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1、学校液压与气压传动课 程 设 计题 目：设计一台专用卧式钻床的液压系统学 院：组 员： 指导教师：2014.5目录摘 要5课程设计任务书 课程设计的目的：5课程设计的内容：5时间安排： 5一、液压系统主要参数计算 1.1液压缸负载分析 5 1.2绘制液压工况图 7 1.3确定液压缸的主要参数8 1.4计算液压缸的工作压力、流量和功率9二、拟定液压系统原理图 2.1选择液压回路15 2.2液压系统的组合15三、选择液压元件3.1液压泵的选择12 3.2阀类元件的选择13 3.3辅助元件的选择14四、液压系统性能的验算 五、液压缸的主要尺寸的设计计算5.1液压缸主要尺寸的确定55.2液压缸壁厚和外
2、径的计算155.3液压缸工作行程的确定165.4缸盖厚度的确定165.5最小导向长度的确定175.6缸体长度的确定185.7液压缸的结构设计18结束语23致谢词24参考文献25摘 要 液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。关键词：液压传动、稳定性、液压系统AbstractHy
3、draulic system is powered motor basis, the use of hydraulic pump to change mechanical energy into pressure, promote the hydraulic oil. Through various control valves to change the flow of hydraulic oil, thus promoting the hydraulic cylinders made of different distance, different movement. All kinds
4、of different equipment to complete the actions required. Hydraulic system has been used in many departments, such as industry and agriculture have been increasingly widely used, and the more advanced equipment, its application part of the hydraulic system will be. So students like us to learn and pe
5、rsonally designed a simple hydraulic system is very meaningful.Keywords: hydraulic transmission, stability, hydraulic system课程设计任务书一、课程设计题目：设计一台专用卧式钻床的液压系统初始条件：最大轴向钻削力为14000N，动力滑台自重为15000N，工作台快进行程为100mm，工进行程为50mm，快进、快退速度为5.5m/min，工进速度为51990mm/min，加、减速时间为0.1s，动力滑台为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。要求液压系统完成“快进工
6、进快退停止”的工作循环。二、课程设计内容 (1) 明确设计要求进行工况分析；(2) 确定液压系统主要参数；(3) 拟定液压系统原理图；(4) 计算和选择液压件,验算液压系统性能；(5) 结构设计及绘制零部件工作图；(6) 编制技术文件。三、时间安排（1）5月19日：阅读、研究设计任务书，明确设计内容和要求，了解原始数据和工作条件；收集有关资料并进一步熟悉课题。（2）5月20日：明确设计要求进行工况分析；确定液压系统主要参数；拟定液压系统原理图；计算和选择液压件；验算液压系统性能；（3）5月21日：绘制正式的液压原理图；绘制液压缸装配图。（4）5月22日：编写设计计算说明书；编写零部件目录表。（
7、5）5月24日：整理资料，答辩一液压系统主要参数计算 1.1液压缸负载分析1）切削力： Ft=14000N动力滑台自重为：W=15000N2）导轨摩擦阻力静摩擦力： =0.2 15000 = 3000N动摩擦力： = =0.115000 = 1500N3）惯性阻力动力滑台快进惯性阻力,动力滑台启动加速、反向启动加速和快退减速制动的加速度相等， ， 液压缸各动作阶段负载列表如下所示：工况计算公式液压缸负载F（N）液压缸推力（）启动F= 30003333.33加速F = + 2903.063225.62快进F=15001666.67工进F=+1550017222.22快退F=15001666.67
8、注：液压缸机械效率：。1.2 绘制液压工况（负载速度）图根据计算的液压负载和各阶段工作行程、速度，可绘制液压缸的FL与VL图。快进 =工进 s s快退 =2 s液压缸负载图和速度图如下所示：图1 液压缸FL图图2 液压缸VL图1.3 确定液压缸的主要参数1.3.1初选液压缸的工作压力已知液压缸负载值最大为15500N，查参考文献1表9-3、9-4，并参考同类型组合机床，取液压缸工作压力为3.5MPa，为中低压液压系统。1.3.2 确定液压缸的主要结构参数由第1分析章可知液压缸最大推力为工进阶段时且为17222N，则D=79.2mm查参考文献3表2-4液压缸内径尺寸系列（GB/T2348-80）
9、，将以上计算值圆整为标准直径，取D=80mm为了实现快进速度与快退速度相等，采用差动连接，则d=0.7D。所以 d=0.7D=0.78056mm。同样按参考文献3表2-5活塞杆直径系列（GB/T2348-80）圆整成标准系列活塞杆直径。取d=56mm。由D=80mm,d=56mm算出液压缸无杆腔有效作用面积为A1=50.25mm2,有杆腔有效作用面积为A2=25.7mm2。工进时采用调速阀，查产品样本，调速阀最小稳定流量=0.05,因最小工进速度=0.051,则 mm2=9.8A2A1故能满足低速稳定性要求。1.4 计算液压缸的工作压力、流量和功率1.4.1 计算液压缸的工作压力根据参考文献执
10、行元件背压的估计值，本系统的背压值估计可在0.50.8范围内选取，故暂定：工进时，0.8，快速运动时，0.5，液压缸在工作循环各阶段的工作压力。即可按参考文献计算:差动快进阶段:=1.204MPa工作进给阶段：快速退回阶段：1.4.2 计算液压缸的输入功率快进阶段：工进阶段：快退阶段：表1 液压缸在各阶段的压力、流量和功率工作阶段工作压力（）输入流量（）输入功率（）快速前进1.20413.5030.271工作进给3.6860.7550.047快速退回1.5214.1350.36二拟定液压系统原理图2.1 选择液压回路1）调速方式的选择钻孔床工作时，要求低速运动平稳性好；速度负载性好，液压缸快进
11、和工进时功率都较小，负载变化也较小，因此采用调速阀的的进油节流调速回路。为防止工作负载突然消失（钻通孔）引起前冲现象，在回油路上加背压阀。（2）快速回路和速度换接方式的选择我们选用差动液压缸实现“快，慢，快”的回路。进口节流一次进给回路。（3） 油源的选择：系统快进时低压大流量时间短，工进时高压小流量时间长。所以采用双联叶片泵或限压式变量泵。2.2液压系统的组合选择基本回路后，按拟定液压系统图的几个注意点，可以组成一个完整的系统图。图中为了使液压缸快进时实现差动连接，工进时主油路和回油路隔离，在系统中增设一个单向阀11及液控顺序阀8，在液压泵和电磁换向阀3的出口处，分别增设单向阀9和12，以免
12、当液压系统较长时间不工作时，压力油流回油箱，形成真空。为了过载保护或行程终了利用压力继电器13。组合成液压系统图组合的液压系统图。如图所示。液压系统图1-双联叶片泵 2-三位五通电液阀 3-行程阀 4-调速阀 5、6、10、13-单向阀7-顺序阀 8-背压阀 9-溢流阀 11-过滤器 12-压力表开关 14-压力继电器动作名称信号来源1YA2YA背压阀8换向阀2电磁阀3快进启动按钮+-关闭左位下位工进挡块压下行程阀7+-打开左位下位停留滑块靠压死在挡块处+-打开左位上位快进时间继电器14发出信号-+关闭右位下位停止挡块压下终点开关-+关闭中位下位三选择液压元件3.1液压泵的选择由表一可知工作进
13、给阶段液压缸最大工作压力为3.686106Pa,进油路上的压力损失一般为Pa,现取进油路总压力损失为,则小流量泵最高工作压力为:因此,小泵的额定压力可取(4.25186+4.18625%)=5.2325。确定液压泵的最大供油量：K-系统的泄漏修正系数,一般取快退时泵的流量为: 工进时泵的流量为: 考虑到节流调速系统中溢流阀的性能特点,尚须加上溢流阀稳定工作的最小溢流量,一般取3.所以小流量泵的流量为:=(0.8305+3)=3.8305查产品样本,选用小泵排量为V=4m的YB1型双联叶片泵,额定转速为n=1450,则小泵的额定流量为:因此大流量泵的流量为:查产品样本,选用大泵排量为V=16的Y
14、B1型双联叶片泵,额定转速为n=960,则大泵的额定流量为:所以,满足要求.故本系统采用一台YB1-16/4型双联叶片泵。由前面分析可知,快退阶段的功率最大,故按快退阶段估算电动机功率.若快退时进油路的压力损失,液压泵的总效率=0.7,则电动机的功率为:=780W查电动机产品样本,选用Y90L-6型异步电动机P=1.1kw,n=910。3.2 阀类元件的选择根据所拟定的液压系统原理图,计算分析通过各液压阀的最高压力和最大流量,选择个液压阀的型号规格，下面列出各控制阀通过的实际流量，见表2。表2 各阀通过的实际流量及型号规格序号元件名称通过流量型号规格2双联叶片泵19.044YB1-20/63溢流阀5.22EAZ63-254单向阀5.22AF3-Ea10B9单向
