）：工作台要求完成快进－－工作进给－－快退－－停止的自动工作循环。铣床工作台重量5000N，工件夹具重量为2000N，铣削阻力最大为10000N，工作台快进、快退速度为5.5m／min，工作进给速度为0.05～1.2m／min，往复运动加、减速时间为0.05s工作采用平导轨，静、动摩擦分别为fs＝0.2，fd＝0.1，工作台快进行程为0.4m。工进行程为0.1m。要求完成以下工作：1．进行液压系统工况分析，绘制工况图；2．设计液压缸；3．制订液压系统原理图，绘制控制元件动作顺序表；4．计算液压系统，选择标准液压元件；5．绘制液压系统原理图；6．验算液压系统的性能；7．编写、整理设计说明书。指导教师评分：项目分值出勤情况10一次缺席扣2分，两次缺席扣4分，三次缺席扣10分，出勤情况连带影响学习态度和质疑答辩成绩。学习态度10学习态度认真，遵守纪律质疑答辩第一次10负载图正确（3分）；速度图正确（2分）；液压缸设计步骤准确（2分）；工况图填写正确（2分）；工况图画法正确（1分）第二次10液压系统图设计正确（3分）；液压泵规格选择正确（2分）；电动机功率计算准确（1分）；液压阀选择准确（3分）；辅助元件的设计（1分）。第三次10液压系统速度验算（3分）；效率验算（4分）；温升验算（3分）答辩20抽题答辩说明书质量30内容完整（5分），结构设计合理（5分），计算准确（5分），结论准确（5分），撰写规范工整（5分），排版准确（5分）总分教师签字：年月日目录1课程设计的目的..................................................................................................................................12负载分析..............................................................................................................................................12.1负载计算负载图........................................................................................................................12.2速度分析速度图........................................................................................................................23初步确定液压缸的结构尺寸..............................................................................................................33.1初选液压缸的工作压力...............................................................................................................33.2计算确定液压缸的主要结构尺寸...............................................................................................34液压缸的工况分析与工况图..............................................................................................................45拟订液压系统原理图..........................................................................................................................55.1选择液压基本回路.......................................................................................................................55.2将液压回路综合成液压系...........................................................................................................76计算和选择液压元件..........................................................................................................................86.1确定液压泵的规格与电动机功率...............................................................................................86.2液压阀的选择............................................................................................................................106.3油管设计....................................................................................................................................116.4确定油箱容积............................................................................................................................117液压系统主要性能的验算................................................................................................................127.1液压缸速度的验算....................................................................................................................127.2系统中的压力损失验算............................................................................................................137.3液压系统的效率和温升的验算................................................................................................16参考文献................................................................................................................................................1711课程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。2负载分析2.1负载计算负载图已知工作负载N10000Fw,重力负载0FG。启动加速时N10002.05000Ff,快进、工进，快退时N5001.05000Ff。按加减速时间和运动部件的重量，根据动量定理Ftmv，计算可得惯性负载，由0.05F605.5105000a，得到aF=916.67N。取液压缸的机械效率m=0.9，则液压缸工作阶段的负载值见表2表1液压缸在各个工作阶段的负载值工况计算公式缸的负载F启动mf/FF1111.11N加速maf/FFF）（2129.63N快进mf/FF555.56N工进mwf/FFF）（11666.67N快退mf/FF555.56N图12.2速度分析速度图根据题义，快速进、退速度相等，即smvv/5.531,行程为ml4.01，ml5.03；工进速度min/2.1~05.02mv，行程为ml1.02；根据这些画出速度分析图。3图23初步确定液压缸的结构尺寸3.1初选液压缸的工作压力组合机床的最大负载为11666.67N时宜初选液压缸的工作压力p1=3MPa。3.2计算确定液压缸的主要结构尺寸为使工作台液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆活塞差动连接的方式实现快进，设液压缸两有效面为1A和A2，且1A=22A，即D=2d，查表取回油路背压为0.5MPa，液压缸快退时背压取0.5MPa。由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程FApAp2211，可得1A=215.0ppF=610)5.05.03(67.11666≈42.42cm2A=241Dπ则D=π14A≈7.35cm=73.5mm4圆整取D=75mm。又因为d=D22，得出d=51.97mm，查表将其圆整为d=52mm，计算出液压缸的实际面积2411018.44mA，2A=1A-241dπ=241094.22m工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量minq=0.05L/min,按公式进行计算：q/v=102cm＜2A，故满足要求。4液压缸的工况分析与工况图表2液压缸在工作循环各阶段压力、流量和功率值工况推力F0/N回油腔压力p2/MPa进油腔压力p1/MPa输入流量qL/min输入功率P/KW计算公式快进启动1111.11—0.69——21201AAPAFp121)(AAqqpP1加速2129.63p1+0.51.56——恒速555.56p1+0.50.811.60.08工进11666.670.62.640.22~5.30.01~0.2312201AApFp21AqqpP1快退启动1111.11—0.47——21201AApFp32AqqpP1加速2129.630.51.89——恒速555.560.50.912.610.195图35拟订液压系统原理图5.1选择液压基本回路(1)选择调速回路这台机床液压系统功率较小，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流