技术成果引入机械制造业中。
因此机械制造业的内涵与水平已今非昔比,它是基于先进制造技术的现代制造产业。
纵观现代机械制造技术的新发展,其重要特征主要体现在它的绿色制造、计算机集成制造、柔性制造、虚拟制造、智能制造、并行工程、敏捷制造和网络制造等方面。
近年来,我国的工程机械取得了蓬勃的发展,其中,液压传动技术起到了至关重要的作用。
而且,随着液压传动技术的快速发展和广泛应用,它已成为农业机械、工程建筑机械等行业不可缺少的重要技术。
然而,尽管液压技术在机械能与压力能的转换方而,已取得很大进展,但它在能量损失和传动效率上仍然存在着问题。
因为,在液压系统中,随着油液的流动,有相当多的液体能量损失掉,这种能量损失不仅体现在油液流动过程中的内摩擦损失上,还反映在系统的容积损失上,使系统能量利用率降低,传动效率无法提高。
高能耗和低效率又使油液发热增加,使性能达小到理想的状况,给液压技术的进一步发展带来障。
因此,探索和研究高效液压传动技术,提高其综合性能就成为了液压技术领域研究的重点之一 5 第一章 概述 1.1 设计的目的 液压传动系统设计是本设计的一个综合实践性教学环节,通过该教学环节,要求达到以下目的; 1.巩固和深化已学知识,掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤,培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力; 2.正确合理地确定执行机构,选用标准液压元件;能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统; 3.熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。
对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD 技术等方面的基本技能进行一次训练,以提高这些技能的水平。
1.2 设计的要求 1.设计时必须从实际出发,综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。
如果可以用简单的回路实现系统的要求,就不必过分强调先进性。
并非是越先进越好。
同样,在安全性、方便性要求较高的地方,应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件,不能单独考虑简单、经济; 2.独立完成设计。
设计时可以收集、参考同类机械的资料,但必须深入理解,消化后再借鉴。
不能简单地抄袭; 3.在设计的过程中,要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成,积极思考。
不能直接向老师索取答案; 4.液压传动设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。
具体题目由指导老师分配,题目附后; 5.液压传动设计一般要求学生完成以下工作: (1)液压系统原理图及速度循环图,负载图,电磁发动工作循环表 一张 6A1 (2)液压缸装配图 一张 A1 (3)液压缸主要零件的零件图 五张(A3) (4)设计计算说明书,字数不少于 5000 字 (5)以上资料打印稿和电子版(图纸用 AutoCAD2004 版本存盘,说明书及任务书用 Word2003 存盘)各一份。
1.3 设计题目 一台专用铣床的铣头驱动电机的功率 N= 7.5KW ,铣刀直径 D=120mm,转速 n=350rpm,工作台重量 G1=4000N,工件及夹具重量 G2=1500N,工作台行程L=400mm,(快进 300mm,工进 100mm)快进速度为 4.5m/min,工金速度为 60~1000mm/min,其往复运动和加速(减速)时间 t=0.05s,工作台用平导轨,静摩擦系数 fs=0.2,动摩擦系数 fd=0.1。
设计其液压控制系统。
7 第二章 工况分析 2.1 工作负载 1000P 1000 P 60 ×106 P 6 0 × 7.5 × 1 0 6 FW N 3410.46N v π Dn π Dn π × 350 × 120 60 ×10002.2 摩擦阻力 Ffj f j G1 G 2 0.2 × 4000 1500 N 1100 NFfd f d G1 G 2 0.1× 4000 1500 N 550 N 2.3 惯性负载 G1 G 2 v 4000 1500 4.5 Fg × N 840.98 N g t 9.81 0.05 × 60 查液压缸的机械效率ηcm 0.9 ,可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况,如下表所示: 液压缸各阶段的负载情况表 工 况 负载计算公式 液压缸负载 F /N 液压缸推力/N 启 动 F=Ffj 1100 1222.22 加 速 F=F fd Fg 1390.98 1545.53 快 进 F=Ffd 550 611.11 工 进 F=F fd Fw 3960.46 4400.51 快 退 F=Ffd 550 611.11 8 第三章 绘制负载图、速度图和动作循环图 根据工况负载和以知速度 v1 和 v2 及行程 S,可绘制负载图和速度图,如下图所示: F/N 4400.51 100 200 300 400 s/mm 负载循环图 v/m/min 6 4.5 4 2 100 200 300 400 s/mm 9速度循环图 快进停 工进止 快退 动作循环图 10 第四章 初步确定液压缸的参数 4.1 初步确定液压缸的参数 查各类液压设备常用工作压力初选, p1 2 × 10 6 Pa4.2 计算液压缸的尺寸 选用差动液压缸,无杆腔与有杆腔的有效面积为 A1 2 A2 ;回油路上有背压阀或调压阀,取背压 p2 8 ×105 Pa ;回油管路压力损失 p 5 ×105 Pa 。
F 4400 .51A1 m 2 33.9 1 8 p1 p 2 17 × 105 2 2 4 A1D 6.57 π按 JB2183—77 取标准值 D=70mm 活塞杆的直径 d 为: d 0.7 D 0.7 × 70 49 mm 取标准值 d=50mm 由此求得液压缸的实际有效工作面积 π D 2 π × 52A1 cm2 19.63cm 2 4 4 π πA2 D 2 d 2 52 3.52 cm 2 10.01 4 44.3 液压缸工况 11 液压缸各工作循环的负载、压力、流量和功率数值表 回油腔压 进油腔压 输入流 输入功 计算公式 负载 工况 力 力 量 率 F/N p×105 / Pa p ×105 / Pa QJ ( / L/min) P / kW 启 1222.2 — 12.7 — 动 2 F A2P p1 A1 A2 快 加 1545.5 p p1 p 21.27 — Q A-A2) 1 (1 v 进 速 3 p 5 P p1 Q 恒 0.08 611.11 p 5 11.56 4.33 速 F p 2 A2 p1 A1 4400.5 1.96~ 工进 8 26.5 0.086 Q A1v2 1 0.12 P p1 Q 启 1222.2 — 12.2 — 动 2 F p2 A1 p1 A2 快 加 1545.5 p 5 25.24 — Q A2v 退 速 3 P p1 Q 恒 0.119 611.11 p 5 15.91 4.5 速 绘制液压缸的工况图 12工况图 13 第五章 拟定液压原理图 5.1 选择液压基本回路 从工况图可知:该系统的流量、压力较小,可选用定量泵和溢流阀组成的供油源,如图 a 所示。
铣床加工有顺锉和逆锉之分,宜采用出口节流调速,具有承受负切削的能力,如图 b 所示。
考虑到工作进给时负载大、速度低,而快进、快退行程中负载小、 速度快,所以采用由换向阀联通的差动快速回路,如图 c 所示。
根据一般专用铣床的要求不高, 采用电磁阀的快慢换接回路,其特点是结构简单。
选用简便的电气行程开关和挡铁控制行程方式,如图 d 所示。
(a) b c d按下 SB1→工作台快进→压下 2→工作台工进→压下 SP1→工作台快退→压下 1S→工作台停止。
电液联合控制如下: (1)工作台快进 按下按钮 SB1,中间继电器 K1 得电动作并自锁,其常开触点闭合,使电磁铁 YV1 14得电。
YV1 得电使三位五通电液换向阀左位动作,工作台向前快进移动。
(2)电磁铁 YV1 得电。
YV1 得电.
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