专用铣床系统设计_液压传动课程设计教程分析.doc

液压传动课程设计 专用铣削机床液压系统设计 要求设计一专用铣床，工作台、工件和夹具的总重量为5500N，轴向切削力为30kN，工作台总行程为400mm，工作行程为150mm，快进、快退速度均为4.5m/min，工进速度为60～100mm/min，加速、减速时间均为0.05s，工作台采用平面导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，现设计机床的液压传动系统。 一、负载分析 1.工作负载 2.摩擦负载 静摩擦 动摩擦 3.惯性负载 加 速 减 速 制 动 反向加速 反向制动 表1液压缸各阶段的负载和推力 二、负载图和速度图的绘制 速度变化大，压力变化大 三、液压缸主要参数的确定 表一 载选择执行元件的工作压力 负载F/kN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作压力p/MPa 0.8~1.0 1.5~2.0 2.5~3.0 3.0~4.0 4.0~5.0 5.0~7.0 表二 各类液压设备常用工作压力 设备 精加工机床 半精加工机床 粗加工或重型机床 农业机械、小型工程机械 液压压力机、重型机械大中型挖掘机械、起重运输机械 工作压力p/MPa 0.8~2.0 3.0~5.0 5.0~10.0 10.0~16.0 20.0~32.0 幻灯片10 三、液压缸主要参数的确定 1.初选液压缸的工作压力 负载F/kN 20~30 30~50 工作压力p/MPa 3.0~4.0 4.0~5.0 根据 表一 及 表二 ，本铣床应选用4MPa （轴向负载30kN，半精加工机床）。 设备 半精加工机床 工作压力p/MPa 3.0~5.0 三、液压缸主要参数的确定 2.计算液压缸的尺寸 表三 执行元件背压的估计值 系统类型 背压Pb/MPa 中低压系统（0～8MPa） 简单系统，一般轻载节流调速系统 0.2～0.5 回油路调速阀的调节系统 0.5～0.8 回油路带背压阀 0.5～1.5 带补油路的必式回答 0.8～1.5 中高压系统（8～16MPa） 同上 比中低压系统高50%～100% 高压系统（16～32MPa） 如锻压机械等 初算时背压可忽略不计 三、液压缸主要参数的确定 为避免工进载荷突然变为零，回油路上应设有背压装置，根据表三，背压初选0.6MPa。 由于工作台快进和快退速度相等，而工作负载单向，故液压缸选用单活塞杆式液压缸，快进时采用差动连接增速。 下面计算活塞杆半径和缸内径。 三、液压缸主要参数的确定 暂定活塞进出油端面积比 ，即d=0.71D，有下面等式： 进油端面积： 三、液压缸主要参数的确定 计算两径D和d： 根据GBT 2348-1993 国标圆整取D=110mm，d=80mm。 幻灯片15 三、液压缸主要参数的确定 4.求液压缸的最大流量 最大最小流量比 三、液压缸主要参数的确定 表四 不同工况中液压缸压力、流量和功率值 工况 缸推力F/N 进油腔压力p/MPa 流量L/min 液压缸功率P/W 快进 启动 1208 0.72 ―― ―― 加速 1528 0.78 ―― ―― 恒速 604 0.60 22.59 225.9 减速 -307 ―― ―― ―― 工进 33571 3.94 0.95 62.38 制动 592 ―― ―― ―― 快回 反向加速 -1528 1.61 ―― ―― 恒速 -604 1.41 20.18 474.23 反向制动 319 ―― ―― ―― 四、液压系统图的拟定 （一）选择基本回路 1.供油方式 液压缸快进和快退时所需流量较大。而工进是流量相对极少，比值达到24：1。从提高系统效率，节省能源考虑，应选用双联式定量叶片泵或限压式变量泵，但流量突变时液压冲击大，后者工作时会因此而极不平稳，故最终采用双联式定量叶片泵供油方案（右图）。 四、液压系统图的拟定 2.选择调速回路 进口调速回路运动平稳，快进过程中碰到工件或快进换工进时易于控制压力，停车后启动时冲击小，故选用进口节流调节回路。为防止铣完工件时负载突然消失引起运动部件前冲，在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。（图中还有行程阀和单向阀） 幻灯片19 四、液压系统图的拟定 3. 选择快速运动和换向回路 选择快速运动和换向回路 本系统已选定液压缸差动连接和双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。考虑到从工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路，以减小液压冲击。由于要实现液压缸差动连接，所以选用三位五通电液换向阀。 幻灯片20 四、液压系统图的拟定 4.快进换工进速度换接回路 为保证快进时在2