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液压传动课程设计说明书液压传动课程设计说明书学院：林学院 专业班级：木材科学与工程081班姓名：段晓华学号：0836270106 2010-6液压传动课程设计说明书液压传动课程设计计算说明书设计一台专用钻床液压系统。此系统应能完成快速进给工作进给快速退回原位停止的工作循环。设计的原始数据如下：最大轴向钻削力12000N，动力滑台自重20000N，快速进给行程S1=100mm，工作进给行程S2=50mm，快进和快退速度Vmax=0.1m/s，加、减速度时间t0.2s，工作进给速度要求无级调速，v2=0.8516.5mm/s，动力滑台为平导轨，水平放置，摩擦系数fd=0.1，fs=0.2(其中fd是动摩擦系数，fs是静摩擦系数)要求完成以下工作：1. 进行工况分析，绘制工况图；2. 拟定液压系统图，绘制电磁铁动作顺序表；3. 计算液压系统，选择标准液压元件；4. 绘制A2液压系统图纸一张；（图中包括钻床液压系统原理图；动作循环图；电磁铁动作顺序表；技术要求；标题栏）5. 编写设计计算说明书一份6. 完成时间第16周周末一进行工况分析，绘制工况图（一） 题目分析1.专用钻床完成直线往复运动，执行元件采用液压缸为宜。2.原始数据最大轴向钻削力 Fmax=12000 N动力滑台自重 G=20000 N表K-1工况行程/mm速度/m.s-1快进S1 =100 mmV1=0.1工进S2=50mmV2=0.00850.0165快退S3=S1 + S2=150mmV3=V1=0.1加、减速时间 t0.2s动摩擦系数 fd=0.1静摩擦系数 fs=0.2（二） 工况分析、绘制工况图1. 运动分析表K-2工况速度/m.s-1行程/mm计算公式启动0V100.110快进V10.178.35减速V1V20.10.016511.65工进V20.016548.35制动V200.016501.65反向启动0V300.110快退V30.1130反向制动V300.1010图K-2专用钻床的速度-位移曲线2. 负载分析 表K-3负载计算公式计算结果（单位：N）最大轴向钻削力Fmax12000静摩擦力Ffs=fs G4000动摩擦力Ffd=fd G2000惯性力表K-4工况负载/N行程s/mm计算公式计算结果启动Ffs400010快进Ffd200078.35减速FfdFa1116511.65工进Ffd + Fmax1400048.35制动FfdFa218351.65反向启动Ffs400010快退Ffd2000130反向制动FfdFa3100010图K-3 专用钻床负载循环图3.确定液压缸尺寸（1）确定液压缸工作压力根据分析，此题负载较大，FL=14000 N，按负载大小来选择，选取工作压力 P=3.0MPa（2）计算液压缸活塞的有效工作面积 FL=14000 N , , PB=(515)X105 Pa,取 PB=10105 Pa（3）根据最低速度要求验算活塞有效面积Qmin=3050cm3/min,vmin=5.1 cm/min，取Qmin=30 cm3/min(注：验算后取两式A1 计算结果的大值)（4）计算活塞直径按液压缸内径系列（JB2348-80）标准选取液压缸直径 D= 80 mm计算活塞杆直径：按液压缸内径系列（JB2348-80）标准选取活塞杆外径 : d= 56 mm计算液压缸实际有效面积无杆腔面积 有杆腔面积 （5）活塞杆稳定性校核活塞杆总行程为 150mm,活塞杆直径为56mm,故不需要进行稳定性校核。4、绘制液压缸工况图表 K-5工况负载 /N回油腔压力 P2 /MPa工作腔压力 P1 /MPa输入流量Q/Lmin-1输入功率N/KW计算公式快进20000.50.9150.225工进1400015.14.950.42（P2=PB ）快退20000.50.9150.225注：为使问题简化，表中求快进阶段压力P1 的公式没有考虑所经管路和控制阀的压力损失。图 K-5 专用钻床液压缸工况图二拟定液压系统图，绘制电磁铁动作顺序表见图纸三计算和选择液压元件1、 选择液压泵1)计算液压泵的工作压力：由工况图可知，液压缸的工作压力最大值在工进阶段P1 =5.1MPa。 P1=5.1 MPa P2=1 MPa 1 MPa MPa注：是在工进工况下求出的；是在快进或快退工况下的压力。2)计算液压泵的流量 L/min L/min其中：K=1.11.3 ,取 L/min注：（1）是系统处于快进或快退工作阶段的流量；3L是溢流阀打开的最小稳定流量；（2）K是系统泄露的保险系数。3）选择液压泵规格 MPa 0.60,取K1=0.25 L/min MPa L/min注：（1）是液压泵的额定压力，表示根据泵的实验结果而推荐出的可持续使用的最高压力，反映泵的工作能力；（2）大泵是快进或快退时向液压缸供油，较低；小泵是工进时向液压缸供油，此时高，也高；（3）如果选用双联泵，只能取一个值，计算时取小泵的值；如果选用两个泵，一般也选用一个计算时也取小泵的值。根据以上计算，两泵同时供油时，泄露按20%计算，两泵总流量为18L/min,由于溢流阀最小稳定流量为3L/min，而工进时液压缸所需流量为4.95L/min，所以，高压泵的输出流量不得少于7.95L/min。查表得满足上述压力和流量的液压泵（如下表所示）名称型号压力/MPa流量/Lmin-1转速/rmin-1效率(%)输入功率/KW双联叶片泵YB1-106.312145080双联叶片泵YB1-106.312145080根据液压泵型号参数，额定压力为6.3MPa，容积效率，总效率及工作压力（5.6MPa）可计算出泵的输出流量和驱动该泵的电动机的功率查电动机产品目录，拟选电动机型号为Y112M-4,功率为4KW，满载转速1440r/min，额定转速1450r/min。2.选择控制阀及辅助元件(1)计算及选择阀类元件序号名称通过阀的最大流量计算公式型号流量压力4溢流阀9.54YF-L10B400.475单向阀23S8A1236326单向阀8.64CIT-02-04-5016257液控顺序阀8.64DZ10-30/210XYM8溢流阀3.21B-1009液控顺序阀3.21DZ10-30/210XYM10二位二通电磁阀232P025-8-AC110-W11三位四通换向阀4624WE6H50803212单向阀462CPT-06-5-04-50402513二位二通电磁阀462K22JD-40W14单向行程阀4622FRM16-20B/100(2)确定油箱容量 L/min，K2=57(3)液压油及油管的计算油液流入液压缸无杆腔及有杆腔的实际最大流量分别为46L/min和23L/min，根据标准，取油管内油液的允许流速为4m/min，则 无杆腔油箱 有杆腔油箱 取油管规格为 182（外径18mm，壁厚2mm），查手册得管材的抗拉强度为412MPa，安全系数n=8，对油管进行强度校核：结果 所选油管安全 四 液压系统性能验算1.压力损失及调定压力的确定根据前面的计算工进时管道内油液流动速度为0.55m/s。通过的流量为4.95L/min，数值较小，故主要压力损失为调速阀两端压降造成的压力损失，此时功率损失最大；工进快进或快退时压力损失基本相同，现以快进为依据计算系统压力损失： 快进时液压缸的速速为此时油液在油管中的流速为（1）沿程压力损失 判别管中的流态，系统采用N32液压油。室温为20时，所以，故管中油液为层流，沿程阻力损失系数，若取进、回油管长度均为2m，油液密度为890kg/m3,则进油路沿程压力损失为 （2）局部压力损失 快进时回油路的流量为 回油路油管中流速为 由此可计算出：（层流）， ，回油路上沿程压力损失为：（3）总的压力损失原设，已经满足要求。（4）压力阀的调定值 双联泵中卸荷阀的调定值应满足快进的要求，保证双泵同时向系统供油，故卸荷阀的调定压力值应大于快进时泵的供油压力 所以卸荷阀的调定压力取6MPa为宜。溢流阀的调定压力应大于卸荷阀调定压力0.30.5MPa，所以取溢流阀的调定压力为6.5MPa。2.系统的发热与温升电动机快进时输入功率为：电动机工进时输入功率为：电动机快进时功率为：电动机工进时有效功率为：故工进时功率损失为195.25W，快进时功率损失为303W，故快进时功率损失大于工进时功率损失，现以较大值来校核其热平衡，求发热温升：设油箱的三个边长在1:1:11:2:3范围内，则散热面积为假设通风良好，取，所以油液的温升为室温为20，热平衡温度为31.6465，没有超过允许范围。五 液压系统工作原理 1.快进：按下启动按钮，电磁铁1DT得电，三位四通换向阀左位工作，主油路为：进油路：滤油器1 泵2 单向阀5 三位四通换向阀11(左位) 单向调速阀14中的行程阀 液压缸(左腔) 泵3 单向阀6回油路：液压缸(右腔) 三位四通换向阀11(左位) 单向阀12 二位二通电磁阀13 单向调速阀14中的行程阀 液压缸（左腔）2.工进：液压缸快进到预定位置后，滑台上行程挡块压下行程阀的阀芯，切断该通道，使压力油须经调速阀进入液压缸，由于油液流经调速阀，系统压力升高，打开液控顺序阀9，此时单向阀12上部压力大于下部压力，该阀关闭，切断差动连接回路。进油路：滤油器1 泵2 单向阀5 三位四通换向阀11(左位) 单向调速阀14中的调速阀 液压缸（左腔）泵3 液控顺序阀7 油箱回油路：液压缸(右腔) 三位四通换向阀11(左位) 液控顺序阀9 背压阀8 油箱3.快退：压力继电器经延时发出信号，2