液压与气压传动-课程设计.docVIP

液压气动课程设计 院 系： 机电工程学院 班 级： 11机工A1 姓 名： 孙欣 学 号： 20114812079 完成日期： 2014.1.2 目录 一、工况分析····························· 二、液压缸参数确定·························· 三、液压系统原理图·························· 液压缸装配图··························· 五、系统工况图与电磁铁工作表····················· 六、液压动力元件选择························· 七、液压控制元件选择及计算······················ 八、液压系统性能验算························· 九、控制电路····························· 十、集成块设计···························· 十一、个人小结···························· 十二、参考文献···························· 设计要求：设计一台铣削专用机床液压系统，要求其完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工作台停止。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，其静摩擦系数f=0.2，动摩擦系数f=0.1。 一、工况分析 负载分析 计算液压缸工作过程各阶段的负载。 1、切削负载F(已知)18000N 2、摩擦负载F 机床工作部件对动力滑台的法向力为 F=25000N 静摩擦负载 F= F·f=25000×0.2=5000N 动摩擦负载 F= F·f=25000×0.1=2500N 3、惯性负载 F=ma=(25000/9.8)×(5/60/0.2)=1062.9N 根据上述计算结果,可得各工作阶段的液压缸负载如表所示： 表1 液压缸各工作阶的负载F 工况 计算公式 负载值 工况 计算公式 负载值 启动 F= F·f 5000 工进 F= F·f+ F 20500 加速 F= F·f+m 3562.9 快退 F= F·f 2500 快进 F= F·f 2500 按表1数据可画出负载循环及工进时的速度范围可画出速度循环图如下: 二、确定液压缸主要参数 根据《液压元件手册》 P130页 表2-31初定液压缸的工作压力为p=4MPa。动力滑台要求快进、快退速度相等，选用单杆液压缸，快进时采用差动联接。此时液压缸无杆腔面积A与有杆腔面积A之比为2，活塞杆直径d与活塞直径D有d=0.707D的关系。为防止孔钻通后，滑台产生前冲现象，液压缸回油路应有背压p，暂取p=0.5MP。（《机械设计手册》P86，0.2～0.5MPa） 从负载循环图上可知，工进时有最大负载，按此负载求液压缸尺寸。根据液压缸活塞 力平衡关系可知 pA= A 式中： ——液压缸效率，取。 D=0.0828m d=0.707D=0.0828×0.707=0.061m 根据根据《机械设计手册》将D和d圆整就近取标准值 D=0.0828m=80mm d=0.061m=70mm 故液压缸的实际有效面积为： A A 活塞杆强度校核： 由于活塞杆总行程为180，而活塞杆直径为70mm,L/d=2.5710，需要进行强度校核，由材料力学中的有关公式 校核,活塞杆材料选用普通碳钢。根据材料许用应力表查得[]=110MPa 由式 得： 活塞杆直径7015.40 故满足强度条件。 根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作过程各阶段的压力、流量和功率： 快进阶段： 工进阶段： 快退阶段： 流量 快进阶段： q1=v*(A1-A2)=5.90L/min 工进阶段： q2=v*A1=6.03L/min 快退阶段：