组合机床动力滑台液压系统-液压设计范例.doc

 PAGE \* MERGEFORMAT 19 湖 南 科 技 大 学 课程设计说明书 课程名称： 专业模块课程设计 题目名称：组合机床动力滑台液压系统 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 泮一平 学 号： 1153010531 指导教师： 刘 长 鸣 2015年 1月 8日 目录 一、液压传动的工作原理和组成 二、设计要求 三、液压系统的工况分析 四、确定液压系统主要参数 五、液压元件的选择 六、验算液压系统性能 七、设计小结 液压传动的工作原理和组成 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件（缸或马达）把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。驱动机床工作台的液压系统是由邮箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。 工作原理 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和回油管排回邮箱。 工作台的移动速度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，速度是油量决定的。 液压系统的基本组成 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。 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。 控制装置——液压阀。通过它们的控制调节，使液流的压力、流速和方向得以改变，从而改变执行元件的力、速度和方向。 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。 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和信息。 设计要求 设计一台组合机床动力滑台液压系统。 1.机床要求的工作循环是：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.机床的其他工作参数如下： 参数三运动部件总重力G=30000N 5000N切削力Ft=20000N 24000N快进、快退速度v1=v3=6m/min 3.5m/min最大行程l=400mm 300mm 工进速度v2=20~120mm/min 30~40mm/min=0.03m/min~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。 由设计要求取工进速度为40mm/min，快进行程为200mm，工进行程为100mm 0.2s 三、液压系统工况分析 1.运动分析 绘制动力滑台的工作循环图 2.负载分析 2.1负载计算 2.11工作阻力 工作阻力为已知 2.12摩擦阻力 已知采用平导轨，且静摩擦系数，动摩擦系数，正压力 ，则： 静摩擦阻力 动摩擦阻力 2.13惯性力 2.2液压缸各运动阶段负载 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设定液压缸的机械效率，则液压缸在各个工作阶段的总接卸负载可以算出，见下表： 运动阶段计算公式总接卸负载F/N起动1052加速682快进526工进25789快退526 2.3绘制动力滑台负载循环图，速度循环图 三、液压系统方案设计 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。 选择油源形式 在工作循环内，液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。从提高系统效率、节省能量角度来看，选用单定量泵油源显然是不合理的，为此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。考虑到前者流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，且后者可双泵同时向液压缸供油实现快速运动，最后确定选用双联叶片泵方案，如下