液压与气压传动设计课程设计

发布 2022-10-05 21:57:28 阅读 3410

一、液压传动课程设计的目的。

1、巩固和深化已学的理论知识,掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。

2、锻炼机械制图,结构设计和工程运算能力。

3、熟悉并使用有关国家标准、行业标准、设计手册和产品样本等技术资料。

4、提高学生使用计算机绘图软件进行实际工程设计的能力。

二、液压课程设计题目。

题目(一)设计一台卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统,要求完成如下的动作循环:快进——工进——死挡铁停留——快退——停止;切削力为20000n,动力滑台采用平导轨,工进速度要求无级调速,其他参数如下表所示。

试完成以下工作:

1、进行工况分析,绘制工况图。

2、拟定液压系统原理图(a3)。

3、计算液压系统,选择标准液压元件。

4、绘制液压缸装配图(a3)。

5、编写液压课程设计说明书。

机床加工示意图如下:

图1 卧式动力滑台加工示意图。

机械制造与自动化专业。

液压传动》课程设计说明书。

目录。第1章组合机床工况分析 1

1.1 工作负载分析 1

1.2 阻力负载分析 1

1.3 惯性负载分析 1

1.4工进速度选择 1

1.6 负载图和速度图的绘制 2

第2章液压缸的主要参数的确定 3

2.1 初定液压缸工作压力 3

2.2 液压缸尺寸的计算 3

第3章拟定液压系统图 6

3.1 选择液压回路 6

3.2 液压系统工作分析 7

第4章液压缸的结构设计 8

4.1 液压缸各元件的材料及连接配合方式 8

4.2 液压缸设计需要注意的事项 9

4.3 液压缸主要零件的材料和技术要求 9

4.4 液压缸主要尺寸的计算 11

参考文献 13

工作负载即为切削阻力。

所以 =20000n。

液压缸驱动工作部件时要克服机床导轨处的摩擦阻力,它与导轨形状、安放位置及工作台的运动状态有关。

摩擦负载即为导轨的摩擦阻力:

静摩擦阻力

动摩擦阻力

工进最大速度v=90mm/min

1.5 根据以上分析计算各工况负载 (见表1-1)

表1-1 液压缸在各工作阶段的负载值。

注:表中取液压缸的机械效率ηcm=0.9

负载图按上面数值绘制,如图所示。速度图按已知数值、,、快退行程和工进速度等绘制如图。

v/m/min7

50100 150l/mm

速度图。f/n23312

50100150 l/mm

负载图2100

根据上述工况要求和动力滑台的结构安排,应采用液压缸为执行元件。液压缸选用单杆式的,缸筒固定在床身上。由于要求快进与快退的速度相等,为减少液压泵的供油量,决定采用差动型液压缸。

由工况分析中可知,工进阶段的负载力最大,所以,液压缸的工作压力按此负载力计算,选,本机床为钻孔组合机床,为防止钻通时发生前冲现象,液压缸回油腔应有背压,取背压,为使快进快退速度相等,选用,但由于油管中有压降存在,有杆腔压力大于无杆腔,估算时快进取。

由式得。液压缸直径。

取标准直径。

因为,所以其中d为活塞缸直径。

则,液压缸有效面积。

经检验,活塞杆的强度和稳定性均符合要求。

根据上述d和d的值,可估算液压缸在各个工作阶段中的压力,流量和功率。如下图a-a,并据此会出工况图a-b

液压缸的流量计算:

液压缸工作腔压力:

a-a液压缸在工作循环中各阶段压力、流量和功率。

q/l/min35

050100150 l/mm

b-b流量图。p/mp

050100150 l/mm

b-b压力图。p/kw

050100150 l/mm

b-b功率图。

首先选择调速回路。

由以上数据可得,这台机床属于小功率,滑台运动速度低,工作负载变化小,可采用进口节流调速,为了解决进口节油调速回路在钻孔时的滑台突然前冲现象,回路上设置背压阀。

由于液压系统选用了节流调速的方法,系统中油液循环必然是开式的。

根据以上数据可知,在液压系统工作循环内,液压缸交替的要求提供低压大流量和高压小流量的油液。

最大流量和最小流量之比约等于40,而快进快退所需的时间比工进所需时间少的多,因此从提高工作效率,节省能量的角度看,采用单个定量泵是不合适的。宜采用双泵供油。

由于快进快退速度较大,为保证换向平稳,且该系统采用差动连接,采用三位五通y型电液换向阀实现运动换向,并实现差动连接。

2拟定液压系统图。

根据上述分析和所拟定方案,将各回路合理的组合成为机床液压系统原理图(如附图)

快速前进:电磁铁1ya通电,电液换向阀左位接入系统,溢流阀8因系统压力不高仍处于关闭状态,这时液压缸作差动连接,液压泵1输出最大量。系统中油液流动的情况为:

进油路:液压泵1→单向阀10→换向阀2(左位)→行程阀3(下位)→液压缸左腔。

回油路:液压缸右腔→换向阀2→单向阀6→行程阀3→液压缸左腔。

工进阶段:工进在滑台前进到预定位置,挡块压下行程阀3通电开始,这时系统压力升高,溢流阀8打开,液压泵单泵供油,系统中油液流动情况为:

进油路:液压泵1→单向阀10→换向阀2左位→调速阀4→液压缸左腔。

回油路:液压缸右腔→换向阀2(左位)→单向阀6→调速阀4 →液压缸左腔

停留阶段:停留在工进行进到碰上死挡块不再前进时开始,并在系统压力进一步升高,压力继电器14发出信号后终止。

快退阶段:快退在压力继电器14发出信号后,电磁铁1ya断电、2ya通电开始,油路换向,系统中油液的流动情况为:

进油路:液压泵1→单向阀10→换向阀2(右位)→液压缸右腔。

回油路:液压缸左腔→左腔单向阀5→换向阀2(右位)→油箱。

停止。停止在滑台快速退回到原位,挡块压下终点开关,电磁铁2ya断电、换向阀2处于中位,液压泵卸荷,滑台停止运动。

油路:液压泵1→单向阀10→换向阀2(中位)→单向阀13→油箱。

为满足本题目中液压系统快进—工进—快退的使用要求,选用双作用单杆活塞缸。

1)液压缸的组成:

液压缸的结构基本上可分成缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置,以及排气装置五个部分。

2)液压缸组件的连接方式:

缸筒与缸盖的连接形式,因法兰连接结构简单,容易加工,也易拆卸,故采用法兰连接,缸筒与缸底的连接形式也用法兰连接。

活塞杆与活塞的连接方式选用螺纹连接,其结构简单,安装方便可靠。

活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构,包括活塞杆与端盖、导套的结构,以及密封、防尘、锁紧装置等。

3)活塞及活塞杆处密封圈的选用

活塞及活塞杆处密封圈的选用,应根据密封部位、使用部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择o型的密封圈。

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