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1、 课程设计说明书题 目：液压与气动技术卧式钻镗组合机床液压系统设计某：X义强学 号: 1 5 0 6 2 4 0 1 3 0系 别：机电工程与自动化学院专 业：机械设计与制造 班 级： 15机械1指导教师：陈佳彬黎明职业大学 2017年6月27日目录1.设计任务11.1设计要求11.2设计参数11.3主要内容12.工况分析22.1负载图及速度图22.1.1负载分析22.1.2负载图、速度图32.2工况分析图43.方案确定53.1选择液压回路。53.1.1调速回路及油源形式53.1.2快速回路及速度换接回路53.1.3换向回路63.1.4行程终点的控制方式64.计算和选择液压元件64.1确定液压
2、泵的规格和电机功率64.1.1压泵工作压力的计算64.2液压阀的选择74.3确定管道尺84.3.1压油管道84.3.3回油管道94.4确定容量95.组成液压系统图96.液压系统主要性能的估算106.1液压缸的速度106.2系统的效率116.2.1回路中的压力损失126.2.2液压泵的工作压力136.2.3顺序阀的调整压力136.3液压回路和液压系统的效率14 / 1.设计任务设计一台卧式钻、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0.9，加工时最大切削力为12000N，工作循环为：“快进工进死挡铁停留快退原位停止”。快进行程长度为0.
3、4m，工进行程为0.1 m。快进和快退速度为0.1ms，工进速度X围为310510ms，采用平导轨，启动时间为0.2s。要求动力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。1.1 设计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0.9，加工时最大切削力为12000N，工作循环为：“快进工进死挡铁停留快退原位停止”。，1.2 设计参数快进行程长度为0.4m，工进行程为0.1 m快进和快退速度为0.1ms工进速度X围为310510ms1.3 主要内容1、进行工况分析，绘制工况图。2、拟定液压系统原理图，绘制电磁铁动作表3、计算
4、液压系统及有关元件参数，选择液压元件4、液压缸结构设计5、编写设计说明书2.工况分析2.1负载图及速度图2.1.1负载分析a.切削力：=12000Nb.摩擦阻力：=0.210000=2000N=0.110000=1000Nc.惯性阻力=N=510Nd.重力阻力因工作部件是卧式安置，故重力阻力为零。e.密封阻力将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去，去液压缸机械效率=0.9。f.背压阻力背压力查表选取。根据上述分析课算出液压缸在各动作阶段中的负载，见下表。工况计算公式液压缸负载F/N液压缸推力启动20002222加速15101678快速10001111工进1300014444快退100011112
5、.1.2负载图、速度图。快进速度与快退速度相等，即=0.1m/s。行程分别为=0.4m，=0.5m；工进速度=m/s，行程=0.1m。负载图和速度图如下。 2-1负载图 2-2 速度图2.2工况分析图。液压缸工作循环中各动作阶段的压力、流量和功率的实际使用值，见下表。工况负载F/N液压缸计算公式回油压力/MPa输入流量q/(L/min)进油腔压力/MPa输入功率P/kW快进启动22220.788加速1678=+=+0.51.100恒速111116.920.8990.254工进144440.60.1021.7012.8490.0050.081快退启动22220.780加速16780.51.584
6、恒速111117.11.3850.395根据上表可绘制液压缸的工况图，如下图所示。2-3工况图3.方案确定3.1选择液压回路。 3.1.1调速回路及油源形式。由工况图可知，该机床液压系统功率小，速度较低；钻镗加工为连续切削，切削力变化小。故采用节流调速回路。为增加运动的平稳性，为防止当工件钻通时工作部件突然前冲，采用调速阀的出口节流调速回路。由工况图还可以看出，该系统由低压大流量和高压小流量两个阶段组成。其最大流量与最小流量之比为=17.1/(0.1021.701)=10.05167.65，而相应的时间之比为=(20333)/9=2.2237。此比值很大，为了节约资源，采用双定量泵供油。 3.
7、1.2快速回路及速度换接回路。因系统要求快进，快退的速度相等，故快进时采用液压缸差动连接的方式，以保证快进、快退时的速度基本相等。由于快进、工进之间的速度相差较大，为减小速度换接时的液压冲击，采用行程阀控制的换接回路。 3.1.3换向回路。由工况图可看出，回路中流量较小，系统的工作压力也不高，故采用电磁换向阀的换向回路。在双定量泵供油的油源形式确定后，卸荷和调压问题都已基本解决，即工进时，低压泵卸荷，高压泵工作并由溢流阀调定其出口压力。当换向阀处于中位时，高压泵虽未卸荷，但功率损失不大，故不再采用卸荷回路，以便油路结构更加简单。 3.1.4行程终点的控制方式。在行程终点采用死挡铁停留的控制方式
8、。上述选择的液压回路，如下图所示。 3-1双泵油源 3-2 调速及速度换接回路 3-3换向回路4.计算和选择液压元件4.1确定液压泵的规格和电机功率。 4.1.1压泵工作压力的计算。a.确定小流量泵的工作压力。小流量泵在快进、快退和工进时都向系统供油。最大工作压力为=2.849MPa。在出口节流调速中，因进油路比较简单，故进油路压力损失取=0.5MPa，则小流量泵的最高工作压力为=+=2.849+0.5=3.349MPab.确定大流量泵的工作压力。大流量泵只有在快进、快退中供油。由工况图可知，最大工作压力为=1.385MPa。若取此时进油路上的压力损失为=0.5MPa，则大流量泵的最高工作压力
9、为=+=1.385+0.5=1.885MPa4.1.2液压泵流量计算。由工况图知，液压缸所需最大流量为17.1L/min，若取泄漏折算系数K=1.2，则两个泵的总流量为=17.11.2=20.52（L/min）因工进时的最大流量为1.701L/min，考虑到溢流阀的最小稳定流量（3L/min），故小流量泵的流量最少应为4.701L/min。4.1.3液压泵规格的确定。按式=1+(2560)%=3.3491+(2560)%=4.1865.358MPa及=20.52（L/min）查设计手册，选取型双联叶片泵，额定压力为6.3MPa。4.1.4电机功率的确定。由工况图得知，液压缸最大功率=0.395
10、kW，出现在压力为1.385MPa、流量为17.1L/min的快退阶段，这时泵站输出压力为1.885MPa，流量为22L/min。若取泵的总效率为=0.75，则电机所需功率为P=0.92kW查手册选用功率为1.1kW、同步转速为1000r/min的电动机。4.2液压阀的选择。根据系统的最高工作压力和通过各阀的最大实际流量，选出各阀的规格见下表。序号液压元件名称通过的最大实际流量/(L/min)型号规格接口尺寸数量1双联叶片泵10/12L/min6.3MPa12溢流阀10Y-25B25L/min6.3MPa13顺序阀12XY-25B25L/min6.3MPa14单向阀12I-25B25L/min
11、6.3MPa15三位四通电磁换向阀4434D-63B63L/min6.3MPa16调速阀3.4Q-25B25L/min6.3MPa17、10单向阀22I-25B25L/min6.3MPa28二位三通机动换向阀2223C-25B25L/min6.3MPa19压力继电器DP1-63B调压X围16.3MPa111二位二通电磁换向阀2222D-25B25L/min6.3MPa112滤油器22XU-4010040L/min100113压力表开关K-6B6.3MPa1选择液压元件时，在满足要求的条件下，应尽量选择使各元件的接口尺寸相一致，以便管道的选择和安装方便。4.3确定管道尺寸 4.3.1压油管道由式
12、（5-12）有d=2按已选定的标准元件的接口尺寸取d=12mm 4.3.2吸油管道 d=2取d=25mm 4.3.3回油管道d=2取d=25mm3种管道皆为无缝钢管。 4.4确定容量按推荐公式V=(57),取V=622=132L5组成液压系统图。液压系统图、动作循环图及电磁铁动作循环 5-1液压系统图5-2动作循环图5-3电磁铁动作循环表6.液压系统主要性能的估算6.1液压缸的速度在液压系统各个组成元件确定之后，液压缸在实际快进、工进和快退时的输入、排出流量和移动速度，已与题目原来所要求的数值不尽相同，故需要重新估算。估算结果如表。输入流量/(L/min)排出流量/(L/min)移动速度/(m
13、/min)快进（差动）=44.234-22=22.234=7.8工进=0.1021.701=0.0510.855=0.0180.3快退=22=43.77=7.726.2系统的效率6.2.1回路中的压力损失管道直径按选定元件的接口尺寸确定，即d=12mm，回路中进、回油管道长度暂取l=12m估算。油液的运动粘度取v=75。系统中有关元件的额定压力损失如表34D-63B22D-25B23C-25BI-25BQ-25BXY-25B421.5253a.快进时的回路压力损失快进时进油管中的流态为层流，即Re=vd/v=4,故进油管的沿程压力损失为进油管的局部压力损失估取为进油路上，油液只经过1个三位四通电磁换向阀5,参照表8.11，该阀上的局部压力损失为由此得快进时油路上的压力损失为同理，可以判
