液压与气动技术课程设计

— 液压气动课程设计液压气动课程设计 目目录录 一．一．液压系统原理图设计计算液压系统原理图设计计算……………………………… ……………………………….3 .3 二．计算和选择液压件二．计算和选择液压件……………………………………………………………………………….8 .8 三．验算液压系统性能三．验算液压系统性能………………………………………………………………………………1212 四四．液压缸的设计计算．液压缸的设计计算………………………………………………………………………………1515 五五．设计总结．设计总结1717 参考文献参考文献…………………………………………………………………………………………………………1818 欢迎下载 — 一．液压系统原理图设计计算一．液压系统原理图设计计算 技术参数和设计要求技术参数和设计要求 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统，其工作循环 是：快进→工进→快退→停止。主要参数：轴向切削力为30000N，移动部件 总重力为 10000N，快进行程为 150mm，快进与快退速度均为 4.2m/min。工进 行程为 30mm，工进速度为 0.05m/min，加速、减速时间均为 0.2s，利用平导 轨，静摩擦系数为 0.2，动摩擦系数为 0.1。要求活塞杆固定，油缸与工作台 联接。设计该组合机床的液压传动系统。 一 工况分析 首先，根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图（图1-1） ： 欢迎下载 — 图 1-1 速度循环图 其次，计算各阶段的外负载并绘制负载图,根据液压缸所受外负载情况，进行 如下分析： 启动时：静摩擦负载 F fs  f s • G  0.21000  2000N 加速时：惯性负载 Fa G g  v t  100004.2 100.260  350N 快进时：动摩擦负载 F fd  f d • G  0.110000 1000N 工进时：负载 F  F fd  F e 100030000 31000N 快退时：动摩擦负载 F fd  f d • G  0.110000 1000N 其中，Ffs为静摩擦负载，Ffd为动摩擦负载，F 为液压缸所受外加负载， 运动部件速度变化时的惯性负载，F e 为工作负载。 根据上述计算结果，列出各工作阶段所受外载荷表1-1，如下： 表 1-1 工作循环各阶段的外负载 工 作 外负载（N)工作 外负载（N) 欢迎下载 F a 为 — 循环 启 动 ， 加速 快进 F  F fd F  F fs  F a 循环 2350工进 F  F fs  F e31000 1000快退 F  F fd1000 根据上表绘制出负载循环图，如图 1-2 所示： 图 1-2 负载循环图 二 拟定液压系统原理图 （1）确定供油方式： 考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进快退时负载 较小、速度较高。从节省能量、减少发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油。 现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。如下图: 欢迎下载 — （2）调速方式的选择： 在专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或者调速阀。 根据专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点，决定 采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高， 发热小和速度刚性好的特点，并且调速阀装在回油路上，具有承受负载切削 力的能力。如下图所示： （3）速度换接方式的选择： 本系统采用电磁阀的快慢换接回路，它的特点是结构简单、调节行程比较 方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差，若要提高系统的换接 平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。如下图所示： 最后把所选择液压回路组合起来，即可组合成如附图所示液压系统原理图。 液压系统原理图如下。 欢迎下载 — 1---1---双联叶片泵双联叶片泵2---2---三位五通电磁阀三位五通电磁阀 3---3---行程阀行程阀4---4---调速阀调速阀 5---5---单向阀单向阀6---6---单向阀单向阀 7---7---顺序阀顺序阀8---8---背压阀背压阀 9---9---益流阀益流阀10---10---单向阀单向阀 11---11---过滤器过滤器12---12---压力表接点压力表接点 13--13--单向阀单向阀1414——压力继电器压力继电器 液压系统原理图液压系统原理图 欢迎下载 — 欢迎下载 — 二．计算和选择液压件二．计算和选择液压件 1.确定液压泵的规格和电动机的功率 （1）计算液压泵的最大工作压力 小流量泵在快进和工进时都向液压缸供油， 由表可知液压缸 在工进时工作压力最大，最大工作压力为 3，91Mpa，如在调速 阀进口节流调速回路中，选取油路上的总压力损失为∑Δ P=0.6Mpa ， 考 虑 到 压 力 继 电 器 的 可 靠 动 作 要 求 压 差 Δ Pe=0.5Mpa，则小泵的最高工作压力估算为： Pp1 p1ppe 3.910.60.5 5.01Mpa 大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油， 快退时液压缸的 工作压力为 P1=1.4Mpa，比快进时大，考虑到快退时供油不通过 调速阀，故其进油路压力损失比前者小，现取进油路上的总压力 损失∑ΔP=0.3Mpa，则大流量泵的最高工作压力估算为: Pp2 p1p 1.40.31.7Mpa （2）计算液压泵的流量 由表可知，油源向液压缸输入的最大流量为0.4×10-3m3/s, 如取回油泄漏系数 K=1.1，则两个泵的总流量为： qp Kq11.10.4103 26.4L/min 考虑到溢流阀的最小稳定流量为 3L/min，工进时的流量为 0.79×10-5m3/s=0.474L/min,则小泵的流量最少应为 3.474L/min. （3）确定液压泵的规格和电动机的功率 根据以上压力和流量数值，并考虑液压泵存在容积损失，最 欢迎下载 — 后确定选取 PV2R12-6/26 型叶片泵， 其小泵和大泵的排量分别为 6mL/r 和 26mL/r，当液压泵的转速 Np=720r/min 时，其理论流量 分别为 4.32mL/r 和 18.72mL/r，若取液压泵的容积效率为 ηv=0.8，这时液压泵的实际输出流量为： qp qp1qp2 67200.9100026720 10000.9  3.88816.848  20.8L/min 由于液压缸在快退时输入功率最大， 若取液压泵的容积效率 为ηp=0.8，这时液压泵的驱动电机功率为： p  ppqp  p 1.710620.8103  0.74kw 3600.810 根据此数值查表，选用规格相近的 Y160M1-8 型电动机，其 额定功率为 4KW，额度转速为 720r/min。 2.确定其它元件及辅件 （1）确定阀类元件及辅件 根据系统的最高工作压力和通过各类阀类元件及辅件的实 际流量，查阅手册，选出的阀类元件和辅件规格如列表所示，其 中溢流阀按小泵的额定流量选取，调速阀选用 Q-6B 型，其最小 稳定