刀锉铣床液压系统的设计.doc

目 录 第一章绪论 第二章 工况分析与方案选择 2.1技术要求 2.2工况分析 2.3工作负载 第三章液压系统 3.1 拟定液压系统原理图 3.2组成液压系统 3.3系统液压元件、辅件设计 第四章 刀锉铣床液压系统中液压缸的设计 4.1液压缸的设计 4.2液压缸主要尺寸的确定 4.3液压缸的结构设计 结论 文献 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压力，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。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。 关键词：液压传动、稳定性、液压系统 第一章绪论 1.1铣床概述 铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 1.2液压技术发展趋势 液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。液压气动技术具有独特的优点，如:液压技术具有功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点；气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点，并易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。主要发展趋势如下：1.减少损耗，充分利用能量2.泄漏控制3.污染控制4.主动维护 第二章 工况分析与方案选择 2.1技术要求 刀锉铣床采用缸筒固定的液压缸驱动工作台，卧式布置，，完成工件铣削加工时的进给运动；工件采用机械方式夹紧。工作台由液压与电气配合实现的自动循环要求为：快进—→工进—→快退—→停止。工作台除了机动外，还能实现手动。刀锉铣床工作台的运动参数和动力参数如表一所列。 表一　刀锉铣床工作台的运动参数和动力参数 工况 行程 (mm) 速度 (m/s) 时间 t(s) 运动部件重力G(N) 铣削负载Fe(N) 启动、制动t(s) 快速 300 0.075 t1 5500 - 0.05 4 工进 100 0.016～0.001 t2 9000 6.25～10 快退 400 0.075 t3 - 5.33 2.2工况分析 工作台液压缸外负载计算结果见表二 表二 工作台液压缸外负载计算结果 工 况 计算公式 外负载(N) 注：静摩擦负载： Ffs=μs(G+Fn)=0.2×(5500+0)=1100(N) 动摩擦负载： Ffd=μd(G+Fn)=0.1×(5500+0)=550(N) 惯性负载：Ffd+G/g×△v/△t=5500×0.075/（9.81×0.05）=840(N). △v/△t:平均加速度(m/s2). 启 动 F1=Ffs 1100 加 速 F2=Ffd+G/g×△v/△t 1390 快 进 F3=Ffd 550 工 进 F4=Fe+Ffd 9550 反向启动 F5=Ffs 1100 加 速 F6=Ffd+G/g×△v/△t 1390 快 退 F7=Ffd 550 由表一和表二即可绘制出图一所示液压缸的行程特性（L-t）图、速度特性（v-t）图和负载特性（F-t）图。 图一　液压缸的L-t图、v-t图和F-t图 （2）确定主要参数，编制工况图 由参考文献一，初选液压缸的设计压力P1=3MPa. 为了满足工作台进退速度相等，并减小液压泵的流量，今将液压缸的无杆腔作为主工作腔，并在快进时差动连接，则液压缸无杆腔的有效面积A1 与A2应满足A1=2A2（即液压缸内径D和活塞杆直径d间应满足：D=d.） 为防止工进结束时发生前冲，液压缸需保持一定回油背压。由参考文献一，暂取背压为0.8MPa，并取液压缸机械效率ηcm=0.9,则可计算出液压缸无杆腔的有效面积。 液压缸内径： 按GB/T2348-1980,取标准值D=80mm=8cm,因A1=2A2,故活塞杆直径为 则液压缸的实际有效面积为 差动连接快进时，液压缸有杆腔压力P2必须大于无杆腔压力P1；其差值估取△P= P2- P1=0.5MPa,并注意到启动瞬间液压缸尚未移动，此时△P=0；另外，取快退时的回油压力损失为0.5MPa。 根据上述假定条件经计算得到液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率，并可绘出其工况图（图二）。 表三 液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率 工作阶段 计算公