《液压设计报告书(参考)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压设计报告书(参考)（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、液压传动课程设计一、设计任务书 设计一台卧式单面多轴钻扩孔组合机床动力滑台的液压系统，如图。动力滑台为有纵横两向进给系统，机床有主轴8根，钻4个02mm的通孔， 孔长80mm，并把该4个孔进行扩孔，扩孔尺寸为20mm，深50 mm。工作循环是：上滑台快速接近工件，然后以工作速度 1 钻孔，加工完毕后 上滑台快速退回，下滑台快速左移，到扩孔位置停，上滑台快速接近工件，然 后以工作速度 2 扩孔，死挡铁定位，加工完毕后上滑台快速退回，然后下滑台 快速右移到原始位置，最后自动停止。工件材料：铸铁，硬度HB为240 ;假设运动部件重G1二9800N ;上滑台 部件重G2 = 4900N ;快进快退速度
2、v1 = 0.1m/s ;动力滑台采用平导轨，静、动 摩擦因数ps=0.2 ,pd=0.1 ;往复运动的加速、减速时间为0.2s ; A=100mm ; B=150mm ;刀具在距离工件3 mm时应由快进转工进，钻削时刀具应伸出工件 5 mm。试设计计算其液压系统。二、课程设计工作要求1 、明确设计要求，进行工况分析（包括运动分析、动力分析）2、确定执行元件主要参数。3、确定液压系统方案和拟定液压系统原理图。4、液压元件的选择。5、液压系统性能的验算。6、绘制正式工作图和编写技术文。液压系统设计计算步骤及过程一、运动分析1、选择和确定各运动量选择切削用量：钻12mm孔时，主轴转速n1二420r
3、/min，每转进给量S1=0.15mm/r ;扩20mm孔时，主轴转速n2 = 300r/min，每转进给量S2=0.1mm/r。2、计算工进速度钻孔：v = ns = 420*0.15 = 63 mm/min = 1.05 mm/s1 1 1扩孔： v= ns = 300*0.1 = 30 mm/min = 0.5 mm/s2 2 23、计算快进、工进时间和快退时间(实际工作计算要考虑钻削进刀时和加工后要各留一定的工作进给量。) 由条件要求可解：快退速度：v1 =0.1m/s加速减速时间： t1=0.2s则有： a*t1=v1a=0.5m/s2则加速和减速的位移： L=1/2*a*t*t=1
4、0mm则钻孔循环的时间分配：快进： tj=(100-3-10)/(0.1*1000)+0.2=0.92s工进： tg=(80+3+5)/1.05=55.24s快退： tt=(100+85-20)/(0.1*1000)+0.4=1.45s则扩孔循环的时间分配：快进： tj=(150-3-10)/(0.1*1000)+0.2=1.42s工进： tg=(50+3+5)/1.05=46s快退：tt =(150+5020)/(0.1*1000)+0.4=16s4、画位移循环图(Lt)，速度循环图(vt),或速度与位移循环图(vL)表示，并对 运动规律进行分析。L/mm00.21- 1256. 3656.
5、4657.9158.11钻孔位移循环图L/mni00,21.6247.6247.7249. 32 49. 52 t/s扩孔位移循环图3钻孔速度循环图静摩擦阻力动摩擦阻力 上滑台：静摩擦阻力动摩擦阻力3、计算惯性阻力二、动力分析1、计算工作负载(轴向切削阻力)钻铸铁孔时，其轴向切削阻力可用以下公F =25.5Dso.8(HBS)o.6(N)C式中：D为钻头直径(mm) ; S为每转进给量(mm/r) ; HBS铸铁硬度，HBS二 240。扩孔时近似用D=D1-D2。其中D1扩孔直径；D2已钻孔直径。外负载：钻孔：F = 4*25. 5*12* 0.150.8*2400.6 = 7 184 Nt1
6、扩孔： F = 4*25.5*（20-12） * 0.10.8*2400.6 = 3455 Nt22、计算摩擦阻力整个运动部件：F= fF= 0.2*9800=1960N fs s nF= fF= 0.1*9800=980 N fd d nF= fF= 0.2*4900=980N fs s nF= fF= 0.1*4900=490 N fd d n整个运动部件：Fm1=m v/A t=1000*01/0 2=500 N 上滑台：Fm2=m A v/A t=500*0 1/02 =250 N4、把以上分析计算各工况负载列表。表 1 上滑台液压缸负载的计算工况计算公式液压缸负载F/N液压缸驱动力F
7、 /NA启动F=f G9801089“力口速F=f G+G/gA v/A t740822快进F=f Gd490544工进1F=F+f Gcd71848164工进2F=F +f G39564435反向启动cdF=f G9801089快退sF=f Gd490544减速停止F=fG-G/gA v/A td740822表 2 下滑台液压缸负载的计算工况计算公式液压缸负载F/N液压缸驱动力F /N0启动F=f G19602178“力口速F=f G+G/gA v/A t14801644快进F=fGd9801089减速停止F=fG-G/gA v/A td114801644其中，取液压缸机械效率ncm=0.9
8、。1、作Ft液压缸的负载循环图三、确定执行元件主要参数1、执行元件的结构形式 视主机所要实现的运动种类和性质而定。参见表 2 表 3 选择执行元件的形式运动形式往复直线运动回转运动往复摆动短行程长行程高速低速建议采用活塞式液压柱塞式液压缸高速液压低速大扭矩液摆动液压缸的执行元缸液压马达与齿马达压马达件的形式轮/齿条或螺母/高速液压马达丝杠机构带减速器2、初选液压缸工作压力液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定。表 4 按负载选执行元件的工作压力500 100002000030000负载/N 50000工作压力/MPa5表 5 按机械类型选执行元件的工作压力机械类型机床农业机
9、械工程机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力/MPaa235881010 162032对于上滑台缸：机床最大负载为7681N，液压系统宜取压力p1 =2MPa鉴于动力滑台要求快 进、快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式的，并在快近的时候作差 动连接。这种情况下液压缸无杆腔的工作面积 A1 应为有杆腔工作面积 A2 的两 倍，即护A1 /A2 =2，而活塞杆直径d与缸筒直径D成d=0.707D的关系.在钻孔加工时，液压缸回油路上必须有背压p2，以防止孔钻通时滑台突然前冲. 按表 8-3 取P2=0.6MPa快进时液压缸作差动连接，管路中有压力损失，有杆腔的压力略大于无杆腔,但其差值较小，先按
10、 0.2MPa考虑快退时回油腔中是有背压的，这时p也可按0.6MPa估算.对于下滑台缸也可进行类似估算.23、液压缸主要结构参数(1 )确定缸的内径D和活塞杆的直径d。计算和确定方法见第三章液压缸 部分，并按系列标准值确定D和do( 2)复算执行元件的工作压力。(1)上滑台液压缸主要结构参数由工进时的负载值按表 8-10中的公式计算液压缸面积A =F/n (p p 一 p )=8163/0.9*(2*2-0.6)* 106 = 25. 90*104 m22m 12A =p A =2 A =51.8*104 m21 2 2D=(4 A /n )0.5 =0.0812 m d=0707D =0.0
11、574 m1将这些直径按 GB2348-80 圆整成就近标准值得D =0.08md=0.063 m由此求得液压缸两腔的实际有效面积为A =n D2 /4=50.27*104 m2A =n (D2 一 d2)/4=19.09*104 m22(2)下滑台液压缸主要结构参数确定缸的内径D和活塞杆的直径d。计算和确定方法见第三章液压缸部分， 并按系列标准值确定D和do参照表可知组合机床在最大负载为I960时取压力p1=1MP,且左右往复运 动上下对称，可选用单活塞杆液压缸，取背压p2=0.5MP，由表8-10的公式可计 算液压缸的面积。A=F/( m*(p1-p2)=1960/(09*(1一0.5)*
12、10 6)=43.56*10-4 m2又 A=n *(D2-d2 ) *1/4又由表3-3取得d=0.707*D可解得 d=0.032m, D=0.04m将这些直径按GB2348-80圆整取标准值得:d=0.032m, D=0.04m经验算活塞杆的强度和稳定性均符合要求。4、液压缸的流量计算根据上述 D 和 d 的值,可估算出液压缸在各个工作阶段中的压力,流量和功率,如 下表所示,表 6 上滑台液压缸在不同工作阶段的压力,流量和功率值工况负载 F/(N)回油腔压力P /(MPa)2进油腔压力 P /(MPa)启动196000.4快进加速1480P 1+A P0.53恒速980 P =0.2MP
13、a0.35工进1 (钻孔)81641.80.6工进1(扩孔)44350.98启动196000.670快退加速14800.60.86恒速4900.57输入流量 q*10-3/( m3 S-1)输入功率P/(kw)计算公式P1=(F/n m)+A2A p /(A1- A2)0.31180.109q=(A- A) V12 1P= P1 q0.00530.095P1=(F/n m)+P2A2/A10.00250.025q=A V1 2P= P1 qP1=(F/n m)+P2A1/A2q=A V230.19090.109P= P1 q5. 绘制液压缸工况图0. 095/(lO/sWMPa+P/KW0. 31180. 19090. 1090. 530. 40确定油路类型由于该机床是固定式机械,且不存在外负载对系统作功的工况,并由工况四、确定液压系统方案利拟定液压系统原理图1、图知,这台机床液压系统的功率小,滑台运动速度低,工作变化负载小.该液压 系统选用节流调速方式和开式循环方式.现采用进油路节流调速回路,为解决孔钻通时滑台突然前冲的问题,回油路上要设置背压阀.从工况图中看出,在这个
