臥式鉆鏜組合機(jī)床液壓動(dòng)力液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、目錄1工況分析51.1 負(fù)載分析51.2 液壓缸的推力52液壓缸計(jì)算62.1選取工作壓力及背壓力62.2液壓缸各截面積72.3計(jì)算液壓缸各工作階段壓力、流量和功率83、設(shè)計(jì)臥式鉆鏜組合機(jī)床的液壓動(dòng)力滑臺(tái)電磁鐵動(dòng)作表94、液壓元件設(shè)計(jì)計(jì)算與選擇104.1液壓泵工作壓力、流量、驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算104.2電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率104.3油管尺寸124.4油箱容積125液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證125.1工進(jìn)時(shí)的壓力損失驗(yàn)算和小流量泵壓力的調(diào)整125、2局部壓力損失135.3系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核146總結(jié)15臥式鉆鏜組合機(jī)床的液壓動(dòng)力液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的目的和要求： (1）工作循環(huán)：“快進(jìn)工進(jìn)死擋鐵停留快退原位停

2、止”。(2)設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式鉆鏜類組合機(jī)床動(dòng)力頭的液壓系統(tǒng)，動(dòng)力頭的工作循環(huán)是：快進(jìn)工進(jìn)死擋鐵停留快退原位停止的工作循環(huán)。動(dòng)力頭的最大切削力FL=12000N， 動(dòng)力頭自重FG=20000N，快速進(jìn)、退速度為6m/min，快進(jìn)行程為300mm，工進(jìn)速度要求在能在0.021.2m/min范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速，行程為100mm，導(dǎo)軌型式為平導(dǎo)軌，其靜摩擦系數(shù)fs=0,2，動(dòng)摩擦系數(shù)fd=0,1，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的加減速時(shí)間t=0.3s臥式鉆鏜組合機(jī)床的液壓動(dòng)力液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)1工況分析1.1 負(fù)載分析切削推力： =12000N靜摩擦力： =G=0.220000=4000N動(dòng)摩擦力： =G=0.120000=2000

3、N啟動(dòng)慣性力： =680.27N1.2 液壓缸的推力啟動(dòng)推力： = /= 4444.44N加速推力： =（+）/=2978.08N快進(jìn)推力： = /=2222.22N工進(jìn)推力： =（+ ）/=15555.55N反向啟動(dòng)過(guò)程作用力與F啟、F加、F快大小相同，方向相反。液壓缸在各工作階段的負(fù)載（單位：N）工況負(fù)載組成負(fù)載值F總機(jī)械負(fù)載=F/起動(dòng)=4000N4444.44N加速=+2680.27N2978.08N快進(jìn)=2000N2222.22 N工進(jìn)=+14000N15555.55N反向起動(dòng)=4000N4444.44 N加速=+2680.27 N2978.08N快退=2000 N2222.22N工況

4、運(yùn)行圖如下：2液壓缸計(jì)算2.1選取工作壓力及背壓力=15555.55N,選取=4MPa，為防止加工結(jié)束動(dòng)力頭突然前沖, 設(shè)回油有背壓閥或調(diào)速閥，取背壓=0.8MPa。取液壓缸無(wú)桿腔有效面積等于有桿腔有效面積的2倍式中：F 負(fù)載力 hm液壓缸機(jī)械效率 液壓缸無(wú)桿腔的有效作用面積 液壓缸有桿腔的有效作用面積 p1液壓缸無(wú)桿腔壓力 p2液壓有無(wú)桿腔壓力快進(jìn)和快退速度V1=V2=6m/min，工進(jìn)速度V2=0.5m/min，相差很大,應(yīng)進(jìn)行差動(dòng)換接,因此,根據(jù)已知參數(shù),液壓缸無(wú)桿腔的有效作用面積可計(jì)算為液壓缸缸筒直徑為=7.42mm由于有前述差動(dòng)液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系，d = 0.707D，

5、因此活塞桿直徑為d=0.7077.42 =5.25mm，根據(jù)GB/T23481993對(duì)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為D=80mm，活塞桿直徑為d=50mm。2.2液壓缸各截面積此時(shí)液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積分別為：按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量q=0.05L/min因工進(jìn)速度為0.05m/min為最小速度，則有q/v=50/5=10因?yàn)?50.2710，滿足最低速度的要求。2.3計(jì)算液壓缸各工作階段壓力、流量和功率根據(jù)液壓缸的負(fù)載圖和速度圖以及液壓缸的有效面積，可以算出液壓缸工作過(guò)程各階段的壓力，流量和功率，在計(jì)算工進(jìn)時(shí)背壓

6、力=0.8MPa，快退時(shí)背壓力按=0.5MPa。工作循環(huán)計(jì)算公式負(fù)載F進(jìn)油壓力回油壓力所需流量Q輸入功率PNMPaMPaL/minkW差動(dòng)快進(jìn)=(F+p A2)/（-）Q=v（-）P=Q2222.221.912.4111.780.375工進(jìn)=(F+)/Q=P= Q15555.553.360.80.300.0168快退=(F+)/ Q=P= Q2222.221.680.518.780.526注：1.差動(dòng)連接時(shí)，液壓缸的回油口之間的壓力損失，而。2. 快退時(shí)，液壓缸有桿腔進(jìn)油，壓力為，無(wú)桿腔回油，壓力為。3、設(shè)計(jì)臥式鉆鏜組合機(jī)床的液壓動(dòng)力滑臺(tái)電磁鐵動(dòng)作表電磁鐵動(dòng)作表動(dòng)作1YA2YA3YA4YA工件

7、夾緊快進(jìn)工進(jìn)快退工件松夾4、液壓元件設(shè)計(jì)計(jì)算與選擇4.1液壓泵工作壓力、流量、驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算工進(jìn)階段液壓缸工作壓力最大，取進(jìn)油總壓力損失=0.5MPa,壓力繼電器可靠動(dòng)作需要壓力差0.5MPa,則液壓泵最高工作壓力=+0.5MPa=4.36MPa因此泵的額定壓力1.254360000Pa=5.45MPa工進(jìn)時(shí)所需要流量最小是0.30L/min,設(shè)溢流閥最小流量為3.0L/min,則小流量泵的流量（1.10.30+3.0）L/min=3.33L/min快進(jìn)快退時(shí)液壓缸所需的最大流量為18.78L/min,則泵總流量=1.118.78L/min=20.66L/min。即大流量泵的流量-=（14.2-

8、2.775）L/min=17.33L/min根據(jù)上面計(jì)算的壓力和流量，查產(chǎn)品樣本，選用YB-4/12型的雙聯(lián)葉片泵，該泵額定壓力6.3MPa，額定轉(zhuǎn)速960r/min4.2電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率系統(tǒng)為雙泵共有系統(tǒng)，其中小泵的流量=（/60）/s=0.0000667/s大泵流量=（0.012/60）/s=0.0002/s差動(dòng)快進(jìn)，快退時(shí)的兩個(gè)泵同時(shí)向系統(tǒng)供油；工進(jìn)時(shí)，小泵向系統(tǒng)供油，大泵卸載。差動(dòng)快進(jìn)時(shí)小泵的出口壓力損失0.45MPa，大泵出口損失0.15MPa。小泵出口壓力=1.3MPa(總功率=0.5)大泵出口壓力=1.45MPa（總功率=0.5)電動(dòng)機(jī)功率=/+/=0.753Kw工進(jìn)時(shí)調(diào)速閥所需

9、要最小壓力差為0.5MPa。壓力繼電器可靠需要?jiǎng)恿Σ?.5MPa。因此工進(jìn)時(shí)小泵的出口壓力=+0.5+0.5=4.36Pa.大泵的卸載壓力取=0.2MPa小泵的總功率=0.565；大泵總功率=0.3電動(dòng)機(jī)功率=/+/=0.648Kw快退時(shí)小泵出口壓力=1.65MPa(總功率=0.5)大泵出口壓力=1.8MPa(總功率=0.51)電動(dòng)機(jī)功率=/+/=0.926Kw快退時(shí)所需的功率最大。根據(jù)查樣本選用Y90L-6異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率1.1Kw。額定轉(zhuǎn)速910r/min。4.3油管尺寸根據(jù)選定的液壓閥的鏈接油口尺寸確定油管?？爝M(jìn)快退時(shí)油管內(nèi)通油量最大，其實(shí)際流量為泵的額定流量的兩倍32L/min，

10、則液壓缸進(jìn)出油管直徑d按產(chǎn)品樣本，選用內(nèi)徑為15mm，外徑為19mm的10號(hào)冷拔鋼管。4.4油箱容積油箱容積按公式計(jì)算，當(dāng)取K為6時(shí)，求得其容積為V=716=112L，按矩形油箱規(guī)定，取最靠近的標(biāo)準(zhǔn)值V=135L5液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性論證5.1工進(jìn)時(shí)的壓力損失驗(yàn)算和小流量泵壓力的調(diào)整工進(jìn)時(shí)的壓力損失的驗(yàn)算及泵壓力的調(diào)整工進(jìn)時(shí)管路的流量?jī)H為0.25L/min,因此流速很小，所以沿程壓力損失和局部損失都非常小，可以忽略不計(jì)。這時(shí)進(jìn)油路上僅考慮調(diào)速閥的損失0.5MPa，回油路上只有背壓閥損失，小流量泵的調(diào)整壓力=+0.5+0.5=4.36MPa即小流量泵的溢流閥6應(yīng)按此壓力調(diào)整?？焱藭r(shí)的壓力損失的驗(yàn)算及泵

11、壓力的調(diào)整快退時(shí)進(jìn)油管和回油管長(zhǎng)度為1.8m，有油管直徑d=0.015m，通過(guò)的流量為進(jìn)油路=16L/min=，回油路=32L/min=。液壓系統(tǒng)選用N32號(hào)液壓油，考慮最低工作溫度為15，有手冊(cè)查出此時(shí)油的運(yùn)黏度V=1.5st=1.5，油的密度P=900kg/，液壓系統(tǒng)元件采用集成塊式的配置形式則進(jìn)油路中的液流雷諾數(shù)為R=10000vd/r=1512300回油路中液流的雷諾數(shù)為R=3022300由上可知，進(jìn)回油路的流動(dòng)都是層流進(jìn)油路上，流速則壓力損失為=64lp/2Rd=0.052MPa在回油路上，流速為進(jìn)油路速的兩倍即V=3.02m/s，則壓力損失為=1.04MPa5、2局部壓力損失元件名

12、稱額定流量實(shí)際流量額定壓力損失實(shí)際壓力損失單向閥5251620.046三位四通電磁閥7631640.026二位二通電磁閥8631640.103順序閥631640.026取集成塊進(jìn)油路的壓力損失0.03MPa，回油路壓力損失為0.05MPa，則進(jìn)油路和回油路總的壓力損失為=0.052+0.046+0.026+0.103+0.03=0.257MPa=0.104+0.082+0.026+0.082+0.026+0.05=0.348MPa快退負(fù)載時(shí)液壓缸負(fù)載F=1111.11N，則快退時(shí)液壓缸的工作壓力=（F+）/=0.934MPa快退時(shí)工作總壓力為=1.19MPa大流量泵卸載閥的調(diào)整壓力應(yīng)大于1.1

13、9MPa綜上，各種工況下世紀(jì)壓力損失都小于初選的壓力損失值，而且比較接近，說(shuō)明液壓系統(tǒng)滿足要求5.3系統(tǒng)熱能工況的穩(wěn)定性校核系統(tǒng)的主要發(fā)熱是在工進(jìn)階段造成的工進(jìn)時(shí)輸入功率：=648w工進(jìn)時(shí)液壓缸的輸出功率：=Fv=15555.550.00265)W=41.22W系統(tǒng)總發(fā)熱功率=-=606.78W已知油箱容積V=135L，則油箱近似散熱面積AA=1.71假定通風(fēng)良好，取消散熱系數(shù)=0.015Kw/()可得油液升溫為=24.79設(shè)環(huán)境溫度=25則熱平衡溫度為T=+=49.7955所以油箱散熱可達(dá)到要求。6總結(jié)為期兩周的實(shí)訓(xùn)就這樣結(jié)束了，這兩周讓我收獲了不少。本次實(shí)訓(xùn)主要內(nèi)容是臥式鉆鏜組合機(jī)床的液壓動(dòng)力液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，安裝與調(diào)試。當(dāng)然其中還學(xué)習(xí)了畫圖等一些與自己專業(yè)關(guān)聯(lián)的知識(shí)。我們組分工比較明確，總的來(lái)說(shuō)我們組比較好的完成了既定任務(wù)。每個(gè)人都很好的完成了自己的任務(wù)，還都不時(shí)去幫助組員弄清楚一些問(wèn)題。 實(shí)訓(xùn)讓我了解了液壓元件，液壓系統(tǒng)以及液壓原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。本次實(shí)訓(xùn)脫離不了集體的力量，遇到問(wèn)題和同學(xué)互相討論交流。多和同學(xué)討論。我們?cè)谧鰧?shí)訓(xùn)項(xiàng)目的過(guò)程中要不停的討論問(wèn)題，這樣，我們組員可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會(huì)使在做的過(guò)