臥式鉆鏜組合機床的液壓動力滑臺液壓系統(tǒng)課程設(shè)計336KtDOC

1、1、設(shè)計的臥式鉆鏜組合機床的液壓動力滑臺液壓系統(tǒng)要求完成:快進工進快退停止；切削推力25000n，快進行程400mm,工進行程50mm，v快=6m/min、v工進=0.05-0.10m/min,運動部件重g=9800n,試確定液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸。靜摩擦系數(shù)：fj=0.2，動摩擦系數(shù)：fd=0.1， 液壓缸機械效率：，快速起動時間不大于0.2s. 1、大泵，2、小泵，3、濾油器，4、外控順序閥，5、15、單向閥， 6、溢流閥，7、電液換向閥，8、單向行程調(diào)速閥，9、壓力繼電器，10、主液壓缸，11、二位三通電磁換向閥，12、背大壓閥，13、二位二通換向閥，14、減壓閥，16、帶定位裝置的二位四通電磁

2、換向閥，17、單向順序閥，18、定位液壓缸，19、夾緊液壓缸a、工件夾緊：5ya通電（1）、先定位：壓力油減壓閥14單向閥15電磁閥定位缸19無桿腔定位缸19有桿腔電磁閥油箱（2）、再夾緊工件定位后，壓力油升高到單向順序閥開啟的壓力，單向順序閥開啟，壓力油單向順序閥夾緊缸18無桿腔夾緊缸18有桿腔電磁閥油箱 工件夾緊到位，壓力油壓力升高到壓力繼電器調(diào)定壓力，繼電器發(fā)信，1ya通電，主系統(tǒng)快進。b、快進：1ya通電，電液換向閥左位工作， 大泵單向閥5電液換向閥7行程閥14主液壓缸無桿腔小泵2 液壓缸有桿腔電磁閥11電液換向閥7單向行程調(diào)速閥8主缸（差動換接）c：工進：3ya通電，切斷差動油路，快

3、進行程到位，擋鐵壓下行程閥8，切斷快進油路，3ya通電，切斷差動油路，快進轉(zhuǎn)工進，液壓系統(tǒng)工作壓力升高到溢流閥5調(diào)定壓力，進油路高壓油切斷單閥5供油路,打開外控順序閥4，大泵卸荷，接通經(jīng)背壓閥12通油箱油路。大泵外控順序閥5（卸荷閥）油箱（大泵卸荷）小泵2電液換向閥7單向行程調(diào)速閥8主液壓缸無桿腔主液壓缸有桿腔電磁閥11電液換向閥7背壓閥12油箱d、快退：1ya斷電，2ya、3ya、4ya通電工進結(jié)束，液壓缸碰上死擋鐵，壓力升高到壓力繼電器調(diào)定壓力，壓力繼電器發(fā)出信息，1ya斷電，2ya、3ya、4ya通電大泵單向閥5電液換向閥7電磁閥11主液壓缸有桿腔小泵2 主液壓缸無桿腔單向行程調(diào)速閥8電

4、液換向閥7電磁閥13油箱小泵2 主液壓缸無桿腔快退到位碰行程開關(guān)，行程開關(guān)發(fā)信，6ya通電，下步工件松夾。e、工件松夾：6ya通電壓力油減壓閥14單向閥15電磁閥定位缸19和定位缸18的有桿腔定位缸19無桿腔電磁閥油箱夾緊缸18無桿腔單向順序閥的單向閥電磁閥油箱工件松夾后發(fā)出信息，操作人員取出工件。一、行工況分析，確定液壓缸推力1、工況分析及液壓缸的推力：（1）、工況分析切削推力： f切=25000n靜摩擦力： fj= fjg=動摩擦力： fd= fdg=啟動慣性力： fg=（2）、液壓缸的推力（液壓缸效率）啟動推力： f啟= fj/= 加速推力： f加=（fd+fg）/=快進推力： f快=

5、fd/工進推力： f工=（f切+ fd）/=反向啟動過程作用力與f啟、f加、f快大小相同，方向相反。工況運行圖如下： 圖4-18：臥式鉆鏜組合機床液壓缸工況圖二、確定液壓缸工作壓力、結(jié)構(gòu)尺寸、初定液壓缸流量2、選取工作壓力及背壓力f工=n 在-n之間,p1=3-4mpa 選取,p1=.mpa，為防止加工結(jié)束動力頭突然前沖, 設(shè)回油路有背壓閥或調(diào)速閥，取背壓p2=0.8 mpa。3、確定液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸取液壓缸無桿腔作工作腔列液壓缸力的平衡方程：圖4-19：臥式鉆鏜組合機床液壓缸力的平衡圖f=p1a1- p2a2= a1（p1- p2 a2/ a1） 快進速度v快=m/min，工進速度v工進=0.

6、0m/min,相差很大,應(yīng)進行差動換接,取k= a2/ a1=.,則： 取液壓缸筒標準值：d= d 取活塞桿標準值： d= 4、認證液壓缸筒壁厚中低壓液壓系統(tǒng),由其切削加工性能確定液壓缸筒壁厚，按薄壁圓筒計算壁厚： 額定工作壓力： pn=.mpa16mpa 試驗壓力為： py=1.5pn=1.53.4=5.1mpa許用應(yīng)力取： （ 取安全系數(shù)n=5） 5、定液壓缸筒的長度活塞桿工作行程：活塞桿伸出長度不少于 取活塞桿長 取液壓缸筒長：l= 6、求最少活塞桿直徑取 比80少.倍,穩(wěn)定性足夠安全可靠。7、校核活塞桿的穩(wěn)定性（1）、求活塞桿的臨界半徑 （2）、求活塞桿的臨界負載 選用45#鋼，取其柔

7、性系數(shù)液壓缸的安裝方式采用一端固定,一端自由,其末端系數(shù)活塞桿細長比： ?。?45#鋼的彈性模量：取活塞桿橫截面慣性矩：活塞桿伸出長度：l=該液壓缸活塞桿的穩(wěn)定性能好,可靠性高。（3）、求活塞桿臨界負載的安全系數(shù)其安全系數(shù)：nk=8、液壓缸各截面積9、初定液壓缸流量快進：= = =工進=： 10、液壓缸的負載、壓力、流量、功率的工況表工況負 載（n）液壓缸計算公式油壓力p1105回油壓力p2105輸入流量q(l/min)入功率p(kw)快進差動啟動 p1=(fi+pa2)/a3加速恒速 q=(a1-a2)v快p=p1q工進 p1=(fi+p2a2)/a1q=v工a1p=p1q工快退啟動加速恒速

8、 p1=(fi+p2a1)/a2 q=a2v快 p=p2q三、確定定位夾緊液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸及流量1、定位夾緊力設(shè)計計算k1安全系數(shù)k2加工系數(shù)k3刀具鈍化系數(shù)k4斷位切削系數(shù)根據(jù)實用經(jīng)驗，夾緊支撐系數(shù)f1=0.2，f2=0.7根據(jù)實用經(jīng)驗，推薦夾緊工作壓力p夾20105pa 取兩個液壓缸筒直徑標準值：d=設(shè)定活塞桿承受拉力，取活塞桿標準直徑： d=q夾=四、設(shè)計臥式鉆鏜組合機床的液壓動力滑臺的液壓系統(tǒng)圖電磁鐵動作表動作1ya2ya3ya4ya5ya6yadp1dp2工件夾緊 快進 工進快退 工件松夾 五、液壓元件設(shè)計計算與選擇1、液壓泵工作壓力、流量、驅(qū)動功率計算（1）、高壓小流量泵工作壓力計算

9、高壓小流量泵工作循環(huán)過程中，最大工作壓力，采用調(diào)速閥進口節(jié)流調(diào)速，設(shè)定工進最大壓力損失為，則（2）、低壓大流量泵工作壓力計算低壓大流量泵的快速進退工作表得知快退工作壓力為，高于快進工作壓力取為快速進給工作壓力, 設(shè)定快進最大壓力損失為，則：（3）、液壓泵的流量及規(guī)格由工況表得知快速進給流量為工進最大流量，溢流閥最少穩(wěn)定流量為，即高壓小流量泵的流量最少要，選yb-d/,額定壓力，轉(zhuǎn)速。（4）、電動機的驅(qū)動功率從液壓缸的負載、壓力、流量、功率的工況表得知，液壓缸最大輸出功率為：快速進退最大工作壓力：，取電機效率：，則電動機的驅(qū)動功率為選型交流異步電動機。2、確定液壓缸的輸入輸出流量和移動速度工步輸

10、入流量l/min輸出流量l/min移動速度 m/min快進工進快退3、根據(jù)工作壓力和通流量選取液壓元件序號元件名稱 實際通流量元件規(guī)格 數(shù)量 備註01 雙聯(lián)葉片泵 l/min yb-d36/5 102 濾油器 l/min wu-63f 103 油箱l/min（容積） 1 自制（300l/min）04 外控順序閥 l/min x4f-b20d-y1 105 單向閥 l/min df-b20h2 106 先導(dǎo)式溢流閥l/min yfb6b 107 電液換向閥l/min 34eyob25h-t 108 單向程行調(diào)速閥1l/min 1qca3-d16 109 壓力繼電 dp-63型 210 液壓缸（主

11、缸） 1 11 電磁換向閥 l/min 23e1b25c 112 p型背壓閥1l/min p-d6b 113 電磁閥 l/min 22e1b25c 114 減壓閥l/min jf3-c10b 115 單向閥 l/min df-b10h2 116 電磁換向閥l/min 24eb10h-zz 117 單向順序閥19l/min xd2f-b10e-y1 118 夾緊液壓缸119 定位液壓缸120 壓力表開關(guān)yk2-6 1 （圖上未標）3、油管尺寸按標準化元件計算液壓油管內(nèi)徑尺寸如下：= 取液壓油管內(nèi)徑標準值 d=20 （外徑 d=25）4、油箱容積v=六、液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證1、液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校

12、核（1）、系統(tǒng)快進液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核a、進油路壓力損失經(jīng)計算油管內(nèi)徑d=，液壓裝置未安裝前，設(shè)置進、回油管長度l=.m,選取l-an32號機油400c的運動粘度1）、進油路流態(tài)判別為層流2）、進油路沿程阻力損失3）、進油路局部阻力損失4）、進油路液壓閥阻力損失5）、進油路總阻力損失b、回油路壓力損失1）、回油路流態(tài)判別為層流2）、回油路沿程阻力損失3）、回油路局部阻力損失4）、回油路液壓閥阻力損失5）、回油路總阻力損失c、系統(tǒng)快進總壓力損失d、系統(tǒng)快進液壓泵工作壓力系統(tǒng)快進工作性能穩(wěn)定可靠。（2）、系統(tǒng)工進液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核a、系統(tǒng)工進液壓泵壓力損失工進流量，其沿程、局部壓力損失可

13、略去不計，只有調(diào)速閥、背壓閥的壓力損失納入計算如下：b、系統(tǒng)工進高壓小流量液壓泵工作壓力系統(tǒng)工進工作性能穩(wěn)定可靠。（3）、校核系統(tǒng)驅(qū)動電機功率選型交流異步電動機，系統(tǒng)可靠性穩(wěn)定。2、系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核（1）、系統(tǒng)效率1）、快進、工進、快退時間由設(shè)計依據(jù)，主液壓缸快進行程cm,工進行程cm，則快進時間：工進時間：快退時間：2）、快進、工進、快退所占的時間效率快進時間效率： 工進時間效率：快退時間效率： 快進快退占進給決時間的16.36%，系統(tǒng)熱能穩(wěn)定性校核主要校核工進時區(qū)。3）、系統(tǒng)工進效率系統(tǒng)輸出功率：系統(tǒng)輸入功率：系統(tǒng)工進效率：（2）、系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核工進時間30.00s，占總

14、進給時間35.87s的83.64%，是系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核區(qū)域。液壓缸工進負載：f工=（f切+ fd）/=大進給速度：系統(tǒng)輸出功率：系統(tǒng)輸入功率：系統(tǒng)能耗功率：系統(tǒng)工質(zhì)升高的溫度：通過校核，該液壓系統(tǒng)在夏季具有良好的工作穩(wěn)定性，符合可靠性設(shè)計。設(shè)計說明書要求完成：（1）、求出液壓缸快進、工進、快退推力，繪制快進、工進、快退工作循環(huán)圖，繪制快進、工進、快退液壓缸推力循環(huán)圖，繪制快進、工進、快退液壓缸速度循環(huán)圖及液壓系統(tǒng)圖；（2）、確定液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸，液壓泵的流量，系統(tǒng)輸入輸出功率和系統(tǒng)的效率；（4）、列出液壓元件規(guī)格表（5）、進行液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性校核，確定液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)，油液發(fā)熱升溫狀態(tài)，其

15、中包括油箱體積；（6）、用3# 圖紙繪制液壓系統(tǒng)圖。第二部分、設(shè)計參數(shù) a、按機床選取工作壓力（pmpa）磨床 車、鏜、銑 珩磨 組合機床 運輸機械 拉床、龍門刨2 2-4 2-5 3-5 7 10b、按負載（牛頓（n）選工作壓力（pmpa）51045.0-7.0c、執(zhí)行元件的回油背壓回油路有節(jié)流閥的調(diào)速系統(tǒng)： (0.20.5)mpa回油路有背壓閥或調(diào)速閥的調(diào)速系統(tǒng)： （0.51.5）mpa采用輔助泵補油的閉式液壓回路： （1.01.5）mpa、以有桿腔作工作腔時 其中 式中：p1為缸工作腔的工作壓力，可根據(jù)機床類型或負載的大小來確定；fmax為最大作用負載。 (2)、活塞桿外徑d： 也可根據(jù)

16、活塞桿受力狀況來確定，受拉力 d=0.30.5d。受壓及拉 pi5mpa時， d=0.50.55d受壓及拉 5mpapi7mpa時 d=0.60.7d受壓及拉 pi7mpa時 d=0.7d(3)、缸筒長度l：缸筒長度l由最大工作行程長度加上各種結(jié)構(gòu)需要來確定，即：式中：為活塞的最大工作行程；b為活塞寬度，一般為(0.6-1)d;a為活塞桿導(dǎo)向長度，取(0.6-1.5)d;m為活塞桿密封長度，由密封方式定；c為其他長度。一般缸筒的長度最好不超過內(nèi)徑的20倍。另外，液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸還有最小導(dǎo)向長度h。3、缸筒壁厚校核 缸筒壁厚校核。缸筒壁厚校核時分薄壁和厚壁兩種情況，當d/10時為薄壁，壁厚按下式

17、進行校核： 式中：d為缸筒內(nèi)徑；pt為缸筒試驗壓力，當缸的額定壓力pn16mpa時，取py=1.5pn，py為液壓缸的試驗壓力；當pn16mpa時，取py=1.25pn；為缸筒材料的許用應(yīng)力，=b/n,b為材料的抗拉強度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。當d/10時為厚壁，缸筒壁厚按下式校核：在使用式(4-37)、式(4-38)進行校核時，若液壓缸缸筒與缸蓋采用半環(huán)連接，應(yīng)取缸筒壁厚最小處的值。1、組合機床設(shè)計參數(shù)負載在此20000n-30000n時工作壓力p=（30-40）105pa負載在此30000n-40000n時工作壓力p=（40-50）105pa液壓系統(tǒng)背壓閥背pb =(6-10) 105pa三、臥式鉆鏜組合機床、四柱萬能壓機，液壓剪板機的液壓系統(tǒng)的性能要求1、 主液壓缸應(yīng)具有良好的使用性能，可靠的安全可靠工作性能；2、 應(yīng)確保壓機主液壓缸和頂出液壓缸不同時運動，以防發(fā)生誤動；3、 液壓系統(tǒng)應(yīng)有合適的