精品液压毕业论文.docx

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精品液压毕业论文

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目录

1.广东工业大学机电液综合设计项目任务书3

2.摘要5

3.设计要求和概述6

3.1设计内容、要求说明6

3.2液压传动系统的主要优点：

7

3.3.半自动组合机床液压系统特点：

7

4液压系统的工况分析8

4.1工作缸的负载及负载循环图8

4.2夹紧缸的负载10

5拟定液压系统原理图11

5.1确定供油方式11

5.2调速方式的选择11

5.3速度换接方式的选择11

5.4夹紧回路的选择11

5.5系统工作原理12

5.6电磁铁动作顺序表13

6液压系统的计算和选择液压元件14

6.1液压缸主要尺寸的确定14

6.2.确定液压缸的流量、压力和选择泵的规格16

6.3.液压阀的选择18

6.4.确定管道尺寸19

6.5.液压油箱容积的确定20

7.液压系统的验算21

7.1.压力损失的验算21

7.2.系统温升的验算24

9.液压集成块结构与设计27

9.1.液压集成回路设计27

9.2.液压集成块的设计28

9.3.集成块设计步骤28

9.4.集成块零件图的绘制28

10.设计总结30

11.参考文献31

综合设计项目任务书

题目名称

半自动液压专用铣床液压系统设计

学生学院

机电工程学院

专业班级

姓名

学号

一、设计内容

设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：

手工上料——自动夹紧——工作台快进——铣削进给——工作台快退——夹具松开——手工卸料。

主要工作内容：

（1）明确设计要求进行工况分析；

（2）确定液压系统主要参数；（3）拟定液压系统原理图及验证设计方案；（4）计算和选择液压件；（5）验算液压系统性能；（6）绘制工作图及编制技术文件。

二、设计要求与数据

工作台液压缸负载力（KN）：

FL夹紧液压缸负载力（KN）：

Fc

工作台液压缸移动件重力（KN）：

G夹紧液压缸移动件重力（N）：

Gc

工作台快进、快退速度（mmin）：

V1=V3夹紧液压缸行程（mm）：

Lc

工作台工进速度（mmmin）：

V2夹紧液压缸运动时间（S）：

tc

工作台液压缸快进行程（mm）：

L1导轨面静摩擦系数：

μs=0.2

工作台液压缸工进行程（mm）：

L2导轨面动摩擦系数：

μd=0.1

工作台启动时间（S）：

t=0.5

数据表

姓名

FL

Fc

G

Gc

V1

V2

L1

L2

Lc

tc

张荣晋

27.5KN

24KN

18KN

172N

4.5mmin

75mmmin

450mm

90mm

25mm

2s

三、设计应完成的工作

液压系统工作原理图（A4）；零件图（A3）；部件装配图（A3）；设计说明书1份。

注：

在进行零、部件设计时，集成块和油箱零、部件可以任选。

四、设计进程安排

序号

设计各阶段内容

地点

起止日期

1

（1）阅读、研究设计任务书，明确设计内容和要求，了解原始数据和工作条件；

（2）收集有关资料并进一步熟悉课题。

教一302

11.28－11.29

2

（1）明确设计要求进行工况分析；

（2）确定液压系统主要参数；

（3）拟定液压系统原理图及验证设计方案

教一302

11.30－12.7

3

（1）计算和选择液压件；

（2）验算液压系统性能；

宿舍

12.8－12.9

4

（1）绘制零部件图；

（2）绘制正式的液压原理图。

宿舍

12.10－12.14

5

（1）编写设计计算说明书；

（2）编写零部件目录表。

宿舍

12.15－12.18

6

整理资料，答辩

工2－731

12.19－12.20

五、应收集的资料及主要参考文献

［1］李笑吴冉泉主编，《液压与气压传动》，国防工业出版社，2006

［2］杨培元朱福元主编，《液压系统设计简明手册》，机械工业出版社，1998

［3］成大先主编，《机械设计手册》（第四版，第四卷），化学工业出版社，2002

［4］雷天觉主编，《新编液压工程手册》，机械工业出版社，1998

［5］张利平主编，《液压与气压设计手册》，机械工业出版社，1997

发出任务书日期：

2011年11月28日指导教师签名：

计划完成日期：

2011年11月28日基层教学单位责任人签章：

主管院长签章：

1.

2.

摘要

液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它与机械传动、电气传动相比，液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小，传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定，液压传动容易实现自动化。

本次设计主要针对半自动组合铣床液压系统及其有关装置设计，根据给定条件和需要而设计的一个液压系统，对液压传动的基本原理进行分析，涉及到集成块的设计、必要的计算、分析和验算，以及各类元件（尤其阀类元件）的选择，系统的改进方法。

半自动组合铣床液压系统及其有关装置设计综合应用机械设计、计算机制图、液压传动、机械制图、结构力学等课程，完成卧式半自动组合机床的液压系统的原理设计、液压系统的设计计算、液压系统的元部件的选择、液压集成油路的设计、液压集成块的设计等，并绘制了液压系统的原理图和集成块液压集成回路图，利用UG绘制了压力块的三维立体图和零件图。

关键词：

液压集成块液压阀工程图半自动铣床

1.

2.

3.设计要求和概述

设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：

手工上料→自动夹紧→工作台快进→铣削进给→工作台快退→夹具松开→手工卸料。

1

2

3

3.1设计内容、要求说明

1.

2.

3.

3.1.

3.1.1.液压系统设计

根据设备的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理进行工况分析，拟定合理、完善的液压系统原理图，需要写出详细的系统工作原理，给出电磁铁动作顺序表。

再经过必要的计算确定液压有关参数，然后按照所得参数选择液压元件、介质、相关设备的规格型号（或进行结构设计）、对系统有关参数进行验算等。

3.1.2.液压装置结构设计

液压装置包括集成块、液压站等，进行结构设计时应考虑元件布局合理、紧凑、美观、外连管道少，装卸、调试方便，集成块中的油路尽可能简单、短、交叉少，加工容易、加工工作量尽可能少。

3.1.3.绘制工程图、编写设计说明书

绘制液压系统原理图（系统总油路、集成块集成回路）、液压装置工程图（集成块结构图、集成块元件装配图），图纸必须按国家标准要求打印，按照老师要求上交一定数量的图纸；编写设计说明书。

3.2液压传动系统的主要优点：

液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它与机械传动、电气传动相比具有以下的主要优点：

（1）由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。

例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。

由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。

（2）液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。

例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。

液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025NW（牛瓦）,发电机和电动机则约为0.03NW。

（3）可在大范围内实现无级调速。

借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。

（4）传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。

正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。

（5）液压装置易于实现过载保护——借助于设置溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命长。

（6）液压传动容易实现自动化——借助于各种控制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时，能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实现遥控。

（7）液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，便于设计、制造和推广使用。

1.

2.

3.

3.1.

3.2.

3.3.半自动组合机床液压系统特点：

1.采用了限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，保证了稳定的低速运动，有较好的速度刚性和较大的调速范围。

2.采用了限压式变量泵和液压缸的差动连接实现快进，能量利用合理。

3.采用了三位四通M型中位机能的电液换向阀换向，提高了换向平稳性，减少了能量损失。

4液压系统的工况分析

4.1工作缸的负载及负载循环图

根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图，如图所示。

速度循环图

计算各阶段的外负载并绘制负载图。

工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的外负载为

（4-1）

式中FL——工作负载（N）；

Ff——摩擦负载（N）；

Fi——惯性负载（N）。

（1）工作负载：

工作负载与机器的工作性质有关，有恒值负载与变值负载。

工作负载又可分为阻力负载和超越负载，阻止液压缸运动的负载称为阻力负载，又称正值负载；助长液压缸运动的负载称为超越负载，也称负值负载。

（2）摩擦负载：

摩擦负载是指液压缸驱动工作机构工作时所要克服的机械摩擦阻力。

对于机床来说，即导轨的摩擦阻力。

启动时为静摩擦阻力，可按下式计算：

（4-2）

启动后变为动摩擦阻力，可按下式计算：

（4-3）

式中G——运动部件所受重力（N）；

Fn——外负载作用于导轨的正压力（N）；

Ffs、Ffd——静、动摩擦阻力（N）；

μs、μd——静、动摩擦系数。

（3）惯性负载惯性负载即运动部件在启动和制动过程中的惯性力，其平均惯性力可按下式计算：

（4-4）

式中g——重力加速度，g=9.8ms2；

Δ——速度变化量（ms）；

Δt——启动或制动时间（s）。

一般机械可取Δt=0.01~0.5s，对轻载低速运动部件取小值，对重载高速运动部件取大值，本设计中取Δt=0.5s。

在本设计中

工作负载：

FL=27.5KN

摩擦负载及惯性负载：

（4）运动时间：

快进：

工进：

快退：

设液压缸的机械效率，则液压缸推力：

根据上述计算结果，列出各工作阶段所受的外负载：

工作缸负载列表

持续时间（s）

工况

负载组成

液压缸负载（N）

液压缸推力（N）

行程（mm）

0.5

启动

Ffs

3600

4000

加速

+

3076

3418

6

快进

1800

2000

450

72

工进

+FL

29300

32556

90

0.5

反向启动

Ffs

3600

4000

加速

+

3076

3418

7.2

快退

1800

2000

540

并画出如图所示负载循环图：

4.2夹紧缸的负载

工进速度：

静摩擦力：

动摩擦力：

工进时液压缸推力：

5拟定液压系统原理图

5.1确定供油方式

考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。

而在快进、快退时负载较小，速度较高。

从节省能量、减少发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。

现采用带压力反馈的限压式变量叶片泵。

5.2调速方式的选择

在中小型专用机床的液压系统中，进给速度的控制一般采用节流阀或调速阀。

根据铣削类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一