专用铣床液压系统设计说明书

湖南大学机械工程学院

课程设计说明书

课程名称：液压与气压传动

题目名称：液压专用铣床

班级：2010

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2013年月日

目录

摘要： (1)

1、设计要求与题目 (1)

2、设计要求

3、设计题目

二、负载分析与速度分析 (3)

1．负载分析

2．速度分析

三、确定液压缸主要参数 (5)

1.初选液压缸的工作压力

2.计算液压缸结构参数

3.计算液压缸在工作循环各阶段压力、流量和功率值

四、拟定液压系统图 (8)

1.选择基本回路

2.回路合成

五、液压元件的选择 (9)

1.液压泵及驱动电机功率的确定

2.元件、辅件选择

六、系统油液温验算 (11)

七、参考文献 (12)

液压与气压传动课程设计

摘要：本文在专用铣床液压系统设计中，主要对专用铣床的液压系统进行了总

体设计，根据工况条件对负载与速度进行了科学分析、还拟定优化了液压系统图，并且对液压缸参数确定、液压元器件选择等方面进行了设计，并且从温升方面对液压系统性能进行了验算。

关键词：液压系统 专用铣床 控制元件选择 性能验算 液压泵参数

一、 设计要求与题目 1、1设计要求：

1.学生必须独立完成设计，可以搜集、参考同类机械资料，深入理解后才能借鉴，但决不允许抄袭。

2.提交设计计算说明书一份。

3.液压传动系统原理图一张（CAD 绘制） 1、2设计题目：

设计一台专用铣床，工作台要求完成：快进——工进—快退的自动工作循环。设计要求如下：

铣床最大切削力9000N ，铣床工作台重量3000N ，工件夹具最大重量为1000N ，工作台快进、快退速度为4.5m/min ，工作进给速度为60～1000mm/min ，启动、减速制动时间为0.05s ，工作台导轨水平放置，静、动摩擦分别为2.0=s f ，

1.0=d f ，工作台快进行程为200mm 。工作行程为200mm 。试设计该机床的液压系统。

二 、负载分析与速度分析

1．负载分析

已知工作负载N 9000F w =，重力负载0F G =。

启动加速时N 8002.0)1000

3000(F fs =⨯+=， 快进、工进，快退时N 4001.0)10003000(F fd =⨯+=。

按加减速时间和运动部件的重量，根据动量定理Ft mv =，计算可得惯性负载，由

0.05F 60

5

.48.94000a ⨯=⨯，得到a F =612.24N 。 忽略因切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，取液压缸的机械效率

m η=0.9，则液压缸工作阶段的负载值见表1-1

表1-1液压缸在各个工作阶段的负载值

工 况 计 算 公 式

缸的负载F 启动加 速 m a fd /F F F η）（+= 1124.71N 快 进 m

fd /F F η=

444.44N 工 进 m w fd /F F F η）（+= 10444.44N 快 退

m fd /F F η=

444.44N

2．速度分析

已知快进、快退速度4.5m/min,工进速度为600-1000mm/min 。工作台快进行程为200mm 。工作行程为200mm 。按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图。由于往复加减速时间只有0.05s ，加减速度最大行程只有0.002m 。所以相对于快进、工进行程，加减速度的行程很小，可忽略不计！但是为了表示较为直观，所以将往复加、减速度的行程采用了夸大画法！（详见下图）。

负载循环图

速度循环图

注：在上两图中，代号1为启动加速，2为快进，3为工进，4为制动，5为加速，6为快退，7为制动。

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10444.44N ，查表9-3，取液压缸工作压力为2.5MPa 。 2.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1A 和A 2，且1A =22A ，即D=2d ，查表9-1取回油路背压为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F A p A p +=2211 ，可得

1A =

215.0p p F -=6

10

)5.05.05.2(44

.10444⨯⨯-≈46.42cm 1A =241

D π 则 D=π

14A ≈7.69cm=76.9mm

查表4-4圆整取D=80mm 。

又因为d=

D 2

2

，得出d=56.56mm ，查表4-6将其圆整为d=56mm ，计算出液压缸的有效面积1A =241D π=50.272cm ， 2A = 1A -24

1

d π=25.642cm

工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量min q =0.05L/min,按（9-1）式进行计算：

q/v=8.332cm ＜2A ，故满足要求。

3.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2p =1p +0.5MPa ，计算结果见表 2-1。