动力滑台的液压控制

液压与气压课程设计报告题 目动力滑台的液压控制专 业机械设计制造及其自动化班 级机制1011姓 名石立志学 号20101161582013年 9 月 15 日目录第一章 设计任务及工况分析1 1.1 设计任务 1.2 工况分析 1.3 负载分析1.4 运动时间1.5液压缸在各阶段的负载和推力第二章 确定系统的主要参数42.1 初液压缸工作压力2.2 计算液压缸的尺寸2.3液压在各个阶段的压力.流量和功率值 第三章 拟定系统原理图63.1系统原理图3.2电磁阀动作表3.3 液压缸工况图第四章 计算和选择液压器件84.1 确定液压缸的型号及电动机功率4.2确定其它元件及辅件第五章 小结及参考文献105.1 小结5.2 参考文献第一章 设计任务及工况分析1.1设计任务设计单面多轴钻孔组合机床，动力滑台的工作循环是：快进工进快退停止。液压系统的主要性能参数要求如下，轴向切削力为24000N；滑台移动部件总质量为510kg；加、减速时间为0.2s；采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，；快进行程为200mm，工进行程为100mm，快进与快退速度相等，均为 3.5mmin，工进速度为 3040mmmin。工作时要求运动平稳，且可随时停止运动。试设计动力滑台的液压系统。 1，工作循环图2，速度循环图3,负载循环图1.3 负载分析 （1）工作负载 即轴向切削力FL=24000 N (2)摩擦负载 1，静摩擦力 Ffs=UsG=0.251010=1020 N 2，动摩擦力 Fld=UdG=0.1X510X10=510 N(3)惯性负载 Fa=ma=510X3.5/12=149 N1.4 运动时间 快进 L1/v1 = 3.4 s 工进 L2/v2 = 171.4 s 快退 （L1+L2）/v3= 5.1 s1.2 运动分析 工作循环为快进工进快退FVSS快进工进快退1.5液压缸在各阶段的负载和推力因为液压缸受力还有密封阻力一般用机械效率来表示，所以设液压缸的机械效率n=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 液压缸在各工作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F=F/n/N启 动F=10201133.33加 速F= +Fa659732.22快 进F= 510566.66工 进F= + FL2451027233.33反向启动F=10201133.33加 速F=+Fa659732.22快 退F=510566.66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V=t，如上图所示。第二章 确定系统的主要参数2.1 初液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，其他工况负载都不太高，参考表4.2，初选液压缸的工作压力P1=4Mpa表4.2按负载选择工作压力负载/ KN50工作压力/MPa 0.811.522.53344552.2 计算液压缸的尺寸鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选单杆式差动液压缸（），快进时液压缸差动连接. 工进时为防止孔钻通时突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，查表选背压力P2=0.5Mpa由P1A1-P2A2=F/n得：A1= = =80.7X10-4 M2Fn（P1-P2/2）27233.330.9X（4-0.5/2）X106D= = = 0.102 m =102 mm4A14x80.7x10-43.14即活塞直径： 圆整查表得： D = 100 mm 由A1=2A2 得：d =70.7 mm 查表取d =70 mm由此可求得液压缸的实际有效面积：A1=3.14X502X10-6=78.5X10-4 m2A2=3.14X352x10-6=40.0X10-4 m22.3液压在各个阶段的压力.流量和功率值 工况计算公式负载F（N）回油腔压力p/MP流入流量qx10/m/s进油腔压力p1/MP输入功率P/kw快进（差动）启动P1=F0/(A1-A2)1133.330.290.29加速732.220.190.19恒速566.660.140.22450.140.073工进27233.330.50.00453.750.0166快退启动P2=F0/A21133.3300.48加速732.2200.38恒速566.6600.230.340.079注;液压缸差动连接的压力损失不计第三章 拟定系统原理图1DT2DT3DT3.1系统原理图如下3.2 电磁阀动作表1DT2DT3DT快进+-工进+-+快退-+停止-1 快进：快进如图所示，按下启动按钮，电磁铁1DT通电，由泵输出地压力油经三位五通换向阀的左侧，这时的主油路为： 进油路：泵 三位四通换向阀（1DT得电）液压缸左腔。 回油路：液压缸右腔二位三通换向阀单向阀6液压缸左腔。2 工进：减速终了时，挡块还是压下，使3DT通电，这时油必须经调速阀才能会油箱，故进给量大小由调速阀调节，其主油路为：进油路：泵 三位四通换向阀（1DT得电）液压缸左腔。回油路：液压缸右腔二位三通换向阀调速阀油箱。3 快退：滑台工进结束后，使电磁铁1DT断电，2DT通电，这时三位四通换向阀接通右位，系统其主油路为：进油路：泵 三位四通换向阀单向阀二位三通换向阀液压缸右腔。回油路：液压缸左腔三位四通换向阀油箱。t/sp/MPaq/（m.s）t/sP/kwt/s3.3 液压缸的工况图第四章 计算和选择液压器件4.1 确定液压缸的型号及电动机功率本设计所使用液压元件均为标准液压元件，只需确定各液压元件的主要参数和规格，然后根据现有的液压元件产品进行选择即可 （1） 计算液压泵的最大工作压力：液压缸整个工作循环中最大工作压力为3.75Mpa，由于该系统比较简单，所以取其总压力损失为0.4Mpa。所以液压泵的工作压力为;Pp=(3.75+0.4)Mpa=4.15Mpa （2） 计算最大流量：在整个工作循环过程中，液压泵应向液压缸提供的最大流量出现在快退工作阶段，为13.8 L/min，若整个回路中总的泄漏量按液压缸输入流量的10%计算，则液压油源所需提供的总流量为：qP=13.8X1.1L/min=15.18L/min(3)叶片泵的选择：根据泵的最大工作压力和最大流量查表选择：YB116型叶片泵（4）电动机的选择：由于液压缸在快退时输入功率最大，取泵的总效率，则液压泵驱动电动机所需的功率为：0.079/0.75=0.105KW通过查表选择电动机型号：Y132M1-6型电动机。4.2确定其它元件及辅件（1） 确定油管在选定了液压泵后，液压缸在实际快进、工进和快退运动阶段的运动速度、时间以及进入和流出液压缸的流量，与原定数差别不大，根据表中2.3数值，当油液在压力管中流速取3m/s时，可算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为：D=13.2mm，取标准值15mm；d=11.5mm取标准值12mm。因此与液压缸相连的两根油管可以按照标准选用外径15mm，内径12mm的无缝钢管或高压软管。如果液压缸采用缸筒固定式，则两根连接管采用无缝钢管连接在液压缸缸筒上即可。如果液压缸采用活塞杆固定式，则与液压缸相连的两根油管可以采用无缝钢管连接在液压缸活塞杆上或采用高压软管连接在缸筒上。（2）油箱的设计 油箱的主要用途是贮存油液，同时也起到散热的作用，参考相关文献及设计资料，油箱的设计可先根据液压泵的额定流量按照经验计算方法计算油箱的体积，然后再根据散热要求对油箱的容积进行校核。油箱中能够容纳的油液容积按JB/T79381999标准估算，取时，求得其容积为V=7X16=112L。按JB/T79381999规定，取标准值V=160L。(3) 确定阀类元件及辅件根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表6所列。表6 液压元件规格及型号序号元件名称通过的最大流量q/L/min规格型号额定流量qn/L/min额定压力Pn/MPa额定压降Pn/MPa1单秆式活塞缸-HSG-01209-2二位三通电磁换向阀20DN4-15mm157 0.53调速阀10AXQFE10B674单向阀25AF3-Ea10B236.50.25三位四通换电磁向阀20DG03-2C2076溢流阀20YF3-10L256.3 0.027叶片泵16YB116136.3 0.028滤油器30XU6380-J63 0.029油箱-BEX-160-*注：此为电动机额定转速为960r/min时的流量。第五章 小结及参考文献5.1，小结 通过对本课程设计我获益匪浅，刚开始真的不知道从哪里动手因为以前学过的知识也忘得差不多了。通过查资料才有了大致的思路，但要用到的知识还是挺多的像液压基本回路，快进与工进速度换接回路等。这些东西我真的忘了，这次逼着我再次找到以前的书慢慢的复习，幸好之前学的还好很快就回想起来. 但是自己很少独立设计过，当要自己独立设计是还是花了很多时间，没有我之前想象中的那么简单。另外一个感触最深的是Word的应用，说实话这个之前我也花时间学习过，但到编辑图表和画图时真的忘了。就拿其中的画图来说吧，在这设计中我画了液压与气压传动图。当开始画时这些图形都是一些零散的，移动一下就乱了，通过网上查找才知道用组合命令就把所有的组合在一起从而形成一个整体。还有如何在这些图形旁边添加文字，后来才知道要用到文本框等等！总之这次Word我算是更加的了解，以后在遇到这些问题应该是小菜一碟了。最后这次课程设计我感触最深的是以后再学习东西时不能只光学习一些理论知识，要带着某个项目或者课题来学习。这样学习的知识记得更牢固也更能体会到其中的乐趣。5.2，参考文献1左健民.液压与气压传动.第2版.北京：机械工业出版社，2004.2章宏甲.液压与气压传动.第2版.北京：机械工业出版社，2001.3许福玲. 液压与气压传动. 武汉：华中科技大学出版社，2001.4液压系统设计简明手册.北京：机械工业出版社，2000.