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1、内容摘要 1关键词 1Abstract 1Key words 2第一章设计要求及工况分析 31.1 设计要求 31.2 液压系统工况分析 3第二章确定液压系统的主要参数 52.1 初选液压缸的工作压力 52.2 计算液压缸的主要尺寸 5第三章确定液压系统原理图 93.1 选择基本回路 93.2 组成液压系统原理图 113.3 系统图的原理 12第四章 计算和选择液压元件 144.1 确定液压泵的规格 144.2 确定其他元件及辅件 154.3 主要零件强度校核 17第五章验算液压系统性能 195.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 195.2 验算系统发热与升温 20参考文献 22致谢
2、23内容摘要：液压系统具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能、反应快、输出 力（或力矩）大等优点，在组合机床中被广泛采用。液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算机技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械 设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为数控技术应 用专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型及液压系统的维护与修理将是十分必要的。组合机床以其独特的优点在机械设计中占有比较重要的地位；它以通用部件为基础，根据工件加工需要，配以少量专用部件组成的一种机床。它
3、具有低成本、高效率 的特点。本论文主要阐述了液压系统的设计（包括系统工况分析，拟定液压系统原理图， 液压元件的计算和选择以及液压系统的性能验算等）、液压缸主要零部件的设计及其结构设计。关键词：液压系统液压传动液压元件Abstract:the hydraulic system has wide adaptability, good processcontrol performance, fast response, large output force （or torque） etc, and widely adopted in the modular machine tool.Hydrauli
4、c transmission technology is one of the fastest growing technologies in machinery and equipment, especially in recent years and microelectronics, computer technology, hydraulic technology has entered a new stage of development, machine, electricity, liquid, gas integration is the development directi
5、on of mechanical equipment. In nc machining of mechanical equipment has been widely quoted hydraulic technology. As the numerical control technology application specialized students learn the design of the hydraulic system, familiar with the working principleof the hydraulic systemof the method, to
6、grasp the function and type selection of hydraulic components and hydraulic system maintenance and repair is necessary.Combination machine tools with its unique advantages in the mechanical design occupies an important position; It is based on common components,according to the workpiece machining n
7、eeds, with a small amount of dedicated components of a machine tool. It has the characteristics of low cost, high efficiency.This thesis mainly expounds the design of hydraulic system (including system condition analysis, the proposed hydraulic system schematic diagram, hydraulic calculation and sel
8、ection of the components and the performance of the hydraulic system calculation, etc.), the hydraulic cylinder design and structure design of main components.Key words: hydraulic system hydraulic transmission hydrauli ccomponents1第一章设计要求及工况分析1.1 设计要求要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动 作顺序为：启动一快进一工进一
9、快退一停止。液压系统的主要参数与性能要求如下： 轴向切削力总和Fe=20000N运动部件总重量 G= 10050N快进彳T程为100mm快进与 快退速度4m/min,工进行程为50mm工进速度为0.05m/min ,加速、减速时间均为 0.2s,利用平导轨，静摩擦系数 0.2;动摩擦系数为0.1。液压系统的执行元件使用 液压缸。1.2 液压系统工况分析1.2.1 运动分析绘制动力滑台的工作循环图*11.快退停止1.2.2 负载分析负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机 械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的 力有：夹紧力，导轨
10、摩擦力，惯性力。在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工 作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。(1)工作负载Fw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，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即Ft = 20000、(2)阻力负载Ff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部分。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为F-则静摩擦阻力 Ffs =0.2 10050 = 2010N动摩擦阻力 Ffd =0.1 10050 = 1005N(3)惯性负载最大惯性负载取决于移动
11、部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作 台最大移动速度和加速时间进行计算。已知启动换向时间为 0.05s ,工作台最大移动 速度，即快进、快退速度为4.5m/min,因此惯性负载可表示为Fm100505N = 341.84N9.8160 0.2如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率，=0.9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的负载力和液压缸所需推力情况如表1.1所示表1.1液压缸总运动阶段负载表(单位：N)工况负裁组成负裁值F/N推力F/ w/N启动F =Ffs2351.842613加速F =Ffd +Fm1341.841491快进F
12、=Ffd10051116.67工进F =Ffd +Ft2100523338.89反向启动F =Ffs2351.842613加速F =Ffd +Fm1341.841491快退F =Ffd10051116.67制动F =Ffd - Fm663.16736.84第二章确定液压系统的主要参数2.1 初选液压缸的工作压力由表2.1可知，组合机床液压系统在最大负载约为17000 N时宜取3MP表2.1按负载选择工作压力/ KN50工作压力/MPa52.2 计算液压缸的主要尺寸由于工作进给速度与快速运动速度差别较大， 且快进、快退速度要求相等，从降 低总流量需求考虑，应确定采用单杆双作用液压缸的差动连接方式
13、。通常利用差动液 压缸活塞杆较粗、可以在活塞杆中设置通油孔的有利条件，最好采用活塞杆固定，而 液压缸缸体随滑台运动的常用典型安装形式。这种情况下，应把液压缸设计成无杆腔 工作面积A是有杆腔工作面积A2两倍的形式，即活塞杆直径d与缸筒直径D呈d = 0.707D的关系。工进过程中，当孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会发生前冲的 现象，因此液压缸的回油腔应设置一定的背压（通过设置背压阀的方式），选取此背压 值为 p2=0.8MPa快进时液压缸虽然作差动连接（即有杆腔与无杆腔均与液压泵的来油连接），但连接管路中不可避免地存在着压降 &P,且有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时取p : 0.5
14、MPe=t快退时回油腔中也是有背压的，这时选取被压值p2=0.6MPa工进时液压缸的推力计算公式为F /m = AP1 - A2P2 = AP1 （A/2）P2,式中：F 负载力m液压缸机械效率A液压缸无杆腔的有效作用面积A2液压缸有杆腔的有效作用面积P1液压缸无杆腔压力出一一液压有无杆腔压力因此，根据已知参数，液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为F 21005A = = 0.9= 8644mm2P2o 0.6p13 -22液压缸缸筒直径为D = 44A / .=104.94mm由于有前述差动液压缸缸筒和活塞杆直径之间的关系,d = 0.707 D,因此活塞杆直径为d=0.707Xl04.94=
15、7419mm根据GB/T2348-1993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=110mm活塞杆直径为 d=80mm此时液压缸两腔的实际有效面积分别为:A = Q 2/4 = 8659mm2A2 =兀(D2 -d2)/4 = 4239mm2工作台在快进过程中，液压缸采用差动连接，此时系统所需要的流量为q快进=A1-A2 V1 =17.68L min工作台在快退过程中所需要的流量为q 快退=2、3 =16.956L/min工作台在工进过程中所需要的流量为q工进二庆乂丫1 =0.43 L/min根据上述液压缸直径及流量计算结果，进一步计算液 压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值如下计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率设快进、
