铣床液压系统设计

四川师范大学工学院设计说明书

液压传动课程设计

－－－专用铣床液压系统设计

学生刘畅

院系工学院

专业电气工程及其自动化

学号2008180220

指导教师隆泗

答辩日期

目录

一、题目 (1)

专用铣床动力滑台的设计 (1)

二、液压系统设计计算 (1)

（一）设计要求及工况分析 (1)

1、设计要求 (1)

2、负载与运动分析 (1)

（1）工作负载 (1)

（2）摩擦负载 (1)

（3）惯性负载 (1)

（4）运动时间 (1)

（二）确定液压系统主要参数 (2)

1、初选液压缸工作压力 (3)

2、计算液压缸主要尺寸 (3)

（三）拟定液压系统原理图 (5)

1、选择基本回路 (5)

（1）选择调速回路 (6)

（2）选择油源形式 (6)

（3）选择快速运动和换向回路 (6)

（4）选择速度换接回路 (6)

（5）选择调压和卸荷回路 (6)

2、组成液压系统 (7)

（四）计算和选择液压元件 (8)

1、确定液压泵的规格和电动机功率 (9)

（1）计算液压泵的最大工作压力 (9)

（2）计算液压泵的流量 (9)

（3）确定液压泵的规格和电动机功率 (9)

三、附录与附图.附表 (10)

四、总结 (14)

五、参考文献 (15)

一、题目

专用铣床动力滑台液压系统设计

二、液压系统设计计算

(一)、设计要求及工况分析

1．设计要求

要求设计一专用铣床，其动力滑台实现的工作循环是：快进→工进→快退→停止。主要参数与性能要求如下：切削阻力F L=30kN；运动部件所受重力G=5500N；快进、快退速度υ1=υ3 =4.5m/s，工进速度υ2 =60-1000mm/min；快进行程L1=250mm，工进行程L2=150mm；往复运动的加速、减速时间Δt=0.05s；工作台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。

2．负载与运动分析

(1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30000N 。(2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：静摩擦阻力

N G F S FS 110055002.0=⨯==μ动摩擦阻力

N G F d fd 55055001.0=⨯==μ(3) 惯性负载

N 842N 05×60

.08.95500

i ⨯=∆∆=

t g G F υ 4.5= (4) 运动时间

快进 s

v L t 3.360

/5.4102503

111=⨯==-工进

s v L t 9060/1.0101503

222=⨯==-快退

s v L L t 3.560

/5.4104003

3213=⨯=+=-设液压缸的机械效率ηcm =0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如

表1所列。

表1液压缸各阶段的负载和推力

工况负载组成

液压缸负载F /N

液压缸推力F 0=F /ηcm /N

启 动加 速快 进工 进反向启动加 速快 退

fs F F =i fd F F F +=fd F F =L

fd F F F +=fs F F =i fd F F F +=fd

F F =110013925503055011001392550

122215476113394412221547611

根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图

F -t 和速度循环图 -t

，如下图所示。

（二） 确定液压系统主要参数1．初选液压缸工作压力

所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p 1=4MPa 。

2．计算液压缸主要尺寸

鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（A 1=2A 2），快进时液压缸差动连接。工进时为防止车铣时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考表4选此背压为p 2=0.6MPa 。

表2 按负载选择工作压力负载/ KN

<5

5~10

10~2020~3030~50

>50

液压缸的负载图

液压缸的速度图

工作压力/MPa

<0.8~1 1.5~2 2.5~33~44~5≥5

表3 各种机械常用的系统工作压力

机 床

机械类型

磨床

组合机床

龙门刨床

拉床

农业机械小型工程机

械建筑机械液压凿岩机液压机大中型挖掘

机重型机械起重运输机

械工作压力/MPa

0.8~23~52~88~10

10~18

20~32

表4 执行元件背压力

系统类型

背压力/MPa 简单系统或轻载节流调速系统0.2~0.5回油路带调速阀的系统0.4~0.6回油路设置有背压阀的系统0.5~1.5用补油泵的闭式回路0.8~1.5回油路较复杂的工程机械 1.2~3回油路较短且直接回油

可忽略不计

表5 按工作压力选取d/D 工作压力/MPa

≤5.0 5.0~7.0≥7.0d/D

0.5~0.55

0.62~0.70

0.7

表6 按速比要求确定d/D

υ2/υ1

1.15 1.25 1.33 1.46 1.612d/D

0.30.40.50.550.620.71

注：υ1—无杆腔进油时活塞运动速度；

υ2—有杆腔进油时活塞运动速度。

由式

cm 2211ηF

A p A p =

-得

2

426

21

cm 1m 1092m 10)2

6

.04(9.030550

)

2(-⨯=⨯-⨯=-=

p p F

A η则活塞直径