毕业答辩PPT(双头组合车床液压系统的设计及仿真)

宁夏大学机械工程学院毕业设计（2014届）题目：双头组合车床液压系统的设计及仿真专业：机械工程及自动化班级：10级机制（3）学号：12010240596姓名：庞江波指导教师：梁云峰一、双头组合车床液压系统的设计步骤1.明确设计要求，进行工况分析2.拟定液压系统工作原理图3.计算和选择液压元件4.液压系统性能的验算二、双头组合车床液压系统的仿真三、结论一、液压系统的设计步骤1.明确设计要求，进行工况分析；2.拟定液压系统原理图；3.计算和选择液压元件；4.液压系统性能的验算；5.绘制工作图，编写技术文件。1.明确设计要求，进行工况分析某厂要设计制造一台双头车床，加工压缩机拖车上的一根长轴两端轴颈。由于零件较长，拟采用零件固定、刀具旋转和进给的加工方式。机床加工动作循环是“快进→工进→快退→停止”，其最大切削力在导轨中心线方向，估计为12000N，所要移动的总重量估计为15000N。工作进给要求能在0.02~1.2m/min范围内进行无级调速，快进、快退速度一致，均为4m/min，试设计该液压传动系统。根据加工要求，刀具旋转由机械传动来实现，主轴头沿导轨中心线方向的“快进→工进→快退→停止”工作循环拟采用液压传动方式来实现，故选液压缸作执行元件。考虑到车削进给系统传动功率不大，且要求低速稳定性好，粗加工时负载有较大的变化，故拟选用调速阀、变量泵组成的联合调速方式。为自动实现上述工作循环，并保证零件的加工长度，拟采用行程开关及电磁换向阀实现顺序动作。2.拟定液压系统工作原理图系统同时驱动两个车削头，且动作循环完全相同，为保证快进、快退速度相等，并减小泵的流量规格，选用差动连接回路。在行程控制中，由快进转工进时，采用机动滑阀，使速度转换平稳，且安全可靠。工进结束时，压下电气行程开关返回。快退到终点，压下行程开关，运动停止。两个车削头的进给速度可分别进行调节，调节一个时，另一个应停止。拟定的液压系统原理图如下图所示。1-叶片泵2、10-三位五通电磁换向阀3、11-双作用单杆活塞缸4、12-行程阀5、7、13、15-单向阀6、14-调速阀8、16-卸荷阀9、17-溢流阀3.计算和选择液压元件液压缸受力分析如下图所示，具体计算过程见说明书。根据工作要求，选用双作用单杆活塞缸。（1）液压缸的计算总机械载荷：F=FW+Fa+Fs+Ff+Fb式中FW—工作负载Fa—活塞上所受惯性力；Fs—密封阻力；Ff—导轨摩擦阻力；Fb—回油背压形成的阻力。（2）液压泵的计算液压泵的实际工作压力:Pp=P+∑∆p式中p—液压缸的工作压力，已选定为3.3MPa；∑∆p—进油路上总的压力损失,∑∆p一般为(0.5～1.5)MPa，取∑∆p=1MPa。液压泵的流量：式中k—泄漏系数，取1.1；∑qmax—两切削头快进时所需的最大流量之和.计算得：Pp=4.3MPa，qp=27.5L/min。按压力为4.3MPa，流量为27.5L/min，又要求泵能变量，查液压传动设计手册183页表3-34，选择YBN－40M－JB型叶片泵，最高转1800r/min,最低转速600r/min,功率为1.72kw。maxqkqp（3）确定液压泵电机的功率该系统选用变量泵，故应分别计算快速空载与工进速度最大时所需的功率，按两者中的较大值选取电机功率。根据工进速度最大时所需的功率Pmax=1.362kW,按JB/T9616—1999，查阅电动机产品样本选取Y100L-6型电动机，其额定功率Pn=1.5kW,额定转速n=940r/min。63maxmax4.3107.610221362(W)600.8pWWoppqp63max1.31027.510745(W)P600.8ppWoppqP（4）选择控制元件控制元件的规格应根据系统最高工作压力和通过该阀的最大流量，在标准元件的产品样本中选取。方向阀按p=4.3MPa，q=12.5L/min，选35D－25B。（滑阀中位机能O型）单向阀按p=3.3MPa，q=12.5L/min，选I－25B。调速阀按工进最大流量q=7.6L/min，工作压力p=3.3MPa，选Q－10B。背压阀调至0.3MPa，流量为q=7.6L/min，选B－10。顺序阀调至大于1.3MPa，保证快进时不打开。流量q=7.6L/min，选X－B10B。行程阀按p=1.3MPa，q=12.5L/min，选22C－25B。（5）油箱的选择本系统为中压系统，按经验，油箱的容积一般取泵流量的3～5倍，本例取4倍，计算得其有效容积：V=4qp=4×27.5=110（L）查阅液压传动设计手册选择YX-100型油箱。（6）油管的选择查阅液压设计手册，选择油管公称通径，在液压泵的出口，按流量27.5L/min，查表取管路通径为φ10；液压泵的吸油管应稍粗些，选管径为φ12；其余油管按流量12.5L/min，查表取φ8。4.液压系统性能的验算（1）系统压力损失验算由于系统的具体管路布置尚未确定，整个系统的压力损失无法全面估算，仅只阀类元件对压力损失所造成的影响，可供调定系统中某些压力值时参考。（2）系统温升验算由于本系统的功率小，又采用限压式变量泵，效率高，发热少，且油箱容量较大，温升是没有问题的，故不必进行系统温升的验算。二、双头组合车床液压系统的仿真在FluidSIM－H软件环境中，搭建了双头组合车床液压回路及其电气控制电路，然后对双头组合车床液压系统的整个加工动作循环“快进→工进→停留→快退→停止”，进行了模拟仿真。三、结论根据设计计算结果，设计出了一台可实现工作循环的双头组合车床，并画出了该液压系统的原理图，分析出了系统在各个动作循环中系统中的油液流动方向和元件的工作情况，且对该系统设计进行了性能验算，完成了本次毕业设计的要求。最后，对双头组合车床液压系统的整个动作过程，在F1uidSIM－H软件中，实现了模拟仿真。谢谢！！祝愿各位老师：工作顺利！生活愉快！