专用铣床动力滑台液压系统设计毕业设计.doc

专用铣床动力滑台液压系统设计毕业设计 一、题目 专用铣床动力滑台液压系统设计 二、液压系统设计计算 一、设计要求及工况分析 1.设计要求 要求设计一专用铣床,其动力滑台实现的工作循环是:快进→工进→快退→停止。主要参数与性能要求如下:切削阻力15kN;运动部件所受重力G6500N;快进、快退速度分别为5m/min、4.5m/min,工进速度1m/min;总行程400mm,工进行程150mm;一个工作循环运动的加速(启动)、减速、制动、反向启动、方向制动时间0.05s;工作台采用平导轨,静摩擦系数0.2,动摩擦系数0.1。液压系统执行元件选为单杆液压缸。 2.负载与运动分析 1 工作负载 工作负载即为切削阻力15000N。 2 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力: 静摩擦阻力 动摩擦阻力 3 惯性负载 4 运动时间 快进 工进 快退 设液压缸的机械效率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液压缸各阶段的负载和推力 工况 负载组成 液压缸负载F/N 液压缸推力F0F/ηcm/N 启 动 加 速 快 进 工 进 反向启动 加 速 快 退1300 1755 650 15650 1300 1755 650 1444 1950 722 17389 1444 1950 722 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-t,如下图所示。 (二) 确定液压系统主要参数 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2和表3,初选液压缸的工作压力2.5MPa。 2.计算液压缸主要尺寸 鉴于动力滑台快进和快退速度不相等但相差不大,这里的单杆液压缸选用单活塞杆式差动液压缸(),快进时液压缸差动连接。工进时为防止车铣时负载突然消失发生前冲现象,液压缸的回油腔应有背压,参考表4选此背压力为0.6MPa。 表2 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3 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 表4 执行元件背压力 系统类型 背压力/MPa 简单系统或轻载节流调速系统 0.2~0.5 回油路带调速阀的系统 0.4~0.6 回油路设置有背压阀的系统 0.5~1.5 用补油泵的闭式回路 0.8~1.5 回油路较复杂的工程机械 1.2~3 回油路较短且直接回油 可忽略不计 表5 按工作压力选取d/D 工作压力/MPa ≤5.0 5.0~7.0 ≥7.0 d/D 0.5~0.55 0.62~0.70 0.7 表6 按速比要求确定d/D 2/1 1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2 d/D 0.3 0.4 0.5 0.55 0.62 0.71 注:1?无杆腔进油时活塞运动速度; 2?有杆腔进油时活塞运动速度。 由式得 则活塞直径参考表5及表6,得,圆整后取标准数值得 D100mm, d60mm。 由此求得液压缸两腔的实际有效面积为 根据计算出的液压缸的尺寸,可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率,如表7所列,由此绘制的液压缸工况图如下图3所示。 表7液压缸在各阶段的压力、流量和功率值 工况 推力 F0/N 回油腔压力 p2/MPa 进油腔压力 p1/MPa 输入流量 q×10-3/m3/s 输入功率 P/KW 计算公式 快进 启动 1444? 1.36 ? ?加速 1950p1+Δp 1.53 ? ?恒速 722p1+Δp 1.11 0.24 0.27 工进 17389 0.6 2.58 1.31×10 0.338 快退 启动 1444 ? 0.29 ? ? 加速 1950 0.5 1.18 ? ?恒速 722 0.5 0.934 0.375 0.350 注:1Δp为液压缸差动连接时,回油口到进油口之间的压力损失,