液压与气压传动课程设计

发布 2022-10-05 21:56:28 阅读 4389

课题名称:液压与气压传动课程设计。

学院:机电工程系。

专业班级:机械设计制造及其自动化085

学号: 学生:

指导老师:

2011 年12月24日。

液压与气压传动课程设计》评阅书。

摘要。随着技术的发展,液压已经成为一种新型的动力源。由于液压元件的制造精度越来越高,再配合电信号的控制,使液压系统在换向方面可以达到较高的频率。

不管是在重型机械和精密设备上都能满足要求。液压系统本身有较多的优点,比如:在同等的体积下,液压装置产生的动力更大;由于它的质量和惯性小、反映快,使液压装置工作比较平稳;能够实现无级调速,特别是在运动中进行调速;液压装置自身能实现过载保护;实现直线运动远比机械传动简单。

但是液压传动对温度的变化比较敏感,不宜在很高或很低的温度下工作。液压系统应用在机床上,实现对工作台和夹紧工件的循环控制起着重要的作用。对铣削类组合机床,运用液压来控制运动循环,结构简单,所占空间小,而且能满足较大的切削负载要求。

本次要求设计一台立式双头钻床的液压系统,钻孔行程相同,要求同步完成加工,要求该系统完成:快进——工进——死党铁停留——快退——原位停止的半自动循环。

关键词:液压系统双头钻床同步工作。

目录。摘要 i

1设计任务 1

2 液压回路的工况分析 2

2.1 设计要求 2

2.2负载与运动分析 2

2.3 确定液压系统主要参数 2

3 拟定液压系统原理图 7

3.1选择基本回路 7

3.2组成液压系统 8

4 计算和选择液压件 9

4.1 确定液压泵的规格和电动机功率 10

4.2确定其它元件及辅件 10

5 验算液压系统性能 13

5.1 验算系统压力损失 13

5.2 验算系统发热与温升 15

总结 17参考文献 18

1设计任务。

随着技术的发展,液压已经成为一种新型的动力源。由于液压元件的制造精度越来越高,再配合电信号的控制,使液压系统在换向方面可以达到较高的频率。不管是在重型机械和精密设备上都能满足要求。

液压系统本身有较多的优点,比如:在同等的体积下,液压装置产生的动力更大;由于它的质量和惯性小、反映快,使液压装置工作比较平稳;能够实现无级调速,特别是在运动中进行调速;液压装置自身能实现过载保护;实现直线运动远比机械传动简单。但是液压传动对温度的变化比较敏感,不宜在很高或很低的温度下工作。

液压系统应用在机床上,实现对工作台和夹紧工件的循环控制起着重要的作用。对铣削类组合机床,运用液压来控制运动循环,结构简单,所占空间小,而且能满足较大的切削负载要求。

本次要求设计一台立式双头钻床的液压系统,钻孔行程相同,要求同步完成加工,要求该系统完成:快进——工进——死党铁停留——快退——原位停止的半自动循环。

关键词:液压系统,双头钻床,同步工作。

2 液压回路的工况分析。

2.1 设计要求。

要求设计的动力滑台实现的工作循环是:快进工进快退停止。主要性能参数与性能要求如下:

切削阻力fl=19500n;运动部件所受重力g=14500n;快进、快退速度=0.1m/min, =0.08m/min,工进速度=0.

67m/s;快进行程l1=120mm,工进行程l2=30mm;往复运动的加速时间动力滑台采用平导轨,静摩擦系数,动摩擦系数。液压系统执行元件选为液压缸。

2.2负载与运动分析。

1) 工作负载工作负载即为切削阻力fl=19500n。

2) 摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力:

静摩擦阻力

动摩擦阻力

3) 惯性负载。

4) 运动时间:

快进。工进。

快退。设液压缸的机械效率,得出液压缸在各工作阶段的负载和推力,如表2.1所列。

2.3 确定液压系统主要参数。

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=4.5mpa。

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消失发生前冲现象,液压缸的回油腔应有背压,参考表2.4选此背压为p2=0.

5mpa。

表2.1 液压缸各阶段的负载和推力。

表2.2 按负载选择工作压力。

表2.3 各种机械常用的系统工作压力。

表2.4 执行元件背压力。

表2.5 按工作压力选取d/d

表2.6 按速比要求确定d/d

注:—无杆腔进油时活塞运动速度;

有杆腔进油时活塞运动速度。

由式得。则活塞直径

参考表2.5及表2.6,得d0.71d =73mm,圆整后取标准数值得 d=110mm, d=80mm。

由此求得液压缸两腔的实际有效面积为。

根据计算出的液压缸的尺寸,可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率,如表2.7所列。

表2.7 液压缸在各阶段的压力、流量和功率值。

注:快退时,液压缸有杆腔进油,压力为p1,无杆腔回油,压力为p2.

3 拟定液压系统原理图。

3.1.选择基本回路。

1) 选择调速回路由以上可知,这台机床液压系统功率较小,滑台运动速度低,工作负载为阻力负载且工作中变化小,故可选用进口节流调速回路。为防止孔钻通时负载突然消失引起运动部件前冲,在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式,系统必然为开式循环系统。

2) 选择油源形式从工况图可以清楚看出,在工作循环内,液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。最大流量与最小流量之比;其相应的时间之比(t1+t3)/t2=(1.2+1.

8)/44.8=0.067在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。

从提高系统效率、节省能量角度来看,选用单定量泵油源显然是不合理的,为此可选用双泵供油回路。考虑到前者流量突变时液压冲击较大,工作平稳性差,且后者可双泵同时向液压缸供油实现快速运动,最后确定选用低压力大流量的定量泵和一个高压力小流量的的定量泵,如图2-1(a)所示。

3) 选择快速运动和换向回路本系统已选定液节流调速和双泵供油快速运动回路实现快速运动。考虑到从工进转快退时回油路流量较大,故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路,以减小液压冲击。由于使用普通连接方式,所以选用三位四通电液换向阀,如图2-1(b)所示。

4) 选择速度换接回路由于本系统滑台由快进转为工进时,速度变化大(v1/v2=0.1/(0.67×10-3)149,为减少速度换接时的液压冲击,选用行程阀控制的换接回路,如图2-1(c)所示。

图2-1 基本回路。

(5) 选择调压和卸荷回路在双泵供油的油源形式确定后,调压和卸荷问题。

都已基本解决。即滑台工进时,高压小流量泵的出口压力由油源中的溢流阀调定,无需另设调压回路。在滑台工进和停止时,低压大流量泵通过液控顺序阀卸荷,高压小流量泵在滑台停止时虽未卸荷,但功率损失较小,故可不需再设卸荷回路。

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