專(zhuān)用液壓銑床課程設(shè)計(jì).doc

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液壓與氣壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目 專(zhuān)用銑床液壓系統(tǒng) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械 班 級(jí) 10-2班 姓 名 蔡春彬 學(xué) 號(hào) 1001010239 指導(dǎo)教師 韓桂華 年月日機(jī)械電子工程系第一章 緒論液壓系統(tǒng)是以電機(jī)提供動(dòng)力基礎(chǔ)，使用液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)為壓力，推動(dòng)液壓油。通過(guò)控制各種閥門(mén)改變液壓油的流向，從而推動(dòng)液壓缸做出不同行程，不同方向的動(dòng)作，完成各種設(shè)備不同的動(dòng)作需要。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整機(jī)設(shè)計(jì)的一部分，它除了應(yīng)符合主機(jī)動(dòng)作循環(huán)和靜、動(dòng)態(tài)性能等方面的要求外，還應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作安全可靠、效率高、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)型好、使用維護(hù)方便等條件。液壓系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)在各個(gè)工業(yè)部門(mén)及農(nóng)林牧漁等許多部門(mén)得到越來(lái)越多的應(yīng)用，而且越先進(jìn)的設(shè)備，其應(yīng)用液壓系統(tǒng)的部分越多。所以，像我們這樣的大學(xué)生學(xué)習(xí)和親手設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)是非常有意義的。第二章 設(shè)計(jì)要求及工況分析2.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)一臺(tái)專(zhuān)用銑床液壓系統(tǒng)，工作臺(tái)要求完成快進(jìn)銑削進(jìn)給 快退停止等自動(dòng)循環(huán)，工作臺(tái)采用平導(dǎo)軌，主要性能參數(shù)見(jiàn)下表。負(fù)載力（N）工作臺(tái)重量（N）工件及夾具重量（N）行程（mm）速度（m/min）啟動(dòng)時(shí)間（S）靜摩擦系數(shù)fs動(dòng)摩擦系數(shù)fs快進(jìn)工進(jìn)快進(jìn)工進(jìn)快退360011005301105050.150.20.20.12.2 設(shè)計(jì)要求（1） 液壓系統(tǒng)工作要求的明確和工況分析（負(fù)載循環(huán)圖、速度循圖）。（2） 液壓原理圖的擬定。（3） 主要液壓原件的設(shè)計(jì)計(jì)算（例油缸、油箱）和液壓原件，輔助裝置的選擇。（4） 液壓系統(tǒng)性能的校核。（5） 繪制液壓系統(tǒng)圖（包括電磁鐵動(dòng)作順序表、工作循環(huán)圖、液壓原件名稱(chēng)）一張。（6） 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（5000字）。2.3 工況分析（1）負(fù)載分析切削阻力工作負(fù)載既為切削力FL =3600N摩擦阻力Fg=1100+530=1630NFfs=Fgfs=16300.2=326NFfd=Fgfd=16300.1=163N慣性阻力Fm=ma=69N重力負(fù)載Fg因工作部件是臥式安裝，故重力阻力為零，即Fg=0.密封阻力負(fù)載Fs將密封阻力考慮在液壓缸的機(jī)械效率中去，取液壓缸機(jī)械效率m=0.9背壓阻力負(fù)載Fb背壓力Fb由表2.3選取，背壓阻力Fb無(wú)法進(jìn)行計(jì)算，只能先按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取一個(gè)數(shù)值，在系統(tǒng)方案確定后再進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)上述分析可算出液壓缸在各動(dòng)作階段中的負(fù)載如表2.1表2.1 液壓缸各動(dòng)作階段中的負(fù)載工況計(jì)算公式液壓缸負(fù)載F(N)液壓缸推力F/m (N)啟動(dòng)F=Ffs326362加速F=Ffd+Fm232258快進(jìn)F=Ffd163181工進(jìn)F=FL+Ffd37634181快退F=Ffd163181(2)負(fù)載圖、速度圖快進(jìn)速度V1與快退速度V3相等，即V1=V3=5m/min,行程分別為L(zhǎng)1=110mm.L3=160mm；工進(jìn)速度V2=0.1m/min,行程L2=50mm。根據(jù)這些數(shù)據(jù)和表2.1中的數(shù)值繪制液壓缸的F-L負(fù)載圖和V-L速度圖，如圖2.1所示 圖2.1 液壓缸的負(fù)載圖和速度圖2.4 初定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸（1）初選液壓缸的工作壓力p1銑床的最大負(fù)載F=4181N，根據(jù)下表2.2可得：表2.2 按負(fù)載選擇液壓執(zhí)行元件的工作壓力載荷/kN50工作壓力（MPa）0.811.522.53344557初選液壓缸的工作壓力 p1=2MPa(2)計(jì)算液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸因機(jī)床要求滑臺(tái)快進(jìn)與快退速度相同，即V1=V3，故選用單桿式液壓缸，使A1=2A2，于是d=0.707D，且快進(jìn)時(shí)液壓缸差動(dòng)連接?？紤]到銑床可能受到負(fù)值負(fù)載，所以回油路中應(yīng)有背壓，由表2.3暫取背壓pB=p2=0.8MPa。表2.3 液壓缸的背壓阻力系統(tǒng)類(lèi)型背壓阻力/MPa中低壓系統(tǒng)或請(qǐng)?jiān)诠?jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.20.5回油路帶調(diào)速閥或背壓閥的系統(tǒng)0.51.5采用輔助泵補(bǔ)油的閉式油路系統(tǒng)11.5采用多路閥的復(fù)雜的忠告系統(tǒng)1.23快進(jìn)時(shí)，液壓缸差動(dòng)連接p1A1=p2A2+F,A1=2A2 A1= =2.61312510-3m2則液壓缸內(nèi)徑D為：D=0.05768m根據(jù)無(wú)桿腔面積和有桿腔面積關(guān)系式A1=2A2，可求得液壓缸活塞直徑d為：d=0.707D=0.7070.05768=0.04078m 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T2348-1993,將液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑分別圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)值為：D=63mm、d=40mm由D、d可求得液壓缸無(wú)桿腔和有桿腔的實(shí)際有效工作面積分別為無(wú)桿腔面積 A1= =3.1210-3m2 有桿腔面積 A2= =1.8610-3m2當(dāng)按照最低工進(jìn)時(shí)的速度驗(yàn)算液壓缸的尺寸時(shí)，查得調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量為qmin=0.05L/min，且液壓缸的工進(jìn)速度V2=0.1m/min,則：=0.510-3 m2 10.23L/min；雙聯(lián)葉片泵的額定流量為qp=qp3+qp4=3.648L/min+14.592L/min =18.24L/min10.23L/min。 滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求。 故本系統(tǒng)選用的液壓泵為YB1-4/16型雙聯(lián)葉片泵。液壓泵電機(jī)功率的確定根據(jù)液壓工況圖可知，液壓缸快退時(shí)的功率最大，故按照快退工作階段估算電機(jī)的功率。若取快退時(shí)進(jìn)油路的壓力損失為p=0.5MPa，液壓泵的總效率為p=0.75，則電機(jī)所需功率為：Pp=620.2W查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本（見(jiàn)下圖）選用Y80M1-2型異步電動(dòng)機(jī)，P=0.75kW,n=2825r/min，=0.754.2閥類(lèi)元件和輔助元件的選擇根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)原理圖，計(jì)算分析液壓泵的工作壓力和通過(guò)各閥的實(shí)際流量，選擇出各閥的規(guī)格下表所示。序號(hào)元件名稱(chēng)最大通過(guò)流量（L/min）型號(hào)1雙聯(lián)葉片泵18.24YB1-4/162溢流閥3.648Y-10B3單向閥14.592I-25B4單向閥3.648I-10B5三位五通電磁換向閥36.4834E-63B6壓力繼電器DP-40B7單向行程換向閥36.48、18.240.312QC11-63B8單向閥9.12I-25B9背壓閥0.156B-10B10外控順序閥14.748XY-25B11壓力表Y-10012壓力表開(kāi)關(guān)KF3-E3B13濾油器18.24WU-401804.3管路的選擇油管的內(nèi)徑一般參考所選擇的液壓元件的油口尺寸進(jìn)行確定，也可按照管路允許的流速來(lái)進(jìn)行計(jì)算。液壓缸的進(jìn)、出油管按輸入、排出的最大流量來(lái)計(jì)算。由于本系統(tǒng)液壓缸差動(dòng)連接快進(jìn)、快退時(shí)，油管內(nèi)的通油量最大，其實(shí)際流量為泵的額定流量的2倍，即為36.5L/min，則液壓缸的進(jìn)、出油管直徑d按照產(chǎn)品樣本，取管路直徑d=24mm，故可選用直徑24mm的無(wú)縫鋼管。且進(jìn)、出油管長(zhǎng)度l均為l=2m。4.4油箱容積的確定對(duì)于低壓系統(tǒng)，油箱容量V等于24倍液壓泵的容量；對(duì)于中壓系統(tǒng)，油箱容量等于57倍液壓泵的流量；對(duì)于高壓系統(tǒng)，油箱的容量等于612倍液壓泵的容量。本系統(tǒng)采用中壓系統(tǒng)，故油箱容量為57倍的液壓泵的流量，此處取7倍，則油箱的容積為V=718.24=127.68L，取液壓泵站油箱的公稱(chēng)容量V=160L。第5章 機(jī)床液壓系統(tǒng)主要性能的校核主要進(jìn)行壓力損失的校核和發(fā)熱溫升的校核。5.1系統(tǒng)發(fā)熱溫升的校核在液壓系統(tǒng)中，所有的能量損失都轉(zhuǎn)換為熱量，導(dǎo)致系統(tǒng)的溫度升高，從而對(duì)系統(tǒng)的工作產(chǎn)生一些不利的影響，故需要進(jìn)行發(fā)熱溫升的校核。由于工進(jìn)在整個(gè)工作循環(huán)中所占的時(shí)間比例是最長(zhǎng)的，所以系統(tǒng)發(fā)熱溫升可按工進(jìn)時(shí)的工況來(lái)計(jì)算。工進(jìn)時(shí)液壓缸的有效功率為：Pe=p2q2=Fv2=41810.1/60=6.97W工進(jìn)時(shí)大流量泵卸荷，小流量泵在2.82MPa下供油，故輸出功率為P0=（2.8210631210-6）/（600.9）=18.1W由此的液壓系統(tǒng)的單位時(shí)間的發(fā)熱量為H=18.1-6.97=11W設(shè)油箱三個(gè)邊的結(jié)構(gòu)尺寸比例為1:1:11:2:3之間，油平面高度為油箱高度的0.8倍時(shí)，其散熱面積可近似用下式計(jì)算A=0.065V2/3式中 V油箱有效容積 則： A=0.0651602/3=1.92m2取油箱的散熱系數(shù)為CT=1510-3時(shí)，油液溫升近似為：T=Hi/CT/(1510-31.92)=0.382熱平衡計(jì)算值哎允許范圍內(nèi)，故設(shè)計(jì)滿(mǎn)足溫升要求。5.2系統(tǒng)壓力損失的校核結(jié)論 液壓系統(tǒng)專(zhuān)用銑床的設(shè)計(jì)總共耗時(shí)3天，期間，認(rèn)識(shí)到自己的很多不足，自己知識(shí)有很多盲點(diǎn)和漏洞，知識(shí)和實(shí)踐的差距很大，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，深刻的認(rèn)識(shí)到理論聯(lián)系實(shí)際的必要性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了一些困難，但是 通過(guò)和同學(xué)的討論和上網(wǎng)查找資料和查閱有關(guān)書(shū)籍，還是將這些難題解決了，那種成就感時(shí)無(wú)法言語(yǔ)的。本次設(shè)計(jì)涉及了液壓傳動(dòng)的大部分知識(shí)還有就是CAD作圖和word文檔的應(yīng)用能力。這樣的一次課程設(shè)計(jì)對(duì)于我們這些還未正式步入社會(huì)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是很有意義的，為我們將來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和將來(lái)的工作提供了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧與禁忌 韓桂華 主編 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 新編銑工計(jì)算手冊(cè) 劉承啟 主編 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法機(jī)械工業(yè)出版社