卧式钻床动力滑台液压系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 名 课 程 设 计 说 明 书 学生姓名： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目： 卧式钻床动力滑台液压传动系统设计 指导教师： 职称 : 职称 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 20*年 12 月 5 日 目录 1. 负载分析 . 3 2. 绘制液压工况（负载速度）图 . 4 3. 初步确定液压缸的参数 . 4 初选液压缸的工作压力： . 4 计算液压缸尺寸： . 5 计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率： . 5 绘制液压缸工况图 . 6 4. 拟定液压系 . 6 选择液压回路 . 6 液压系统的组合 . 6 5. 液压元件的计算和选 择 . 8 确定液压泵的容量及驱动电机的功率： . 8 液压泵的流量 . 8 选择电动机 . 8 元件选择 . 9 确定管道尺寸 . 9 确定油箱容积： . 9 6. 管路系统压力损失验算 . 10 判断油流状态 . 10 沿程压力损失 . 10 局部 压力损失 . 11 7. 液压系统的发热与温升验算 . 12 液压泵的输入功率 . 12 有效功率 . 12 系统发热功率 . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 散热面积 . 12 油液温升 . 12 8. 参考文献： . 13 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1. 负载分析 6000N 静摩擦力： = 20000 = 4000N 动摩擦力：=20000 = 2000N （ 1）动力滑台快进惯性阻力 动力滑台启动加速、反向启动加速和快退减速制动的加速度相等， ， m 1 5 3 0 0 0 （ 2）动力滑台快进惯性阻力 动力滑台由于转换到制动是减速，取 107 4 ， m 0 4 液压缸各动作阶段负载列表如下： 工况 计算公式 液压缸负载 F（ N） 液压缸推力 （） 启动 F= 5000 5556 加速 F = + 6326 7029 快进 F= 2500 2778 工进 F= 18000 20000 制动 F = 2483 2759 快退 F= 2500 2778 制动 F = 1326 1473 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 注：液压缸机械 效率： 。 2. 绘制液压工况（负载速度）图 根据计算的液压负载和各阶段工作行程、速度，可绘制液压缸的 F T 与 V t 图 快进 t1=s工进 =40 4553 0 s =30 881 0 s 快退 t3=s液压缸负载图和速度图 3. 初步确定液压缸的参数 初选液压缸的工作压力： 组合机床液压系统工作压力，一般为（ 3050） 510 里选 1P =44 510 防止钻通买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 孔时动力滑台发生前冲，液压缸回油腔应有背压，背压 2P =2 510 步定快 进快退回油压力损失 2P =5 510 计算液压缸尺寸： 选定液压缸前、后腔有效面积比为 2： 1，则液压缸无杆腔工作面积 1A 1A = 21021 42520000 4 8 . 8 1 06( 4 4 ) 1 02m取 0 2410 m 液压内径 D=14A = 取标准值 D=210 m 活塞杆直径 d=210 m 液压缸尺寸取标准值之后的有效工作面积 无杆腔面积 1A =42D =4x(210 )2 =39 2410 m 有杆腔面积 2A =4 22 =4(2 ) 244 m 活塞杆面积 3A= 1A - 2A =410 m 计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率： 表中0 液压缸工作循环中各阶段的压力、流量及功率见下表 工况 计算公式 0F（ N） 2P （ 510 1P （ 510 Q （ 3103m /s） P(N) 快进 启动 加速 快进 1P =30 2P Q=3A 11P Q 5556 7029 2778 0 5 5 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 工进 1P =10 2P Q= 1A 2v P= 1P Q 20000 6 10 快退 启动 加速 快退 制动 1P =20 2P 5556 7029 2778 5 10 绘制液压缸工况图 液压缸工况图 4. 拟定液压系 选择液压回路 （ 1）调速方式的选择 钻孔床工作时，要求低速运动平稳性好；速度负载性好，从图 a 中可看出液 压缸快进和工进时功率都较小，负载变化也较小，因此采用调速阀的的进油节流调速回路。为防止工作负载突然消失（钻通孔）引起前冲现象，在回油路上加背压阀。 （ 2）快速回路和速度换接方式的选择 我们选用差动液压缸实现“快，慢，快”的回路。图 b 进口节流一次进给回路。 （ 3）油源的选择： 系统特点从图 a 可看出快进时低压大流量时间短，工进时高压小流量时间长。所以采用双联叶片泵或限压式变量泵。 液压系统的组合 选择基本回路后，按拟定液压系统图的几个注意点，可以组成一个完整的系统图。图中为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 了使液压缸快进时实现差动连接，工进时 主油路和回油路隔离，在系统中增设一个单向阀11 及液控顺序阀 8，在液压泵和电磁换向阀 3 的出口处，分别增设单向阀 9 和 12，以免当液压系统较长时间不工作时，压力油流回油箱，形成真空。为了过载保护或行程终了利用压力继电器 13。 组合成液压系统图组合的液压系统图。如图所示。 液压系统图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 5. 液压元件的计算和选择 确定液压泵的容量及驱动电机的功率： （ 1）、计算液压泵的工作压力与流量： 进油压力损失为 510 统采 用调速阀进油节流调速，选取进油管压力损失为 8 510 于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大 5 510 以泵的最高工作压力为 551 ( 5 7 . 2 8 5 ) 1 0 6 0 . 2 1 0 a 这是小流量泵的最高工作压力（稳定），即溢流阀的调整工作压力 液压泵的公称工作压力511 . 2 5 1 . 2 5 6 0 . 2 7 5 1 0n p p 大流量泵只在 快进时向液压缸输出，液压缸快退时的工作压力比快进时大，这时压力油不通过调速阀，进油路较简单，但流经管道和阀的油流量较大，取进油路压力损失为 5 510 以快退时，泵的最高工作压力为 552 ( 1 5 . 8 5 ) 1 0 2 0 . 8 1 0 a 这是大流量泵的最高工作压力，也是调整控顺序阀 7 和 8 的参考数据。 液压泵的流量 由图可知，最大流量在快进时，其值为 330 0 / 3 3 3( ) m a x 1 . 1 5 0 . 2 1 0 0 . 2 3 1 0 / Q m s 最小流量在工作时，其值为 3310 /，为了保证工进时系统压力较稳定，应考虑溢流阀有一定的最小流量，取最小溢流量为 3310 /，3310 /。 根据以上计算数值，选用公称流量为 3310 /， 3310 /；公称压力为 80 510双联叶片泵。 选择电动机 最大功率出现在快退阶段 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 532 1 2() 2 0 . 8 1 0 ( 0 . 2 0 . 1 5 ) 1 0 9710 . 7 5P Q 最后选用功率为 0 W 的标准型号电机。 元件选择 根据液压泵的 工作压力和通过阀的实际流量，选择各液压元件和辅助元件的规格。 确定管道尺寸 由于系统采用液压缸的差动连接，油管内通油量较大，实际流量 330 . 5 1 0 /Q m s ，取允许流速 5/v m s ，则主压力油管 d 为 3 34 0 . 5 1 01 . 1 3 1 . 1 3 1 1 . 3 1 0 ( )5 元整取 d=12厚查表。 选用 14 12 的 10 号冷拔无缝钢管。 其它进油管、回油管和吸油管，按元件连接口尺寸，测压管选用 43紫钢管。 确定油箱容积： 3 3 3( 5 7 ) 7 1 5 1 0 1 0 5 1 0 m 所选液压元件的说明 编号 元件名称 参数说明 型号 叶片泵 510 叶片泵 510 三位五通电磁阀 调速阀 A x Q 1 0 B 溢流阀 背压阀 液动顺序阀 液动顺序阀 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 单向阀 单向阀 单向阀 单向阀 压力继电器 510 压力表开关 510 1 滤油器 公称流量 6. 管路系统压力损失验算 由于同类液压系统的压力损失值可以参考，所以一般不必验算压力损失值。 下面仅验算工进时管路压力损失： 进、回油管长均为 L 管内径 d= 312 10 m 。通过流量 Q=310 3m /s，选用20 号机械油， 考虑最低工作温度为 15 c ， v=s 判断油流状态 eR=310 =852320 流动状态为层流 沿程压力损失 进油路上 4 m 51 448 0 0 8 0 0 1 . 5 1 . 5 4 . 8 0 . 4 2 1 01 . 2v L 回油路上 2 m （液压缸122 52 448 0 0 8 0 0 1 . 5 1 . 5 2 . 4 0 . 2 1 1 01 . 2v L （如果采用沿程损失公式，结果是一样的） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 但由于是差动油缸，所以回油路的压力损失只有一半折合到进油腔。 551 ( 0 . 4 2 0 . 5 0 . 2 1 ) 1 0 0 . 5 2 5 1 0P 局部压力损失 系统采用集成块的液压装置，仅考虑阀类元件和集成块内油路的压力损失。下表为工进时油流通过各种阀的流量和压力损失。 阀的流量和压力损失 编号 名称 图号 实际流量 Q 310 /60 3m /s 公称流量 10/60 3m /s 公称压力损失 510 2 3 4 5 单向阀 三位五通电磁阀单向行程调速阀液动顺序阀 液动顺序阀 5 25 25 25 10 2 2 5 各阀局部压力损失之和 2 2 2 5 54 . 8 4 . 8 2 . 4 2 ( ) 2 ( ) 0 . 5 1 . 5 ( ) 0 . 5 6 1 0 8 . 4 3 1 02 5 2 5 2 5 a 取油流取油流通过集成块时压力损失 50 1 0 552 ( 8 . 4 3 0 . 3 2 ) 1 0 8 . 7 5 1 0p P a 55( 8 . 4 3 0 . 5 2 5 ) 1 0 8 . 9 5 5 1 0p P a 这个数值加上液压缸的工作压力和压力继电器要求系统调高的压力（取其值为 5 510 可作为溢流阀调整压力的参考数据。 51 5 1 0p p p 式中 1p 液压缸工进时克服外负载所需压力 1p = 01= 4520000 1 0 5 0 1 040 所以 p=(50+) 510 =10 个数值比估算的溢流阀调整压力值 575 10 稍小。因此，主油路上元件和油管直径均可不变 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 7. 液压系统的发热与温升验算 由图可知，该系统主要工作时间是工进工况。主要考虑工进时的发热，所以按工进工况验算系统温升。 液压泵的输入功率 工进时小流量泵的压力 51 6 0 0 a，流量 331 0 . 1 5 1 0 /pQ m s，小流量泵功率为 21116 0 . 2 0 . 1 5 1 0 12020 . 7 5 工进时大流量泵卸荷，顺序阀的压力损失 51 0p P a ，即大流量泵的工作压力52 1 0 a ，流量 332 0 . 1 5 1 0 /PQ m s ，大流量泵功率 2p 为 2p = P 22 = 21 . 5 0 . 1 5 1 0 300 . 7 5 双联泵总输入功率1p + 2p =1202+30=1232 有效功率 工进时，液压缸的负载 F=18000N ，取工进速度 v= 31 1 0 / 输出功率 0p=系统发热功率 0p= 1 2 3 2 3 0 1 2 0 2 散热面积 A=v =油液温升 如果采用风冷、取散热系数 202 5 / m C01202 3 3 . 22 5 1 . 4 4 7 设夏天室温为 300C ，则油温为 30+没有超过最高允许油温（ 50 ） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 8. 参考文献： 1、 机械设计手册下册：液压传动和气动 ， 北京：石油化学工业 出版社， 1983， 机械设计手册联合编写组编 2、 机械设计手册：单行本液压传动 ， 北京：化学工业出版社， 大先主编 3、