液压与气压传动课程设计说明书

液压与气压传动课程设计设计课题：卧式单面多空钻孔机床液压系统的姓名：陈俊学号：0702051026班级：机设071指导老师:肖志权学校：武汉纺织大学时间:2010.12—2011.01-2-目录课程设计任务...........................................................................................................-3-一、负载分析...........................................................................................................-4-二、液压缸的主要参数确定...................................................................................-4-1、初选液压缸的工作压力..............................................................................-4-2、确定液压缸的主要结构尺寸......................................................................-5-三、液压系统图的拟定...........................................................................................-6-1、液压回路的选择..........................................................................................-6-2、拟定液压系统图..........................................................................................-7-3、电磁铁动作顺序表......................................................................................-8-四、液压元件的选择...............................................................................................-9-1、液压泵参数计算..........................................................................................-9-2、电机的选择..................................................................................................-9-3、液压阀及过滤器的选择............................................................................-10-4、油管的选择................................................................................................-10-5、油箱容积的确定........................................................................................-10-五、验算液压系统性能.........................................................................................-11-1、工进时的压力损失验算和小流量泵压力的调整....................................-11-2、快退时的压力损失验算和大流量泵卸载压力的调整............................-11-3、液压系统的发热和温升验算....................................................................-13-六、液压阀块设计.................................................................................................-14-1、液压阀块六个表面的功用：....................................................................-14-2、阀块设计....................................................................................................-14-七、参考文献.........................................................................................................-15--3-课程设计任务一、设计课题设计一台卧式单面多轴钻孔机床的液压传动系统，有三个液压缸，分别完成钻削（快进、工进、快退）、夹紧工件（夹紧、松开）、工件定位（定位、拔销）。其工作循环为：定位→夹紧→快进→工进→快退→拔销松开。二、原始数据1.主轴数及孔径：主轴6根，孔径Φ14mm；2.总轴向切削阻力：12400N；3.运动部件重量：9800N；4.快进、快退速度：5m/min；5.工进速度：0.04--0.1m/min；6.行程长度：320mm；7.导轨形式及摩擦系数：平导轨，f静=0.2,f动=0.1；8.加速、减速时间：大于0.2秒；9.夹紧力：5000--6000N10.夹紧时间：1--2秒；11.夹紧液压缸行程长度：16mm。三、系统设计要求1.夹紧后在工作中如突然停电时，要保证安全可靠，当主油路压力瞬时下降时，夹紧缸保持夹紧力；2.快进转工进时要平稳可靠；3.钻削时速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不前冲。-4-一、负载分析负载分析中，暂不考虑回油腔的的背压力，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Ffs,动摩擦力为Ffd,则NFfFNFfFNdfdNsfs98098001.0196098002.0而惯性力NNtgGtmFm4172.08.96059800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95.0m，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，如下表：液压缸各工作阶段负载表表1工作阶段计算公式总机械负载F/N启动mfsFF2063加速mmfdFFF)(1471快进mfdFF1032工进mfdtFFF)(14084快退mfdFF1032二、液压缸的主要参数确定1、初选液压缸的工作压力参考同类型的组合机床，初定液压缸的工作压力为Pap511030。-5-2、确定液压缸的主要结构尺寸系统要求动力滑台的快进、快退速度相等，现采用缸筒固定的单杆式液压缸。快进时采用差动联接，液压缸无杆腔工作面积A1为有杆腔工作面积A2的两倍，即活塞杆直径d与缸筒直径D的关系为d=0.707D。在钻孔加工时，液压缸回油路上必须具有背压p2，以防孔被钻通时滑台突然前冲，取Pap52108。快进时液压缸虽作差动联接，但由于油管中有压降p存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时可取Pap5105，快退时回油腔是有背压的，这时p2亦可按Pa5105估算。由工进时的推力计算液压缸面积])2[(21112211pApApApAF故有22112.5410)28.03(14084)2(6cmppFA液压缸直径cmcmAD31.82.54441cmDd88.531.8707.0707.0按GB/T2348-1993将所计算的D与d值分别圆整到相近的标准直径，以便采用标准的密封装置，圆整得D=9㎝d=6.3㎝按标准直径算出2222222222214.32)3.69(4)(46.63944cmcmdDAcmcmDA按最近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min05.0minLq，因工进速度min04.0m为最小速度，则2223minmin5.121004.01005.01cmcmqA故满足最低速度要求。-6-根据上述D与d值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率，并绘制负载图和转速图。液压缸所需的实际流量、压力和功率表2工作循环计算公式负载F进油压力pj回油压力pb所需流量q输入功率PN×105Pa×105PaL/minKW差动快进qpPAAqAApAFpjj)(2121210328.513.515.60.221工进qpPAqAApFpjbj1121408426.280.260.111快退qpPAqAApFpjbj221103213516.20.351注：1、差动联接时，液压缸的回油口到进油口之间的压力损失pppPapjb,1055；2、快退时，液压缸有杆腔进油，压力为pj，无杆腔回油压力为pb。三、液压系统图的拟定1、液压回路的选择首先选择调速回路。由负载图和转速图得知，这台机床液压系统功率小，滑2063NF/1471103214084320mml/206310320负载图1minm04320mml/4转速图-7-台运动速度低，工作负载变化小，可采用进口节流的调速形式。为了解决进口节流调速回路在孔钻通时的滑台突然前冲现象，在回油路设置了背压阀。由于液压系统选用了节流调速的方式，系统中油液的循环必然是开式的。分析工况图可知，在这个液压系统的工作循环内，液压缸交替的要求油源提供低压大流量和高山压小流量的油液。最大流量与最小流量之经约为60，而快进、快退所需的时间比工进所需的时间少得多，因此从提高系统效率，节省能量的角度来看，宜采用双泵供油系统。由于机床快进、快退速度较大，为保证换向平稳，且液压缸快进时为差动联接，故采用三位五通电液换向阀，来实现运动换向，并实现差动联接。夹紧回路的夹紧液压缸和定位销液压缸，均为单缸式，为保证夹紧力可靠且能单独调节，在支路上串接减压阀和单元向阀；为保证定位→夹紧的顺序动作，在进入夹紧缸的油路上接上单向顺序阀，只有当定位销液压缸达到和超过顺序阀的调定压力时，夹紧液压缸才动作；为保证工件确已夹紧后滑台进给液压缸才能动作，在夹紧液压缸进口处装设压力继电器，只有当夹紧压力达到压力继电器的调节压力时，才能发出信号，使滑台进给缸油路上的三位五通电液换向阀2电磁铁通电，进给缸才能开始快进。2、拟定液压系统图综合上述分析和所拟定的方案，将各种回路合理地组合成为该机床的液压系统，其原理图如下：-8-整理后的液压系统图1—双联叶片泵；2—三位五通电液阀；3—行程阀；4—调速阀；5、6、10、13、16—单向阀；7—顺序阀；8—背压阀；9—溢流阀；11—过滤器；12—压力表开关；14、19、20—压力继电器；15—减压阀；17—二位四通电磁阀；18—单向顺序阀。3、电磁铁动作顺序表电磁铁动