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1、东华理工大学长江学院毕业设计（论文） 扉页 XX大学课程设计（论文）课 题 名 称： 专用钻床液压系统设计 专 业 班 级： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 30 摘 要作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高配置灵活方便调速范围大工作平稳且快速性好易于控制并过载保护易于实现自动化和机电液一体化整合系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。本课题研究的主要內容是专用钻床液压系统的设计及PLC设计。液压系统的设计是整个机器设计
2、的一部分，它的任务是根据机器的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计，最后对液压系统的主要性能进行验算。关键字： 专用钻床；液压系统；PLC设计 ABSTRACTAs one of the modern mechanical equipment to achieve an important technical means of power transmission and control, hydraulic technology has been widely appl
3、ied in various fields of the national economy. Compared with other drive control technology, hydraulic technology with high energy density, convenient and flexible configuration, wide range of speed regulation, smooth and fast is good, easy to control and overload protection, easy to realize automat
4、ion and electromechanical integration, system design and manufacture and use and maintenance is convenient wait for a variety of significant technical advantages, which make it become the basic constitution the technology of modern mechanical engineering and modern control engineering of the basic e
5、lements of technology.The main content of this paper is the design and PLC design of special drilling machine hydraulic system. The design of the hydraulic system is a part of the whole design of the machine, it is the task of the application of the machine, according to the characteristics and requ
6、irements, using the basic principles of hydraulic transmission, and draw up a reasonable hydraulic system diagram, and then through the necessary calculations to determine the parameters of hydraulic system, structure design and then according to these parameters to the selection of hydraulic compon
7、ents of the specification and the last, checking the main performance of the hydraulic system.Keywords: special drill press; hydraulic system; PLC design 目 录摘 要IABSTRACTII1 绪 论12 设计任务书23 液压系统的功能原理计算33.1液压缸液压系统设计要求分析33.2 负载分析43.2.1 工作负载43.2.2 摩擦负载43.2.3 惯性负载43.2.4 液压缸在各阶段的负载值53.2.5 负载图与速度图的绘制53.3 液压缸
8、主要参数的确定63.4 计算和确定液压缸的主要尺寸63.5 制定液压回路方案，拟定液压系统原理图173.6液压系统的工作原理183.7 计算与选择液压元件193.7.1 液压泵及驱动电机计算与选定193.7.2 液压控制阀和液压辅助元件的选定203.7.3油管的选择213.7.4液压系统的验算234 设计小结28致 谢29参考文献30 1 绪 论本课题来源于生产实践，液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体
9、称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、传动它是以液压油为工作介质，通过动力元件将原动机的机械能变为液压油的压力链条和齿轮等传动元件相类似。液压能，再通过控制元件，然后借助执行元件将压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动，且通过对控制元件扰动时，执行元件的输出量一般要偏离原有调定值，产生一定的误差。液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛
10、。未来社会是一个环保的，低污染，低消耗的社会，这就要求我们在改善液压系统的技术方面下功夫，作为即将走进社会的我们更应该关注新技术的应用和开发。 2 设计任务书设计一专用钻床的液压系统，本题目为新课题，培养学生综合应用所学知识，结合实践知识，初步具有设计一个中等复杂液压系统的能力。学会拟订液压系统设计方案，完成油路块结构设计，提高设计能力。培养学生查阅有关机械设计手册、资料的能力。进一步培养学生制图，编写技术文件等基本技能。 3 液压系统的功能原理计算液压系统设计是指组成一个新的能量传递系统，以完成一项专门的任务。系统功能原理设计是根据主机的工艺目的或用途、工作循环、负载条件和主要技术要求，通过
11、配置执行元件，负载分析、运动分析及编制执行元件的工况图，对同类主机及其传动系统的分析比较，选择设计参数，确定液压系统的工作压力、流量和执行元件主要几何参数等，拟定液压系统方案和传动系统原理图，并对组成系统的各标准液压元件辅件进行选型，最后对液压系统的主要性能（压力损失、发热温升等）进行验算。 3.1液压缸液压系统设计要求分析 设计题目设计工作循环为：快进工进死挡铁停留快退停止。1.已知参数 设计一专用钻床的液压系统，设计工作循环为：快进工进死挡铁停留快退停止。主要性能参数与性能要求如下：切削力FL=14000N；运动部件自重G=6000N；快进、快退速度5.5m/min，工进速度60-1000
12、m m/min；快进行程L1=250mm，工进行程L2=100mm；加速和减速时间t=0.2s。2 明确设计要求 该液压系统的功率较大，空行程和加压行程速度差异较大，因此要求功率利用合理。且该系统的压制力较大，因此对于工作的平稳性、安全性要求较大。 3 设计方案 根据已知参数和表2-1所示液压系统工作台的执行元件为单杆活塞缸，工件的夹紧为液压缸。 活塞杆绘制工作循环图3.2 负载分析 3.2.1 工作负载 工作负载Fe 液压缸的常见工作负载有重力、切削力、挤压力等。阻力负载为正，超越负载为负。 自重G=6000N切削力F=FL=14000N 3.2.2 摩擦负载 假设静摩擦系数fs=0.2，动
13、摩擦系数fd=0.13.2.3 惯性负载 惯性负载Fi 惯性负载时运动部件在启动和制动过程中的惯性力，其平均值可按下式计算 Fi =G/g*v/t (N) 式中 g=重力加速度， m/s2，g=9.8m/s2 v=速度变化量， m/s2 t=启动或制动时间，s 一般机械t =0.10.5s，取u=0.1m/s ，t=0.2 s3.2.4 液压缸在各阶段的负载值（1） 查液压缸的机械效率，可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如下表表1所示：表1 液压缸各阶段的负载情况工况负载计算公式液压缸负载液压缸推力/N启动12001333.33加速66007333.33快进600666.67工进1460016222.22快退600666.6673.2.5 负载图与速度图的绘制根据工况负载和以知速度和及行程S，可绘制负载图和速度图，如下图（图1、图2）所示：图1(负载图)图2（速度图）3.3 液压缸主要参数的确定（1）液压缸的内径和活塞杆的内径表3-1 按负载选择工作压力1负载/ KN50工作压力/MPa 0.811.522.5334455表3-2 各种机械常用的系统工作压力1机械类型机 床农业机械工程机械建筑机械液压凿岩机专用钻床大中型挖掘机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门
