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时间:2021-04-11 04:03  编辑:江口水务局

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目录

一、铣床液压系统的要求

1-1铣床的介绍及作用1

1-2设计流程图1

1-3设计依据1

1-4工况分析2

二液压系统的主要参数

2-1油缸的工作压力3

2-2计算油缸尺寸4

2-3油缸各工况的压力、流量、功率的计算5

三、确定液压系统方案和拟定液压系统原理图

3-1确定油源及调速方式7

3-2选择基本回路8

3-3选择调压回路8

四、选择液压元件

4-1液压泵的选择10

4-2阀类元件及辅助元件的选择12

4--3确定油管直径13

4-4油箱的设计13

五、验算系统性能

5-1油液温升的验算13

设计小结15

参考文献16

一、铣床液压系统的要求

1-1铣床的介绍及作用

铣床是一种主要用于金属切削的机床,

铣床用来切削平面,或者用特殊形状的铣刀铣出成型表面、螺旋槽或齿轮的齿形等。铣削时,工件装在工作台上或分度头等附件上,铣刀作旋转的切削运动,辅以工作台作进给运动。

1-2设计流程图

液压系统设计与整机设计是紧密联系的,设计步骤的一般流程如图

下面将按照这一流程图来进行本次液压课程设计。

1-3设计依据

专用铣床工作台重量G1=2900N,工件及夹具重量G2=1000N,切削力最大为8000N,工作台的快进速度为4.8m/min,工进速度为80~1000mm/min,行程为L=380mm(其中快进330mm、工进50mm),工作台往复加速、减速时间的时间t=0.05s,假定工作台用平导轨,静摩擦系数=0.1,动摩擦系数=0.2。试设计其液压系统。

1-4工况分析

液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析,目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律,作为拟定液压系统方案,确定系统主要参数(压力和流量)的依据。

负载分析

(一)工作负载

Fw=8000N

其中Fw表示最大切削力。

(二)阻力负载

静摩擦力:Ffs=(G1+G2)·fs

其中Ffs—静摩擦力NG1、G2—工作台及工件的重量Nfs—静摩擦系数

由设计依据可得:Ffs=(G1+G2)·fs=(2900+1000)X0.1=390N

动摩擦力Ffd=(G1+G2)·fd

其中Ffd—动摩擦力Nfd—动摩擦系数

同理可得:Ffd=(G1+G2)·fd=(2900+1000)X0.2=780N

(三)惯性负载

机床工作部件的总质量m=(G1+G2)/g=3900/9.81=397.5kg

惯性力Fa=m·a=N=636N

其中:a—执行元件加速度m/s²a=

启动加速阶段:F=(Ffs+Fa)/ηm=(390+636)/0.96=1068.75N

快进或快退阶段:F=Ffd/ηm=780/0.96=812.5N

工进阶段:F=(Fw+Ffd)/ηm=(8000+780)/0.96=9145.83N

其中ηm常取0.90-0.97,此处取ηm=0.96

因此,执行元件在各动作阶段中负载计算如下表所示:

工况

速度v/(m.)

负载值(N)

启动加速

1068.75

快进

0.08

812.5

工进

最小0.0013

最大0.0167

9145.83

快退

0.08

812.5

二液压系统的主要参数

2-1初选液压缸的工作压力

由上可以知道,铣床的最大负载F=9145.83N,根据表9-3可得:

表按负载选择液压执行元件的工作压力

载荷/(kN)

50

工作压力(Mpa)

=5~7

选系统的工作压力P1=2Mpa。

由设计要求可知,导轨要求快进、快退的速度相等,故液压缸选用单活塞杆式的,快进时采用差动连接,且液压缸活塞杆直径d≈0.7D。

快进和工进的速度换接用三位四通电磁阀来实现。

铣床液压系统的功率不大,为使系统结构简单,工作可靠,决定采用定量泵供油。考虑到铣床可能受到负值负载,故采用调速阀的进油节流加背压阀的调速回路,所以回油路上具有背压,查表9-5背压取值0.5-0.8MPa,故暂定工进时Pb1=0.8MPa;快速运动时,Pb2=0.5MPa。

2-2计算油缸尺寸

可根据油缸的结构及连接方式计算油缸的面积、油缸直径D及活塞杆直径d计算出后应按标准予以圆整,然后再计算油缸的面积:

此时由工进时的负载值按计算公式计算液压缸面积:

D===7.632*m

d=0.7D=0.7*7.632*=5.34*m

在将这些直径按照国标圆整成标准值得:

D=0.08m,d=0.056m

由此就求得液压缸两腔的实际有效面积为:

A1=50.27*;A2=25.64*

工进若采用调速调速,查产品样品,调速阀最小稳定流量qvmin=0.05L/min,因为最小工进速度vmin=80mm/min,则

qvmin/vmin=0.05*/80*=6.25*≦A2。

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