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《液压与气压传动》课程设计说明书题目:专用铳床液压系统的设计院系:机械设计及其自动化学院专业机械设计姓名:XXX班级XXX指导教师XXX日期20XX.0530学号:XXX前百本次设计,主要是运用所学的《液压与气压传动》课程有关知识,根据一些具体情况综合运用自己学过的有关基础课、技术基础课和专业课的知识,加深对知识的理解与应用,培养独立工作能力液压系统是以电机提供动力基础,使用液压泵将机械能转化为压力,推动液压油通过控制各种阀门改变液压油的流向,从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作完成各种设备不同的动作需要基本上目前形成的一个形式是越是先进的系统越离不开液压,而且所用液压设备也越多,液压已经应用于很多领域.而本次的液压系统设计是指组成一个新的能量传递系高工作压力Pp为车削头快退时,需要的流量为取泄漏系数为,则液压泵的流量为根据系统所需流量,拟初选限压式变量液压泵的转速为n=1200r/min,泵的容积效率,可算得泵的排量参考值为根据以上计算结果查手册,选用规格相近的YBX-B30M型限压式变量叶片泵,其额定压力为63MPa,排量为V=30mL/r,泵的额定转速为n=1200r/min,取容积效率,倒推算得泵的额定流量为相比较,与系统所需要的流量符合由上述数据,可知系统在工进阶段以最高进给速度工作时,负载达到最大,其值为,故按此阶段的液压泵所需驱动功率选择电机此时,泵的工作压力为Pl=l05MPa,.已知泵的总效率为,所以液压泵在工进阶段时所需的驱动功率为查设计手册,选用Y系列(IP44)中规格相近的Y801-4型立式三相异步电动机,其额定功率为
0.55KW,转速为1390r/min,用此转速驱动液压泵时,变量泵的实际输出流量为
35.445L/min,仍然能满足系统的各个工况对系统所需的流量其他液压元件的选择
5.2油箱容量计算,本系统属于低压系统,故取经验系数,得油箱容量为查B/T7938—1999)取油箱公称容量为lOOLo管件尺寸由选定的标准油口尺寸确定所选的过滤器、压力表及压力表开关的型号规格见表通过流量额定流量额定压工作压序号名称型号/L/min/L/min力力/MPa/MPa油箱—————1过滤器235o
7400.02—电动机—3———Y801-4变量泵
435.
738.
256.3K404YBX-B30M压力表开关5——
6.33o9K—6B压力表6—0403o9Y-40〜溢流阀735o
76.
36.36o3YF3-10B溢流阀
820.
02102.
50.2P—B10B三位五通电920o02256o3lo40435D-25B磁换向阀单向阀
1020.
02256.
31.404L25B单向阀
1120.02636o36o3I—63B调速阀
1220.
02106.30o804Q-10B二位二通行1315o461006o
30.80422C—程阀25BH液压缸————14—通油孔道的直径确定与阀的油口相同的直径,应与液压阀的油口直径相同与管头相连接的孔道,其直径一般应根据通过的流量和允许流速,用下式计算确定,但孔口必须按管头螺纹小径并攻螺纹式中d一孔道内径q一油管最大流量V一管中允许流速见表油管中的允许流速油液流经油管短管及局部收缩处吸油管高压管回油管允许流速/m/s
0.5-152o55lo5〜2570〜〜5取吸油管V=lm/s,回油管V=2m/s查GB/T2351—1993取相近规格吸油管的外径d=25mm,取回油管的外径d=20mm.第六章验算液压系统的性能压力损失的验算
6.1雷诺数
6.1o1参考资料表11P312-18式中v—平均流速,m/sd一与其管径相同,mu-液体的运动粘度,根据参考资料【1】P153表6-5〈2300为层流,取沿程压力损失
6.1o2沿程压力损失的计算公式式中1一管道长度,mp—油液的密度,局部压力损失60lo3局部压力损失的计算公式式中-局部阻力系数,其具体数值与局部阻力装置的类型和雷诺数有关,通常,时,与无关本设计采用温升的验算6o2油液温升式中系统能正常工作张利平.液压与传动设计指南化学工业出版社参考资料孙淑梅,蔡群液压与气压传动北京理工大学
[2]出版社雷秀.液压与气压传动机械工业出版社
[3]官忠范.液压传动系统(第版)机械工业出版社
[4]3张力平液压传动技术适用问答机械工业出版社151丁树模,姚如一液压传动机械工业出版社
[6]路甬祥.液压气动技术手册华中科技大学出版[71社,2000【】俞启荣.机械液压传动机械工业出版社8袁承训液压与气压传动机械工业出版社
[9]张群生液压与气压传动机械工业出版社
[10]左健民.液压传动北京理工大学出版社[111
[12]成大先.机械设计手册单本行.液压控制化学工业出版社【雷天觉.新编液压工程手册北京理工大学出版社13】
[14]刘新德.袖珍液压气动手册机械工业出版社张利平液压气动系统原理图软件的
[15]CAD HP-CAD开发研究河北科技大学学报【成大先机械设计图册化学工业出版社16】统,以完成一项专门的任务系统功能原理设计是根据主机的工艺目的或用途、工作循环、负载条件和主要技术要求,通过配置执行元件,负载分析、运动分析及编制执行元件的工况图,对同类主机及其传动系统的分析比较,选择设计参数,确定液压系统的工作压力、流量和执行元件主要几何参数等,拟定液压系统方案和传动系统原理图,并对组成系统的各标准液压元件辅件进行选型,最后对液压系统的主要性能(压力损失、发热温升等)进行验算目录设计要求lo11主机的概况了解lo21主机对液压系统提出的任务和要求…lo31其它要求lo42配置执行文件
1.52第二章工况分析3运动分析
2.13负载分析2o23第三章明确液压系统主要性能参数7预选系统压力
3.17计算液压缸主要结构尺寸3270计算液压缸的内径lo8计算液压缸活塞直径28液压缸实际有效面积3o
93.3计算工进时的实际工作压力
93.4液压缸各工况所需的流量
103.5其他工作阶段的压力、流量和功率
103.6制定基本方案拟定液压系统图11制定基本方案4o111五章计算和选择液压元件13液压泵和驱动电机的选择
5.113其他液压元件的选择
5.214六章验算液压系统的性能17压力损失的验算
6.218参考资料21第一章明确设计要求配置执行元件说明书设计要求11对液压系统的设计要求是设计液压系统的依据,设计前必须将它搞清楚以及在这说明书中需要做什么,分为以下几点绘制工作循环周期图;1负载分析,作执行元件负载、速度图;2确定执行元件主参数确定系统最大工作压力,液压缸主要结3构尺寸,计算各液压缸工作阶段流量,压力和功率,作工况图;方案分析、拟定液压系统;4选择液压元件;5验算液压系统性能;6绘制液压系统工作原理图,阐述系统工作原理7主机的概况了解lo2主机的用途、总体布局、主要结构,主机对液压装置的位置1和空间尺寸的限制主机的工艺流程或工作循环、技术参数与性能要求作业23环境与条件等明确主机对液压系统提出的任务和要求lo3主机要求液压系统完成的动作和功能,执行元件的1运动方式转动、移动或摆动、动作循环及其工作范围)外界负载大小、性质及变化范围,执行元件运动2速度大小及变化范围)各液压执行元件的动作顺序、转换及互锁要求3)对液压系统的工作性能方面的要求,如运动平稳性、定位4和转换精度、停留时间、自动化程度、工作效率、噪声等方面的要求,对于高精度、高生产率的自动化主机,不仅会对液压系统提出静态性能指标,往往还会提出动态性能指初^°明确其它要求lo4明确液压系统的工作条件和环境条件,如环境的温度、湿1)度、污染和振动冲击情况有无腐蚀性和易燃性物质存在,这牵涉到液压元件和工作介质的选用,也牵涉到所需采用的防护措施等)对液压系统的重量、外形尺寸、经济性等方面的要求2配置执行文件lo5根据车床的总体布局及技术要求,选择缸筒固定的单杆活塞液压缸作为驱动车削动力头实现经给运动的液压执行元件第二章工况分析要求在分析机器的工作情况(工况)的基础上,确定液动机(液压缸和液压马达)的负载、速度、调速范围、功率大小、动作循环、自动化程度等并绘制出工况图运动分析2o1运动分析就是对执行元件在整个工作循环中各阶段所要求的运动速度进行分析,速度图即是用图形将这种分析结果表示出来的图形.速度图一般用速度一时间或速度一位移v—t曲线表示图为一机床进给油缸的动作循环图例,及图v—11a1b是其相应的速度图例负载分析2o2水平安放的平导轨G=2500N+1000N=3500N静摩擦阻力动摩擦阻力上述各式中G——运动部件重力,N;Fn工作负载在导轨上的垂直分力,N;D=110mm n=150r/min P=45KW恒速时的动密封摩擦阻力估取为静密封摩擦阻力的表车削动力头液压缸为负载计算结果2-1工况外负载F/N计算公式结果启动快进
1567.2加速824o7恒速732o7工进
5943.7快退启动1567o2加速824o7恒速732o7表液压系统中背压力的经验数据2-2系统类型背压/MPa中、低压系统简单系统和一般轻载的节流调速系统0〜8MPa02〜05回油路带调速阀的节流调速系统
0.5~
0.8回油路带背压阀05~1o5o采用带补油泵的闭式回路
0.8~
1.5中、高压系统同上比中、低压系统高8~16MPa50—100%初算时背压可忽略不计如锻压机械系统高压系统16〜32MPa第三章明确液压系统主要性能参数预选系统压力3o1由表2—1可看出,最大负载出现在工进阶段,其最大值为:本车床属于精加工机床,负载最大时为慢速工进阶段,其他工况时负荷都不大,参考表3—1,预选液压缸的设计压力Pl=lMPa表按负载选择设计压力3-1计算液压缸主要结构尺寸3o2为了满足动力头快速进退速度相等的要求并减少液压泵的流量,将缸的无杆腔作为主工作腔,并在快进时差动连接,则液压缸无杆腔与有杆腔的有效面积与应满足,即活塞杆直径d和液压缸内径D间应满足d=071Do计算液压缸的内径
3.
2.1为了提高动力机头的工作平稳性,给液压缸设置一定回油背压.参考4暂取背压02MPa,上已取液压缸机械效率,则可算得液压缸无油腔的有效面积从而得液压缸内径按将液压缸内径圆整为GB/T2348—1993,D=100mm=10cm计算液压缸活塞直径
3.
2.2因,故将活塞杆直径为按GB/T2348—1993,将活塞杆直径圆整为d=70mm=7cm液压缸实际有效面积3o
2.3将调速阀的最小稳定流量和活塞最小进给速度,算的结果表明活塞面积可满足最低稳定速度的要求计算工进时的实际工作压力
3.3差动连接快进时,液压缸有杆腔压力P2必须大于无杆腔压力P1,其差值估取为,并注意到启动瞬间液压缸尚未移动,此时;另外,取快退时的回油压力损失为06MPa从而算的液压缸在工作阶段的实际工作压力它正是系统工作循环中的最高压力液压缸各工况所需的流量34O液压缸最大流量发生在快退的阶段,算的液压缸最大流量ql为其他工作阶段的压力、流量和功率3o5表液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率3-2回油腔工作腔输入流量ql/负载功率工作阶计算公式负载压力压力L/minP1AVP2/MPa Pl/MPa段F/N启动—快
1567.
20.386—一加速824o7Io2150o715—恒速
732.
71.1880o68819o23—工进
5943.
70.
21.056o2884o152启动快
1567.
20.371——加速退824o
70.
30.775——恒速
732.
70.
30.74920o02—第四章制定基本方案拟定液压系统图制定基本方案
4.
1、确定油源、执行元件类型和回路形式
1、方向控制回路三位五通型20”、调速回路:泵+流量阀-一进油口节流调速
3、速度换接用二位二通行程阀
4、压力控制回路用直动式溢流阀.
5、辅助回路)、泵的入口加装吸油过滤器;)、泵的出口设压力612表和压力表开关.第五章计算和选择液压元件液压泵和驱动电机的选择
5.1由表3-2可以查得液压缸的最高工作压力出现在工进阶段,即,此时缸的输入流量较小,泵至缸间的进油路压力损失估取为,则泵的最。