换向阀阀芯加工液压系统.docx

液压系统课程设计

换向阀阀芯专用加工设备
液压系统设计

学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名顾正杰学号1314410216指导教师王蕾完成日期2015年12月

目录

一、设计任务书
二、工况分析
三、拟定液压系统原理图
四、液压缸的计算及选择
五、压力和流量计算
六、液压阀的计算及选择
七、辅助元件的计算及选择
八、液压泵及电动机的计算及选择
九、元件明细表
十、参考资料目录及附表
十一、集成块设计说明

设计任务书
1.设计题目：
换向阀阀芯专用加工设备液压系统设计。

二、工况分析
1.运动分析

1）尾架顶紧（工进）2）横刀架快进
3）纵刀架工进4）横刀架快退
5）纵刀架快退6）后刀架快进
7）后刀架工进8）后刀架快退
9）尾架松开（快退）10）停止，泵卸荷
2.负载分析
刀架自重G<400牛顿，导轨摩擦力和惯性力忽略不计
3.主要参数
（一）车外圆：切削力Px=2500牛顿Py=2000牛顿
走刀量s=0.15毫米/转
转速n=500转/分
（二）切槽：切削力Px=0Py=5000牛顿
走刀量s=0.1毫米/转
转速n=250转/分
（三）尾架：顶紧力P=2200牛顿，顶紧速度不宜太快。
三、拟定液压系统原理图
1.确定供油方式
考虑到机床在工作时整体负载较轻，速度较低。从节省能量、减少发热考虑。泵源现采用限压式变量叶片泵。
2.调速方式的选择
本系统功率小、负载变化不大、工进速度低且要求稳定，故选用调速阀节流调速。为获得更低的稳定速度并防止前冲现象，本系统采用进油节流调速在回油路上加背压阀的调速方案。
3.速度换接方式的选择
本系统采用电磁换向阀来控制速度的改变。
4.夹紧回路的选择
采用电磁阀来控制夹紧、松开换向动作。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时仍能保持夹紧力，所以接入节流阀调速和单向阀保压。在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。
5.合成液压系统
最后把所有回路组合起来，即下图所示的液压系统原理图

分析工况可知，推出时承受工作载荷、退回时为载荷较小的液压装置，故尾架缸，横刀架缸，纵刀架缸，后刀架缸都选用单活塞液压缸。

四、液压缸的计算及选择
1.计算各液压缸内径及活塞直径
a．尾架油缸的设计计算
1）由顶紧力F=2200N，选用尾架油缸工作压力P=3.0MPa.
中低压系统中，回油路带背压阀，背压范围为0.5~1.5MPa，估此处取1MPa。
2）活塞直径D
D=√（4F/πP）=1.13*√（2200/3000000）=30mm
参照直径系列圆整取D=32mm
3）活塞杆直径d
一般d=（0.5~0.55）D
取d=18mm
4）活塞厚度H
H=20~30mm
取H=25mm
5）油缸总长L
L=q+H+2δ+Δ
其中：q为夹紧行程，取q=100mm
δ为端盖凸肩长度，取δ=10mm
Δ为间隙，取Δ=10mm
∴L=100+25+10+10=155mm
6）油缸壁厚
取δ=10mm
δ/D=10/30=0.33
油缸壁厚的校核
δ≥D2(σ+0.4pmaxσ-1.3pmax-1)=0.15*(100+0.4*4.5100-1.3*4.5-1)≈10mm
符合
7）油封
取O型
8）验算
液压缸支撑长度Ls≥（10~15）d时须考虑活塞杆弯曲稳定性并进行
验算。液压缸支撑长度Ls是指活塞杆全部外伸时，液压缸支撑点与活
塞杆前段连接处之间的距离；d为活塞杆直径。
现Ls≤10d,故不需要验算。
b．横刀架油缸的设计计算
1）由切削力Py=2000N，选用油缸工作压力P=3.0MPa
中低压系统中，回油路带背压阀，背压范围为0.5~1.5MPa，估此处取1MPa。
2）缸径D
D=1.13（Py/P）0.5=1.13(2000/3000000)0.5=29mm
参照直径系列圆整取D=32mm
3）活塞杆直径
一般d=（0.5~0.55）D
取d=16mm
4）油缸工作行程的确定
根据液压缸活塞行程参数系列（GB2349-80）
取L=25mm
5）油缸壁厚
取δ=10mm
δ/D=10/30=0.33
油缸壁厚的校核
δ≥D2(σ+0.4pmaxσ-1.3pmax-1)=0.15*(100+0.4*4.5100-1.3*4.5-1)≈10mm
符合
6）最小导向长度H
H≥L/20+D/2=25/20+32/2=17.25mm
取H=25mm
7）活塞宽度B
B=0.6D=0.6*32=19.2mm
取20mm
8）缸盖滑动支撑面长度l
l=0.6D=19.2mm
取20mm
9）缸体长度的确定
内部长度l1=L+B=25+20=45mm
外部长度l2=L+B+δ+l=25