立式组合机床液压系统设计.doc
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1、攀枝花学院本科课程设计(论文)液压课程设计立式组合机床液压系统设计学生姓名: * 学生学号: 200910601163 院(系): 机电工程学院 年级专业: 09机制一班 指导教师: * 副教授 二一二年六月攀枝花学院本科学生课程设计任务书题目立式组合机床液压系统设计1、课程设计的目的1、培养学生理论联系实际的设计思想,训练学生综合运用专业基础课程、专业课程的理论知识,结合生产实际完成一般机电产品(或零部件)的设计制造方法及步骤的设计能力。2、强化专业各课程知识的掌握,对课程的有机联系与应用加深理解。3、培养学生的系统设计能力与综合应用知识解决工程问题的能力。2、课程设计的内容和要求(包括原始
2、数据、技术要求、工作要求等)设计立式组合机床的液压系统,工作台要求完成:快进工进快退停止。动力滑台采用平面导轨,其静摩擦系数为f =0.2,动摩擦系数为f=0.1,往复运动的加(减速)的时间=0.05s,系统的参数如下:滑台的重量为97785N 快进快退的速度6.3m/min滑台工进速度50 mm/min 快进行程114mm工进行程57mm 切削负载为18258N3、主要参考文献1 王积伟液压传动北京:机械工业出版社,20102 俞启荣机床液压传动北京:机械工业出版社,19833 席伟光机械设计课程设计北京:高等教育出版社,20034 李壮云中国机械设计大典南昌:江西科学技术出版社,20025
3、 王文斌机械设计手册北京:机械工业出版社,20044、课程设计工作进度计划 1.明确机床对液压系统的要求,进行工作过程的分析; 2学时 2.初步确定液压熊的参数,进行工况分析和负载图的编制; 12学时 3.确定液压系统方案,拟定液压系统图; 8学时4.选择液压元件个确定辅助装置; 8学时5.液压系统的性能验算; 2学时6.液压装置的哦结构设计,绘制工作图及编制技术文件; 8学时指导教师(签字)日期年 月 日教研室意见:年 月 日学生(签字): 接受任务时间: 年 月 日注:任务书由指导教师填写。课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称立式组合机床液压系统设计评分项目分值得分评价内涵工作表现2
4、0%01学习态度6遵守各项纪律,工作刻苦努力,具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。03课题工作量7按期圆满完成规定的任务,工作量饱满。能力水平35%04综合运用知识的能力10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题,能正确处理实验数据,能对课题进行理论分析,得出有价值的结论。05应用文献的能力5能独立查阅相关文献和从事其他调研;能提出并较好地论述课题的实施方案;有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计(实验)能力,方案的设计能力5能正确设计实验方案,独立进行装置安装、调试、操作等实验工作,数据正确、可靠;研究
5、思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力;能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08对计算或实验结果的分析能力(综合分析能力、技术经济分析能力)10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。成果质量45%09插图(或图纸)质量、篇幅、设计(论文)规范化程度5符合本专业相关规范或规定要求;规范化符合本文件第五条要求。10设计说明书(论文)质量30综述简练完整,有见解;立论正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确,分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破,或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名: 年月日摘 要目前,液压系统被广泛应用在机械、建筑
6、、航空等领域中,成为一种新型的动力源。由于液压元件的制造精度越来越高,再配合电信号的控制,使液压系统在换向方面可以达到较高的频率。不管是在重型机械和精密设备上都能满足要求。液压系统本身有较多的优点,比如:在同等的体积下,液压装置产生的动力更大;由于它的质量和惯性小、反映快,使液压装置工作比较平稳;能够实现无级调速,特别是在运动中进行调速;液压装置自身能实现过载保护;实现直线运动远比机械传动简单。但是液压传动对温度的变化比较敏感,不宜在很高或很低的温度下工作。液压系统应用在机床上,实现对工作台和夹紧工件的循环控制起着重要的作用。对铣削类组合机床,运用液压来控制运动循环,结构简单,所占空间小,而且
7、能满足较大的切削负载要求。关键词:液压系统,组合机床,运用ABSTRACT Modern machinery is generally more mechanical, electrical, hydraulic three closely linked, combined with a complex. Hydraulic and mechanical drive and electric drive listed as the three traditional forms, the design of hydraulic system design in modern machinery
8、 occupies an important position. Therefore, the hydraulic transmission program is the professional engineering machinery set up an all important course. It is a theory course, also closely linked to actual production. In order to learn such an important program, in addition to teaching in the teachi
9、ng outside the system should set the curriculum design of teaching link theory with practice so that students master the skills of hydraulic system design and methods. The purpose of hydraulic design of the main courses include the following: 1、integrated use of hydraulic transmission programs and o
10、ther pre-production of curriculum theory and practice is to conduct hydraulic design practice, is the theoretical knowledge and practical production secrets combine to make this knowledge be further consolidated and deepened to improve and expand . 2、 in the design of learning and mastering common h
11、ydraulic components, especially the principles of various types of standard components and circuits used a combination of methods, and foster design skills, improve their analytical and practical problems of production capacity of grafted for future design work to lay a good basis. 3、 by design, stu
12、dents should be in the computing, graphics, and familiar with the use of design information (including design manuals, product samples, standards and norms) as well as estimates for the practical training. Keywords: modern machinery, hydraulic system, hydraulic drive curriculum desig目 录摘要IABSTRACTII
13、1 方案的确定1 1.1整体性分析11.2拟定方案1 1.3比较方案并确定方案22工况分析32.1运动参数分析32.2动力参数分析32.3负载图和速度图的绘制43液压缸尺寸和所需流量53.1液压缸尺寸计算53.2确定液压缸所需流量54拟定液压系统图74.1确定液压传动系统的类型74.2液压回路的选择74.3拟定液压系统传动系统原理图115选择液压元件的确定辅助装置125.1选择液压泵125.2电机的选择125.3选择阀类元件125.4确定油管尺寸136油箱的设计14 6.1油箱容量的确定 14 6.2估算油箱的长、宽、高14 6.3确定油箱壁厚14 6.4确定液位计的安装尺寸146.5隔板尺寸
14、的计算 15 6.6油箱结构的设计16 6.7辅助元件的选择17 6.8油箱其他附件的选择187液压系统的性能验算197.1回路中压力损失197.2油液温升验算 207.3液压系统的效率 217.4液压系统的发热升温验算22结论23参考文献24致谢25组合机床液压系统设计试设计立式组合机床的液压系统,已知切削负载为18258N,滑台工作速度为50mm/min,快进和快退速度为6.3m/min,滑台(包括动力头)的重量为97785N,往复运动的加速(减速)的时间为 =0.05 S,滑台用平面导轨,静摩擦系数 fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1,快进行程为114mm,工进行程为57mm。1 方案
15、的确定1.1整体性分析要求此液压系统实现的工作循环是:工作快进 工作台工进 工作台快退 工作台原位停止。滑台的重量97785N,快进快退的速度6.3mmin,滑台工进速度50 mm/min,快进行程114mm,工进行程57mm ,切削负载为18258N。对于立式组合机床的液压系统而言,加工的零件需要精度高,定位准确。所以整个系统的设计要求定位精度高,换向速度快。在设计阀的时候,考虑这些方面变的尤其重要,要考虑到工作在最低速度时调速阀的最小调节流量能否满足要求。在行程方面,应该比要求的工作行程大点,包括工作行程、最大行程和夹紧缸行程,主要是考虑到在安全方面和实际运用中。在压力方面也要考虑到满足最
16、大负载要求。而且在液压系统能满足要求的前提下,使液压系统的成本较低。1.2 拟定方案方案一 液压系统中工作台的执行元件为伸缩缸;工作台采用节流阀实现出油口节流调速,用行程阀实现工作台从快进到工进的转换,在工进回路上串接个背压阀;为了防止工件在加工过程中松动,在夹紧进油路上串接个单向阀;工作台的进、退采用电磁换向阀。方案二 液压系统中工作台的执行元件为单杆活塞缸;工作台采用调速阀实现进油口节流调速,也采用行程阀实现工作台从快进到工进的转换,工进时,为了避免前冲现象,在回路上串接个背压阀;夹紧缸上串接个蓄能器和单向阀,避免工件在加工过程中松动;工作台的进、退换向采用电液换向阀,工作进时,采用差动连
17、接。1.3比较方案并确定方案单杆活塞缸比伸缩缸结构简单,价格便宜,易维护,而且也能满足要求;调速阀的性能比节流阀稳定,调速较好,用于负载变化大而运动要求稳定的系统中;采用出油口调速回路中油液通过节流阀产生的热量直接排回油箱散热;夹紧缸进油口处串接蓄能器,更好的保证工件的夹紧力,使工件在加工过程中始终在夹紧状态。电液换向阀的信号传递快,配合液压动力的输出力大、惯性小、反映快的优点使控制灵活、精度高、快速性好。综上比较选择方案二较好。 2 工况分析2.1运动参数分析首先根据主机要求画出动作循环图(图一)。图一2.2动力参数分析计算各阶段的负载 工作负载:由已知条件可知切削力=18258N。惯性负载
18、:=20953.93N(参考机床的工作台加速时间,取=0.05s)阻力负载:静摩擦阻力 动摩擦阻力(滑动导轨:铸铁对铸铁启动低速时,v0.16m/s)表1 液压缸在各个工作阶段的负载值其中=0.9工况负载组成负载值(N)推力(N)快进起动1955721730加速3073234147快进9778.510865工进工进28036.531151.7快退9778.5108652.3负载图和速度图的绘制负载图按上面的数值绘制,如图2所示。速度图按已知数值,工进的速度。3 液压缸尺寸和所需流量3.1液压缸尺寸计算3.1.1工作压力的确定:工作压力可根据负载和主机类型确定,由(书)表113得出:3.1.2计
19、算液压缸尺寸:由于立式组合机床工作台快进和快退速度相同,因此选用单杆活塞式液压缸,并使,快进时采用差动连接,因管路中有压力损失,快进时回油路压力损失取Pa,快退时回油路压力损失亦取Pa。工进时,为使运动平稳,在液压缸回路油路上须加背压阀,背压力值一般为,选取背压Pa。根据,可求出液压缸大腔面积为 (3-2)根据GB2348-80圆整成就近的标准值,得D=220mm,液压缸活塞杆直径,根据GB2348-80就近圆整成标准值d=160mm。3.1.3缸径、杆径取标准值后的有效工作面积:无杆腔有效面积 活塞杆面积 有杆腔有效面积 3.2确定液压缸所需流量 液压缸回油路上有背压P2 ,保证速度平稳。根
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