液压与气压传动课程设计SSPU.doc

液压与气压传动课程设计 姓名： 学院：机电工程学院 班级： 学号：20 指导老师： 实训时间：2013.12 目录 一、设计要求及工况分析 1．设计要求 2．负载与运动分析 二、确定液压系统主要参数 1．初选液压缸工作压力 2．计算液压缸主要尺寸 三、拟定液压系统原理图 1．选择基本回路 2．组成液压系统 四、计算和选择液压元件 1．确定液压泵的规格和电动机功率 2．确定其它元件及辅件 五、液压缸结构设计 1．缸体与缸盖的连接形式 2．活塞杆与活塞的连接结构 3．活塞杆导向部分的结构 4．活塞及活塞杆处密封圈的选用 5．液压缸的缓冲装置 六、验算液压系统性能 1．验算系统压力损失 2．验算系统发热与温升 七、附图 八、参考文献 九、总结 一、设计要求及工况分析 1．设计要求 设计一台铣削专用机床，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工件台快进→工件台工进→工件台快退→工件松开。运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100-1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为18000N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm，夹紧力为30000N，夹紧时间为1s，静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1。 原始数据： 最大切削力 静摩擦系数 动摩擦系数 运动部件总重力 G=25000N 快进、快退速度 v1=v3=5m/min 工进速度 v2=100~1200mm/min 工进行程 180mm 最大行程 400mm 夹紧缸行程 20mm 夹紧力 30000N 夹紧时间 1s 2．负载与运动分析 1）工作负载 2）运动部件总重量 G=25000N 3）摩擦负载 静摩擦力： 动摩擦力： 4）惯性负载 △t为加速或减速的时间一般=0.01~0.5s，取=0.2s 5）设液压缸的机械效率,则液压缸在各工作阶段的负载如下表： 表1-1 工作循环各阶段的负载 工作循环 计算公式 总负载 缸推力 启动、加速 9252 9738.95 工进 20500 21578.95 快进、快退 2500 2631.58 图1.1速度循环图 图1.2负载循环图 二、确定液压系统主要参数 1．初选液压缸的工作压力 根据表2-1、2-2，初选液压缸工作压力为3MPa 表2-1 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2-2 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 2．计算液压缸主要尺寸 1）计算液压缸内径D和活塞杆直径d 对于工作液压缸： 快进时采用差动连接，由v快进=v快退得，活塞杆直径d与缸筒直径D有： (2-1) 取背压压力P’=0.5Mpa 最大负载为工进阶段 则有： 即 (2-2) 由式2-1和2-2得 圆整为标准直径，得， 对于夹紧缸： 由于夹紧力需保持稳定，夹紧缸的工作压力应低于进给液压缸的工作压力，现取夹紧缸的工作压力为2.5Mpa，回油路背压为0， 则 查液压缸和活塞杆的标准系列，取夹紧缸， 2）按最低工进速度验算 GE系列调速阀AQF3-E10B的最小稳定流量为0.05L/min 则有： 题目中，液压缸节流腔有效工作面积为液压缸实际的面积，有 故液压缸能达到所需低速要求 3）计算液压缸在各工作阶段所需的流量 快进阶段： 工进阶段： 快退： 夹紧阶段： 4）计算液压缸在各阶段的工作压力 快进阶段： 工进阶段： 快退阶段： 5）计算液压缸在各阶段的功率 快进阶段： 工进阶段： 快退阶段： 6）绘制工况图 表2-3 液压缸各工作阶段的压力流量和功率 工作循环 压力 流量 功率 快进 0.68 19.2 217.6 工进 3 9.42 471 快退 0.66 20 442 由表2-3可绘制出液压缸的工况图，如图2.1所示。 图2.1 液压缸的工况图 三、拟定液压系统原理图 1．选择基本回路 1）选择供油方式 考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减少放热考虑，采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。 2）选择调速方式 中小型专用机床的液压系统中，对于进