钻镗专用液压系统设计【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 沈阳理工大 学 目 录 一 . 二 . 三 . 四 . 五 . 确定液压泵的规格和电动机功率及型号 . 六 . 七 . 参考书目 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 一工况分析 液压缸负载主要包括：切削阻力，惯性阻力，重力等 ，即 F= f+ 中： 工作负载，对于金属切削机床来说，即为活塞运动方向的切削力 12000N 导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于 平导轨 由下式求得：） Ff=f（ G+ G 运动部件重力 垂直于导轨的工作负载，为零 f 导轨摩擦 系数，静摩擦系数为 摩擦系数为 20000 000 N 20000 000 N 运动部件速度变化时的惯性负载； G v/（ g t） 式中， g 重力加速度； t 加速或减速时间， t= v t 时间内的进度变化量。 G v/（ g t） =20000 5/（ 60） =850N 根据以上分析，计算出液压缸各动作中的负载表 1： （单位： N， 取m= 表 1 液压缸负载表 工况 负载组成 负载值 F 液压缸推力 F =F/ m 启动 F = 4000 4444 加速 F = 2850 3167 快进 F = 2000 2222 工进 F = 4000 15556 反向启动 F = 4000 4444 反向加速 F = 2850 3167 快退 F = 2000 2222 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 二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循环图如图 1 所示： 根据任务书技术参数和设计要求，绘制 速度循环图如图 2 所示： 三 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。现采用压力反馈的限压式变量叶片泵。 在中小型专用机床的液压系统中，进给速度控制一般采用节流阀或调速阀。根据钻镗类专用机床工作时对低速性能和速度负载特性都有一定要求特点，决定采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流阀组成的容积节流调速。这种调速回路具有效率高、发热小和速度刚性好的特点并且调速阀装在回路上，具有承受负切削力的能力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 本系统采用电磁阀的快慢速换接回路，它的特点是结构简单、调节行程比较方便，阀的安装也比较容易，但速度换接的平 稳型较差。若要提高系统的换接平稳性，则可改用行程阀切换的速度换接回路。 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。 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和单向阀等，其目的是防止回路间干扰及连锁反应。 液压系统原理图如图 3 所示： 图 3 液压系统原理图 1、 滤油器 2、 双联叶片泵 3、 外控顺序阀 4、单向阀 5、溢流阀 6、电液换向阀 7、单向行程调速阀 8、压力继电器 9、主液压缸 10、二位三通电磁换向阀 11、背压阀 12、二位二通换向阀 根据原理图中进行简要分析： A、快进 ： 1电，电液换向阀左位工作， 大泵 单向阀 5电液换向阀 7行程阀 14主液压缸无杆腔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 小泵 2单向阀 5电液换向阀 7行程阀 14主液压缸无杆腔 液压缸有杆腔电磁阀 11电液换向阀 7单向行程调速阀 8油箱（差动 换接） B：工进： 3电， 切断差动油路， 快进行程到位，挡铁压下行程阀 8，切断快进油路， 3电， 切断差动油路，快进转工进，液压系统工作压力升高到溢流阀 5 调定压力，进油路高压油切断单向阀 5 供油路 ,打开外控顺序阀 4，大泵卸荷，接通经 背压阀 12 通油箱油路。 大泵 外控顺序阀 4（卸荷阀）油箱（大泵卸荷） 小泵 2电液换向阀 7单向行程调速阀 8主液压缸无杆腔 主液压缸有杆腔电磁阀 11电液换向阀 7背压阀 12油箱 C、快退： 1电， 234工进结束，液压缸碰上死挡铁，压力升 高到压力继电器调定压力，压力继电器发出信息， 1电， 234大泵 单向阀 5电液换向阀 7电磁阀 11主液压缸有杆腔 小泵 2单向阀 5电液换向阀 7电磁阀 11主液压缸有杆腔 主液压缸无杆腔单向行程调速阀 8电液换向阀 7电磁阀 13油箱 小泵 2单向行程调速阀 8电液换向阀 7电磁阀 13油箱 主液压缸无杆腔快退到位碰行程开关，行程开关发信， 6 电磁铁动作顺序表如表 2 所示： 动 作 1 进 工 进 快 退 停 止 表 2 电磁铁动作顺序表 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，见表 1，根据工进负载 4000N,选 为防止加工结束动力头突然前冲 , 设回油有背压阀或调速阀，取背压 2确定液压缸的内径 D 和活塞杆直径 d 取液压缸无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的 2倍 F=22 快进速度 V=s，工进速度 V=04 m/s,相差很大 ,应进行差动换接 ,取 k= ： 55564)( 421 根据液压缸尺寸系列表， 取液压缸筒标准值： D=90根据液压缸快进快退速度相近，取 d/D=活塞杆直径 d=903活塞杆系列表取 d=63 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 根据已取缸径和活塞竿内径，计算出液压缸实际有效工作面积，无竿腔面积 有竿腔面积 别为 221 6 3 5 941 2222 3116)(4 1 液压缸的实际计算工作压力为： M P 40 0 044 22 则实际选取的工作压力 P=4足要求 按最低工作速度验算液压缸的最小稳定速度 23m i nm i n 0 005.0 由于 A 所以能满足最小稳定速度的要求 3. 计算在各工作阶段液压缸所需的流量 m i n )/(0 6 d 22 快进快进 m i n )/(1 5 m i i n 工进工进 m i n )/(m a a x 工进工进 m i n )/(2 快退快退 （4. 计算液压缸各运动阶段的压力，流量和功率 根据上述所确定的液压缸的内径 D 和活塞杆直径 d，以及差动快进时的压力损失时 P=进时的背压力 P=退时 P=可以计算出液压缸各工作阶段的压力，流量和功率。如表 3 所示： 工作循环 计算公式 液压缸推力 F 进油压力需流量 Q 输入功率 P 差动快进 F+ p （ Q=v*（ P= 2222N 进 F+ =v* = 15556N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 快退 F+ =v* = 2222N 3 各 工况下的主要参数值 液压工况图如 4 所示： 五 . 确定液压泵的规格和电动机功率及型号 1 计算液压泵的压力 由于本设计采用双泵供油方式，根据液压系统的工况图，大流量液压泵只需在快进和快退阶段向液压缸供油，因此大流量泵工作压力较低。小流量液压泵在快速运动和工进时都向液压缸供油，而液压缸在工进时工作压力最大，因此对大流量液压泵和小流量液压泵的工作压力分别进行计算。 根据液压泵的最大工作压力计算方法，液压泵的最大工作压力可表示为液压缸最大工作压力与液压泵到液压缸之间压力损失之和。 对于调 速阀进口节流调速回路，选取进油路上的总压力损失 p 0 P a ，小流量泵的最高工作压力可估算为 P am a 继电器损 大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，快退时液压缸中的工作压力比快进时大，如取进油路上的压力损失为 大流量泵的最高工作压力为： 损 2计算液压泵的流量 液压泵的最大流量 q 泵应为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 L( Q)中： ( Q)果这时溢流阀正进行工作，尚需加 1 溢流阀的最小流量 2 3L/ 般取 取 L( Q) 3 选择液压泵规格 根据 P 额 、 P 泵 值查阅有关手册， 选取 ，其中小泵的排量为6mL/r，大泵的排量为 33mL/r，若取液压泵的容积效率v=当泵的转速940r/，小泵的输出流量为 =6940000=。 大泵的输出流量为 =33940000= m i i 该流量能够满足液压缸快速动作的需要。 4选定与液压泵匹配的电动机 差动快进，快退时的两个泵同时向系统供油；工进时，小泵向系统供油，大泵卸载。快进时，小泵的出口压力损失 泵出口损失 小泵出口压力 1泵出口压力 2动机功率 ( =1p = 1p 小 / + 2p 大 / =进时所需的功率最大。根据查样本选用 步电动机，电动机功率 定转速 910r/（ 1）阀类元件的选择 根据上述流量及压力计算结果，对图 7 初步拟定的液压系统原理图中各种阀类元件及辅助元件进行选择。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 表 4 液压元件型号及规格 （ 2）油管尺寸 油管内径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可以按管路允许流速进行计算，流量 q=65L/油管的允许流速取 v=4m/s 则压油管内径 d 为： d=2 =19选内径为 d=20油管。 流量 q=32 L/油管的允许流速取 v=3m/s 则吸油管内径 d 为： d=2 =15m 可选内径为 d=15油管。 关于定位夹紧油路的管径，可按元件接口尺寸选择。 6油箱容量的确定 该方案为中压系统，液压油箱的有效容量按泵的流量 5 7 倍来确定，油箱的容量V 为 : V=(5 7) 5 7) 165 231)L 按 定，且考虑散热因素，取靠近的标准值 V=250L。 六 1回路压力损失验算 主要验算液压缸在各运动阶段中的压力损失。若验算后与原估算值相差较大，就要进行修改。压力 算出后，可以确定液压泵各运动阶段的输出压力机某些元件调整压力的参考值。 具体计算可将液压系统按工作阶段进行，例如快进，工进，快退等，按这些阶段，将管路划分元件名称 规格 额定流量 1/ 型号 外控顺序阀 (1 单向阀 流阀 液换向阀 80 D(E)向行程调速阀 位三通电磁换向阀 25 23压阀 25 位二通换向阀 2油器 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 成各条油流进液压缸，而后液压油从液压缸流回油箱的路线的管路，则每条管路的压力损失可由下式计算： 12A 回局回沿回阀进局进沿进 式中： P 某工作阶段总的压力损失； 沿进P 液压油沿等径直管进入液压缸沿程压力损失值之和； 沿回P 液压油沿等径直管从液压缸流回油箱的沿程压力损失值之和； 局进P 液压油进入液压缸所经过液压阀以外的各局部的压力损失值之总和，例如液压油流进弯头，变径等； 局回P 液压油从液压缸流回油箱所经过的除液压阀之外的各个局部压力损失之总和； 阀进P 液压油进入液压缸时所经过各阀类元件的局 部压力损失总和； 阀回P 液压油从液压缸流回油箱所经过各阀类元件局部压力损失总和； 1A 液压油进入液压缸时液压缸的面积； 2A 液压油流回油箱时液压缸的面积。 沿进P和沿回P的计算方法是先用雷诺数判别流态，然后用 相应的压力损失公式来计算，计算时必须事先知道管长 L 及管内径 d，由于管长要在液压配管设计好后才能确定。所以下面只能假设一个数值进行计算。 局进P和局回P是指管路弯管、变径接头等，局部压力损失局P可按下式： 22局式中 局部阻力系数（可由有关液压传动设计手册查得）； 液压油的密度 v 液压油的平均速度 此项计算也要在配管装置设计好后才能进行。 阀进P及阀回P是各阀的局部压力损失阀P，可按下列公式： 2阀阀阀 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 沈阳理工大 学 式中阀P 液压阀产品样本上列出的额定流量时局部压 力损失； q 通过液压阀的实际流量； 阀q 通过液压阀的额定流量。 另外若用差动连接快进时，管路总的压力损失 P 应按下式计算： 212式中 总的压力损失，它包括沿程、局部及控制阀的压力损失； 总的压力损失，它包括沿程 、局部及控制阀的压力损失； 总的压力损失，它包括沿程、局部及控制阀的压力损失； 1A 大腔液压缸面积； 2A 小腔液压缸面积。 现已知该液压系统的进、回油管长度均为 1m，吸油管内径为 ，压油管内径为 ，局部压力损失按沿局 用 压油，其油温为 C15 时的运动粘度 ，油的密度 3920 。 液压泵在各阶段的输出压力，是限压变量叶片泵和顺序阀调压时的参考数据，在调压时应当符合下面要求： 泵工进阀泵快 泵工进增泵快 其中增P 限定压力 泵快P 快进时泵的压力 阀P 顺序阀调定压力 泵工进P 工进时泵的压力 从上述验算表明，无须修改原设计。 （