卧式钻床动力滑台液压系统设计【含全套4张CAD图纸】【答辩毕业资料】

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卧式钻床动力滑台液压系统设计

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目录
1. 负载分析 2
2. 绘制液压工况（负载速度）图 3
3. 初步确定液压缸的参数 3
3.1. 初选液压缸的工作压力： 3
3.2. 计算液压缸尺寸： 4
3.3. 计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率： 4
3.4. 绘制液压缸工况图 5
4. 拟定液压系 5
4.1. 选择液压回路 5
4.2. 液压系统的组合 5
5. 液压元件的计算和选择 7
5.1. 确定液压泵的容量及驱动电机的功率： 7
5.2. 液压泵的流量 7
5.3. 选择电动机 7
5.4. 元件选择 8
5.5. 确定管道尺寸 8
5.6. 确定油箱容积： 8
6. 管路系统压力损失验算 9
6.1. 判断油流状态 9
6.2. 沿程压力损失 9
6.3. 局部压力损失 10
7. 液压系统的发热与温升验算 11
7.1. 液压泵的输入功率 11
7.2. 有效功率 11
7.3. 系统发热功率 11
7.4. 散热面积 11
7.5. 油液温升 11
8. 参考文献： 12
1.负载分析
1.切削力： Ft=16000N
2.导轨摩擦阻力
静摩擦力： ==0.2 20000 = 4000N
动摩擦力： = =0.120000 = 2000N

全部文件.gif

负载和速度.gif

液压工况图.gif

液压系统图.gif

油缸结构图.gif

字数统计.gif

内容简介：: 目录目录1.负载分析负载分析.22.绘制液压工况（负载速度）图绘制液压工况（负载速度）图.33.初步确定液压缸的参数初步确定液压缸的参数.33.1.初选液压缸的工作压力：.33.2.计算液压缸尺寸：.43.3.计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率：.43.4.绘制液压缸工况图.54.拟定液压系拟定液压系.54.1.选择液压回路.54.2.液压系统的组合.55.液压元件的计算和选择液压元件的计算和选择.75.1.确定液压泵的容量及驱动电机的功率：.75.2.液压泵的流量.75.3.选择电动机.75.4.元件选择.85.5.确定管道尺寸.85.6.确定油箱容积：.86.管路系统压力损失验算管路系统压力损失验算.96.1.判断油流状态.96.2.沿程压力损失.96.3.局部压力损失.107.液压系统的发热与温升验算液压系统的发热与温升验算.117.1.液压泵的输入功率.117.2.有效功率.117.3.系统发热功率.117.4.散热面积.117.5.油液温升.118.参考文献：参考文献：.12 机床液压系统课程设计说明书11. 负载分析负载分析1.切削力： Ft=16000N2.导轨摩擦阻力静摩擦力：fsF =WfS=0.2 20000 = 4000N动摩擦力： = Wfd =0.120000 = 2000NfdF3.惯性阻力（1）动力滑台快进惯性阻力mF,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，smv/15. 0，st20. 0NtvgwFm153020. 015. 08 . 920000（2）动力滑台快进惯性阻力mF,动力滑台由于转换到制动是减速，取smv/1074，st20. 0NtvgwFm14. 720. 01078 . 9200004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（）mFF启动F= WfS50005556加速F = + WfdmF63267029快进F=Wfd25002778工进F=+tFWfd1800020000制动F = WfdmF24832759快退F=Wfd25002778制动F = WfdmF13261473注：液压缸机械效率：。0.9m 机床液压系统课程设计说明书22. 绘制液压工况（负载速度）图绘制液压工况（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 FT 与Vt 图快进 =t1vL110.1520.075s工进 =tmax2vLmin2240.154553.3 10s =tmn2vLmax2230.15881.7 10s快退 =t3vL330.0340.75s液压缸负载图和速度图3. 初步确定液压缸的参数初步确定液压缸的参数3.1. 初选液压缸的工作压力：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）Pa,这里选=44Pa,为防止钻5101P510通孔时动力滑台发生前冲，液压缸回油腔应有背压，背压=2Pa。初步定快进快退2P510 机床液压系统课程设计说明书3回油压力损失=5Pa2P5103.2. 计算液压缸尺寸：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= 取 A1=501A21021PPF4252000048.8 106(44) 102m2410m液压内径 D=14Am24100 . 810504取标准值 D=8.0m210活塞杆直径 d=0.7D5.6m210液压缸尺寸取标准值之后的有效工作面积无杆腔面积 =x(8.0) =391A42D421022410m有杆腔面积 = =(8.0)2A422dD 4226 . 5244106 .2510m活塞杆面积 = -=13.43A1A2A2410m3.3. 计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率：计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率：表中为液压缸的驱动力。 0F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（0FN）2P（Pa510）1P（Pa510）Q（310/s）3mP(N)快进启动加速快进=+1P30AF2PQ=3A1v P=Q1P55567029277805541.457.425.70.20.514510工进=+1P10AF2P 机床液压系统课程设计说明书4Q=1A2v P=Q1P20000657.20.120.686510快退启动加速快退制动=+21P20AF2P555670292778-14730521.727.415.8-0.750.30.7215103.4. 绘制液压缸工况图绘制液压缸工况图液压缸工况图4. 拟定液压系拟定液压系4.1. 选择液压回路选择液压回路（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。4.2. 液压系统的组合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，机床液压系统课程设计说明书5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。液压系统图机床液压系统课程设计说明书65. 液压元件的计算和选择液压元件的计算和选择5.1. 确定液压泵的容量及驱动电机的功率：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 57.2Pa，系统采用调速阀进油节流调速，选取进油管压力损失为 8510 Pa，由于采用压力继电器，溢流阀的调整压力一般应比系统最高压力大 5Pa，510510所以泵的最高工作压力为551(57.285) 1060.2 10pPPa 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为nP511.251.25 60.275 10npaPPp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 5Pa，所以快退时，泵的最高工作压力为510552(15.85) 1020.8 10ppPa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。5.2. 液压泵的流量液压泵的流量由图可知，最大流量在快进时，其值为330.2 10/ms333()max1.15 0.2 100.23 10/pQKQms最小流量在工作时，其值为 0.12，为了保证工进时系统压力较稳定，应考虑溢3310/ms流阀有一定的最小流量，取最小溢流量为 0.077，所以小流量泵应取 0.1973310/ms。3310/ms根据以上计算数值，选用公称流量为 0.2，0.15；公称压力为 803310/ms3310/ms的双联叶片泵。510ap5.3. 选择电动机选择电动机最大功率出现在快退阶段机床液压系统课程设计说明书753212()20.8 10(0.20.15) 109710.75ppPPQQPW最后选用功率为的标准型号电机。31.1 10 W5.4. 元件选择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。5.5. 确定管道尺寸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，取允330.5 10/Qms许流速，则主压力油管 d 为5/vm s3340.5 101.131.1311.3 10 ( )5QQdmvv元整取 d=12cm，壁厚查表。选用的 10 号冷拔无缝钢管。14 12其它进油管、回油管和吸油管，按元件连接口尺寸，测压管选用紫钢管。4 3mm5.6. 确定油箱容积：确定油箱容积：333(5 7)7 15 10105 10nVQm所选液压元件的说明编号元件名称参数说明型号叶片泵510Pa叶片泵510Pa三位五通电磁阀Lm i n调速阀Lm i nA x Q F- E 1 0 B溢流阀Lm i n背压阀Lm i n液动顺序阀Lm i n液动顺序阀Lm i n 机床液压系统课程设计说明书8单向阀Lm i n单向阀Lm i n单向阀Lm i n单向阀Lm i n压力继电器510Pa压力表开关510Pa1滤油器公称流量Lm i n6. 管路系统压力损失验算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 L1.5m，油管内径 d=。通过流量 Q=0.12/s，选用312 10 m3103m20 号机械油，考虑最低工作温度为 15，v=1.5/sc2cm6.1. 判断油流状态判断油流状态=852320eRdvQ273. 1310流动状态为层流6.2. 沿程压力损失沿程压力损失进油路上4.8 / minQL5144800800 1.5 1.5 4.80.42 101.2vLQPPad回油路上（液压缸）2.4 / minQL122AA5244800800 1.5 1.5 2.40.21 101.2vLQPPad（如果采用沿程损失公式，结果是一样的）机床液压系统课程设计说明书9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(0.420.5 0.21) 100.525 10P6.3. 局部压力损失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/60/s3103m公称流量/60/snQ3103m公称压力损失PanP51012345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4.84.84.82.42.425252525102251.55各阀局部压力损失之和222554.84.82.42 ()2 ()0.5 1.5 ()0.5 6 108.43 10252525vPPa 取油流取油流通过集成块时压力损失50.32 10Jp552(8.430.32) 108.75 10pPa55(8.430.525) 108.955 10pPa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 Pa），510可作为溢流阀调整压力的参考数据。515 10ppp 式中 1p液压缸工进时克服外负载所需压力1p= = 01FA45200001050 1040所以 p=(50+8.955+5) =63.955 pa510510这个数值比估算的溢流阀调整压力值稍小。因此，主油路上元件和油管直径均575 10 Pa可不变机床液压系统课程设计说明书107. 液压系统的发热与温升验算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。7.1. 液压泵的输入功率液压泵的输入功率工进时小流量泵的压力，流量，小流量泵功率为5160.2 10ppPa3310.15 10/pQms211160.2 0.15 1012020.75ppPp QP工进时大流量泵卸荷，顺序阀的压力损失，即大流量泵的工作压力51.5 10pPa ，流量，大流量泵功率2p为521.5 10pPPa3320.15 10/PQms2p= = PppQP2221.5 0.15 10300.75双联泵总输入功率=+=1202+30=1232ip1p2p7.2. 有效功率有效功率工进时，液压缸的负载 F=18000N ，取工进速度 v= 31.67 10/m s输出功率=FV=18000x0.00167=30.060p7.3. 系统发热功率系统发热功率= + = hpip0p123230.0612027.4. 散热面积散热面积A=0.065=1.44732v7.5. 油液温升油液温升如果采用风冷、取散热系数2 025/TCWmC0120233.225 1.447hTPTCC A设夏天室温为 30，则油温为 30+33.2=63.2，没有超过最高允许油温（50-70C）0C0C 机床液压系统课程设计说明书118. 参考文献：参考文献

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