液压课程设计-卧式钻镗组合机床液压系统

1、液压与气压传动液压与气压传动课程设计教学课程设计教学设计课题设计课题卧式钻镗组合机床液压系统设计卧式钻镗组合机床液压系统设计专业班专业班机构机构15121512姓桂鑫瑞桂鑫1534120715341207号指导员郭性能评价2006年1月1日，中华人民共和国外交部向安理会发表报告。仪表的技术要求和设计参数.52.工作条件分析.5 2.1执行组件的确定.5 2.2系统运行分析.5 2.3负荷循环图和速度循环图的绘制.6 2.4系统主要参数的确定.8 2.4.1液压缸工作压力的初步选择.8 2.4.2液压缸主要尺寸的确定.8 2.4.3计算最大流量需求.9 2.5草拟液压系统示意图.10 2.5.1

2、速度控制回路的选择.10 2.5.2倒车和速度倒车回路的选择.11 2.5.3油源选择和能耗控制.12 2.5.4压力控制回路的选择.13 2.6液压部件的选择.14 2.6.1液压泵和马达规格的确定.1 5 2.6.2阀门部件和辅助部件的选择.16 2.6.3油管的选择.18 2.6.4油箱的设计.19 2.7液压系统性能检查.20 2.7.1回路压力损失检查.20 2.7.2油温：手绘液压系统图的前言附于.21是一种高效专用机床。模块化机床应广泛应用于大量的机械加工和生产中。本课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，包括工况分析、主要参数的确

3、定、液压系统原理图的绘制、液压元件的选择和系统性能的校核计算等。组合机床是以普通零件为基础，配有根据工件特定形状和加工工艺设计的专用零件和夹具的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀具、多工序、多面或多工位同时加工，生产效率比一般机床高几十倍。组合机床具有成本低、效率高的优点，广泛应用于大批量生产，可用于形成自动化生产线。组合机床通常采用多轴、多刀具、多面、多工位同时加工的方法，可以完成钻、扩、铰、镗、攻、车、铣、磨等精加工工序，生产效率比普通机床高几倍至几十倍。液压系统以其结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围宽、无级连续读数调节等优点，在组合机床中得到了广泛的应用。液压系统主要用

4、于实现组合机床工作台的直线运动和旋转运动。如果动力滑台要实现二次进给，动力滑台要完成的动作周期通常包括：就地停止快进一进二出；死铁停留在原地快速后退停止。一、设计技术要求和设计参数表的技术要求和设计参数水平钻镗组合机床动力头应完成快进、快进、快退和原地停止的工作循环；最大切削力为10000牛顿，动力头自重为19000牛顿；工作进给要求可以在0.02 1.2m/min范围内无级调速，快进快退速度为6m/min；工作进度为100毫米，快进行程为300毫米；导轨类型为平面导轨，摩擦系数fs=0.2，FD=0.1。往复运动的加速和减速时间不得超过0.5s2。工作条件分析。确定致动器的金属切削机床的工作

5、特性要求液压系统主要执行线性运动，因此液压系统的致动器被确定为液压缸。2.2系统工况分析在分析液压系统工况时，本设计实例仅考虑组合机床动力滑台承受的工作载荷、惯性载荷和机械摩擦阻力载荷，其他载荷可以忽略。(1)工作负荷FW工作负荷是在工作过程中由于机器的特定工作条件而产生的负荷。对于金属切削机床的液压系统，沿液压缸轴线方向的切削力为工作载荷，即=10000牛顿瓦弗(2)最大惯性载荷取决于运动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台的最大运动速度和加速度时间来计算。已知加减速时间为0.4秒，工作台的最大移动速度，即快进快退速度为6米/分钟。因此，惯性负载可表示为N t v g t v

6、mfm 484.7 4 . 08 . 9 60600091(3)阻力负载阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力。静摩擦阻力NFfF Nsfs 0038000912.0动摩擦阻力NFfF Ndfd 0091000911.0根据上述载荷力计算结果，可以得到液压缸在各种工况下所需的载荷力和推力，如表2.1所示。表2 .1各工作阶段液压缸载荷(单位：N)注：这里不考虑倾覆力矩对滑台的影响。2.3。负荷循环图和速度循环图的绘制根据表2.1的计算结果，绘制组合机床动力滑台液压系统的负荷循环图，如图2-1所示。图2-1组合机床动力滑台液压系统负载循环图图2-1显示组合机床动力滑台处于

7、工作进给状态时，最大负载力为13222.2N，其他工况下负载力相对较小。根据已知的设计参数，即已知的快进快退速度、快进行程、min/621 VMM 0031行程、快退行程、工作速度=0.02-1.2mm/min，可以绘制出所设计的组合机床动力滑台液压系统的速度循环图。根据上MML 0302 MML 2303 2v的已知数据，绘制组合机床动力滑台液压系统的速度循环图，如图2-2所示。工况载荷组合载荷值F总机械载荷=F/F m start=F fs F 3800N4222.2N加速度=F fdf f f 4284.7 n 4760.8 n快进=F fd F 1900N2111.1 N工作in=f

8、fdf f f 11900 n 13222.2 n倒退开始=F fs F 3800N4222.2N加速度=f Fd F m F 2868.7N2985.2N快退=F fd F 1900 液压缸工作压力的初步选择液压缸工作压力的初步选择所设计的动力滑台在工作时负载最大，值为13222.2牛顿通常，差动液压缸具有较厚的活塞杆，并且可以设置有通油孔。最好用活塞杆来固定它。然而，在典型的安装模式中，液压缸的缸体随着滑台移动。在这种情况下，液压缸的设计应使无杆腔的工作面积是无杆腔的两倍，即活塞1 A 2 A的杆直径d与缸直径d之间的关系是d=0.707D。在工作过程中，当钻孔通过时，由于载荷突然消失，液

9、压缸可能会有向前的冲洗。因此，液压缸的回油腔应设置一定的背压(通过设置一个背压阀)，背压值选择为=0.8兆帕。2尽管液压缸在快进过程中是差动连接的(即杆腔和无杆腔都与液压泵的油相连)，但连接管路中不可避免地存在压降，杆腔的压力必须大于无杆腔的压力，0.5兆帕作为压力估算值。在快速回油期间，回油室中也存在背压，然后选择背压值p=0.6 MPa。2 P液压缸工作时的推力计算公式为11221112 /(/2)在m fa pa pa中，F 负载力m 液压缸机械效率A1液压缸无杆有效面积A2液压缸无杆有效面积p1液压缸无杆压力p2液压缸无杆压力因此，根据已知参数， 液压缸无杆腔的有效面积可计算为23 6

10、2 11 103.22 10 28 . 0 . 54 32 22.21 2m p . f . a . m .液压缸的缸径为mmAD 36.71/) 10004.04 (/461 ),这是由于液压缸缸筒直径与差动液压缸活塞杆直径之间的关系，d=0.707D。 活塞杆的直径d=0.70771.36=50.45毫米。根据GB/T 2348-1993液压缸缸筒内径和活塞杆外径的规定，缸筒直径D=80mm毫米，圆化后活塞杆直径d=50mm毫米。 此时，液压缸两个腔室的实际有效面积为2321 1003.54/MDA 2322 1006.34/(MDDA 2 . 4 . 3)。最大流量需求的计算最大流量需求

11、的计算在快进过程中，液压缸采用差动连接。此时，系统所需的流速为q快进=(A1-A2)v1=8.27升/分钟。工作台在快速后退过程中所需的流速为q快速后退=A2v2=12.85L升/分钟。工作台在工作推进过程中所需的流量为q工作推进=A1v1=0.25升/分钟，其中最大流量为12.85升/分钟的快速后退流量。根据以上液压缸直径和流量的计算结果，进一步计算各工作阶段液压缸的压力、流量和功率值，如表2.2所示。表2.2各种工况下的主要参数值负荷F进油压力j P回油压力b P所需流量q输入功率P工作循环计算公式Nmpapal/MinkW差动快进=(FP A2)/(J P-)1a 2 AQ=v(-)1a

12、 2 a P=qjp 2111 . 12 . 352 . 858 . 250 . 168工作进度=(F)/jp2 AP B1 a q=1a VP=qjp 1322 . 23 . 33 . 06 . 006差动连接时液压缸回油口之间的压力损失。购买力平价JB 2。当快速后退时，液压缸有一个进油杆腔，压力为，没有回油杆腔，压力为。J P b P 2.5。根据组合机床液压系统的设计任务和工况分析，设计的机床对调速范围和低速稳定性有一定的要求，因此速度控制是机床要解决的主要问题。变速、稳定和调整是机床液压系统设计的核心。此外，与所有液压系统的设计要求一样，组合机床的液压系统应尽可能结构简单、成本低、节能、