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1、液压传动课程设计说明书题 目 砖床液压设计 、学 院 机电学院 、专 业 机电一体化 、班 级 10级专一班 、学 号 100621028 、姓 名 湛毅 、指导老师 肖 寿 仁 、起讫时间 2012/6/4 、目录摘要2前言设计正文一、 液压系统设计的目的、要求和题目（一）设计的题目（二）设计的目的(三) 设计的要求二、钻床的工作循环图集原始数据 （一）题目分析 （二）工况分析、绘制工况图三、拟定液压系统原理图（一）拟定液压系统原理图（二）绘制电磁铁动作循环表四、计算和选择液压元件（一）选择液压泵（二）选择控制阀五、设计小结致谢参考文献附录摘要本设计在分析了钻床技术要求的基础上,根据立式钻床
2、的特点和要求，进行它的液压系统设计，重点介绍这种钻床的液压系统工作原理、液压系统的设计、阀块块设计和油箱及液压泵站的设计。该液压系统性能良好,工作稳定。本次设计的题目是钻床液压系统的设计,设计时考虑的功能比较齐全。由于本系统的压力小(3MPa),流量小,普通的滑阀就能满足其要求。钻床液压泵站是近年来发展起来的设备，自动化程度较高。本文先对钻床液压系统的要求进行了阐述，并对设计要求和设计步骤进行了说明。主要是对阀，泵，马达和缸的选取，油箱，阀块及阀组的设计，系统的性能较核与验算为主。并且对本液压系统的保养与维护有着详细的说明和要求。近30年来，由于原子能技术、航空航天技术、控制技术、材料科学、微
3、电子技术等学科的发展，再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个部门都得到了应用，如工程机械、数控加工中心、冶金自动线等。采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。关键词：液压系统；液压技术；液压泵站前言液压传动相对于机械传动来说，它是一门新学科，从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18世纪末英国制成第一台水压机算起，液压传动已有23百年的历史，只是由于早期技术水平和生产需求的不足，液压传动技术没有得到普遍地应用。随着科学技术的不断发展，对传动技术的要求越来越高，液压传动技术自身也在不断发展。第二次世界大战前后，成功
4、地将液压传动装置用于舰艇炮塔转向器，其后出现了液压六角车床和磨床，一些通用机床到本世纪30年代才用上了液压传动。第二次世界大战期间，在兵器上采用了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，它大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善及各类元件的标准化、规格化、系列化而在机械制造，工程机械、农业机械、汽车制造等行业中推广开来。随着我国基本建设规模的快速发展，各类土建工程对质量、工期、工艺、安全、成本及社会效益的要求越来越高，从而有力地推动了与之相关的国内工程机械市场的快速发展。一、液压系统设计的题目、目的和要求（一）题目：设计一
5、台专用砖床液压系统（见图K1）。此系统应能完成快进一工进给快速退回原位停止的工作循环。设计的原始数据如下：最大轴向钻削力12000N，动力滑台自重20000N，快速进给行程S1=100 mm，工作进给行程S2=50 mm，快进和快退速度vmax=0.1m/s，加、减速时间t0.2s，工作进给速度要求无极调速,v2=0.8516.5mm/s，动力滑台喂平导轨，水平放置，摩察系数fd=0.1，fs=0.2（期中fd是动摩擦因数，fs是静摩擦因数）。要求完成以下工作：1. 进给工况分析，绘制工况图；2. 拟定液压系统原理图，绘制电磁铁动作循环表；3. 计算液压系统，选择标准液压元件。图K-1（二）目
6、的：液压传动课程作业是本课程的一个综合实践教学环节，通过该教学环节，要求达到以下三个目的：1. 巩固和深化医学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤；2. 能正确合理地确定执行元件，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路组合成满足基本性能要求的、高效率的液压系统；3. 熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。（三）要求：1. 设计时必须从实际出发，总和考虑实用性、经济性、安全性及操作方便和结构简单。多设想几个方案进行分析对比后确定最理想的一个；2. 独立完成作业。设计时可以参考同类机械，但必须在深入理解和消化后借鉴，不要简单地抄袭；3. 在完成课程作业
7、的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路几典型液压系统的实例，积极思考，认真完成，不要直接向教师索取答案；4. 在完成课程作业的过程中，希望大家注意深化和扩大自己的知识面，培养独立的工作能力，使自己解决工程问题的能力有所提高。二、钻床的工作循环图及原始数据（一）题目分析：1.目的：熟悉题目，并参考相关机械资料进一步理解题目。2.要求1 阅读题目和相关机械资料；2 解答两个问题；3 填写原始数据表。3.内容主教材组合机床液压系统。【问题1】题目中的专用钻床完成直线往复运动，执行元件采用液压缸为宜。【问题2】画出专用钻床的工作循环图几填写原始数据。图K-2原始数据：最大轴向钻削力Fmax=
8、12000N动力滑台自重G=20000N表K1工 况行程（mm）速度（m/s）快 进S1=100v1=0.1工 进S2=50v2=0.8516.5快 退S3=S1+S2=150v3=V1=0.1加、减速时间t0.2s动摩擦系数fd=0.1静摩擦系数fs=0.2（二）工况分析、绘制工况图： 1.运动分析表K-2工况速度（m/s）行程（mm）计算公式启动0v10.0550.5v1t快进v10.198S1- v1t-0.5v1t减退v1v20.0111.650.5（v1+v2）t工进v20.016548S2-0.5v2t制动v200.0151.650.5v2t反向启动0v30.0550.5v3t快退
9、v30.1130S3- 0.5v3t反向制动v300.05100.5v3t 表K-2工况一栏中分补个阶段，其中三个主要工作阶段是快进、工进、快退，五个过度阶段是启动、减制动、反向启动、反向制动。图K-3 专用钻床的速度-位移曲线2.液压系统负载.计算工作负载 工作负载极为切削阻力，由设计内容直接得到总轴向切削力即工作负载Fq=12000N。.计算摩擦负载 静摩擦阻力 Ffj=fjG=0.220000=4000N 动摩擦阻力 Ffd=fdG=0.120000=2000N.计算惯性负载 Fg=Ggvt表K-3负载计算公式计算结果最大轴向切削力Fmax12000静摩擦力Ffj=fjG4000动摩擦力
10、Ffd=fdG2000惯性力Fg=GgvtFa1=85.2Fa2=165Fa3=1020其中：Fa1为减速中的惯性力；Fa2为制动中的惯性力；Fa3反向制动中的惯性力Fa1=G/g*（|v2-v1|/t）=85.2 N Fa2=G/g*（|0-v1|/t）=16.8 NFa3=G/g*（|v3-0|/t）=1020 N表K-4工况负载（N）行程（s/mm）计算公式计算结果启动Ffj40005快进Ffd200098减速Ffd- Fa1114811.65工进Ffd=+ Fmax1400048制动Ffd=- Fa218321.65反向启动Ffj40005快退Ffd=2000130反向制动Ffd=-
11、Fa398010图K-4 专用钻床负载循环图3.确定液压缸尺寸我选用单节活塞杆液压缸，考虑到专用钻床在工进阶段时，需要较低的稳定速度和较大的钻削力，而单节活塞最易满足。又因为该机要求快进速度较高，且快进和快退时的速度相等，所以取液压缸的无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积两倍的液压缸差动连接。主教材中三、执行元件主要参数的确定。确定液压缸工作压力：（35）MPa P=4 MPa计算液压缸活塞的有效工作面积：FL=Fmax+Ffd=12000+2000=1400 N, cm=0.9， A1=2A2Pb=（515）105 Pa=10105 Pa其中Pb是背压，表示液压系统回油路上的压力，在计算活塞有效
12、面积时，就是液压缸回油腔的压力。背压可以改善液压缸运动的平稳性。cm是液压缸的机械效率，是由液压缸运动密封处摩擦阻力决定的，马擦阻力越大cm越小，反之越大。FL的值可以从表K-4或专用钻床负载循环图中可以查到，取最大值。4.根据最低速度要求验算活塞有效面积：A1Qmin/vmin=24.24cm2Qmin=3050cm3/min=51cm/min（注：验算后取上两式A1计算结果最大值）计算活塞直径：按液压缸内径系列（JB2348-80）标准选取液压杠杆直径：D=80 mm计算活塞杆直径：按活塞杆外径系列（JB2348-80）标准选取活塞杆外径：d=56 mm计算液压缸实际有效面积：5. 绘制液压缸工况图：表K-5工况负载FL/N回油腔压力p1/Mpa工作腔压力p1/Mpa输入流量Q/L*Mmin-1输入功率N/kW计算公式快进200000.9114.640.22工进140001.03.625.00.306快退200000.8615.360.22液压缸工况图如下：图K-5 庄园钻床液压缸工况图三、拟定液压系统原理图，绘制电磁铁动作循环表（一） 拟定液压系统原理图：进一步选择液压
