液压系统的设计.doc
《液压系统的设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《液压系统的设计.doc(28页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、目录摘 要1前 言2第1章 液压传动概述31.1 液压传动工作原理及组成31.2 液压传动特点31.3 液压工作介质4第2章 总评方案62.1 工况分析62.2 确定液压系统方案7第3章 确定关键参数113.1 计算液压缸尺寸流量113.2 计算液压泵电机功率143.3 液压泵气穴、噪声17第4章 选择液压元件194.1 选择阀类型194.2 选择液压元件确定辅助装置20总 结25致 谢26参考文件27摘 要面对中国经济多年来快速发展,机械制造工业壮大,在国民经济中占关键地位制造业领域得以健康快速发展。制造装备改善,使得作为制造工业关键设备各类机加工艺装备也有了很多新改变,尤其是孔加工,其在今
2、天液压系统地位越来越关键。镗床液压系统设计,除了满足主机在动作和性能方面要求要求外,还必需符合体积小、重量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维修方便等部分公认普遍设计标准。液压系统设计关键是依据已知条件,来确定液压工作方案、液压流量、压力和液压泵及其它元件设计。总而言之,完成整个设计过程需要进行一系列艰巨工作。设计者首先应树立正确设计思想,努力掌握优异科学技术知识和科学辩证思想方法。同时,还要坚持理论联络实际,并在实践中不停总结和积累设计经验,向相关领域科技工作者和从事生产实践工作者学习,不停发展和创新,才能很好地完成机械设计任务。关键词:液压缸 液压泵 换向阀前 言液压气动技术最
3、早是19世纪末在西方发展起来。中国从50年代后期开始起步。现在各国全部很重视液压气动技术开发和应用。总来看,美国在这一领域技术、产值在世界上处于领先地位,但面临西欧和日本猛烈竞争。从行业上看,一段时间里,主机制造商倾向于用外购元件自行设计液压气动系统。但因为技术日益复杂,使得用从各制造商购得元件建立含有稳定市场效益液压气动系统越来越困难。设计任务正向元件制造商转移,由专业液压气动厂商供给成套系统,但只有大企业才能负担这项任务。基于此,全球性跨国企业展开了竞争、合并。大量资金用于研究开发和技术革新,较小企业负担不了这么开支,其中很大一部分被挤出市场。中国经过40多年发展,液压气动行业已含有一定独
4、立开发能力,能生产出一批技术优异、质量很好元件、系统和整机 ,伴随中国加入WTO,向国际优异技术学习、和世界著名大企业合作机会越来越多,这将是这一行业发展趋势。多年来,液压传动因为应用了计算机技术、信息技术、自动控制技术、新材料等后取得了新发展,使液压系统和元件正向高压、高速、高精度、高效率方向发展,在完善百分比控制、伺服控制、数字控制等技术上取得新成就。液压系统发展方向是:创制新型节能、微型元件高度组合化、集成化和模块化和微电子结合,走向智能化。总而言之,液压工业在国民经济中作用是很大,它常常见来衡量一个国家工业水平关键标志之一。和世界上关键工业国家相比,中国液压工业还有相当差距,标准化、优
5、质化工作有待于继续做好,智能化工作刚刚起步,为此必需急起直追,才能迎头赶上。第1章 液压传动概述液压气动技术是机械设备中发展最快技术之一。尤其是多年来和微电子、计算机技术相结合,使液压气动技术进入了一个新发展阶段。现在,已广泛应用在工业各领域。因为多年来微电子、计算机技术发展,液压、气动元器件制造技术深入提升,使液压气动技术不仅作为一个基础传动形式上占相关键地位,而且以优良静态、动态性能成为一个关键控制手段。1.1 液压传动工作原理及组成 工业各部门使用液压传动出发点是不尽相同:如工程机械、压力机械是利用它们在传输动力上优点;航空工业是利用其结构简单、体积小、重量轻、输出功率大特点;机床是利用
6、它们在操纵控制上优点,利用其能在工作过程中实现无级变速,易于实现频繁换向,易于实现自动化等。液压传动工作原理:液压传动是利用液体压力能来传输动力一个传动式,液压传动过程是将机械能转换和传输过程。1.1.1液压系统组成动力装置液压泵;实施装置液压缸和液压马达;控制调整装置控制阀;辅助装置除上面以外其它装置。1.2 液压传动特点1.2.1液压传动优点1.液压传动装置运动平稳,反应快,惯性小,能高速开启,制动和换向。2.在相同功率情况下,液压传动装置体积小,重量轻,结构紧凑。比如同功率液压马达重量只有电动机10%-20%。3.液压传动装置能在运行中方便实现无及调速,且调速范围最大可达1:(通常为1:
7、1000)。5.操作简单方便,易于实现自动化。当它电气联合控制时。能实现复杂自动工作循环和远距离控制。6.易于实现过载保护。液压元件能自行润滑,使用寿命较长。7.液压元件实现了标准化、系列化、通用化,便于设计、制造和使用。1.2.2 液压传动缺点1.液压传动不能确保严格传动比,这是因为液压油可压缩性和泄露造成。2.液压传动对油温改变较敏感,这会影响它工作稳定性。所以液压传动不宜在很高或很低温度下工作,通常工作温度在-1560范围内较适宜。3.为了降低泄露,液压元件在制造精度上要求较高,所以它造价高,且对油液污染比较敏感。4.液压传动装置出现故障时不易查找原因。5.液压传动在能量转换(机械能压力
8、能机械能)过程中,尤其是在节流调速系统中,其压力、流量损失大,故系统效率低。6.液压传动在能量转换过程中,其压力、流量损失大,故系统效率低。1.3 液压工作介质1.3.1物理性质1.密度单位体积液体质量称密度。矿物油型液压油在15时密度为900/m3左右,在实际使用中能够认为不受温度和压力影响。2.可压缩性和膨胀性液体受压力作用而使体积发生改变性质称为液体可压缩性。液体受温度影响而使体积发生改变性质成为液体膨胀性。体积为V液体,当压力改变量为p时,体积绝对改变量为V,液体在单位压力改变下体积相对改变量为 =- 式中,k称为液体体积压缩系数。因为压力增大时液体体积降低所以上式右边加一负号,以使为
9、正值。液体体积压缩系数倒数称为液体体积弹性模量,用K表示。即 体积弹性模量K表示液体产生单位体积相对改变量时所需要压力增量。在使用中,可用K值来说明液体抵御压缩能力大小。液压油可压缩性对液压传动系统动态性能影响较大,但当液压传动系统在静态下工作时,通常能够不予考虑。1.3.2对液压工作介质要求.有合适黏度和良好黏温特征.氧化安定性和剪切安定性好.抗乳化性、抗泡沫性好 正确合理地选择工作介质,对于确保液压系统正常工作、延长使用寿命、提升工作可靠性、预防事故发生等全部有很关键影响。液压油液选择,首先依据液压传动系统工作环境和工作条件来选择适宜液压油类型,然后再选择液压油黏度。第2章 总评方案2.1
10、 工况分析分析系统工况。首先,依据已知条件,绘制运动部件速度循环图。以下图所表示,然后计算各阶段外负载并绘制负载图。 负载循环图液压缸所受外负载F包含三种类型:即:F=Fw +Ff +Fa式中:Fw-工作负载对于金属切削机床来说,即为沿活塞运动方向切削力。本系统中Fw为15000N。Fa-运动部件速度改变时惯性负载。Ff-导轨摩擦阻力负载。开启时为静摩擦力,开启后为动摸擦力。对于平导轨Ff可由下式求:Ff =f(G+FRn )G-运动部件重力FRn -垂值和导轨工作负载f-导轨摩擦系数。本系统中静摩擦系数为0.2,动摩擦系数为0.1。则求:Ffs =0.20=4000N。Ffa =0.10=N
11、。上式中Ffs为静摩擦阻力,Ffa为动摩擦阻力。Fa=式中g-重力加速度t-加速度或减速度时间本系统中t取0.2sv-t时间内速度改变量依据上述计算结果,列出各工作阶段所受外负载以下表,并画出上图所表示负载循环图。 工作循环各阶段外负载工作循环负载组成负载值F/N推力F*n/N开启F= Ffs40004450快速F= Ffs40004450工进F=Ft+ Ffa1700018900快退F= Ffa22202.2 确定液压系统方案2.2.1确定供油方法考虑到该机床在工作进给时负载较大,速度较低。而在快速,快进是负载较小,速度较高。从节省能量,降低发烧考虑。液压泵源系统宜选择双泵供油方法或变量泵供
12、油。现采取带压力反馈限压式变量叶片泵。2.2.2调速方法选择在中小型专用机床液压系统中,进给速度控制通常采取截流阀或调速阀。依据铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特征全部有一定要求特点,决定采取限压式变量泵和调速阀组成容积截流调速。这种调速回路含有效率高,发烧小和速度刚性好特点,而且调速阀装在回油路上,含有承受负切削力能力。2.2.3速度换接方法选择本系统采取电磁阀快慢速换接回路,它特点是结构简单,调整行程比较方便,阀安装也比较轻易,但速度换接平稳性较差。若要提升系统换接平稳性,则可改用行程阀切换速度换接回路。最终把所选择液压回路组合起来,即可组合成以下图所表示. 液压系统原理图电磁阀动
13、作次序以下表:元件动作1YA2YA3YA开启+_+快进+_+工进_+-快退+_+实施元件工况图:(a)压力循环图(b)流量循环图(C)功率循环图机床进给液压缸工况图t1-快进时间 t2-工进时间 t3-快退时间A:开启:按下开启键,电磁铁1YA通电,先导电磁铁阀4左端接入系统。由泵输出油经先导电磁阀5流入液压缸,再经过先导电磁阀7左端,进入液流阀回油路。油路工作情况为:进油路:过滤器2变量泵3先导电磁阀5单向节流阀6先导电磁阀7液压缸8回油路:液压缸8先导电磁阀5油箱。B:快进:按下开启键后,由电磁铁1YA ,3YA 通电。先导电磁阀4左端接入系统,同时先导电磁阀5右端接入系统。油路工作情况为
14、:过滤器2单向液压泵3先导电磁阀5液压缸8。回油路:液压缸8先导电磁阀5油箱。C:工进:按下按钮后,2YA 通电,先导电磁阀5右端和先导电磁阀7右端接入系统。进油路:过滤器2单向液压泵3先导电磁阀5右端液压缸8。回油路:液压缸8先导电磁阀7右端油箱。D:快退按下按钮后,1YA ,3YA,通电。先导电磁阀5左端和先导电磁阀7右端接入系统。进油路:过滤器2单向液压泵3先导电磁阀5先导电磁阀7液压缸8。回油路:液压缸8先导电磁阀5油箱。第3章 确定关键参数3.1 计算液压缸尺寸流量液压缸结构简单,和杠杆、连杆、齿轮齿条、凸轮等机构配合使用能实现多个机械运动以满足多种要求。按结构特点不一样,缸能够分为
15、活塞式、柱塞式和摆动式三大类;按作用方法分为单作用和双作用两种。依据系统要求,选择活塞式单作用液压缸。通常活塞缸由后端盖、缸筒、活塞、活塞杆和前端盖等关键部分组成。为了预防工作介质向缸外或由高压腔向低压腔泄露,在缸筒和端盖、活塞和活塞杆、活塞和缸筒、活塞杆和前端盖之间均设有密封装置。在前端盖外侧还装有防尘装置。为预防活塞快速运动到行程终端时撞击缸盖,有些缸端部设置缓冲装置。3.1.1液压缸工作压力确定液压缸工作压力关键依据液压设备类型来确定,对于不一样用途液压设备,因为工作条件不一样,通常采取压力范围也不一样。液压设备常见工作压力设备类型机床磨床组合机床龙门刨床拉床农业机械或中型工程机械液压或
16、起重机械工作压力P/MPa0.82.0352881010162030现参阅上表取液压缸工作压力为Pa=3.5Mpa3.1.2计算液压缸内直径D和活塞杆直径d由负载图知最大负载F为18900N。按下表取P2为0.5Mpa,=0.9.实施元件背压估量直 系统类型背压P2(Mpa)中低压系统08MPa简单系统通常轻载截流调速系统0.20.5回油路带调速阀系统0.50.8回油路带背压阀系统0.51.5采取带补液压泵闭和回路0.81.5中高压系统816同上比中低压系统高50%100%高压系统如锻压机械等初算时背压可忽略不记液压缸内直径D和活塞杆d关系按机床类型选择d/D按液压缸工作压力选择d/D机床类别
17、d/D工作压力P/(Mpa)d/D磨床,研磨床0.20.3250.50.58钻床,镗床,铣床0.7570.620.70-70.7考虑到快进,快退速度相等。取d/D为0.7,代入公式: F-工作循环中最大外负载 P1-液压缸工作压力。初算时可取系统工作压力P0 P2-液压缸回油腔背压力 d/D-活塞杆直径和液压缸内直径之比 -液压缸机械效率。通常ncm=0.9-0.97.在本系统中F=18900N,P1=3.5Mpa,P2=0.5Mpa,ncm=0.9,d/D=0.7.则代入公式中可得:D=82mm液压缸内直径尺寸系列(GB2348-80)(mm)810121620253240506380(90
18、)100(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630注:括号内数值为非优先选择值活塞杆直径系列(GB-80)(mm)456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400依据上表可知,将液压缸内直径调整为标准系列直径D=90mm。活塞杆直径d,按d/D=0.7及查表可得d=63mm。由此求得液压缸腔实际有效面积为:依据上述D和d直,可估算液压缸在各个工作阶段压力,流量和功率。按最低工进速度验算液压缸最小稳定速度,由公式: 式中:Qmin-流量阀
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 液压 系统 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。