卧式镗床液压系统设计【9张CAD高清图纸及说明书】【YC系列】
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广东技术师范学院天河学院本科毕业论文(设计)任务书系 别机电工程系专业机械制造及其自动化班级学生姓名学号指导教师职称题 目卧式镗床液压系统设计论文(设计)的主要任务与具体要求(有实验环节的要提出主要技术指标要求)该课题首先对目前镗床在国内外发展状况进行分析,阐明其优缺点,展望液压传动的发展方向和趋势,然后简述液压系统设计的关键技术问题。最后提出自己的设计方案。1、按时完成开题报告。2、完成传动系统的综述,外文资料的翻译(2000字符以上)。3、完成系统的传动原理图。4、根据拟定的原理图,完成所有参数、尺寸的计算、查表和确定相应的元器件规格型号。5、完成设计的最终原理图、油箱结构图及液压缸装配图和零件图(折合2张0 # 以上图纸)。6、完成设计说明书(50页以上)。进度安排(包括时间划分和各阶段主要工作内容)第七学期 第八周第十三周 毕业设计开题报告第七学期 第十四周第十九周 主要设计工作,包括草图、结构设计及工程图等第八学期 第三周 中期检查第八学期 第六周末 上交初稿(包括图纸、说明书、外文资料),老师审阅初稿,提出修改意见。第八学期 第十一周 交终稿(上交所有资料的纸质和电子版)第八学期 第十二周第十三周 答辩主要参考文献1叶伟昌主编,机械工程及自动化简明设计手册,机械工业出版社 2008.22左健民主编,液压与气压传动第4版, 机械工业出版社 2011.13张利平主编,液压气动系统设计手册, 机械工业出版社 2008.54周世昌主编,液压系统设计图集, 机械工业出版社 2004.2指导教师签名系(教研室)审核意见任务接受人(签名)年 月 日审核人签名: 年 月 日年 月 日备注:1、本任务书一式三份,由指导教师填写相关栏目,经系审核同意后,系、指导教师和学生各执一份。 2、本任务书须装入学生的毕业论文(设计)档案袋存档。 广东技术师范学院天河学院本科毕业设计开题报告题 目: 卧式镗床液压系统设计 系 别: 机电工程系 专 业: 机械设计制造及其自动化 姓 名: 学 号: 2010030743217 指导教师: 董伟 2013 年 10 月 12 日- 5 -本科毕业设计开题报告系别机电工程系专业机械设计制造及其自动化班级本机制102姓名学号2010030743217联系方式13424112030题目卧式镗床液压系统的设计一、选题背景 随着我国经济的快速发展,机械制造业的壮大,在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进,使得作为制造工业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化,尤其是孔加工,其在今天的液压系统的地位越来越重要。 近几年,液压传动由于应用了计算机技术、信息技术、自动控制技术、新材料等后取得了新发展,使液压系统和元件正向高压、高速、高精度、高效率的方向发展,在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上取得新的成就。液压系统的发展方向是:创制新型技能、微型元件、高度的组合化、集成化和模块化和微电子结合,走向智能化。 总之,液压工业在国民经济中的作用是很大的,它常常用来衡量一个国家工业水平的重要标志之一。与世界主要的工业国家相比,我国的液压工业还有相当差距,标准化、优质化的工作有待于继续做好,智能化的工作刚刚起步,为此必须急起直追,才能迎头赶上。二、课题设计2.1课题的内容主要课题内容是卧式镗床的液压系统设计。镗床液压系统的动作和性能要求主要有:运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动的平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步等。除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外,还必须符合体积小、质量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维修方便等一些公认的普遍设计原则。2.2课题的目的液压是机械类专业学生的一门重要的技术基础课,课题内容的理论性和实践性都很强。通过液压设计,使其增加感性认识,进一步巩固加深和掌握液压传动的知识,深入了解液压元件、回路和系统的工作原理和结构特点;对于计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等发面的基本技能进行一次训练,以提高技能的水平。2.3课题的意义液压技术作为实现现代传动与控制的关键基础技术之一,已成为工业机械、工程建设机械及国际尖端产品不可缺少的重要技术基础。它们是自动化、高精度、高效率、高速度、小型化、轻量化方向发展的关键技术。世界工业发达国家都将液压工业列为竞争发展行业,其发展速度远高于机械工业的发展速度。液压元件及其控制已发展成为综合的液压工程技术。利用液压技术可在较宽范围内进行无极调速,具有良好的换向机转接功能,易于实现工作循环等优点,完成工件及刀具的夹紧控制进给速度和驱动主轴作业。尽管现代数控机床、加工中心等先进制造设备中采用机电伺服系统,但采用液压传动与控制仍然是现代金属切削机床自动化的重要途径。三、课题研究现状3.1国外研究现状液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,已有300多年的历史了,但其真正的发展只在第二次世界大战后60多年的时间内,战后液压技术迅速向民用工业转移,在机床、工程机械、农业机械、汽车等行业中逐步推广。20世纪60年代以来,随着原子能技术、空间技术、计算机技术的发展,液压技术得到了河大的发展,并渗透到各个行业领域中去。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪音、高可靠性、搞度集成化的法相发展。同时,新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计,计算机辅助测试、计算机直接控制、计算机实时控制技术、机电一体化技术、计算机仿真和优化设计技术、可靠性技术,以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。3.2国内研究现状我国液压工业的真正发展是在六十年代开始起步的,而液压控制技术的发展则更晚一些,目前,液压控制技术已成为一种极为广泛的基础技术,尽管我国国民经济各领域也获得了极为广泛的应用,单液压及控制技术长期落后于国外的现状还是严重制约了我国主体水平的提高和工业自动化的实现。因而迅速提高我国液压技术和控制技术的数字化,具有极为重要的经济意义和现实意义。近年来,我国液压气动密封行业坚持技术进步,加快新产品开发,涌现出一批各具特色的高新技术产品。如北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀、宁波华业公司的电液比例流量阀,均为机电一体化的高新技术产品。为应对我国加入WTO后的新形势,我国液压行业各企业加速科技创新,不断提升产品市场竞争力,一批优质产品成功地位国家重点工程和重点主机配套,取得较好的经济效应和社会效应。四、课题设计方案4.1设计方案选型与分析(1)以速度变换为主的液压系统 1)能实现工作部件的自动工作循环,生产率高; 2)快进与工进时,其速度与负载相差较大; 3)要求进给速度平稳、刚性好,有较大的调速范围; 4)进给行程终点的重复位置精度高,有严格的顺序动作。(2)以换向精度为主的液压系统 1)要求运动平稳姓高,有较低的稳定速度; 2)启动与制动迅速平稳、无冲击,有较高的换向频率(最高可达150次/min);3)换向精度高,换向前停留时间可调。(3)以压力变换为主的液压系统 1)系统压力要经常变换调节,且能产生很大的推力; 2)空程时速度大,加压时推力大,功率利用合理; 3)系统多采用高低压泵组合或恒功率变量泵供油,以满足空程与压制时,其速度与压力的变化。(4)多个执行元件配合工作的液压系统1)在各执行元件动作频繁换接,压力急剧变化下,系统足够可靠,避免误动作;2)能实现严格的顺序动作,完成工作部件规定的工作循环;3)满足各执行元件对速度,压力及换向精度的要求。4.2方案的确定卧式镗床的主要部件是动力滑台。动力滑台其中的液压滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能。它的液压系统的特点是驱动功率一般属于中小功率,速度变化范围大,附在变化也大。为了保证加工元件的表面质量,要求液压系统的速度稳定性要好,所以选择以速度变换为主的液压系统作为卧式镗床的液压系统。4.3方案的特点及创新1)液压传动装置运动平稳,反应快,惯性小,能高速启动,制动和换向;2)在同等功率情况下液压传动装置体积小,重量轻,结构紧凑。3)操作简单方便,易于实现自动化4)易于实现过载保护5)液压元件实现了标准化、系列化、通用化,便于设计、制造和使用。五、预期结果采用该方案设计的液压系统,主要的性能就是速度平稳,进给速度稳定,功率利用合理,效率高,发热少。不仅满足镗床的运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动的平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步等,还符合质量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠。基本达到任务书的要求。六、设计主要步骤根据卧式镗床功能要求设计液压系统1)明确卧式镗床对液压系统的要求,进行工况分析;2)拟定液压系统原理图;3)液压元件的计算和选择;4)液压系统性能验算;七、进度计划序号任务名称开始时间结束时间1选题第7学期5周第7学期5周2查阅中、外文献资料,外文资料翻译,确定系统设计方案第7学期6周第7学期8周3开题第7学期8周第7学期13周4进行毕业设计第7学期13周第7学期19周5中期检查第7学期19周第8学期3周6上交毕业设计正稿打印版及电子材料,毕业设计及设计说明书光盘,完成毕业答辩ppt第8学期6周第8学期11周7毕业答辩第8学期12周第8学期13周八、参考文献 1 叶伟昌主编,机械工程及自动化简明设计手册,机械工业出版社 2008.2 2 左健民主编,液压与气压传动第4版, 机械工业出版社 2011.1 3 张利平主编,液压气动系统设计手册, 机械工业出版社 2008.5 4 周世昌主编,液压系统设计图集, 机械工业出版社 2004.2 指导教师意见: 指导教师签名: 年 月 日教研室审核意见: 教研室主任签名: 年 月 日备注:本开题报告须装入学生的毕业设计(论文)档案袋存档。卧式镗床液压系统设计摘 要本次毕业设计是针对卧式镗床的液压系统进行设计,除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外,还必须符合体积小、重量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维修方便等一些公认的普遍设计原则。液压系统的设计主要是根据已知的条件,来确定液压工作方案、液压流量、压力和液压泵及其它相关元件的设计。此次设计主要是将自己所学的知识结合辅助材料运用到设计中,巩固和深化已学知识,掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法,正确合理的确定执行机构,选用标准液压元件,能熟练的运用液压基本回路,组成满足基本性能要求的液压系统。作为一种高效率的专用机床,组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次设计将以卧式镗床的液压系统设计为例,介绍液压系统的设计方法和设计步骤,其中包括液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择、系统性能验算等。关键词:卧式镗床,液压系统,工况,油缸AbstractThe graduation project is designed for horizontal boring machine s hydraulic system , in addition to meeting the requirements in the host action and performance requirements , but also must comply with the small size, light weight, low cost, high efficiency, simple structure, reliable operation , use and easy maintenance and some accepted universal design principles. The design of the hydraulic system is mainly based on known conditions , to determine the design of the hydraulic work program , hydraulic flow, pressure and hydraulic pumps and other related components.The design is mainly their learned knowledge combined with auxiliary materials applied to the design , to consolidate and deepen the knowledge already learned to master the general steps and methods of hydraulic system design calculations to determine the correct and reasonable actuators, hydraulic components selection criteria can skilled use of basic hydraulic circuit , consisting of a hydraulic system to meet the basic performance requirements .As a highly efficient machine tools, combination tools in large numbers , the production of a large number of machining a wide range of applications. The design will be horizontal boring machine hydraulic system design as an example, the hydraulic system design methods and design steps, including conditions of the hydraulic system analysis to determine the main parameters , select the hydraulic system schematic formulation, hydraulic components , system performance checking and so on.Keywords: Horizontal boring machine , Hydraulic system, Operating conditions , Cylinder目 录摘 要1Abstract2第一章 绪论51.1镗床的概述51.2液压系统概述51.3选题背景61.4课题研究现状61.4.1国外研究现状61.4.2国内研究现状7第二章 卧式镗床工况分析82.1工作参数选定82.2系统工况分析82.2.1 运动分析82.2.2 负载分析9第三章 液压系统总体设计113.1确定主要参数113.1.1液压缸的工作压力的确定113.1.2 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定123.1.3 液压缸工况图的绘制133.2液压系统方案选型与分析153.2.1方案分析153.2.2方案确定163.3液压回路选择163.3.1调速方式的选择163.3.2调速与速度换接回路163.3.3换向回路183.3.4组成液压系统原理图18第四章 液压缸的设计204.1 液压缸的主要零件确定及其技术要求204.1.1 缸体204.1.2 缸盖204.1.3 活塞204.2液压缸主要尺寸的确定214.2.1 液压缸壁厚和外径的计算214.2.2 液压缸工作行程的确定224.2.3 缸盖厚度的确定234.2.4 最小导向长度的确定234.2.5 缸体长度的确定244.2.6 固定螺栓得直径244.2.7 液压缸强度校核244.3 液压缸的结构设计264.3.1 缸体与缸盖的连接形式264.3.2 活塞杆与活塞的连接结构274.3.3 活塞杆导向部分的结构274.3.4 密封装置284.3.5 缓冲装置294.3.6 排气装置304.3.7 液压缸的安装结构31第五章 液压元件的计算和选择325.1确定液压泵和电机的规格325.2 油箱的设计325.2.1液压油箱有效容积的确定325.2.2液压油箱的外形尺寸325.2.3液压油箱的结构设计335.2.4油箱的制造工艺335.2.5油箱各零件的作用335.3阀类元件和辅助元件的选择355.4其它元件的选择355.4.1过滤器的选择355.4.2 压力表及压力表开关的选择365.4.3 液位计的选择375.4.4油管的选择37第六章 液压系统的验算386.1 压力损失的验算386.2发热温升的验算40结 论42致谢43参考文献44附录:英文文献翻译45英文文献翻译原文50第一章 绪论1.1镗床的概述主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。通常,镗刀旋转为主运动,镗刀或工件的移动为进给运动。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工,此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件还可进行钻削、铣削、切它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。螺纹及加工外圆和端面等。由于制造武器的需要,在15世纪就已经出现了水力驱动的炮筒镗床。1769年J.瓦特取得实用蒸汽机专利后,汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键问题。1774年英国人J.威尔金森发明炮筒镗床,次年用于为瓦特蒸汽机加工汽缸体。1776年他又制造了一台较为精确的汽缸镗床。1880年前后,在德国开始生产带前后立柱和工作台的卧式镗床。为适应特大、特重工件的加工,20世纪30年代发展了落地镗床。随着铣削工作量的增加,50年代出现了落地镗铣床。20世纪初,由于钟表仪器制造业的发展,需要加工孔距误差较小的设备,在瑞士出现了坐标镗床。为了提高镗床的定位精度,已广泛采用光学读数头或数字显示装置。有些镗床还采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。 镗床分为卧式镗床、落地镗铣床、金刚镗床和坐标镗床等类型(见彩图)。卧式镗床:应用最多、性能最广的一种镗床,适用于单件小批生产和修理车间。落地镗床和落地镗铣床:特点是工件固定在落地平台上,适宜于加工尺寸和重量较大的工件,用于重型机械制造厂。金刚镗床:使用金刚石或硬质合金刀具,以很小的进给量和很高的切削速度镗削精度较高、表面粗糙度较小的孔,主要用于大批量生产中。坐标镗床:具有精密的坐标定位装置,适于加工形状、尺寸和孔距精度要求都很高的孔,还可用以进行划线、坐标测量和刻度等工作,用于工具车间和中小批量生产中。其他类型的镗床还有立式转塔镗铣床、深孔镗床和汽车、拖拉机修理用镗床等。1.2液压系统概述一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。 控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。 液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压系统由信号控制和液压动力两部分组成,信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。 1.3选题背景随着我国经济的快速发展,机械制造业的壮大,在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进,使得作为制造工业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化,尤其是孔加工,其在今天的液压系统的地位越来越重要。近几年,液压传动由于应用了计算机技术、信息技术、自动控制技术、新材料等后取得了新发展,使液压系统和元件正向高压、高速、高精度、高效率的方向发展,在完善比例控制、伺服控制、数字控制等技术上取得新的成就。液压系统的发展方向是:创制新型技能、微型元件、高度的组合化、集成化和模块化和微电子结合,走向智能化。总之,液压工业在国民经济中的作用是很大的,它常常用来衡量一个国家工业水平的重要标志之一。与世界主要的工业国家相比,我国的液压工业还有相当差距,标准化、优质化的工作有待于继续做好,智能化的工作刚刚起步,为此必须急起直追,才能迎头赶上。1.4课题研究现状1.4.1国外研究现状液压技术自18世纪末英国制成世界上第一台水压机算起,已有300多年的历史了,但其真正的发展只在第二次世界大战后60多年的时间内,战后液压技术迅速向民用工业转移,在机床、工程机械、农业机械、汽车等行业中逐步推广。20世纪60年代以来,随着原子能技术、空间技术、计算机技术的发展,液压技术得到了河大的发展,并渗透到各个行业领域中去。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪音、高可靠性、搞度集成化的法相发展。同时,新型液压元件和液压系统的计算机辅助设计,计算机辅助测试、计算机直接控制、计算机实时控制技术、机电一体化技术、计算机仿真和优化设计技术、可靠性技术,以及污染控制技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的方向。1.4.2国内研究现状我国液压工业的真正发展是在六十年代开始起步的,而液压控制技术的发展则更晚一些,目前,液压控制技术已成为一种极为广泛的基础技术,尽管我国国民经济各领域也获得了极为广泛的应用,单液压及控制技术长期落后于国外的现状还是严重制约了我国主体水平的提高和工业自动化的实现。因而迅速提高我国液压技术和控制技术的数字化,具有极为重要的经济意义和现实意义。近年来,我国液压气动密封行业坚持技术进步,加快新产品开发,涌现出一批各具特色的高新技术产品。如北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀、宁波华业公司的电液比例流量阀,均为机电一体化的高新技术产品。为应对我国加入WTO后的新形势,我国液压行业各企业加速科技创新,不断提升产品市场竞争力,一批优质产品成功地位国家重点工程和重点主机配套,取得较好的经济效应和社会效应。第二章 卧式镗床工况分析2.1工作参数选定选定卧式镗床的要求参数如下:要求循环:快进工进快退停止;切削推力:25000N;行程:快进行程400mm,工进行程50mm;运行速度:V快进=V快退=6m/min、V工进=0.05-0.10m/min;运动部件重G=9800N;摩擦系数:静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fa=0.1;液压缸机械效率:;快速起动时间不大于0.2s。2.2系统工况分析2.2.1 运动分析根据设计要求,该铣床的工作循环为:“快进工进快退停止”的自动工作循环,且各工部速度如下:快进、快退速度为:V快进=V快退=6m/min工进速度为:V工进=0.05-0.10m/min绘制运动部件的速度循环图如图2-1所示。图2-1 速度循环图2.2.2 负载分析液压缸所受外载荷F包括三种类型,分别为工作负载、摩擦阻力负载、惯性负载即:F = Fw+ Ff+ Fa1)工作负载Fw对于金属切削机床来说,即为沿活塞运动方向的切削力,在本设计中工进工作负载即为切削推力故:Fw=25000N2)导轨摩擦阻力负载Ff启动时为静摩擦力,启动后为动摩擦力,对于平行导轨Ff可以由下式求的:Ff = f ( G + FRn ) G 运动部件重力9800N; FRn 垂直于导轨的工作负载,此设计中为零; f导轨摩擦系数,取静摩擦系数为0.2,动摩擦系数为0.1。求得Ffs = 0.29800N = 1960NFfa = 0.19800N = 980N上式中Ffs 为静摩擦力,Ffa 为动摩擦力。3)运动部件速度变化时的惯性负载FaFa = 式中g重力加速度; 加速或减速时间,本设计中要求不大于0.2s,取=0.1s; 时间内的速度变化量。故:Fa = N =1000N根据上述计算结果,列出各工作阶段所受的外负载(见表2-1),并画出如图2-2所示的负载循环图。表2-1工作循环各阶段的外负载序工作循环外负载F(N)1启动、加速F = Ffs + Fa29602快进F = Ffa9803工进F = Fw+ Ffa259804快退启动加速F = Ffs + Fa29605快退F = Ffa980图2-2 负载循环图第三章 液压系统总体设计3.1确定主要参数3.1.1液压缸的工作压力的确定执行元件的工作压力可以根据负载循环图中的最大负载来选取,也可以根据主机的类型了确定(见表3-1和表3-2)。表3-1 按负载选择执行元件的工作压力负载/ KN50工作压力/MPa0.811.522.5334455表3-2 各种机械常用的系统工作压力设备类型机 床农业机械或中型工程机械液压机、重型机械等磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力0.82.0352881010162032所设计的动力滑台在工进时负载最大,其值为25980N,其它工况时的负载都相对较低,参考表3-1和表3-2按照负载大小或按照液压系统应用场合来选择工作压力的方法,初选液压缸的工作压力。在镗孔加工时,为了防止孔被镗通时负载突然消失而产生的镗头前冲,液压缸回油腔应有一定的背压,查液压工程手册(回油路带背压阀)取背压为。表3-3 执行元件背压的估计值系 统 类 型背压p1 (MPa)中、低压系统08MPa简单的系统和一般轻载的节流调速系统0.20.5回油路带调速阀的调速系统0.50.8回油路带背压阀0.51.5采用带补液压泵的闭式回路0.81.5中高压系统816MPa同上比中低压系高50%100%高压系统1632MPa如锻压机等出算可忽略3.1.2 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定为了节省能源宜选用较小流量的油源。利用单活塞缸差动连接满足快进速度的要求,且往复快速运动速度相等,这样就给液压缸内径D和活塞杆直径d规定了的关系。由此求得液压缸无杆腔面积为:活塞杆直径可以由值算出,由计算所得的D与d的值分别按表3-4和表3-5圆整到相近的标准直径,以便采用标准的密封元件。表3-4 液压缸内径尺寸系列 (GB2348-1980) (mm)810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630注:括号内数值为非优先选用值表3-5 活塞杆直径系列 (GB2348-1980) (mm)45681012141618222252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400由GB/T2348-1980查得标准值为D=125mm,d=90mm。由此计算出液压缸的实际有效面积为:对选定后的液压缸内径D,必须进行稳定速度的验算。要保证液压缸节流腔的有效工作面积A,必须大于保证最小稳定速度的最小有效工作面积,即A = 式中 流量阀的最小稳定流量,一般从选定流量阀的产品样本中查得。 液压缸的最低速度,由设计要求给定。如果液压缸节流腔的有效工作面积A不大于计算所得的最小有效工作面积,则说明液压缸不能保证最小稳定速度,此时必须增大液压缸的内径,以满足速度稳定的要求。按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度,由式(3-4)可得A=cm2 =10cm2式中qmin是由产品样品查得GE系列调速阀AQF3-E10B的最小稳定流量为0.05L/min。调速阀安装在进油路上,故液压缸节流腔有效工作面积应该选取液压缸无杆腔的实际面积,即A = A1 = 122.7cm2可见上述不等式满足,液压缸能够达到所需低速。3.1.3 液压缸工况图的绘制油缸各工况的压力、流量、功率的计算如下:(1)计算各工作阶段液压缸所需的流量(2)计算各工作阶段液压缸压力快速进给时液压缸做差动连接。由于管路中有压力损失,取此项损失为P= P2- P1=0.5MPa,同时假定快退时回油压力损失为0.5MPa。(3)计算各工作阶段系统输入功率根据以上数据,可以计算出液压缸在一个工作循环各阶段的压力、流量和功率,如表3-6所示,并根据此绘制出其工况图如图3-1所示。表3-6液压缸在不同阶段所需压力、流量和功率工作阶段系统负载/N回油腔压力/MPa工作腔压力/MPa输入流量q/L/min输入功率P/W快速前进10891.0360.63638.2240工作进给288670.62.641.2232快速退回10890.51.2235.5430注:取液压缸机械效率图3-1 液压缸的工况图3.2液压系统方案选型与分析3.2.1方案分析(1)以速度变换为主的液压系统 1)能实现工作部件的自动工作循环,生产率高; 2)快进与工进时,其速度与负载相差较大; 3)要求进给速度平稳、刚性好,有较大的调速范围; 4)进给行程终点的重复位置精度高,有严格的顺序动作。(2)以换向精度为主的液压系统 1)要求运动平稳姓高,有较低的稳定速度; 2)启动与制动迅速平稳、无冲击,有较高的换向频率(最高可达150次/min);3)换向精度高,换向前停留时间可调。(3)以压力变换为主的液压系统 1)系统压力要经常变换调节,且能产生很大的推力; 2)空程时速度大,加压时推力大,功率利用合理; 3)系统多采用高低压泵组合或恒功率变量泵供油,以满足空程与压制时,其速度与压力的变化。(4)多个执行元件配合工作的液压系统1)在各执行元件动作频繁换接,压力急剧变化下,系统足够可靠,避免误动作;2)能实现严格的顺序动作,完成工作部件规定的工作循环;3)满足各执行元件对速度,压力及换向精度的要求。3.2.2方案确定卧式镗床的主要部件是动力滑台。动力滑台其中的液压滑台是利用液压缸将泵站所提供的液压能转变成滑台运动所需的机械能。它的液压系统的特点是驱动功率一般属于中小功率,速度变化范围大,附在变化也大。为了保证加工元件的表面质量,要求液压系统的速度稳定性要好,所以选择以速度变换为主的液压系统作为卧式镗床的液压系统。根据工况分析,所设计镗床对调速范围、低速稳定性有一定要求,因此速度控制是该机床要解决的主要问题。速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。3.3液压回路选择3.3.1调速方式的选择由于机床液压系统调速是关键问题,因此首选调速回路。有工况图可知:所设计的机床液压系统功率小,为了防止孔被钻通时负载突然消失而产生的钻头前冲,液压缸回油腔应有一定的背压,故可采用回油路调速阀调速回路。3.3.2调速与速度换接回路这台机床的液压滑台工作进给速度低,传递功率也较小,很适宜选用节流调速方式,由于钻孔时切削力变化小,而且是正负载,同时为了保证切削过程速度稳定,采用调速阀进口节流调速,为了增加液压缸运行的稳定性,在回油路设置背压阀,分析液压缸的V-L曲线可知,滑台由快进转工进时,速度变化较大,选用行程阀换接速度,以减小压力冲击。图3-2调速与速度换接回路从工况图上可以清楚地看到:整个工作循环过程中,液压缸要求交替提供快行程的低压大流量和慢行程的高压小流量油液。最大流量与最小流量之比约为24。而快进、快退所需时间为:工进时间为:则有:因此该液压系统运行过程中88%的时间处于小流量工进状态,从降低成本的角度出发,不宜选用双联泵,只需用单个定量泵就可以。现确定定量泵方案如图3-3所示。图3-3 泵供油油源3.3.3换向回路此镗床快进时采用液压缸差动连接方式,使其快速往返运动,即快进、快退速度基本相等。滑台在由停止转快进,工进完毕转快退等换向中,速度变化较大,为了保证换向平稳,采用有电液换向阀的换向回路,由于液压缸采用了差动连接,电液换向阀宜采用三位四通阀,为了保证机床调整时可停在任意位置上,现采用中位机能O型。快进时,液压缸的油路差动连接,进油路与回油路串通,且又不允许经背压阀流回油箱。转为工进后进油路与回油路则要隔开,回油则经背压阀流回油箱,故须在换向阀处、在进、回路连通的油路上增加一单向阀,在背压阀后增加一液控顺序阀,其控制油与进入换向阀的压力油连通,于是快进时液压缸的回油被液控顺序阀切断(快进空行程为低压,此阀打不开),只有经单向阀与进油汇合,转工进后(行程阀断路),由于调速阀的作用,系统压力升高,液控顺序阀打开,液压缸的回油可经背压阀回油箱,与此同时,单向阀将回油路切断,确保液压系统形成高压,以便液压缸正常工作。绘出该部分回路图。为了控制轴向加工尺寸,提高换向位置精度,采用行程开关做终点转换控制。图3-4换向回路3.3.4组成液压系统原理图根据上面选定的基本回路,在综合考虑设计要求,便可组成完整的液压系统原理图,如图3-5所示。图3-5 镗床液压系统图第四章 液压缸的设计液压缸是液压传动系统中的执行元件,用来实现工作机构直线往复运动或小于360摆动运动的能量转换装置。活塞缸结构简单、工作可靠,因此在液压系统中得到了广泛的使用。在完成了液压系统的设计后,还必须对主要参数进行计算与校核,确定液压缸的材料,并对液压缸各部分的结构进行了设计。4.1 液压缸的主要零件确定及其技术要求4.1.1 缸体液压缸缸体的常用材料一般为20、35、45号无缝钢管,铸铁可采用HT200HT350间的几个牌号或球墨铸铁。由于球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳强度,也具有良好的塑性和韧性,其屈服度比钢高。因此,球墨铸铁制造承受静载荷的构件比铸钢节省材料,重量也轻。所以本设计的液压缸采用Q235。铸件需进行正火消除内应力处理。1)缸体的内径因为须与活塞配合,防止漏油,所以要尽量减少表面粗糙度,可采用H8、H9配合。当活塞采用橡胶密封圈时,Ra为0.10.4m,当活塞用活塞环密封时,Ra为0.20.4m,且均需研磨。 2)缸体内径的圆度公差值可按9、10、11级精度选取,圆柱度公差应按8级精度选取。3)缸体端面的垂直度公差可按7级精度选取。4)缸体与缸头采用螺纹连接时,螺纹应用6级精度的米制螺纹。5)当缸体带有耳环或轴销时,孔径或轴径的中心线对缸体内孔轴线垂直公差值按9级精度选取。此液压缸体的外径需要与机架配合,应进行加工,且与中心线同轴度的要求。装卸时需把吊环螺栓吊起。所以缸体端部选用螺纹连接,螺纹连接径向尺寸小,质量轻,使用广泛。装卸需用专用工具,安装时应防止密封圈扭曲。4.1.2 缸盖本液压缸采用在缸盖中压入导向套,缸盖选用HT200铸铁,导向套选用铸铁HT200,以使导向套更加耐用。4.1.3 活塞液压缸活塞常用的材料为耐磨铸铁,灰铸铁,钢及铝合金等。本设计液压缸活塞材料选用45号钢,需要经过调质处理。1)活塞外径D对内孔d的径向跳动公差值,按7、8级精度选取。2)端面T对内径d轴线的垂直度公差值,应按7级精度选取。3)外径D的圆柱度公差值,按9、10、11级精度选取。4)活塞与缸体的密封结构由前可以选用O型密封圈。4.2液压缸主要尺寸的确定液压缸工作压力主要根据液压设备的类型来确定,对不同用途的液压设备,由于工作条件不同,通常采用的压力范围也不同。所以设计时,可用类比法来确定。液压缸的工作压力MPa,缸筒内径 D=125mm,活塞杆外径d=90mm。4.2.1 液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指液压缸中最薄处的厚度。从材料力学可以知道,承受内压力的圆筒,其内应力分别规律因为壁厚的不同而各异。一般计算时可以分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径D与其壁厚的比值D/10的圆筒称为薄壁圆筒。起重运输机械和工程机械的液压缸,一般采用无缝钢管,大多属于薄壁圆筒结构,其壁厚按薄壁圆筒壁厚公式计算 式中 液压缸壁厚(m)。 D液压缸内径(m)。 试验压力,一般取最大工作压力的(1.251.5)倍(MPa)。额定压力16Mpa,取=1.5 MPa。 缸筒材料的许用应力。 = ,其中为材料抗拉刚度,n为安全系数,一般取n = 5。的值为:锻钢: = 110120 MPa;铸钢: = 100110 MPa;无缝钢管: = 110110 MPa;高强度铸铁: = 60MPa;灰铸铁: = 25MPa。在中低压液压系统中,按上式计算所得液压缸的壁厚往往很小,使得液压缸的刚度往往不够,如在切削加工过程中的变形、安装变形等引起液压缸工作过程卡死或者漏油。因此一般不作计算,按经验选取,必要时按上式公式进行校核。对于D/10时,应该按材料力学中的厚壁圆筒公式进行壁厚的计算。对于脆性材料以及塑性材料 式中的符号意思与前面相同。液压缸壁厚算出后,即可以求出缸体的外径为 +式中值应该按无缝钢管标准,或者按有关标准圆整为标准值。在设计中,取试验压力为最大工作压力的1.5倍,即 = 1.53MPa =4.5MPa。而缸筒材料许用应力取为= 100 MPa。应用公式 得, 下面确定缸体的外径,缸体的外径 + = 125+214.06mm = 153.12mm。在液压传动设计手册中查得选取标准值 = 155mm。在根据内径D和外径重新计算壁厚, = = mm = 15mm。4.2.2 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度,可以根据执行元件机构实际工作的最大行程来确定,并且参照表4-1中的系列尺寸来选取标准值。表4-1液压缸活塞行程参数系列 (mm)255080100125160200250320400500630800100012501600200025003200400040639011014018022028036045055070090011001400180022002800390024026030034038042048053060065075085095010501200130015001700190021002400260030003800注:液压缸活塞行程参数依、次序优先选用。由已知条件知道最大工作行程为450mm,参考上表系列,取液压缸工作行程为450mm。4.2.3 缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖,其有效的厚度t按强度要求可以用下面两式进行进似计算。无孔时: 有孔时: 式中 缸盖有效厚度(m)。 缸盖止口内径(m)。 缸盖孔的直径(m)。在此次设计中,利用上式计算可取t=40mm4.2.4 最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时,从活塞支撑面中点到缸盖滑动支撑面的距离H称为最小导向长度(图3-2)。如果导向长度过小,将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大,从而影响液压缸的稳定性,因此设计时必须保证有一定得最小导向长度。对于一般的液压缸,最小导向长度H应满足以下要求式中 液压缸的最大行程。 液压缸的内径。为了保证最小导向长度H,如果过分增大和B都是不适宜的,必要时可以在缸盖和活塞之间增加一个隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定,即在此设计中,液压缸的最大行程为450mm,液压缸的内径为125mm,所以应用公式的 =mm =85mm。活塞的宽度B一般取得B =(0.61.0)D;缸盖滑动支撑面的长度,根据液压缸内径D而定。当D80mm时,取;当D80mm时,取。活塞的宽度B = (0.61.0)d =5490mm,取70mm4.2.5 缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应该大于内径的2030倍。缸体长度L = 400+100mm=500mm。4.2.6 固定螺栓得直径液压缸固定螺栓直径按照下式计算式中 F液压缸最大负载。 Z固定螺栓个数。 k螺纹拧紧系数,k = 1.121.5。根据上式求得 = = 10.3mm4.2.7 液压缸强度校核1)缸筒壁厚校核:。 前面已经通过计算得:D = 125mm, = 15mm。则有10,所以为厚壁缸。 = 15mm = = 11.12mm,可见缸筒壁厚满足强度要求。2)活塞杆稳定性的验算:活塞杆受轴向压缩负载时,它所承受的轴向力F不能超过使它稳定工作所允许的临界负载,以免发生纵向弯曲,从而破坏液压缸的正常工作。的值与活塞杆材料性质、截面的形状、直径和长度以及液压缸的安装方式等因素有关。活塞杆的稳定性的校核依照下式(稳定条件)进行式中 安全系数,一般取=24。当活塞杆的细长比时 = 当活塞杆的细长比时,且 = 20120时,则 = 式中 安装长度,其值与安装方式有关。 活塞杆截面最小回转半径, = 。柔性系数。由液压缸支承方式决定的末端系数。E活塞杆材料的弹性模量,对刚取E = 。J活塞杆横截面惯性矩,A为活塞杆横截面积。f由材料强度决定的实验值。根据验算,液压缸满足稳定性要求。4.3 液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后,就进行各部分的结构设计。主要包括:液压缸缸体与缸盖的连接结构、活塞杆与活塞的连接结构、活塞杆导向部分的结构、密封装置、缓冲装置、排气装置、以及液压缸的安装连接结构等。由于工作条件的不同,结构形式也各不相同。设计时根据具体情况进行选择。4.3.1 缸体与缸盖的连接形式缸体与缸盖常见连接方式有法兰连接式、半环连接式 、螺纹连接式 、拉杆连接式 、焊接式连接等。图4-1 常见的缸筒和缸盖结构图4-1所示为常见的缸盖和缸筒连接形式。图4-1a 为法兰式连接结构,这种连接结构简单、成本低廉,容易加工,便于装卸,强度较大,能够承受高压。但是外形尺寸较大,常用于铸铁制的缸筒上。图4-1b 为半环式连接结构,这种连接分为外半环连接和内半环连接两者形式。它们的缸筒壁部由于开了环形槽而削弱了强度,为此有时要增加壁厚。它容易加工和装卸、重量较轻,半环连接是一种应用较为普遍的连接结构,常用于无缝钢管和锻钢制的缸筒上。图4-1c、f 为螺纹连接形式,这种连接分为外螺纹连接和内螺纹连接两者形式。它的缸筒端部结构复杂,外径加工必须要求同时保证内外径同心,装卸要使用专用工具,它的外形尺寸和重量都比较小,结构紧凑,常常用于无缝钢管和锻钢制的缸筒上。图4-1d 为拉杆式连接形式,这种连接结构简单,工艺性好、通用性强、易于装拆,但是端盖的体积和重量都非常大,拉杆在受力后容易拉伸变长,从而影响密封效果,仅适用于长度不大的中低压缸。图4-1d 为焊接式连接,这种连接形式强度高,制造简单,但是焊接时容易引起缸筒的变形。缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。通过综合考虑,在此设计中,缸体端部与缸盖采取法兰连接的形式。4.3.2 活塞杆与活塞的连接结构活塞和活塞杆的结构形式有很多,常见的有一体式、锥销式连接外、还有螺纹式连接和半环式连接等多种形式,如图4-2所示。半环式连接结构复杂,装卸不便,但是工作可靠。 图4-2 活塞杆与活塞的结构此外,活塞和活塞杆也有制成整体式结构的,但是它只能适应于尺寸较小的场合。活塞一般用耐磨铸铁制造,活塞杆则不论是空心的还是实心的,大多用钢料制造。经过综合考虑,在此设计中,活塞杆与活塞的连接采取螺纹连接的形式,如图4-3所示。图4-3 活塞杆与活塞的连接形式这种连接方式结构简单,便于拆卸,成本低廉,但是在震动的过程中容易松动,所以加了防松装置,应用范围较广。4.3.3 活塞杆导向部分的结构活塞杆导向部分的结构,包括活塞杆与端盖、导向套的结构,以及密封、防尘和锁紧装置等。导向套的结果可以做成端盖整体式直接导向,也可以做成与端盖分开的导向套导向结构。后者导向套磨损后便于更换,所以应用比较普遍。导向套的位置可以安装于密封圈的内侧,也可以安装于密封圈的外侧。机床和工程机械中一般采用装在内测的结构,有利于导向套的润滑;而压油机常采用装在外测的结构,在高压下工作时,使得密封圈由足够的油压将唇边张开,以提高系统的密封性能。活塞杆处的密封形式由O型、V型、Y型和型密封圈。为了清除活塞杆处外漏部分粘附的灰尘,保证油液清洁以及减少磨损,在端盖外侧增加防尘圈。此设计经过综合考虑,采取端盖直接导向。4.3.4 密封装置液压缸中常见的密封装置有间隙密封,摩擦环密封,密封圈密封等。间隙密封依靠运动件间的微笑间隙来防止泄露。为了提高这种装置的密封能力,常在活塞的表面制造出几条微小的环形槽,用以增大油液通过间隙时的阻力。它结构简单,摩擦阻力小,可以耐高温,但是泄露大,加工要求高,磨损后无法恢复原有能力,只有在尺寸小、压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。摩擦环密封依靠活塞上的摩擦环(尼龙或者其他高分子材料制成)在“O”形圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄露。这种材料密封效果好,摩擦阻力较小并且稳定,可以耐高温,磨损后有自动补偿能力,但是加工要求高,装拆不方便,适用于缸筒和活塞之间的密封。油缸主要采用密封圈密封,密封圈有O形、V形、Y形及组合式等数种,其材料为耐油橡胶、尼龙、聚氨脂等。它利用橡胶或者塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄露。它结构简单,制造方便,磨损后有自动补偿能力,性能可靠,在缸筒和活塞之间、活塞和活塞杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。(1)O形密封圈(如图4-4)O形密封圈的截面为圆形,主要用于静密封。与唇形密封圈相比,运动阻力较大,作运动密封时容易产生扭转,故一般不单独用于油缸运动密封。 图4-4 O形密封圈(2)V形密封圈(如图4-5)V形圈的截面为V形,如图所示,V形密封装置是由压环、V形圈和支承环组成。当工作压力高于10MPa时,可增加V形圈的数量,提高密封效果。安装时,V形圈的开口应面向压力高的一侧。图4-5 V形密封圈(3)Y形密封圈(如图4-6)Y形密封圈的截面为Y形,属唇形密封圈(Lip Seal)。它是一种摩擦阻力小、寿命较长的密封圈,应用普遍。Y形圈主要用于往复运动的密封。根据截面长宽比例的不同,Y形圈可分为宽断面和窄断面两种形式,图所示为宽断面Y形密封圈。图4-6 Y形密封圈对于活塞杆外伸部分来说,由于它很容易把脏物带入液压缸,使油液受到污染,使密封件磨损,因此常需要在活塞杆密封处增添防尘圈,并且放在向着活塞杆外伸的一段。4.3.5 缓冲装置液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时,由于运动部件具有很大的动能,因此当活塞运动到液压缸终端时,会与端盖碰撞,而产生冲击和噪声。这种机械冲击不仅引起液压缸的有关部分的损坏,而且会引起其它相关机械的损伤。为了防止这种危害,保证安全,应采取缓冲措施,对液压缸运动速度进行控制。 当活塞移至端部,缓冲柱塞开始插入缸端的缓冲孔时,活塞与缸端之间形成封闭空间,该腔中受困挤的剩余油液只能从节流小孔或缓冲柱塞与孔槽之间的节流环缝中挤出,从而造成背压迫使运动柱塞降速制动,实现缓冲。 液压缸中常用的缓冲装置有节流口可调式(如图4-7)和节流口变化式(如图4-8)两种。图4-7 节流口可调式缓冲装置图4-8 节流口变化式缓冲装置在此设计中,为了适当的减轻加工难度,决定采取如图4-8所示的缓冲装置。这种缓冲装置可以调节。4.3.6 排气装置排气装置在液压缸中是十分必要的,这是因为油液中混入的空气或者液压缸长期不使用,外界侵入的空气都积聚在液压缸内的最高部位处,影响液压缸运动平稳性,低速时引起爬行现象、启动时造成冲击、换向时降低精度等。液压缸中的排气装置通常有两种形式:一种是在缸盖的最高部位处开排气孔,用长管道接向远处排气;另外一种是在液压缸缸盖最高部位安装排气塞。两种排气装置都是在液压缸排气时打开(让它全行程往复移动多次),排气完毕后关闭。图4-9 常见排气装置4.3.7 液压缸的安装结构液压缸的安装连接结构包括液压缸的安装结构、液压缸的进、出油口的连接等。1)液压缸的安装形式液压缸的安装形式根据安装位置和工作要求得不同可以有长螺栓安装、脚架安装、法兰安装、轴销和耳环安装等。2)液压缸进、出油口形式以及大小的确定液压缸进、出油口,可以布置在端盖或者缸体上。对于活塞杆固定的液压缸,液压缸进、出油口可以设在活塞杆的端部。如果液压缸没有专用得排气装置,液压缸进、出油口应该设在液压缸的最高处,以便空气能首先从液压缸排出。液压缸进、出油口得形式一般选用螺孔或者法兰连接。现列出压力小于16MPa小型系列单杆液压缸螺孔连接油口得安装尺寸,见表4-2。表4-2 单杆液压杆油口安装尺寸(ISO8138) (mm)缸体内径D进、出油口缸体内径D进、出油口25M141.580M271.532M141.5100M271.540M181.5125M271.550M221.5160M331.563M221.5200M421.5第五章 液压元件的计算和选择5.1确定液压泵和电机的规格由工况图可知,整个工作循环过程中液压缸的最大工作压力为3.12MPa。选取油路总压力损失为0.8MPa。则泵的最大工作压力为:其次确定液压泵的最大供油量,由工况图可知,液压缸所需的最大流量为38.2L/min,若取系统泄漏系数K=1.05,则泵的流量为最后根据以上计算数据查阅产品样本,确定选择YB-40型叶片泵,当液压泵转速为n=960r/min时,液压泵的输出流量为40L/min。由于液压缸在快退时输入功率最大,如果取泵的效率为,这时驱动液压泵所需电动机功率为根据此数据查阅电动机产品目录,选择Y110L-6型电动机,其额定功率,额定转速。5.2 油箱的设计液压油箱的作用是贮存液压油,分离液压油中的杂质和空气,同时还起到散热的作用。5.2.1液压油箱有效容积的确定液压油箱在不同的工作条件下,影响散热的条件很多,通常按压力范围来考虑。液压油箱的有效容量v可概略的确定为:已知该系统为中压系统(p=3MP)取:V=(57)=200L280L取V=250L式中,V 液压油箱的有效容积 液压泵的额定流量5.2.2液压油箱的外形尺寸液压油箱的有效容积确定后,需设计液压油箱的外形尺寸,一般尺寸为(长:宽:高)1:1:11:2:3,为提高冷却效率,在安装位置不受限制时,可将液压油箱的容量予以增大。5.2.3液压油箱的结构设计 液压油箱简称油箱,它往往是一个功能组件,在液压系统中的主要功能是存储液压油液、散发油液热量、溢出空气及消除泡沫和安装元件等。油箱的制造一般采用焊接和铸造两种方式之一,多数油箱采用焊接技术获得。在一般设计中,液压油箱多采用钢板焊接的分离式液压油箱,很少采用机床床身底座作为液压油箱。因此,在此设计中采用了焊接的方式获得油箱。油箱的工作图样是油箱加工和安装的依据。通常油箱应包括箱顶、箱壁、隔板、放油螺塞、吊耳、支脚等零件。5.2.4油箱的制造工艺a.材料 通常油箱的箱顶、箱壁、箱底和隔板的常用材料为Q235A钢板,伺服系统的油箱宜采用不锈钢板,箱壁和箱顶所采用板材的平直度应符合GB/T11841996中的12级,且应无严重锈蚀。清洗孔法兰盖板可采用HT200经切削加工后用螺钉联接在油箱侧壁上,吊耳常用材料为25钢。箱顶和箱壁常用可拆连接。b.焊接前后的注意事项 油箱焊接前,板边要加工出坡口。焊接时,板间应留有适量的缝隙。焊接前,必须清楚板材焊接部位及周围的氧化层和铁锈。如果是分层焊接,没焊完一层,必须用钢丝刷刷净焊层,进行检查,有无夹渣、气孔、咬边等现象。如果有,可用气动工具等挖去后补焊,然后再焊另一层。箱体焊接时应尽量用夹具将板材定位、固定并检查其几何尺寸与形位公差。c.焊接后的油箱须彻底清理以便清除所有泥土、切削、毛刺和氧化皮。轻度锈蚀可用钢丝刷或砂轮机清理,严重锈蚀和氧化的表面应喷丸处理。5.2.5油箱各零件的作用1)隔板作用 增长液压油流动循环时间,除去沉淀的杂质,分离、清除水和杂质,调节温度,吸收液压油压力的波动及防止液面的波动。安装型式 把隔板设置成低于液压油面,其高度为最低油面的2/3,使液压油从隔板的上方流过。2)吸油管与回油管 回油管出口 回油管出口型式,有直口、斜口、弯管直口、带扩散器的出口等几种形式,斜口应用的较多,一般为斜口。为了防止液面波动,可将回油管出口设计为斜口。回油管必须放置在液面以下,一般距离液压油箱底面的距离大于300mm,回油管出口绝对不允许放在液面以上。 吸油管 吸油管前设置了滤油器,其精度为100200目的线隙式滤油器。滤油器应有足够的容量,避免阻力太大。滤油器与箱底间的距离应不小于20mm。吸油管应插入液压油面以下,防止吸油时卷入空气或因流入液压油箱的液压油搅动油面,致使油中混入气泡。 吸油管与回油管的方向 为了使油液流动具有方向性,要综合考虑隔板、吸油管和回油管的配置,尽量把吸油管和回油管用隔板隔开。为了不使回油管的压力波动波及吸油管,吸油管及回油管的斜口方向应一致,而不是相对着。3)防止杂质进入为了防止液压油被污染,液压油箱应做成完全密封性的。在结构上应注意以下几点:不要将配置管简单的插入液压油箱,这样空气、杂质和水分等便会从其周围的间隙浸入。同时应尽量避免将液压泵直接装在液压油箱顶盖上。在结合面上需衬入密封填料、密封胶和液态密封胶,以保证可靠的密封性。如在液压油箱的上盖可直接焊上。为保证液压油箱通大气并净化抽吸空气,需配置
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