《液压与气压传动》课程设计说明书
班级07机械国内
姓名毛显源
学号070155208
成绩
2. 夹紧液压缸负载与运动分析
工作负载 Fc=9.8KN
摩擦负载
夹紧液压缸采用平导轨：Fr= fF=f(G+N)
其中，N —为液压缸承受的压力，此处忽略不计。
又有夹紧液压缸的行程短，只有10mm,时间为2S,因此可以把 它作为
匀速运动的计算。
静摩擦负载： Ffs=Mc >F=0.2x 90N= 18N 3・液压缸承受的负载
________________________ 工作台液压缸承受的负载
表1
工 况 计算公式
总负载F%
液压缸推力%〃
启
动 F= Ffs 500
543.48 加 速 F= Ffs+Fal 500+38.23=538.23
585.03 快 进 F= Ffd
250
271.74 减 速 F= Ffd+ F L —Fa2 250+32000-37.84=32212.16
35013.22 工 进 F= F L +Ffd 32000+250=32250 35054.35 制 动 F= Ffd+ F L -F U 3 250+32000-0.39=32249.61
35035.92 反向加速 F= Ffd +Fa4 250+38.23=288.23
313.29 快
退 F= Ffd 250
271.74 制
动
F= Ffd —F J 5
250-38.23=211.77
230.18
工 况 计算公式
总负载F%
液压缸推力%
锁
紧 F= Ffs +Fc
8900+18=8918
9693.5 放
松
F=Ffd
9
9.78
减速
制动
反向加速
斑=耳巴竺 mi 。
x (4.5-46X 10-)
=3784N
g At 9.81
60x0.5
(G + N) Av 2.5x1000
gA?" 9^81
46 x IO- 60x0.5
=0.39N
反向制动
Fa4 =
(G ±N)Av = 2.5xlQ00x
g At 9.81
Fa5 =
(G ±N)Av = 2.5xlQ00x
g At 9.81
-------- =38.23N
60 x 0.5
-------- =3&23N
60 x 0.5
动摩擦负载: F"吋F =0」x 90N=9N
"m 一一液压缸的机械效率，一般取值0.90-0.95,此处取f]m =0.92
4.速度图和负载图的绘制
根据上述计算及题目给立的参数，速度要求等，绘制出以位移为横坐标，负载为纵坐标的负载图和以位移为横坐标，速度为纵坐标的速度图。
见液压缸速度图和负载图1。
三.确定液压系统主要参数
1.表3
按主机类型选择系统工作压力
铳床
2.5-6.3MP 按载荷选择工作压力
3O-5OKN
4.0-
5.0MP
因此初选工作台液压缸工作压力为P=4.5MP
一般夹紧液压缸的工作压力比较低，此处选=2.0MP
2. 计算工作台液压缸尺寸 1）计算液压缸内径D
以液压缸承受的最大负载来计算，由前而计算可知最大负载F= 35054.35 N
A=
F = 3505435/n2=77 90x p
丽—
('4x77.90x10^ =
\
3.14159-
査表取标准值D= 100mm
2）计算液压活塞杆直径d
由于快进和快退等速，即V1=V3,可知D= v ，f 2d
查表取标准值d=70mm
3)计算液压缸的有效作用面积A
无杆腔面积 Al=丄 7T D 2 =0.25X3.14159X 100cm 2 =78.54cm 2
4
有杆腔面积
A2 丄 n d 2 =0.25 x 3.14159 x 49 cm 2 =38.48 c nr
4
3. 计算夹紧液压缸的尺寸 1)计算液压缸内径D
F 9693.5 . 1
.
A=- = --------- 〃广=48・5x ICT 1 nr
P 2xlO 5
查表取标准值D=8mm
2）计算液压活塞杆宜径d
45xl05
m =99.2mm
D 100
=70.7mm
l4A^【4x4&5xl()7
—3.14159
m =7.02mm
d= —7= =—=5・65mm
y/2迈
查表取标准值d=6mm
4.活塞杆稳定性计算
对行程与活塞杆直径比L/d>10的受压柱塞或活塞杆，要进彳亍压杆稳左性计算。
由题目可知工作台液压杆的总行程L为：
L=L 1 +L2=300+90=390mm
/.L/d=5.57<10
•.•不需要进行稳左性汁算。
5.计算工作台液压缸的最大流量
q快进=Al V] = 78.54x1()7 x 45m'/min =35.34L/min
= 7&54xlO"^ x 46 x 10-? in3/niin =0.36 L/nin
q |= A1V
2
= 3&48X10—X 4.5m\,/niin =17.32L/nin
= A2 V
3
6.计算工作台液压杆的压力
32500
『二1(产 %1°6 MP = 4.14Mp
P 快迓=弘 / A1 = 7
_；；15zr X10-6MP=4.11 Mp 750
P 匸进=眼/A1 = -s
P快退=E总3/A2 =诋£乂 ](厂4 % 10"“卩=°・°65卜lp
7.计算工作台液压缸的功率
P快进=P快进q 貴进=35.34 L/nin x 4.14Mp=2438.46W
Pi 进=卩】进q i 进=0-36L/min x4.11 Mp=24.66W
P快退=P快退9快退=17.67L/nin xO.O65Mp =18.85W
8.绘制工作台液压缸工况图
工作循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率如下表：表3
根据表中数据绘制工况图如下:
P/MP
工况图2
四、拟定液压系统原理图
1.供油方式
从工况图分析可知，该系统在快进和快退所需流量较大，在工进时所需流量很小。
为提高系统工作效率，步省能源，采用双联式左量泵供油。
因此次系统最高工作压力为4.14MP 为中压系统，因此选用叶片泵。
2.调速回路
由工况图分析可知，系统在由快进到工进时，需要调节速度。
且工进时速度很低，负载变化小，采用调速阀的回油肖流调速回路。
3.速度换接回路
由于快进和工进之间的速度需要换接，但对换接的位置要求并不是很髙，所以，采用行
程开关发送信号，控制三位四通电磁阀来实现工进和快退的换接。
4.顺序动作回路
由系统的工作循环可知，夹紧缸和工作台液压缸之间存在顺序动作，因此，通过继电器来实现夹紧缸与工作台液压缸之间的顺序动作。
5.保压回路
苴中夹紧缸的回路中，为防止工进在加工过程中放松，采用蓄能器来保证工件被夹紧。
6.卸荷回路
本系统采用三位四通M型中位机能的电磁换向阀，具有系统卸荷作用。
7.减压回路
由于计算时设左夹紧缸的工作负载为2MP,因此需要减压回路。
系统中采用减压阀的减压回路。
8.信号元件动作顺序表
9. 系统原理图绘制
系统原理图3
10.原理图说明
1、5为过滤器：2为双联型液压泵：3为夜空顺序阀，当系统压力增高时，阀工作， 大流
量泵溢流。
4、10为单向阀；6为溢流阀，调泄系统压力；7为二位三通电磁阀，起夹 紧缸与工作台液压缸的顺序换接作用：8为三位四通电磁换向阀，控制工作台液压缸进退 作用：9为液控单向阀，防止系统开启时，工作台液压缸前冲：11为二位二通电磁阀，与 12调速阀构成速度环节回路：13为二位四通电磁阀，起夹紧缸的夹紧与放松动作：14为 减压阀，使输岀压力保持恒左：15为背压阀；16为截止阀；17为蓄能器，防止夹紧缸在 工作过程中放松，起到保压作用：18为压力继电器，当工件被夹紧后，发岀信号使1YA 失 电，阀7右位工作。
进」 前。