臥式鉆鏜組合機(jī)床的液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)336KtDOC

1、1、設(shè)計(jì)的臥式鉆鏜組合機(jī)床的液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)要求完成:快進(jìn)工進(jìn)快退停止；切削推力25000n，快進(jìn)行程400mm,工進(jìn)行程50mm，v快=6m/min、v工進(jìn)=0.05-0.10m/min,運(yùn)動(dòng)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(dòng)摩擦系數(shù)：fd=0.1， 液壓缸機(jī)械效率：，快速起動(dòng)時(shí)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(jìn)。b、快進(jìn)：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(dòng)換接）c：工進(jìn)：3ya通電，切斷差動(dòng)油路，快

3、進(jìn)行程到位，擋鐵壓下行程閥8，切斷快進(jìn)油路，3ya通電，切斷差動(dòng)油路，快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，液壓系統(tǒng)工作壓力升高到溢流閥5調(diào)定壓力，進(jìn)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(jìn)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(dòng)摩擦力： fd= fdg=啟動(dòng)慣性力： fg=（2）、液壓缸的推力（液壓缸效率）啟動(dòng)推力： f啟= fj/= 加速推力： f加=（fd+fg）/=快進(jìn)推力： f快=

5、fd/工進(jìn)推力： f工=（f切+ fd）/=反向啟動(dòng)過程作用力與f啟、f加、f快大小相同，方向相反。工況運(yùn)行圖如下： 圖4-18：臥式鉆鏜組合機(jī)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(dòng)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(jī)床液壓缸力的平衡圖f=p1a1- p2a2= a1（p1- p2 a2/ a1） 快進(jìn)速度v快=m/min，工進(jìn)速度v工進(jìn)=0.

6、0m/min,相差很大,應(yīng)進(jìn)行差動(dòng)換接,取k= a2/ a1=.,則： 取液壓缸筒標(biāo)準(zhǔn)值：d= d 取活塞桿標(biāo)準(zhǔn)值： d= 4、認(rèn)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(jì)算壁厚： 額定工作壓力： pn=.mpa16mpa 試驗(yàn)壓力為： py=1.5pn=1.53.4=5.1mpa許用應(yīng)力?。?（ 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(fù)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(xì)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(fù)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(jìn)：= = =工進(jìn)=： 10、液壓缸的負(fù)載、壓力、流量、功率的工況表工況負(fù) 載（n）液壓缸計(jì)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(jìn)差動(dòng)啟動(dòng) p1=(fi+pa2)/a3加速恒速 q=(a1-a2)v快p=p1q工進(jìn) p1=(fi+p2a2)/a1q=v工a1p=p1q工快退啟動(dòng)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(jì)計(jì)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(shí)用經(jīng)驗(yàn)，夾緊支撐系數(shù)f1=0.2，f2=0.7根據(jù)實(shí)用經(jīng)驗(yàn)，推薦夾緊工作壓力p夾20105pa 取兩個(gè)液壓缸筒直徑標(biāo)準(zhǔn)值：d=設(shè)定活塞桿承受拉力，取活塞桿標(biāo)準(zhǔn)直徑： d=q夾=四、設(shè)計(jì)臥式鉆鏜組合機(jī)床的液壓動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)圖電磁鐵動(dòng)作表動(dòng)作1ya2ya3ya4ya5ya6yadp1dp2工件夾緊 快進(jìn) 工進(jìn)快退 工件松夾 五、液壓元件設(shè)計(jì)計(jì)算與選擇1、液壓泵工作壓力、流量、驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算（1）、高壓小流量泵工作壓力計(jì)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(jìn)口節(jié)流調(diào)速，設(shè)定工進(jìn)最大壓力損失為，則（2）、低壓大流量泵工作壓力計(jì)算低壓大流量泵的快速進(jìn)退工作表得知快退工作壓力為，高于快進(jìn)工作壓力取為快速進(jìn)給工作壓力, 設(shè)定快進(jìn)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(jìn)給流量為工進(jìn)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(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率從液壓缸的負(fù)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(jìn)退最大工作壓力：，取電機(jī)效率：，則電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率為選型交流異步電動(dòng)機(jī)。2、確定液壓缸的輸入輸出流量和移動(dòng)速度工步輸

10、入流量l/min輸出流量l/min移動(dòng)速度 m/min快進(jìn)工進(jìn)快退3、根據(jù)工作壓力和通流量選取液壓元件序號(hào)元件名稱 實(shí)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(biāo)）3、油管尺寸按標(biāo)準(zhǔn)化元件計(jì)算液壓油管內(nèi)徑尺寸如下：= 取液壓油管內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核a、進(jìn)油路壓力損失經(jīng)計(jì)算油管內(nèi)徑d=，液壓裝置未安裝前，設(shè)置進(jìn)、回油管長度l=.m,選取l-an32號(hào)機(jī)油400c的運(yùn)動(dòng)粘度1）、進(jìn)油路流態(tài)判別為層流2）、進(jìn)油路沿程阻力損失3）、進(jìn)油路局部阻力損失4）、進(jìn)油路液壓閥阻力損失5）、進(jìn)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(jìn)總壓力損失d、系統(tǒng)快進(jìn)液壓泵工作壓力系統(tǒng)快進(jìn)工作性能穩(wěn)定可靠。（2）、系統(tǒng)工進(jìn)液壓泵工作壓力穩(wěn)定性校核a、系統(tǒng)工進(jìn)液壓泵壓力損失工進(jìn)流量，其沿程、局部壓力損失可

13、略去不計(jì)，只有調(diào)速閥、背壓閥的壓力損失納入計(jì)算如下：b、系統(tǒng)工進(jìn)高壓小流量液壓泵工作壓力系統(tǒng)工進(jìn)工作性能穩(wěn)定可靠。（3）、校核系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率選型交流異步電動(dòng)機(jī)，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(jìn)、工進(jìn)、快退時(shí)間由設(shè)計(jì)依據(jù)，主液壓缸快進(jìn)行程cm,工進(jìn)行程cm，則快進(jìn)時(shí)間：工進(jìn)時(shí)間：快退時(shí)間：2）、快進(jìn)、工進(jìn)、快退所占的時(shí)間效率快進(jìn)時(shí)間效率： 工進(jìn)時(shí)間效率：快退時(shí)間效率： 快進(jìn)快退占進(jìn)給決時(shí)間的16.36%，系統(tǒng)熱能穩(wěn)定性校核主要校核工進(jìn)時(shí)區(qū)。3）、系統(tǒng)工進(jìn)效率系統(tǒng)輸出功率：系統(tǒng)輸入功率：系統(tǒng)工進(jìn)效率：（2）、系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核工進(jìn)時(shí)間30.00s，占總

14、進(jìn)給時(shí)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(jìn)負(fù)載：f工=（f切+ fd）/=大進(jìn)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(jì)。設(shè)計(jì)說明書要求完成：（1）、求出液壓缸快進(jìn)、工進(jìn)、快退推力，繪制快進(jìn)、工進(jìn)、快退工作循環(huán)圖，繪制快進(jìn)、工進(jìn)、快退液壓缸推力循環(huán)圖，繪制快進(jìn)、工進(jìn)、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(jìn)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(jì)參數(shù) a、按機(jī)床選取工作壓力（pmpa）磨床 車、鏜、銑 珩磨 組合機(jī)床 運(yùn)輸機(jī)械 拉床、龍門刨2 2-4 2-5 3-5 7 10b、按負(fù)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(bǔ)油的閉式液壓回路： （1.01.5）mpa、以有桿腔作工作腔時(shí) 其中 式中：p1為缸工作腔的工作壓力，可根據(jù)機(jī)床類型或負(fù)載的大小來確定；fmax為最大作用負(fù)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(shí)， d=0.50.55d受壓及拉 5mpapi7mpa時(shí) d=0.60.7d受壓及拉 pi7mpa時(shí) 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(shí)分薄壁和厚壁兩種情況，當(dāng)d/10時(shí)為薄壁，壁厚按下式

17、進(jìn)行校核： 式中：d為缸筒內(nèi)徑；pt為缸筒試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸的額定壓力pn16mpa時(shí)，取py=1.5pn，py為液壓缸的試驗(yàn)壓力；當(dāng)pn16mpa時(shí)，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(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。當(dāng)d/10時(shí)為厚壁，缸筒壁厚按下式校核：在使用式(4-37)、式(4-38)進(jìn)行校核時(shí)，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(jī)床設(shè)計(jì)參數(shù)負(fù)載在此20000n-30000n時(shí)工作壓力p=（30-40）105pa負(fù)載在此30000n-40000n時(shí)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(jī)床、四柱萬能壓機(jī)，液壓剪板機(jī)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(jī)主液壓缸和頂出液壓缸不同時(shí)運(yùn)動(dòng)，以防發(fā)生誤動(dòng)；3、 液壓系統(tǒng)應(yīng)有合適的