第一章课程设计的目的和任务
一、课程的目的
通过这次课程设计,其目的主要有以下几点:
1、通过本课程的学习,学生将所学的知识能够统一起来并熟练的运用与实际之中。
2、熟练掌握系统的运动和力的分析以及工况图的绘制。
3、学会分析系统以及系统原理图的绘制。
4、学会如何运用液压手册查找相关的液压元器件及附件。
5、学会对液压系统验算分析。
二、课程设计的任务
已知:机床上有主轴l6个,加工φ13.9mm的孔l4个φ8.5mm 的孔 2个。
刀具材料为高速钢,工件材料为铸铁,硬度为240HBS;机床工件、部件总质量m=1000kg;快进、快退1v、2v均为 5.5m /min,快进行程长度l1=0.1m,工进行程长度l2=0.05m,往复运动的加速、减速时间小于0.2s;动力滑台采用平导轨,其静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1,其n1=360r/min,s1=0.147mm/r。
n2=550r/min,s2=0.096mm/r。
Fs=0.2,Fd=0.1。
液压系统中的执行元件使用液压缸。
设计要求动力滑台实现“快进→工进→快退→停止”的工作循环
第二章 力与运动分析
一、运动分析
1、工进的速度s m
m
s n v 00088.0min
0529.0000147.0360114==⨯==
2、加速段:
2
11458.060
2.00
5.5,01s m a t s s a =⨯-=-=
m
s at s 0916.022.0458.0,22
121=⨯==
s m v at v 0916.02.0458.0,11=⨯==
3、快进段:m s 1.02=
s
m
v v 0916.012==
4、减速段:
2
243451.02.00916.000088.0,s m a t v v a -=-=-= m
s t a t v s 0092.02.02451
.02.00916.0,223223=⨯-⨯=+=
5、工进段:m s 5.04=
s m v 00088.04=
6、制动段:
2
54550044.02
.000088.00,s m a t v v a -=-=-=
m
s at s 000009.022.00044.0,22
25=⨯==
7、反向加速:
s
m
v v 0916.016==
2
6566458.02
.00
0916.0,s m a t v v a =-=-=
m
s at s 0916.022.0458.0,22
626=⨯==
8、快退段:
s
m
v 0916.07=
6
543217
2s s s s s s s -++++=
m
s 1502.07=
9、停止段:
s
m v v 0916.068==
m
s s 0916.068
==
二、动力分析
(1)启动:N
F F F s n L 19602.09800=⨯==
(2)加速:N ma Fd F F n L
1438458.01000.09800=⨯+⨯=+=
(3)工进:N
F FnF F q d L
3144630466980=+=+=
(4)快进/快退:N
F F F d n L 9801.09800=⨯==
(5)减速:N
ma F F F d n L
1434454980=+=+=
根据以上分析可得出速度、负载循环图 见图2-1
图2-1速度、负载循环图
第三章确定液压系统的主要参数
一、确定液压缸的参数
表3-1 按载荷选择工作压力
1、确定液压缸的工作压力
因本系统的最高作用压力为31KN,因此根据表3-1
初选液压缸的工作压力为P1=5MP,P2=0.2MP。
2、计算液压缸的结构参数
表3-2液压缸内径尺寸系列(GB2348-80)
表3-3活塞杆外径系列(GB2348-80)
因本系统要实现快进和快退的速度相同,故选用差动连接,
且活塞缸和活塞杆的面积之比为:
2
2
1
=A A 。
2
6
622
1110076.0104.010531446m
P A A P F
A =⨯-⨯=-
=η
m
A
D D A 098.04,4
12
==
=
π
π
根据表3-2可确定液压缸的内径为0.1m 。
则有:
2
1
20038.02
m A A ==
m
A
D D A 069.04,4
22
==
=
π
π
根据表3-3可确定活塞杆的外径为0.07m 。
则有
2
22
200385.0,4
m A D A ==
π
二、确定液压缸工的工况图
表3-4 各阶段压力、流量和功率值
匀
速
9800.64220.440.16工
进314460.20.41 4.1
0.02
8
1
2
2
1A
A
p
F
p
+
=
2
1
V
A
q=
P=p1q
快退
启
动
19600.2-0.92-
2
1
2
1A
A
p
F
p
+
=
2
2
V
A
q=
P=p1q 加
速
14380.2-0.78-
匀
速
9800.2
21.1
1
0.660.23
根据表3-4可得出工况图,见图3-1
3-1 液压缸工况图
第四章拟定液压系统的原理图
一、选择液压基本回路
1、调速回路的选择
根据系统要求可知,该液压系统的功率较小,工作负载变化不大,故可选择节流调速方式。
又因为要实现快进和快退的速度相等,所以选用差动连接。
2、方向控制回路
因为本系统要实现差动连接,在工进时要实现卸荷,接要求响应速度快。
因此在回油路上要用二位三通电磁换向阀。
因本系统要求双向动作,且要求中位时卸荷和响应速度快。
因此选择中位机能为M型的三位四通换向阀。
3、压力控制回路
由于本系统有快进时的低压大流量和工进时的高压中小流量。
因与大泵并联一个调定压力大的先导溢流阀;给小泵并联一个调定压力底的溢流阀。
二、液压系统的合成
为了解决快进时需的大流量,工进时的小流量,因此应与节流阀并联一个二位两通的电磁换向阀。
为了避免大泵工作时的高压进入,小泵及直接通过小溢流阀回流邮箱。
而使工进无法正常进行。
因此应在大泵与小泵之间串联一个普通单向阀。
三、原理图的绘制
根据以上的信息科绘制出原理图,见图4-1
图4-1 液压系统原理图
表4-1电磁铁的工作顺序
电位
YA1YA2YA3YA4YA5YA6工作状态
快进-++-+-
工进+--++-
快退-+-+-+
停止+-+---。