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1、- 36 -云南能源职业技术学院多轴钻孔机床的液压系统设计说明姓名： 丁桂香 班级： 机电071班 学号： 34号 指导： 李寿昌 前 言本书是根据云南能源职业技术学院机电系课程设计要求，学生全面系统的对在校所学知识综合运用的一次作业。是培养学生把基本理论和专业知识与生产实际结合起来，并应用于实际生产的第一步。是学生为毕业而准备的毕业参考资料。本书是一台卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计说明，除了供毕业生参考资料外，也可供生产钻床的厂家使用。液压技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了，随着工业的迅猛发展，液压技术更日新月异。液压传动应用非常广泛，特别是金属加工钻床中得到充分的体现。本书共分为
2、六章。主要内容包括：设计课题处理、工况分析并初步确定液压缸参数、拟定液压系统原理图、液压系统计算与选择液压元件、液压系统的验算及绘制正式的液压系统图、液压装置设计。本书在编写过程中得到李寿昌指导教师的大力支持和帮助，在此并表示衷心的感谢。由于编者水平有限，且编写时间有限，书中难免存在缺点和错误，敬请广大读者批评指正。编者目 录第一章 设计课题处理3第一节 设计课题分析3第二节 设计原始数据及处理分析4第三节 设计要求5第二章 工况分析并初步确定液压缸系数6第一节 负载分析及绘制负载图和速度图6第二节 确定进给液压缸参数及绘制工况图8第三节 确定夹紧缸的主要参数12第四节 确定定位缸的主要参数1
3、3第三章 拟定液压系统原理图14第一节 选择液压基本回路14第二节 液压基本回路的组合18第四章 液压系统计算与选择液压元件22第一节 液压泵的计算与选择22第二节 驱动电机的计算与选择22第三节 液压元件的选择23第四节 油管的计算与选择24第五节 油箱容量的确定24第六节 工作介质的选择25第七节 密封装置的选择25第八节 仪表的选择26第五章 液压系统的验算及绘制正式的液压系统图28第一节 计算液压缸各运动阶段的进、排油量28第二节 验算进给油路在快进、工进I、II和快退时的压力损失 28第三节 计算液压泵运动阶段输出压力30第四节 验算驱动电机的功率32第五节 计算回路效率32第六节
4、验算系统温升32第七节 确定减压阀的调整压力33第六章 液压装置设计35设计总结36参考文献37第一章 设计课题处理第一节 设计课题分析设计一台卧式单面多轴钻孔机床的液压系统。其工作循环为：“定位夹紧快进工进I工进II死挡铁停留后退原位停止拔销松开”。“卧式”，在液压系统设计时不考虑主轴箱的自重，计算液压缸参数时简便；“单面”，只考虑从同一个方向往复进给，钻床的工作循环、执行机构的运动方式属于在铸铁平导轨上移动式。（机床运动方式还有转动或摆动），则应有一个活塞缸作为液压系统的执行元件，要求有定位、夹紧，则应分别有定位缸和夹紧缸，设计中为了系统的安全、可靠的停车，则应在行程中设置限位装置，即死挡
5、停留。设计中还应考虑到在工进未完时钻头破坏，而要求退回等，此钻床的结构示意图如下所示：第二节 设计原始数据及处理分析一、 原始数据1、 主轴数及孔径：主轴6根，孔径142、 总轴向切削阻力：I工进18000，II工进60003、 运动部件重量：250004、 快进、快退速度：55、 工进速度：为0.501.2；为0.020.506、 行程长度：400（其中快进220；I工进120；II工进60）7、 导轨形式：铸铁平导轨8、 加速和减速时间：不大于0.29、 夹紧力：5000600010、 夹紧时间：1211、夹紧液压缸行程长度：16二、处理分析1、主轴数6根，在结构示意图上所有表示设置多轴是
6、为了提高钻床的工作效率，孔径14。2、总轴向切削阻力：I工进18000，II工进6000，I工进 阻力大于II工进，可以看出，I工进的切削量及速度大于II工进时的。3、运动部件重量：25000，可确定摩擦力。4、快进、快退速度，5=0.083，快进、快退速度相等，则要求差动液压缸的通径与活塞杆的通径 液压与气压转动 袁承训 主编 ，（D为液压缸内径，d为活塞杆外径）5、工进速度工为（0.501.2）_=（8.3100.02）工为（0.020.50）_=（0.338.310）6、行程长度，400（其中快进220，I工进120，II工进160）由行程长度/、工进（快进、快退）速度，可得各工况阶段所
7、用的时间段。快进： I工进：14.46)II工进：快退：7、铸铁平导轨，查 查工程力学 表22 可得，8、加速和减速时间，不大于0.29、夹紧力50006000， 10、夹紧时间：1211、夹紧液压缸行程长度：16 ，由夹紧液压缸行程长度及夹紧时间可以确定夹紧的速度第三节 设计要求一、夹紧后在工作中如突然停电时，要保证安全可靠，当主油路压力瞬时下降时，夹紧缸保持夹紧力。二、快进转工进时要平稳可靠。三、钻削时速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不前冲。第二章 工况分析并初步确定液压缸系数第一节 负载分析及绘制负载图和速度图一、液压缸负荷主要包括：切削阻力、摩擦阻力、惯性阻力、重力负荷、密封阻力和背压
8、阻力等。1、切削阻力 2、摩擦阻力 =250000.18=4500=250000.1=2500式中： 作用在导轨上的法向力；、静摩擦系数和动摩擦系数3、惯性阻力 =式中： g重力加速度 （） G 运动部件重量（N） 在时间内的速度变化值（） 启动加速或减速制动的时间（S）4、重力负荷 G因运动部件是水平安置，故重力在运动方向的分力为零。即：G=05、密封阻力 =0.1式中： 为液压缸总的负载6、背压阻力 这是液压缸回油路上的阻力，初算时可不考虑，其数值待系统确定后才能确定。根据上述分析,可计算出液压缸各动作阶段中的负载如下:(1)、启动阶段 =+由于启动阶段 G 都为零,则可以得=，所以=+0
9、.1=/0.9=5000N (2)、加速阶段 =+同理，在此阶段=（+）/0.9=3958(3)、快进阶段 =+=/0.9=2778(4)、工进阶段 =+=（+）/0.9=22778(5)、工进阶段 =+=（+）/0.9=9444(6)、死挡铁停留阶段 =+=/0.9=5000(7)、快退阶段 =+=/0.9=2778根据上述分析计算出的液压缸在各动作阶段中的负载，可以归纳如下表：工况计算公式液压缸的负载（）启动阶段= +5000加速阶段=+3958快进阶段=+2778I工进阶段=+22778II工进阶段=+9444死挡铁停留阶段=+5000快退阶段=+2778二 、绘制进给液压缸的负载图和速
10、度图1、负载图根据以上数值，绘制出液压缸的负载图，此图直观性强，便于分析，如下图所示：2、速度图根据数据，快进、快退速度都等于0.083，I工进行程长度为0.12m时间，II工进行程长度为0.06m 时间，可计算出速度，如下图所示：第二节 确定进给液压缸的主要参数及绘制工况图 一、初步确定液压缸的主要尺寸1、液压缸的内径和活塞杆的直径的确定根据液压缸的最大负荷=22778可以查 液压与气压传动P表45 得液压缸的工作压力为4MPa也就是公称压力 ，则液压缸内径D为D=85.4按缸径尺寸系列，取D=90由于 =5 =0.083,所以要满足D=dd=按活塞杆径尺寸系列，取d=632、液压缸的长度L
11、的确定：为了稳定性的满足，L取15d即：L=15d=945按液压缸行程尺寸系列，取L=10003、液压缸壁厚根据结构，工艺的要求，用下式对缸体壁厚进行验算：公式及=1.5查 液压传动课程设计指导书试用版 李寿昌编 69页 试（69），及 13页 式23 式中： 试验压力（），一般取p =（1.21.3）P液压缸的最高工作压力（）D液压缸内径（mm）缸体材料的许用应力（），当P10 M时，可用铸铁， =60 M 当P10的情况，当D/10，可按下式对薄缸体校核。经校核64.5，壁厚满足要求。2、 活塞杆强度校核：式中 ： 材料许用应力，, n为安全系数。取n=1.4；材料选定35号碳素钢，查 新编液压工程手册，1406页，表23.38 得=520 MF活塞所受载荷d活塞杆直径3、 活塞杆稳定性校核：由L/ d10，则称为细长杆，并且细长比L/K 按欧拉公式计算:活塞杆受载荷:
