《立式多軸組合鉆床液壓進給系統(tǒng)設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《立式多軸組合鉆床液壓進給系統(tǒng)設計（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、山東廣播電視大學課程設計任務書地 市 山東萊蕪市教學班 萊鋼電大 姓 名 學 號 山東廣播電視大學教學出編印課程設計須知 一、課程設計是圍繞一門主要技術基礎課或專業(yè)課結合工程設計而進行的一次綜合性訓練，通過對具體課題的方案分析、比較、設計計算、元件選取、安裝調試環(huán)節(jié)，初步掌握簡單的工程分析方法和工程設計方法。二、電大工科各專業(yè)的學生必須在教學計劃中規(guī)定的時間內完成課程設計。三、課程設計的選題應符合教學要求，題目應符合工程實際，每個學生設計題目內容要有所區(qū)別。四、電大學生應以嚴肅認真，實事求是的態(tài)度完成課程設計，課程設計論文寫作要做到論點明確、論據(jù)充分、書面整潔、字跡工整。圖紙應清晰、工整，符合

2、設計要求，符合國家有關標準和部頒標準。五、填報有關表格時，應按項目要求逐項填實、填全、填清。姓 名學 號專 業(yè)機電一體化年 級教學班萊鋼電大教學班負責人設計題目立式多軸鉆孔專用組合機床液壓系統(tǒng)設計指導教師姓名王奉德職 稱高級指導教師（含答辯）評語：成績： 指導教師簽名： 工作單位： 月 日地市電大復審意見：成績： 復審人簽名： 職稱： 月 日省電大終審意見：成績： 終審人簽名： 月 日課程設計的任務和具體要求液壓氣動技術課程設計任務書一臺立式多軸鉆孔專用組合機床，鉆削動力部件的上下運動采用液壓傳動。工作循環(huán)是：快速下降-工作進給快速上升原位停止。（為防止鉆削頭部由于重力下滑，裝有平衡重，設計不

3、考慮重力影響）已知數(shù)據(jù)如下：最大鉆削進給抗力FL=28000N，動力滑臺質量m=270Kg，快速下降行程S1=250mm，工進行程S2=50mm，快速上升行程S3=300mm；快速下降速度v1=75mm/s，工進速度v2不大于1mm/S，快速上升速度110mm/s，升速和減速時間在0.2S之內；滑臺運動的靜摩擦力Ffs=1000N，動摩擦力F=500N。執(zhí)行元件用液壓缸，活塞桿固定。液壓缸機械效率取0.90。試設計液壓系統(tǒng)。課程設計說明書應包含的內容1、 按格式寫出設計計算說明書，使用說明書，另部件明細表，調試維護說明書。2、 畫出液壓系統(tǒng)原理圖。課程設計應完成的圖紙1、 循環(huán)圖2、 液壓缸工

4、況圖3、 液壓系統(tǒng)圖其他要求課程設計的期限 自 年 月 日至 年 月 日課程設計進度計劃起 至 日 期工 作 內 容備 注參考文獻、資料索引文獻、資料名稱編著者出版單位課程設計目錄1、負載分析2、運動分析3、繪制負載、速度循環(huán)圖4、確定液壓缸尺寸5、繪制液壓缸工況圖6、選擇液壓基本回路1）、調速回路2）、換向回路和速度切換回路3）、節(jié)約能量4）組合基本回路7、選擇液壓泵1）、計算液壓泵的工作壓力2）、計算液壓泵的流量3）、選擇液壓泵的規(guī)格4）、計算功率選擇電動機8、選擇控制閥9、選擇油管及油箱10、液壓系統(tǒng)性能驗算1）、系統(tǒng)壓力損失估算2）、溫升驗算附圖：多孔鉆機液壓系統(tǒng)圖一、 負載分析 由于

5、系統(tǒng)采用平衡重，因此鉆削頭部件重量產(chǎn)生的向下作用力不再計入。鉆削頭部件啟動、減速和制動過程中的慣性力為啟動時： Fa1=2m=2m=2270=202.5N減速時：Fa2=2m=2m=2270=199.8N制動時：Fa3=2m=2m=2270=2.7N反向啟動時：Fa4=2m=2m=2270=270N反向制動時：Fa5=2m=2m=2270=270N由此可得液壓缸在各階段的負載（見表1）。表1各工作階段計算公式計算結果（N）啟 動FL1=Ffs+Fa11202快速下降FL2=Ffd500減 速FL3= Ffd- Fa2300工作進給FL4= Ffd+Fmax28500制 動FL5= Ffd- F

6、a3497反向啟動FL6= Ffs+Fa41297快速上升FL7=Ffd500反向制動FL8= Ffd- Fa5203二、 運動分析根據(jù)勻加速位移公式s=v0t+at2、加速度公式a=和已知條件，列出個階段的速度和行程（見表2）。表2工 況速度行程公式結果（mm）啟 動0v1v17.5快速下降v1s1- v1-v2234.9減 速v1v2v1+v27.6工作進給v2s2-v249.9制 動v20v20.1反向啟動0v3v311.0快速上升v3s3- v3280反向制動v20v311.0三、繪制負載、速度循環(huán)圖負載循環(huán)圖（見圖1）。圖1 負載循環(huán)圖速度循環(huán)圖（見圖2）。圖2 速度循環(huán)圖四、確定液

7、壓缸尺寸參照各類機械廠用壓力，取液壓缸負載壓力為3.5MPa。根據(jù)最大負載要求，液壓缸有效工作面積AA=90.476cm2液壓缸直徑DD=107mm根據(jù)快速下降與上升的速比求活塞桿直徑d=1.333所以 d=53.5mm參照GB234880，選擇符合標準的活塞和活塞桿直徑。 D=125mm d=70mm液壓缸實際有效面積分別為 A1=122.66cm2A2=84.19cm2五、繪制液壓缸工況圖 根據(jù)以上計算結果，可求出專用機床在各個工作階段內的壓力、流量和功率值（見表3）。由于加、減速時間很短，對系統(tǒng)參數(shù)選擇的影響不大，可忽略。表3工 況負載FL(N)回油腔壓力p2(MPa)工作腔壓力p2(M

8、Pa)輸入流量Q(L/min)輸入功率N(kW)快速下降500p2=0p1=0.045Q1=A1v1= 55.197N=p1Q1= 0.0414工作給進28500p2=0.5p2=+=2.92Q1=A1v2= 0.736N=p2Q1= 0.0358快速上升500p2=0p3=0.066Q1=A1v3= 80.995N=p3Q1= 0.0891根據(jù)表3中的參數(shù)繪制液壓缸工況圖。圖3 液壓缸工況圖六、選擇液壓基本回路1、 調速回路由于這臺專用機床液壓系統(tǒng)功率較小，鉆削頭部件運動速度較低，故選擇節(jié)流調速回路。又因為工作進給時會油路上必須有背壓，因此采用回油路調速閥調速回路。圖4 回油路調速單元2、

9、換向回路和速度切換回路由于該系統(tǒng)流量比較小，采用三位四通電磁換向閥換向即可。換向閥中位機能選M型，是為了停機時泵能實現(xiàn)壓力卸荷。從Qt曲線可知鉆削頭部件有快速下降轉為工作進給時，速度相差很大，宜采用行程閥，以避免速度切換時產(chǎn)生液壓沖擊。圖5 換向回路和速度切換單元3、 節(jié)約能量從pt和Qt曲線可知，系統(tǒng)工作主要由低壓大流量和高壓小流量兩個階段組成，故采用限壓式變量泵自動改變流量，以減少流量損失。4、組合基本回路把以上所選各種回路組合畫在一起，初步形成一個完整的液壓系統(tǒng)（見圖6），然后再增加一些元件，如單向閥3、單向閥5、濾油器1。他們的作用分別是：單向閥3：防止油液向液壓泵倒灌；單向閥5：使液

10、壓缸上升時，一開始可得到快速；濾油器1：過濾油液，保持油液清潔度。圖6 多孔鉆機液壓系統(tǒng)圖表4 電磁鐵動作順序1DT2DT行程閥快速下降+-+工作給進+-快速上升-+-停 止-+七、選擇液壓泵1、計算液壓泵的工作壓力由圖的pt曲線中查出pmax=2.92MPa，取p=0.5MPa。ps=p+pps=2.92+0.5=3.42MPa2、計算液壓泵的流量QPK(Q)max從圖Qt曲線中查得Qmax=80.995L/min，取K=1.1。QP=1.180.995=89.1 L/min3、選擇液壓泵的規(guī)格pr=ps1.25=5.603 MPa從有關樣本中查出：YBN40N型限壓式變量泵，Q=40L/m

11、in， pmax=6.3 MPa，p=0.80, pv=0.90。4、計算功率選擇電動機按表3，使用時最大功率為0.0891Kw(沒考慮閥和管道壓力損失以及泵的效率)。但應考慮限壓式變量泵所需最大功率，根據(jù)樣本參數(shù)先畫出泵的流量壓力特性曲線ABC（見圖7），并根據(jù)快速上升和工進時的工作特點，可畫出實際工作時泵應有的流量壓力特性曲線ABC。圖中B點功率最大，其值為N=1573W?？紤]到泵的效率，則電動機應有功率=1966W查相關材料，選用Y112M-6電動機，其額定功率為2.2Kw。圖7：泵的流量壓力特性曲線八、選擇控制閥根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過各閥的實際流量選用得液壓元件見表5。表5序號元件

12、 名稱通過閥的實際流量（L/min）額定流量（L/min）額定壓力MPa額定壓降MPa型號及規(guī)格數(shù)量1濾油器38.8763160.2TLW5012限壓式變量泵38.87256.30.5YBN40N13單向閥38.8763161.2S10P124三位四通電磁閥51.83160160.54WE10E20B15二位二通行程閥35.3463160.322C63BH16調速閥10.0750162FRM6B10B/1.5M17液壓缸自行設計1九、選擇油管及油箱1、 油管元件之間的連接管道按元件接口尺寸決定。液壓泵選定之后，需重新計算液壓缸工作各階段的進、回油流量。見表6。表6快進工進快退輸入流量(L/mi

13、n)Q1= =175.99Q1=2.347Q1=Qp=55.197排出流量(L/min)Q2= =55.59Q2= = =1.549Q2= =80.42運動速度/（m/min）V1= =2.105V2= =0.0191V1= =6.62、 油箱油箱容量按液壓泵的流量計算，取=7。V=Qp=780.995=566.96按國標規(guī)定，就近選標準值，V=700L。3、濾油器的選擇選擇濾油器的依據(jù)有以下幾點：(1)承載能力：按系統(tǒng)管路工作壓力確定。(2)過濾精度：按被保護元件的精度要求確定，選擇時可參閱表7。(3)通流能力：按通過最大流量確定。(4)阻力壓降：應滿足過濾材料強度與系數(shù)要求。表7系統(tǒng)過濾精

14、度(m)元件過濾精度(m)低 壓 系 統(tǒng)100150滑 閥1/3最小間隙70105Pa系統(tǒng)50節(jié) 流 孔1/7孔徑(孔徑小于1.8mm)100105Pa系統(tǒng)25流量控制閥2.530140105Pa系統(tǒng)1015安全閥溢流閥1525電液伺服系統(tǒng)5高精度伺服系統(tǒng)2.5十、液壓系統(tǒng)性能驗算1、系統(tǒng)壓力損失估算由于管路布置未確定，沿程損失暫無法計算。僅對閥類元件進行估算。常用中、低壓各類閥的壓力損失(pn)如表8。表8 閥名pn(105Pa)閥名pn(105Pa)單向閥0.30.5背壓閥38換向閥1.53節(jié)流閥23行程閥1.52轉閥1.52順序閥1.53調速閥3常（1）快進由圖可知。進油路上有單向閥3，

15、電磁換向閥4的流量均為38.87 L/min。行程閥的流量為155.4L/min。其進油路總壓力損失為pv=0.2()2+0.5()2+0.3()2=0.4261 MPa回油路上液壓缸單向閥3，電磁換向閥4的流量均為51.8 3 L/min，計算出有桿腔與無桿腔壓力之差p=p2-p1=0.5()2+0.2()2+0.3()2=0.135+0.077 +0.254=0.466MPa（2）工進工進時，進油路上進油路上有單向閥3，電磁換向閥4的流量均為1.88 L/min。行程閥的流量為0.93L/min。順序閥的流量為0.93+22=22.93 L/min。進油路的總損失為pv=0.5()2+0.

16、5+0.5()2+0.6+0.3()2 =0.62 MPa液壓缸回油腔的壓力p2為p2=0.5()2+0.6+0.3()2=0.6358 MPa（3）快退快退時，進油路上進油路上有單向閥3的流量均為22L/min，電磁換向閥4的流量為38.37 L/min。行程閥的流量為51.83L/min。進油路的總損失為pv1=0.5()2+0.2()2=0.1122 MPa回油路總壓力損失為pv2=0.2()2+0.5()2+0.2()2 =0.2642 MPa所以，快退階段，液壓泵的工作壓力Pp為Pp=P1+pv1=1.5+0.1122=1.6122 MPa此值為卸荷順序閥的壓力調定值。2、溫升驗算以工進時的消耗功率計算溫升。工進時液壓缸的有效功率為Pe=Fv2=0.0136kw液壓泵輸入功率PpPp=PQ=0.51.88=0.94 kw發(fā)熱功率p= Pp- Pe=0.94-0.0136=0.9247 kw油箱散熱面積 A=6.5=6.5=51244cm2=5.12m2溫升T=103=20.07C系統(tǒng)溫升為超過允許的40C，可不設計冷卻裝置。23 / 23文檔可自由編輯打印