双头专用车床液压系统设计

目录

一、设计任务 (2)

1、课程设计题目 (2)

2、课程设计任务................................................................................... 错误！未定义书签。

二、液压回路工况分析 (4)

1、导程摩擦阻力 (4)

2、惯性力 (4)

3、工作负载 (5)

4、液压缸密封摩擦阻力 (5)

三、液压系统主要参数计算 (8)

1、预选系统设计压力 (8)

2、计算液压缸主要结构尺寸 (8)

3、单个液压缸需求的最大流量 (10)

4、其他工作阶段的压力、流量和功率 (10)

四、制定方案，拟定液压系统图 (11)

1、制定液压回路方案 (11)

2、合成液压系统图 (12)

3、选择液压系统的元件和辅件 (14)

(1)液压泵的选择 (14)

(2)控制元件的选择 (15)

五、液压缸设计

1、液压缸结构的拟定 (18)

2、液压缸主要几何尺寸的计算 (19)

3、液压缸的结构图 (20)

六、设计总结 (22)

七、参考文献

一、设计任务

1、课程设计题目

某厂欲自行设计制造一台专用车床，用于压缩机连杆两端长轴颈的车削加工。根据加工工件尺寸较长的特点，拟采用的加工工艺方案为：工件固定，刀具旋转并进给。车床主要由床身[布有相互平行的V形导轨和平导轨各一条(见图1-1)]和左右两个车削动力头组成，其总体布局如图2-2所示。工件装夹于床身中部。两个独立的动力头，通过机械传动带动主轴及刀具旋转实现车床的主运动；进给运动要求采用液压缸实现，即在床身上安装两个液压缸，使其活塞杆与各动力头下部相连，通过液压缸往复运动驱动动力头实现车床的进给运动。车床加工工件时，车削动力头的进给工作循环为：快进→工进→快退→停止。已知：移动部件重约是G＝15kN；各车削动力头的最大切削进给抗力(轴向力)估值为Fe＝10kN;主切削力(切向力)Fz＝35kN。要求动力头的快速进、退速度相等，V1=Vmax=3m/min；错误！未找到引用源。工进速度无级调整范围为V2=错误！未找到引用源。.02~1m/min.导轨的静、动摩擦因数分别为错误！未找到引用源。s=0.2;错误！未找到引用源。d=0.1。

(2)配置执行元件

根据车床的总体布局及技术要求，选择缸筒固定的单杆活塞缸作为驱动车削动力头实现进给运动的液压执行元件。

(3)工况分析

由于动力头的快速进退及工作进给阶段的速度已给定，不必进行运动分析。故仅对液压缸作动力分析，即通过分析计算，确定液压缸总的最大外负载。液压缸的受力简图如图1-2所示。

图1-1 车床总体布局示意图

1，8一车削动力头；2，7一主轴；3，6一连杆轴颈；

4一夹具；5一工件(连杆)；9一导轨；10一床身

题目要求：

1.驱动装置：双作用单出杆活塞缸，头部用间隙式缓冲，尾部用可调缓冲。

2.安装方式：缸前，后盖采用法兰连接，用切向支座与机架固定，活塞杆移动。

3.控制方式：用行程阀快进与工进速度的换接。

设计要求：

1.进行工况分析与计算，绘制工况图（包括速度图与负载图）。

2.拟定液压系统原理图，选择标准液压元件，绘制电磁铁动作循环表。

3.进行液压缸设计计算，图纸绘制。

上交材料：

1.设计说明书一份。

2.液压系统原理图一张。

3.液压缸装配图及部分零件图一套。

二、液压回路工况分析

1、导程摩擦阻力

车床工进阶段的导轨受力见图2-2，取摩擦因数fd=1，可算得动摩擦阻力

F

fd 1

为

N

G G f

F f

F F

d

Z

d

Z

fd 60362

90sin 1

.02)3515(1.02)3515(2

sin

2

2

10103

3

1

=︒⨯⨯++⨯⨯+=

⨯

++

+=

α

图2-1 车床导轨受力分析简图

车床空载快速进退阶段启动时，导轨受静摩擦阻力

F

fs

作用，区静摩擦因数

f

s

=0.2，算得

N G G f f

F s s fs 362145sin 2

.02152.02152

sin 22

10103

3

=︒

⨯⨯+⨯⨯=⨯+=α 加速阶段和恒速阶段的动摩擦阻力为

N G G d

d fd F 181145sin 1

.02

151.02

152

sin

2210103

3

2=︒

⨯

⨯+

⨯⨯=

⨯

+=α

μ

μ

2、惯性力

取速度变化量0.02m/s m/min 2.1==∆ν，启动时间s 2.0t =∆。算得故惯性力

N G F 1532.002.081.915t g 103

i =⨯⨯=∆∆⨯=ν

3、工作负载

液压缸拖动车削动力头进给时的工作负载为切削抗力

F

e

，已知

kN 10e

=F

。

4、液压缸密封摩擦阻力

作用于液压缸活塞上密封阻力

F

m

，用下式估算

F F

e cm

m

1）（η-=

式中η

cm

-液压缸机械效率，

95.0~90.0=η

cm

。

取

90.0=η

cm

，算得启动时得静密封摩擦阻力

N F F 10001090.011103

e cm

m =⨯⨯-=

-=）（）（η 恒速时的动密封摩擦阻力估取为静密封摩擦阻力的30%，即

F F

ms md

%30=，即

N F F

ms md

300%30==。

将上述计算过程综合后得到的各工作阶段的液压缸外负载结果列于表2-1和2-2，液压缸的负载循环图、速度循环图见图2。