青岛滨海学院课程设计液压传动课程设计学号： 20120460347 姓名： 院部： 机电工程学院 专业： 机械设计制造及其自动化指导教师： 成绩： 完成时间： 2014 年 12 月 27 日 0目录任务题目 .1一、负载与运动分析 .11.负载分析 .12.速度分析 .2二、 确定液压缸主要参数 .31. 液压缸主要尺寸的确定 .32.计算液压缸在工作循环各阶段压力、流量和功率值 .3三、拟定液压系统图 .51. 选择基本回路 .52 .回路合成 .7四、系统图的原理 .91 .快进 .92. 减速 .93. 工进 .104. 死挡铁停留 .105. 快退 .106. 原位停止 .10五 、液压元件的选择 .101.液压泵及驱动电机功率的确定 .102.元件、辅件选择 .11六 、液压系统性能的运算 .151 .验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 .15七、系统油液温升验算 .16八 、设计总结 .17参考文献 .181任务题目设计一台专用铣床，工作台要求完成：快进工作进给快退停止的自动工作循环。设计要求如下：设计一台专用铣床，工作台要求完成快进工作进给快退停止的自动工作循环。铣床工作台重量 6000N，工件夹具重量为 2000N，铣削阻力最大为 9000N，工作台快进、快退速度为 5mmin，工作进给速度为0.061mmin，往复运动加、减速时间为 0.05s 工作采用平导轨，静、动摩擦分别为 fs0.2，fd0.1，工作台快进行程为 0.5m。工进行程为 0.1m，试设计该机床的液压系统。一、负载与运动分析1.负载分析(1)工作负载 对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载 即: N90Ft(2)惯性负载 往复运动加、减速时间为 0.05s，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为 5m/min，因此惯性负载可表示为 NtvmF10265.8960阻力负载导轨的正压力等于动力部件的重力，静、动摩擦分别为fs0.2，fd0.1，静摩擦阻力： NFS1206.0动摩擦阻力: fd取液压缸的机械效率 =0.9，则液压缸工作阶段的负载值见表 1-1m2表 1-1 工作循环各阶段的外负载工况 负载值 推力 mF/起动 NF120fs1333加速 6mfd1778快进 f 667工进 NFtfd9010667快退 6f 6672.速度分析3二、确定液压缸主要参数1.初选液压缸的工作压力由最大负载值为 10667N，查表 11-2，取液压缸工作压力为 2.5MPa。计算液压缸结构参数为使工作台液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆活塞差动连接的方式实现快进，设液压缸两有效面为 和 A2，且 ，即 ，查表,取回1A21AdD油路背压为 0.5MPa，液压缸快退时背压取 0.5MPa。由工进工况下液压缸的平衡力平衡方程FAp21可得 2621 047.1)5.0.(75.0 mPm78.)4(AD 5.8.7.dD将这些直径圆整成就近标准值得： 06d计算出液压缸的有效面积232321 104.4)1(.34mA2322 098.4)d(mDA工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量 =0.05L/min,按（9-1）式进minq行计算： ，故满足要求。283.065qAv2.计算液压缸在工作循环各阶段压力、流量和功率值差动时液压缸有杆腔压力大于无杆腔压力，取两腔间回路及阀上的压力损失为 0.5MPa, 即 计算结果见表 2-1。a5.012MP4表 2-1 液压缸在工作循环各阶段压力、流量和功率值工况计 算 公式负载F（N）回油被压 MPap/2进油压力 /1流入流量 11min/Lq输入功率 kWP/起动13330 0.86加速17781.521.02_快进恒速21AP1)(vq1pP6671.120.6214.130.15工进121AF21vqpP106670.52.340.30.0117起动133300.61_加速17780.51.95快退恒速211AF321vq1pP6670.51.44110.26把表 2-1 中计算结果绘制成工况图，如图 2-2 所示。快进和快退的速度min/531v为工进的速度06.25图 2-2 工况图注：进油腔压力 p 单位为 MPa，输入流量 q 单位为 L.s-1，输入功率 P 单位为 Kw。三、拟定液压系统图1.选择基本回路（1）调速回路 因为液压系统功率小，并且只有进油负载，所以选用进油节流调速回路。为有较好的低速平稳性和加速度负载特性，可选用调速阀调速，并在液压缸回路上设置背压。（2）泵供油回路 由于系统最大流量与最小流量比为 47 倍，且整个工作循环中，大部分时间都是在工进状态下工作，为了避免共进时效率损失大，选用限压式变量泵以节约能源提高效率。6快进快退所需要的时间 和工进所需要的时间 分别为1t 2ts2.31vlt svlt102因此 为提高系统效率、节省能量的角度上来看，宜选用大小两个液82t压泵自动并联供油的油源方案。图 3-1 双泵供油油源（3）速度换接回路和快速回路 由于快进速度与工进速度变化较大，为了换接平稳，选用行程阀与节流阀并联的快慢速度换接回路，快速运动通过差动回路来实现。图 3-2 速度换接回路（4）换向回路为了换向平稳，选用电液换向阀，为了实现液压缸中位停止和差动连接，采用三位五通电液换向阀。7图 3-3 换向回路（5）压力控制回路 大泵卸荷需要设安全阀。2.回路合成对选定的基本回路在合成时，有必要进行整理、修改和归并。具体方法为：（1）防止工作时液压缸进油路、回油路相通，需接入单向阀要。（2）要实现差动快进，必须在回油路上设置液控单向阀，以阻止油液流回油箱。同时它与溢流阀串联。（3）为防止机床停止工作时系统中的油液回油箱，应增设单向阀。（4）设置压力表以及压力表的开关。（5）为了便于系统自动发出快退信号起见，在调速阀输出端需增设一个压力电器。8液压系统图 3-41双联叶片泵 2三位五通电磁换向阀 3行程阀 4、15调速阀 5、6、 10、13单向阀 7顺序阀 8背压阀 9溢流阀 11过滤器 12压力表开关 14压力继电器 16二位二通电磁换向阀9四、系统图的原理1.快进快进如图所示，按下启动按钮，电磁铁 1YA 通电，由泵输出地压力油经 2 三位五通换向阀的左侧，这时的主油路为：进油路：泵 向阀 10三位五通换向阀 2（1YA 得电）行程阀3液压缸左腔。回油路：液压缸右腔三位五通换向阀 2（1YA 得电）单向阀 6行程阀 3液压缸左腔。由此形成液压缸两腔连通，实现差动快进，由于快进负载压力小，系统压力低，变量泵输出最大流量。2.减速当滑台快到预定位置时，此时要减速。挡块压下行程阀 3，切断了该通路，电磁阀继续通电，这时，压力油只能经过调速阀 4，电磁换向阀 16 进入液压缸的左腔。由于减速时系统压力升高，变量泵的输出油量便自动减小，且与调速阀 4 开口向适应，此时液控顺序 7 打开，单向阀 6 关闭，切断了液压缸的差动连接油路，液压缸右腔的回油经背压阀 8 流回油箱，这样经过调速阀就实现了液压油的速度下降，从而实现减速，其主油路为：进油路：泵 向阀 10三位五通换向阀 2（1YA 得电）调速阀 4电磁换向阀 16液压缸左腔。回油路：液压缸右腔三位五通换向阀 2背压阀 8液控顺序阀 7油箱。103.工进减速终了时，挡块还是压下，行程开关使 3YA 通电，二位二通换向阀将通路切断，这时油必须经调速阀 4 和 15 才能进入液压缸左腔，回油路和减速回油完全相同，此时变量泵输出地流量自动与工进调速阀 15 的开口相适应，故进给量大小由调速阀 15 调节，其主油路为：进油路：泵 向阀 10三位五通换向阀 2（1YA 得电）调速阀 4调速阀 15液压缸左腔。回油路：液压缸右腔三位五通换向阀 2背压阀 8液控顺序阀 7油箱。4.死挡铁停留当滑台完成工进进给碰到死铁时，滑台即停留在死挡铁处，此时液压缸左腔的压力升高，使压力继电器 14 发出信号给时间继电器，滑台停留时间由时间继电器调定。5.快退滑台停留时间结束后，时间继电器发出信号，使电磁铁 1YA、3YA 断电，2YA 通电，这时三位五通换向阀 2 接通右位， ，因滑台返回时的负载小，系统压力下降，变量泵输出流量又自动恢复到最大，滑快速退回，其主油路为：进油路：泵 向阀 10三位五通换向阀 2（2YA 得电）液压缸右腔。回油路：液压缸左腔单向阀 5三位五通换向阀 2（右位）油箱。6.原位停止当滑台退回到原位时，挡块压下原位行程开关，发出信号，使