《液压课程设计-钻镗专用机床液压系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压课程设计-钻镗专用机床液压系统设计.doc（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录一、 课程设计任务及设计要求5二、液压系统的设计与计算 61.进行工况分析 6三、拟订液压系统原理图 71.确定供油方式 72. 调速回路的选择83. 快速回路的选择84. 速度换接回路的选择85. 换向回路的选择86. 定位夹紧回路的选择87. 动作转换的控制方式选择 8四、确定执行元件主要参数91. 工作压力的确定 92.确定液压缸的内径D和活塞杆直径d93. 计算在各工作各运动阶段液压缸所需的流量 104. 液压缸壁厚和外径的计算105. 液压缸工作行程的确定106. 缸盖厚度的确定107. 最小导向长度的确定10五、确定液压泵的规格和电动机功率及型号111. 计算液压泵的压力112
2、. 计算液压泵的流量113. 选用液压泵规格和型号114. 确定电动机功率及型号125.液压阀的选择 126. 液压元件及辅助元件的选择 137. 油箱容量的确定13六 液压系统验算 131.压力损失的验算 132.工作进给时回油路的压力损失 143.变量泵出口处的压力为154.快进时的压力损失 15(2). 系统温升的验算16七、课程设计简单小结 17八、参考文献 17一 、液压课程设计任务书（一）课程设计题目与设计要求某厂设计一台钻镗专用机床，要求孔德加工进度有IT6,。要求该机床液压系统要完成的工作循环是：工件定位、夹紧动力头快进工进终点停留动力头快退工件松开、拔销。该机床运动部件的重量
3、为30000N，快进、快退速度为6m/min，工进的速度为20120mm/min可无极调速，工作台的最大行程为400mm，其中工进的总行程为150mm，工进时的最大轴向切削力为20000N，工作台的导轨采用平导轨支撑方式；夹紧缸和拔销缸的行程都为25mm，夹紧力在120008000之间可调，夹紧时间不大于1秒钟。依据上述题目完成下列设计任务：（1） 完成该液压系统的工况分析、系统计算并最终完成该液压系统工作原理图的设计工作；（2） 根据已完成的液压系统工作原理图选择标准液压元件；（3） 对上述液压系统中的进给液压缸进行结构设计，完成该液压缸的相关计算和部件装配图设计，并对其中的1-2非标准零件
4、进行零件图的设计；液压缸负载力(N)运动部件重量(N)行程(mm)速度(m/min)定位夹紧时间(s)启动时间(s)静摩擦系数fs动摩擦系数ft快进工进快进工进快退工进缸200003000025015060.020.1260.80.30.20.12夹紧缸8000120004025定位缸2002025二、液压系统的设计与计算1.进行工况分析液压缸负载主要包括：切削阻力，惯性阻力，重力，密封阻力和背压阀阻力等 （1）切削阻力F切F切=20000N（2），摩擦阻力F静，F动F静=F法f静=300000.2=6000NF动=F法f动=300000.12=3600N 式中:F法运动部件作用在导轨上的法向
5、力f静静摩擦系数f动动摩擦系数（3）惯性阻力F惯=Gv/（gt）=300006/（9.80.360）=1020.41N式中: g重力加速度 G运动部件重力 v在t时间内变化值 t启动加速度或减速制动时间（4）重力F：因运动部件是水平位置，故重力在水平方向的分力为零。（5）密封阻力F密：一般按经验取F密=0.1F总 （F为总负载）（6）背压阻力这是液压缸回油路上的阻力，初算时，其数值待系统确定以后才可以定下来。 根据以上分析，可以计算出液压缸各动作中的负载表如下：工作循环计算公式外负载F（N）启动F启=F静F密F启=6000/0.9=6666.67加速F加=F动F惯F密F加=(3600+1020
6、.41)/0.9=5133.79快进F快=F动F密F快=3600/0.9=4000工进F工=F切F动F密F工=(20000+3600)/0.9=26222.22快退F快=F动F密F快=3600/0.9=4000三、拟订液压系统原理图1.确定供油方式考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低。而在快进、快退时负载较小，速度较高。从节省能量、减小发热考虑，泵源系统宜选用双泵供油或变量泵供油。现采用带压力反馈的限压式变量叶片保泵。2. 调速回路的选择根据液压系统要求是进给速度平稳，孔钻透时不前冲，可选用调速阀的进口节流调速回路，出口加背压。3. 快速回路的选择 根据设计要求v快进=6m/min,v快
7、退=6m/min,而尽量采用较小规格的液压泵，可以选择差动连接回路。4. 速度换接回路的选择 本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也较容易，但速度换接的平稳性较差。5. 换向回路的选择 由速度图可知，快进时流量不大，运动部件的重量也较小，在换向方面又无特殊要求，所以可选择电磁阀控制的换向回路。为方便连接，选择三位四通电磁换向阀。6. 定位夹紧回路的选择 按先定位后夹紧的要求，可选择单向顺序阀的顺序动作回路。通常夹紧缸的工作压力低于进给缸的工作，并由同一液压泵供油，所以在夹紧回路中应设减压阀减压，同时还需满足：夹紧时间可调，在进给回路压力下降时能保持夹
8、紧力，所以要接入节流阀调速和单向阀保压。换向阀可连接成断电夹紧方式，也可以采用带定位的电磁换向阀，以免工作时突然断电而松开。7. 动作转换的控制方式选择 为了确保夹紧后才进行切削，夹紧与进给的顺序动作应采用压力继电器控制。当工作进给结束转为快退时，由于加工零件是通孔，位置精度不高，转换控制方式可采用行程开关控制。液压系统原理图如下：四、确定执行元件主要参数1. 工作压力的确定工作压力可根据负载大小及设备类型来初步确定，现参阅液压系统设计简明手册表21，液压缸工作压力4 MPa。2.确定液压缸的内径D和活塞杆直径d 由负载图知最大负载F为26222.22，按表22可取P2为0.5 MPa，油缸的
9、机械效率为0.95，考虑到快进、快退速度相等，取d/D为0.7.将上述数据代入（2-3）可得D=426222.22/3.14401050.951-5/41-(0.7)21/2=0.117m根据表24，将液压缸内径圆整为标准系列直径D=125mm；活塞杆直径d，按d/D=0.7及表25活塞杆直径活塞杆直径系列取d=90mm。考虑到夹紧力的稳定，夹紧缸的工作压力应低于进给液压缸的工作的压力，现取夹紧缸的工作压力为2.5Mpa，回油背压力为零，为0.95，则按式（2-3）可得D=（412000/3.14251050.95）1/2=0.08m 按表24及表25液压缸和活塞杆的尺系列，取夹紧液压缸的D和
10、d分别为80 mm 和56 mm。按最低工作速度验算液压缸的最小稳定速度。若验算后不能获得最小的稳定速度是，还需要响应加大液压缸的直径，直至满足稳定速度为止。Aq/v=0.05103/2=25cm2 式中q是由产品样本查得GE系列调速阀AQF3-E10BD的最小稳定流量为0.05L/min。 本题中调速阀是安装在回油路上，故液压缸节流腔有效工作面积应选取液压缸有杆腔的实际面积，即A= /4（D2-d2）=/4（12.52-92）cm2=59.1 cm2可见上述不等式能满足，液压缸能达到所需低速。3. 计算在各工作各运动阶段液压缸所需的流量q快进=d2v快进/4=（910-2）26/4=38.2
11、10-3m3/ min 38.2L/minq工进=D2v工进/4=0.12520.12/4=1.4710-3m3/ min 1.47L/minq快退=（D2-d2）v快进/4=（0.1252-0.092）6/4=35.510-3m3/ min 35.5L/minq夹=D2v夹/4=0.12522510-360/4=18.410-3m3/ min 18.4L/min4. 液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。由公式:PyD/s得：4.51.25125/(260)=5.86mm，为了保证有足够的强度将其选一个较大值为6mm故即可求出缸体的外径DD+2=110+25=137mm
12、。5. 液压缸工作行程的确定根据执行机构实际工作的最大行程来确定，并参照表2-6中的系列尺寸可选得进给液压缸工作行程H=400mm 。6. 缸盖厚度的确定选取无孔的平底缸盖，其有效厚度t按强度要求用下面公式进行近似计算t0.433D得 t0.433110=0.0166m 故取t=125mm7. 最小导向长度的确定对一般的液压缸，最小导向长度H应满足以下要求H 故可得夹紧缸最小导向长度Hmm 。活塞的宽度B一般由公式B=（0.61.0）D 得进给缸活塞宽度B=0.6125=75mm；当液压缸内径D80mm时，活塞杆滑动支承面的长度=（0.61.0）d 故=0.790=63mm。五、确定液压泵的规格和电动机功率及型号1. 计算液压泵的压力液压泵的工
