液压与气压传动课程设计-卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统.docx

题目：卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统姓名：学号：班级： 一 题目：设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统，动力滑台的工作循环是：快进工进快退停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力为用21000n,移动部件总重力为10000n，快进行程为 100mm，快进与快退速度均为 4.2mmin，工进行程为 20mm，工进速度为 0.05mmin，加速、减速时间为0.2s，利用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，动力滑台可以随时在中途停止运动，试设计该组合机床的液压传动系统。二 负载分析1工作负载：工作负载为轴向切削力 2 静摩擦阻力3 动摩擦阻力 4惯性负载 取重力加速度 ，则有移动部件质量为5负载图与速度图快进速度与快退分别为快进行程：工进行程：快退行程 工进速度 三 设计方案 采用单定量泵和溢流阀组成的供油源 使用调速阀出口节流调速回路 采用电磁阀的快慢速接换回路 选用单杆活塞缸的差动连接来实现 使用三位四通电磁换向阀1液压系统原理图2 系统图的原理 1 快进 快进，按下启动按钮，电磁铁ya2通电，由泵输出的压力油经三位四通换向阀的左侧，这使得主油路：进油路：泵单向阀4三位四通换向阀5（ya2得电）液压缸左腔回油路:液压缸右腔二位四通换向阀8（ya3得电）由此形成液压缸两腔连通，实现差动快进。2 工进快进终止，挡块压下行程阀9，发出信号，使二位四通换向阀8的电磁铁ya3断电，油液压缸右腔输出的压力油经二位四通换向阀8的右侧，这时的主油路为：进油路： 泵单向阀4三位四通换向阀5（ya2得电）液压缸左侧回油路：液压缸右腔二位四通换向阀8（ya3）单向节流阀7三维换向阀5（ya2得电）油箱3快退当滑台完成工进进给碰到行程10时，发出信号，使三位四通换向阀5的电磁铁ya1得电，ya2失电。由泵输出的压力油经三位四通换向阀5的右侧，这时的主油路为：进油路：泵单向阀4三位四通换向阀5（ya1得电） 单向节流阀7二位四通换向阀8（ya3失电）液压缸右腔回油路：液压缸左腔三位四通换向阀5（ya1失电）油箱4停止当滑块退回到原位时，挡块压下原位行程开关 11，发出信号，使 ya1 断电，换向阀处于中位，液压两腔油路封闭，滑台停止运动。此时由泵输出的压力油经中位直接流回油箱，实现卸荷5实现随时在中途停止运动 如果需要在中途停止运动，在按下停止按钮，发出信号，使三位四通换向阀5 断电，换向阀处于中位，液压两腔油路封闭，滑台停止运动四、参数计算4.1 初选液压缸工作压力 参考节选表 2 和表 3，所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，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 ，即活塞杆直径 d 与缸筒直径 d 呈 d= 0.707d 的关系。 快进时液压缸差动连接。工进过程中，当孔被钻通时，由于负载突然消失，液压缸有可能会发生前冲的现象，因此液压缸的回油腔应设置一定的背压通过设置背压阀的方式，选取此背压值为 。快进时液压缸虽然作差动连接（即有杆腔与无杆腔均与液压泵的来油连接），但连接管路中不可避免地存在着压降 ，且有杆腔的压力必须大于无杆腔的压力，估算时取压降的值为 快退时回油腔中也是有背压的，这时选取被压值4.2 计算液压缸主要尺寸 1计算液压缸面积: 因为有按照参考文献【2】 液压系统设计简明手册）中 p11 中的表 2-5 的 gb/234880 和表 5、表 6 将这些直径圆整成就进标准值时得： d=90mm d=70mm。 由此求得液压缸两腔的实际有效面积为：经检验，活塞杆的强度和稳定性均符合要求。 2根据上述 d 和 d 的值，估算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功 率，如表 7 所示，并据此绘出工况图如图 4 所示。 五、元件选择5.1 确定液压泵的容量及电动机功率 1.液压泵的选择 取进油压力损失 ，贿赂泄露系数 k1.1，则液压泵最高工作压力 。 按表 7 取 则 根据上述计算选用单作用叶片泵，其型号规格为 yb120排量 v20ml/r，其流量 qp=nv=850r/min4ml/r=17l/min。 2、确定电机的功率 在快速时为最大功率 式中： 液压泵总效率，取 。 查电机手册，可选用 y 系列 y90l-6 电动机 p1.1kw（n=940r/min）。5.2 选择液压控制阀 根据液压泵的工作压力和通过阀的实际流量选取本设计采用国产 ge 系列液压阀，各阀选定规格如表 85.3 确定油管直径及管接头 在选定了液压泵后，液压缸在实际快进、工进和快退运动阶段的运动速度、时间以及进入和流出液压缸的流量，与原定数值不同，重新计算的结果如表 9所示由表 9 可以看出，液压缸在各阶段的实际运动速度符合设计要求进入无杆腔的流量在快退及差动连接时为 2qp 所以流量为取压油速度 v=3m/s，则取吸油速度 v=1m/s，则为了统一规格，按产品样本选取所有管子均为内径 20mm、外径 28mm 的 10号冷拔钢5.4 确定油箱流量取标准值 v=250l六、液压系统性能验算6.1 验算系统压力损失 由于系统管路布置尚未确定，所以只能估算系统压力损失。估算时，首先确定管道内液体的流动状态，然后计算各种工况下总的压力损失。1. 快进 滑台快进时，液压缸通过电液换向阀差动连接。在进油路上，油液通过单向阀 4、电液换向阀 5，然后与液压缸有杆腔的回油汇合通过行程阀 9 进入无杆腔。 在进油路上，压力损失分别为在回油路上，压力损失分别为将回油路上的压力损失折算到进油路上去，便得出差动快速运动时的总的压力损失。 2.工进 滑台工进时，在进油路上，油液通过单向阀 4、电液换向阀 5 进入液压缸无杆腔。在回油路上，油液通过电液换向阀 8、单向节流阀 4 和大流量泵的卸荷油液一起返回油箱，在调速阀 7 处的压力损失为 0.5mpa。因此这时液压缸回油腔的压力 p2 为可见此值小于原估计值 0.8mpa。故可按表 7 中公式重新计算工进时液压缸进油腔压力 p1，即所得数值与表 7 中 的数值相近考虑到压力继电器的可靠动作要求压差 ，故溢流阀 3 的调压p p1 a 应为3快退滑台快退时，在进油路上，油液通过单向阀 4、电液换向阀 5 进入液压缸有杆腔。在回油路上，油液通过电液换向阀 5 返回油箱。因此进油路上总压降为所得数值远小于估计值，因此液压泵的驱动电动机的功率是足够的。回油路上总压降为所得数值与表 7 的数值基本相符，故不必重算。所以快退时的最大工作压力pp 应为6.2 验算系统发热与温升 由于工进在整个工作循环中占 95，所以系统的发热与温升可按工进工况来计算。 工进时液压缸的有效功率（即系统输出功率）为在工进时，大流量泵经电液换向阀 5 中位卸荷，小流量液压泵在高压下供油，所以两个液压泵的总输入功率（即系