液压传动系统设计与计算
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目录内容提要.................................................... I I Summary................................................... I II 1绪论. (1)1.1液压传动的发展历史 (1)1.2我国液压传动发展情况 (2)1.3液压传动在机械行业中的应用 (3)1.4液压系统的基本组成 (4)1.5 液控蝶阀 (5)1.6设计方案简述 (7)2 液控蝶阀液压系统设计 (7)2.1 技术参数和设计要求 (7)2.2蝶阀安装方式选择 (8)2.3 工况分析 (9)2.4 负载循环图和速度循环图的绘制 (10)2.5液压系统原理图的拟定 (12)2.6 控制过程综述 (13)3 液压系统的计算和元件选型 (14)3.1液压缸主要尺寸的确定 (14)3.2液压泵的流量,压力的确定和泵规格的选择 (15)3.3液压泵匹配电动机的选定 (16)3.4 阀类元件及辅助元件的选择 (17)3.5 管道的确定 (19)4 液压缸的结构设计 (24)4.1 液压缸主要尺寸的确定 (24)4.2 液压缸的结构设计 (26)5 液压油箱的设计 (28)5.1 液压油箱有效容积的确定 (28)5.2 液压油箱的外形尺寸设计 (29)5.3 液压油箱的结构设计 (29)6 液压辅助元件的选择 (33)6.1 蓄能器的选择 (33)6.2 液位控制器的选择 (33)6.3 空气过滤器的选择 (33)6.4 温度计的选择 (33)6.5 压力表的选择 (34)6.6 回油过滤器的选择 (34)6.7 液压工作介质的选择 (34)7液压系统性能的验算 (35)7.1压力损失的验算 (35)7.2 系统温升的验算 (35)8 液压系统安装及调试 (36)8.1 液压系统安装 (36)8.2 调试运行 (36)8.3 液压系统污染的控制 (36)8.4 调试注意事项 (37)8.5 液压系统的维护及注意事项 (37)设计总结 (38)参考文献 (39)致谢 (40)内容提要本设计是对蓄能式液控蝶阀液压系统的设计和计算,运用了许多液压知识和机械设计原理,液控蝶阀是国内应用比较多的一种自动控制阀,如水轮机的进水阀,以及一些管道的自动开关阀。
液压传动系统设计计算例题1. 引言液压传动系统是一种常用的能量传递和控制系统,广泛应用于工程机械、航空航天、冶金、石油化工等领域。
本文将通过一个设计计算例题,介绍液压传动系统的设计过程和计算方法。
2. 设计要求设计一个液压传动系统,满足以下要求:•最大输出功率为100kW•最大工作压力为10MPa•最大转速为1500rpm•传动比为5:13. 功率计算根据设计要求,最大输出功率为100kW,转速为1500rpm,可以通过以下公式计算液压机的排量:功率(kW)= 排量(cm^3/rev) × 转速(rpm) × 压力(MPa) × 10^-6由于传动比为5:1,液压泵的排量为液压马达的5倍,因此液压泵的排量为:排量(cm^3/rev) = 功率(kW) / (转速(rpm) × 压力(MPa) × 10^-6 × 5)= 100 / (1500 × 10 × 10^-6 × 5)= 0.133 cm^3/rev4. 泵和马达的选择根据计算结果,液压泵的排量为0.133 cm^3/rev。
在实际中,可以选择一个接近或等于该排量的标准泵来满足需求。
假设我们选择了一台0.15 cm^3/rev的液压泵。
由于传动比为5:1,液压马达的排量为液压泵的1/5,因此液压马达的排量为:排量(cm^3/rev) = 液压泵排量 / 5= 0.15 / 5= 0.03 cm^3/rev同样地,我们可以选择一个接近或等于该排量的标准马达。
5. 油液流量计算油液流量可以通过以下公式计算:流量(L/min) = 排量(cm^3/rev) × 转速(rpm) / 1000液压泵的流量为:流量(L/min) = 0.15 × 1500 / 1000= 0.225 L/min液压马达的流量为:流量(L/min) = 0.03 × 1500 / 1000= 0.045 L/min6. 液压系统元件选择在设计液压传动系统时,除了液压泵和液压马达,还需要选择其他的液压元件,如油箱、油管、阀门等。
液压传动系统设计
1. 引言
液压传动系统是一种常用的工程装置,用于转换和控制液体能量,实现机械运动。
本文将讨论液压传动系统的设计原理和步骤,以及液压元件的选型和系统参数的计算。
2. 液压传动系统设计原理
液压传动系统的设计基于帕斯卡定律,即压力在液体中均匀传递。
通过应用力学和流体力学原理,可以实现各种类型的液压传动系统,包括液压缸、液压马达和液压泵等。
3. 液压元件选型
在设计液压传动系统时,需要选择合适的液压元件来满足系统的要求。
常见的液压元件包括液压缸、液压马达、液压泵、液压阀等。
选型时应考虑以下因素:
- 载荷和工作压力
- 流量和速度需求
- 空间和尺寸限制
- 可靠性和维护性
4. 液压系统参数计算
设计液压传动系统时,需要计算和确定一些基本参数,以保证系统的性能和稳定性。
这些参数包括:
- 液压流量:根据工作负荷和速度需求计算
- 压力损失:考虑管道和元件的摩擦损失
- 油液温升:根据功率损失和流量计算
- 液压缸和液压马达的力和速度关系:根据帕斯卡定律计算
5. 结论
通过本文的讨论,我们了解了液压传动系统设计的基本原理和步骤。
在实际设计中,应根据具体要求选择合适的液压元件,同时进行必要的参数计算,以确保系统的性能和可靠性。
> 注意:本文所提供的信息仅供参考,具体设计时还需考虑其他因素,并进行详细分析和验证。
参考文献
- [reference 1]
- [reference 2]
- [reference 3]。
液压传动系统的设计与计算[原创2006-04-09 12:49:44 ] 发表者: yzc741229液压传动系统设计与计算液压系统设计的步骤大致如下:1.明确设计要求,进行工况分析。
2.初定液压系统的主要参数。
3.拟定液压系统原理图。
4.计算和选择液压元件。
5.估算液压系统性能。
6.绘制工作图和编写技术文件。
根据液压系统的具体内容,上述设计步骤可能会有所不同,下面对各步骤的具体内容进行介绍。
第一节明确设计要求进行工况分析在设计液压系统时,首先应明确以下问题,并将其作为设计依据。
1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。
2.主机对液压系统的性能要求,如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。
3.液压系统的工作环境,如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。
图9-1位移循环图在上述工作的基础上,应对主机进行工况分析,工况分析包括运动分析和动力分析,对复杂的系统还需编制负载和动作循环图,由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律,以下对工况分析的内容作具体介绍。
一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况,可以用位移循环图(L—t),速度循环图(v—t),或速度与位移循环图表示,由此对运动规律进行分析。
1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图,纵坐标L表示活塞位移,横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间,曲线斜率表示活塞移动速度。
该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。
图9-2为三种类型液压缸的v—t图,第一种如图9-2中实线所示,液压缸开始作匀加速运动,然后匀速运动,图9-2 速度循环图最后匀减速运动到终点;第二种,液压缸在总行程的前一半作匀加速运动,在另一半作匀减速运动,且加速度的数值相等;第三种,液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动,然后匀减速至行程终点。
液压机构传动效率计算公式液压传动是一种常见的动力传动方式,它利用液体的压力来传递动力。
液压传动系统通常由液压泵、液压缸、液压阀等组成,其中液压机构是实现动力传递和控制的重要部分。
在液压机构中,传动效率是一个重要的性能指标,它反映了液压机构在能量传递过程中的损失情况。
传动效率的计算对于液压机构的设计和优化具有重要意义。
传动效率的计算公式可以通过能量平衡来推导。
液压机构的传动效率可以定义为输出功率与输入功率的比值,即:η = (输出功率 / 输入功率) × 100%。
其中,η表示传动效率,输出功率和输入功率分别表示液压机构的输出功率和输入功率。
在液压机构中,输出功率可以通过液压缸的工作速度和工作压力来计算,输入功率则可以通过液压泵的流量和压力来计算。
因此,传动效率的计算公式可以进一步表示为:η = (输出流量×输出压力×缸有效面积 / 输入流量×输入压力×泵有效面积) × 100%。
在这个公式中,输出流量表示液压缸的工作流量,输出压力表示液压缸的工作压力,缸有效面积表示液压缸的有效工作面积;输入流量表示液压泵的流量,输入压力表示液压泵的压力,泵有效面积表示液压泵的有效工作面积。
传动效率的计算公式可以帮助工程师和设计师在液压机构的设计和优化过程中进行合理的能量平衡分析,从而选择合适的液压元件和参数,提高液压机构的传动效率。
传动效率的计算公式也可以用于液压机构的性能测试和评估,帮助用户了解液压机构的实际工作情况。
在实际工程应用中,传动效率的计算还需要考虑一些实际因素的影响,例如液压元件的摩擦损失、密封件的泄漏损失、管路的压降损失等。
这些因素会对传动效率产生影响,因此在进行传动效率计算时需要进行适当的修正和补偿。
除了传动效率的计算公式外,还可以通过实验方法来测定液压机构的传动效率。
通过在实验台上搭建液压传动系统,可以通过测量输入功率和输出功率来计算传动效率,从而验证计算公式的准确性,并对液压机构的传动效率进行评估和优化。
液压传动系统设计与计算一、液压缸的设计计算1.初定液压缸工作压力液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定,此外,还需要考虑以下因素:(1)各类设备的不同特点和使用场合。
(2)考虑经济和重量因素,压力选得低,则元件尺寸大,重量重;压力选得高一些,则元件尺寸小,重量轻,但对元件的制造精度,密封性能要求高。
所以,液压缸的工作压力的选择有两种方式:一是根据机械类型选;二是根据切削负载选。
如表9-2、表9-3所示。
表9-2 按负载选执行文件的工作压力表9-3 按机械类型选执行文件的工作压力2.液压缸主要尺寸的计算缸的有效面积和活塞杆直径,可根据缸受力的平衡关系具体计算,详见第四章第二节。
3.液压缸的流量计算液压缸的最大流量:qmax=A·vmax (m3/s) (9-12)式中:A为液压缸的有效面积A1或A2(m2);vmax为液压缸的最大速度(m/s)。
液压缸的最小流量:qmin=A·vmin(m3/s) (9-13)式中:vmin为液压缸的最小速度。
液压缸的最小流量qmin,应等于或大于流量阀或变量泵的最小稳定流量。
若不满足此要求时,则需重新选定液压缸的工作压力,使工作压力低一些,缸的有效工作面积大一些,所需最小流量qmin也大一些,以满足上述要求。
流量阀和变量泵的最小稳定流量,可从产品样本中查到。
二、液压马达的设计计算1.计算液压马达排量液压马达排量根据下式决定:vm=6.28T/Δpm*ηmin(m3/r) (9-14)式中:T为液压马达的负载力矩(N·m);Δpm为液压马达进出口压力差(N/m3);ηmin为液压马达的机械效率,一般齿轮和柱塞马达取0.9~0.95,叶片马达取0.8~0.9。
2.计算液压马达所需流量液压马达的最大流量:qmax=vm·nmax(m3/s)式中:vm为液压马达排量(m3/r);nmax为液压马达的最高转速(r/s)。
如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响,并设液压缸的机械效率=0.9,根据上述负载力计算结果,可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况,如表1所示。
表1 液压缸总运动阶段负载表〔单位:N〕3 负载图和速度图的绘制根据负载计算结果和的个阶段的速度,可绘制出工作循环图如图1〔a〕所示,所设计组合机床动力滑台液压系统的速度循环图可根据的设计参数进行绘制,快进和快退速度3.5快进行程L1=100mm、工进行程L2=200mm、快退行程L3=300mm,工进速度80-300mm/min 快进、工进和快退的时间可由下式分析求出。
快进工进快退根据上述数据绘制组合机床动力滑台液压系统绘制负载图〔F-t〕b图,速度循环图c图.ab c在此处键入公式。
4 确定液压系统主要参数4.1确定液压缸工作压力由表2和表3可知,组合机床液压系统在最大负载约为16000时宜取3MPa。
表2按负载选择工作压力表3 各种机械常用的系统工作压力4.2计算液压缸主要结构参数根据参数,液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为A1=Fmas/P1-0.5P2=16000/3X10^6那么活塞直径为mm根据经验公式,因此活塞杆直径为d=58.3mm,根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定,圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm,活塞杆直径为d=56mm。
此时液压缸两腔的实际有效面积分别为:根据计算出的液压缸的尺寸,进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值,如表4所示。
表4 各工况下的主要参数值5 液压系统方案设计根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析,所设计机床对调速范围、低速稳定性有一定要求,因此速度控制是该机床要解决的主要问题。
速度的换接、稳定性和调节是该机床液压系统设计的核心。
此外,与所有液压系统的设计要求一样,该组合机床液压系统应尽可能结构简单,本钱低,节约能源,工作可靠5.1确定调速方式及供油形式由表4可知,该组合机床工作时,要求低速运动平稳行性好,速度负载特性好。
【液压传动课程设计说明书设计题目:半自动液压专用铣床液压系统[工程技术系机械设计制造及其自动化4班。
设计者指导教师2016 年 12 月 1 日摘要、液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容,包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。
现以半自动液压专用铣床液压系统为例,介绍液压系统的设计计算方法。
设计一台多用途大台面液压机液压系统,适用于可塑材料的压制工艺,如冲压、弯曲翻边、落板拉伸等。
要求该机的控制方式:用按钮集中控制,可实现调整,手动和半自动,自动控制。
要求该机的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺要求进行调整。
主缸工作循环为:快降、工作行程、保压、回程、空悬。
顶出缸工作循环为:顶出、顶出回程(或浮动压边)。
关键字:液压; 快进; 工进; 快退{前言本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课,是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。
本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识,进行液压传动的设计实践,使理论知识和生产实际知识紧密结合起来,从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。
通过设计实际训练,为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。
,(1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练,它不仅可以巩固所学的理论知识,也可以为以后的设计工作打好基础。
在设计过程中必须严肃认真,刻苦钻研,一丝不苟,精益求精。
(2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。
教师的指导作用是指明设计思路,启发学生独立思考,解答疑难问题,按设计进度进行阶段审查,学生必须发挥主观能动性,积极思考问题,而不应被动地依赖教师查资料、给数据、定方案。
(3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。
任何设计都不能凭空想象出来,利用已有资料可以避免许多重复工作,加快设计进程,同时也是提高设计质量的保证。
液压系统常用计算公式液压系统是利用流体的力学性质来传递能量和控制运动的系统。
在设计和分析液压系统时,常常需要使用各种计算公式来预测和评估系统的性能。
以下是液压系统常用的计算公式:1.流量计算公式:液体的流量通常用单位时间内通过管道横截面的体积来表示。
液体的流量可以使用以下公式来计算:Q=A*V其中,Q表示流量,A表示管道的横截面积,V表示液体的平均流速。
2.压力计算公式:液体的压力是指单位面积上的力。
液体的压力可以使用以下公式来计算:P=F/A其中,P表示压力,F表示作用于液面上的力,A表示液面的面积。
3.功率计算公式:液压系统的功率表示单位时间内做功的能力。
液压系统的功率可以使用以下公式来计算:P=F*V其中,P表示功率,F表示作用力,V表示速度。
4.泵的效率计算公式:液压系统中的泵是用来加压液体的装置。
泵的效率表示输入能量与输出能量的比例。
泵的效率可以使用以下公式来计算:η = (Po - Pi) / Pin * 100%其中,η表示效率,Po表示输出功率,Pi表示输入功率,Pin表示输入功率的绝对值。
5.液体平均流速计算公式:液压系统中的液体平均流速表示液体通过管道的平均速度。
液体平均流速可以使用以下公式来计算:V=Q/A其中,V表示液体平均流速,Q表示流量,A表示管道的横截面积。
6.液体流速计算公式:液压系统中的液体流速指液体通过管道的实际速度。
液体流速可以使用以下公式来计算:V=0.408*(P/ρ)^0.5其中,V表示液体流速,P表示液体的压力,ρ表示液体的密度。
7.泵的排量计算公式:液压系统中的泵的排量表示单位时间内泵所能输送的液体体积。
泵的排量可以使用以下公式来计算:Q=V*n其中,Q表示泵的排量,V表示一次泵送的体积,n表示泵的转速。
8.液力传动比计算公式:液力传动比表示输出转矩与输入转矩的比例。
液力传动比可以使用以下公式来计算:I=T2/T1其中,I表示液力传动比,T2表示输出转矩,T1表示输入转矩。
液压传动课程设计任务书指导书学生班级学生姓名指导教师设计日期扬州大学机械工程学院液压传动课程设计任务书一、设计课题1.设计一台专用卧式铣床液压系统,要求实现“夹紧→快进→工进→快退→原位停止→松开” 的自动工作循环。
夹紧力为3500N ,工作缸的最大有效行程为400mm 工作行程为200mm ,工作台自重3000N ,工件及液压夹具最大重量为1000N ,取静摩擦系数0.25s f =,动摩擦系数0.1d f =,缸的机械效率0.9m η=,启动或制动时间0.25t s ∆=,夹紧行程20mm ,夹紧时间1s ,其余参数见表1。
表12.设计一台卧式专用钻床液压系统,此系统应能完成“夹紧→快进→工进→死挡铁停留→快退→原位停止→松开”的自动工作循环。
快速进给行程200mm ,工作进给行程50mm ,夹紧力为4000N ,工作台自重2000N ,工件及液压夹具最大重量为1500N 静摩擦系数0.25s f =,动摩擦系数0.1d f =,取缸的机械效率0.9m η=,启动或制动时间0.25t s ∆=,夹紧行程20mm ,夹紧时间1s ,其余参数见表2。
表23.设计一台卧式专用镗床液压系统,工作循环是“夹紧→快进→一工进→二工进→快退→原位停止→松开”的自动工作循环。
快进快退速度均为4.5/min m ,快进行程为200mm ,一工进行程为40mm ,二工进行程为40mm ,夹紧力为5000N ,工作台自重2000N ,工件及液压夹具最大重量为1000N 取静摩擦系数0.25s f =,动摩擦系数0.1d f =,取缸的机械效率0.9m η=,启动或制动时间0.25t s ∆=,夹紧行程20mm ,夹紧时间1s ,其余参数见表3。
表3二、设计计算内容1.设计计算液压系统包括液压系统的拟定,液压缸的设计,液压元件及电机的选择;液压站的设计。
2.编写设计计算说明书包括设计任务,设计计算过程,液压系统原理图,液压元件一览表。
液压传动系统设计计算例题假设需要设计一套液压传动系统,用于控制某个机械臂的运动,以下是一些基本参数:- 机械臂负载重量:1000kg- 最大工作半径:5m- 液压驱动装置:某品牌的双泵式液压站,额定流量为100L/min,工作压力为20MPa,每个泵的负载能力为50kW。
- 液压缸的直径:100mm- 液压缸的行程:1m- 液压油:ISOVG46或ISOVG32- 管道直径:32mm下面是设计液压传动系统的步骤和计算:1. 计算机械臂所需的扭矩机械臂在运动时需要产生一定的扭矩,根据所需的工作半径和负载重量,可以计算出最大扭矩:Maximum torque = Load weight x Max. working radius= 1000kg x 5m= 5000kg-m2. 计算液压驱动装置的功率需求液压驱动装置需要产生足够的功率来带动机械臂运动,可以从率定流量和压力计算功率:Pump power = Pump flow rate x Pressure / 600= 100L/min x 20MPa / 600= 3.33kW由于每个泵的负载能力为50kW,因此液压传动系统的功率需求不超过这个限制。
3. 计算液压缸的负载力和推力液压传动系统需要输出足够的力量,以移动机械臂。
通过液压缸的直径和压力,可以计算出负载力和推力:Load force = Piston area x Pressure= π (D/2)^2 x P= π (0.1/2)^2 x 20MPa= 3141.59NPiston thrust = Load force x Stroke= 3141.59N x 1m= 3141.59N-m4. 计算液压油的流量和速度液压传动系统需要足够的液压油流量,以提供运动所需的功率和力量。
根据液压缸的直径和管道直径,可以计算出液压油的流速和流量:Fluid velocity = 4 x Flow rate / π x (pipe diameter)^2= 4 x 100L/min / π x (0.032m)^2= 127.323m/sFluid flow rate = π x (pipe diameter)^2 / 4 x Fluid velocity x 60= π x (0.032m)^2 / 4 x 127.323m/s x 60= 0.303L/s5. 设计液压管路液压系统的管路设计需要保证液压油流动的稳定和防止过度的压力损失。
液压系统的设计步骤与设计要求液压传动系统是液压机械的一个组成部分,液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。
着手设计时,必须从实际情况出发,有机地结合各种传动形式,充分发挥液压传动的优点,力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。
一、设计步骤液压系统的设计步骤并无严格的顺序,各步骤间往往要相互穿插进行。
一般来说,在明确设计要求之后,大致按如下步骤进行。
1〕确定液压执行元件的形式;2〕进行工况分析,确定系统的主要参数;3〕制定基本方案,拟定液压系统原理图;4〕选择液压元件;5〕液压系统的性能验算;6〕绘制工作图,编制技术文件。
1.1 明确设计要求设计要求是进行每项工程设计的依据。
在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前,必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。
1〕主机的概况:用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等;2〕液压系统要完成哪些动作,动作顺序及彼此联锁关系如何;3〕液压驱动机构的运动形式,运动速度;4〕各动作机构的载荷大小及其性质;5〕对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求;6〕自动化程序、操作控制方式的要求;7〕对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求;8〕对效率、成本等方面的要求。
进行工况分析、确定液压系统的主要参数通过工况分析,可以看出液压执行元件在工作过程中速度和载荷变化情况,为确定系统及各执行元件的参数提供依据。
液压系统的主要参数是压力和流量,它们是设计液压系统,选择液压元件的主要依据。
压力决定于外载荷。
流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。
制定基本方案和绘制液压系统图〔1〕制定调速方案液压执行元件确定之后,其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。
方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。
对于一般中小流量的液压系统,大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。
对高压大流量的液压系统,现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。
题目:卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统姓名:学号:班级:一题目:设计一卧式单而多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统, 动力滑台的工作循环是:快进一一工进一一快退一一停止。
液压系统的主要参数与性能要求如下:轴向切削力为用21000N,移动部件总重力为10000N,快进行程为100mm,快进与快退速度均为4. 2m / min,工进行程为20mm,工进速度为0.05m / min,加速、减速时间为0.2s,利用平导轨,静摩擦系数为0.2,动摩擦系数为0.1,动力滑台可以随时在中途停止运动,试设计该组合机床的液压传动系统。
二负载分析1工作负载:工作负载为轴向切削力讪帆F任=0.2 X LOOOO = 20OON2静摩擦阻力3动摩擦阻力F M- 0.1 X 10000 ■ 1000N4惯性负载取重力加速度则有移动部件质量为m■ IQQQkfF = IJI^= 1000kg X <N = 333.33NAt P 84 5?表I液压缸各阶段的負孜和推力(液压缸的机械效率取帕』9)F/N24444-2223国i 负我循环谢快进速度V 】•与快退勺分别为勺■ b ■ 4.2m/min 快进行程: 工进行程:h =快退行程£ = I 】+ b = 120mm工进速度v ? • OSm/min三设计方案采用单定量泵和溢流阀组成的供油源 使用调速阀出口节流调 速回路 采用电磁阀的快慢速接换回路选用单杆活塞缸的差动连接 来实现 使用三位四通电磁换向阀2223148L4111250100 1 20L/mm-11121液压系统原理图22系统图的原理1快进快进,按下启动按钮,电磁铁YA2通电,由泵输岀的压力油经三位四通换向阀的左侧,这使得主油路:进油路:泵一单向阀4—三位四通换向阀5 (YA2得电)一液压缸左腔回油路:液压缸右腔一二位四通换向阀8 (YA3得电)由此形成液压缸两腔连通,实现差动快进。
2工进快进终止,挡块压下行程阀9,发出信号,使二位四通换向阀8 的电磁铁YA3断电,油液压缸右腔输出的压力油经二位四通换向阀8 的右侧,这时的主油路为:进油路:泵一单向阀4—三位四通换向阀5 (YA2得电)一液压缸左侧回油路:液压缸右腔一二位四通换向阀8 (YA3)—单向节流阀7—三维换向阀5 (YA2得电)一油箱3快退当滑台完成工进进给碰到行程10时,发出信号,使三位四通换向阀5的电磁铁YA1得电,YA2失电。
液压传动设计实验报告1. 了解液压传动系统的基本原理和组成部分;2. 掌握液压传动系统的性能参数测量方法和分析思路;3. 掌握液压元件的使用方法和操作技巧;4. 提高实际操作能力和问题解决能力。
实验原理:液压传动系统由液压泵、液压阀、液压缸和液压管路等组成,通过液体的压力传递运动和力量。
液压泵将机械功转化为液压能,通过液压管路将液压能传递给液压阀,液压阀控制液压能的分配和流速,进一步传递给液压缸。
液压缸中的液压能被转换为机械能,完成工作任务。
实验装置:液压传动实验台、电子测力仪、数字压力表、液位计、转速计、温度计等实验设备。
实验步骤:1. 打开液压传动实验台的电源,确保各设备工作正常;2. 检查液压传动系统的密封性和泄漏情况,确保液体不泄漏;3. 测量液压泵的出口压力和流量,并记录数据;4. 测量液压阀的流量和阀口开度,并记录数据;5. 测量液压缸的压力和行程,并记录数据;6. 测量液压系统运行过程中的温度变化,并记录数据;7. 根据实验数据,计算液压传动系统的效率、功率和效益;8. 对实验结果进行分析和总结。
实验结果分析:通过实验数据的测量和计算,我们可以得到液压传动系统的性能参数,如压力、流量、效率等。
根据实验结果,我们可以评估液压传动系统的运行状态,找出系统中存在的问题,并采取相应的措施进行修复和改进。
结论:通过本次实验,我们对液压传动系统的基本原理和组成部分有了更深入的了解,掌握了液压传动系统的性能参数测量方法和分析思路,提高了实际操作能力和问题解决能力。
实验结果表明,液压传动系统在正常工作条件下能够稳定运行,并能够满足工作任务的要求。
但在实际使用过程中,还需注意系统的密封性和泄漏情况,及时进行维护和保养,以保证系统的长期稳定运行。
液压与气压传动课程设计--液压气动系统系统设计与分析宁波理工学院液压气动系统系统设计与分析姓名朱贤晖学号 3100612086专业班级机械电子工程102分院机电与能源工程学院完成日期 2013年12月19日目录1.设计任务书 (3)1.1课程设计题目 (3)1.2课程设计的目的和要求 (3)2.负载分析 (3)3.液压系统设计方案 (5)3.1确定液压泵类型 (5)3.2选用执行元件 (5)3.3快速运动回路和速度换接回路 (5)3.4换向回路的选择 (5)3.5组成液压系统绘原理图 (5)4.液压系统的参数计算 (7)4.1液压缸参数计算 (7)4.1.1初选液压缸的工作压力 (7)4.1.2确定液压缸的主要结构尺寸 (7)4.1.3计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率 (8)4.2液压泵的参数计算 (9)4.3电动机的选择 (9)5.液压元件的选择 (10)5.1液压阀及过滤器的选择 (10)5.2油管的选择 (11)5.3油箱容积的确定 (11)6.验算液压系统性能 (12)6.1压力损失的验算及泵压力的调整 (12)6.1.1工进时的压力损失验算和小流量泵压力的调整 (12)6.1.2快退时的压力损失验算及大流量泵卸载压力的调整 (12)6.2液压系统的发热和温升验算 (14)7.阀块的3D结构 (15)8.总结及感谢 (19)8.1设计小结 (19)8.2设计所得及感谢 (19)9.参考文献 (20)1.设计任务书1.1课程设计题目设计一台上料机的液压传动系统。
1)工作台的工作循环过程:“快速上升-慢速上升-停留-快速下降”。
2)工作参数:工件的重量为500Kg ,滑台的重量为100Kg ,快速上升要求>=45mm/s,慢速上升要求>=8mm/s ,快速下降要求>=55mm/s,滑台采用V 型导轨,导轨面夹角为90°,滑台与导轨的最大间隙为2mm ,气动加速与减速时间均为0.5s ,液压缸的机械效率为0.91(考虑密封阻力)。
液压传动课程设计--组合机床液压系统设计课程设计(论文)[立式组合机床的液压系统设计]本科学生课程设计任务书接注:任务书由指导教师填写。
摘要目前,液压系统被广泛应用在机械、建筑、航空等领域中,成为一种新型的动力源。
由于液压元件的制造精度越来越高,再配合电信号的控制,使液压系统在换向方面可以达到较高的频率。
不管是在重型机械和精密设备上都能满足要求。
液压系统本身有较多的优点,比如:在同等的体积下,液压装置产生的动力更大;由于它的质量和惯性小、反映快,使液压装置工作比较平稳;能够实现无级调速,特别是在运动中进行调速;液压装置自身能实现过载保护;实现直线运动远比机械传动简单。
但是液压传动对温度的变化比较敏感,不宜在很高或很低的温度下工作。
液压系统应用在机床上,实现对工作台和夹紧工件的循环控制起着重要的作用。
对铣削类组合机床,运用液压来控制运动循环,结构简单,所占空间小,而且能满足较大的切削负载要求。
关键词:液压系统,组合机床,运用ABSTRACTAt present, the hydraulic system are widely used in machinery, construction, aviation, etc, become a kind of new type of power supply. Because the manufacturing precision of the hydraulic element more and more high, combined with electrical signal control, hydraulic system in the reversing of the higher frequency. Whether in heavy machinery and precision equipment can meet the requirements.Hydraulic system itself has more advantages, such as: in the same volume, hydraulic device the power generated larger; Because of its quality and the inertia small, reflecting the quickly, make hydraulic equipment work smoothly; Can realize stepless speed regulation, especially in the movement speed; Hydraulic device itself can realize overload protection; Realize the linear motion than simple mechanical transmission. But hydraulic transmission is more sensitive to temperature changes, not in very high or very low temperatures. Hydraulic system used in the machine, and to realize the clamping workpiece table and the cycle control play an important role. Of milling class combination machine tools, using hydraulic pressure to control movement cycle, simple structure, accounting for the space is little, and can meet the requirements of the larger cutting load.Keywords: hydraulic system, combination machine tools, use目录摘要…………………………………………………………………………………3 ABSTRACT……………………………………………………………………………31 方案的确定………………………………………………………………………71.1整体性分析 (7)1.2拟定方案 (7)1.3比较方案并确定方案 (8)2工况分析 (8)2.1运动参数分析 (8)2.2动力参数分析 (8)2.3负载图和速度图的绘制 (9)3液压缸尺寸和所需流量…………………………………………………………10 3.1液压缸尺寸计算 (10)3.2确定液压缸所需流量 (10)3.3夹紧缸的有效面积、工作压力和流量的确定……………………………………1 1 4拟定液压系统图…………………………………………………………………1 2 4.1确定执行元件类型 (12)4.2换向方式确定 (13)4.3调速方式的选择 (13)4.4快进转工进、一工进转二工进控制方式的选择.......................................1 3 4.5终点转位控制方式 (13)4.6快速运动的实现和供油部分的设计...................................................1 3 4.7夹紧回路的确定 (14)4.7.1 调压回路 (14)4.7.2 调速回路 (15)4.7.3 平衡回路 (16)4.7.4换向回路 (16)4.7.5 卸荷回路 (16)4.8拟定液压传动系统原 (17)5选择液压元件的确定辅助装置 (19)5.1选择液压泵 (19)5.2电机的选择 (20)5.3选择阀类元件 (20)5.4确定油管尺寸...........................................................................21油箱的设计 (22)6.1油箱容量的确定 (22)6.2估算油箱的长、宽、高...................................................2 2 6.3确定油箱壁厚 (22)6.4确定液位计的安装尺寸 (22)6.5隔板尺寸的计算 (23)6.6油箱结构的设计 (23)6.7辅助元件的选择 (25)6.8油箱其他元件的选择 (25)7液压系统的性能验算……………………………………………………………2 6 7.1验算系统压力损失和确定压力阀调定值.............................................2 6 7.2确定泵的工作压力 (28)7.3液压系统的效率 (30)7.4油液温升验算 (31)结论.............................................................................................32参考文献 (33)题目五:组合机床液压系统设计试设计立式组合机床的液压系统。
液压传动系统设计与计算第九章液压传动系统设计与计算液压系统设计的步骤大致如下:1.明确设计要求,进行工况分析。
2.初定液压系统的主要参数。
3.拟定液压系统原理图。
4.计算和选择液压元件。
5.估算液压系统性能。
6.绘制工作图和编写技术文件。
根据液压系统的具体内容,上述设计步骤可能会有所不同,下面对各步骤的具体内容进行介绍。
第一节明确设计要求进行工况分析在设计液压系统时,首先应明确以下问题,并将其作为设计依据。
1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。
2.主机对液压系统的性能要求,如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。
3.液压系统的工作环境,如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。
位移循环图图9-1在上述工作的基础上,应对主机进行工况分析,工况分析包括运动分析和动力分析,对复杂的系统还需编制负载和动作循环图,由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律,以下对工况分析的内容作具体介绍。
一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况,可以用位移循环图(L—t),速度循环图(v—t),或速度与位移循环图表示,由此对运动规律进行分析。
1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图,纵坐标L表示活塞位移,横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间,曲线斜率表示活塞移动速度。
该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。
图9-2为三种类型液压缸的v—t图,第中实线所示,液压缸开始作匀加速运动,然后匀速运动,9-2一种如图液压传动系统设计与计算9-2 速度循环图图在另一半作匀减第二种,液压缸在总行程的前一半作匀加速运动,最后匀减速运动到终点;液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀且加速度的数值相等;第三种,速运动,图的三条速度曲线,不仅清楚地表明了三种类型—t加速运动,然后匀减速至行程终点。
v 液压缸的运动规律,也间接地表明了三种工况的动力特性。
二、动力分析就是动力分析,是研究机器在工作过程中,其执行机构的受力情况,对液压系统而言,研究液压缸或液压马达的负载情况。
1.液压缸的负载及负载循环图。
工作机构作直线往复运动时,液压缸必须克服的负载由六部(1)液压缸的负载力计算分组成: +F+F+F+F+FF=F (9-1)bimcGf为排油为密封阻力;为重力;FFF为切削阻力;F为摩擦阻力;F为惯性阻力;F式中:bciGfm阻力。
导轨形式图9-3对于机床来说就是沿工作部件运动方向为液压缸运动方向的工作阻力,F:①切削阻力c该作用两者同向为负值。
的切削力,此作用力的方向如果与执行元件运动方向相反为正值,力可能是恒定的,也可能是变化的,其值要根据具体情况计算或由实验测定。
:②摩擦阻力F f放置情况和运动状态有关,其为液压缸带动的运动部件所受的摩擦阻力,它与导轨的形状、 9-3为最常见的两种导轨形式,其摩擦阻力的值为:计算方法可查有关的设计手册。
图-2) F=f∑Fn (9平导轨:f-3)=f∑Fn/[sin(α/2)] (9V形导轨: F f形导轨横截V∑Fn为作用在导轨上总的正压力或沿为摩擦因数,式中:f参阅表9-1选取;形角,一般为90°。
面中心线方向的总作用力;α为V为运动部件在启动和制动过程中的惯性力,可按下式计算:F③惯性阻力。
惯性阻力F ii G?v??N??Fma i g?t (9-4)液压传动系统设计与计算f9-1 表摩擦因数(f) 摩擦因数运动状态导轨类型导轨材料启动时0.15~0.20 0.1~0.16m/s) (v 滑动导轨铸铁对铸铁<低速0.12 0.05~0.08 0.16m/s)(v>高速0.005)~铸铁对滚柱(珠0.02 0.003~0.006淬火钢导轨对滚柱滚动导轨(珠)静压导轨铸铁 0.005m为运动部件的质量(kg);a为运动部件的加速度(m/s);G为运动部件的重量(N);g2为2式中:重力加速度,g=9.81 (m/s);Δv为速度变化值(m/s);Δt为启动或制动时间(s),一般机床Δt=0.1~0.5s,运动部件重量大的取大值。
④重力F:垂直放置和倾斜放置的移动部件,其本身的重量也成为一种负载,当上移时,G负载为正值,下移时为负值。
⑤密封阻力Fm:密封阻力指装有密封装置的零件在相对移动时的摩擦力,其值与密封装置的类型、液压缸的制造质量和油液的工作压力有关。
在初算时,可按缸的机械效率(η=0.9)考虑;验算时,按密封装置摩擦力的计算公式计算。
m⑥排油阻力F:排油阻力为液压缸回油路上的阻力,该值与调速方案、系统所要求的稳b定性、执行元件等因素有关,在系统方案未确定时无法计算,可放在液压缸的设计计算中考虑。
(2)液压缸运动循环各阶段的总负载力。
液压缸运动循环各阶段的总负载力计算,一般包括启动加速、快进、工进、快退、减速制动等几个阶段,每个阶段的总负载力是有区别的。
①启动加速阶段:这时液压缸或活塞处于由静止到启动并加速到一定速度,其总负载力包括导轨的摩擦力、密封装置的摩擦力(按缸的机械效率η=0.9计算)、重力和惯性力等项,即:m F=F+F ±F+F+F (9-5)F=F±F+F+F (9-6)bGfm③工进阶段: F=F+F±bGifm②快速阶段:F+F+F (9-7)bcmfG④减速: F=F±F-F+F+F (9-8)biGmf 对简单液压系统,上述计算过程可简化。
例如采用单定量泵供油,只需计算工进阶段的总负载力,若简单系统采用限压式变量泵或双联泵供油,则只需计算快速阶段和工进阶段的总负载力。
(3)液压缸的负载循环图。
对较为复杂的液压系统,为了更清楚的了解该系统内各液压缸(或液压马达)的速度和负载的变化规律,应根据各阶段的总负载力和它所经历的工作时间t或位移L 按相同的坐标绘制液压缸的负载时间(F—t)或负载位移(F—L)图,然后将各液压缸在同一时间t(或位移)的负载力叠加。
9-4负载循环图图图9-4为一部机器的F—t图,其中:0~t1为启动过程;t1~t2为加速过程;t2~t3为恒速过程; t3~t4为制动过程。
它清楚地表明了液压缸在动作循环内负载的规律。
图中最大负载是初选液压缸工作压力和确定液压缸结构尺寸的依据。
.液压传动系统设计与计算 2.液压马达的负载 (9-9) 工作机构作旋转运动时,液压马达必须克服的外负载为:M=M+M+M ife。
工作负载力矩可能是定值,也可能随时间变化,应根据机器工作条件M(1)工作负载力矩e进行具体分析。
(2)摩擦力矩M。
为旋转部件轴颈处的摩擦力矩,其计算公式为:f-10)M=GfR(N·m) (9f启动后为动摩擦因数;;f为摩擦因数,启动时为静摩擦因数,式中:G为旋转部件的重量(N) R为轴颈半径(m)。
(3)惯性力矩M。
为旋转部件加速或减速时产生的惯性力矩,其计算公式为:i??t?-11)=Jε=JM(N·m) (9i2为旋转部件的转动(s);J(r/s);Δω为角速度的变化(r/s);Δt为加速或减速时间式中:ε为角加速度22J=1GD/4g。
惯量(kg·m),22)。
式中:GD为回转部件的飞轮效应(Nm2。
可查《机械设计手册》各种回转体的GD,分别算出液压马达在一个工作循环内各阶段的负载大小,便可绘制液压根据式(9-9) 马达的负载循环图。
确定液压系统主要参数第二节一、液压缸的设计计算液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力1.初定液压缸工作压力来确定,此外,还需要考虑以下因素: (1)各类设备的不同特点和使用场合。
考虑经济和重量因素,压力选得低,则元件尺寸大,重量重;压力选得高一些,则(2) 元件尺寸小,重量轻,但对元件的制造精度,密封性能要求高。
二是根据切削负载液压缸的工作压力的选择有两种方式:一是根据机械类型选;所以,选。
9-3所示。
如表9-2、表按负载选执行文件的工作压力表9-2~~3000010000~20000/N负载50000500<5000~10000>500002000030000工作压54522.30.11./MPa9-3 按机械类型选执行文件的工作压农业机工程机机械类磨组合机龙门刨拉工作压a≤5810116232/MPa2液压缸主要尺寸的计缸的有效面积和活塞杆直径,可根据缸受力的平衡关系具体计算,详见第四章第二节。
3.液压缸的流量计算q=A·v (m/s) (9-12)3液压缸的最大流量:A为液压缸的有效面积A1或A2(m);v为液压缸的最大速度(m/s)。
max3液压缸的最小maxmax2式中:流量: q=A·v(m/s) (9-13) minmin式中:v为液压缸的最小速度。
min液压缸的最小流量q,应等于或大于流量阀或变量泵的最小稳定流量。
若不满足此要求时,min所需最小缸的有效工作面积大一些,使工作压力低一些,则需重新选定液压缸的工作压力,液压传动系统设计与计算流量q也大一些,以满足上述要求。
min流量阀和变量泵的最小稳定流量,可从产品样本中查到。
二、液压马达的设计计算计算液压马达排量液压马达排量根据下式决定:1.3/r) (9-14)=6.28T/Δpη(mv minmm3为液压);η式中:T为液压马达的负载力矩(N·m);Δp为液压马达进出口压力差(N/m minm0.9。
马达的机械效率,一般齿轮和柱塞马达取0.9~0.95,叶片马达取0.8~计算液压马达所需流量液压马达的最大流量:2.3/s) ·n(mq=v maxmaxm3。
式中:v为液压马达排量(m/r);n为液压马达的最高转速(r/s)maxm液压元件的选择第三节一、液压泵的确定与所需功率的计算液压泵的确定1.确定液压泵的最大工作压力。
液压泵所需工作压力的确定,主要根据液压缸在工作(1) p循环各阶段所需最大压力,再加上油泵的出油口到缸进油口处总的压力损失ΣΔp,即1+ΣΔp p=p(9-15)1B包括油液流经流量阀和其他元件的局部压力损失、管路沿程损失等,在系统管路未ΣΔp~为(2设计之前,可根据同类系统经验估计,一般管路简单的节流阀调速系统ΣΔp55也可只考虑流经各Pa,ΣΔpPa,用调速阀及管路复杂的系统ΣΔp为(5~15)×105)×10各阀的额定压力损失可从液压元件而将管路系统的沿程损失忽略不计,控制阀的压力损失,选取。
手册或产品样本中查找,也可参照表9-4)表常用中、低压各类阀的压力损失(Δp9-4 n阀名阀名阀名阀名5555Pa)ΔpΔp(×10Pa)(×10Pa)Δp(×10Pa) Δp(×10nnnn2~ 1.5 行程阀1.5~2 单向阀 0.3~0.5 背压阀转阀 3~8换向阀 1.5~3 节流阀 2~3 顺序阀 1.5~3 调速阀 3~5(2)确定液压泵的流量q。