2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  液壓課程設(shè)計</b></p><p>  專業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化</p><p>  班級學(xué)號: </p><p>  學(xué)生姓名: </p><p>  指導(dǎo)教師: </p><p>  

2、2011年6月23日</p><p><b>  課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>  目 錄</b></p><p>  1.工況分析………………………………………………………………………………1</p><p>  2.?dāng)M定液壓系統(tǒng)原理圖……………………………………………

3、………………………2</p><p>  3.液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件 ……………………………………………………8</p><p>  3.1液壓缸主要尺寸的確定……………………………………………………………4</p><p>  3.2確定液壓泵的流量、壓力和選擇泵的規(guī)格………………………………………5</p><p>  3.3液壓

4、閥的選擇………………………………………………………………………5</p><p>  3.4確定管道尺寸………………………………………………………………………6</p><p>  3.5液壓油箱容積的確定………………………………………………………………7</p><p>  4.液壓系統(tǒng)的驗算……………………………………………………………………6</p>

5、;<p>  4.1壓力損失的驗算……………………………………………………………………6</p><p>  4.2系統(tǒng)溫升的驗算……………………………………………………………………8</p><p>  設(shè)計一臥式單面鉆、鏜專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)及設(shè)計進(jìn)給液壓缸。</p><p>  按加工需要,該系統(tǒng)的工作循環(huán)式:</p><p&g

6、t;  快速前進(jìn)→工作進(jìn)給→快速退回→原位停止。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)為:切削力 Fg=18000N,工作部件(含工件)總重力G=25000N;快進(jìn)行程150mm;工進(jìn)行程200mm;快進(jìn)快退的速度為0.075m/s;工進(jìn)速度為0.0003m/s~0.002m/s范圍內(nèi)無級調(diào)速;加速、減速時間△t=0.1s;該系統(tǒng)采用水平放置的平導(dǎo)軌,靜摩擦系數(shù)s=0.2,動摩擦因數(shù)d=0.1.</p><p><b> 

7、 1.工況分析</b></p><p>  首先根據(jù)已知條件,繪制運(yùn)動部件的速度循環(huán)圖,如圖1.5所示,然后計算各階段的外負(fù)載并繪制負(fù)載圖。</p><p>  液壓缸所受外負(fù)載F包括三種類型,即</p><p>  Fw為工作負(fù)載,對于金屬切削機(jī)床來說,即為沿活塞運(yùn)動方向的切削力,在本例中為20500N;</p><p>  F

8、a—運(yùn)動部件速度變化時的慣性負(fù)載;</p><p>  Ff—導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載,啟動時為靜摩擦阻力,啟動后為動摩擦阻力,對于平導(dǎo)軌可由下式求得</p><p><b>  G—運(yùn)動部件重力;</b></p><p>  FRn—垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載,事例中為零;</p><p>  f—導(dǎo)軌摩擦系數(shù),本例中取靜摩擦系數(shù)0

9、.2,動摩擦系數(shù)為0.1。求得:</p><p>  Ffs=0.2*25000N=5000N</p><p>  Ffa=0.1*25000N=2500N</p><p>  上式中Ffs為靜摩擦阻力,F(xiàn)fa為動摩擦阻力。</p><p><b>  g—重力加速度;</b></p><p> 

10、 △t—加速度或減速度,一般△t=0.01~0.5s</p><p>  △v—△t時間內(nèi)的速度變化量。在本例中</p><p>  根據(jù)上述計算結(jié)果,列出各工作階段所受的外負(fù)載(見表1.1),并畫出如圖1.5所示的 負(fù)載循環(huán)圖。</p><p>  圖1.1速度和負(fù)載循環(huán)圖</p><p><b>  表1.1</b>

11、;</p><p>  2.?dāng)M定液壓系統(tǒng)原理圖</p><p><b>  (1)確定供油方式</b></p><p>  考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時負(fù)載較大,速度較低。而在快進(jìn)、快退時負(fù)載較小,速度較高。從節(jié)省能量、減少發(fā)熱考慮,泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油?,F(xiàn)采用限壓式變量葉片泵。</p><p>  (2)調(diào)速

12、方式的選擇</p><p>  在中小型專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)中,進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)銑削類專用機(jī)床工作時對低速性能和速度負(fù)載特性都有一定要求的特點,決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。這種調(diào)速回路具有效率高、發(fā)熱小和速度剛性好的特點,并且調(diào)速閥裝在回油路上,具有承受負(fù)切削力的能力。</p><p>  (3)速度換接方式的選擇</p><

13、p>  本系統(tǒng)采用電磁閥的快慢速換接回路,它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)行程比較方便,閥的安裝也較容易,但速度換接的平穩(wěn)性較差。若要提高系統(tǒng)的換接平穩(wěn)性,則可改用行程閥切換的速度換接回路。</p><p>  (4)夾緊回路的選擇</p><p>  用二位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時,為了避免工作時突然失電而松開,應(yīng)采用失電夾緊方式。考慮到夾緊時間可調(diào)節(jié)和當(dāng)進(jìn)油路壓力瞬時下降時仍

14、能保持夾緊力,所以接入節(jié)流閥調(diào)速和單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥,用來調(diào)節(jié)夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)定。</p><p>  最后把所選擇的液壓回路組合起來,即可組合成圖1.1所示的液壓系統(tǒng)原理圖。</p><p>  圖1.2 液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>  3.液壓系統(tǒng)的計算和選擇液壓元件</p><p>  3.1液壓缸主

15、要尺寸的確定</p><p>  1)工作壓力p的確定。工作壓力p可根據(jù)負(fù)載大小及機(jī)器的類型來初步確定,表1.1取液壓缸工作壓力為3MPa。</p><p>  2)計算液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d。由負(fù)載圖知最大負(fù)載F為22500N,按表1.2可取P2為0.5Mpa,ηcm為0.95,考慮到快進(jìn)、快退速度相等,取d/D為0.7。將上述數(shù)據(jù)代入式可得</p><p>

16、  根據(jù)指導(dǎo)書表2.1,將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑D=100mm;活塞桿直徑d,按d/D= 0.7及表2.2活塞桿直徑系列取d=70mm。 </p><p>  按表2.1及表2.2液壓缸和活塞桿的尺系列,取夾緊液壓缸的D和d分別為100mm及70mm。</p><p>  3)計算在各工作階段液壓缸所需的流量</p><p>  3.2確定液壓泵的流量、

17、壓力和選擇泵的規(guī)格</p><p>  1)泵的工作壓力的確定 考慮到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失,所以泵的工作壓力為 </p><p>  pp—液壓泵最大工作壓力;</p><p>  p1—執(zhí)行元件最大工作壓力;</p><p>  ∑△p—進(jìn)油管路中的壓力損失,初算時簡單系統(tǒng)可取0.2~0.5MPa,復(fù)雜系統(tǒng)取 0.5~

18、1.5MPa,本例取0.5MPa。</p><p>  上述計算所得的pp是系統(tǒng)的靜態(tài)壓力,考慮到系統(tǒng)在各種工況的過渡階段出現(xiàn)的動態(tài)壓力往往超過靜態(tài)壓力。另外考慮到一定的壓力貯備量,并確保泵的壽命,因此選泵的額定壓力pn應(yīng)滿足pn≥(1.25~1.6) pp。中低壓系統(tǒng)取小值,高壓系統(tǒng)取大值。在本例中pn =1.25 pp=4.4MPa。</p><p>  2)泵的流量確定 液壓泵的最

19、大流量應(yīng)為</p><p>  qp—液壓泵的最大流量;</p><p>  (∑q)min同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時溢流閥正進(jìn)行工作,尚須加溢流閥的最小溢流量2~3L/min;</p><p>  KL—系統(tǒng)泄漏系數(shù),一般取KL=1.1~1.3,現(xiàn)取KL=1.2。</p><p>  3)選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上

20、算得的pp和qp,再查閱有關(guān)手冊,</p><p>  3.3液壓閥的選擇 </p><p>  根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)圖,按通過各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格。選定的液壓元件如表1.2所示。</p><p>  表1.2 液壓元件明細(xì)表</

21、p><p><b>  3.4確定管道尺寸</b></p><p>  油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定,也可按管路允許流速進(jìn)行計算。本系統(tǒng)主油路流量為差動時流量q=34.56L/min,壓油管的允許流速取u=4m/s,則內(nèi)徑d為</p><p>  若系統(tǒng)主油路流量按快退時取q=17.28L/min,則可算得油管內(nèi)徑d=9.6mm

22、。</p><p>  綜合諸因素,現(xiàn)取油管的內(nèi)徑d為12mm。吸油管同樣可按上式計算(q=21.62L/min、v=1.5m/s),現(xiàn)參照YBX-40變量泵吸油口連接尺寸,取吸油管內(nèi)徑d為25mm。</p><p>  3.5液壓油箱容積的確定</p><p>  本例為中壓液壓系統(tǒng),液壓油箱有效容量按泵的流量的5~7倍來確定,現(xiàn)選用容量為110L的油箱。<

23、/p><p>  4.液壓系統(tǒng)的驗算 </p><p>  已知該液壓系統(tǒng)中進(jìn)、回油管的內(nèi)徑均為16mm,各段管道的長度分別為:AB=0.3m,AC=1.7m,AD=1.7m,DE=2m。選用L-HL32液壓油,考慮到油的最低溫度為15℃,查得15℃時該液壓油的運(yùn)動粘度ν=150cst=1.5cm2/s,油的密度ρ=920kg/m3。</p><p>  4.1壓

24、力損失的驗算</p><p>  1)工作進(jìn)給時進(jìn)油路壓力損失。運(yùn)動部件工作進(jìn)給時的最大速度為0.12m/min,進(jìn)給時的最大流量為0.942L/min,則液壓油在管內(nèi)流速v1為</p><p>  管道流動雷諾數(shù)Rel為</p><p>  Rel<2300,可見油液在管道內(nèi)流態(tài)為層流,其沿程阻力系數(shù)。</p><p>  進(jìn)油管道B

25、C的沿程壓力損失△pl-1為</p><p>  查得換向閥4WE6E50/AG24的壓力損失△pl-2=0.05×106pa</p><p>  忽略油液通過管接頭、油路板等處的局部壓力損失,則進(jìn)油路總壓力損失△p1為</p><p>  2)工作進(jìn)給時回油路的壓力損失。由于選用單活塞桿液壓缸,且液壓缸有桿腔的工作</p><p>

26、;  面積為無桿腔工作面積的二分之一,則回油管道的流量為進(jìn)油管道的二分之一,則</p><p>  回油管道的沿程壓力損失△p2-1為</p><p>  查產(chǎn)品樣本知換向閥3WE6A50/AG24的壓力損失△p2-2=0.025 X 106pa,換向閥4WE6E50/AG24的壓力損失△p2-3=0.025×106pa,調(diào)速閥2FRM5—20/6的壓力損失△p2-4= 0.5&

27、#215;106pa。</p><p>  回油路總壓力損失△p2為</p><p>  3)變量泵出口處的壓力pp</p><p>  4)快進(jìn)時的壓力損失??爝M(jìn)時液壓缸為差動連接,自匯流點A至液壓缸進(jìn)油口C之間的管路AC中,流量為液壓泵出口流量的兩倍即34.56L/min,AC段管路的沿程壓力損失△p1-l為</p><p>  同樣可求

28、管道AB段及AD段的沿程壓力損失△pl-2和△pl-3為</p><p>  查產(chǎn)品樣本知,流經(jīng)各閥的局部壓力損失為4EW6E50/AG24的壓力損失△p2-1=0.17×106pa;3EW6E50/AG24的壓力損失△p2-2=0.17×106pa。</p><p>  據(jù)分析在差動連接中,泵的出口壓力pp為</p><p>  快退時壓力損失

29、驗算從略。上述驗算表明無需修改原設(shè)計。</p><p>  4.2系統(tǒng)溫升的驗算</p><p>  在整個工作循環(huán)中,工進(jìn)階段所占的時間最長,為了簡化計算,主要考慮工進(jìn)時的發(fā)熱量。一般情況下,工進(jìn)速度大時發(fā)熱量較大,由于限壓式變量泵在流量不同時,效率相差極大,所以分別計算最大、最小時的發(fā)熱量,然后加以比較,取數(shù)值大者進(jìn)行分析。</p><p>  當(dāng)v=0.018

30、m/min時</p><p>  此時泵的效率為0.1,泵的出口壓力為3.4MPa,則有</p><p><b>  此時的功率損失為</b></p><p>  當(dāng)v=0.12m/min時,q=0.942L/min,總效率η=0.7</p><p><b>  則</b></p>&

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