专用液压铣床课程设计教程分析.doc

液压与气压传动课程设计 计算说明书 设计题目 专用铣床液压系统 专 业 机械 班 级 10-2班 姓 名 蔡春彬 学 号 1001010239 指导教师 韩桂华 ＿＿＿＿年＿＿月＿＿日 机械电子工程系 第一章 绪论 液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程，不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要。 液压系统的设计是整机设计的一部分，它除了应符合主机动作循环和静、动态性能等方面的要求外，还应当满足结构简单、工作安全可靠、效率高、寿命长、经济型好、使用维护方便等条件。 液压系统应经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到越来越多的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部分越多。所以，像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。 第二章 设计要求及工况分析 2.1 设计题目 设计一台专用铣床液压系统，工作台要求完成快进——铣削进给—— 快退——停止等自动循环，工作台采用平导轨，主要性能参数见下表。 负载力 （N） 工作台重量（N） 工件及夹具重量（N） 行程（mm） 速度（m/min） 启动时间（S） 静摩擦系数fs 动摩擦系数fs 快进 工进 快进 工进 快退 3600 1100 530 110 50 5 0.1 5 0.2 0.2 0.1 2.2 设计要求 液压系统工作要求的明确和工况分析（负载循环图、速度循图）。 液压原理图的拟定。 主要液压原件的设计计算（例油缸、油箱）和液压原件，辅助装置的选择。 液压系统性能的校核。 绘制液压系统图（包括电磁铁动作顺序表、工作循环图、液压原件名称）一张。 编写设计说明书一份（5000字）。 2.3 工况分析 （1）负载分析 ①切削阻力 工作负载既为切削力FL =3600N ②摩擦阻力 Fg=1100+530=1630N Ffs=Fg×fs=1630×0.2=326N Ffd=Fg×fd=1630×0.1=163N ③惯性阻力 Fm=ma=×=×=69N ④重力负载Fg 因工作部件是卧式安装，故重力阻力为零，即Fg=0. ⑤密封阻力负载Fs 将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去，取液压缸机械效率 ηm=0.9 ⑥背压阻力负载Fb 背压力Fb由表2.3选取，背压阻力Fb无法进行计算，只能先按经验数据选取一个数值，在系统方案确定后再进行计算。 根据上述分析可算出液压缸在各动作阶段中的负载如表2.1 表2.1 液压缸各动作阶段中的负载 工况 计算公式 液压缸负载F(N) 液压缸推力F/ηm (N) 启动 F=Ffs 326 362 加速 F=Ffd+Fm 232 258 快进 F=Ffd 163 181 工进 F=FL+Ffd 3763 4181 快退 F=Ffd 163 181 (2)负载图、速度图 快进速度V1与快退速度V3相等，即V1=V3=5m/min,行程分别为L1=110mm.L3=160mm；工进速度V2=0.1m/min,行程L2=50mm。根据这些数据和表2.1中的数值绘制液压缸的F-L负载图和V-L速度图，如图2.1所示 图2.1 液压缸的负载图和速度图 2.4 初定液压缸的结构尺寸 （1）初选液压缸的工作压力p1 铣床的最大负载F=4181N，根据下表2.2可得： 表2.2 按负载选择液压执行元件的工作压力 载荷/kN 5 5～10 10～20 20～30 30～50 50 工作压力（MPa）A2，于是d=0.707D，且快进时液压缸差动连接。 考虑到铣床可能受到负值负载，所以回油路中应有背压，由表2.3暂取背压pB=p2=0.8MPa。 表2.3 液压缸的背压阻力 系统类型 背压阻力/MPa 中低压系统或请在节流调速系统 0.2～0.5 回油路带调速阀或背压阀的系统 0.5～1.5 采用辅助泵补油的闭式油路系统 1～1.5 采用多路阀的复杂的忠告系统 1.2～3 快进时，液压缸差动连接 p1A1=p2A2+F,A1=2A2 A1= ==2.613125×10-3m2 则液压缸内径D为： D===0.05768m 根据无杆腔面积和有杆腔面积关系式A1=2A2，可求得液压缸活塞直径d为： d==0.707D=0.707×0.05768=0.04078m 根据标准GB/T2348-1993,将液压缸的内径和活塞杆的直径分别圆整到相近的标准值为： D=63mm、d=40mm 由D、d可求得液压缸无杆腔和有杆腔的实际有效工作面积分别为 无