文档介绍：液压与气压传动
课程设计说明书
学院: 机电工程学院
设计题目: 压鼓机液压系统设计
专业班级: 机械设计2010-3班
学生: 林晓亮
指导老师: 张东煜
2012年12月
设计题目:压鼓机液压系统设计
题目说明:
压鼓机用于压制压力容器的封头,需要操作机控制下好料的板材移动,压鼓机由中心向外一点点、一圈圈地将其初步压制成型,最后由翻边机将之翻边、旋压成型。
压鼓机即液压机,其一个工作循环为:活塞快下—加压—保压—卸压—活塞快上—停止并卸荷,基本参数如下:
参数类别
参数值
参数类别
参数值
快进行程
快进速度
3m/min
工进行程max
工进速度
快退行程
快退速度
9m/min
保压压力
20MPa
保压时间
5s
加压时间
6s
卸压时间
模具重量
100KN
卸压结束压力
2MPa
最大载荷
1000KN
题目要求:
1、驱动装置:双作用单出杆活塞缸,尾部不可调缓冲;
2、安装方式:缸与机架采用头部内法兰式连接,活塞杆带动模具移动;
3、控制方式:用延时继电器控制延时。
设计要求:
1、进行工况分析与计算,绘制工况图(包括速度图、负载图)。
2、拟定液压系统原理图,选择标准液压元件,绘制电磁铁动作循环表。
3、液压缸设计计算、图纸绘制。
上交材料:
1、设计说明书一份。
2、液压系统原理图一张。
3、液压缸装配图及部分零件图。
目录
工况分析…………………………………… 2
液压缸主要参数的确定…………………… 4
液压系统的拟定……………………………… 5
液压元件的计算与选择……………………… 9
液压缸的设计…………………………………10
拟定液压系统原理图…………………………11
绘制液压缸装配图……………………………11
参考文献………………………………………11
设计心得………………………………………12
一、工况分析
对液压传动系统的工况分析就是明确各执行元件在工作过程中的速度和负载的变化规律,也就是进行运动分析和负载分析。由于动力头的快速进退及工作进给阶段的速度已给定,不必进行运动分析。故仅对液压缸作动力分析,即通过分析计算,确定液压缸总的最大外负载。
根据各执行在一个工作循环内各阶段的速度,绘制其循环图,如下图所示:
1、负载分析
负载分析就是研究各执行元件在一个工作循环内各阶段的受力情况。液压缸的受力简图如下:
1)导轨摩擦力
车床工进阶段的导轨受力见下图,取动摩擦因数,可算得动摩擦阻力为
车床空载快速快退阶段启动时,导轨受静摩擦力作用,取静摩擦因数,算得
加速阶段和恒速阶段的动摩擦阻力为
2)惯性力
取速度变化量,启动时间。算得惯性力为
3)工作负载
液压缸拖动车削动力头进给时的工作负载为切削抗力Fe,
已知。
4)液压缸密封摩擦阻力
作用于液压缸活塞上密封摩擦阻力Fm,用下式估算
式中—液压缸机械效率,。
取,算得启动时的静密封摩擦阻力
恒速时的动密封摩擦阻力估取为静密封摩擦阻力的30%,
即
将上述计算过程综合后得到的各工作阶段的液压缸外负载结果列于下表。
工况
外负载F/N
工况
外负载F/N
计算公式
结果
计算公式
结果
快进
启动
4600N
快退
启动
4600N
加速
2253N
加速
2253N
恒速
2100N
工进
16396N
恒速
2100N
由上表可以看出,最大负载出现在工进阶段,
其最大值为。
二、液压缸主要参数的确定
1)预选系统设计压力
本车床属于半精加工车床,负载最大时为慢速工进阶段,其他工况时荷载都不大,参考表2-3,预选液压缸的设计压力。
2)计算液压缸主要结构尺寸
为了满足动力头快速进退速度相等的要求并减小液压泵的流量,将缸的无杆腔作为主工作腔,并在快进时差动连接,则液压缸无杆腔与有杆腔的有效面积,即活塞杆直径d和液压缸内径D间应满足。
为了提高动力头的工作平稳性,给液压缸设置一定回油背压。参考表2-4暂取背压,上已取液压缸机械效率,则可算得液压缸无杆腔的有效面积
上已知且
从而得液压缸内径
,
按GB/T 2348-1993(表7-14)
将活塞杆直径圆整为,
则液压缸实际有效面积为
由于动力头的最低工进速度很低,故需按式对缸的结构
尺寸进行检验:将调速阀的最小稳定流量和活塞最小进
给速度代入式,
算得
结果表明活塞面积可满足最低稳定速度的要求。
从而算得液压缸再工进阶段的实