液压课设.docx
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液压课设
1、液压系统的原理与组成2
1、1工作原理2
1、2液压系统的基本组成2
1、3液压系统方案设计2
1、3、1选择调速回路2
1、3、2选择换向回路3
1、3、3选择速度换接回路3
1、3、4换选择调压与卸荷回路3
1、3、5系统图的组成与原理3
2、设计要求5
3、确定液压系统的主要参数与液压元件的选择5
3、1初选液压缸工作压力5
3、2计算液压缸主要尺寸6
3、3其她液压元件的选择7
3、3、1液压阀及辅助元件的选择7
4、液压系统的工况分析7
5、液压系统的性能验算8
6、设计总结8
湖南工业大学
课程设计任务书
2017—2018学年第一学期
机械工程学院学院（系、部）机械工程专业1503班级
课程名称:
液压与气压传动
设计题目:
组合机床动力滑台液压系统设计
完成期限:
2017年12月11日至2017年12月15日
内容及任务
一、设计要求与主要技术参数
1）机床要求的工作循环就是:
要求实现工件快进、工进、快退等过程,最后自动停止;动力滑台采用平导轨,往复运动的加速、减速时间为0、2s。
2）主要技术参数
运动部件总重力:
G=29400N;切削力:
FW=19600N;快进、快退速度:
v1=v3=6m/min;工进速度:
v2=20～120mm/min;最大行程:
l=400mm;静摩擦系数:
fs=0、2;动摩擦系数:
fd=0、1。
3）机床自动化要求:
要求系统采用电液结合,实现自动循环,速度换接无冲击,且速度要稳定,能承受一定量的反向负荷。
二、设计任务
1、按机床要求设计液压系统,绘出液压系统图;
2、确定滑台液压缸的结构参数;
3、计算系统各参数,列出电磁铁动作顺序表;
4、选择液压元件型号,列出元件明细表;
5、验算液压系统性能;
6、设计说明书一份;
7、液压系统原理图一张;
1、液压系统的原理与组成
1、1工作原理
（1）电动机驱动液压泵经滤油器从邮箱中吸油,油液被加压后,从泵的输出口输入管路。
油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸,推动活塞而使工作台左右移动。
液压缸里的油液经换向阀与回油管排回邮箱。
（2）工作台的移动速度就是通过节流阀来调节的。
当节流阀开大时,进入液压缸的油量增多,工作台的移动速度增大;当节流阀关小时,进入液压缸的油量减少,工作台的移动速度减少。
由此可见,速度就是油量决定的。
1、2液压系统的基本组成
（1）能源装置——液压泵。
它将动力部分所输出的机械能转换成液压能,给系统提供压力油液。
（2）执行装置——液压机。
通过它将液压能转换成机械能,推动负载做功。
（3）控制装置——液压阀。
通过它们的控制调节,使液流的压力、流速与方向得以改变,从而改变执行元件的力、速度与方向。
（4）辅助装置——邮箱、管路、储能器、滤油器、管接头、压力表开关等。
通过这些元件把系统联接起来,以实现各种工作循环。
（5）工作介质——液压油。
绝大多数液压油采用矿物油,系统用它来传递能量与信息。
1、3液压系统方案设计
1、3、1选择调速回路
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。
为防止负载突变,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。
1、3、2选择换向回路
考虑到从工进转快退时回油路流量较大,故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路,以减小液压冲击,回路图如下
1、3、3选择速度换接回路
由于本系统滑台由快进转为工进时,速度变化大,为减少速度换接时的液压冲击,选用行程阀控制换接回路,如图下图所示。
1、3、4换选择调压与卸荷回路
在这里我们采用最普通的卸荷回路,即与液压泵并联一个溢流阀做安全阀
1、3、5系统图的组成与原理
本系统由一下元件构成1-液压泵2-溢流阀3,11-单向阀4-背压阀5-液控换向阀6-节流阀7电磁换向阀8-压力继电器9-液压缸10-行程阀
组合机床动力滑台的液压系统工作循环图
1-液压泵2-溢流阀3,11-单向阀4-背压阀5-液控换向阀6-节流阀7电磁换向阀8-压力继电器9-液压缸10-行程阀
快进:
油液由变量泵经单向阀3进入液控换向阀5,油液进入液控换向阀5的左位,再经过电磁换向阀7,此时电磁换向阀7工作在左位（电磁铁2YA得电）,油液经电磁换向阀7的左位进入活塞杆无杆腔,再经回油路返回油箱。
工进:
当运动到一定位置时,行程开关压下,行程阀工作在上位,液控换向阀5工作在工作在右位,此时进油路从单向阀11经过从而流到液压泵无杆腔,回油路则经过电磁换向阀7与节流阀6流回油箱,完成工进的减速。
快退:
电磁铁1YA得电,油液由变量泵经单向阀3与11进入电磁换向阀7右位,进入活塞杆有杆腔,再经液控换向阀5返回油箱（此时行程开关已放松,换向阀5工作在左位）。
停止:
当活塞快退至活塞杆最左端时,进油路压力急剧上升,此时溢流阀开启溢流。
项目
1YA
2YA
行程开关
快进
-
+
-
工进
-
+
+
快退
+
-
+/-
工作循环过程:
电磁铁1YA失电,2YA得电,机床进行快进,当活塞上的挡块碰到行程开关10时,开关10通过控制油路使液控换向阀5工作在右位,油液流经节流阀,此时为工进。
当活塞到达活塞缸最右端时,然后进油路油压急剧上升,此时压力继电器使电磁铁1YA得电,油液流向反转,活塞向左移动,当活塞杆到达活塞最左端时,进油路油压急剧上升,当压力达到溢流阀预定压力时,溢流阀开启溢流。
一个工作循环完成。
2、设计要求
（1）机床要求的工作循环就是:
要求实现工件快进、工进、快退等过程,最后自动停止;动力滑台采用平导轨,往复运动的加速、减速时间为0、2s。
（2）主要技术参数
运动部件总重力:
G=29400N;切削力:
FW=19600N;快进、快退速度:
v1=v3=6m/min;工进速度:
v2=20～120mm/min;最大行程:
l=400mm;静摩擦系数:
fs=0、2;动摩擦系数:
fd=0、1。
（3）机床自动化要求:
要求系统采用电液结合,实现自动循环,速度换接无冲击,且速度要稳定,能承受一定量的反向负荷。
3、确定液压系统的主要参数与液压元件的选择
3、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1与表2,初选液压缸的工作压力p1=3、5MPa。
表1按负载选择工作压力
负载/KN
<5
5~10
10~20
20~30
30~50
>50
工作压力/MPa
<0、8~1
1、5~2
2、5~3
3~4
4~5
≥5
表2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、8~2
3~5
2~8
8~10
10~18
20~32
3、2计算液压缸主要尺寸
首先需要考虑启动时的负载,而此系统为动力滑台启动负载为摩擦阻力。
P=3、5Mpa
f=Gfs=5880N
F=f+FW=27440N
考虑到其她的压力损失我们取Fmax=28300N,
则油缸有杆腔有效面积为A=F/P=0、00809m2
那么A1-A1=A=0、00809m2,由于活塞杆在受压状态下工作时,取d/D=0、5-0、7,在这里我们取0、6、即d/D=0、6,那么就有:
Ai=0、25πdi2
D=0、1269m,
d=0、0761m
A1=0、012647m2
A2=0、00455m2
根据流量连续性公式可以得到快退、快进、工进时的流量
q（快退）=v3A=0、000809m3/s=48、54L/min
q（快进）=v1A1=0、0012647m3/s=75、882L/min
在这里我选取的工进速度为60mm/min
q（工进）=V4A1=7、584L/min
A=Aq（工进）/q（快进）=0、0012647m2=1264、7mm2
我们这里求得A就是节流阀的通流面积
油管中油流速v等于3m/s且快退时可求出油管最小直径
d=q（快退）/v=18、5472mm、
3、3其她液压元件的选择
3、3、1液压阀及辅助元件的选择
根据系统的最高工作压力与通过各阀类元件及辅件的实际流量,查阅产品样本,选出的阀类元件与辅件规格如表3所列。
本阀的额定压力都高于3、5MPa,
表3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
型号
1
双联叶片泵
—
PV2R12-6/33
2
溢流阀
5、1
Y—10B
3
单向阀
76
I—100B
4
背压阀
<1
B—10B
5
液控换向阀
76
XY—63B
6
节流阀
7、6
LA-H20
7
电磁换向阀
76
35DY—100B
8
压力继电器
—
PF—B8L
10
行程阀
49
22C—100BH
11
单向阀
76
I—100B
各元件间连接管道的规格,可根据元件接口处尺寸来决定,液压缸进、出油管的规格可按照输入、排出油液的最大流最进行计算:
由于液压泵具体选定之后液压缸在几个阶段的进、出流星已与原定数值不同,所以应对液压缸进油与出油连接回路重新进行计算,如表3所示。
4、液压系统的工况分析
工作阻力:
工作阻力为已知Fw=19600N 摩擦阻力包括两种:
静摩擦fa=5880N
动摩擦阻力fb=2940N
已知采用平导轨,且静摩擦系数fa=0、2,动摩擦系数fb=0、1正压力29400N
运动阶段
计算公式
总接卸负载
启动
F=Fft/η
6533N
加速
F=（Fm+Ffd）/η
1633N
快进
F=Ffd/η
3267N
工进
F=（Ft+Ffd）/η
19600N
快进
F=Ffd/η
3267N
5、液压系统的性能验算
工进在整个工作循环中所占用的时间超过%95,因此,液压系统的发热与油温上升主要就是计算工进时的。
工进时液压缸的有效功率为:
P0=qv=3、5×105×7、584/60/100=442、4W
发热功率p=（1-η）P0/η=49、15W
6、设计总结
此次的课程设计让我们学到了很多,让我知道了设计一个液压设备的过程与一些基础知识,同时又对液压这门课程进行了巩固与加强,使我们明白了每个孤立的元件之间都就是有联系的。
在一开始的时候我们就是无从下手的,并不知道要从哪里开始做。
后来经过组长的提议,就先开始设计符合要求的液压回路,然后一步一步的组合出整个系统图,经过了多次的修改,从而确定了原理图。
然后就就是参数以及元件首先就是从液压缸开始计算,然后经过组员们的相互配合,一项一项的确定参数从而完成了课程的设计
这次课程设计培养了我们的团队协作能力为以后的工作与学习奠定了基础。
除此之外,还培养了我们的创新能力,我们可以独自设计一个完整的液压系统并且去实现它,同时呢,也培养了我们参考资料与查阅资料的能力,而通过对这些资料的学习使我们深刻地认识到液压传动的各个元件与零部件之间紧密的联系,增强了我们对问题考虑的整体性与全局性。
总之这次课程设计对我们的帮助很大,既让我们把所学的知识得到了巩固与加强,又使得我们所学的基础理论与书本知识得到了初步的应用,达到了学以致用的学习效果,这对我们以后的学习与工作都有很大的帮助,并且在以后的学习过程当中我们会继续保持这种积极的学习态度去学习新的知识。
参考文献
主要参考资料
1、雷天觉、《液压工程手册》或《新编液压工程手册》
2、《液压设计手册》
3、成大先、《机械设计手册》、化学工业出版社
4、王守城,段俊勇、《液压元件及选用》、化学工业出版社
5、周士昌、《液压系统设计图集》、机械工业出版社
6、其她关于液压传动系统设计的资料
指导教师（签章）:
年月日
系（教研室）主任（签章）:
年月日
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