液压传动课程设计

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1、液压传动课程设计题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计目 录引 言2第一部分 明确系统设计要求3第二部分 分析工况，确定主要参数4第三部分 拟定液压系统原理图6第四部分 选择液压元件7第五部分 验算液压系统性能10设计小结24参考文献25引 言液压传动课程设计是机械设计制造及其自动化专业教学中重要的教学环节，也是整个专业教学计划中的重要组成部分，是培养学生运用所学有关理论知识来解决一般工程实际问题能力的初步练习。课程设计过程不仅要全面运用液压传动课程有关知识，还要根据具体情况综合运用有关基础课程、技术基础课和专业课的知识，深化和扩大知识领域，培养独立工作能力。通过课程设计，同学们在系统设计

2、方案的拟定、设计计算、工程语言的使用过程中熟悉和有效地使用各类有关技术手册、技术规范和技术资料，并得到设计构思、方案拟定、系统构成、元件选择、结构工艺、综合运算、编写技术文件等方面的有了很大提高，并使同学们树立正确的设计思想，掌握基本设计方法。第一部分 明确设计要求液压系统的设计是整个机器设计的一部分，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。在液压系统的设计中，首先应明确系统设计的要求。具体内容包括：1 主机的用途、主要结构、总体布局；主机对液压系统执行

3、元件在位置布置和空间尺寸以及质量上的限制。2 主机的工艺流程或工作循环；液压执行元件的运动方式（移动、转动或摆动）及其工作范围：3 主机各液压系统执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围；4 主机要求液压系统的动作顺序或互锁要求，各动作的同步要求及同步精度；5 对液压系统的工作性能（如平稳性、转换精度等）、工作效率、自动化程度等方面的要求；6 液压系统的工作环境和工作条件等；7 其他方面的要求，如液压装置在外观、色彩、经济性等方面的规定或限制。设计要求一台卧式单面多轮钻孔组合机床。动力滑动的工作循环是：快进工进快退停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：1轴向切削力Ft=24000N；2滑台

4、移动部件质量m=550kg；3加减速时间t=0.3s；4静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1，采用平导轨；5快进与快退速度均为3.5m/min，快进行程l1=250mm,，工进行程l2=150mm，工进速度3040mm/min，；6工作台要求运动平稳，但可以随时停止运动。设计简图及工作原理如下：电磁铁动作顺序1Y2Y3Y4Y快进+-+工进+-+快退-+停止-+-+第二部分 分析系统工况，确定主要参数：一、系统工况分析2.负载分析Ft 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：切

5、削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为，动摩擦力为，则 = 0.2mg =0.3*9.8*550=1617N =0.1 mg =539N而惯性力 =109.126984109 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m = 0.95 ,则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见下表运动阶段计算公式总机械负载F/N起动 F = Ffs / m 1702加速F =（Ffd + Fm）/ m 682快进 F = Ffd / m 567工进 F =（Ft + Ffd）/ m25831快退 F = Ffd / m567二、 液压缸主要参

6、数的确定、（一）液压系统的参数计算1.初选液压缸的工作压力参考同类型组合机床，初选液压缸的工作压力为=40Pa2确定液压缸的主要结构尺寸本例要求动力滑台的快进、快退速度相等，现采用活塞杆固定的单杠式液压缸。快进时采用差动联接，并取无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的两倍，即=2。为了防止在钻孔钻通时滑台突然向前冲，在回油路中装有背压阀，按表查得，初选背压Pa。由表1-1可知最大负载为工进阶段的负载F=25831N, 按此计算则 液压缸直径由=2 可知活塞杆直径 d=0.707D=0.7079.55cm = 6.75cm按GB/T23481993将所计算的D与d值分别圆整到相近的标准直径，以便采用

7、标准的密封装置。圆整后得 D=10cm d=7cm按标准直径算出 按最低工进速度验算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量，因工进速度v=0.05m/min为最小速度，则由式 本例=78.510，满足最低速度的要求。3计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量和功率根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作过程各阶段的压力、流量和功率，在计算工进时背压按代入，快退时背压按代入计算公式和计算结果列于下表中。表二 液压缸所需的实际流量、压力和功率工作循环计算公式负载F进油压力回油压力所需流量输入功率PNL/minkW差动快进56713.50.146工进258310.3140.

8、019快退567140.266（二）液压泵的参数计算由表二可知工进阶段液压缸压力最大，若取进油路总压力损失，压力继电器可靠动作需要压力差为，则液压泵 最高工作压力可按式算出 因此泵的额定压力可取1.2546.9Pa=59Pa。由表二可知，工进时所需要流量最小是0.314L/min，设溢流阀最小溢流量为2.5L/min，则小流量泵的流量应为，快进快退时液压缸所需的最大流量是14L/min，则泵的总流量为。即大流量泵的流量。根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用YB-4/12型的双联叶片泵，该泵额定压力为6.3MPa，额定转速960r/min。（三）电动机的选择系统为双泵供油系统其中小泵1的流

9、量，大泵流量。差动快进、快退时两个泵同时向系统供油；工进时，小泵向系统供油，大泵卸载。下面分别计算三个阶段所需要的电动机功率P。1.差动快进差动快进时，大泵2的出口压力油经单向阀11后与小泵1汇合，然后经单向阀2，三位五通阀4进入液压缸大腔，大腔的压力，查样本可知，小泵的出口压力损失，大泵出口到小泵出口的压力损失。于是计算可得小泵的出口压力（总效率=0.5），大泵出口压力（总效率=0.5）。电动机效率 2工进考虑到调速阀所需最小压力差。压力继电器可靠动作需要压力差。因此工进时小泵的出口压力。而大泵的卸载压力取。（小泵的总效率=0.565，大泵的总效率=0.3）。电动机功率3.快退类似差动快进分

10、析知：小泵的出口压力（总效率=0.5）；大泵出口压力（总效率=0.5）。电动机功率综合比较，快退时所需功率最大。据此查样本选用Y90L-6异步电动机。Y90L-6异步电动机主要参数表功率KW额定转速r/min电流A效率%净重kg1.19103.1573.525三、 拟定液压系统原理图液压系统原理图是整个液压系统设计中最重要的一环，它的好坏从根本上影响整个液压系统。拟定液压系统原理图一般应考虑以下几个问题：（1） 采用何种结构的执行元件；（2） 确定供油方式；（3） 调速方式的选择；（4） 快速回路和速度换接方式的选择；（5） 如何完成执行机构的自动循环和顺序动作；（6） 系统的调压、卸荷及执行

11、机构的换向和安全互锁等要求；（7） 压力测量点的合理选择。根据上述要求选择基本回路，然后将各基本回路归并、整理，在增加一些必要的元件或辅助油路，使之成为完整的液压系统，进行这项工作时还必须注意一下几点：（1） 尽可能省去不必要的元件，以简化系统结构；（2） 最终综合出来的液压系统应保证其工作循环中的每个动作都安全可靠，互相无干扰；（3） 尽可能采用标准件，减少自行设计的专用件；（4） 尽可能使系统经济合理，便于维修检测。初步拟定液压系统原理图后，应检查其动作循环，并制定系统工作循环表（电磁铁动作顺序表）。四、液压元件的选择1.液压阀及过滤器的选择根据液压阀在系统中的最高工作压力与通过该阀的最大

12、流量，可选出这些元件的型号及规格。本例中所有阀的额定压力都为，额定流量根据各阀通过的流量，确定为10L/min，25L/min和63L/min三种规格，所有元件的规格型号列于表三中，过滤器按液压泵额定流量的两倍选取吸油用线隙式过滤器。表三 液压元件明细表序号元件名称最大通过流量型号1双联叶片泵16YB-4/122单向阀12I-25B3三位五通电磁阀3235-63BY4二位二通电磁阀3222-63BH5调速阀0.32Q-10B6压力继电器D-63B7单向阀16I-25B8液控顺序阀0.16XY-25B9背压阀0.16B-10B10液控顺序阀12XY-25B11单向阀12I-25B12溢流阀4Y-

13、10B13过滤器32XU-B32*10014压力表开关K-6B15减压阀20J-63B16单向阀20I-63B17二位四通电磁阀2024D-40B18单向顺序阀XI-63B19压力继电器D-63B20压力继电器D-63B2、油管的选择根据选定的液压阀的连接油口尺寸确定管道尺寸。液压缸的进、出油管按输入、排出的最大流量来计算。由于本系统液压缸差动连接快进快退时，油管内通油量最大，其实际流量为泵的额定流量的两倍达32L/min，则液压缸进、出油管直径d按产品样本，选用内径为15mm，外径为19mm的10号冷拔钢管。3、油箱容积的确定中压系统的油箱容积一般取液压泵额定流量的57倍，本设计取6倍，故油箱容积为五、验算液压系统性能（一）压力损失的验算及泵压力的调整1.压力损失的验算及泵压力的调整工进时管路中的流量仅为0.314L/min，因此流速很小，所以沿程压力损失和局部损失都非常小，可以忽略不计。这时进油路上仅考虑调速阀的压力损失，回油路上只有背压阀的压力损失，小流量泵的调整压力应等于工进时液压缸的工作压力加上进油路压差，并考虑压力继电器动作需要，则