毕业设计论文专用铣床动力滑台液压系统设计

《毕业设计论文专用铣床动力滑台液压系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文专用铣床动力滑台液压系统设计（29页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、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G=6500N；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

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F0=F/cm/N启 动加 速快 进工 进反向启动加 速快 退130017556501565013001755650144419507221738914441950722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。图1.液压缸负载图图2. 液压缸速度图（二） 确定液压系统主要参数1

3、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/ KN50工作压力/MPa0.811.522.5334455 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

4、床工作压力/MPa0.82352881010182032 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0.20.5回油路带调速阀的系统0.40.6回油路设置有背压阀的系统0.51.5用补油泵的闭式回路0.81.5回油路较复杂的工程机械1.23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/MPa5.05.07.07.0d/D0.50.550.620.700.7表6 按速比要求确定d/D2/11.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71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

5、直径 参考表5及表6，得，圆整后取标准数值得 D=100mm， d=60mm。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q10-3/m3/s输入功率P/KW计算公式快进启动14441.36加速1950p1+p1.53恒速722p1+p1.110.240.27工进173890.62.581.31100.338快退启动14440.29()加速19500.51.18恒速7220.

6、50.9340.3750.350注：1. p为液压缸差动连接时，回油口到进油口之间的压力损失，取p=0.5MPa。2 快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p1，无杆腔回油，压力为p2。 注:进油腔压力 功率 输入流量 图3.液压缸工况图（三） 拟定液压系统原理图1选择基本回路 注:进油腔压力 功率 输入流量 图3.液压缸工况图(1) 选择调速回路 由上图3可知，这台机床液压系统功率较小，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。为防止铣完工件时负载突然消失引起运动部件前冲，在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。(2) 选择油源形式

7、从工况图3可以清楚看出，在工作循环内，液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。最大流量与最小流量之比；其相应的时间之比。这表明在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。从提高系统效率、节省能量角度来看，选用单定量泵油源显然是不合理的，为此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。考虑到前者流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，且后者可双泵同时向液压缸供油实现快速运动，最后确定选用双联叶片泵方案，如下图4a所示。(3) 选择快速运动和换向回路 本系统已选定液压缸差动连接和双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。考虑到从工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时

8、间可调的电液换向阀式换向回路，以减小液压冲击。由于要实现液压缸差动连接，所以选用三位五通电液换向阀，如下图4b所示。(4) 选择速度换接回路 由于本系统滑台由快进转为工进时，速度变化大（），为减少速度换接时的液压冲击，选用行程阀控制的换接回路，如下图4c所示。 (5) 选择调压和卸荷回路 在双泵供油的油源形式确定后，调压和卸荷问题都已基本解决。即滑台工进时，高压小流量泵的出口压力由油源中的溢流阀调定，无需另设调压回路。在滑台工进和停止时，低压大流量泵通过液控顺序阀卸荷，高压小流量泵在滑台停止时虽未卸荷，但功率损失较小，故可不需再设卸荷回路。图4.选择的基本回路 2 组成液压系统图5. 整理后的

9、液压系统原理图将上面选出的液压基本回路组合在一起，并经修改和完善，就可得到完整的液压系统工作原理图，如上图5所示。在图5中，为了解决滑台工进时进、回油路串通使系统压力无法建立的问题，增设了单向阀6。为了避免机床停止工作时回路中的油液流回油箱，导致空气进入系统，影响滑台运动的平稳性，图中添置了一个单向阀13。图中增设了一个压力继电器14。当滑台碰上死挡块后，系统压力升高，它发出快退信号，操纵电液换向阀换向。（四）计算和选择液压件1确定液压泵的规格和电动机功率(1) 计算液压泵的最大工作压力小流量泵在快进和工进时都向液压缸供油，由表7可知，液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力为，如在调速阀进口

10、节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失，考虑到压力继电器的可靠动作要求压差，则小流量泵的最高工作压力估算为 MPa大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，由表7可见，快退时液压缸的工作压力为，比快进时小。考虑到快退时进油不通过调速阀，故其进油路压力损失比前者小，现取进油路上的总压力损失，则大流量泵的最高工作压力估算为 (2) 计算液压泵的流量由表7可知，油源向液压缸输入的最大流量为 ，若取回路泄漏系数，则两个泵的总流量为 考虑到溢流阀的最小稳定流量为，工进时的流量为，则小流量泵的流量最少应为。(3) 确定液压泵的规格和电动机功率根据以上压力和流量数值查阅产品样本，并考虑液压泵存在容积损失，最后

11、确定选取型双联叶片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分别为和，当液压泵的转速时，其理论流量分别为和，若取液压泵容积效率，则液压泵的实际输出流量为由于液压缸在快退时输入功率最大，若取液压泵总效率，这时液压泵的驱动电动机功率为，为合流路上的总压力损失，取，根据此数值查阅产品样本，选用规格相近的Y100L6型电动机，其额定功率为1.5KW，额定转速为940r/min。三、附表与附图 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F0=F/cm/N启 动加 速快 进工 进反向启动加 速快 退130017556501565013001755650144419507221738914441

12、950722 表2 按负载选择工作压力负载/ KN50工作压力/MPa0.811.522.5334455 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/MPa0.82352881010182032 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0.20.5回油路带调速阀的系统0.40.6回油路设置有背压阀的系统0.51.5用补油泵的闭式回路0.81.5回油路较复杂的工程机械1.23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/MPa5.05.

13、07.07.0d/D0.50.550.620.700.7 表6 按速比要求确定d/D2/11.151.251.331.461.612d/D0.30.40.50.550.620.71 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q10-3/m3/s输入功率P/KW计算公式快进启动14441.36加速1950p1+p1.53恒速722p1+p1.110.240.27工进173890.62.581.31100.338快退启动14440.29()加速19500.51.18恒速7220.50.9340.3750.350图1. 液压缸速度图图2

14、.液压缸负载图 注:进油腔压力 功率 输入流量图3. 液压缸工况图 图4.选择的基本回路图5. 整理后的液压系统原理图四、总结这次专用铣床工作台液压系统毕业设计花了约两周时间，通过这段时间的设计，认识到自己的很多不足，自己知识的很多盲点和漏洞，知识和实践的差距，所以说通过这次设计我深刻的认识到理论联系实际的能力还急需提高。 在这个过程中，遇到了一些困难，但是通过和同学的讨论和资料查找还是解决了这些难题，随着问题的解决，学习的热情高涨，信心倍增。本次设计涉及了液压传动的大部分知识还有就是CAD作图和word文档的处理。也使我们很好的将课本上的知识与实际结合起来，收获颇多，特别是收集资料和信息的能

15、力，这也是我们大学期间一次难得机会，总之是获益匪浅。 五、参考文献1、左建民主编液压与气压传动（第四版）机械工业出版社2、张群生主编液压与气压传动（第二版）机械工业出版社3、贾铭新主编液压传动与控制（第二版）国防工业出版社4、何玉林,沈荣辉,贺元成.主编机械制图.重庆大学出版社5、路甬祥主编液压气动技术手册.机械工业出版社. 致谢 经过紧张的毕业设计，我如愿地、较圆满地完成了任务而且学习到了许多新的液压知识。 本次设计培养了我对液压工程的设计能力，使我学习了许多新的液压系统设计的方法和步凑，并给我们以后的工作打下良好的基础。通过本次的设计，我把课本知识与液压相关的资料知识相结合起来，从而避免了

16、在设计出现太多错误。 经过两周的紧张有序的工作，我在做毕业设计的过程中遇到了许多困难，但是经过隆院长认真仔细的讲解，所遇到困难都迎刃而解并使我加深了对液压知识的认识。 最后，真诚的感谢隆院长的指导和帮助。由于我所学的知识不够彻底而且经验不足以致在设计书中难免会存在疏漏和欠缺之处，我恳请院长批评指正，以便我在以后的学习和工作中不再犯类似的错误。附表1四川师范大学毕业论文任务书学生姓名张小印学号2008181274指导教师 隆泗学院名称 四川师范大学工学院专业名称 机电一体化论文题目 专用铣床动力滑台液压系统设计题目来源实习实践（ ）教师科研（ ）教师拟定（ ）其它（ ）一、基本任务与要求 设计专

17、用铣床工作台液压系统，工作台驱动装置采用单杆液压缸，要求实现的工作循环为“快进工进快退停止”。 参数如下：（1）最大切削力； （2）快进速度； （3）快退速度； （4）工进速度； （5）总行程； （6）工进行程； （7）工作台自重； （8）工件及夹具最大重力。 设计任务: （1）绘制执行元件负载图，速度循环图； （2）绘制执行机构压力、流量、功率循环图（液压缸工况图）； （3）绘制液压系统图； （4）选择液压元件，列出液压元件型号，规格明细表； （5）设计执行元件，绘制装配图； （6）编制设计说明书。 二、工作内容及时间安排1选题： 2010 年12 月 10 日前2开题报告： 2011 年

18、01月 10 日前3收集资料及实施研究： 2011 年 03 月 10日前4完成初稿： 2011 年 05 月 01 日前5完成修改稿： 2011 年 05 月 10 日前6完成定稿： 2011 年 05 月 20 日前7答辩： 2011 年 06 月 10 日前三、需要提供有关材料1四川师范大学毕业论文任务书；2四川师范大学毕业论文开题报告；3. 四川师范大学毕业论文实施过程记录表；4. 四川师范大学毕业论文严格按照四川师范大学毕业论文工作手册要求撰写；5. 四川师范大学毕业论文评审表（指导教师用）；6. 四川师范大学毕业论文评审表（评阅人用）；7. 四川师范大学毕业论文答辩记录表。附表2四

19、川师范大学毕业论文开题报告学生姓名张小印学号2008181274专业机电一体化论文题目 专用铣床动力滑台液压系统设计1、选题背景（含国内外相关研究综述及评价）与意义。 一、选题目的的理论价值和现实意义液压传动相对于机械传动是一门新技术，但随着微电子技术的发展将液压技术推向前进，而如今液压传动在某些领域内甚至有压倒性的优势，采用液压传动的程度已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。液压技术在实现高压，高速，大功率，高效率，低噪声，经久耐用，高度集成等各项要求取得了重大进展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化以及微机控制

20、等开发性方面，更具有显著的成绩。我研究的课题专用组合铣床动力滑台液压系统设计，在实际的生产生活中，具有很大利用意义。二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势当前国内外液压技术在发展上主要表现一下几个方面：（1）发展集成，交合，小型化，和轻量化液压元件。（2）发展高性能的液压控制元件，适应机电一体化主机的发展需要。（3）以环境保护，安全和满足可持续发展为目标的绿色开发研究。（4）提高元件和系统的可靠性。（5）以提高效率，降低能耗为目标的系统匹配设计提论和计算机对液压系统进行自动适应控制研究。(6)技术标准化研究。2、选题研究的方法与主要内容。（1）明确设计要求，进行工况分析；（2）确定液压系统的主

21、要性能参数；（3）拟定液压系统原理图；（4）计算和选择液压元件；（5）验算系统的性能；（6）液压缸设计；（7）绘制工作图编写技术文件和系统的设计任务书。3、研究条件和可能存在的问题。 一、液压与气压技术经过一百多年快速发展之后形成很好的研究条件： （1）存在集成，交合，小型化，和轻量化液压元件；（2）存在高性能的液压控制元件，适应机电一体化主机的发展需要；（3）存在以环境保护，安全和满足可持续发展为目标而研发绿色的液压元件；（4）液压元件和系统的可靠性很高；（5）存在以提高效率，降低能耗为目标的系统匹配设计提论和计算机对液压系统进行自动适应控制系统；(6)技术标准化研究早已运用在液压系统中。

22、二、合成液压系统时可能存在以下问题：（1） 回路间可能存在的相互干扰；（2） 系统过于复杂，存在多余回路；（3) 系统安全性不够高，油路可靠性差； (4) 组成系统的元件比较多，未能完全采用标准元件；（5）组成的液压系统能耗大，效率低，发热大，存在液压冲击；测压点分布不合等。（6）对可靠性要求高又不允许工作中停机的系统，没有采用冗余设计方法。4、拟解决的主要问题和预期的结果。 预期的结果：(1)防止回路间可能存在的相互干扰；(2) 系统应力求简单，并将作用相同或相近的回路合并，避免存在多余回路；(3) 系统要安全可靠，要有安全、连锁等回路，力求控制油路可靠；(4) 组成系统的元件要尽量少，并应

23、尽量采用标准元件；(5)组成系统时还要考虑节省能源，提高效率，减少发热，防止液压冲击,测压点分布合理等。(6)对可靠性要求高又不允许工作中停机的系统，应采用冗余设计方法，即在系统中设置一些备用的元件和回路，以替换故障元件和回路，保证系统持续可靠运转。5.指导教师意见。指导教师签名： 20 年 月 日6、教学单位意见。教学单位负责人签名（公章）：20 年 月 日附表3四川师范大学毕业论文实施过程记录表学生姓名张小印学号2008181274专业机电一体化论文题目 专用铣床动力滑台液压系统设计开题阶段进展情况记录：指导教师意见：指导教师签名：资料收集和课题研究阶段进展情况记录：指导教师意见：指导教师

24、签名：撰写初稿阶段进展情况记录：指导教师意见：指导教师签名：修改完善和定稿阶段进展情况记录：指导教师意见：指导教师签名：附表4四川师范大学毕业论文评审表（指导教师用）姓名张小印学号200818124题目专用铣床动力滑台液压系统设计评价项目具体要求权重ABCDE调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。0.1研究方案的设计能力论文的整体思路清晰，结构完整、研究方案完整有序。0.2分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。0.2工

25、作量及工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。0.2质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；试验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。0.2创新工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破或独特见解。0.1评定成绩（优、良、中、及格、不及格）指导教师意见：指导教师签名：20 年 月 日说明：在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“”附表5四川师范大学毕业论文评审表（评阅人用）姓名张小印学号2008181274747474专业机电一体化题目专用铣床动力滑台液压系统设计评价项目ABCDE选题质量01选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求02题目难易度03题目工作量04理论意义或实际价值能力水平05查阅文献资料能力06综合运用知识能力07研究方案的设计能力08研究方法和手段的运用能力09外文应用能力成果质量10文题相符11写作水平12写作规范13篇幅14成果的理论或实际价值评定成绩（优、良、中、及格、不及格）评阅人评语（如不够填写，可另附纸）评阅人签名：20 年 月 日说明：在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“”指导教师评语、成绩指导教师评语成绩(黑体4号)- 29 -