液压课程设计说明书.docx
《液压课程设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《液压课程设计说明书.docx(13页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称:液压与气压传动课程设计学院:机电工程系专业班级:机械设计制造及其自动化095班学号:学生:指导老师:青岛理工大学琴岛学院教务处2012年3月1日液压与气压传动课程设计评阅书题目液压与气压传动课程设计学生姓名学号指导教师评语及成绩指导教师签名:年月日辩论评语及成绩辩论教师签名:年月H教研室意见总成绩:室主任签名:年月H作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比,液压技术具有能量密度高,配置灵活方便,调速范围大,工作平稳且快速性好,易于控制并过载保护,易于实现自动化和机电一体化整合,系统
2、设计制造和维护方便方便等多种显著的技术优势,因而使其成为现代机械工程的根本技术构成和现代控制工程的根本技术要素。液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备,适用于可塑性的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装。砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。根据小型压力机的用途、特点和要求,利用液压传动的根本原理,拟定出合理的液压系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统成长方形布置,外观心颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并没有脚踏开关,可实现半自开
3、工艺动作的循环。关键词:液压;设备;压力机摘要H1设计任务11.1 课程设计的目的11.2 课程设计要求12方案的拟定11.1 .总体方案设计11.2 设计内容23 .负载与运动分析24 .确定液压系统主要参数34.1 确定液压缸工作压力34.2 计算液压缸主要结构参数45 .液压系统方案设计55.1 选用执行元件65.2 速度控制回路的选择65.3 选择快速运动和换向回路65.4 速度换接回路的选择65.5 液压系统总体设计图75.6 6液压系统工作流程76 .液压元件的选择及校核86.1 确定液压泵的规格和电动机功率86.2 确定其它元件及辅件86.3 油液温升验算9总结10参考文献101
4、设计任务1.1 课程设计的目的液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节,通过该教学环节,要求到达以下目的:1 .稳固和深化己学知识,掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤,培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力;2 .正确合理地确定执行机构,选用标准液压元件;能熟练地运用液压根本回路、组合成满足根本性能要求的液压系统;3 .熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的根本技能进行一次训练,以提高这些技能的水平。学生在老师的指导之下,综合运用本课程及前期所学课程的相关知识和技能,
5、相对独立地设计和调试液压应用系统或继电器控制系统,为即将从事的专业工作奠定根底;初步培养编写和整理“设计说明书”的能力;提高学生对文献资料的检索和信息处理的能力。通过本次实习使得理论能联系实际,使得所学课本知识真正的联系到生活中去,做到学有所用,在实践中对所学知识加以验证和稳固,及时发现自己在某些方面的缺乏之处,锻炼动手能力,提高分析问题和解决问题的能力,为以后进入社会参加工作打下根底。1.2 课程设计要求1 .设计时必须从实际出发,综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求,就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样,在平安性、方便性要求较高的地方,应
6、不惜多用一些元件或采用性能较好的元件,不能单独考虑简单、经济;2 .独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料,但必须深入理解,消化后再借鉴。不能简单地抄袭;3 .在课程设计的过程中,要随时复习液压元件的工作原理、根本回路及典型系统的组成,积极思考。不能直接向老师索取答案。4 .液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目由指导老师分配,题目附后;2方案的拟定2.1 .总体方案设计设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。动力滑台的工作循环是:快进一工进一一快退一一停止。液压系统的主要参数与性能要求如下:切削力R=20000N;移动部件总重力G=10
7、0OoN;快进行程L=IO5mm;工进行程L=5Omm;快进快退的速度是为ci=4mmin;工进速度为%=0.05mmin;加速、减速时间At=O.2s;静摩擦因数。=O.2;动摩擦因数fd=Oh该动力滑台采用水平放置的平导轨,动力滑台可在任意位置停止。要求:快进采用双泵供油+差动连接2.2 设计内容1 .液压系统的工况分析,绘制负载和速度循环图;2 .进行方案设计和拟定液压系统原理图;3 .计算和选择液压元件;4 .验算液压系统性能;5 .绘制正式工作图,编制设计计算说明书。3.负载与运动分析负载分析中,暂不考虑回油腔的背压力,液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是
8、卧式放置,重力的水平分力为零,这样需要考虑的力有:夹紧力,导轨摩擦力,惯性力。在对液压系统进行工况分析时,本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载,其他负载可忽略。(1)工作负载K工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载,对于金属切削机床液压系统来说,沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载,即F1=20000N(3-1)(2)阻力负载第阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力,分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两局部。导轨的正压力等于动力部件的重力,设导轨的静摩擦力为耳,那么静摩擦阻力Ffs=0.21(XXX)=2(XX)7V(3-2)动摩擦阻力Ffd=OJ
9、xl(XXX)=I(XX)(3-3)(3)惯性负载最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度,其中最大加速度可通过工作台最大移动速度和加速时间进行计算。启动换向时间为0.2s,工作台最大移动速度,即快进、快退速度为4mmin,因此惯性负载可表示为F=m=l29J_/v=20408.2/V(3-4)Z9.80.2如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响,并设液压缸的机械效率w=0.9,根据上述负载力计算结果,可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况,如表1所示。根据负载计算结果和的个阶段的速度,可绘制出工作循环图如图Ig)所示,所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图
10、可根据的设计参数进行绘制,快进和快退速度=匕=0.05Wmin、快进行程L=105mm、工进行程L2=50mm、快退行程L3-150mm,工进速度v2=0.05Vmin根据上述数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图(F-t)如图1(b),速度循环图如图3-1(C)所示。工况负载组成负载值F/N推力F/N启动F=FfS20002222.22加速尸=耳d+En224081740.33快进F=%10001111.11工进F=Ffd+K2100023333.33反向启动尸=纭20002222.22加速尸=%十%210001740.33快退尸=10001111.11压要(t)由表4-1和表4-2可知
11、组合机床液压系统在最大负载约为20000N时宜取3MP。表4-1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液压机大中型挖掘机磨床组合机床龙门刨床拉床建筑机械液压凿岩机重型机械起重运输机械工作压力/MPa0.82352881010182032表4-2按负载选择工作压力负载/KN50工作压力/MPa0.8l1.522.533445254.2计算液压缸主要结构参数由于工作进给速度与快速运动速度差异较大,且快进、快退速度要求相等,从降低总流量需求考虑,应确定采用单杆双作用液压缸的差动连接方式。通常利用差动液压缸活塞杆较粗、可以在活塞杆中设置通油孔的有利条件,最好采用活塞杆固定,而液压
12、缸缸体随滑台运动的常用典型安装形式。这种情况下,应把液压缸设计成无杆腔工作面积A是有杆腔工作面积4两倍的形式,即活塞杆直径d与缸筒直径呈=0.707的关系。工进过程中,当孔被钻通时,由于负载突然消失,液压缸有可能会发生前冲的现象,因此液压缸的回油腔应设置一定的背压(通过设置背压阀的方式),选取此背压值为A=08MPao快进时液压缸虽然作差动连接(即有杆腔与无杆腔均与液压泵的来油连接),但连接管路中不可防止地存在着压降p,且有杆腔的压力必须大于无杆腔,估算时取Ap0.5MPa。快退时回油腔中也是有背压的,这时选取被压值p2=0.6MPao工进时液压缸的推力计算公式为F/m=A-A2P2=Ap-(
13、4/2)P?式中:F负载力%液压缸机械效率4一一液压缸无杆腔的有效作用面积A2一一液压缸有杆腔的有效作用面积Q一液压缸无杆腔压力A一一液压有无杆腔压力因此,根据参数,液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为F 2100tl,n_ 0.9P展 3-T= 8642皿/ (4-2)液压缸缸筒直径为Z)=41=104.89wn(4-3)由于有前述差动液压缸缸筒和活塞杆直径之间的关系,d=0.707D,因此活塞杆直径为d=0.707X89.46=63.32mm,根据GB/T23481993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定,圆整后取液压缸缸筒直径为分Ilomm,活塞杆直径为fc80mmo此时液压
14、缸两腔的实际有效面积分别为:4 =兀。74=8659加2(44)A2=(D2-J2)4=4239tw772(4-5)工作台在快进过程中,液压缸采用差动连接,此时系统所需要的流量为%夬进=V-a2vi=22.1L/min(4-6)工作台在快退过程中所需要的流量为qttiu=A2v3=21.2Lmin(4-7)工作台在工进过程中所需要的流量为4工进XpJ=0.87L/min(4-8)根据上述液压缸直径及流量计算结果,进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值,如表4-3所不。表4-3各工况下的主要参数值工况推力f7n回油腔压力MPa进油腔压力MPa输入流量qL.min,输入功率yw计算公
15、式快进启动2222.2200.982Pl=(fA2p)(A1-A2=(41-A2)v1P=p、qPz=Pi+,加速1740.331.3730.873快速1111.111.2480.74822.10.276工进2333.330.62.9880.870.0433Pl=(F,+p2A2)1=匕P=PIq快退启动2222.2200.524Pi=(+p2Ai)A24=4匕P=Pl+q加速1740.330.61.636快退1111.110.61.48821.20.526制动481.890.61.345 .液压系统方案设计根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析,所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求,
16、因此速度控制是该机床要解决的主要问题。速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。此外,与所有液压系统的设计要求一样,该组合机床液压系统应尽可能结构简单,本钱低,节约能源,工作可靠。5.1 选用执行元件因系统运动循环要求正向快进和工进,反向快退,且快进,快退速度相等,因此选用单活塞杆液压缸,快进时差动连接,无杆腔面积AI等于有杆腔面积A2的两倍。5.2 速度控制回路的选择工况图说明,所设计组合机床液压系统在整个工作循环过程中所需要的功率较小,系统的效率和发热问题并不突出,因此考虑采用节流调速回路即可。虽然节流调速回路效率低,但适合于小功率场合,而且结构简单、本钱低。该机床的进给运动要求
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 液压 课程设计 说明书
