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1、江西工业工程职业技术院江西工业工程职业技术院 毕毕 业业 论论 文文题题 目目 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统学生姓名 胡 策 众指导教师 刘 文 倩专 业 机电一体化班 级 机电 093 班学 号 2009 08 01江西工业工程职业技术学院江西工业工程职业技术学院摘要组合机床以其独特的优点在机械设计中占有比较重要的地位；它以通用部件为基础，根据工件加工需要，配以少量专用部件组成的一种机床。它具有低成本、高效率的特点。本次论文主要以单面多轴钻孔组合机床为研究对象，根据主机的用途，主要结构及其工作循环确定液压执行元件的运动方式、工作范围
2、，并确定液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。根据这些工况确定液压执行元件的主要参数，再依据液压设计的基本原理，确定系统类型、泵的选择和选择液压回路，将所选的基本回路组合起来，再检查系统在工作中还存在的问题进行修改和整理，最后拟出合理的液压系统原理图。根据验算液压系统性能，即回路压力损失验算和发热温升验算，并概括液压系统可能出现的故障和分析。关键词关键词：组合机床、液压系统、性能、回路压力损失、发热温升、系统故障分析与诊断目 录第一章、设计要求及工况分析.51.1 设计要求51.2 负载运动分析51.2.1 工作负载51.2.2 摩擦负载51.2.3 各负载51.2.4 运动时间5第
3、二章、确定液压系统主要参数72.1 初选液压缸工作压力72.2 计算液压缸主要尺寸7第三章、确定液压系统原理图.113.1 选择基本回路113.2 组成液压系统12第四章、计算和选择液压件134.1 确定液压缸的规格和电动机功率134.1.1 计算液压泵的最大工作压力134.1.2 计算液压泵的流量及电动机功率134.2 确定其它元件144.2.1 确定阀类元件及辅件144.2.2 确定油管144.2.3 确定油箱15第五章、液压缸设计基础.165.1 液压缸的轴向尺寸165.2 主要零件强度校核165.2.1 缸筒厚度 4mm165.2.2 缸底厚度 11mm165.2.3 杆径 d175.
4、2.4 缸盖和缸筒连接螺栓的底径 d175.2.5 液压缸稳定性计算.175.2.6 液压缸缓冲压力.18第六章、验算液压系统性能196.1 验算系统压力.186.1.1 判断流动状态.196.1.2 计算系统压力损失.196.2 验算系统发热与温升.21第七章、典型液压元件的故障分析与诊断237.1 液压泵常见的故障分析与诊断237.2 液压缸常见的故障分析与诊断28结论.32参考文献.33致谢.34第一章 、设计要求及工况分析1.1 设计要求要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：快进工进快退停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力总和Fe=
5、30000N，运动部件总重量 G1500N；快进行程为 20mm，快进与快退速度 6m/min，工进行程为 30mm，工进速度为 30-120m/min，加速、减速时间均为 0.1s，利用平导轨，静摩擦系数0.2；动摩擦系数为 0.1。液压系统的执行元件使用液压缸。1.2 负载与运动分析1.2.1 工作负载 工作负载即为切削阻力NFe25001.2.2 摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力fF静摩擦阻力 NFfs30015002 . 0动摩擦阻力 NFfd15015001 . 01.2.3 各负载 启动加速阶段：NFFFmdf3339 . 0 1 1 . 0 1 . 08 . 9 1500150
6、01 . 01 工 进 阶 段：N31119 . 0 15002 . 02500mfWFFF快进或快退阶段：NFFmf3339 . 0 15002 . 01.2.4 运动时间快进svLt2 . 060602. 011 1svLt1 . 060301050322 2 工进ssvLLt7 . 01 . 0 10)5020(3321 1 快退设液压缸的机械效率 =0.9，得出液压缸在各阶段的负载和推力，如表 1cm所列。表 1 液压缸在各运动阶段的负载阶段速度 V(m/s)负载(N)快进0.2m/s333工进0.1m/s3111快进、快退0.7m/s333第二章、确定液压系统主要参数2.1 初选液压
7、缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其他工况负载都不太高，参考表 2 和表 3，初选液压缸的工作压力=4MPa。1p22 计算液压缸主要尺寸鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（A1=2A2） ，快进时液压缸差动连接。工进时为防止孔钻通时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考表 4 选此背压为p2=0.6MPa。表 2 按负载选择工作压力负载/ KN50工作压力/MPa、 机械设计 、CAD 软件等课程后进行一个综合实践独立完成论文要求的过程，完成本篇论文首先要了解本篇论文题目的要求，通过分析目的要求，逐步逐层的解决问题以求达到论文设
8、计要求。论文设计关键要进行目录编排即要有个轮廓，一个规划。在参数计算的过程中，我们要根据题目提供的数据进行分析，利用有关论文提供的参数按要求全部计算出来，以求真实性、理论性；数据分析、计算即提高我们的计算能力，又提高我们的思维能力；而原理图绘画，主要是通过我们学过的 CAD 软件来完成，这样一来让我们再次学习并掌握软件绘画技巧。故障分析则是要求我们了解并掌握论文设计内容可能出现的问题，只有掌握液压系统可能出现的故障，才能到时候及时的处理液压系统出现的故障问题；这就做到了分析问题解决问题的能力，实现了理论指导实践，实践反馈并证明理论的可靠性。虽然完成整篇论文时间长，且复杂，但通过一定的时间去努力
9、，还是顺利的完成了，从中让我明白做任何事，坚持不懈、集思广益很关键，只有在学习中、努力中、进步中自己才是充实的，才是快乐的。参考文献（1）雷天觉. 新编液压工程手册. 北京：北京理工大学出版社，1998.（2）中国机械工程学会中国机械设计大典编委会.李壮云主编.中国机械设计大典第 5 卷机械控制系统设计.南昌：江西科学技术出版社，2002.（3）日本液压气动协会.液压气动手册.北京：机械工业出版社，1984.（4）黎启柏.液压元件手册.北京：冶金工业出版社，机械工业出版社，2000.（5）章宏甲.金属切削机床液压传动.南京：江苏科学技术出版社，1984.（6）何存兴，张铁华.液压传动与气压传动
10、.武汉：华中科技大学出版社，2000.（7）王宝和.流动传动与控制.长沙：国防科技大学出版社，2001.（8）姜继海.液压传动.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997.（9）明仁雄.王会雄.液压与气压传动，北京：国防工业大学出版社，2003.（10） 卢光贤.机床液压传动与控制.西安：西北工业大学出版社，1993.（11） 张磊等.实用液压技术 300 题.北京：机械工业出版社，1998.（12） 官忠范.液压传动系统.北京：机械工业出版社，1998.（13） 李壮云，葛宜远.液压元件与系统.北京：机械工业出版社，2000.（14） H.E.梅里特著，陈燕庆译.液压控制系统.北京：科学出版社，
11、1976.致谢通过近四个月的时间终于将本篇论文写好，在这篇论文的过程中遇到了各种各样的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下写好的。本论文在编写过程中，得到了指导老师的辅导，非常感谢老师不厌其烦的进行论文的修改和改进。感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多有关液压系统素材，还在论文的撰写和排版的过程中提供热情的帮助和良好的意见。此外，还通过跟不少写本篇论文的同学相互交流写作思路和一起收集有关本篇论文资料等，从中领悟到了一些道理。他们不但帮我如何运用所提供的参数进行合理计算，还为我反复修改了论文提纲和论文草稿，他们给我提供了许多简便性计算方法以及从一些实际工作中得到的经验、技巧等，是他们让我明确写作的要点、方向，也是他们在学习和工作中给予莫大的帮助，帮助我顺利的完成本次论文，在此我由衷的感谢他们热情的帮助！同时也衷心祝愿母校蓬勃发展！此致敬礼评 语指导老师（签字） 答辩小组意见答辩委员会负 责 人（签字） 成绩 院系（盖章）20 年 月 日
