专用铣床液压系统设计.docx
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1、目录一、题目 (3)专用铣床动力滑台的设计 (3)二、液压系统设计计算 (3)(一)设计要求及工况分析 (3) 1、设计要求 (3)2、负载与运动分析 (3)(1)工作负载 (1)(2)摩擦负载 (1)(3)惯性负载 (4)(4)液压缸在工作过程中各阶段的负载 (4) (5) 运动时间 (4)(二)确定液压系统主要参数 (6) 1、初选液压缸工作压力 (6) 2、计算液压缸主要尺寸 (6)(三)拟定液压系统原理图 (10) 1、选择基本回路 (10)(1)选择调速回路 (10)(2)选择油源形式 (11)(3)选择快速运动和换向回路 (11)(4)选择速度换接回路 (11)(5)选择调压和卸荷
2、回路 (11) 2、组成液压系统 (12)(四)计算和选择液压元件 (13) 1、确定液压泵的规格和电动机功率 (13)(1)计算液压泵的最大工作压力 (13)(2)计算液压泵的流量 (14)(3)确定液压泵的规格和电动机功率 (14)三、附录与附图.附表 (15)四、总结 (21)五、参考文献 (22)一、题目要求设计一专用铣床,若工作台、工件和夹具的总重量为4000N,轴向切削力为9KN,工作台总行程为400mm,工作行程为200mm,快进、快退速度为4.5m/min、工进速度为601000mm/min,加速、减速时间均为0.05s,工作台采用平导轨、静摩擦系数为0.2,动摩擦系数为0.1
3、,试设计机床的液压传动系统。二、液压系统设计计算(一)、设计要求及工况分析1设计要求其动力滑台实现的工作循环是:快进工进快退停止。主要参数与性能要求如下:切削阻力FL=9kN;运动部件所受重力G=4000N;快进、快退速度1= 3 =4.5m/min,工进速度2 =60-1000mm/min;快进行程L1=200mm,工进行程L2=200mm;往复运动的加速、减速时间t=0.05s;工作台采用平导轨,静摩擦系数s=0.2,动摩擦系数d=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。2负载与运动分析(1) 工作负载 工作负载即为切削阻力FL=9000N。(2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力:静摩擦
4、阻力 Ffs=sG=0.24000=800N动摩擦阻力 Ffs=sG=0.14000=400N(3) 惯性负载 N612.N0560.08.94000i=DD=tgGFu4.5= (4)液压缸在工作过程中各阶段的负载为: 启动阶段: F=Ffs=800N 启动加速阶段: F=Ffd+Fi=400+612=1012N 快进或快退阶段: F=Ffd=400N 工进阶段: F=Ffd+FL=400+9000=9400N(5) 运动时间 快进 t1=L160/V1=2.7S工进 t2=L260/V2=120S 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
5、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/N启 动 800889加 速1012.31124.8快 进400444.5工 进94001124.8反向启动800889加 速1012.31124.8快 退400444.5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-t,如下图所示。液压缸的速度图(二) 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=2.5MPa。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
6、杆式差动液压缸(A1=2A2),快进时液压缸差动连接。工进时为防止车铣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。 表2 负载和工作压力之间的关系负载F/ KN50工作压力p/MPa0.81.21.52.53.04.04.05.05.0 表3 各类液压设备常用的工作压力设备类型精加工机床半精加工机床粗加工或重型机床农业机械 、小型工程机械、工程机械辅助机构液压机、重型机械、大中型挖掘机、起重运输机械工作压力p/MPa0.823551010162032表4 执行元件背压的估计值系统类型背压Pb/MPa中低压系统(08MPa)简单系统,一般轻载节流调速
7、系统0.20.5回油路调速阀的调节系统0.50.8回油路带背压阀0.51.5带补油路的必式回答0.81.5中高压系统(816MPa)同上比中低压系统高50%100%高压系统(1632MPa)如锻压机械等初算时背压可忽略不计表5 按工作压力选取d/D工作压力/MPa5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7表6 按速比要求确定d/D2/11.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71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242621cm1m1048m10)26.0p( 77777777777777
8、7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777779.09400)2(-=-=-=ppFAh 则活塞直径 mm78m078.0m10484441=-ppAD参考表5及表6,得d 0.71D =55mm,圆整后取标准数值得 D=77mm, d=56mm。由此求得液压缸两腔的实际有效面积为: 214=pDA222.)(4-=pdDA A1=4800mm A2=2314.2mm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、
9、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。表7液压缸在各阶段的压力、流量和功率值工况推力F0/N回油腔压力p2/MPa进油腔压力p1/MPa输入流量q10-3/m3/s输入功率P/KW计算公式快进启动8890.823加速1124.8p1+p0.92恒速444.5p1+p0.6440.20.13工进10444.50.62.470.0080.1976快退启动8890.384加速1124.80.51.52恒速444.50.51.230.1740.214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
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