专用铣床的液压系统设计

液压传动课程设计

题目名称专用铣床的液压系统设计

专业班级

学生姓名

学号

指导教师

机械与车辆工程系

二○一六年月日

目录

5 验算液压系统性能.............................................................

蚌埠学院机械与车辆工程系

液压传动课程设计任务书

班级姓名学号指导教师：

一、设计题目：

设计一台专用铣床的液压传动系统，若工作台、工件和夹具的总重量力为14000N，轴向切削力为10KN，工作台总行程300mm，工作行程180mm，快进与快退速度均为6m/min，工进速度为30-800mm/min，加速和减速时间均为，工作台采用平导轨，静摩擦系数为，动摩擦系数为，设计该机床的液压传动系统。

二、设计要求：

液压系统图拟定时需要提供2种以上的设计方案的选择比较。从中选择你认为更好的一种进行系统元件选择计算。

三、工作量要求

1·液压系统图1张（A1）

2·液压缸装配图1张

3·设计计算说明书1份

四、设计时间：2016年6月6日--2016年6月12日

蚌埠学院本科课程设计评阅表

机械与车辆工程系2015级专业

1 分析负载

负载分析

外负载

F

t

=10KN

惯性负载

机床工作部件的总质量m=1400kg，取t=。

F

m

=mΔv/Δt=1400×［6/（×60）］=2800N 阻力负载

机床工作部件对动力滑台导轨的法向力为

F

n

=mg=14000N

静摩擦阻力

F fs =f

s

F

n

=×14000=2800N

动摩擦阻力

F fd =f

d

F

n

=×14000=1400N

由此得出液压缸在各工作阶段的负载如下表。

按上表数值绘制负载图

由于V

1=V

3

=6m/min，l

1

=120mm，l

2

=180mm，快退行程l

3

= l

1

+ l

2

=300mm，工进速度V

2

=min，

由此可绘出速度图。

a．负载图

b．速度图

2 确定执行元件主要参数

由资料查得，组合机床在最大负载约为10000N时液压系统宜取压力P

1

=，鉴于动力滑台要求快进、快退速度相等，这里的液压缸用单活塞杆是的，并在快进时作差动连接。这种情

况下液压缸无杆腔的工作面积A

1，应为有杆腔工作面积A

2

的两倍，即=A

1

/A

2

=2，而活塞杆直

径d与缸筒直径D成d=的关系。

在铣屑加工时，液压缸回路上必须具有背压P

2

，以防止铣屑完成时滑台突然前冲。查表

可得P

2

=。快进时液压缸作差动连接，管路中有压力损失，有杆腔的压力应略大于无杆腔，

但其差值较小，可先按考虑，快退时回油腔中是有背压的，这时P

2

也可按估算。

有工进时的负载按上表中的公式计算液压缸面积

A 2

=

11400

（×）

=×10-4m2

A

1

=φA

2

=2A

2

=2××10-4=×10-4m

2 D=

4A

1

π

=错误!=

d==×=

将这些直径按GB/t 2348-2001圆整成就近标准值得

D=

d=

由此求得液压缸两腔的实际有效面积A

1=πD2/4=×10-4m2，A

2

=π（D2-d2）/4=×10-4m2。经

验算，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。

根据上述D和d的值，可估算出液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率，入下表所示，并据此绘出工况图。

工况图

设计液压系统方案和拟定液压系统原理图

设计液压系统方案

由于该机床是固定式机械，且不存在外负载对系统作功的工况，并有工况图知，这台机床液压系统的功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小。查表可得该液压系统以采用节流调速方式和开式循环为宜。现采用进油路节流调速回路，为解决铣削完成时滑台突然前冲的问题，回油路上要设置背压阀。

从工况图中可以清楚地看到，在这个液压系统的工作循环内，液压缸要求油源交替的提供低压大流量和高压小流量的油液。最大流量约为最小流量的33倍，而快进加快退所需要

的时间t

1和工进所需要的时间t

2

分别为

亦即是t1/t2=26。因此从提高系统效率、节省能量的角度来看，采用单个定量液压泵作为油源显然是不合适的，而宜采用大、小两个液压泵自动两级并联供油的油源方案。

选择基本回路

由于不存在负载对系统作功的工况，也不存在负载制动过程，故不需要设置平衡及制动回路。但必须具有快速运动、换向、速度换接以及调压、卸荷等回路。

调速回路

由工况图可知，该铣床液压系统功率小，因此选用节流调速方式，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。为防止铣削时负载突然消失引起运动部件前冲，在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。考虑到铣削加工中有顺铣和逆铣两种工况，宜采用调速阀来保证速度稳定，并将调速阀装在液压缸回油路上起阻力作用，使工作台低速运动时比较平稳，如下图a、b所示,由于本系统滑台由快进转为工进时，速度变化不大，为减少速度换接时的液压冲击，从节约成本考虑，而从提高系统效率、节省能量角度来看，我们选用选用双联叶片泵供油的油源方案。

a b

换向回路和卸荷回路

铣床工作台采用单活塞杆液压缸驱动。由工况图可知，输入液压缸的流量由17L/min降至min，滑台的速度变化较大，可选用行程阀来控制速度的换接，以减小液压冲击。当滑台由工进转为快退时，回路中通过的流量很大——进油路中通过21L/min，回油路中通过21

×（）L/min=min 。为了保证换向平稳起见，宜采用换向时间可调的电液换向阀式换接回路。由于这一回路还要实现液压缸的差动连接，所以换向阀必须是五通的，如下图所示。

快速运动回路