专用铣床工作台液压系统设计教程分析.doc

目录 1 前言 1 2 设计技术要求及参数 1 3 确定执行元件 1 4 系统工况分析 1 4.1动力分析 1 4.2运动分析 3 5 计算液压系统主要参数并编制工况图 3 5.1预选系统设计压力 3 5.2计算液压缸主要结构尺寸 3 5.3编制液压缸的工况图 4 6 7 6.1制订液压回路方案 7 6.2拟定液压系统图 9 7 计算并选择液压元件 10 7.1液压泵的计算与选定 10 7.2电机的选定 10 7.3液压控制阀和液压辅助原件的选定 11 8 验算 11 8.1液压系统的效率 11 8.2液压系统的温升 12 设计总结 13 参考文献 14 专用铣床工作台液压系统设计 1 前言 作为一种高效率的专用，广泛在大批量机械加工生产中应用。本以为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法设计步骤，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、液压元件的选择以及系统性能验算等。确定执行元件 执行元件确定为液压缸。 铣床工作台液压缸在工进阶段的外负载是工作负载，即刀具铣削力及动摩擦阻力。 静摩擦负载 Ffs=μ（m1+m2）g=0.2x（400+150）g=1078(N) 动摩擦负载 Ffs=μ（m1+m2）g=0.1x（400+150）g=539（N） 惯性负载 Fi=（m1+m2）x=825（N） 利用铣削力计算公式： Fi=（其中，T为负载转矩，T=）。算得工作负载为: Fe== N·m =3410N·m 取液压缸的机械效率ηm=0.9，可算得工作台液压缸在各工况下的外负载和推力，见图表： 表3-7 铣床工作台液压缸外负载和推力计算结果 工况 外负载F/N 推力（F/ηm）/N 计算公式 结果 快进 启动 F=Fst 1078 1198 加速 F=Ffd+Fi 1364 1515 恒速 F=Ffd 539 599 工进 F=Fe+Ffd 3949 4388 快退 启动 F=Fst 1078 1198 加速 F=Ffd+Fi 1364 1515 恒速 F=Ffd 539 599 4.2运动分析 根据设计要求，可直接画出液压缸的速度循环图（v-l图），如图3-6。 5 计算液压系统主要参数并编制工况图 5.1预选系统设计压力 专用铣床也归属半精加工机床，参考表1，预选液压缸的设计压力P1=3MPa。 5.2计算液压缸主要结构尺寸 由于设计要求工作台快速进退速度相等，故选用单杆差动连接液压缸，使缸的无杆腔与有杆腔的有效面积与保持关系=2，即杆d和缸径D满足d=0.707D。经查表3，取背压为0.8MPa。 从满足最大推力出发，可算得液压缸无杆腔的有效面积： 液压缸内径： 按GB/T2348-1993（表2），将液压缸内径圆整为D=50mm=5cm。 径圆整为d=36mm=3.6cm。则液压缸实际有效面积为： （） （） =- =1017（） 5.3编制液压缸的工况图 根据上述条件，经计算液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率如下： ①压力 a、快进阶段的液压缸压力 启动时， == 加速时， ==(一般取被压为0.5Mp) 恒速时， == b、工进阶段的液压缸力 == c、快退阶段的液压缸压力 启动时，== 加速时，== 恒速时，== ②流量 a、快进（恒速时）阶段的流量 q=vk=1017x4.5xx=4.58（L/min） b、工进阶段的流量 qmax= vg=1963x1000x=1.96（L/min） qmin= vg=1963x60x=0.12（L/min） c、快退（恒速时）阶段的流量 q= vk=946x4.5xx=4.26（L/min） ③功率 a、快进（恒速时）阶段的功率 P= q=1.05x4.58x/60=80.2（W） b．工进（最高速度时）阶段的功率 P= q=2.62x1.96x/60=85.6（W） c．快退（恒速时）阶段的功率 P= q=1.67x4.26x/60=118.6（W） 由上述计算结果编制出的液压缸工况图3-7~3-9 6 制定液压回路的方案，拟定液压系统原理图 6.1制订液压回路方案 ①油源型式及压力控制 工况图表明，系统的压力和流量均较小，故可采用电动机驱动的单定量泵供油油源和溢油阀调压方案，如图3-10所示。 ②调速回路 铣床加工零件时，有顺铣和逆铣两种工作状态，故选用单向调速阀的回油节流调速回路（见图3-11）。由于已选用节流调速回路，故系统必然为开式循环。 ③换向回路与快速运动回路及换接方式 换向回路选用三位四通“O”型中位机能的电磁换向阀实现液压缸的进退和停止（见图3-12）。采用二位三通电磁换向阀实现液压缸快进时的差动连接（见图3-13）。 由于本机床工作部件终点的定位精度无特殊要求