液压传动课程设计题目：半自动液压专用铣床液压系统
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学号：*************
学院：机电学院
专业：机械工程及自动化
指导教师：刘建马勇杰陈群利
2015 年 7 月 1 日
目录
1.主要内容和基本要求 (1)
1.1 设计内容 (1)
1.2.设计参数 (1)
1.3设计基本实验数据参数 (1)
2.液压系统的工况分析 (2)
2.1.静摩擦阻力 (2)
2.2.动摩擦阻力 (2)
2.3.惯性负载 (2)
2.4.启动，加速的外负载 (2)
2.5.工进负载 (2)
2.6.快进，快退负载 (2)
2.7.根据计算可绘制如下速度循环图及负载循环图 (2)
3.拟定液压系统原理图 (3)
3.1确定供油方式 (3)
3.2确定调速度方式 (3)
3.3确定速度换接方法 (3)
3.4确定液压系统原理图 (3)
4.液压系统的计算和选择液压元件 (4)
4.1.计算液压缸内径 (4)
4.2.选择液压缸 (5)
4.3.计算液压泵的规格参数 (5)
4.4.选择液压泵 (6)
4.5.选择液压阀 (6)
4.5.1调速阀 (6)
4.5.2溢流阀 (6)
4.6电动机 (6)
5.主要参考资料 (8)
1.主要内容和基本要求
1.1 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：工作台快进—铣削进给—工作台快退—停止。
1.2.设计参数
工作台液压缸负载力（KN）：F L
工作台液压缸移动件重力（KN）：G
工作台快进快退速度（m/min）：V1=V3
工作台工进速度（mm/min）：V2
工作台液压缸快进行程（mm）：L1
工作台液压缸工进行程（mm）：L2
工作台启动停止时间（S）： t=0.2
导轨面静摩擦系数：μs=0.2
导轨面动摩擦系数：μd=0.1
具体设计参数详见附件1。
1.3设计基本实验数据参数
表1.给定的设计参数
2.液压系统的工况分析
根据已知条件，计算液压缸的外负载
导轨面静摩擦系数：μs=0.2
导轨面动摩擦系数：μd=0.1
2.1.静摩擦阻力F fs=0.2 ×30000=6000N
2.2.动摩擦阻力F f a=0.1×30000=3000N
工作台启动停止时间（S）：t=0.2
工作台快进快退速度（m/min）：V1=V3= v=4.5m/min=0.075m/s 2.3.惯性负载F a=G/g×v/ t=30000/9.8×0.075/0.2=1148N
2.4.启动，加速的外负载F=Ffa+Fa=3000+1148=4148N
2.5.工进负载F=Ffa+F=3000+66000=69000N
2.6.快进，快退负载F=Ffa=3000N
2.7.根据计算可绘制如下速度循环图及负载循环图
速度循环图
0.04
4.5
）4148
3000
）F(N)
3.拟定液压系统原理图
3.1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；从节能，减少发热考虑，必须采用双联泵的供油方式
3.2确定调速度方式
在中小型的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，根据本课题铣削机床工作时对低速性能和速度负载有一定的要求，决定采用叶片双联定量泵和调速阀组成容积节流调速，这种调速回路具有效率高，发热小，调速刚性好且节能的特点；
3.3确定速度换接方法
本系统采用电磁三位五通阀实现快慢速度的换接，它的特点是结构简单，调节行程比较方便，安装也比较容易，为了防止车削过程中发生前冲现象，在液压缸回油腔设有背压，该背压值P2=0.8mpa，即如下图溢流阀8的值，回油时返回油路实现差动连接。
3.4确定液压系统原理图
当快进，和工进时使用三位五通阀的左位机能工作，快进时双泵合流，流量大，流经二位二通阀左位工作实现快进，当工进是只有泵12给系统供油，流量小，同时二位二通阀右位工作，油路流经调速阀，对流量进行控制；当快退时使用三位五通阀右位机能工作，回油直接回到油箱实现快退功能。具体系统原理图如下所示。
4.液压系统的计算和选择液压元件
4.1.计算液压缸内径
因为夹紧液压缸的作用很大,所以可以按其工作负载来选定系统的压力
由设计参考资料液压设计手册P12表2-1；可以初定系统的压力为3 ～5MPa,为使液压缸体积紧凑,可以取系统的压力为P1=5MPa，背压取0.85MPa P1A1=F+P2A2+FfC
F+FfC=F/η
联立公式得D=4F/P1π(1-P2/P1)(1-0.49)=145.8mm
实验压力，Py一般取最大工作压力的1.25-1.5倍取1.25倍,
（σ)缸筒材料的许用应力取铸钢则为100MPa
壁厚计算σ>=PyD/2(σ)=1.25×P1/2(σ)=1.25×5×0.14/200=0.004375m=4.375mm
4.2.选择液压缸
根据液压手册P11 表2-4，表2-5可选择液压缸内径为140mm，为防止使车削过程中发生前冲现象；在液压回油腔设一个背压，同时使快进快退速度相等，因此d/D=0.7;则活塞杆直径为100mm根据数据最大行程为435mm可查表2-6选择液压缸活塞行程为450mm，缸筒材料取铸钢
4.3.计算液压泵的规格参数
根据选定的液压缸规格参数，知液压缸的最大流量应在快进快退的转态
Q=A2v=π/4(D2-d2)V1=0.785×(0.0196-0.01)×4.5=33L/min
液压缸的最小流量应在工进的转态
Q=A1v=π/4D2V=0.785×0.0196×0.045=7L/min
进油管路中的压力损失p选去0.5MPa
液压泵的最大工作压力Pp=P1+ p=5+0.5=5.5MPa
泵的额定压力，因中低压Pn=取小值则应取1.25Pp=1.25×5=6.25MPa
液压泵的最大流量Qp》=Kl×qmax
系统泄露系数Kl一般取1.1~1.3，现取1.1
Qp=Kl×qmax=1.1×33=36.3L/min
