组合机床液压控制系统设计

组合机床液压控制系统设计
组合机床液压控制系统设计

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【摘要】

液压控制系统在组合机床中有着重要作用,对液压控制系统的设计也是进行组合机床设计的重要组成部分。做好对液压控制系统的设计,有利于提升组合机床的总体性能,并使液压动力元件有效可靠的运行。

液压系统设计是整个机械设计的一部分,它的任务是根据机器的用途、特点和要求、利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压系统图,在经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。本文以组合机床液压控制系统为研究对象,对组合机床驱动动力滑台液压控制系统的体系结构进行了研究,并以组合钻床驱动动力滑台的液压控制为切入点,对如何使组合钻床驱动动力滑台实现液压控制进行了深入研究。

本文对该组合钻床的液压控制系统的设计主要有以下几点内容:

1.根据毕业设计任务书中的要求和已知条件对液压系统进行工况分析;

2.由工况分析的结果经过必要的分析和更正,拟定液压系统原理图;

3.对液压系统各参数进行计算并选择液压元件,再由液压系统原理图将所选择的液

压元件组合成驱动动力滑台的液压控制系统;

4.对液压系统进行分析和验算,确保该系统能够准确可靠地完成毕业设计任务书中

要求的工作循环;

5.绘制该组合机床液压控制系统的正式工作图并编辑相关技术文件。

【关键词】:液压传动、液压泵、液压缸、压力、流向、流量、速度、方向控制阀、系统回路、有效工作压力、有效工作流量。

目录

引言 (3)

1组合机床液压系统的工况分析 (4)

2 1.1负载分析 (4)

3 1.2运动分析 (6)

4液压系统主要参数的确定 (7)

5确定液压系统方案和拟定液压系统原理图 (9)

6 3.1确定液压系统方案 (9)

7 3.2确定基本回路 (10)

8 3.3将液压回路综合成液压系统 (12)

9选择液压元件 (13)

10 4.1液压泵 (13)

11 4.2阀类元件及辅助元件 (14)

12 4.3油管 (15)

13 4.4油箱 (16)

14 4.5密封件的选择 (16)

15验算液压系统性能 (17)

16 5.1验算系统压力损失 (17)

17 5.2验算油液温升 (19)

18绘制液压系统相关图纸 (19)

19参考文献 (20)

20设计总结 (20)

21致谢 (21)

【引言】

组合机床是由通用部件和部分专用部件组成的高效率专用机床。它能完成钻、扩、铰、铣和工件的转位、定位、夹紧、输送等工序,可以用来组成加工自动线。为了缩短加工的辅助时间,满足各工序的进给速度要求,组合机床液压系统必须具有良好的换接性能与调速特性。因此它是一种以速度变换为主的液压系统,它的控制系统大多采用机、液、电气相结合的控制方式。

液压传动相对于机械传动来说,是一门新技术。自1795年制成第一台水压机起,液压技术就进入了工程领域,1906年开始应用于国防战备武器。第二次世界大战期间,由于军事工业迫切需要发应快和精度高的自动控制系统,因而出现了液压伺服系统。20世纪60年代以后,由于原子能、空间技术、大型船舰及计算机技术的发展,不断地对液压技术提出新的要求,液压技术相应也得到了很大发展,渗透到国民经济的各个领域中。在工程机械、冶金、军工、农机、汽车、轻纺、船舶、石油、航空、和机床工业中,液压技术得到普遍应用。近年来液压技术已广泛应用于智能机器人、海洋开发、宇宙航行、地震预测及各种电液伺服系统,使液压技术的应用提高到一个崭新的高度。目前,液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声和高度集成化等方向发展;同时,减小元件的重量和体积,提高元件寿命,研制新的传动介质以及液压传动系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化设计、微机控制等工作,也日益取得显著成果。解放前,我国经济落后,液压工业完全是空白。解放后,我国经济获得迅速发展,液压工业也和其它工业一样,发展很快。20世纪50年代就开始生产各种通用液压元件。当前,我国已生产出许多新型和自行设计的系列产品,如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电液脉冲马达以及其它新型液压元件等。但由于过去基础薄弱,所生产的液压元件,在品种与质量等方面和国外先进水平相比,还存在一定差距,我国液压技术也将获得进一步发展,它在各个工业技术的发展,可以预见,液压技术也将获得进一步发展,它在各个工业部门中的用应,也将会越来越广泛。现代机械一般多是机械、电气、液压三者紧密联系,结合的一个综合体。液压传动与机械传动、电气传动并列为三大传统形式,液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。

液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式,它采用液压完成传递能量的过程。因为液压传动控制方式的灵活性和便捷性,液压控制在工业上受到广泛的重视。液压传动是研究以有压流体为能源介质,来实现各种机械和自动控制的学科。液压传动利

用这种元件来组成所需要的各种控制回路,再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。从原理上来说,液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理,就是说,液体各处的压强是一致的,这样,在平衡的系统中,比较小的活塞上面施加的压力比较小,而大的活塞上施加的压力也比较大,这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递,可以得到不同端上的不同的压力,这样就可以达到一个变换的目的。我们所常见到的液压千斤顶就是利用了这个原理来达到力的传递。

液压传动中所需要的元件主要有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。

液压动力元件是为液压系统产生动力的部件,主要包括各种液压泵。液压泵依靠容积变化原理来工作,所以一般也称为容积液压泵。齿轮泵是最常见的一种液压泵,它通过两个啮合的齿轮的转动使得液体进行运动。其他的液压泵还有叶片泵、柱塞泵,在选择液压泵的时候主要需要注意的问题包括消耗的能量、效率、降低噪音。

液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置,主要包括液压缸和液压马达。液压马达是与液压泵做相反的工作的装置,也就是把液压的能量转换称为机械能,从而对外做功。

液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制,以满足特定的工作要求。正是因为液压控制元器件的灵活性,使得液压控制系统能够完成不同的活动。液压控制元件按照用途可以分成压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。按照操作方式可以分成人力操纵阀、机械操纵法、电动操纵阀等。

除了上述的元件以外,液压控制系统还需要液压辅助元件。这些元件包括管路和管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。通过以上的各个器件,我们就能够建设出一个液压回路。所谓液压回路就是通过各种液压器件构成的相应的控制回路。根据不同的控制目标,我们能够设计不同的回路,比如压力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。

在工业生产中广泛应用的组合机床,其传动及控制系统大部份采用的是液压装置。因此对组合机床液压控制系统的设计也将围绕着对液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件以及液压回路的选择而进行。

1 组合机床液压系统的工况分析

1.1负载分析

系统的负载包括切削负载、惯性负载及摩擦阻力负载。

1)切削负载

由机械切削加工方面的知识可知,用高速钢钻头(单个)钻铸铁孔时轴向切削力Ft(单位为N)为:

Ft=25.5

式中:D —钻头直径,单位为mm ;

s —每转进给量,单位为mm/r ; HBS —铸件硬度。

根据组合机床加工特点,钻孔时主轴转速n 和每转进给量s 按“组合机床设计手册”取:

对13.9mm 的孔: =360 r/min , =0.147 mm/r ; 对8.5mm 的孔: =550 r/min , =0.096 mm/r ; 所以,系统总的切削负载为:

0.80.60.80.61025.513.90.147260225.58.50.096260Fq =????+????=27667.069 N 惯性负载

5

12066.667600.15

m v F m N t ?==?=?? 阻力负载

机床工作部件对动力滑台导轨的法向力为: 静摩擦阻力:

0.21176235.2tf s n F f F N ==?= 动摩擦阻力:

0.11176

117.

f d d n F f F N ==?= 由此得出液压缸在各工作阶段的负载,如表1所列:

表1 液压缸在各工作阶段的负载

按表1数值绘制的动力滑台负载图1(a)所示:

图1(a) 组合机床液压缸负载图

1.2运动分析

根据工作循环(总行程,工进速度),绘制动力滑台速度图,如图1(b)所示:

图1(b)组合机床液压缸速度图

2 液压系统主要参数的确定

根据表2、表3可知,当组合机床在最大负载约为24000N时,取液压系统工作压力。

鉴于要求动力滑台快进、快退速度相等,液压缸可选用双作用单活塞杆式,并在快进时作差动连接。在此情况下,通常液压缸无杆腔的工作面积为有杆腔工作面积的两倍,

即速比。

在钻孔加工时,液压缸回油路上必须具有背压,以防止孔钻通时滑台突然前冲。在液压缸结构参数尚未确定之前,一般按经验数据估计一个数值。系统背压的一般经验数据为:回油路有调速阀或背压阀的系统取0.5MPa ~1.5 MPa ,现取液压缸回油背压推荐值取=0.6MPa 。

快进时,液压缸作差动连接,管路中有压力损失,有杆腔的压力应略大于无杆腔,但其差值较小,可先按0.3MPa 考虑。快退时回油腔中也应具有背压,这时也可按0.6MPa 估算。

用工进时的负载值计算液压缸面积(取液压缸的机械效率0.96):

3226

1223485.121

3.30610()

0.96(420.6)10

L

m F A m p p η?-=

=

=?-??-? 321222 6.61210A A A m ?-===?

将直径按GB/T 2348-1993(2001)圆整得: ;

由此求得液压缸两腔的实际有效面积为:

22322()/4 2.82610A D d m π-=-=?

根据上述液压缸两腔的实际有效面积值,可估算出液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率,如表4所示,并据此绘出工况图4(a)所示:

表4液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值

图4(a)组合机床液压系统工况图

3 确定液压系统方案和拟定液压系统原理图

3.1确定液压系统方案:

由于该机床是固定机械,且不存在外负载对系统做功的工况,并由图4(a)知,液压系统的功率小,滑台运动速度低,工作负载变化小,该液压系统以采用节流调速方式和开式系统为宜。

从工况图中可以清楚地看到,在这个液压系统的工作循环内,液压缸要求油源交替地提供低压大流量和高压小流量油液。最大流量约为最小流量的64倍,而快进和快退所需的时间和工进所需的时间分别为:

31113601006015035100051000

l l t s v v ??=

+=+=?? 222605056.60.0531000

l t s v ?=

==? 亦即。因此从提高系统效率、节省能量的角度来看,采用单个定量液压泵作为油源显然是不合适的,故采用由大、小两个液压泵供油的油源方案,如图5所示:

图5动力源

3.2确定基本回路:

由于不存在负载对系统做功的工况,也不存在负载制动过程,故不需要设置平衡及制动回路。但必须有快速运动、换向、调速、速度换接、调压及卸荷等基本回路。

1)确定调速回路:

系统采用进油节流调速回路(设置调速阀),为解决孔钻通时滑台会突然前冲的问题,在回油路上设置了背压阀。

2)确定换向、快速运动及速度换接回路:

由图4(a)组合机床液压系统工况图可知,当滑台从快进转为工进时,输入液压缸的流量由25.64L/min降至0.392L/min,滑台的速度变化较大,可选用行程阀来控制(缓冲制动)速度的换接,以减少液压冲击。当滑台由工进转为快退时,回油路中通过的流量很大 进油路中通过14.98L/min,回油路中通过14.98×(78.5-28.26)L/min =41.597L/min。为了保证换向平稳起见,宜采用换向时间可调的电液换向阀构成速度换接回路。

如图6所示:

图6速度换接回路

如图7所示,在本系统中采用三位五通换向阀实现换向及快进、工进、快退速度换接。当换向阀处在左工位时,液压缸实现差动快进。

如图7换向回路

3)选择调压和卸荷回路:

油源中设有溢流阀(见图5),由溢流阀调定系统工作压力(由定量泵与溢流阀构成恒压油源)。由于系统采用进油节流调速,故溢流阀常开,即使滑台被卡住,系统压力也不会超过溢流阀的调定值,所以又起安全作用。

在双泵供油油源中设有液控顺序阀作卸荷阀,当滑台工进或停止时,低压大流量液压泵可经此阀卸荷。由于高压小流量泵的功率较小,在系统中不再为其单独设置卸荷回路。

3.3将液压回路综合成液压系统:

把上述液压回路组合在一起,就可以得到如图8所示的经过初步整合的液压系统原理图:

1―双联叶片泵;1A―小流量液压泵;1B―大流量液压泵;2―三位五通电液换向阀;3―行程阀;4―调速阀;5―单向阀;6―液压缸;7―卸荷阀;8―背压阀;9―溢流阀;10―单向阀;11―过滤器;12―压力表接点;

a―单向阀;b―顺序阀;c―单向阀;d―压力继电器。

经过检查,可以发现,该图所示系统在工作中好存在一些问题。为了防止干扰、简化系统并使其功能更加完善,所以对该系统进行如下整合:

1)为了解决滑台工进(阀2在左位)时进、回油路相互接通,系统无法建立起工作压力的问题,必须在换向回路中串接一个单向阀a,将进、回油路隔断。

2)为了解决滑台快进时其回油路接通油箱,无法实现液压缸差动连接的问题,必须在回路上串接一个液控顺序阀b。这样,当滑台快进时,因负载较小而系统压力较低,阀b关闭,从而阻止了油液返回油箱。

3)为了解决机床停止后,因回路中的油液流回油箱,导致空气进入系统,从而影响滑台运动平稳性的问题,在电液换向阀的回油口增设单向阀c。

4)为了在滑台工进后完成后,系统能自动发出快退信号,在调速阀输出端增设一个压力继电器d。

5)将顺序阀b和背压阀8的位置对调一下,可以将顺序阀b与油源处的液控顺序阀7合并。

经过修改、整合后的液压系统原理图,如图9所示:

1―双联叶片泵;1A―小流量液压泵;1B―大流量液压泵; 2―三位五通电液换向阀;3―行程阀;4―调速阀;5―单向阀;6―单向阀;7―顺序阀;8―背压阀;9―溢流阀;10―单向阀;11―过滤器;12―压力表接点;13―单向阀;14―压力继电器。

4 选择液压元件

4.1 液压泵:

在整个工作循环中液压缸的最大工作压力为 3.687MPa 。假设进油路上的压力损失为0.8 MPa ,为使压力继电器能可靠地工作,取其调整压力高出系统最大工作压力0.5MPa ,则小流量液压泵的最大工作压力应为:

1 3.6870.80.5 4.987p p MPa =++=

大流量液压泵在快进、快速运动时才向液压缸输油,由工况图可知,快退时液压缸的工作压力比快进时大,假设油路上的压力损失为0.5MPa (因此时进油不经调速阀,故压力损失减少),则大流量液压泵的最高工作压力为: 20.4340.50.934p p MPa =+=

由图4(a)工况图可知,两液压泵应向液压缸提供的最大流量为25.14L/min ,因该系统较简单,取泄漏系数,则两个液压泵的实际流量应为:

1.0525.1426.397/min p q L =?=

若溢流阀的最小稳定溢流量为3L/min ,而工进时输入液压缸的流量为0.392L/min ,则由小流量泵单独供油时,其流量规格最少应为3.392L/min 。

根据以上压力和流量的数值查阅产品样本,最后确定选取PV2R12-6/26型双联叶片液压泵,其小泵和大泵的排量分别为6mL/r 和26mL/r 。当液压泵的转速时该液压泵的理论流量为30.08 L/min ,若取液压泵的容积效率,则液压泵的实际输出流量为:

(626)9400.9/1000 5.12227.1/min 26.397/min p q L L =+??=+=>

即所选液压泵的实际流量满足设计要求。

且由于液压缸在快退时输入功率最大,这时液压泵工作压力为0.934MPa 、流量为27.1L/min 。取液压泵的总效率,则液压泵驱动电动机所需的功率为:

0.93427.1

0.6600.75

p p

p

p q P kW η?=

=

≈?

根据此数值查阅电动机产品样本选取Y100L-6型电动机,其额定功率,额定转速。

4.2 阀类元件及辅助元件:

根据阀类及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量,可选出这些液压元件的型号及规格,如表10所列:

表10 液压元件和液压辅助元件的型号及规格

4.3 油管:

各元件间连接管道的规格按液压元件接口处的尺寸决定,液压缸进、出油管则按输入、排出的最大流量计算。

由于液压泵选定之后液压缸在各个工作阶段的进、出流量已与原定数值不同,所以

要重新计算,如表11所列:

由表11可以看出,液压缸在各个工作阶段的实际运动速度符合设计要求。

根据表11中的数值,取推荐流速,计算得与液压缸无杆腔及有杆腔相连的油管内径分别为:

2217.31

w

d mm

===

2213.85

y

d mm

===

液压缸进、出两根油管都选用内径15mm、外径18.2mm的15号冷拔无缝钢管。4.4 油箱:

取经验数据,则油箱估算容积为:

按GB 2876―1981规定,取最靠近的标准值。

4.5 密封件的选择:

液压系统中密封件的作用是防止工作介质的内外泄漏,以及防止灰尘,金属屑等异物侵入液压系统。能实现上述作用的装置称为密封装置,其中起密封作用的关键元件密封元件,简称密封件。系统的内外泄漏均会使液压系统容积效率下降,或达不到要求的工作压力,甚至使液压系统不能正常工作。外泄漏还会造成工作介质的浪费,污染环境。异物的侵入会加剧液压元件的磨损,或使液压元件堵塞,卡死甚至损坏,造成系统失灵。一般的液压系统对密封件的主要要求是:

(1) 在一定的压力,温度范围内具有良好的密封性能;

(2) 有相对运动时,因密封件引起的摩擦应尽量小,摩擦系数应尽量稳定; (3) 耐腐蚀、耐摩性能好,不易老化,工作寿命长,磨损后能在一定程度上自动

补偿;

(4) 结构简单,装拆方便,成本低廉。

5 验算液压系统性能

5.1 验算系统压力损失:

由于系统的管路布置尚未确定,整个系统的压力损失无法全面估算,故只能先估算

阀类元件的压力损失,对压力损失的验算按一个工作循环中不同阶段分别进行。

1) 快进时:

滑台快进时,液压缸差动连接,由表10和表11可知,进油路上油液通过单向阀10的流量是22L/min 、通过电液换向阀2的流量是27.1 L/min ,然后与液压缸有杆腔的回油汇合,以流量42.34 L/min 通过行程阀3并进入无杆腔。因此进油路上的总压降为:

222

2227.142.340.20.50.30.22638063V p MPa ??????

∑?=?+?+?= ? ? ???????

回油路上,液压缸有杆腔中的油液通过电液换向阀2和单向阀6的流量都是 15.242 L/min ,然后与液压泵的供油合并,经行程阀3流入无杆腔。由此可算出快进时有杆腔压力与无杆腔压力之差:

222

2115.24215.24242.340.50.20.30.165806363p p p MPa ??????

?=-=?+?+?= ? ? ???????

此值小于设计估计值0.3MPa ,符合要求。

2) 工进时:

工进时,油液在进油路上通过电液换向阀2的流量为0.392L/min ,在调速阀4处的压力损失为0.5MPa ;油液在回路上通过换向阀2的流量是0.14 L/min ,在背压阀8处的压力损失为0.6MPa ,通过顺序阀7的流量为(0.14+22)L/min =22.14 L/min ,折算到进油路上因阀类元件造成的总压力损失为:

222

0.3920.1422.1428.260.50.50.50.60.30.7380806378.5V p MPa ??????????

∑?=?++?++??=?? ? ? ? ?????????

????

液压缸回油腔的压力为:

22

20.1422.140.50.60.30.6378063p MPa ????

=?++?= ? ?????

此值略大于原估计值。

重新计算工进时液压缸进油腔压力,即:

64

22146

1

23485.121

0.6371028.26100.69 3.9278.51010am

F p A p MPa A η--++???=

==??

考虑到压力继电器可靠动作需要压差,故工进时溢流阀9的调压值应为:

2

110.3923.920.50.50.5 4.9280y e p p p p MPa ??

>+∑?+?=+?++= ???

3)快退时:

快退时,油液在进油路上通过单向阀10的流量为22L/min 、通过换向阀2的流量为27.1 L/min ;油液在回油路上通过单向阀5、换向阀2和单向阀13的流量都是75.28 L/min 。

因此进油路上总压降为:

22

12227.10.20.50.0826380V p MPa ????

∑?=?+?= ? ?????

此值小于原估计值,所以液压泵驱动电动机的功率是足够的。 回油路上总压降为:

222

2

75.2875.2875.280.20.50.20.1014638063V p MPa ??????∑?=?+?+?= ? ? ???????

所以,快退时液压泵的工作压力应为:

1120.4340.0820.10140.6174p V V p p p p MPa =+∑?+∑?=++=

因此大流量液压泵卸荷时顺序阀7的调定压力应大于0.6174MPa 。

5.2 验算油液温升:

工进在整个工作循环过程中所占的时间比例达95﹪,所以系统发热和油液温升应按工进时的工况来计算。

工进时液压缸的有效功率为:

223485.1210.0499

0.0260

e P Fv kW ?==

=

这时大流量液压泵经顺序阀7卸荷,小流量泵在高压下供油 。大流量液压泵通过顺序阀7的流量为,故此阀在工进时的压力损失为:

2

2

2220.30.03763n n q p p MPa q ????

?=?=?= ? ?????

小液压泵工进时的工作压力,流量,所以两个液压泵的总输入功率为:

6363112

5.1224.9210100.0371********.57570.75

p p p

p q pq P kW η--???+???+?=

=

=

液压系统的发热功率为:

0.57570.020.5557p e P P P kW ?=-=-=

为使温升不超过允许的值,可按下式计算油箱的最小有效容积:

2

min 10100.074V m --== 油箱总容积:

21.25 1.250.0740.092592.5189.7a V V m L L ==?==<

所以该系统不必设置冷却器。

6 绘制液压系统相关图纸

绘制的液压系统的相关图纸,包括组合机床液压缸负载图、组合机床液压缸速度图、组合机床液压系统工况图、动力源、速度换接回路、换向回路、液压系统初步整合原理图和整合后的液压系统原理图等,另附于本文之后。

7 参考文献

主要参考资料:

1.明仁雄主编 液压传动与气压传动 北京:国防工业出版社 2003 2.雷天觉主编 新编液压工程手册 北京:北京理工大学出版社 1998 3.机械设计手册编委会 机械设计手册 北京:机械工业出版社 2004

8 设计总结

随着毕业日子的到来,毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结,但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多,以前老是觉得自己什么东西都会,什么东西都懂,有点眼高手低。通过这次毕业设计,我才明白学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己知识和综合素质。

在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。

总之,在整个毕业设计的过程中确实觉得困难比较多,真是万事开头难,不知道如何入手。最后终于做完了真有种如释重负的感觉。此外,还得出一个结论:知识必须通过应用才能实现其价值!有些东西以为学会了,但真正到用的时候才发现是两回事,所以我认为只有到了真正会用的时候才是真的学会了。

在此要感谢我的指导教授XX雄教授对我悉心的指导,感谢教授给我的帮助。在设计过程中,我通过查阅大量有关资料,与同学交流经验和自学,并向教授请教等方式,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西,也培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然本次毕业设计工作告一段落,但是我觉得在设计过程中所学到的东西才是这次毕业设计的最大收获和财富,使我终身受益。

立式组合机床的液压系统设计

攀枝花学院本科学生课程设计任务书 题目组合机床液压系统设计 1、课程设计的目的 在完成液压传动课程学习的基础上,运用所学的液压基本知识,理论联系实际,把知识运用到实际生产时实践中来,设计一台专用铣床液压系统。 2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等) 设计立式组合机床的液压系统,工作台要求完成:快进——工进——快退——原位停止、工件松开——液压泵卸荷。动力滑台采用平面导轨,其静摩擦系数 为f s =0.2,动摩擦系数为f d =0.1,往复运动的加(减速)的时间t =0.05, 系统的参数如下: 滑台的重量为135000N 快进快退的速度6m/min 滑台工进速度50 mm/s 快进行程100mm 工进行程50mm 切削负载为33000N 3、主要参考文献 1 王积伟﹒液压传动﹒北京:机械工业出版社,2010﹒ 2 席伟光﹒机械设计课程设计﹒北京:高等教育出版社,2003﹒ 3 李壮云﹒中国机械设计大典﹒南昌:江西科学技术出版社,2002﹒ 4 王文斌﹒机械设计手册﹒北京:机械工业出版社,2004﹒ 4、课程设计工作进度计划 1.用三天的时间进行查阅资料,初步计算,请教老师等设计准备。 2.用两天的时间进行计算、设计、画图。 3.两天的时间自己查找问题、老师审核、交图等工作。 指导教师(签字)日期年月日 教研室意见: 年月日 学生(签字): 接受任务时间:年月日注:任务书由指导教师填写。

课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称 评分项目分 值 得 分 评价内涵 工作表现20% 01 学习态度 6 遵守各项纪律,工作刻苦努力,具有良好的科学 工作态度。 02 科学实践、调研7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠 道获取与课程设计有关的材料。 03 课题工作量7 按期圆满完成规定的任务,工作量饱满。 能力水平35% 04 综合运用知识的能力10 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题, 能正确处理实验数据,能对课题进行理论分析, 得出有价值的结论。 05 应用文献的能力 5 能独立查阅相关文献和从事其他调研;能提出并 较好地论述课题的实施方案;有收集、加工各种 信息及获取新知识的能力。 06 设计(实验)能力,方案 的设计能力 5 能正确设计实验方案,独立进行装置安装、调试、 操作等实验工作,数据正确、可靠;研究思路清 晰、完整。 07 计算及计算机应用能力 5 具有较强的数据运算与处理能力;能运用计算机 进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。 08 对计算或实验结果的分析 能力(综合分析能力、技 术经济分析能力) 10 具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。 成果质量45% 09 插图(或图纸)质量、篇 幅、设计(论文)规范化 程度 5 符合本专业相关规范或规定要求;规范化符合本 文件第五条要求。 10 设计说明书(论文)质量30 综述简练完整,有见解;立论正确,论述充分, 结论严谨合理;实验正确,分析处理科学。 11 创新10 对前人工作有改进或突破,或有独特见解。 成绩 指 导 教 师 评 语 指导教师签名:年月日

液压机液压系统设计

新疆大学 专业课课程设计任务书 班级:机械12-7 姓名:麦麦提阿卜杜拉学号:20122001702 课程设计题目:基于plc的液压动力滑台控制设计 说明书页数:19页 发题日期:2016 年 2 月26 日完成日期2016年4月15日 指导教师:穆合塔尔老师

目录 1.1.1设计任务- 2 - 2.1.1负载分析和速度分析- 2 - 2.11负载分析- 2 - 2.12速度分析- 2 - 3.1.1确定液压缸主要参数- 3 - 4.1.1拟定液压系统图- 6 - 4.11选择基本回路- 6 - 4.12液压回路选择设计- 7 - 4.13工作原理:- 8 - 5.1.1液压元件的选择- 9 - 5.11液压泵的参数计算- 9 - 5.12选择电机- 10 - 6.1.1辅件元件的选择- 11 - 6.11辅助元件的规格- 11 - 6.12过滤器的选择- 11 - 7.1.1油管的选择- 12 - 8.1.1油箱的设计- 13 - 8.11油箱长宽高的确定- 13 - 8.12各种油管的尺寸- 14 - 9.1.1验算液压系统性能- 14 - 9.11压力损失的验算及泵压力的调整- 14 - 9.12液压系统的发热和温升验算- 16 -

1.1.1设计任务 设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行→慢速加压→快速返回→停止。压装工作速度不超过5mm/s,快速下行速度应为工作速度的8~10倍,工件压力不小于10KN。 2.1.1负载分析和速度分析 2.11负载分析 已知工作负载F w =10000N。惯性负载F a =900N,摩擦阻力F f =900N. 取液压缸机械效率 m η=0.9,则液压缸工作阶段的负载值如表2-1: (表2-1) 2.12速度分析 已知工作速度即工进速度为最大5mm/s,快进快退速度为工进速度的8-10倍。即40-50mm/s. 按上述分析可绘制出负载循环图和速度循环图:

提升液压系统设计方案

提升液压系统设计方案 1 系统设计方案的确定 1.1 设计要求 1.11 液压系统控制的机械动作 钢坯提升机称重液压系统的运动轨迹,如图1.1所示。 快升慢升 称重慢降 快降 图1.1 钢坯提升机称重液压系统的运动轨迹 (1)采用双缸同步工作方式; (2)平稳性:等高位附近对钢坯平稳托放;大质量控制对象的平稳启动和缓冲停止; (3)准确性:连续的每步进周期启停点的准确性和良好的重复性; (4)可靠性:满足冶金企业连续工作状况对系统可靠性的要求; (5)对于在称重时期对系统要求要有较高的锁紧精度。 1.2 主要技术参数 (1) 液压缸行程300mm ,其中快上150mm ,时间小于等于2s ,慢上150mm ,时间 小 于等于8s ;慢下150mm ,时间小于等于8s ,快下150mm ,时间小于等于3s ; (2) 动作周期T 小于等于25s ,称重时间3s ; (3) 系统最高工作压力12MPa 。 1.3 系统驱动方案的选择 通常传动机构有机械传动和液压传动两种。钢坯提升机称重液压系统的传动机构选用液压传动。与机械传动相比,液压传动具有功率—质量比大、便于无极调速和过载保护、布局灵活方便等多种技术优势;同时,在现代工业生产中,自动化程度越来越高,而液压系统也因为其易于实现自动化,工作平稳等优点而被广泛应用。

随着技术的发展,采用液压传动是可靠、合理的,用电磁阀来控制液压执行元件同步和无级调速,可以更好的满足工艺,实现其高产、优质、低消耗的要求。钢坯提升机称重液压系统需要比较大的驱动功率,驱动装置一般选用液压缸和液压马, 这是因为液压元件工作可靠、费用较低。此外,利用液压系统的储能作用,还可以使工作台的能耗较低。 1.4 控制方式 根据钢坯提升机称重液压系统的工艺要求,在生产过程中液压系统要完成以下动作,液压缸快升、慢上、停留、慢下,速降,其中停留动作要求锁紧精度要高。 在举升液压缸的控制回路中,采用液控单向阀锁定回路和进油口节流调速回路。液控单向阀回路容易控制并且锁紧时间较长,利于保障设备安全;同时,根据工况分析,液压缸在运行过程中负载的变化不大,可以采用进油口调速回路控制液压缸的运动速度。 供油回路采用液压泵直接提供动力的结构,在吸油管道中采用截止阀和减震喉管串联,用于减震。为了实现系统的自动化,执行元件之间的协调可以通过PLC来完成,也可以通过继电器来实现。 1.5草拟液压系统原理图 在对钢坯称重的流程进行认真分析,草拟了钢坯提升机称重液压系统原理图,钢坯提升机称重液压系统如1.2所示: 图1.2 钢坯提升机称重液压系统

专用液压机及其PLC控制系统设计_杨杰

专用液压机及其PLC控制系统设计 杨 杰1,戴士杰2,李 慨2,李铁军2,岳 宏2 The Design of Special Purpose Hydraulic Machine and PLC Control System YANG Jie1,DAI Sh-i jie2,LI Kai2,LI Tie-jun2,YUE Hong2 (1 河北工业大学分校,河北廊坊 065000;2 河北工业大学机器人及自动化研究所,天津 300130) 摘 要:设计了一种集机、电、液于一体的专用液压机。文中给出了该机液压系统的工作原理,根据机构的工作要求设计了其PLC控制方案,并给出了硬件配置图。 关键词:液压机;工作原理;液压系统;控制系统;PLC 中图分类号:TH137 文献标识码:B 文章编号:1000-4858(2005)08-0015-03 1 引言 随着科技的进步和工业需求的不断扩大,一些专用、非标机械设备的开发成为近几年的一个热点。这样的设备要求特殊、单台生产,开发设计时,可供借鉴的东西少、难度大。如何在保证实现用户要求的情况下,使设计的设备原理简单、结构紧凑、控制灵活、成本低是人们普遍关注的。针对某公司金属制品的加工要求研制了一种专用液压机,集机械结构设计、电气PLC 控制、液压流体传动于一体,属于机电一体化产品。通过长时间实用运行,表明设计方案可行,达到厂家要求,可靠性高。2 设计要求 (1)加工原材料为直径4 5~12m m的金属棒料; (2)产品有3个弯曲段,要求1次挤压弯曲成型; (3)适用于十余种不同尺寸和挤压角度形状; (4)加工过程中,产品上不能出现压痕; (5)加工生产率要求一次挤压过程中,实现5~10根金属棒料同时挤压成型; 收稿日期:2005-04-11 作者简介:杨杰(1969 ),女,回族,河北三河人,讲师,在读博士生,主要从事机械制造和自动化方面的研究和教学工作。 任一值; (2)可调变压比的液压变压器和能量回收液压蓄能器联合使用,能以最优化的方式利用液压蓄能器储能; (3)在恒压网络系统中,液压变压器可以无节流地实现多种不同等级的压力回路,既可满足不同负载的需要,又可提高系统效率; (4)液压变压器的体积小、重量轻、转动惯量小,控制性能好,动态响应快。 5 结论 液压变压器作为一种可同时控制流量和压力的液压元件用于恒压网络系统中,具有良好的发展前景。液压变压器采用的是集成化的设计思想,具有二次调节的良好控制特性以及工作效率高等突出优点。它的出现极大地拓宽了恒压网络系统的应用范围。经过对其流量、变压比、转矩以及控制角 取值范围的理论分析,不仅对液压变压器的工况进行了详细的阐述,而且为完善液压变压器的设计制造奠定了理论基础。 参考文献: [1] Ach ten,P A J ,Zhao Fu,G E M Vael Transforming fu- ture hydraulics:a new design of a hydraulic transformer[D] IKP,Link ping University:Proc.of the5th Scandinavian Inter-national Conference on Fluid Power SICFP 97,1997 [2] Georges E M Vael,Peter A J Achten,Zhao Fu The innas hydraulic transformer:The key to the hydrostatic com mon pres-sure rail[J] SAE Journal,2000-01-2561 [3] Georges Vael,Peter Achten,Jeroen Potma Cylinder control with the floationg cup hydraulic transformer[D] Tampere:Proc. of the8th Scandinavian In ternational Conference on Fluid Power SICFP 03,2003 [4] 董宏林,姜继海,吴盛林 液压变压器的原理及其在二次 调节系统中的应用[J] 液压与气动,2001(11):30-32 [5] 杨华勇,欧阳小平,徐兵 液压变压器的发展现状[J] 机械工程学报,2003,39(5):1-5 15 2005年第8期液压与气动

液压控制系统设计说明

目录 第一章引言..................................................... - 2 - 1.1 虚拟仪器技术............................................ - 2 - 1.2 CAT技术在液压测试系统中的应用.......................... - 3 - 1.3 本课题研究目的和意义.................................... - 3 - 1.4 课题提出及研究方案...................................... - 4 - 第二章电液伺服阀特性........................................... - 5 - 2.1电液伺服阀的组成......................................... - 5 - 2.1.1 电气—机械转换器................................... - 5 - 2.1.2 液压放大器......................................... - 6 - 2.1.3 检测反馈装置....................................... - 6 - 2.1.4 伺服阀的特性及测试原理............................. - 6 - 2.2伺服阀的静态特性......................................... - 6 - 2.2.1负载流量特性曲线................................... - 7 - 2.2.2空载流量特性曲线................................... - 8 - 2.2.3压力特性........................................... - 9 - 2.2.4静耗流量特性(泄特性)............................. - 9 - 2.3本章小结................................................ - 10 - 第三章测试系统硬件设计........................................ - 11 - 3.1传感器.................................................. - 12 - 3.1.1 压力传感器的选型.................................. - 13 - 3.1.2 温度传感器选型.................................... - 15 - 3.1.3 直线位移传感器.................................... - 17 - 3.1.4 线速度传感器...................................... - 18 - 3.2信号放大................................................ - 19 - 3.3流量计.................................................. - 20 - 3.4数据采集设备............................................ - 21 - 3.4.1 数据采集卡的基本性能指标.......................... - 21 - 3.4.2数据采集卡选型.................................... - 22 - 3.5本章小结................................................ - 23 - 第四章基于LabVIEW的伺服阀静态特性测试........................ - 24 - 4.1 面向仪器和测控过程的图形化开发平台-LabVIEW ............. - 24 - 4.1.1 LabVIEW简述...................................... - 24 - 4.1.2 LabVIEW的特点.................................... - 25 - 4.1.3 LabVIEW的仪器驱动程序............................ - 25 - 4.2用LabVIEW进行数据分析和处理............................ - 26 - 4.2.1加窗处理.......................................... - 26 - 4.2.2数字滤波器........................................ - 27 - 4.2.3频域转换.......................................... - 28 - 4.3静态测试系统软件及编程.................................. - 29 - 4.3.1用LabVIEW设计虚拟仪器的方法...................... - 30 - 4.3.2信号激励模块...................................... - 32 -

小型液压机液压系统设计

前言 (2) 一工况分析 (3) 二.负载循环图和速度循环图的绘制 (4) 三.拟定液压系统原理图 (4) 1. 确定供油方式 (5) 2. 调速方式的选择 (5) 4. 液压阀的选择 (8) 5. 确定管道尺寸 (9) 6. 液压油箱容积的确定 (9) 7. 液压缸的壁厚和外径的计算 (9) 8. 液压缸工作行程的确定 (9) 9. 缸盖厚度的确定 (9) 10. ................................................................................................................. 最小寻向长度的确定.. (10) 11. ................................................................................................................. 缸体长度的确定 (10) 四.液压系统的验算 (10) 1.压力损失的验算 (10) 2. ................................................................................................................... 系统温升的验算 (12) 3. ................................................................................................................... 螺栓校核 (13)

液压控制系统复习资料(王春 行版)

一、简略设计应用电液比例阀控制的速度控制回路。画出原理图并加以说明。 该液压控制系统由控制计算机、比例放大器、电液比例方向阀、液压泵、液压缸、基座、负载、位移传感器和,数据采集卡组成,如图1所示。 图1 电液比例阀控制的速度控制回路 液压系统采用定量泵和溢流阀组成的定压供油单元,用电液比例方向阀在液压缸的进油回路上组成进油节流调速回路,控制活赛的运行速度。位移传感器检测出液压缸活塞杆当前的位移值,经A/D 转换器转换为电压信号,将该电压信号与给定的预期位移电压信号比较得出偏差量,计算机控制系统根据偏差量计算得出控制电压值,再通过比例放大器转换成相应的电流信号,由其控制电液比例方向阀阀芯的运动,调节回路流量,从而通过离散的精确位移实现对负载速度的精确调节。 二、说明使用电液闭环控制系统的主要原因。 液压伺服系统体积小、重量轻,控制精度高、响应速度快,输出功率大,信号灵活处理,易于实现各种参量的反馈。另外,伺服系统液压元件的润滑性好、寿命长;调速范围宽、低速稳定性好。闭环误差信号控制则定位更加准确,精度更高。

三、在什么情况下电液伺服阀可以看成震荡环节、惯性环节、比例环节? 在大多数的电液私服系统中,伺服阀的动态响应往往高于动力元件的动态响应。为了简化系统的动态特性分析与设计,伺服阀的传递函数可以进一步简化,一般可以用二阶震荡环节表示。如果伺服阀二阶震荡环节的固有频率高于动力元件的固有频率,伺服阀传递函数还可以用一阶惯性环节表示,当伺服阀的固有频率远远大于动力元件的固有频率,伺服阀可以看成比例环节。 四、在电液私服系统中为什么要增大电气部分的增益,减少液压部分的增益? 在电液伺服控制系统中,开环增益选得越大,则调整误差越小,系统抗干扰能力就越强。但系统增益超过临街回路增益,系统就会失稳。在保持系统稳定性的条件下,得到最大增益。从提高伺服系统位置精度和抗干扰刚度考虑,要求有较高的电气增益K P,因此,液压增益不必太高,只要达到所需要的数值就够了。同时,电气系统增益较液压增益也易于调节,同时成本低。 五、结合实际应用设计应用电液私服控制的位置控制系统。画原理图并加以说明。 设计送料机械手移送机构液压伺服系统工作原理图如图2所示。 图2 送料机械手移送机构液压伺服系统工作原理图 1—液压缸;2、3—液控单向阀;4、13、18—电磁换向阀;5—电液伺服 阀; 6、15—压力继电器; 该回路设计具有以下几个特点: (1)伺服泵站由交流电机、轴向柱塞泵、溢流阀、单向阀、过滤器、蓄能器,压力继电器、压力表、加热器以及冷却回路等组成。泵站同时具备温度、液位等信号的监测、报警功能,自动化程度较高。液压系统的启动、停止、溢流阀的动作、报警、紧急情况处理等由计算机及

液压机设计

1 绪论 1.1 液压机原理 液压机是一种利用液体压力能来传递能量,以实现各种压力加工工艺的机器。 液压机是一种可用于加工金属、塑料、木材、皮革、、橡胶等各种材料的压力加工机械,能完成断崖、冲压、折边、冷挤、校直、弯曲、成形、打包等多种工艺,具有压力和速度可大范围无级调整、可在任意位置输出全部功率和保持所需压力等优点,因而用途十分广泛。 液压机根据帕斯卡原理制成,其工作原理如图1所示。两个充满工作液体的具有柱寒或活塞的容腔由管道相连接,当小柱塞1上的作用力为F 1时,液体的压力为1 1 F p A = ,A 1为柱塞1的工作面积。根据帕斯卡原理:在密闭的容器中,液体压力在各个方向上是相等的,则压力p 将传递到容腔的每一点,因此,在大柱塞2上特产生向上的作用力F 2,迫使工件3变形,且 2 21 1 A F F A = 式中:A 2——大柱塞2的工作面积。 图1-1液压机工作原理 1--小柱塞 2--大柱塞 3--工件 液压机的机构形式很多,其中以四柱立式液压机最为常见。液压机一般由本体(主机 )

及液压系统两部分组成。最常见的液压机本体结构简图如图2所示。它由上横梁1、下横梁3、四个立柱2和十六个内外螺母组成一个封闭框架,框架承受全部工作裁荷。工作缸9固定在上横梁1上,工作缸内接有工作柱塞8,它与活动横粱7相连接。活动横梁以四鞘立柱为导向,在上、下横哭之间接复运动。在活动横梁的下表面上,一般固定有上模(上砧),而下模(下砧)则固定于下横粱上的工作台上。当高压液体进人工作缸后,在工作柱塞上产生很大的压力,并推动柱塞、活动横梁及上模向下运动,使工件5在上、下模之间产生塑性变形。回程缸4固定在下横梁上,其中有回程柱塞6,它与活动横梁相连接。回程时,工作缸通低压,高压液体进入回程缸,推动回程柱塞6向上运动,带动活动攒粱回到原始位置,完成一个工作循环。 图1-2液压缸本体图 1—上横梁 2—立柱 3—下横梁 4—回程缸 5—工件 6—回程柱塞 7活动横梁 8—工作柱塞 9—工作缸

液压传动装置电气控制系统的设计说明

天津渤海职业技术学院 毕业设计说明书 专业电气自动化 课题名称液压传动装置电气控制系统的设计学生蕊蕊 指导老师秦立芳利 电气工程系 2009年3月

容摘要 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能,通过液体压力能的变化来传递能量,经过各种控制阀和管路的传递,借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能,从而驱动工作机构,实现直线往复运动和回转运动而进行能量传递的一种传动方式。由于液压执行结构尺寸小,反应速度快,调节性能好,传递的力和扭矩较大,操纵、控制、调节比较方便,容易实现功率放大和过载保护,因此被广泛应用于机械制造、冶金、工程机械、农业、汽车、航空、船舶、轻纺等行业。近年来,又被应用于太空跟踪系统,海浪模拟装置,宇航环境模拟火箭发射助飞装置。 在机械加工中,例如组合机床加工长孔,为满足其技术要求并达到相应的自动化水平,加工前,应按工艺工程进行可行性模拟加工试验。本方案即为满足液压试验装置设计电气控制和自动控制。 本课题属于典型的机电技术结合项目,通过对课题的设计,研究和制作过程可达到综合利用自动化专业理论知识,提高专业综合操作技能,提高分析、组织能力,拓展学科领域的目的,并为机械加工生产技术改革提供试验操作平台。 常用词;液压装置、电器控制、PLC可编程控制器 致谢: 在本次毕业设计过程中得到了众多老师的帮助,在此表示忠心的感谢!同时也感谢这三 年来在学习和生活上给予帮助的所有老师!

目录 第1章设计对象及基本要求 (4) 1.1 设计对象 1.2 基本要求 1.3 技术要求 第2章电气线路的设计 (5) 2.1 线路设计的基本原理 2.2 绘制原理图 2.3 元器件的选择 2.4 元器件的分布图 第3章柜体电气线路的安全 (11) 第4章电气控制柜的通电试验 (15) 4.1 通电前的检查 4.2 电气控制柜的调试 第5章按给定实验项目进行的调试 (15) 5.1 用PLC可编程控制项目进行编程设计 第6章使用说明书 (18) 第7章结果分析 (18) 参考文献 (19)

卧式双面铣削组合机床的液压系统设计.

《液压与气压传动》 课程设计说明书 题目:卧式双面洗削组合机床液压系统 院系:国际教育 专业:机电一体化 班级:51301 姓名:陈雪峰 指导教师:徐巧 日期:2015.5.21

《液压与气压传动》课程设计任务书 一、设计目的 《液压与气压传动》课程设计是机械工程专业教学中重要的实践性教学环节,也是整个专业教学计划中的重要组成部分,是培养学生运用所学有关理论知识来解决一般工程实际问题能力的初步训练。 课程设计过程不仅要全面运用《液压与气压传动》课程有关知识,还要根据具体情况综合运用有关基础课、技术基础课和专业课的知识,深化和扩大知识领域,培养独立工作能力。 通过课程设计,使学生在系统设计方案的拟定、设计计算、工程语言的使用过程中熟悉和有效地使用各类有关技术手册、技术规范和技术资料,并得到设计构思、方案拟定、系统构成、元件选择、结构工艺、综合运算、编写技术文件等方面的综合训练,使之树立正确的设计思想,掌握基本设计方法。 二、设计内容 1.《液压与气压传动》系统图,包括以下内容: 1)《液压与气压传动》系统工作原理图; 2)系统工作特性曲线; 3)系统动作循环表; 4)元、器件规格明细表。 2.设计计算说明书 设计计算说明书用以论证设计方案的正确性,是整个设计的依据。要求设计计算正确,论据充分,条理清晰。运算过程应用三列式缮写,单位量纲统一,采用ISO制,并附上相应图表。具体包括以下内容: 1)绘制工作循环周期图; 2)负载分析,作执行元件负载、速度图; 3)确定执行元件主参数:确定系统最大工作压力,液压缸主要结构尺寸,计算各液压缸工作阶段流量,压力和功率,作工况图; 4)方案分析、拟定液压系统; 5)选择液压元件; 6)验算液压系统性能; 7)绘制液压系统工作原理图,阐述系统工作原理。 三、设计要求与方法步骤 1.认真阅读设计任务书,明确设计目的、内容、要求与方法步骤; 2.根据设计任务书要求,制定个人工作计划; 3.准备必要绘图工具、图纸,借阅有关技术资料、手册; 4.认真对待每一设计步骤,保证质量,在教师指导下独立完成设计任务。 (课程设计说明书封面格式与设计题目附后) 二、液压传动课程设计(大型作业)的内容和设计步骤 1.工况分析 在分析机器的工作情况(工况)的基础上,确定液动机(液压缸和液压马达)的负载、速度、调速范围、功率大小、动作循环、自动化程度等并绘制出工况图。 2.初定液动机的基本参数

液压机液压系统设计

攀枝花学院 学生课程设计说明书 题目:液压传动课程设计 ——小型液压机液压系统设计学生姓名: 学号: 所在院系:机电工程学院 专业:机械设计制造及其自动化班级: 指导教师:职称: 攀枝花学院教务处制

攀枝花学院本科学生课程设计任务书 注:任务书由指导教师填写。

摘要 液压机是一种用静压来加工金属、塑料、橡胶、粉末制品的机械,在许多工业部门得到了广泛的应用。液压传动系统的设计在现代机械的设计工作中占有重要的地位。液体传动是以液体为工作介质进行能量传递和控制的一种传动系统。本文利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压传动系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格。确保其实现快速下行、慢速加压、保压、快速回程、停止的工作循环。 关键词:液压机、课程设计、液压传动系统设计

Abstract Hydraulic machine is a kind of static pressure to the processing of metal, plastic, rubber, the powder product of machinery, in many industrial department a wide range of applications. The design of the hydraulic drive system in modern mechanical design work occupies an important position. Transmission fluid is the liquid medium for the work carried out energy transfer and control of a transmission system.This paper using hydraulic transmission to the basic principle of drawing up a reasonable hydraulic system map ,and then after necessary calculation to determine the liquid pressure system parameters , Then according to the parameters to choose hydraulic components specification. To ensure the realization of the fast down, slow pressure, pressure maintaining, rapid return, stop work cycle. Key words:hydraulic machine, course design, hydraulic transmission system design.

150T液压机设计计算说明书

一绪论 1.1 液压传动与控制概述 液压传动与控制是以液体(油、高水基液压油、合成液体)作为介质来实现各种机械量的输出(力、位移或速度等)的。它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比,具有传递功率大,结构小、响应快等特点,因而被广泛的应用于各种机械设备及精密的自动控制系统。液压传动技术是一门新的学科技术,它的发展历史虽然较短,但是发展的速度却非常之快。自从1795年制成了第一台压力机起,液压技术进入了工程领域;1906年开始应用于国防战备武器。 第二次世界大战期间,由于军事工业迫切需要反应快、精度高的自动控制系统,因而出现了液压伺服控制系统。从60年代起,由于原子能、空间技术、大型船舰及电子技术的发展,不断地对液压技术提出新的要求,从民用到国防,由一般的传动到精确度很高的控制系统,这种技术得到更加广泛的发展和应用。 在国防工业中:海、陆、空各种战备武器均采用液压传动与控制。如飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹及火箭等。 在民用工业中:有机床工业、冶金工业、工程机械、农业方面,汽车工业、轻纺工业、船舶工业。 另外,近几年又出现了太阳跟踪系统、海浪模拟装置、飞机驾驶模拟、船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟、高层建筑防震系统及紧急刹车装置等,均采用了液压技术。 总之,一切工程领域,凡是有机械设备的场合,均可采用液压技术。它的发展如此之快,应用如此之广,其原因就是液压技术有着优异的特点,归纳起来液压动力传动方式具有显著的优点:其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率大;液压传动装置体积小、结构紧凑、布局灵活,易实现无级调速,调速范围宽,便于与电气控制相配合实现自动化;易实现过载保护与保压,安全可靠;元件易于实现系列化、标准化、通用化;液压易与微机控制等新技术相结合,构成“机-电-液-光”一体化便于实现数字化。1.2 液压机的发展及工艺特点 液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一,自19世纪问世以来发展很快,液压机在工作中的广泛适应性,使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面,已经比较成熟,目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面,也主要表现在高速化、高效化、低能耗;机电液一体化,以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善;自动化、智能化,实现对系统的自动诊断和调整,具有故障预处理功能;液压元件集成化、标准化,以有效防止泄露和污染等四个方面。 作为液压机两大组成部分的主机和液压系统,由于技术发展趋于成熟,国内外机型无较大差距,主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防

卧式双面铣削组合机床的液压系统设计

卧式双面铣削组合机床的 液压系统设计 Prepared on 22 November 2020

液压与气压传动技术课程设计说明书专业: 学号: 姓名: 指导教师: 2012年6月1日

1设计题目卧式双面铣削组合机床的液压系统设计 (2) 2设计要求 (2) 3液压传动系统的设计与计算 (3) 分析液压系统工况 (3) 确定主要参数 (6) 1.初定液压缸的工作压力 (6) 2.液压缸主要参数的确定 (6) 3.绘制液压系统工况图................................................6 绘制液压传动系统原理图 (8) 1.调速回路的选择 (8) 2.油源及其压力控制回路的选择 (9) 3.快速运动与换向回路 (9) 4.速度换接回路 (9) 5.压力控制回路 (9) 6.行程终点的控制方式 (9) 7.组成液压系统绘原理图 (9) 计算与选择液压元件 (11) 1.液压泵 (11) 2.阀类元件及辅助元件的选择 (11) 3.油管的选择 (11) 4.确定油箱容积 (11) 液压系统性能验算 (12)

1压力损失的验算 (13) 工作进给时进油路压力损失 (13) 工作进给时回油路的压力损失 (13) 变量泵出口处的压力Pp (13) 系统压力损失验算 (13) 2 系统温升的验算 (14) 4液压缸的设计 (15) 液压缸工作压力的确定 (15) 液压缸的内径D和活塞杆d前面已经计算 (15) 液压缸的壁厚和外径的计算 (15) 缸盖厚度的确定 (15) 5设计小结 (16) 6参考文献 (16)

小型液压机液压系统课程设计

攀枝花学院 学生课程设计(论文) 题目:小型液压机的液压系统 学生姓名: vvvvvv 学号:vvvvvvvv 所在院(系):机械工程学院 专业: 班级: 指导教师:vvvvvv 职称:vvvv 2014 年06 月15 日 攀枝花学院教务处制

攀枝花学院本科学生课程设计任务书 目录

前言 (5) 一设计题目 (6) 二技术参数和设计要求 (6) 三工况分析 (6) 四拟定液压系统原理 (7) 1.确定供油方式 (7) 2.调速方式的选择 (7) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (8) 4.液压阀的选择 (10) 5.确定管道尺寸 (10) 6.液压油箱容积的确定 (11) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (11) 8.液压缸工作行程的确定 (11) 9.缸盖厚度的确定 (11) 10.最小寻向长度的确定 (11) 11.缸体长度的确定 (12) 五液压系统的验算 (13) 1 压力损失的验算 (13) 2 系统温升的验算 (15) 3 螺栓校核 (16) 总结 (17) 参考文献................................................................................................. 错误!未定义书签。

前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言,液压传动具有输出力大,重量轻,惯性小,调速方便以及易于控制等优点,因而广泛应用于工程机械,建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比,液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势,因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备,适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求,利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置,外形新颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关,可实现半自动工艺动作的循环。

液压控制系统设计

1 液压缸选型 四足机器人大腿上的液压缸所受的推力较大,而小腿上的液压缸所受的推力较小,而且,4个大腿上的液压缸所受的最大推力接近,4个小腿上的液压缸所受的最大推力也接近。因而,在设计液压缸时,大腿上的液压缸设计成相同尺寸,小腿上的液压缸设计成相同尺寸。 而四足机器人髋上的液压缸仅在四足机器人受到横向冲击的情况下工作。根据仿真结果可知,髋上的4个液压缸所受到的最大推力为 1.8kN,最大速度为130mm/s。由于髋上的液压缸推力和速度比大腿与小腿上的液压缸推力和速度小很多,在设计时,总流量主要考虑大腿和小腿上液压缸的叠加,髋上的液压缸流量由蓄能器供给。 根据仿真计算结果图,大腿上的液压缸所受最大推力取8kN,小腿上的液压缸所受的最大推力取4kN,即液压系统的最大载荷为8kN。查阅《液压工程师技术手册》如下表所示, 当载荷为5~10kN时,工作压力宜取1.5~2MPa,为了使液压控制系统的动态性能更好,同时使机械结构更紧凑,取液压缸的负载压力为6MPa。 液压缸暂定交由常州恒力液压有限公司生产。 1.1 大腿上的液压缸 大腿上的液压缸设计成相同尺寸,该液压缸的最大负载压力为P Lm=6MPa,所受最大负载推力为F m=8kN。 P1A1?P2A2=F 其中,P1——液压缸无杆腔压力; P2——液压缸有杆腔压力; D2; A1——液压缸无杆腔有效面积,A1=π 4 (D2?d2); A1——液压缸无杆腔有效面积,A2=π 4 F——负载推力; 液压缸负载压力F满足:

P Lm=F m A1 =P1?P2 A2 A1 =6MPa 由上式可以得到 A1=F m P Lm = 8000 6 mm2=1333.3mm2 所以, D=4A1 π = 4×1333.3 π =41.2mm 圆整后取D=40mm。 查阅《液压工程师技术手册》如下表所示, 取d=25mm。根据仿真结果,液压缸行程大于70mm即可。液压缸和伺服阀组合成的液压包外形图按照之前设计的电动缸伺服电机外形图设计。 1.2 小腿上的液压缸 小腿上的液压缸设计成相同尺寸,该液压缸的最大负载压力也为P Lm=6MPa,所受最大负载推力为F m=4kN。 P1A1?P2A2=F 其中,P1——液压缸无杆腔压力; P2——液压缸有杆腔压力; A1——液压缸无杆腔有效面积,A1=π 4 D2; A1——液压缸无杆腔有效面积,A2=π 4 (D2?d2); F——负载推力; 液压缸负载压力F满足: P Lm=F m 1 =P1?P2 A2 1 =6MPa 由上式可以得到 A1=F m Lm = 4000 mm2=666.6mm2 所以,

小型液压机液压系统课程设计

$ 攀枝花学院 学生课程设计(论文) 题目:小型液压机的液压系统 学生姓名: vvvvvv 学号: vvvvvvvv < 所在院(系):机械工程学院 专业: 班级: 指导教师: vvvvvv 职称: vvvv # 2014 年 06 月 15 日 攀枝花学院教务处制

》 攀枝花学院本科学生课程设计任务书

目录 前言 (1) 一设计题目 (2) 二技术参数和设计要求 (2) 三工况分析 (2) 四拟定液压系统原理 (3) . 1.确定供油方式 (3) 2.调速方式的选择 (3) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (4) 4.液压阀的选择 (6) 5.确定管道尺寸 (6) 6.液压油箱容积的确定 (7) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (7) 8.液压缸工作行程的确定 (7) [ 9.缸盖厚度的确定 (7)

10.最小寻向长度的确定 (7) 11.缸体长度的确定 (8) 五液压系统的验算 (9) 1 压力损失的验算 (9) 2 系统温升的验算 (11) 3 螺栓校核 (11) 总结 (13) : 参考文献 (14)

前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言,液压传动具有输出力大,重量轻,惯性小,调速方便以及易于控制等优点,因而广泛应用于工程机械,建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比,液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势,因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备,适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求,利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置,外形新颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关,可实现半自动工艺动作的循环。

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