1、 液压传动课程设计说明书 第 1 页共 30 页液压系统课程设计课程题目 液压系统课程设计班 级 11 机一姓 名 黄 庆学 号 11010109液压传动课程设计说明书 第 2 页共 30 页前言液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介
2、质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。液压传动与机械传动，电气传动为当代三大传动形式，是现代发展起来的一门新技术。 液压传动课是工科机械类专业的重点课程之一。既有理论知识学习，又有实际技能训练。为此，在教学中安排一至二周的课程设计。该课程设计的目的是：1、 综合运用液压传动及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动设计实践，从而使这些知识得到进一步的巩固，加深和发展。2、 熟悉和掌握拟定液压传动系统图，液压缸结构设计，液压元件选择以及液压系
3、统的计算的方法。3、 通过课程设计，提高设计、计算、绘图的基本技能，熟悉设计资料和技术手册，培养独立分析问题和解决问题的能力，为今后毕业设计及设计工作打下必要的基础。液压传动课程设计说明书 第 3 页共 30 页目 录一 课程设计的主要内容 .51 课程设计题目 .5二 液压系统设计步骤 .6 1 液压系统的工况分析 .6 2 确定系统方案，拟定液压系统原理图 .8 2.1 确定系统方案 .82.2 拟定液压系统原理图 .113 液压系统的计算和选择液压元件 .143.1 液压缸主要参数的计算 .14 3.2 液压泵的流量、压力的计算和选择泵的规格 .17 3.3 液压阀的选择 .19 3.4
4、 确定管道尺寸 .20 3.5 液压油箱容积的确定 .21 4 液压系统验算及技术文件的编制 .22 4.1 压力损失验算和压力阀的调整压力 .22 液压传动课程设计说明书 第 4 页共 30 页4.2 系统温升的验算 .25 5 绘制工作图，编制技术文件 .27三 设计体会 .28 四 参考文献 30液压传动课程设计说明书 第 5 页共 30 页任 务 书设计课题：设计一台专用铣床液压系统。要求实现“夹紧快进工进快退原位停止松开”的自动工作循环。夹紧力为 3500N，工作缸的最大有效行程为 400mm、工作行程为 200mm、工作台自重 3000N，工件及液压夹具最大重量为 1000N，采用
5、平导轨和 V型导轨，水平切削力为 10000N，垂直切削力为 2000N，快速 5m/min，进给速度为50800mm/min。备注：夹紧行程 20mm，时间为 1s，进回油管长各为1m。液压传动课程设计说明书 第 6 页共 30 页1、工况分析首先根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图，如图 1-1所示。然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。液压缸所受外负载 F包括三种类型，即：F=Fw+Ff+Fa式中，Fw工作负载，对于金属切削机床来说，即为活塞运动方向的切削力，在本例中 Fw为 10000NFa运动部件速度变化时的惯性负载Ff导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于平
6、导轨 Ff可由下式求得：Ff=f（G+FRn）G运动部件重力，G=3000+1000=4000N；FRn垂直于导轨的工作负载，FRn=1000N;f导轨摩擦系数，在例中取静摩擦系数为 0.2，动摩擦系数为 0.2.则求得： Ffs=0.25000=1000N (1-1)Ffa=0.15000=500N上式中 Ffs为静摩擦阻力，Ffa 为动摩擦阻力。aGVFmgt式中 g重力加速度；t启动加速或减速制动的时间。机床中进给运动时t=0.010.5 秒；Vt 时间内的速度变化量；题中 Fa= =680N605.8940液压传动课程设计说明书 第 7 页共 30 页根据上述各式计算出各工作阶段的负载
7、，列出各工作阶段所受的外负载（见图1-1）,并画出（如图 1-2）所示的负载循环图。图 1-1 速度循环图 图 1-2 负载循环图液压传动课程设计说明书 第 8 页共 30 页表 1-1 工作循环各阶段的外负载工作循环 计算公式 外负载 F/（N）启动、加速 F=Ffs+Fa 1500快进 F=Ffa 500工进 F=Ffa+Fw 10500快退 F=Ffa 5002、确定系统方案，拟定液压系统原理图确定液压系统方案、拟定液压系统图，是设计液压系统关键性的一步。系统方案，首先应满足工况提出的工作要求（运动和动力）和性能要求。其次，拟定系统图时，还应力求效率高、发热少、简单、可靠、寿合长、造价低
8、。2.1 确定系统方案1确定系统方案通过分析负载循环图，可初步确定最大负载点，并根据工况特点和性能要求，用类比法选用执行元件工作压力。有时主机的工况难以类比时，可按负载的大小选取。在选用液压泵时，应注意所选用液压泵的类型和额定压力。由于管路有压力损失，因此液压泵的工作压力应比执行元件的工作压力高。液压泵的额定压力应比其工作压力高 2560%，使泵具有压力储备。压力低的系统，储备液压传动课程设计说明书 第 9 页共 30 页量宜取大些，反之则取小些。初选的执行元件工作压力作为计算执行元件尺寸时的参考压力。然后，在验算系统压力时，确定液压泵的实际工作压力。（1）确定供油方式考虑到该机床在工作进给时
9、负载较大，速度较低。而在快进，快退时负载较小，速度较高。从节省能量，减小发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。（2）调速方法的选择在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求的特点，决定采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高，发热小和速度刚性好的特点，并且调速回路装在回油路上，具有承受负切削力的能力。（3）速度换接方式的选择本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。若要提
10、高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换速回路。(4)夹紧回路的选择用二位四通电磁阀来控制夹紧，松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应采用失电夹紧方式，考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以接入节流阀调速和单向阀保压。在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。（5）确定液流流向控制方式根据系统中工作循环、动作变换性能和自动化程度的要求，按书本方向控制回路一节中选择结构形式、换向位数、通路数、中间滑阀机能和操作方式。液压传动课程设计说明书 第 10 页共 30 页（6）确定顺序动作控制的方式对操作不频繁，动作顺序随机的，如工程、建筑
11、、起重运输等作业，常采用手动多路换向阀控制。如果操纵力较大，可用手动伺服控制。行程和速度经常变化时，采用伺服系统。对一般功率不大，换向平稳性要求较低，动作顺序较严格而变化不多的工况下，常采用以下三种控制方式：A 行程控制。靠运动部件移动到预定位置（行程）时，发出控制信号，使液压元件动作，实现执行元件速度方向的变化。B 压力控制。利用油路本身压力的变化控制阀门启闭，实现各工作部件依次顺序动作。如利用压力变化的顺序实现多缸顺序动作、快进给工进、低压转增压，或到达一定力后实现系统卸荷、互锁、安全防护等动作。为了防止压力波引起压力控制元件误动作，调整压力应比所需动作的压力高 0.50.7 MPa。C 时间控制。在动作转换中需要间隔一定时间时，常采用电气时间继电器或延时阀的转换，控制时间的间隔。如液压机、压铸机、塑料注射机中保压或冷却一定时间后，实现动作的转换。有时，为了主机的某一动作更为可靠（如机床，为了定位和夹紧可靠，要求定位行程开关发信，而且夹紧后压力继电器也发信，才允许转换动作） ，可采用行程和压力联合控制的方式。此外，还可采用其它物理量的变化实现动作的转换。如压铸机中、加热到规定温度后，通过温度传感器发信，转换下一个顺序动作。有的通过电磁感应、光电感应等发信，转换下一个顺序动作。
