液压课程设计说书卧式单面多轴钻孔机床的液压系统设计.doc

目 录 一．设计要求及工况分析 3 1.1设计要求 3 1.2负载与运动分析 3 二．负载图和速度图的绘制 4 三．确定液压系统主要参数 5 3.1初选液压缸工作压力 7 3.2计算液压缸主要尺寸 7 四．拟定液压系统原理图 9 4.1选择基本回路 9 4.2组成液压系统 10 五．计算和选择液压件 11 5.1确定液压泵的容量及电动机功率 11 5.1.1液压泵的选择 11 5.1.2确定电机的功率，在快速时为最大功率 11 5.2选择液压控制阀 11 5. 3确定油管直径及管接头 12 5. 4确定油箱流量 13 六．验算液压系统性能 13 6.1验算系统压力损失 13 6.2验算系统发热与温升 15 七．设计小结 16 八．参考文献 17 一．设计要求及工况分析 1.1设计要求 设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统（含图）。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：切削力Ft=20000N，移动部件总重力G=10000N，快进行程L1=100mm，工进行程L2=50mm，快进快退的速度为4m/min，工进速度为0.05m/min；加速、减速时间Δt=0.2s，静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1。该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。 1.2负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力FL=20000N。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 动摩擦阻力 (3) 惯性负载 表1 液压缸各阶段的负载和推力 工况 负载组成 液压缸负载F/N 液压缸推力 启动 2000 2223 加速 1333.3 1481.4 快进 1000 1112 工进 21000 23333 快退 1000 1112 注：1.液压缸的机械效率取 2.不考虑动力滑台上颠覆力矩的作用 二．负载图和速度图的绘制 负载图按上面数值绘制，如下图a所示。速度图按已知数值和工进速度绘制，如下图b所示 图a 负载图 图b 速度图 图1 三．确定液压系统主要参数 表2 按负载选择工作压力 负载/?KN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作压力/MPa 0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 ≥5 表3 各种机械常用的系统工作压力 机械类型 机?床 农业机械 小型工程机械 建筑机械 液压凿岩机 液压机 大中型挖掘机 重型机械 起重运输机械 磨床 组合机床 龙门刨床 拉床 工作压力/MPa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 表4 执行元件背压力 系统类型 背压力/MPa 简单系统或轻载节流调速系统 0.2~0.5 回油路带调速阀的系统 0.4~0.6 回油路设置有背压阀的系统 0.5~1.5 用补油泵的闭式回路 0.8~1.5 回油路较复杂的工程机械 1.2~3 回油路较短且直接回油 可忽略不计 表5 按工作压力选取d/D 工作压力/MPa ≤5.0 5.0~7.0 ≥7.0 d/D 0.5~0.55 0.62~0.70 0.7 表6 按速比要求确定d/D 2/1 1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2 d/D 0.3 0.4 0.5 0.55 0.62 0.71 注： 1—无杆腔进油时活塞运动速度； 2—有杆腔进油时活塞运动速度。 3.1初选液压缸工作压力 参考表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p1=4MPa。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A1=2A2，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p2=0.8MPa。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，估算时取0.5MPa。快退时回油腔中也是有背压的，这时选取被压值=0.6MPa。 3.2计算液压缸主要尺寸 由工进时的推力式（5—3）计算液压缸面积 故有 当按GB/T2348—2001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：