題目:設計一台雙面鑽通孔臥式組合工具機液壓進給系統及液壓夾具裝置.工具機的工作迴圈為:
工件加緊→左右動力部件快進→左右動力部件工進→左動力部件快退→』右動力部件繼續工進→左動力部件停止,右動力部件快退→右動力部件停止→工件鬆開.工件加緊力為8000n,左右切削負載皆為15000 n,左右動力部件重力皆為9800 n,快進,快退速度為5m/min,快進行程為100mm,工進速度為30~200mm/min,左動力部件工進行程為50mm,右動力部件工進行程為80mm。往復運動的加速,減速時間為0.
2s,滑台為平導軌,靜,動摩擦係數分別為0.2,0.1。
目錄摘要 1
緒論 1
第一章工況分析及液壓原理圖的擬定 3
1工況分析 3
1.1.1工作負載的計算 3
1.1.2運動分析 4
1.2液壓系統原理圖 5
第二章液壓缸的分析計算 6
2.1液壓缸工作壓力的選定 6
2.2液壓缸內徑及活塞桿直徑的計算 7
2.2.1液壓缸工作缸內徑的計算 7
2.2.2 確定活塞桿直徑 7
2.2.3 活塞桿穩定性校核 7
2.3計算液壓缸工作階段的最大流量 7
2.4 各階段功率計算 8
2.5 各階段的壓力計算 8
2.6 定位缸的計 8
2.7 夾緊缸的計算 9
第三章確定液壓幫浦規格和電動機功率及型號 9
3.1確定液壓幫浦的規格 9
3.2確定液壓幫浦及電動機型號 10
3.2.1 計算液壓幫浦驅動功率 10
3.2.2選用電動機型號 10
第四章選用閥類元件及輔助元件 11
第五章液壓系統的效能驗算 11
5.1壓力損失及調定壓力的確定 11
5.2系統的發熱與溫公升 12
5.3系統的效率 13
液壓缸所受外負載f包括三種型別,即:
根據以上計算結果列出各工作階段所受的外負載見表1.1
按裝置要求,把執行原件在完成乙個迴圈時的運動規律用圖表示出來,即速度圖圖圖
按工作負載選定工作壓力見表2.1
表2.2 按裝置型別確定工作壓力
由以上兩個**可選擇液壓缸的工作壓力為3mpa
由負載圖知,最大負載力f為15980n,液壓缸的工作壓力為3mpa
則活塞桿材料選擇45鋼
取活塞桿直徑d=0.5d=40mm,取標準值d=40mm
則液壓缸的有效作用面積為:
因為右活塞桿總行程為180mm,而活塞桿直徑為40mm, l/d=180/40=4.5<10
由上式計算的結果可知,mm,滿住穩定性條件。
q夾緊=a夾緊v夾緊=38.48×10-4×40×10-3/0.5=29.18×10-5m3/s=17.51l/min
q快進=a1v快進=10-4×5/60=4.19×10-4m3/s=25.14l/min
q工進=a1v快進=50.24×10-4×0.2/60=1.67×10-5×60/10-3m3/s=1.002l/min
q快退=a2v快退=37.68×10-4×5/60=3.14×10-4m3/s=18.84l/min
取定位缸負載力200n,移動件重力20n,行程10mm,運動時間1s,
夾緊缸負載力800n,行程40mm,夾緊時間0.5s
考慮到液壓缸內的結構與製造方便性,以及插銷的結構尺寸等因素,可以取d=32mm,d=16mm,
取標準值d=75mm d=0.5d=35mm
a)定位液壓缸最大流量
由於定位,夾緊,進給液壓缸是分時工作的,所以其中某缸的最大流量是系統的最大理論供油流量,另外考慮到洩漏流量與溢流閥的溢流流量,可以取液壓幫浦流量為系統最大理論流量的1.1~1.3倍,現取1.
2倍值計算,則有
兩個液壓幫浦同時向系統供油時,若迴路中的洩漏按10%計算,則兩個幫浦的總流量應為
由於溢流閥的最小穩定流量為3l/min而工進時液壓缸所需流量1.002l/min。
高壓幫浦輸出流量不得少於4.002l/min
b)計算液壓幫浦的最高工作壓力
液壓缸的最大工作壓力出現在工高階段,此時缸的輸入流量較小,且進油路元件較少,故幫浦至缸間的進油路壓力損失估取,而壓力繼電器的調整壓力比液壓缸最高工作壓力大0.5mpa。則小流量幫浦的最高工作壓力為
大流量幫浦僅在快進快退時向液壓缸供油,由於,取壓力損失,則大流量幫浦最高工作壓力為
由於 則快進時功率最大,快進時工作壓力為
已知幫浦的總效率為,則液壓幫浦快進時所需驅動功率為
查電動機產品目錄,擬選用電動機的型號為y90s-6,功率為1.1kw,同步轉速為1000r/min.
6級,滿載轉速910r/min.
根據系統工作壓力及通過閥類元件及輔助件的流量,可選出這些元件的型號及規格,如下表所示。
(1) 油管油管內徑一般參照所接元件介面尺寸確定,也可按管路中允許流速計算,在本例中,出油口採用內徑為18mm,外徑為20mm的紫銅管。
(2) 油箱油箱容積根據液壓幫浦的流量計算,取其體積v=(5~7)qp 即v=280l.
(1) 一般取沿程壓力損失的10%,而後者則與通過的流量大小有關,若閥的額定流量和額定壓力損失為,則當通過的額定流量為q時的閥壓力損失為
因為ge系列10mm通經的閥的額定流量為63l/min,疊加閥10mm通經系列的額定流量為40l/min,而在本例中通過整個閥的壓力損失很小,且可忽略不計,快進時回油路上的流量為
快進時回油路油管中的流速為
由此可計算
(2) 總的壓力損失
(3) 壓力閥的調定值
雙聯幫浦系統中卸荷閥的調定值應該滿足工進的要求,保證雙聯幫浦同時向系統供油,因而卸荷閥的調定值應略大於快進時幫浦的供油壓力
∴卸荷閥的調定壓力應取3.7mpa為宜,溢流閥的調定壓力應大於卸荷閥調定壓力為0.3~0.5mpa
∴取溢流閥的調定壓力為5mpa,背壓閥的調定壓力以夾緊缸的夾緊力為根據,即取
背壓閥的調定壓力以定位缸的負載為根據即
(1)根據以上的計算可知,在工進時電動機的輸入功率為
快退時電動機的輸入功率為
快進時電動機輸入功率為
夾緊時電動機輸入功率為
(2)計算各階段有效功率:
快進:工進:
快退:夾緊:(3)校核熱平衡,確定溫公升
現以較大的值來校核其熱平衡,求出發熱溫公升,設油箱的三個邊長在1:1:1~1:2:3範圍內,則散熱面積為:
假設通風良好,取,油液的溫公升為
在單位時間內液壓系統的發熱量,p為液壓系統輸入功率(kw),為液壓系統總效率。
液壓的溫公升為:
室溫為20,熱平衡溫度為30.97,沒有超出允許範圍。
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