双头专用车床液压系统设计说明书

液压传动课程设计

设计说明书

《液压传动与气压传动》

双头专用车床液压系统设计

起止日期： 2012 年 12月 10 日至 2012年 12 月23日学生姓名

班级

学号

成绩

指导教师（签字）

机械工程学院（部）

12年 12月 23日

摘要

本文是关于双头车床液压系统设计过程的阐述。主要包括系统方案的确定、控制系统的设计几个方面的内容。双头车床加工时,由于零件较长,拟采用零件固定,刀具旋转和进给的加工方式,其加工动作循环方式是：快进→工进→快退→停止，同时要求各个车削头能单独调整。显而易见，采用双头车床能使原需多道工序的产品能一次切削完成，使工序简化，生产效益大大提高。且这种设计所产生的产品对成均匀，精度高。对于双头车床的动力执行部分，本设计采用液压伺服机构。液压伺服机构较其他机构有传动平稳、噪音小、驱动力大等优点，同时也存在漏油、爬行、体积大等缺点。为了尽量避免液压系统的上述缺点，系统设计时用集成块来代替管路，在液压系统采用液压阀集成配置，可以显著减少管路联接和接头，降低系统的复杂性，增强现场添加和更改回路的柔性，具有结构紧凑、安装维护方便、泄漏少、振动小、利于实现典型液压系统的集成化和标准化等优点。

关键字：差动连接背压调速电磁换向阀快进快退

目录

一、设计任务 (4)

1、课程设计题目 (4)

2、课程设计任务 (5)

二、液压回路工况分析 (6)

1、导程摩擦阻力 (6)

2、惯性力 (6)

3、工作负载 (7)

4、液压缸密封摩擦阻力 (7)

三、液压系统主要参数计算 (10)

1、预选系统设计压力 (10)

2、计算液压缸主要结构尺寸 (10)

3、单个液压缸需求的最大流量 (12)

4、其他工作阶段的压力、流量和功率 (12)

四、制定方案，拟定液压系统图 (13)

1、制定液压回路方案 (13)

2、合成液压系统图 (14)

五、选择液压系统的元件和辅件 (16)

1、液压泵的选择 (16)

2、控制元件的选择 (17)

六、验算液压系统性能 (18)

1、回路压力损失验算 (18)

2、油液温升验算 (18)

七、运用FLUIDSIM对液压回路进行仿真 (19)

八、编写液压系统的PLC控制程序并完成接线图 (19)

九、参考文献 (20)

一、设计任务

1、课程设计题目

某厂欲自行设计制造一台专用车床，用于压缩机连杆两端长轴颈的车削加工。根据加工工件尺寸较长的特点，拟采用的加工工艺方案为：工件固定，刀具旋转并进给。车床主要由床身[布有相互平行的V形导轨和平导轨各一条(见图1-1)]和左右两个车削动力头组成，其总体布局如图2-2所示。工件装夹于床身中部。两个独立的动力头，通过机械传动带动主轴及刀具旋转实现车床的主运动；进给运动要求采用液压缸实现，即在床身上安装两个液压缸，使其活塞杆与各动力头下部相连，通过液压缸往复运动驱动动力头实现车床的进给运动。车床加工工件时，车削动力头的进给工作循环为：快进→工进→快退→停止。已知：移动部件

重约是G＝15kN；各车削动力头的最大切削进给抗力(轴向力)估值为＝12kN;主切削力(切

向力)＝30kN。要求动力头的快速进、退速度相等，

min

m

5

max

1

／

＝

＝υ

υ

；工进速度无级调整范围为=.导轨的静、动摩擦因数分别为=0.2;=0.1。

(2)配置执行元件

根据车床的总体布局及技术要求，选择缸筒固定的单杆活塞缸作为驱动车削动力头实现进给运动的液压执行元件。

(3)工况分析

由于动力头的快速进退及工作进给阶段的速度已给定，不必进行运动分析。故仅对液压缸作动力分析，即通过分析计算，确定液压缸总的最大外负载。液压缸的受力简图如图1-2所示。

图1-1 车床总体布局示意图

1，8一车削动力头；2，7一主轴；3，6一连杆轴颈；

4一夹具；5一工件(连杆)；9一导轨；10一床身

图1-2 车床液压缸受力分析计算

2、课程设计任务

（1）拟定液压系统原理图；（推荐软件CAXA2011，AUTOCAD机械工程师2010）；（2）运用FLUIDSIM对液压回路进行仿真；

（3）选择液压系统的元件和辅件；

（4）验算液压系统性能；

（5）设计液压阀块和阀组；

（6）绘制下列图纸：(建议用UG/PROE/SOLIDWORKS完成)

液压系统原理图A4 1张

液压站总装图A3 1张

液压阀组图A4 1张

（7）编写液压系统的PLC控制程序并完成接线图。

（8）编写设计说明书

二、液压回路工况分析

1、导程摩擦阻力

车床工进阶段的导轨受力见图2-2，取摩擦因数

1.0=μ

d

，可算得动摩擦阻力

F

fd 1

为

N G G d

Z

d

Z

fd F F F 54322

90sin

1

.02

)3015(1.02

)3015(2

sin

2

2

10103

3

1=︒⨯

⨯++

⨯⨯+=

⨯

++

+=

αμ

μ

图2-1 车床导轨受力分析简图

车床空载快速进退阶段启动时，导轨受静摩擦阻力

F

fs

作用，区静摩擦因数

μ

s

=0.2，算得

N G G s

s fs F 362145sin 2

.02

152.02

152

sin

2210103

3

=︒

⨯

⨯+

⨯⨯=

⨯

+=α

μ

μ

加速阶段和恒速阶段的动摩擦阻力为

N G G d

d fd F 181145sin 1

.02

151.02

152

sin

2210103

3

2=︒

⨯

⨯+

⨯⨯=

⨯

+=α

μ

μ

2、惯性力

取速度变化量0.02m/s m/min 2.1==∆ν，启动时间s 2.0t =∆。算得故惯性力