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1、word课程设计说明书课程名称：液压与气压传动题目名称：卧式钻、镗组合机床的液压系统设计班级：某某：学号:指导教师：评定成绩：教室评语：指导教师签名：20 年 月 日机电工程学院课程设计 任务书题 目卧式钻、镗组合机床的液压系统设计设计内容与根本要求 设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统。该机床用于加工铸铁箱形零件的孔系，运动部件总重G=10000N，液压缸机械效率为09，加工时最大切削力为12000N，工作循环为：“快进工进死挡铁停留决退原位停止。行程长度为0.4m，工进展程为0.1 m。快进和快退速度为0.1ms，工过速度X围为310-4510-3ms，采用平导轨，启动时间为0.2s。要求动
2、力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。设计要求：1、绘制液压原理图。2、设计液压站和油缸的装配图包括： 泵、电机和阀的选用 油箱、油缸、阀座的零件设计3、课程设计计算说明书一份。设计起止时间2014 年 5 月 19日 至 2014年 5 月 24日学生签名年 月 日指导教师签名年 月 日 / 目录第一章绪论 41.1 开发背景与系统特点4第二章液压系统的工况分析4第三章负载图和速度图的绘制 5第四章液压缸主要参数确实定6第五章液压系统的拟定85.1 液压回路的选择 85.2 液压回路的综合 11第六章液压元件的选择 116.1 液压泵 116.2 阀类元件与辅助元件 136.3 油管和油
3、箱 13第七章液压系统性能的验算 147.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 147.2 油液温升验算 16第八章设计总结 17参考文献17卧式钻、镗组合机床的液压系统设计说明书第一章 绪论1.1 开发背景与系统特点本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以与系统性能验算等。组合机床是以通用部件为根底，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，
4、生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低本钱和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削与其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速X围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。第二章液压系统的工况分析一、工作负载工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，即 =12000N 二、惯性负载最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度。加、减速时间为0.2s，工作台最大移动速度，即
5、快进、快退速度为0.1m/s，因此惯性负载为：三、阻力负载阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两局部。静摩擦阻力 动摩擦阻力 根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如下表所示： 2、不考虑动力滑台上的颠覆力矩的作用。液压缸各运动阶段负载表运动阶段负载组成负载F/N推力/N起动=2000加速=+1687快进=1000工进13000快退1000 第三章 负载图和速度图的绘制按上面计算的数值以与条件进展绘制，即可绘制出负载和速度图，如下所示：速度图负载图第四章 液压缸主要参数确实定=4MPa。快退时回油腔中也是有背压的，这时选取
6、背压值=0.6MPa。取液压缸无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的2倍故有 快进速度V快=0.1m/s，工进速度V工进=0.005m/s,相差很大,应进展差动换接,取k= A2/ A1=0.5,如此：75.83=53.62mm，根据GB/T23482001对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm，活塞杆直径为d=60mm。中低压液压系统,由其切削加工性能确定液压缸筒壁厚，按薄壁圆筒计算壁厚： 额定工作压力： Pn=7MPa16MPa 试验压力为： Pyn许用应力取： 取安全系数n=5 此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：按最低工进速度验算液压缸尺寸，
7、查产品样本，调速阀最小稳定流量因工进速度为0.00265m/s为最小速度，如此有=3145因为=50243145，满足最低速度的要求。初步确定液压缸流量为：快进：=30L/min=15L/min=15L/min工进：根据上述液压缸直径与流量计算结果，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如下表所示：工作循环计算公式负载FN进油压力Mpa回油压力Mpa所需流量QL/min输入功率P(kw)差动快进Pj=(F+p A2)/A1-A2Q=vA1-A2P= PjQ 工进Pj=(F+Ph A2)/A1Q=v A1P= PjQ快退Pj=(F+Ph A1)/ A2Q=v A2P= PjQ第五
8、章 液压系统图的拟定液压回路的选择首先要选择调速回路。这台机床液压系统的功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，故采用节流调速的开式回路是适宜的，为了增加运动的平稳性，防止钻孔时工件突然前冲，系统采用调速阀的进油节流调速回路，并在回油路中加背压阀。从工况图中可以清楚地看到，在这个液压系统的工作循环中，液压缸要求油源交替地提供低压大流量和高压小流量的油源。最大流量和最小流量之比约为11，而快进快退的时间和工进所需的时间分别为：即是/=3。因此从提高系统效率、节省能量的角度上来说，采用单个定量泵作为油源显然是不适宜的，而宜选用大、小两个液压泵自动并联供油的油源方案。如如下图所示：双泵供油油源其次是
9、选择快速运动和换向回路。系统中采用节流调速回路后，不管采用什么油源形式都必须有单独的油路直接通向液压缸的两腔，以实现快速运动。本系统中，单杆液压缸要作差动连接，所以它的快进快退换向回路，如如下图所示：换向回路再次是选择速度缓解回路，工况图可以看出，当动力头部件从快进转为工进时滑台速度变化较大，可选用行程阀来控制快进转工进的速度换接，以减少液压冲击，图如下所示：速度换接回路夹紧回路的选择，用三位四通电磁阀来控制夹紧、松开换向动作时，为了防止工作时突然失电而松开，应采用失电夹紧方式。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，所以单向阀保压。在该回路中还装有减压阀，用来调节夹紧力的
10、大小和保持夹紧力的稳定，图示如下所示：液压回路的综合和整理第六章 液压元件的选择工进阶段液压缸工作压力最大，取进油总压力损失=0.5MPa,压力继电器可靠动作需要压力差0.5MPa,如此液压泵最高工作压力Pp=+因此泵的额定压力Pr4800000Pa=6MPa工进时所需要流量最小是0.8L/min,设溢流阀最小流量为2.5L/min,如此小流量泵的流量快进快退时液压缸所需的最大流量为15.4L/min,如此泵总流量qp=1.1*15.4L/min=16.9L/min。即大流量泵的流量qp-=16.9-2.85L/min=14L/min根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用双联叶片泵，该泵额
11、定压力6.3MPa，额定转速960r/min二、电动机的驱动功率系统为双泵共有系统，其中小泵的流量=0.04/60/s大泵的流量=0.012/60/s差动快进，快退时的两个泵同时向系统供油；工进时，小泵向系统供油，大泵卸载。快进时，小泵的出口压力损失0.45MPa，大泵出口损失0.15MPa。小泵出口压力=1.26MPa(总功率=0.5)大泵出口压力=1.41MPa总功率=0.5)电动机功率=/+/工进时调速阀所需要最小压力差0.5MPa。压力继电器可靠需要动力差0.5MPa。因此工进时小泵的出口压力=+0.5+0.5=4.8Pa.大泵的卸载压力取小泵的总功率大泵总功率电动机功率=/+/快退时
12、小泵出口压力=1.65MPa(总功率=0.5)大泵出口压力=1.8MPa(总功率=0.5)电动机功率=/+/快退时所需的功率最大。根据查样本选用Y90L-6异步电动机，电动机功率1.1Kw。额定转速910r/min液压系统原理图中包括调速阀、换向阀、单项阀等阀类元件以与滤油器、空气滤清器等辅助元件。 阀类元件的选择序号元件名称最大通过流量规格额定流量额定压力MPa型号1三位五通电磁阀206335-63BY2行程阀2063AXQF-E10B(单向行程调速阀)3调速阀104单向阀20255单向阀1825AF3-Ea10B6液控顺序阀1625XF3-E10B7背压阀10YF3-E10B8溢流阀410
13、YF3-E10B9单向阀1625AF3-Ea10B10单向阀1625AF3-Ea10B11过滤器3060XU-63x80-J12压力继电器HED1kA/10各元件间连接收道的规格按元件接口处尺寸决定，液压缸进、出油管如此按输入、输出的最大流量计算。由于液压泵的具体选定之后液压缸在各阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以要重新计算如表所示液压缸的进、出流量和运动速度流量、速度快进工进快退输入流量/(L/min)排出流量/(L/min)运动速度/(m/min)当油液在压力管中流速取3m/min时，可算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为：这两根有关按GB/T2351-2005选用外径mm、内经mm的无缝钢管。油箱容积按公式计算，当去K为6时，求得其容积为V=640=240L，按GB2876-81规定，取最靠近的标准值V=250L。第七章 液压系统性能的验算7.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值一、
