1、精選優質文檔-傾情為你奉上目錄1、 設計題目 一臺銑頭驅動電機功率7.5kw ，銑刀直徑為200mm ，轉速350rpm 。要求完成如下的動作循環：快進工進快退停止；工作臺用平導軌。運動部件自重G（N）為4000，快進快退速度v1（m/min）為4，快進行程（mm）為145，工進行程（mm）為68，工進速度v2（mm/min）為60200，靜摩擦系數為0.2，動摩擦系數fd為0.1，啟動制動時間t（s）為0.21.設計其銑床液壓系統。二、負載與運動分析工況分析1、 工作負載 液壓缸的常見工作負載有重力、切削力、擠壓力等。阻力負載為正，超越負載為負。 2、 摩擦阻力， 3、 慣性負載 ,取液壓缸

2、的機械效率為0.9工況負載計算公式液壓缸負載液壓缸推力/N啟動800888.89加速529.58588.42快進400444.44工進2446.282718.09快退400444.44 4、繪制負載圖和速度圖 根據工況負載和已知速度以及行程，繪制如下所示的速度圖（圖1）和負載圖（圖2）： 圖1 速度圖 圖2 負載圖三、初步確定液壓缸的參數1、初選液壓缸的工作壓力。工作壓力p可根據圖3由負載大小來初步確定液壓缸的工作壓力故初步選擇工作壓力為1MP 圖3 按負載選擇設計壓力2、計算和確定液壓缸的主要結構尺寸排量由于要求設計工作臺的快速進退速度相等，故選用差動液壓缸，使無桿腔與有桿腔的有效面積為，即

3、桿d和缸D滿足d=0.707D.由圖4取背壓為0.5MPa，回油管路壓力損失。液壓缸無桿腔有效面積： 式中 ； ； 液壓缸內徑： 按圖5，將液壓缸內徑調整為63mm活塞桿直徑：d=0.707D=0.70763=44.5mm 按圖5. 將活塞桿外徑調整為45mm圖5缸的內徑和活塞桿外徑系列（GB/T 2348-1993）故液壓缸實際有效面積為 式中，； 。 四、液壓缸工作循環中各階段的壓力、流量和功率的計算1、 壓力計算（1） 快進階段a、 啟動時，b、 加速時，c、 恒速時，（2） 工進階段 （3） 快退階段a、 啟動時，b、 加速時，c、 恒速時，2、 流量計算（1）、快進（恒速）流量 （2

4、）、工進階段的流量 （3）、快退（恒速）流量 3、 功率計算（1）、快進（恒速）的功率 （2）、工進（最高速度）的功率 （3）、快退（恒速）的功率 4繪制液壓缸的工況圖由上計算的壓力、流量以及功率計算繪制p-l、q-l、P-l工況圖 圖6 液壓缸p-l 圖 圖7 液壓缸 q-l 圖 圖8 液壓缸P-l 圖五、擬定液壓系統原理圖1、 選擇液壓基本回路（1） 該系統流量壓力較小，可采用定量泵和溢流閥組成的供油源，如圖9。（2） 因銑床加工時有順銑和逆銑兩種方式，故采用單向調速閥控制的回油節流調速回路，如圖10。（3） 換向回路選用三位四通的“O”型中位機能的電磁換向閥實現液壓缸的進退和停止，如圖1

5、1。（4） 采用二位三通的電磁換向閥實現液壓缸快進時的差動連接，如圖12. 圖9 液壓油源 圖10 調速節流回路 圖11 換向回路 圖12 差動回路 2、經整理得圖13的液壓系統原理圖 圖13 專用銑床液壓系統原理圖 1-單向定量泵 2-溢流閥 3-壓力表 4-單向閥 5-三位四通電磁換向閥 6-液壓缸 7- 兩位三通電磁換向閥 8-單向調速閥2.1、系統各階段工作電磁鐵狀態。（1） 當銑床快進時，電磁鐵 1YA、3YA工作，2YA不工作。（2） 當銑床工進時，電磁鐵1YA工作，2YA、3YA不工作。（3） 當銑床快退時，電磁鐵2YA工作，1YA、3YA不工作。（4） 當銑床停止工作時，電磁鐵

6、1YA、2YA、3YA都不工作。 2.2、進油回油狀況 快進回路：進油：1-4-5-6；回油：7-5 工進回路：進油：1-4-5-6；回油：7-8-5-油箱 快退回路：進油：1-2-4-5-8-7-6；回油：6-5-油箱 卸載回路：1-2-油箱六、選擇液壓元件1、 液壓泵的最高壓力計算 由工況圖6可知液壓缸的最高工作壓力出現在快退階段，即，由于進油路元件較少，故泵至缸間的進油路壓力損失估取為，則液壓泵的最高工作壓力為2、 液壓泵的流量計算 泵的供油流量按液壓缸的快進（恒速時）階段的流量進行估算，由于采用差動缸回路的系統，故液壓泵的最大流量為 注：式中 系統所需的流量 系統的泄漏系數，一般取1.

7、11.3（由于系統流量較小，故此處取1.1） 液壓缸無桿腔與有桿腔的有效面積， 液壓缸的最大移動速度， 3、 確定液壓泵的規格 根據系統所需的流量，擬初選液壓泵的轉速為，泵的容積效率，故可算得泵的排量參考值為： 根據以上計算結果查閱產品樣本，選用規格相近的型齒輪泵，泵的額定壓力為，泵排量為，額定轉速為，容積效率為，總效率為。 算得泵的額定流量為： 4、 確定液壓泵驅動功率及電機的規格、型號 由功率循環圖8可知，最大功率出現在快退階段，已知泵的總效率為，則液壓泵快退所需的驅動功率為 查圖14得，選用型臥式三相異步電動機，其額定功率0.55KW，轉速為1390r/min。則泵的實際輸出流量為： 仍

8、能滿足系統各工況對流量的要求 圖14 YB系列三相異步電動機主要技術參數圖5、 確定閥類元件及輔件 根據系統的最高工作壓力和通過各閥類元件及輔件的實際流量，查閱產品樣本，選出的閥類元件和輔件規格如圖所示。序號名稱通過流量/（L/min）額定流量/（L/min）額定壓力/MPa額定壓降/MPa型號1定量泵7.517.832.5-CB-B62溢流閥7.51402.50.2YF-L10B3單向閥7.511625<0.2CIT-02-044三位四通電磁換向閥6.36616<0.234DF3-E4B5液壓缸-自行設計6二位三通電磁換向閥6.1106.3<0.223D-10B7單向調速閥

9、6.16.331.5<0.2FCG-3-63-A-K6、 確定油管直徑 流經液壓缸無桿腔油管的實際最大流量為6.36L/min，故有桿腔實際最大流量為 取油液的允許流速為，分別算得油管的管徑為 查圖15得，選用外徑為10mm，壁厚為1mm的10號冷拔無縫鋼管 圖157、 確定油箱容積 油箱的容積按 注：-為經驗系數，低壓系統取24，中壓系統取57，高壓系統取612，此處取6。8、 確定油液 根據液壓泵的類型，選用牌號為L-HM32的油液，其運動粘度為七、液壓系統性能驗算1、 驗算壓力損失由于本系統的管理布局尚未確定，故僅按式： 1.1、 閥類元件的壓力損失。快進階段，液壓缸差動連接，有桿

10、腔的油液經二位三通換向閥流入無桿腔，可求得此處壓力損失為： 將其折算到進油路上，進油路上油液通過單向閥、電磁換向閥5進入無桿腔從有桿腔出來后進入電磁換向閥7后回到進油路上，可求得此階段進油路上閥類元件的總壓力損失為： 工進階段，油液經單向閥、電磁換向閥5進入無桿腔可求得此階段進油路上閥類元件總壓力損失為： 快退階段，油液經單向閥、電磁換向閥5、單向調速閥、電磁換向閥7進入有桿腔可求得此階段進油路上閥類元件總壓力為： 1.2、沿程損失計算 沿程損失與流動類型有關，流動類型用雷諾數來判斷，對圓形截面管 式中 管中平均流速 管徑 流體的運動粘性系數 當>2300時為紊流，當<2300時為

11、層流 故液流狀態判斷為層流，于是沿程壓力損失為： 式中沿程阻力系數，它是和相對粗糙度的函數，這里為管壁粗糙度，查圖16得為0.02，由圖17的 管道的長度，此處取液壓油密度，此處取 圖16 圖171.3、局部阻力損失估算 局部阻力系數，它與局部阻力的形狀有關,此處估取取 液壓油密度 所以得出總壓力損失為: 故此壓力值小于選用泵時估計的進油路管路壓力損失（），所以選用的液壓泵無需調整。2、 確定系統調整壓力 根據上述計算可知：液壓泵也即溢流閥的調整壓力應為工進階段的系統工作壓力和壓力損失之和 式中 液壓泵的工作壓力或支路的調整壓力。3、 液壓系統效率的估算 液壓系統效率的計算，主要考慮液壓泵的總

12、效率、液壓執行器的總效率及液壓回路的效率。可由下式估算 其中，液壓泵和液壓馬達的總效率可由產品樣本查得。液壓回路效率可按下式計算 式中 液壓缸的負載壓力和負載流量（輸入流量）的乘積，W； 液壓泵供油壓力和輸出流量的乘積，W。前已取液壓泵的總效率和液壓缸的總效率，則可算得本液壓系統的效率 可見工進時液壓系統效率很低，這主要是由于溢流損失和節流損失造成的。4、 液壓系統發熱與散熱計算液壓傳動系統工作時，除液壓缸驅動外負載輸出的有效功率外，其余功率全部以熱的形式損失掉了。其中包括也留的沿程壓力損失、局部壓力損失、各部件的機械損失和容積損失等。這些損失的能量都轉變為熱能，是油液溫度升高，從而是油液的物理性能發生變化，影響液壓系統的正常工作。 4.1、系統的總發熱量由公式得：4.2、系統的散熱量由公式得： 式中 散熱系數，計算時可選用推薦值；通風很差（空氣不循環）時，8；通風良好（空氣流速為左右）時，1420；風扇冷卻時，2025；用循環水冷卻時，110175