動力滑臺的液壓控制

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1、液壓與氣壓課程設計報告題 目動力滑臺的液壓控制專 業(yè)機械設計制造及其自動化班 級機制1011姓 名石立志學 號20101161582013年 9 月 15 日目錄第一章 設計任務及工況分析1 1.1 設計任務 1.2 工況分析 1.3 負載分析1.4 運動時間1.5液壓缸在各階段的負載和推力第二章 確定系統(tǒng)的主要參數(shù)42.1 初液壓缸工作壓力2.2 計算液壓缸的尺寸2.3液壓在各個階段的壓力.流量和功率值 第三章 擬定系統(tǒng)原理圖63.1系統(tǒng)原理圖3.2電磁閥動作表3.3 液壓缸工況圖第四章 計算和選擇液壓器件84.1 確定液壓缸的型號及電動機功率4.2確定其它元件及輔件第五章 小結(jié)及參考文獻1

2、05.1 小結(jié)5.2 參考文獻第一章 設計任務及工況分析1.1設計任務設計單面多軸鉆孔組合機床，動力滑臺的工作循環(huán)是：快進工進快退停止。液壓系統(tǒng)的主要性能參數(shù)要求如下，軸向切削力為24000N；滑臺移動部件總質(zhì)量為510kg；加、減速時間為0.2s；采用平導軌，靜摩擦系數(shù)為0.2，動摩擦系數(shù)為0.1，；快進行程為200mm，工進行程為100mm，快進與快退速度相等，均為 3.5mmin，工進速度為 3040mmmin。工作時要求運動平穩(wěn)，且可隨時停止運動。試設計動力滑臺的液壓系統(tǒng)。 1，工作循環(huán)圖2，速度循環(huán)圖3,負載循環(huán)圖1.3 負載分析 （1）工作負載 即軸向切削力FL=24000 N (

3、2)摩擦負載 1，靜摩擦力 Ffs=UsG=0.251010=1020 N 2，動摩擦力 Fld=UdG=0.1X510X10=510 N(3)慣性負載 Fa=ma=510X3.5/12=149 N1.4 運動時間 快進 L1/v1 = 3.4 s 工進 L2/v2 = 171.4 s 快退 （L1+L2）/v3= 5.1 s1.2 運動分析 工作循環(huán)為快進工進快退FVSS快進工進快退1.5液壓缸在各階段的負載和推力因為液壓缸受力還有密封阻力一般用機械效率來表示，所以設液壓缸的機械效率n=0.9得出液壓缸在各工作階段的負載和推力，如表1所列 表1 液壓缸在各工作階段的負載和推力工 況負載組成液

4、壓缸負載F/N液壓缸推力F=F/n/N啟 動F=10201133.33加 速F= +Fa659732.22快 進F= 510566.66工 進F= + FL2451027233.33反向啟動F=10201133.33加 速F=+Fa659732.22快 退F=510566.66根據(jù)液壓缸在上述各階段內(nèi)的負載和運動時間，即可繪制出負載循環(huán)圖F-t和速度循環(huán)圖V=t，如上圖所示。第二章 確定系統(tǒng)的主要參數(shù)2.1 初液壓缸工作壓力所設計的動力滑臺在工進時負載最大，其他工況負載都不太高，參考表4.2，初選液壓缸的工作壓力P1=4Mpa表4.2按負載選擇工作壓力負載/ KN50工作壓力/MPa 0.81

5、1.522.53344552.2 計算液壓缸的尺寸鑒于動力滑臺快進和快退速度相等，這里的液壓缸可選單桿式差動液壓缸（），快進時液壓缸差動連接. 工進時為防止孔鉆通時突然消失發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸的回油腔應有背壓，查表選背壓力P2=0.5Mpa由P1A1-P2A2=F/n得：A1= = =80.7X10-4 M2Fn（P1-P2/2）27233.330.9X（4-0.5/2）X106D= = = 0.102 m =102 mm4A14x80.7x10-43.14即活塞直徑： 圓整查表得： D = 100 mm 由A1=2A2 得：d =70.7 mm 查表取d =70 mm由此可求得液壓缸的實際有

6、效面積：A1=3.14X502X10-6=78.5X10-4 m2A2=3.14X352x10-6=40.0X10-4 m22.3液壓在各個階段的壓力.流量和功率值 工況計算公式負載F（N）回油腔壓力p/MP流入流量qx10/m/s進油腔壓力p1/MP輸入功率P/kw快進（差動）啟動P1=F0/(A1-A2)1133.330.290.29加速732.220.190.19恒速566.660.140.22450.140.073工進27233.330.50.00453.750.0166快退啟動P2=F0/A21133.3300.48加速732.2200.38恒速566.6600.230.340.07

7、9注;液壓缸差動連接的壓力損失不計第三章 擬定系統(tǒng)原理圖1DT2DT3DT3.1系統(tǒng)原理圖如下3.2 電磁閥動作表1DT2DT3DT快進+-工進+-+快退-+停止-1 快進：快進如圖所示，按下啟動按鈕，電磁鐵1DT通電，由泵輸出地壓力油經(jīng)三位五通換向閥的左側(cè)，這時的主油路為： 進油路：泵 三位四通換向閥（1DT得電）液壓缸左腔。 回油路：液壓缸右腔二位三通換向閥單向閥6液壓缸左腔。2 工進：減速終了時，擋塊還是壓下，使3DT通電，這時油必須經(jīng)調(diào)速閥才能會油箱，故進給量大小由調(diào)速閥調(diào)節(jié)，其主油路為：進油路：泵 三位四通換向閥（1DT得電）液壓缸左腔。回油路：液壓缸右腔二位三通換向閥調(diào)速閥油箱。3

8、 快退：滑臺工進結(jié)束后，使電磁鐵1DT斷電，2DT通電，這時三位四通換向閥接通右位，系統(tǒng)其主油路為：進油路：泵 三位四通換向閥單向閥二位三通換向閥液壓缸右腔。回油路：液壓缸左腔三位四通換向閥油箱。t/sp/MPaq/（m.s）t/sP/kwt/s3.3 液壓缸的工況圖第四章 計算和選擇液壓器件4.1 確定液壓缸的型號及電動機功率本設計所使用液壓元件均為標準液壓元件，只需確定各液壓元件的主要參數(shù)和規(guī)格，然后根據(jù)現(xiàn)有的液壓元件產(chǎn)品進行選擇即可 （1） 計算液壓泵的最大工作壓力：液壓缸整個工作循環(huán)中最大工作壓力為3.75Mpa，由于該系統(tǒng)比較簡單，所以取其總壓力損失為0.4Mpa。所以液壓泵的工作壓

9、力為;Pp=(3.75+0.4)Mpa=4.15Mpa （2） 計算最大流量：在整個工作循環(huán)過程中，液壓泵應向液壓缸提供的最大流量出現(xiàn)在快退工作階段，為13.8 L/min，若整個回路中總的泄漏量按液壓缸輸入流量的10%計算，則液壓油源所需提供的總流量為：qP=13.8X1.1L/min=15.18L/min(3)葉片泵的選擇：根據(jù)泵的最大工作壓力和最大流量查表選擇：YB116型葉片泵（4）電動機的選擇：由于液壓缸在快退時輸入功率最大，取泵的總效率，則液壓泵驅(qū)動電動機所需的功率為：0.079/0.75=0.105KW通過查表選擇電動機型號：Y132M1-6型電動機。4.2確定其它元件及輔件（1

10、） 確定油管在選定了液壓泵后，液壓缸在實際快進、工進和快退運動階段的運動速度、時間以及進入和流出液壓缸的流量，與原定數(shù)差別不大，根據(jù)表中2.3數(shù)值，當油液在壓力管中流速取3m/s時，可算得與液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：D=13.2mm，取標準值15mm；d=11.5mm取標準值12mm。因此與液壓缸相連的兩根油管可以按照標準選用外徑15mm，內(nèi)徑12mm的無縫鋼管或高壓軟管。如果液壓缸采用缸筒固定式，則兩根連接管采用無縫鋼管連接在液壓缸缸筒上即可。如果液壓缸采用活塞桿固定式，則與液壓缸相連的兩根油管可以采用無縫鋼管連接在液壓缸活塞桿上或采用高壓軟管連接在缸筒上。（2）油箱的設計

11、油箱的主要用途是貯存油液，同時也起到散熱的作用，參考相關文獻及設計資料，油箱的設計可先根據(jù)液壓泵的額定流量按照經(jīng)驗計算方法計算油箱的體積，然后再根據(jù)散熱要求對油箱的容積進行校核。油箱中能夠容納的油液容積按JB/T79381999標準估算，取時，求得其容積為V=7X16=112L。按JB/T79381999規(guī)定，取標準值V=160L。(3) 確定閥類元件及輔件根據(jù)系統(tǒng)的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產(chǎn)品樣本，選出的閥類元件和輔件規(guī)格如表6所列。表6 液壓元件規(guī)格及型號序號元件名稱通過的最大流量q/L/min規(guī)格型號額定流量qn/L/min額定壓力Pn/MPa額定壓降Pn/MP

12、a1單稈式活塞缸-HSG-01209-2二位三通電磁換向閥20DN4-15mm157 0.53調(diào)速閥10AXQFE10B674單向閥25AF3-Ea10B236.50.25三位四通換電磁向閥20DG03-2C2076溢流閥20YF3-10L256.3 0.027葉片泵16YB116136.3 0.028濾油器30XU6380-J63 0.029油箱-BEX-160-*注：此為電動機額定轉(zhuǎn)速為960r/min時的流量。第五章 小結(jié)及參考文獻5.1，小結(jié) 通過對本課程設計我獲益匪淺，剛開始真的不知道從哪里動手因為以前學過的知識也忘得差不多了。通過查資料才有了大致的思路，但要用到的知識還是挺多的像液

13、壓基本回路，快進與工進速度換接回路等。這些東西我真的忘了，這次逼著我再次找到以前的書慢慢的復習，幸好之前學的還好很快就回想起來. 但是自己很少獨立設計過，當要自己獨立設計是還是花了很多時間，沒有我之前想象中的那么簡單。另外一個感觸最深的是Word的應用，說實話這個之前我也花時間學習過，但到編輯圖表和畫圖時真的忘了。就拿其中的畫圖來說吧，在這設計中我畫了液壓與氣壓傳動圖。當開始畫時這些圖形都是一些零散的，移動一下就亂了，通過網(wǎng)上查找才知道用組合命令就把所有的組合在一起從而形成一個整體。還有如何在這些圖形旁邊添加文字，后來才知道要用到文本框等等！總之這次Word我算是更加的了解，以后在遇到這些問題應該是小菜一碟了。最后這次課程設計我感觸最深的是以后再學習東西時不能只光學習一些理論知識，要帶著某個項目或者課題來學習。這樣學習的知識記得更牢固也更能體會到其中的樂趣。5.2，參考文獻1左健民.液壓與氣壓傳動.第2版.北京：機械工業(yè)出版社，2004.2章宏甲.液壓與氣壓傳動.第2版.北京：機械工業(yè)出版社，2001.3許福玲. 液壓與氣壓傳動. 武漢：華中科技大學出版社，2001.4液壓系統(tǒng)設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2000.