专用铣床液压系统设计论文

摘要

液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为势能，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统的泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。

本次专用铣床液压系统设计，根据任务书说明要求，从给定的条件和数值，进行分析计算，理论结合实际，进行工况图的绘制，分析它的运动负载选择元件的基础上应先计算它的有关参数量，液压系统完成快进、工进、快退、等动作在返回原位。运动的过程中受各方向的力，对它的分力进行分析计算，设定加减速时间不能太短，加速时间设置的短，启动时的冲击力比较大，减速时间设置的短会造成振动过大，这样损害设备会使故障的几率增大。根据铣头电机驱动功率、铣头直径、转速、运动所受的力和工作台的最大行程进行设计计算。摩擦系数也是需要考虑的一部分，动静摩擦系数虽然相对的阻力比较小，但也会有一定的影响，外加负载的受力大小将直接影响工作台的性能。用PLC电气控制二位五通电液换向阀及其它部件使液压缸动作从而完成铣床液压系统设计。

液压传动课程设计的目的主要有以下几点：

1、综合运用液压传动课程及其他有关先修课程的理论知识和生产实际只是，进行液压传动设计实践，是理论知识和生产实践机密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深提高和扩展。

2、在设计实践中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养设计技能，提高学生分析和嫁接生产实际问题的能力，为今后的设计工作打下良好的基础。

3、通过设计，学生应在计算、绘图、运用和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样本、标准和规范）以及进行估算方面得到实际训练。

关键词：现代机械、液压传动、稳定性、液压系统

目录

1、设计题目 (3)

2、工况分析 (4)

2.1 负载分析 (4)

2.2 运动分析 (5)

3、确定液压缸参数 (6)

3.1 初选液压缸的工作压力 (6)

3.2 确定液压缸尺寸 (6)

3.3 液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率计算值 (7)

3.4 绘制液压缸工况图 (8)

4、拟定液压系统图 (10)

4.1 选择液压回路 (10)

4.1.1 调速回路 (10)

4.1.2 换向回路和卸荷回路 (10)

4.1.3 快速运动回路 (10)

4.1.4 压力控制回路 (11)

4.2 液压系统合成 (12)

5、选择液压元件 (13)

5.1 选择液压泵和驱动电机 (13)

5.2 选择控制元件 (14)

5.3 选用辅助元件 (14)

6、液压系统性能验算 (15)

6.1 回路中压力损失 (15)

6.1.1 工进时压力损失 (15)

6.1.2 快退时压力损失 (16)

6.2 确定液压泵工作压力 (17)

6.3 液压系统的效率 (17)

6.4 液压系统的发热温升验算 (18)

结论 (19)

参考文献 (20)

致谢

1 设计题目

1.1设计题目

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。铣床工作台重量G1，工作夹具重量G2，铣削阻力最大为F，工作台快进、快退速度为V1，工作台进给速度为V2，往复运动加减速时间为t。工作台采用平导轨，静、动摩擦系数分别为fs=0.2、fd=0.1,工作台快进行程为S1。工进行程为S2，试设计该机床的液压系统。

2 工况分析

2.1负载分析

根据给定条件，先计算工作台运动中惯性力m F ，工作台与导轨的动摩擦阻力fd F 和静摩擦阻力fs F

1100 5.5

317.7609.810.15

G m F v F N g t ∆+⨯=

==∆⨯⨯（4000） 12()0.1(40001100)510fd d G G F f F F N

=+=⨯+= 12()0.2(40001100)1020fS s G G F f F F N =+=⨯+=

其中已知铣削最大阻力为11000t F N =

同时考虑到液压缸密封装置的摩擦阻力（取液压缸的机械效率

0.9m η=），工作台的液压缸在各工况阶段的负载值列于表2-1中，负

载循环图如图2-1所示。

表2-1 各阶段负载值

图2-1负载循环图

2.2运动分析

根据给定条件，快进、快退速度为0.092m/s，其行程分别为500mm 和800mm，工进速度为0.0117m/s，工进行程300mm，绘出速度循环图如图2-2所示。

图2-2 速度循环图

3 确定液压缸的参数

3.1初选液压缸的工作压力

根据液压缸最大推力为12789N （表2-1）,按表11-2（书）的推荐值，初选工作压力为53010⨯Pa.

3.2 确定液压缸尺寸

由于铣床工作台快进和快退速度相同，因此选用单杆活塞式液压缸，并使122A A =,快进时采用差动连接，因管路中有压力损失，快进时回油路压力损失取5510p ∆=⨯Pa ，快退时回油路压力损失亦取5510p ∆=⨯Pa 。工进时，为使运动平稳，在液压缸回路油路上须加背压阀，背压力值一般为5(5~10)10⨯Pa,选取背压52810p =⨯Pa 。快退时回油腔中是背压的，这是2P 可以按0.6a MP 根据11220p A p A F =+,可求出液压缸大腔面积1A 为

2

015

12127890.0049()0.5(300.58)10

F A m p p =

==--⨯⨯

0.079()79()D m mm =

=

== 根据GB2348-80圆整成就近的标准值，得D=80mm ，液压缸活塞

杆直径56.56d mm ==，根据GB2348-80就近圆整成标准值d=63mm ，

于是液压缸实际有效工作面积为

22210.080.0054

4

A D m π

π

=

=

⨯=

222222()(0.080.063)0.0024

4

A D d m π

π

=

-=

-=