液压系统课程设计专用双行程铣床

目录

一、设计任务书..................................................................................................................

二、负载分析与计算 (1)

三、液压系统原理图设计分析 (3)

1.液压缸参数计算 (4)

2.确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 (8)

3.液压阀，过滤器，油管及油箱的选择 (9)

4.液压系统的验算 (11)

四、PLC控制系统设计 (13)

1.各电磁铁动作顺序表 (13)

2.PLC控制连接图 (14)

3.继电器-接触器控制梯形图 (15)

4.PLC控制梯形图 (16)

5.指令语句表 (17)

六、感受与收获 (18)

参考资料 (18)

二、负载分析与计算

取液压缸的机械效率m η为0.92。 计算液压缸驱动力

0m F =F η（N ） 2-1

根据公式2-1,计算液压缸驱动力 得定位液压缸的驱动力为

0F =

200

2170.92

N = 得夹紧液压缸的驱动力为

0F =

2000

21740.92

N = 切削负载（F 01/F 02）：18000/9000N ； 工作台液压缸总负载

m f a F=F +F +F 2-2

m F 为工作负载，a F 为惯性负载，f F 为摩擦阻力负载

m F =18000/9000N ，a F 不作考虑，f F 设动摩擦为2500N ，静摩擦为5000N 。

由公式2-1，工作台液压缸的工作推力

F 19565/9783m

m

F N N η=

=

快进、快退时外负载F=2500N ，启动加速是外负载F=5000N ，工作缸的外负载为

m F=F +2500N=20500N/11500N

表1 铣床要求的工作参数

根据工作的设计的需要假设快进和快退的速度相等，同时都为16m/min

按照要求，作出系统的工作循环图如下：

图1 工作循环图

根据上述计算结果各工作阶段所受的外负载，并画出负载循环图。

图2 速度循环图

图3 负载循环图

三、液压系统原理图设计分析

（1）确定供油方式：

根据设计背景要求，供油方式采用限压式变量泵，变量泵选择用带压力反馈的限压式变量叶片泵。

（2）调速方式的选择：

调速阀调速。

（3）速度换接方式的选择

采用电磁阀的快慢速换接回路，特点是结构简单、调节行程比较方便，但速度换接的平稳性较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切速的速度换接回路。

（4）夹紧回路的选择

用二位四通阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了避免工作时突然失电而松开，应该用失电夹紧方式。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬间下降时仍能保持夹紧力，所以接入节流阀调速和单向阀保压。在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。

图4 液压系统原理图

液压系统的工作原理图分析

1、夹紧缸工作：启动液压泵，4YA得电，三位四通换向阀工作在左位，夹紧缸的无杆腔进油，夹紧缸工作，夹紧缸的力的大小由单向节流阀15来控制。

2、定位缸工作：4YA得电，三位四通换向阀工作在左位，定位缸的无杆腔进油，定位缸工作，定位缸的工作压力的大小由单向阀14来控制。

3、快速运动：4Y A和2Y A得电，液压缸22快速运动。

4、工进1（往）：4YA和7Y A得电，油液由调速阀18和19经三位四通阀进入液压缸。

5、工进1（复）：4Y A和6Y A得电，油液由调速阀18和19进入三位四通阀的右侧，进入液压缸。

6、工进2（往）：4Y A和7Y A得电，油液由调速阀18和19经三位四通阀左侧进入液压缸。

7、工进2（复）：4Y A和6Y A得电，油液由调速阀18和19进入三位四通阀的右侧进入液压缸。

8、快退：1YA和4Y A得电，液压缸工作在左侧。

9、停止：3Y A得电，夹紧缸和定位缸的有杆腔进油，工件松开。

1.液压缸参数计算

（1）参考GB2348-80，铣床液压系统的工作压力选为5MPa。

（2）由于要求工作台双向移动速度相等，快进，快退速度相等，故工作液压缸选用单缸双杆式。夹紧和定位缸均选单缸单杆式。

（3）计算工作液压缸内径D 和活塞杆直径d ， 最大负载为22283N ，取背压2P 为0.5Mpa ，试取d/D =0.7。将数据代入式

3-1

得-11.1110m =⨯，根据液压缸内尺寸系列GB2348-80，液压缸内径圆整为标准系列直径D=110mm ，按d/D=0.7，取d=77mm 。

（4）计算夹紧缸和定位缸内径D 和活塞杆直径d 。按工作要求的夹紧力由一个夹紧缸提供，考虑到夹紧力的稳定，夹紧缸的工作压力应低于进给液压缸的的工作压力，现取夹紧缸的工作压力为2Mpa ，回油背压力为0.5Mpa ，取液压缸的机械效率m η为0.92。取d/D=0.7代入下式

3-2

得-2

D=3.984x10m ，按液压缸内尺寸系列GB2348-80，和活塞杆直径系列GB2348-80，取夹紧液压缸的D 和d 分别为40mm 及28mm 。

取定位缸工作压力为2Mpa ，回油背压力为0.5Mpa ，取液压缸的机械效率m η为0.92。取d/D=0.7代入式3-2，得-2

D=1.260x10m ，取定位液压缸的D 和d 分别为12mm 及8mm 。

（5） 按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度，

min

min min

q A =

v 3-3 A>min A ，

min q 是由产品样本查得的最小稳定流量0.05L/min 。min v 0.5/min m =得A>21cm ，调速阀安装在回油路上，液压缸的有效工作面积应选取液压缸有杆腔的实际面积，

()2

22A=

48.444

D d cm π

-=，可见满足要求。

3）计算在各工作阶段液压缸所需要的流量

22223.14

q (D -d )v (10.7)16077.508L /min 4

4π

==⨯-⨯=快进快进 22223.14q (D -d )v (10.7)16077.508L /min 4

4

π

=

=⨯-⨯=快退快退