買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 *學院 畢業(yè)設計（論文） 設計課題題目：設計一臺兩缸順序動作專用 組合機床的液壓系統(tǒng) 專 業(yè) 系： 機 械 制 造 工 程 系 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號： 指 導 老 師 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 一、設計課題題目：（ 05） 設計一臺兩缸順序動作專用組合機床的液壓系統(tǒng)，要求液壓系統(tǒng)： 1、工作循環(huán)： A 缸水平向左快進 水平向左工進 死擋鐵停留 垂直向上快進2、 A、 m/退速度為 5m/進速度 20 100mm/3、 A、 00中工進行程 2004、 A、 2000N,運動部件自重均為 8000N； 5、啟動換向時間 6、導軌為平導軌，靜摩擦系數(shù)為 摩擦系數(shù)為 二、設計內(nèi)容及要求： 1、液壓系統(tǒng)： （ 1）設計液壓系統(tǒng)圖（含：工作循環(huán)圖、電磁鐵及其他元件動作表、液壓系統(tǒng) 原理圖 、液壓元件目錄表，用一張 2號圖紙打印）； （ 2）設計液壓缸（ 繪制液壓缸組件裝配圖（用一張 1號圖紙打印）； 2、設計液壓系統(tǒng)的電氣控制原理圖（含：工作循環(huán)圖、電磁動作表電氣控制系統(tǒng)原理圖、電氣元件目錄表，用一張 2號圖紙打印）； 3、 令表、梯形圖、功能圖、 部接線圖），以實現(xiàn)自動控制；（功能圖和接線圖畫在一張 3號圖紙上 梯形土圖用一張 3號圖紙） ; 4、設計說明書一份 (不少于 30頁 ),應有 :封面、目錄、封底、任務書、畢業(yè)小結(jié)、參考文獻及書目、致謝等內(nèi)容。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 目錄 第一章 緒論 4 第二章 液壓系統(tǒng)設計 5 第一節(jié) 明確液壓系統(tǒng)設計要求 5 第二節(jié) 分析液壓系統(tǒng)工況 5 第三節(jié) 確定液壓缸的主要參數(shù) 6 第四節(jié) 初選液壓缸的工作壓力 、 流量和功率 7 第五節(jié) 液壓系統(tǒng)原理圖的擬訂 10 第六節(jié) 選擇液壓元件 14 第三章 機床電器原理圖的設計 16 第一節(jié) 設計概述和設計要求 16 第二節(jié) 電器元件的選擇 17 第四章 20 第一節(jié) 20 第二節(jié) 20 第五章 致謝 25 第六章 參考文獻 26 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 第一章 緒論 主要介紹了一臺兩缸順序動作專用組合機床的液壓系統(tǒng) 、電氣控制系統(tǒng)、液壓缸的設計 和計算過程，以液壓系統(tǒng)設計指導進行電氣控制線路等設計。在設計液壓系統(tǒng)的過程中還對進給缸進行了設計，同時，還對液壓缸進出油口工序的設計以及流量、流速的控制與設計。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第二章 液壓系統(tǒng)設計 第一節(jié) 明確液壓系統(tǒng)設計要求 1、工作循環(huán)： A 缸水平向左快進 水平向左工進 死擋鐵停留 垂直向上快進2、 A、 m/退速度為 5m/進速度 20 100mm/3、 A、 00中工進行程 2004、 A、 2000N,運動部件自重均為 8000N； 5、啟動換向時間 6、導軌為平導軌，靜摩擦系數(shù)為 摩擦系數(shù)為 第二節(jié) 分析液壓系統(tǒng)工況 1、 啟動加速階段： N）（）（ ）（）（ 快進階段： F 工進階段： 2 2 0 0 0 0 0/ ）（）（ 快退階段 5 9 ）（）（ 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 2、 啟動加速階段： 1 0 )/ F （）（ 快進階段： 000/ 工進階段： 00012000/ ）F 快退階段： 0F 將液壓缸在各階段的速度和負載值列于表 1中： 表 1 工作階段 速度 v/(m 負載 F/N 0 067 888 9 0 快退階段 缸啟動加速階段 快進階段 0 067 8888 9 0 0003快退階段 第三節(jié) 確定液壓缸的主要參數(shù) 一、初選液壓缸的工作壓力 由負載值大小查表 9考同類形組合機床，取液壓缸工作壓力為 2 二 、確定液壓缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 1、 A 進給缸 1 液壓缸內(nèi)徑和活塞桿直徑設計 由表 1得最大負載為快退階段的負載 F= ) 5 9 84(1 10 查設計手冊按液壓缸內(nèi)徑系列列表將以上計算值圓整為標準直徑，取 p 5以 0由于快進速度與快退速度不相等 ,故采用一般連接：由 000出進買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 給缸無桿腔有效作用面積 有桿腔 作用面積 進若采用調(diào)速閥 ,查產(chǎn)品樣本 ,調(diào)速閥最小流量 1112213m i nm i n 2520/1010 故能滿足最低穩(wěn)定性要求 . 2 活塞組件 活塞組件由活塞桿和連接件等組成 裝方式和工作條件的不同。但由于本系統(tǒng)是輕載，所以才用螺紋連接。活塞受油壓的作用在缸內(nèi)做往復運動，則其外圓表面應當耐磨并有防銹能力，故活塞桿外圓表面有時需鍍鉻。 密封裝置 3 密封裝置主要是用來防止液壓油的泄漏，液壓缸因為是依靠密閉油液容積的變化來傳遞動力和速度，故密封裝置的優(yōu)勢，將直接影響液壓缸 的工作性能。而活塞是往復運動的時候活塞兩端壓力高，而 Y 型密封圈一般適用于工作壓力小于 20作溫度為 100C。、速度小于 此選用 緩沖裝置 4 當液壓缸拖動質(zhì)量較大的部件作往復運動時，運動部件具有很大的動能，這樣，當活塞運動到液壓缸的終端時，會與端蓋發(fā)生碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲，會引起液壓缸的損壞，故還要有緩沖裝置。當緩沖柱塞進入到缸蓋內(nèi)孔時，回油路被柱塞堵住，只能通過節(jié)流閥回油，調(diào)節(jié)節(jié)流的開度，可以控制回油量，從而控制活塞的緩沖速度。當活塞反向運動時，壓 力油通過單向閥很快進入液壓缸內(nèi)，并作用在活塞的整個有效面積上，故活塞不會因為推力不足而產(chǎn)生啟動緩沖現(xiàn)象。這一緩沖裝置可以根據(jù)負載情況調(diào)整節(jié)流閥的開度大小，改變緩沖壓力的大小，故選用可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置。 2、 1 垂直缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的設計 垂直缸的工作壓力由表 1 得，最大負載為工進階段負載 F=查表9考同類形組合機床，取液壓缸工作壓力為 3 ) 211 10 查設計手冊按液壓缸內(nèi)徑系列表將以上計算值圓整為標準直徑：取 00樣取 0由 桿腔面積 2 液壓缸缸筒長度 L 液壓缸缸筒長度 L 由液壓缸最大行程、活塞寬度、活塞導向長度、活塞桿密買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 封長度和特殊要求的其他長度確定。 缸筒的最大行程 001 活塞寬度 導向長度（加工在端蓋上） 活塞桿密封長度 02 擋圈厚度 2 （兩片） 鎖緊螺母厚度 03 (2 后端蓋（有緩沖裝置）厚度 0缸筒長度 0236364010232108080400 43222211 3 液壓缸校核 因液壓缸工作為輕載運行，可選用無縫鋼管壁 厚 =6塞桿直徑為 d=60需校核，強度足夠。 4 活塞組件 活塞組件由活塞桿和連接件等組成。隨工作壓力、安裝方式和工作條件的不同。但由于本系統(tǒng)是輕載，所以才用螺紋連接。活塞受油壓的作用在缸筒內(nèi)作往復運動，因此活塞具備一定的強度和良好的耐磨性。則活塞由鋼材料鑄造而成。同時活塞桿在導向套內(nèi)往復運動，則其外圓表面應當耐磨并有防銹能力，故活塞桿外圓表面有時需鍍鉻。 5 密封裝置 密封裝置主要是用來防止液壓油的泄漏，液壓缸因為是依靠密閉油液容積的變化來傳遞動力和速度，故密 封裝置的優(yōu)勢，將直接影響液壓缸的工作性能。而活塞是往復運動的時候活塞兩端壓力高，而 Y 型密封圈一般適用于工作壓力小于20作溫度為 100C。、速度小于 此選用 6 緩沖裝置 當液壓缸拖動質(zhì)量較大的部件作往復運動時，運動部件具有很大的動能，這樣，當活塞運動到液壓缸的終端時，會與端蓋發(fā)生碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 會引起液壓缸的損壞，故還要有緩沖裝置。當緩沖柱塞進入到缸蓋內(nèi)孔時，回油路被柱塞堵住，只能通過節(jié)流閥回油，調(diào)節(jié)節(jié)流的開度，可以控制回油量，從而控制活塞的 緩沖速度。當活塞反向運動時，壓力油通過單向閥很快進入液壓缸內(nèi)，并作用在活塞的整個有效面積上，故活塞不會因為推力不足而產(chǎn)生啟動緩沖現(xiàn)象。這一緩沖裝置可以根據(jù)負載情況調(diào)整節(jié)流閥的開度大小，改變緩沖壓力的大小，故選用可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置。則 缸裝配圖。 第四節(jié) 算液壓缸的工作壓力、流量和功率 1、復算工作壓力 根據(jù)表 9系統(tǒng)的背壓估計只值可在 故暫定 : 工進時 :快進時 :壓缸在工作循環(huán)各階段的工作壓 力9（ 9（ 9公式計算。 M P 8/ ( )8/()/(101010101064644121112121111 M P 10101010 464411121111買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 M P aF 0101010 4644111211 M P 10101010 4644121112121111 M P 10101010 464411121111M P 80/101010 464121112112、計算各缸的輸入流量 因為快進速度 s,快退速度 s,最大工進速度 s,則液壓缸各階段的輸入流量為 : m i n/4112112 10 v 工進階段 m i n/43111 10 v 11s=s=退階段 m i n/42121 10 v 3、計算各缸的輸入功率 v 010 3611111 工進階段 v 010 3611111 快 退階段 v 010 3611111 工進階段 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 v 010 3*611111 快退階段 v 010 3611111 將以上進給缸的壓力 流量和功率值整理列入下表 : 工作階段 工作壓力 入流量 ) 輸入功率 缸快近階段 2 進階段 退階段 缸快進階段 進階段 退階段 五節(jié) 液壓系統(tǒng)原理圖的擬訂 根據(jù)組合機床的設計任務和工況的分析 ,該機床對調(diào)速范圍、低速定性有一定要求，因此速度控制是該機床要解決的主要問題，速度調(diào)節(jié)、換接和穩(wěn)定性是該機床液壓系統(tǒng)設計的核心。 1、速度控制回路的選擇 本機床的進給運動要求有較好的低速穩(wěn)定性和速度負載特性，故采用調(diào)速閥調(diào)速。這樣有三樣方案供選擇，進油節(jié)流調(diào)速、回油節(jié)流調(diào)速、限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速。本系統(tǒng)的小功率系統(tǒng)、效率 和發(fā)熱問題并不突出；鉆鏜屬于連續(xù)切削加工，切削力變化不大，而是正負載，在其他條件相同的情況下，進油節(jié)流調(diào)速比回油接流調(diào)速能獲得更低的穩(wěn)定調(diào)速。故本機床液壓系統(tǒng)采用調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速，為防止孔鉆通過時發(fā)生前沖，應在回路上加背壓閥。 由表 壓系統(tǒng)的供油主要為低壓大流量和高壓小流量兩個階段，若采用單個定量泵，顯然功率損失大，功率低。為了提高系統(tǒng)效率和節(jié)約能源，所以采用雙泵供油回路。 由于選定了節(jié)流調(diào)速方案，所以油路采用開式循環(huán)油路。 此外，根據(jù)本機床的運動和要求，選用單桿活塞式液壓 缸；為了使快進和快退速度不相同，故使用一般連接增速回路。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 2、 換向回路和順序動作回路的選擇 本系統(tǒng)對換向平穩(wěn)性的要求不是很高，所以選用價格較低的電磁換向閥控制的換向回路。為了便于一般連接，選用二位三通、二位五通電磁換向閥。由于此回路用于使兩缸按預定的順序動作，所以選擇順序動作回路，用壓力續(xù)電器進行控制。 3、壓力控制回路的選擇 由于采用雙泵供油回路，故用外空順序閥實現(xiàn)低壓大量泵卸荷，用溢流閥調(diào)整高壓小流量泵的供油 壓力。為了觀察調(diào)整壓力，在液壓泵的出口處、背壓閥和液壓缸無桿腔進口處設測壓點。 將上述所選定的液壓回路進行歸并，并根據(jù)需要作必須的修改調(diào)整，最后畫出液壓系統(tǒng)原理如圖液壓系統(tǒng)原理圖。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 第六節(jié) 選擇液壓元件 1、選擇液壓泵 由表 知工進階段液壓缸的工作壓力最大，若取進油路總壓力損失液壓泵最高工作壓可按公式 (9出 : M P p 因此 ,泵是額定壓力可取 M P 4 3 將表 19可分別求出快速以及工進階段泵的供油流量 . 快進、快退時泵的流量為： m k qQ 工進時泵的流量為： m k qQ 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 考慮到節(jié)流閥系統(tǒng)中溢流閥的性能特點，須加上溢流閥穩(wěn)定工作的最小溢流，一般取 3L/所以小流泵的流量為： m Q 查產(chǎn)品樣本，選用小泵排量 v=6mL/定轉(zhuǎn)速 n=960r/ mi n/n/ 因此，大流量泵的流量為： m Q 查產(chǎn)品樣本，選用大泵排量 mL/定轉(zhuǎn)速 n=1450r/ m i n/i n/0 32 由于 本系統(tǒng)選用一臺 型雙聯(lián)葉片泵。由表 1表 1，快退時的功率最大，故按快退時估算電動機的功率，若取快退時進油路是壓力損失 壓泵的總效率： p=功率為 : 1010 3611 查電動機產(chǎn)品樣本，選用 P=440r/2、選用液壓閥 根據(jù)所擬定的液壓系統(tǒng)原理圖。計算分析通過各液壓閥的最高壓力和最大流量，選擇各液壓閥的型號規(guī)格，列于下表 元件表如下 序號 元件名稱 通過流量去 L/型號規(guī)格 1 雙聯(lián)葉片泵 2 溢流閥 調(diào)速閥 1 溢流閥 二位二通電磁換向閥 21 23 三位五通電磁換向器 5 壓力繼電器 單向閥 過濾器 0 單向閥 1 行程閥 12 順序控制閥 3 壓力計 4 壓力計開關(guān) 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 15 三位四通電磁換向器 5、選擇輔助元件 油管內(nèi) 徑一般可參照所接元件的型號尺寸確定，也可按管路元件允許流速進行計算，本系統(tǒng)油管選 10縫鋼管，油箱容量： qv 364874875 第四章 機床電器原理圖的設計 第一節(jié) 設計概述和設計要求 一臺兩缸順序動作專用組合機床是性能優(yōu)良應用廣泛的普通機床，進給的最大行程為 400中工進行程 2001、電動機的選擇 根據(jù)設計要求需要一臺電動機來驅(qū)動液壓泵，設該電機為 M，則電動機的型號選擇為：液壓泵的電機 M 選為 41440r/ 2、主電路設計 液壓泵電機 M，由于電動機的功率較大，額定電流為 該電動機在工作時是常時間工作，則控制電動機的接觸器為 于工作時間較長，則還要有短路保護和過載保護。 3、控制電源設計 考慮到安全可靠和滿足照明及指示燈的要求，采用控制變壓 電。其一次則為交流 380V，二次則為交流 127V、 36V、和 6. 3v。其中 127V 提供接觸器和中間繼電器的線圈。 36 4、控制電路設計 主電機 電機由驅(qū)動按鈕 得到 5、局部照明與信號指示燈電路設計 設置照明燈 設三相電源接通指示燈 色），在電源開關(guān) 示機床電氣線路已處于供電狀態(tài)。另設指示燈 色）表示液壓泵電動機是否運行。此兩指示燈 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 綜合如下圖 第二節(jié) 電器元件的選擇 1、電源開關(guān) 的選擇 電源開關(guān) 選擇主要考慮電動機 M 的額定電流和起動電流，而在控制變壓器明燈和顯示燈在 而可不作考慮，已知 M 額定電流為 于電動機的功率較大， 。因電源開關(guān)的額定電流就選 15體選擇 極轉(zhuǎn)換開關(guān)（組合開關(guān)）為： 型，額定電流為 25A。 2、熱繼電器的選擇 據(jù)電動機 M 的額定電流選擇如下， 該選用 D，熱元件額定電流為16A,額定電 流調(diào)節(jié)范圍為 1016A，工作使調(diào)整電流為 3、接觸器的選擇 因為液壓泵電動額定電流為 8 制回路電源 127V，需要主觸電三對，輔助常開觸電兩對，輔助常閉觸電一對。所以接觸器 觸電額定電流 20A，線圈電壓 127V。 4、中間繼電器的選擇 中間繼電器 于在本系統(tǒng)中電動機的額定電流較大，所以這些中間繼電器可以選普通的 個中間繼電器常開閉觸點各四對，額定電流為 5A，線圈電壓 127V。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 5、熔斷器的選擇 熔斷器 M 進行短路保護，額定電流為 ，則可選 熔斷器，配用 10斷器 6、按鈕的選擇 兩個起動按鈕 選擇 色，兩個停止按鈕 色 7、照明燈及開關(guān)的選擇 照明燈 流 360V、 40W。 8、指示燈選擇 指示燈 可選 為紅色和綠色 9、壓力繼電器的選擇 壓力繼電器是在一定壓力下工作的，則應選在工進時壓力大一點的壓力，才能實現(xiàn)停留這一階段，所以選用交流板式 3A、 360A 。 10、行程開關(guān)的選擇 行程開關(guān)是機床在工作運行時改變?yōu)楣ぷ鞯臓顩r，為了能使工作繼續(xù)運行，行程開關(guān)有自動復位，則五個常開自動復位行程開關(guān) 可選300V、 4A。 11、控制變壓器的選擇 控制變壓器可實現(xiàn)高低壓電路隔離，使得控制電路中的電器元件，如按鈕，行程開關(guān)和接觸器及中間繼電 器線圈等同電網(wǎng)電壓不直接相接，提高了安全性，另外各種照明燈，指示燈和電磁閥等執(zhí)行元件的提供電壓有多種，有時也需要控制變壓器降壓提供，常用的控制變壓器有 100、 150、 200、 300、 400、和 1000 等型號，其中的數(shù)字為額定功率（ 次側(cè)電壓一般為 380V 和 220V 2V,24V,36V 和 27V。控制變壓器具體選用時要考慮所需要電壓的種類和進行容量計算。 控制變壓器的容量 P 可以根據(jù)由它提供的最大工作負載所需要的功率來計算，并留有一定的余量。這樣可得經(jīng)驗公式： 式中 電磁元件的吸持功率和燈負載等其他負載消耗的功率； K 為變壓器的容量儲備系數(shù)，一般取 然電磁線圈在起動吸合時消耗功率較大，但變壓器有短時過載能力。故式子中，對電磁器件僅考慮吸持功率。 對本設計而言，接觸器 吸持功率為 12W，中間繼電器 2W，而照明電路 0W，指示燈 算出總功率為 取 K 為 算得 p 約等于 因此控制變壓器380V， 220V/127， 36， 算得 流之和小于 4A， 電流也小于 2A ，故熔斷器 選用 體 4A。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 這樣就可以在電氣原理圖上作出電氣元件目錄表 電氣元件目錄表 序號 符號 名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量 1 M 液壓泵電機 440r/ 2 極轉(zhuǎn)換開關(guān) 三極， 500V， 25A 1 3 流接觸器 0A，線圈 電壓 127V 1 4 流中間繼電器 A，線圈 電壓 127V 7 5 繼電器 D 熱元件額定電流 16A，整定電流 13。 8A 1 6 斷器 00V 熔體 10A 1 7 斷器 00V 熔體 2A 2 8 制變壓器 0080V/127 ,36, 9 制按鈕 A，黑色 2 10 制按鈕 2 11 程開關(guān) 00V,4A 5 12 示燈 色 紅色 2 13 明燈及開關(guān) 6V,40W 各 1 14 力繼電器 A,360V 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 第四章 第一節(jié) 根據(jù)加工要求，該系統(tǒng)的工作循環(huán)由進給缸和夾緊缸共同完成， 而進行 設計時主要考慮