液压课程设计指导书

发布 2022-10-02 10:47:28 阅读 5324

目录。1 题目12 技术参数和设计要求1

3 工况分析2

4 拟定液压系统原理图5

4.1 确定供油方式5

4.2 调速方式的选择5

4.3 速度换接方式的选择5

5 液压系统的计算和选择液压元件6

5.1 液压缸主要尺寸的确定6

5.1.1 工作压力p的确定6

5.1.2 计算液压缸内径d和活塞杆直径d6

5.1.3 计算在各工作阶段液压缸所需的流量6

5.2 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格7

5.2.1 泵的工作压力的确定7

5.2.2 泵的流量确定7

5.2.3 选择液压泵的规格7

5.2.4 与液压泵匹配的电动机的选定8

5.3 液压阀的选择8

5.4 确定管道尺寸9

5.5 液压油箱容积的确定10

6 液压系统的验算11

6.1 压力损失的验算11

6.1.1 工作进给时进油路压力损失11

6.1.2 工作进给时回油路的压力损失12

6.1.3 变量泵出口处的压力pp12

6.1.4 快进时的压力损失12

6.2 系统温升的验算13

7 液压缸的设计14

7.1 液压缸工作压力的确定14

7.2 液压缸的内径d和活塞杆d前面已经计算14

7.3 液压缸的壁厚和外径的计算14

7.4 缸盖厚度的确定14

7.5 最小导向长度15

7.6 导向滑动面长度15

7.7 活塞宽度15

7.8 隔套的长度15

7.9 缸体长度15

8 参考文献16

9 致谢17

1 题目。卧式钻孔组合机床液压系统设计。

2 技术参数和设计要求。

设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统,要求完成如下工作循环:快进 →工进 → 快退 → 停止。机床的切削力为25×103 n,工作部件的重量为9.

8×103 n,快进与快退速度均为7 m/min,工进速度为0.05 m/min,快进行程为150 mm,工进行程为40 mm,加速、减速时间要求不大于0.2 s,动力平台采用平导轨,静摩擦系数为0.

2,动摩擦系数为0.1。要求活塞杆固定,油缸与工作台连接。

设计该组合机床的液压传动系统。

3 工况分析。

首先,根据已知条件,绘制运动部件的速度循环图,如图。

速度循环图。

然后计算各阶段的外负载并绘制负载图,如图。

负载图。液压缸所受外负载f包括三种类型,即。

f = fw+ ff + fm

式中:fw — 工作负载;

fm — 运动部件速度变化时的惯性负载;

ff — 导轨摩擦阻力负载,启动时为静摩擦阻力,启动后为动摩擦阻力,对于平导轨。

ff可由下式求得:

ff = f (g - fn )

g — 运动部件重力;fn — 垂直于导轨的工作负载;f — 导轨摩擦系数。

于是可得:ffs = 0.2×9.8×103 =1960n

ffd = 0.1×9.8×103=980n

上式中,ffs为静摩擦阻力,ffd为动摩擦阻力。

fm = gδv/(g.δt)

式中:g — 重力加速度;δt — 加速或减速时间;δv —δt时间内的进度变化量。

在本例中。fm = 9.8 ×103×7/(9.8×0.2×60) =583.3n

根据上述计算结果,列出各工作阶段所受外负载。

4 拟定液压系统原理图。

4.1 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或变量泵供油,现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。

4.2 调速方式的选择。

在中小型专业机床的液压系统中,进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据钻孔类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,具有承受负切削力的能力。

4.3 速度换接方式的选择。

本系统采用电磁阀的快慢速换接回路,它的特点是结构简单、调节行程比较方便、阀的安装也较简单,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。

最后,把所选择的液压回路组合起来,即可组合成液压系统原理图。

5 液压系统的计算和选择液压元件。

5.1 液压缸主要尺寸的确定。

5.1.1 工作压力p的确定。

工作压力p可根据负载大小及机器的类型来初步确定,现参阅指导书表2-1取液压缸的工作压力为5mpa。

5.1.2 计算液压缸内径d和活塞杆直径d

由负载图知最大负载f为25980n,按指导书表2-2可取p2为0.5mpa,ηcm为0.95,考虑到快进、快退速度相等,取d/d为0.7。将上述数据代入公式可得。

d =1/2

0.107(m) 圆整为标准值100mm.

根据指导书表2-4,将液压缸内径圆整为标准系列直径d=100mm,活塞杆直径d,按d/d=0.7及指导书表2-5活塞杆直径系列取d=70mm。

按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度,可得:

a≥qmin / vmin =0.05×1000/5=10(cm2)

式中:qmin是由产品样本查得ge系列调速阀aqf3-e10b的最小稳定流量为0.05l/min。

a=π×d2-d2)/4 =π102-72)/4 = 40(cm2)

可见上述不等式能满足,液压缸能达到所需低速。

5.1.3 计算在各工作阶段液压缸所需的流量。

q(快进) =d2v(快进)/4 =π0.07)2×7/4 = 26.9(l/min)

q(工进) =d2v(工进)/4 =π0.1)2×0.05/4 = 3.9(l/min)

q(快退) =d2-d2)v(快退)/4 =π0.12-0.072)×7/4

= 28.04(l/min)

5.2 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格。

5.2.1 泵的工作压力的确定。

考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失,所以泵的工作压力为。

pp = p1 +σp

式中:pp — 液压泵最大工作压力;

p1 — 执行元件最大工作压力;

δp — 进油管路中的压力损失,初算是简单系统可取0.2~0.5mpa,复杂系统可取0.5~1.5mpa。本题中取0.5mpa。

因此pp = p1 +σp = 5+0.5 = 5.5(mpa)

上述计算所得的pp是系统的静态压力,考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力贮备量,并确保泵的寿命,因此选泵的额定压力pa应满足pa≥(1.25~1.

6)pp。中低压系统取小值,高压系统取大值。在本题中pa = 1.

3mpa,pp =5.5mpa。

5.2.2 泵的流量确定。

液压泵的最大流量应为。

qp ≥ kl(σq)max

式中:q — 液压泵的最大流量;

σq)max — 各执行元件所需流量之和的最大值。如果这时溢流阀正进行工作,尚须加1溢流阀的最小流量2~3 l/min;

kl — 系统泄露系数,一般取1.1~1.3,现取kl = 1.2。

因此qp = kl(σq)max = 1.2×28.04 = 33.65(l/min)

5.2.3 选择液压泵的规格。

根据以上算得的pp和qp,查阅有关手册,现选用ybx—25限压式变量叶片泵,该泵的基本参数为:每转排量q = 25ml/r,泵的额定压力p0 = 6.3mpa,电动机转速n0 = 1450r/min,容积效率ηv = 0.

85,总效率η= 0.72。

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