卧式钻镗动力头液压系统课程设计..doc

课程设计说明书 课程名称： 液压与气压传动 设计题目：卧式钻镗组合机床动力头工作循环液压 系统 专 业：机械设计制造及其自动化班级：机设1204 学生姓名: 学 号: 指导教师: 刘忠伟 湖南工业大学科技学院教务部 制 2015年 1月 5日 目录 设计的目的和要求： 1 1. 工况分析 2 1.1. 负载分析 2 1.2. 液压缸的推力 2 2. 液压缸计算 4 2.1. 选取工作压力及背压力 4 2.2. 液压缸各截面积 4 2.3. 计算液压缸各工作阶段压力、流量和功率 5 3. 设计卧式钻镗组合机床的液压动力滑台电磁铁动作表 6 4. 液压元件设计计算与选择 7 4.1. 液压泵工作压力、流量、驱动功率计算 7 4.2. 电动机的驱动功率 7 4.3. 油管尺寸 8 4.4. 油箱容积 8 5. 液压系统稳定性论证 9 5.1. 工进时的压力损失验算和小流量泵压力的调整 9 5.2. 局部压力损失 10 5.3. 系统热能工况的稳定性校核 10 总结 12 参考文献 12 设计的目的和要求： (1）工作循环：“快进→工进→快退→原位停止”。 (2)一卧式钻镗组合机床动力头要完成工进→快进→快退→原位停止的工作循环，最大切削力为F＝12000N，动力头自重FG＝20000N，工作进给要求能在0.02～1.2m/min范围内无级调速，快进、快退速度为6m/min，工进行程为100mm，快进行程为300mm，导轨型式为平导轨，其摩擦系数取fs＝0.2，fd＝0.1；往复运动的加速减速实践要求不大于0.5s。试设计该液压系统。  工况分析 负载分析 切削推力： =12000N 静摩擦力： =G=0.2×20000=4000N 动摩擦力： =G=0.1×20000=2000N 启动惯性力： =680.27N 液压缸的推力 启动推力： = /η= 4444.44N 加速推力： =（+）/η=2978.08N 快进推力： = /η=2222.22N 工进推力： =（+ ）/η=15555.55N 反向启动过程作用力与F启、F加、F快大小相同，方向相反。 液压缸在各工作阶段的负载（单位：N） 工况 负载组成 负载值F 总机械负载=F/ 起动 = 4000N 4444.44N 加速 =+ 2680.27N 2978.08N 快进 = 2000N 2222.22 N 工进 =+ 14000N 15555.55N 反向起动 = 4000N 4444.44 N 加速 =+ 2680.27 N 2978.08N 快退 = 2000 N 2222.22N 工况运行图如下： 1大流量泵 2小流量泵 3单向阀 4顺序阀 5溢流阀 6三位四通电磁换向阀 7单向阀 8调速阀 9液控单向阀 10行程阀 11压力继电器 12液压缸 13行程开关 14溢流阀 液压缸计算 选取工作压力及背压力 =15555.55N,选取=4MPa，为防止加工结束动力头突然前冲, 设回油有背压阀或调速阀，取背压=0.8MPa。 取液压缸无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的2倍 式中：F ——负载力 ?m——液压缸机械效率 ——液压缸无杆腔的有效作用面积 ——液压缸有杆腔的有效作用面积 p1——液压缸无杆腔压力 p2——液压有无杆腔压力 快进和快退速度V1=V2=6m/min，工进速度V2=0.5m/min，相差很大,应进行差动换接,因此,根据已知参数,液压缸无杆腔的有效作用面积可计算为 液压缸缸筒直径为 =7.42mm 由于有前述差动液压缸缸筒和活塞杆直径之间的关系，d = 0.707D，因此活塞杆直径为d=0.707×7.42 =5.25mm，根据GB/T2348—1993对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm，活塞杆直径为d=50mm。 液压缸各截面积 此时液压缸两腔的实际有效面积分别为： 按最低工进速度验算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量q=0.05L/min因工进速度为0.05m/min为最小速度，则有≥q/v=50/5=10 因为=50.27≥10，满足最低速度的要求。 计算液压缸各工作阶段压力、流量和功率 根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸