立式组合机床的液压系统设计6

攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目组合机床液压系统设计1、课程设计的目的在完成液压传动课程学习的基础上，运用所学的液压基本知识，理论联系实 际，把知识运用到实际生产时实践中来，设计一台专用铳床液压系统。2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）设计立式组合机床的液压系统，工作台要求完成：快进一一工进一一，快退一原位停止、工件松开液压泵卸荷。动力滑台采用平面导轨，其静摩擦系数为f =0.2，动摩擦系数为sf =0.1，往复运动的加（减速）的时间t =0.05, d系统的参数如下：滑台的重量为135000N快进快退的速度6m/min滑台工进速度50 mm/s快进行程100mm工进行程50mm切削负载为33000N3、主要参考文献1王积伟液压传动北京：机械工业出版社，2010 2席伟光机械设计课程设计北京：高等教育出版社，2003 3李壮云中国机械设计大典南昌：江西科学技术出版社，2002 4 王文斌机械设计手册北京：机械工业出版社，2004 4、课程设计工作进度计划1.用三天的时间进行查阅资料，初步计算，请教老师等设计准备。 2用两天的时间进行计算、设计、画图。3.两天的时间自己查找问题、老师审核、交图等工作。指导教师（签字）日期年 月 日教研室意见:学生（签字）：接受任务时间：年 月 日注：任务书由指导教师填写。课程设计（论文）指导教师成绩评定表分值得分工 作 表 现 20%度 态 习02n试程 宀洱取 过获 通道03量任 的 定 规 成 完 满 圆 期 按能35%匕匕 厶冃 ， 技据。 和数论 识验结 知、买的 学理值 所处价 用确有 运正出 能能得狐妙息 能较信案 方 九 匕匕 厶冃Ld久主冃、丫 駅路 、1田思 宀女研 酗氧 确等完3运计 能设 ，助 力辅 能和 FTT 二 FTT 二 理理 处处*怖技 附如0K匕匕厶冃 结析力 卫匕匕/7厶冃 实合析 或综分 算济 计力经 对能术O1O 力 匕匕 厶冃 的 合 宀示成果质量45%篇化 擁 质 图 KQQ.)二 1.1 x 120. 636 二 132. 70L / mini max即Qp二132. 70L / min。根据拟定的液压系统是采用回油路节流调速，进 油路压力损失选取工 = 5 x 105 Pa，故液压泵的最高工作压力为： p = P + EAP = (21. 11 + 5) x 105 = 26. 11 x 10sPa = 2. 611MPap11考虑到系统动态压力因素的影响，液压泵的额定工作压力为： p = 26. 11(1 + 25(/) x 10sPa = 32. 64 x 10sp = 3. 264MPap2 0a根据Qp、pp和已选定的单向定量泵型式，查机械设计手册选用YB-C148B型定量叶片泵。该泵额定排量为153.0mL/r,额定转速1000r/min,其 额定流量为 136.3L/min。5.2 电动机的选择最大功率在快退阶段，如果取液压泵的效率为为0.75，驱动液压泵最大输入功率PB为:PQ2. 611 x 132. 7060 x 0. 75kw = 7. 70kw查机械设计手册.单行本电机与电器选取11kw的电动机YCT225-4A。5.3 选择阀类元件各类阀可通过最大流量和实际工作压力选择，阀的规格如下表所示:表3序号元件名称估计通过流量L/min额定流量 L/min额定压力MPa额定压降MPa型号、规格1过滤器1404002.50.062XU-B400X1002变量叶片泵136.37YB-C148B3单向阀60150250.2S25A114单向阀60150250.2S25A115三位五通电液换向阀120200250.535DYF3Y-E15B6单向阀30140250.2AF3-Ea10B7单向阀60140250.2AF3-Ea10B8调速阀350.07 140250.5QCI-63B9行程阀40140250.3AXQF-E10B10压力继电器DP1-6311调速阀350.07 140250.5QCI-63B12单向阀30140250.2AF3-Ea10B13液控顺序阀6014025XF3-E10B14背压阀614025YF3-E10B15溢流阀314025YF3-Ea10B5.4 确定油管尺寸5.4.1 油管内径的确定可按下式计算：系统最大流量为228.08L/min,故按228.08L/min计算：V取5m/min31.11mm二 2 一 228. 08 水 16兀 X 5 x 103 x 60取标准值d=32mm，外径为*42mm、内径为*32mm的无缝钢管。6 油箱的设计6.1 油箱容量的确定中压系统中，油箱有效容积可按泵每分钟内公称流量的57倍来确定， 取7 =5,即油箱的容积V = Qp = 5 x 132- 70 = 663- 5L ,查机械设计手册 得油箱的标准值为 800L。6.2 估算油箱的长、宽、高设油箱的长、宽、高比值范围为1：1：13：2：1 ，则根据油箱的容量可 算出油箱的长、宽、高分别为a=b =c=930mm,由于在选择油箱的容量时系数选 的较大，在此就不再考虑油箱的壁厚，即油箱的壁厚包括在上面计算的长、宽、 高中。6.3 确定油箱壁厚800以上容量的油箱箱壁厚取4mm。箱底厚度应大于箱壁，取箱底厚度为 6mm,箱盖厚度应为箱壁的34倍，取箱盖厚度为12mm。6.4 确定液位计的安装尺寸 在设计液位计时，要考虑液位计的显示最大刻度与最小刻度之间的差值和 油箱的高度。油箱内的液面高度为油箱高度的 80%，所以：H 液面二 800 X 叫二 640mm选择液位计XYW1000，最大刻度与最小刻度之间为700mm。安装时， 液位计的中心位置与上述的液面高度在同一水平面。6.5 隔板的尺寸计算隔板的长度由油箱的内部尺寸可以确定，主要计算隔板的高度。隔板的高 度一般为油箱内液面高度的 3/4。H 隔板3640 x 二 480mm46.6 油箱其它附件的选择油箱的其它附件可根据中国机械设计大典上选择。7 液压系统性能的验算7.1 回路中压力损失回路压力损失计算应在管道布置图完成后进行，必须知道管道的长度和直径。管道直径d=32mm，长度在管道布置图未完成前暂按进油管、回油管均为L=4m估算。油液运动粘度取v二1.5x 10-4加/s。在此设计中主要验算工进和快退工况时的压力损失。7.1.1 工进时压力损失进油管路压力损失：首先判别进油管液流状态，由于雷诺数Qd 2兀 -4120. 6 x 10-3兀 x 2 X 10-3 x 60=2. 50m/svdv2 50 X 32 X 10-3 二 533 23201.5 x 10- 4故为层流。管路沿层压力损失751 = 0. 141API九lpV 22d0. x 4 x 900 x 2.502=49570. 31pa =.05MPa2 x 32 x 10-3AP取管道局部损失q=0. 1 X API = 0. 005MPa油液流经单向阀、= 0.0603m 3 / s(Q 丫(60 Y 一 132. 7Y一 -35 Y1 =0. 2 x+ 0. 5 x+ 0. 5 xQ丿VnL150 J200 J1140 J三位五通换向阀的压力损失按下面公式计算，= 0.283MPaZAP = ZAPVVn工进时进油路总压力损失：AP，= AP + AP + ZAP = 0. 338MPa此值小于0.5MPa，所以是安全的。 尢gV工进时回油路压力损失：因回油管路流量2为Q120.636 x 10 -31 =2 2Qd 2冗 -40. 0603,2 X 10一3 丿 兀X 4二 1. 25m/svd1. 25 x 32 x 10-31. 5 x 10 - 4x 60二 267 2320液流状态经判断为层流。0.28175 _ 75百 _ 267e于是沿程压力损失：_ 24697.27Pa _ 0.024MPa_ 九lpv2 _ 0. 281 x 4 x 900 x 1. 252 九2d2 x 32 x 10-3局部压力损失：AP _ 0. 1 x APX _ 0. 0024MPa回油路中油液流经调速阀和三位五通换向阀时的压力损失计算方法同上ZAPV_ ZAPVn2f 35 20. 2 x140 丿_ 0.157MPaQd 2兀 -4vd2. 23 x 32 x 10-31. 5 x 10 - 4_ 476 232075 _ 75L _ 476e0.158AP “ _ AP + AP + ZAP 沁 0. 183MPa 工进时回油路总压力损失尢 g V将回油路中压力损失折算到进油路上，就可求出工进时回路中整个压力损 失A17907AP _ AP + AP” 卡 _ 0. 338 + 0.183 x_ 0. 424MPaA3801317.1.2 快退时压力损失快退时进油路和回油路中经检查都是层流，进油路压力损失为_ 2.23m/s107. 44 x 叫-3、2 x 10-3 丿_兀 xx 60_ 九lpv2 _ 0.158 x 4 x 900 x 2. 232 九 _2d_2 x 32 x 10-3_ 44196.6Pa _ 0.044MPaAP _ 0. 1 x API _ 0. 0044MPa进油路中油液流经单向阀、三位五通换向阀、单向调时压力损失计算方法 同前ZAP _VZAPVnf Q 丫.广JVn0.2 x(60 )21150 丿+ 0. 5 x(120.6 )2I 200 丿+ 0. 2 x1140 丿_ 0.251MPa快退时进油路总压力损失AP，_ AP + AP + ZAP尢gV0. 299MPa快退时回油路中压力损失：由于Q1_ 2Q2,则有120. 636 x 10-3 _ 0. 0603m3/s液流状态经判断为层流d2冗 -40. 0603,2 x 10-3 丿 兀x _ 1.25m/sx 60R_evd 25 x 32 x 10-3 _ 267 P + AP _ 3.551 + 0. 393 _ 3. 944MPa gj L快退时,负载压力：P_ Fl A2-15000 _ 0. 838MPa17907液压泵的工作压力：P P+AP _ 0. 833 + 0. 414 _ 1.247MPa kt l根据pj则溢流阀调整压力取4MPa。7.3 液压系统的效率由于在整个工作循环中，工进占用时间最长，因此，系统的效率可以用工进时的情况来计算。工进速度为50mm/min,则液压缸的输出功率为50 x 10 _3P _ FV _ 135000 x_ 112. 5WC60液压泵的输出功率：PB_ PQ _0. 393 x 106 x 132. 70 x 10_360_ 0.869KW工进时液压回路效率：0.129P _ 0. 1125P _ 0. 869B液压系统效率H _nBnYnC，取液压泵效率5 _ O75，液压缸效率取nY _ O88， 于是n _nnn _ 0.75 x 0.88 x 0.129 _ 0.085B y C7.4 液压系统的发热温升验算 液压系统总发热功率计算 液压泵输入功率：_ 1.159KWPQ _ 0.869 耳 0.75B液压缸有效功率： P _ P _ 112.5W oC系统总发热功率：H _ P - P _ 1159 - 112.5 _ 1046.5W _ 1. 0465KW i i o油液温升近似值H1046.5AT _ x 103 -1*6.% _ 12. 140C3|；8002*8002温升没有超出允许范围，液压系统中不需要设置冷却器。至此，该铣床液压系统设计计算宣告全部结束。结论经过对组合机床的液压系统的设计，上述设计结果可以实现该课题所给的 要求，即组合机床在铣削加工零件时需要的动作循环。液压传动课程的设计， 使我对液压系统有进一步的认识，进一步掌握了液压元件的工作原理和在所设 计液压系统时对液压元件的选用。在设计过程中，对其它所学课程的知识加深 和巩。参考文献1王积伟液压传动北京：机械工业出版社，2006 2席伟光机械设计课程设计北京：高等教育出版社，2003 3李壮云中国机械设计大典南昌：江西科学技术出版社，2002 4王文斌机械设计手册北京：机械工业出版社，2004