一、 设计任务书。
一)设计的目的和要求:
设计的目的。
液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节,通过该教学环节,要求达到以下目的:
1.巩固和深化已学知识,掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤,培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力;
2.正确合理地确定执行机构,选用标准液压元件;能熟练地运用液压基本回路,组合成满足基本性能要求的液压系统;
3.熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、cad技术等方面的基本技能进行一次训练,以提高这些技能的水平。
设计的要求。
1.设计时必须从实际出发,综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求,就不必过分强调先进性。
并非是越先进越好。同样,在安全性、方便性要求较高的地方,应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件,不能单独考虑简单、经济;
2.独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料,但必须深入理解,消化后再借鉴。不能简单地抄袭;
3.在课程设计的过程中,要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成,积极思考;
4.液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目由指导老师分配,题目附后;
5.液压传动课程设计要求学生完成以下工作:
设计计算说明书一份;
液压传动系统原理图一张(3号图纸,包括工作循环图和电磁铁动作顺序表)。
二)、设计的内容及步骤。
设计内容。1. 液压系统的工况分析,绘制负载和速度循环图;
2. 进行方案设计和拟定液压系统原理图;
3. 计算和选择液压元件;
4. 验算液压系统性能;
5. 绘制正式工作图,编制设计计算说明书。
设计步骤。以一般常规设计为例,课程设计可分为以下几个阶段进行。
1.明确设计要求。
阅读和研究设计任务书,明确设计任务与要求;分析设计题目,了解原始数据和工作条件。
参阅本书有关内容,明确并拟订设计过程和进度计划。
2.进行工况分析。
做速度-位移曲线,以便找出最大速度点;
做负载-位移曲线,以便找出最大负载点。液压缸在各阶段所受的负载需要计算,为简单明了起见,可列表计算;计算公式见教材表9-2。
注:ηm——缸的机械效率,取ηm=0.9
确定液压缸尺寸。
确定液压缸尺寸前应参照教材选择液压缸的类型,根据设备的速度要求确定d/d的比值、选取液压缸的工作压力,然后计算活塞的有效面积,经计算确定的液压缸和活塞杆直径必须按照直径标准系列进行圆整。计算时应注意考虑液压缸的背压力,背压力可参考教材表9-1选取。
绘制液压缸工况图。
液压缸工况图包括压力循环图(p-s)、流量循环图(q-s)和功率循环图(p-s),绘制目的是为了方便地找出最大压力点、最大流量点和最大功率点。计算过程可列表计算。
液压缸工作循环各阶段压力、流量和功率值。
3.进行方案设计和拟定液压系统原理图。
方案设计包括供油方式、调速回路、速度换接控制方式、系统安全可靠性(平衡、锁紧)及节约能量等性能的方案比较,根据工况分析选择出合理的基本回路,并将这些回路组合成液压系统,初步拟定液压系统原理图。
选择液压基本回路,最主要的就是确定调速回路。应考虑回路的调速范围、低速稳定性、效率等问题,同时尽量做到结构简单、成本低。
4.计算和选择液压组件。
计算液压泵的工作压力;
计算液压泵的流量;
选择液压泵的规格;
计算功率,选择原动机;
选择控制阀;
选择液压辅助元件;
5.验算液压系统性能;
验算液压系统的效率;
验算液压系统的温升。
6.绘制正式工作图,编制课程设计计算说明书。
液压传动系统原理图一张(3号图纸,包括工作循环图和电磁铁动作顺序表)
整理课程设计计算说明书。
三)、进度安排。
按教学计划安排,液压传动课程设计总学时数为1周,其进度及时间大致分配如下:
四)、设计题目。
设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床,工作循环:手工上料——自动夹紧——工作台快进——铣削进给——工作台快退——夹具松开——手工卸料。
设计参数见下表。其中:
工作台液压缸负载力(kn):fl=2.2 夹紧液压缸负载力(kn):fc=4.8
工作台液压缸移动件重力(kn):g=1.8 夹紧液压缸负移动件重力(n):gc=80
工作台快进、快退速度(m/min):v1=v3 =5.0 夹紧液压缸行程(mm):lc=20
工作台工进速度(mm/min):v2=35 夹紧液压缸运动时间(s):tc=1
工作台液压缸快进行程(mm):l1=400 导轨面静摩擦系数:μs=0.2
工作台液压缸工进行程(mm):l2=100 导轨面动摩擦系数:μd=0.1
工作台启动时间(s):t=0.5
二、 方案的确定。
2.1 整体性分析。
要求此液压系统实现的工作循环是:手工上料→工件夹紧→工作快进→工作台工进→工作台快退→工件松开→手动下料。运动部件重2200 n,工作台快进、快退的速度5.
0m/min,工进的速度35mm/min,工进行程100mm。最大切削力2200n。夹紧缸行程20mm,夹紧力4800n。
对于铣削专用机床的液压系统而言,加工的零件需要精度高,定位准确。所以整个系统的设计要求定位精度高,换向速度快。在设计阀的时候,考虑这些方面变的尤其重要,要考虑到工作在最低速度时调速阀的最小调节流量能否满足要求。
在行程方面,应该比要求的工作行程大点,包括工作行程、最大行程和夹紧缸行程,主要是考虑到在安全方面和实际运用中。在压力方面也要考虑到满足最大负载要求。而且在液压系统能满足要求的前提下,使液压系统的成本较低。
2.2 拟定方案。
方案一液压系统中工作台的执行元件为伸缩缸,工件的夹紧用单杆活塞缸;工作台采用节流阀实现出油口节流调速,用行程阀实现工作台从快进到工进的转换,在工进回路上串接个背压阀;为了防止工件在加工过程中松动,在夹紧进油路上串接个单向阀;工作台的进、退采用电磁换向阀;夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。
方案二液压系统中工作台的执行元件为单杆活塞缸,工件的夹紧也采用单杆活塞缸;工作台采用调速阀实现进油口节流调速,采用压力继电器实现工作台从快进到工进的转换,工进时,为了避免前冲现象,在回路上串接个调速阀作为背压;用中位为o型三位四通换向阀,避免工件在加工过程中松动;工作台的进、退换向采用电磁换向阀,工作台快进时,采用差动连接;夹紧缸的夹紧与放松用电磁阀控制。
2.3比较方案并确定方案。
单杆活塞缸比伸缩缸结构简单,**便宜,易维护,而且也能满足要求;调速阀的性能比节流阀稳定,调速较好,用于负载变化大而运动要求稳定的系统中;采用出油口调速回路中油液通过节流阀产生的热量直接排回油箱散热。
综上比较选择方案二较好。
三、 负载与运动分析。
首先根据主机要求画出动作循环图(图一)。
图一)3.1 工作负载工作负载即为切削力=2200n。
3.2 摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力:
静摩擦阻力: =g = 0.2×1800 = 360 n
动摩擦阻力: =g = 0.1×1800 = 180 n
3.3 惯性负载。
=×30.61 n
3.4 运动时间。
快进。 = 4.8 s
工进。 = 171.4s
快退。 = 6 s
设液压缸的机械效率=0.9,得出液压缸在各工作阶段和推力,如表1所列:
表1液压缸各阶段的负载和推力。
根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间,即可绘制出负载循环图f-t 和速度循环图υ-t ,如图1所示。
图1四、确定液压系统主要参数。
4.1 初选液压缸工作压力。
所设计的动力滑台在工进时负载最大,在其它工况负载都不太高,参考表2和表3,初选液压缸的工作压力p1 = 1 mpa。
表2 按负载选择工作压力。
表3 各种机械常用的系统工作压力。
4.2 计算液压缸主要尺寸。
鉴于动力滑台快进和快退速度相等,这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸(a1=2a2),快进时液压缸差动连接。工进时为防止孔钻通时负载突然小时发生前冲现象,液压缸的回油腔应有背压,参考表4选此背压为p2 = 0.6 mpa。
表4 执行元件背压力。
液压与气压传动课程设计
学院机电工程学院。指导老师曾红兵。学生姓名。班级。学号。时间2013.06 24 目录。一 课程设计要求3 二 设计计算 元件选择及验算3 1.运动分析4 2.负载分析4 3.负载图和速度图的绘制5 4.液压缸主要参数的确定6 5.液压系统图的拟定8 6.液压元件的选择9 7.液压系统的性能验算10...
《液压与气压传动》课程设计
专业 机电设备维修与管理。班级 10级机电二班。学生姓名 覃吻。学号 110034105 指导教师 邹艳红。完成时间 2012 4 23 成员 目录。一 设计题目 2 二 明确液压系统的设计要求 2 三 液压系统的设计计算 3 1.进行工况分析,绘制出执行机构的负载图和速度图 3 1 外负载 3 2...
液压与气压传动课程设计
目录。一 课程设计题目及其设计要求 1 二 系统工况分析与方案选择3 三 液压元件的计算与产品选择 6 四 主要部件的结构特点分析与强度校核计算 10 五 液压系统验算12 六 课程设计简单小结16 一 课程设计题目及其设计要求。1 某工厂设计一台钻镗专用机床,要求孔的加工精度为ti6级。要求该机床...