1、液压气动课程设计院 系： 机电工程学院 班 级： 11 机工 A1 姓 名： 孙欣 学 号： 20114812079 完成日期： 2014.1.2 目录一、工况分析二、液压缸参数确定三、液压系统原理图4、液压缸装配图五、系统工况图与电磁铁工作表六、液压动力元件选择七、液压控制元件选择及计算八、液压系统性能验算九、控制电路十、集成块设计十一、个人小结十二、参考文献设计要求：设计一台铣削专用机床液压系统，要求其完成的工作循环是：工件夹紧工作台快进工作台工进工作台快退工作台停止。运动部件的重力为 25000N，快进、快退速度为 5m/min,工进速度为 1001200mm/min，最大行程为 400
2、mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为 18000N，采用平面导轨，其静摩擦系数 f =0.2，动摩擦系数sf =0.1。d一、工况分析1 负载分析计算液压缸工作过程各阶段的负载。1、切削负载 F (已知)18000Nl2、摩擦负载 F f机床工作部件对动力滑台的法向力为 F =25000Nn静摩擦负载 F = F f =250000.2=5000N fsns动摩擦负载 F = F f =250000.1=2500Nfdd3、惯性负载 F =ma=(25000/9.8)(5/60/0.2)=1062.9N m根据上述计算结果,可得各工作阶段的液压缸负载如表所示：表 1 液压缸各工作阶的负
3、载 F工况 计算公式 负载值 工况 计算公式 负载值启动 F = F ffsns5000 工进 F = F f + Ffdndl20500加速 F = F f +mfddtv3562.9 快退 F = F ff 2500按表 1 数据可画出负载循环及工进时的速度范围可画出速度循环图如下:二、确定液压缸主要参数根据液压元件手册 P130 页 表 2-31 初定液压缸的工作压力为 p =4MPa。动力滑台1要求快进、快退速度相等，选用单杆液压缸，快进时采用差动联接。此时液压缸无杆腔面积 A 与有杆腔面积 A 之比为 2，活塞杆直径 d 与活塞直径 D 有 d=0.707D 的关系。为防12止孔钻通
4、后，滑台产生前冲现象，液压缸回油路应有背压 p ，暂取 p =0.5MP 。 （机械22a设计手册P86，0.20.5MPa）从负载循环图上可知，工进时有最大负载，按此负载求液压缸尺寸。根据液压缸活塞 力平衡关系可知p A = A1mFP2 21式中： 液压缸效率，取 。m95.0快进 F = F ffdnd2500vS（ m）180m+5-51.23562205F（ N） S（ m）0502321109.5mpFAPmD= 0.0828m14.3431d=0.707D=0.08280.707=0.061m 根据根据机械设计手册将 D 和 d 圆整就近取标准值D=0.0828m=80mm d=
5、0.061m=70mm故液压缸的实际有效面积为：A A2421107.54mD 242108.3m活塞杆强度校核：由于活塞杆总行程为 180，而活塞杆直径为 70mm,L/d=2.57 10，需要进行强度校核，由材料力学中的有关公式 校核,活塞杆材料选用普通碳钢。根据材料许用应力表查4 Fd得 =110MPa由式 得：15.40m204 Fd活塞杆直径 70 15.40 故满足强度条件。根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作过程各阶段的压力、流量和功率： 快进阶段： MPaApF12.21工进阶段： 08.4p122快退阶段： MPaA65.5213流量快进阶段：q
6、1=v*(A1-A2)=5.90L/min 工进阶段：q2=v*A1=6.03L/min快退阶段：q3=v*A2=19.24L/min功率快进阶段： P1=p1*q1=208.47kw工进阶段： P2=p2*q2=410.04kw快退阶段：P3=p3*q3=208.43kw表 2工况 压力 P/MPa 流量q/(L/min)功率 P/W快进 12.5.90 208.47工进 0846.03 410.04快退 65.19.24 208.43三、拟定液压系统基本回路从工况可知，该液压系统应具有快速运动、换向、速度换接等回路。为提高系统工作效率，我们选择双泵供油。1 选择各基本回路 双泵供油回路双泵
7、油源包括低压大流量泵和高压小流量泵。液压缸快速运动时，双泵供油，工进时，高压小流量泵供油，低压大流量泵卸荷。 快进回路这一回路采用液压缸差动联接实现快速运动，用三位四通电磁阀实现换向，并能实现快进时，液压缸的差动联接。 工进回路 此时的负载较大，所以顺序阀被打开，大流量泵直接通过顺序阀流回油箱，此时只有小流量泵工作，接通三位四通电磁换向阀的 1YA 使得整个系统形成工进回路。 卸荷回路在双泵供油的油源回路中，可以利用液控顺序阀实现低压大流量泵在工进和停止时卸荷。液压系统原理图：1YA2YA3465312781231416790B四、液压缸装配图五、系统工况图及电磁铁工作表：进 出 油 口进 出
8、 油 口25 4 231 09 18 171-缸 底 单 向 阀 ， 0法 兰 -格 莱 圈 密 封 5,导 向 环 6-缓 冲 套 7缸 桶 8活 塞 杆 9， 3， 2-O型 密 封 圈 缓 冲 节 流 阀 2-导 向 套缸 盖 斯 特 密 封 圈 16防 尘 圈 7Y型 密 封 圈 8缸 头 护 环 2Yx密 封 圈 活 塞 4无 杆 端 缓 冲 套 5连 接 螺 钉六、选择液压动力元件1、液压泵和驱动电机双泵供油的两个液压泵的最大工作压力不同，应分别计算。液压缸的最高工作压力为 4.08MPa，取进油路压力损失为 0.5MPa（查机械设计手册P86，0.20.5MPa)） ，据此可知高
9、压小流量泵的最大工作压力为：p 4.08+0.5=4.58MPa从工况图中，得液压缸快进、快退时的最大压力为 2.12MPa。取进油路压力损失为0.5MPa，则低压大流量泵的最大压力为：p 2.12+0.5=2.62MPa通过流量表可知，两泵同时供油的最大流量为 19.24L/min，两个泵同时向系统供油时，按漏油 10%计算则两个泵的总流量为：Q 1.119.24=21.164L/minp溢流阀的最小稳定流量为 3L/min，工进时液压缸的流量为 6.03L/min，高压小流量泵的1YA 2YA 3YA快进 - - +工进 + - +快退 - + +原位停止 - - -P/Ma0.65214
10、819.246035P/W410.2873快 进 工 进 快 退快 进 快 进工 进 工 进 快 退快 退 q/(Lmin)流量应为 3+6.03=9.03L/min。根据以上压力和流量数值查产品样本，选定双联叶片泵型号 PV2R12-6/23。该液压泵的排量分别为后泵 6ml/r 和前泵 23ml/r，当液压泵转速 n =940r/min 时，液压泵理论流量为 30.08L/min，取液压泵的容积效率 ，液压泵的实际流量为 9.0omin/534.2in/109.4)236(qp Lm（小流量泵的最低流量）i/.8i/.076i/.91p in/19.45in/0.4)23(qp Lm查液压缸工况图可知，液压缸工进时，所需功率最大。液压泵工作压力为4.08MPa，流量为 6.03 L/min。则驱动电机功率为：P= kwQpP54.07.6384式中： 液压泵总效率，取 =0.75。pp查电机手册选取 Y90S-6 型电动机，额定功率 0.75KW，满载转速 910r/min
