一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统.pdf
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1、1/12 河北玖翔职业技术学院毕 业 论 文题目液压传动设计学生姓名:小桃子指导老师:卢雪峰院系:机电工程系专业:机电一体化级别:2011 级河北玖翔职业技术学院前言毕业临近,三年大学生活即将过去。我忠心诚挚感谢三年来各科老师的辛苦教导,在这里我想说一句:“老师,你们辛苦了”。个人收集整理勿做商业用途毕业设计是对我们三年学习和知识的融汇、运用和贯通,是迅速提高我们实践经验的一条重要途径。在实践中教导我们发现问题,以及怎样分析问题并最终解决问题。让我们的综合能力有所提高,扎实巩固专业基础知识。毕业设计是对学生进行技师基本训练的重要环节。通过毕业设计我们能巩固,熟悉并综合运用所学知识;培养理论联系
2、实际的学风;掌握机械液压传动规程编制,专用机械装备及组合机床的基本技能;学会查阅,运用各种技术资料,手册。初步掌握对专业范围的生产技术问题进行分析综合研究的能力;使学生受到比较全面的训练。个人收集整理勿做商业用途为了顺利完成这次毕业设计,学校组织我们到萍乡南方煤机厂、学院实习中心等单位实习。在实地学习中增强了感性认识,拓宽了知识面,取得了一定的实际生产经验和此次设计相关的技术资料。另外,图书馆的有关资料对我的设计提供了科学的数据和有价值的参考。个人收集整理 勿做商业用途液压传动设计是机械设计和产品制造间的纽扣和桥梁。合理的液压传动设计不仅可以经济有效地生产产品,而且也是一个企业生存发展的必要条
3、件。个人收集整理勿做商业用途就个人而言,我希望通过这次毕业设计一方面能进一步培养我独立思考的能力,另一方面能提高我与同学们互助协作的能力,为以后工作打下良好基础,为伟大祖国建设贡献我的力量。由于本人能力有限,经验不足,设计过程中有不足之处,希望各位老师给予指教。个人收集整理 勿做商业用途目录前言 2引言 3摘要 5概述 6一、课程设计的目的6二、课程设计的要求7三、课程设计的内容7四、课程设计的安排8液压系统设计计算举例9五、设计要求及工况分析9六、确定液压系统主要参数11七、拟定液压系统原理图15八、计算和选择液压件17九、验算液压系统性能222/12 参考文献 设计总结 引言日新月异。伴随
4、着数学、控制理论、计算机、电子器件和液压流体学的发展,出现了液压伺服系统,并作为一门应用科学已经发展成熟,形成自己的体系和一套行之有效的分析和设计方法。个人收集整理勿做商业用途液压传动基本原理液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。其中液压动力元件是为液压系统产生动力的部件,主要包括各种液压泵。液压泵依靠容积变化原理来工作,所以一般也称为容积液压泵。齿轮泵是最常见的一种液压泵,它通过两个啮合的齿轮的转动使得液体进行运动。其他的液压泵还有叶片泵、柱塞泵,在选择液压泵的时候主要需要注意的问题包括消耗的能量、效率、降低噪音。个人收集整理勿做商业用途液压执行元件是用来执行
5、将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置,主要包括液压缸和液压马达。液压马达是与液压泵做相反的工作的装置,也就是把液压的能量转换称为机械能,从而对外做功。个人收集整理勿做商业用途液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式,它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性,液压控制在工业上受到广泛的重视。液压传动是研究以有压流体为能源介质,来实现各种机械和自动控制的学科。液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路,再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。个人收集整理勿做商业用途从原理上来说,液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理,就
6、是说,液体各处的压强是一致的,这样,在平衡的系统中,比较小的活塞上面施加的压力比较小,而大的活塞上施加的压力也比较大,这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递,可以得到不同端上的不同的压力,这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。个人收集整理勿做商业用途除了上述的元件以外,液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件,我们就能够建设出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制目标,我们能够设计不同的回路,比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工
7、作控制回路等。个人收集整理 勿做商业用途根据液压传动的结构及其特点,在液压系统的设计中,首先要进行系统分析,然后拟定系统的原理图,其中这个原理图是用液压机械符号来表示的。个人收集整理勿做商业用途根据液压传动的结构及其特点,在液压系统的设计中,首先要进行系统分析,然后拟定系统的原理图,其中这个原理图是用液压机械符号来表示的。之后通过计算选择液压器件,进而再完成系统的设计和调试。这个过程中,原理图的绘制是最关键的。它决定了一个设计系统的优劣。个人收集整理勿做商业用途液压传动的应用性是很强的,比如装卸堆码机液压系统,它作为一种仓储机械,在现代化的仓库里利用它实现纺织品包、油桶、木桶等货物的装卸机械化
8、工作。也可以应用在万能外圆磨床液压系统等生产实践中。这些系统的特点是功率比较大,生产的效率比较高,平稳性比较好个人收集整理勿做商业用途【摘要】我们日常所见到的机器,如机床、起重机、汽车、拖拉机等,都装有一个用来接受外界能源输入的原动机,如电动机、内燃机等,并通过机器中的一系列传动装置,把原动机的动作转3/12 变为机器工作机构的动作,以完成机器工作任务。例如,车床主轴的旋转、刀架的移动、起重机吊钩的升降等等。所以一部完整的机器都是由原动机,传动装置和工作机构三部分所组成个人收集整理勿做商业用途传动装置是一部机器的重要组成部分,它在很大程度上决定着机器的性能。传动装置的主要类型有机械传动、电气传
9、动和流体传动。个人收集整理勿做商业用途液压传动和液力传动是以液体为工作介质的流体传动,是以液体的压力能来工作的,而压力传动除压力能外,主要是靠液体的动能进行工作的。个人收集整理勿做商业用途 1概述1.1 课程设计的目的本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课,是在完成 液压与气压传动课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。本课程的学习目的在于使学生综合运用液压与气压传动课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识,进行液压传动的设计实践,使理论知识和生产实际知识紧密结合起来,从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练,为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问
10、题打下良好的基础。个人收集整理勿做商业用途1.2 课程设计的要求(1)液压传动课程设计是一项全面的设计训练,它不仅可以巩固所学的理论知识,也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真,刻苦钻研,一丝不苟,精益求精。个人收集整理勿做商业用途(2)液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路,启发学生独立思考,解答疑难问题,按设计进度进行阶段审查,学生必须发挥主观能动性,积极思考问题,而不应被动地依赖教师查资料、给数据、定方案。个人收集整理勿做商业用途(3)设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来,利用已有资料可以避免许多重复工作,加
11、快设计进程,同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件,因而不能盲目地抄袭资料,必须具体分析,创造性地设计。个人收集整理勿做商业用途(4)学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。1.3 课程设计的内容液压传动课程设计一般包括以下内容:(1)明确设计要求进行工况分析;(2)确定液压系统主要参数;(3)拟定液压系统原理图;(4)计算和选择液压件;(5)验算液压系统性能;(6)结构设计及绘制零部件工作图;(7)编制技术文件。学生应完成的工作量:(1)液压系统原理图1 张;(2)部件工作图和零件工作图若干张;(3)设计计算说明书1 份。液压传动课程设计的时
12、间一般为2 周。学生进行结构设计时,可根据时间安排,在液压集成块、液压缸或液压泵装置中任选其一。个人收集整理勿做商业用途4/12 1.4 课程设计的安排阶段主要内容1设计准备(1)阅读、研究设计任务书,明确设计内容和要求,了解原始数据和工作条件;(2)收集有关资料并进一步熟悉课题。2液压系统设计计算(1)明确设计要求进行工况分析;(2)确定液压系统主要参数;(3)拟定液压系统原理图;(4)计算和选择液压件;(5)验算液压系统性能;3绘制工作图(1)绘制零、部件图;(2)绘制正式的液压原理图。4编制技术文件(1)编写设计计算说明书;(2)编写零部件目录表。2.液压系统设计计算举例液压系统设计计算
13、是液压传动课程设计的主要内容,包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例,介绍液压系统的设计计算方法。个人收集整理勿做商业用途2.1 设计要求及工况分析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:工作台重量为4000N,工件和夹具的重量为1500N 铣削量最大阻力为9000N,工作台快进行程为100mm,快进、快退速度为4.5m/min,工进速度为60m/min-1000m/min,加速(减速)时间为 0.05s,
14、采用平导轨,静摩擦系数s=0.2,动摩擦系数d=0.1。(不考虑各种损失)。个人收集整理勿做商业用途2负载与运动分析(1)工作负载工作负载即为铣削阻力FL=9000N。(2)摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力:静摩擦阻力=G0.2=0.25500=1100N 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cm=0.9,得出液压缸在各工作阶段的负载和推力,如表1 所列。表 1 液压缸各阶段的负载和推力工况负载组成液压缸负载F/N 液压缸推力F0=F/cm/N5/12 启动加速快进工进反向启动加速快退1960 1480 980 31448 1960 1480 980 2180
15、 1650 1090 34942 2180 1650 1090 2.2 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=4MPa。个人收集整理勿做商业用途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4 选此背压为p2=0.6MPa。个人收集整理勿做商业用途表 2 按负载选择工作压力负载/KN 50 工作压力/MPa 0.81 1.52 2.
16、53 34 45 5表 3 各种机械常用的系统工作压力机械类型机 床农业机械小型工程机械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPa 0.82 35 28 810 1018 2032 表 4 执行元件背压力系统类型背压力/MPa 简单系统或轻载节流调速系统0.20.5 回油路带调速阀的系统0.40.6 回油路设置有背压阀的系统0.51.5 用补油泵的闭式回路0.81.5 回油路较复杂的工程机械1.23 回油路较短且直接回油可忽略不计表 5 按工作压力选取d/D 工作压力/MPa 5.05.07.0 7.0d/D 0.50.55 0.620.7
17、0 0.7 表 6 按速比要求确定d/D 6/12 2/1 1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2 d/D 0.3 0.4 0.5 0.55 0.62 0.71 注:1无杆腔进油时活塞运动速度;2有杆腔进油时活塞运动速度。由式得则活塞直径参考表 5 及表 6,得 d 0.71D=77mm,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 7 所列,由此绘制的液压缸工况图如图2 所示。个人收集整理勿做商业用途表 7 液压缸在各阶段的压力、流量和功率值工况推力F0/N
18、回 油 腔 压力p2/MPa 进 油 腔 压力p1/MPa 输入流量q 10-3/m3/s 输 入 功率P/KW 计算公式快进启动2180 0.43 加速1650 p1+p0.77 恒速1090 p1+p0.66 0.5 0.33 工进34942 0.6 3.96 0.8410-2 0.033 快退启动2180 0.49 加速1650 0.5 1.43 恒速1090 0.5 1.31 0.45 0.59 注:1.p 为液压缸差动连接时,回油口到进油口之间的压力损失,取p=0.5MPa。2 快退时,液压缸有杆腔进油,压力为p1,无杆腔回油,压力为p2。2.3 拟定液压系统原理图1选择基本回路图
19、2 液压缸工况图(1)选择调速回路由图 2 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。个人收集整理勿做商业用途(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qmax/qmin=0.5/(0.84 10-2)60;其相应的时间之比(t1+t3)/t2=(
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