钻镗专用机床液压系统设计

目录一液压课程设计任务书..............................................错误!未定义书签。二液压系统的设计与计算..........................................................................11．进行工况分析........................................................................................32．绘制液压缸的负载图和速度图............................................................3三拟订液压系统原理图................................................................................51．调速回路的选择....................................................................................52．快速回路的选择....................................................................................53．速度换接回路的选择............................................................................54．换向回路的选择....................................................................................55．油源方式的选择....................................................................................56．定位夹紧回路的选择............................................................................57．动作转换的控制方式选择....................................................................58．液压基本回路的组成............................................................................5四确定执行元件主要参数..............................................................................71．工作压力的确定....................................................................................72．确定液压缸的内径D和活塞竿直径d................................................73.确定夹紧缸的内径和活塞杆直径...........................................................74.计算液压缸各运动阶段的压力，流量和功率.....................................75.计算夹紧缸的压力...................................................................................9五确定液压泵的规格和电动机功率及型号................................................101．计算液压泵的压力..............................................................................102．计算液压泵的流量..............................................................................103．选用液压泵规格和型号......................................................................104．确定电动机功率及型号......................................................................115.液压元件及辅助元件的选择.................................................................116．油箱容量的确定..................................................................................12六验算液压系统性能....................................................................................131．回路压力损失验算..............................................................................132．液压系统的温升验算..........................................................................15七参考书目....................................................................................................16一液压课程设计任务书（一）设计题目设计钻镗专用机床液压系统，其工作循环定位－夹紧－快进－工进－死挡铁停留－快退－停止－拔销松开等自动循环，采用平导轨主要性能参数见下表。液压缸负载力（N）工作台重量（N）工作台及夹具重量（N）行程（mm）速度(m/min)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进给缸夹紧缸2500019001500600150703.50.250.30.210.11（二）设计内容1）液压传动方案的分析。2）液压原理图的拟定3）主要液压元件的设计计算（例油缸）和液压元件，辅助装置的选择。4）液压系统的验算。5）绘制液压系统图（包括电磁铁动作顺序表，动作循环表，液压元件名称）；绘制集成块液压原理图；绘制集成块零件图6）编写设计计算说明书一分（5000字左右）。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=25000N（2），摩擦阻力F静，F动F静=F法×f静=1500×0.21=315NF动=F法×f动=1500×0.11=165N式中:F法－运动部件作用在导轨上的法向力f静－静摩擦系数f动－动摩擦系数（3）惯性阻力F惯=G·Δv/（g·Δt）=1500×5/（9.8×0.5×60）=25.5N式中:g－重力加速度G－运动部件重力Δv－在t时间内变化值Δt－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阻一般按经验取F阻=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：工况计算公式液压缸的负载N启动F启=F静＋F密F启=315/0.9=350加速F加=F动＋F贯＋F密F加=（165+25.5）/0.9=0.9快进F快=F动＋F密F快=165/0.9=183工进F工=F切＋F动＋F密F工=(25000+165)/0.9=27961快退F快=F动＋F密F快=165/0.9=1832．绘制液压缸的负载图和速度图根据上表数值，绘制出液压缸的负载图和转速图，这样便于计算几分析液压系统。液压缸的负载图及转速图如下：350279610a)负载图0.2L(mm)5v(m/min)0b)速度图183-183F(N)150220-3501502203.5L(mm)图1液压缸的负载图和速度图三拟订液压系统原理图1．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。2．快速回路的选择根据设计要求v快进=3.55m/min,v快退=5m/min,而尽量采用较小规格的液压泵，可以选择差动连接回路。3．速度换接回路的选择根据设计要求，速度换接要平稳可靠，另外是专业设备，所以可采用行程阀的速度换接回路。若采用电磁阀的速度换接回路，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。4．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，选择三位五通电磁换向阀。5．油源方式的选择由设计要求可知，工进时负载大速度较低，而快进、快退时负载较小，速度较高。为节约能源减少发热。油源宜采用双泵供油或变量泵供油。选用双泵供油方式，在快进、快退时，双泵同时向系统供油，当转为共进时，大流量泵通过顺序阀卸荷，小流量泵单独向系统供油，小泵的供油压力由溢流阀来调定。若采用限压变量泵叶片泵油源，此油源无溢流损失，一般可不装溢流阀，但有时为了保证液压安全，仍可在泵的出口处并联一个溢流阀起安全作用。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。8．液压基本回路的组成将已选择的液压回路，组成符合设计要求的液压系统并绘制液压系统原理图。此原理图除应用了回路原有的元件外，又增加了液压顺序阀5和单向阀等，其目的是防止回路间干扰及连锁反应。从原理图中进行简要分析：1)快进时，阀2左位工作，由于系统压力低，液控顺序阀5关闭，液压缸有杆腔的回油只能经换向阀2、单向阀4和泵流量合流经单向行程调速阀3中的行程阀进入无杆腔而实现差动快进，显然不增加阀5，那么液压缸回油通过阀6回油箱而不能实现差动。2)工进时，系统压力升高，液控顺序阀5被打开，回油腔油液经液控顺序阀5和背压阀6流回油箱，此时，单向阀4关闭，将进、回油路隔开，使液压缸实现工进。3)系统组合后，应合理安排几个测压点，这些测压点通过压力表开关与压力表相接，可分别观察各点的压力，用于检查和调试液压系统。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，现参阅表2－1，根据F工=27961N,选P工=4MPa。2．确定液压缸的内径D和活塞竿直径d按P2=0，油缸的机械效率η=1，将数据代入下式：D=（4F工/πP工）1/2=（4×27961/(π×106））1/2=0.094m根据液压缸尺寸系列表2－5，将直径圆整成标准直径D=100mm根据液压缸快进快退速度相近，取d/D=0.7，则活塞杆直径d=0