设计一台单缸传动液压机液压统课程设计.docVIP

1 液压系统设计分析 题目要求设计一台单缸传动液压机液压系统，工作循环式：低压下行——高压下行——保压——低压回程——上限停止。自动化程度为半自动，油缸垂直安装。 2 工况分析 液压缸所受外负载F包括三种类型，即 F = Fw+ Ff + Fm 式中：Fw — 工作负载； Fm — 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，对于平导轨Ff可由下式求得： 1. 工作负载 Fw=1X106 N 2. 摩擦负载 摩擦负载就是液压缸驱动工作时，所需要克服的机械摩擦阻力。由于液压缸是垂直安装，摩擦阻力相对工作负载惯性负载很小，一般可将其算在液压缸的机械效率中，在这里不考虑。 3. 惯性负载 惯性负载即运动部件在启动和制动过程中的惯性力。 计算公式： Fm =ma= GΔv/(g.Δt) 式中：m—运动部件的质量 a—运动部件的加速度 G—运动部件的重量 g — 重力加速度 Δv —速度变化值 Δt — 启动或制动时间，有经验可得Δt=0.5S，冲头启动和制动的加速或减速都在0.5S内完成。 加速：Fm1 = GΔv/(g.Δt) =2X104 X0.025/9.8 X0.5 =102 N 减速：Fm2 = GΔv/(g.Δt) =2X104X（0.025-0.001）/9.8X0.5=98N 制动：Fm3=GΔv/(g.Δt) =2X104X0.001/9.8X0.5=4.08N 反向加速：Fm4=GΔv/(g.Δt) =2X104X0.025/9.8X0.5=102N 反向制动：Fm5=Fm4=102N 液压缸各阶段中的负载入下表所示： 工况 负载计算公式 液压缸负载F/N 液压缸推力/N 启动 F= Fw 0.5X106 555555 加速 F= Fw+ Fm1 500102 555668 快下 F = Fw 500000 555555 慢下 F= Fw-Fm2 499902 555447 制动 F= Fw- Fm3 499996 555551 反向加速 F= Fm4 102 113 制动 F=—Fm5 -102 -113 3 负载图和速度图的绘制 按照前面的负载分析结果及已知的速度要求，行程限制等，绘制出负载图及速度图如下图： 4 液压缸主要参数的确定 1. 初选液压缸的工作压力 液压缸工作压力主要根据液压设备类型确定，对不同用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用的压力也不同。根据分析此设备的大概负载，初选液压缸的工作压力20 MP。 2. 计算液压缸的尺寸 A=F/P=555668/20X106=0.028m2 D=(4A／∏) ?=0.188m 按标准取：D=200mm 因为P大于7，所以d=0.7XD=140mm 安标准取：d=150mm 则液压缸的有效作用面积为: 无杆腔面积 A1 =0.031m2 有杆腔面积 A2=0.013 m2 3. 液压缸的最大流量 Q(快下) = A1V快下 =0.031X58 X 10-3= 107.88(L/min) Q(慢下) = A1 V慢下=0.031X0.003= 5.58(L/min) Q(快上) = A2V快上=0.013X0.117= 91.26(L/min) 5 液压系统图拟定 1. 确定供油方式 考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低，而在快进、快退时负载较小，速度较高，从节省能量，减少发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油，现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。 2. 调速方式的选择 在中小型专业机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。根据钻孔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，并且调速阀装在回油路上，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、阀的安装也较简单，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。 最