液压课程设计卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统

1目录液压传动课程设计指导书......................................................................2一、设计要求及工况分析......................................................................51．1设计要求.....................................................................................51.2负载与运动分析...........................................................................6二、液压系统主要参数确定..................................................................82.1初选液压缸工作压力....................................................................82.2计算液压缸主要尺寸....................................................................8三、拟定液压系统原理图....................................................................113.1主体方案的确定.........................................................................113.2基本回路确定.............................................................................113.3液压系统原理图综合..................................................................14四、计算和选择液压元件及辅件........................................................154.1确定液压泵的规格和电动机功率..............................................154.2确定其它元件及辅件..................................................................16五、验算系统发热与温升....................................................................202六、设计小结.......................................................................................21主要参考文献.......................................................................................22液压传动课程设计指导书一、设计的目的和要求：㈠设计的目的液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的：1.巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力；a2.正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路，组合成满足基本性能要求的液压系统；3.熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。㈡设计的要求1.设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济；2.独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再借鉴。不能简单地抄袭；3.在课程设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成，积极思考；4.液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目由指导老师分配，题目附后；35.液压传动课程设计要求学生完成以下工作：⑴设计计算说明书一份；⑵液压传动系统原理图一张（3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）。二、设计的内容及步骤㈠设计内容1.液压系统的工况分析，绘制负载和速度循环图；2.进行方案设计和拟定液压系统原理图；3.计算和选择液压元件；4.验算液压系统性能；5.绘制正式工作图，编制设计计算说明书。㈡设计步骤以一般常规设计为例，课程设计可分为以下几个阶段进行。1.明确设计要求⑴阅读和研究设计任务书，明确设计任务与要求；分析设计题目，了解原始数据和工作条件。⑵参阅本书有关内容，明确并拟订设计过程和进度计划。2.进行工况分析⑴做速度-位移曲线，以便找出最大速度点；⑵做负载-位移曲线，以便找出最大负载点。液压缸在各阶段所受的负载需要计算，为简单明了起见，可列表计算；计算公式见教材表9-2。⑶确定液压缸尺寸确定液压缸尺寸前应参照教材选择液压缸的类型，根据设备的速度要求确定d/D的比值、选取液压缸的工作压力，然后计算活塞的有效面积，经计算确定的液压缸和活塞杆直径必须按照直径标准系列进行圆整。计算时应注意考虑液压缸的背压力，背压力可参考教材表9-1选取。⑷绘制液压缸工况图液压缸工况图包括压力循环图（p-s）、流量循环图（q-s）和功率循环图（P-s），绘制目的是为了方便地找出最大压力点、最大流量点和最大功率点。计算过程可列表计算。3.进行方案设计和拟定液压系统原理图方案设计包括供油方式、调速回路、速度换接控制方式、系统安全可靠性（平衡、锁紧）及节约能量等性能的方案比较，根据工况分析选择出合理的基本回路，并将这些回路组合成液压系统，初步拟定4液压系统原理图。选择液压基本回路，最主要的就是确定调速回路。应考虑回路的调速范围、低速稳定性、效率等问题，同时尽量做到结构简单、成本低。4.计算和选择液压组件⑴计算液压泵的工作压力；⑵计算液压泵的流量；⑶选择液压泵的规格；⑷计算功率，选择原动机；⑸选择控制阀；⑹选择液压辅助元件；5.验算液压系统性能；⑴验算液压系统的效率；⑵验算液压系统的温升6.绘制正式工作图，编制课程设计计算说明书⑴液压传动系统原理图一张（3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）⑵整理课程设计计算说明书三、进度安排按教学计划安排，液压传动课程设计总学时数为1周，其进度及时间大致分配如下：序号设计内容天数（约占比例1设计准备0.5（约占10%）2液压系统的工况分析，绘制负载和速度循环图0.5（约占10%）3进行方案设计和拟定液压系统原理图1.5（约占30%）4计算和选择液压组件1（约占20%）5验算液压系统性能0.5（约占10%）6绘制液压系统原理图，编制课程设计说明书0.5（约占10%）7设计总结与答辩0.5（约占10%）四、设计题目设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N。该系统工作循环为：快进——工进——快退——停止。机床快进快退速度约为6m／min，工进速度可在30～120mm／min范围内无级调速,快进行程为200mm，工进行程为50mm，最大切削力为25kN，运动部件总重量为15kN，加5速（减速）时间为0.1s，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计一、设计要求及工况分析1．1设计要求技术参数：设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N。机床快进快退速度约为6m／min，工进速度可在30～120mm／min范围内无级调6速,快进行程为200mm，工进行程为50mm，最大切削力为25kN，运动部件总重量为15kN，加速（减速）时间为0.1s，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。该系统工作循环为：快进——工进——快退——停止1.2负载与运动分析1.2.1负载分析已知工作负载KNFW25按启动换向时间和运动部件重量计算得到惯性负载NFa1530摩擦阻力KNFf3取液压缸的机械效率9.0m，得出液压缸各工作阶段的负载值，见表1所列。表1液压缸各阶段的负载和推力工况计算公式缸的负载F/N启动加速mfaFFF/)(5033快进mfFF/1667工进mwaFFF/)(29478快退mfFF/16677根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-s和速度循环图-s，如图1和图2所示。图1图28二、液压系统主要参数确定2.1初选液压缸工作压力根据要求可确定液压缸为差动式液压缸。经负载分析和计算可知液压缸驱动的最大负载是在工进阶段为29478N由参考表9-3，初选液压缸的工作压力p1=4MPa。2.2计算液压缸主要尺寸2.2.1初选液压缸的工作压力鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（A1=2A2），快进时液压缸差动连接。工进时为防止孔钻通时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考教材表9-1选此背压为p2=0.6MPa。2.2.2计算液压缸结构参数进而由表9-1可确定工进时的背压力为Pb=0.5-1.5,我们取Pb=0.5MPa，m=0.90。根据差动缸定义有A1=2A2，则d=0.707D，由工进工况下液压的平衡力平衡方程FAPAP2211,可得cmPPFA67.79)106.05.0104/(29487)5.0/(66211液压缸的内径cmAD07.1041对D圆整，取D=100mm由d=0.707D，经过圆整得d=70mm计算出液压缸的有效面积9215.78cmA225.38cmA工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量min/05.0minLq，设计要求最低工进速度min/30minmm，经验算可知满足式（9-1）要求。2.2.3.根据计算出的液压缸的尺寸可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率，如表7所列，由此绘制的液压缸工况图如图3所示。表7液压缸在各阶段的压力、流量和功率值工况推力F/N回油腔压力p2/MPa进油腔压力p1/MPa输入流量q×10-3/m3/s输入功率P/KW计算公式快进启动加速5033P2=p1+0.51.74——21201AAPAFp121)(AAqqpP1恒速1667p1+0.50.900.40.3610工进294780.64.050.0039~0.01570.0158~0.06412201AApFp21AqqpP1快退启动加速50330.52.33——21201AApFp32AqqpP1恒速16670.51.4550.3850.56注：1.Δp为液压缸差动连接时，回油口到进油口之间的压力损失，取Δp=0.5MPa。2.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p1，无杆腔回油，压力为p2。11三、拟定液压系统原理图3.1主体方案的确定由表7可知，本系统属于速度变化不大的小功率固定作业系统，因而首先考虑性能稳定的双定量泵供油，差动缸差动快进和高速阀进口节流高速的开式系统方案。这样，既满足液压缸工进的高压小流量要求，既考虑了节能问题，又兼顾了工作可靠性问题。3.2基本回路确定3.2.1供油回路按主题方案，供油回路采用双定量泵供油回路，见图4所示。图43.