臥式鉆床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

1、 機(jī)床液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說明書目錄1.負(fù)載分析22.繪制液壓工況（負(fù)載速度）圖33.初步確定液壓缸的參數(shù)33.1.初選液壓缸的工作壓力：33.2.計(jì)算液壓缸尺寸：43.3.計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量及功率：43.4.繪制液壓缸工況圖54.擬定液壓系54.1.選擇液壓回路54.2.液壓系統(tǒng)的組合55.液壓元件的計(jì)算和選擇75.1.確定液壓泵的容量及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率：75.2.液壓泵的流量75.3.選擇電動(dòng)機(jī)75.4.元件選擇85.5.確定管道尺寸85.6.確定油箱容積：86.管路系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算96.1.判斷油流狀態(tài)96.2.沿程壓力損失96.3.局部壓力損失107.液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫

2、升驗(yàn)算117.1.液壓泵的輸入功率117.2.有效功率117.3.系統(tǒng)發(fā)熱功率117.4.散熱面積117.5.油液溫升118.參考文獻(xiàn)：121. 負(fù)載分析1.切削力： Ft=16000N2.導(dǎo)軌摩擦阻力靜摩擦力： =0.2 20000 = 4000N動(dòng)摩擦力： = =0.120000 = 2000N3.慣性阻力（1）動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)慣性阻力,動(dòng)力滑臺(tái)啟動(dòng)加速、反向啟動(dòng)加速和快退減速制動(dòng)的加速度相等，（2）動(dòng)力滑臺(tái)快進(jìn)慣性阻力,動(dòng)力滑臺(tái)由于轉(zhuǎn)換到制動(dòng)是減速，取，液壓缸各動(dòng)作階段負(fù)載列表如下：工況計(jì)算公式液壓缸負(fù)載F（N）液壓缸推力（）啟動(dòng)F= 50005556加速F = + 63267029快進(jìn)F=

3、25002778工進(jìn)F=+1800020000制動(dòng)F = 24832759快退F=25002778制動(dòng)F = 13261473注：液壓缸機(jī)械效率：。2. 繪制液壓工況（負(fù)載速度）圖根據(jù)計(jì)算的液壓負(fù)載和各階段工作行程、速度，可繪制液壓缸的FT與Vt圖快進(jìn) =工進(jìn) = =快退 =液壓缸負(fù)載圖和速度圖3. 初步確定液壓缸的參數(shù)3.1. 初選液壓缸的工作壓力：組合機(jī)床液壓系統(tǒng)工作壓力，一般為（3050）Pa,這里選=44Pa,為防止鉆通孔時(shí)動(dòng)力滑臺(tái)發(fā)生前沖，液壓缸回油腔應(yīng)有背壓，背壓=2Pa。初步定快進(jìn)快退回油壓力損失=5Pa3.2. 計(jì)算液壓缸尺寸：選定液壓缸前、后腔有效面積比為2：1，則液壓缸無桿

4、腔工作面積= 取A1=50液壓內(nèi)徑 D=取標(biāo)準(zhǔn)值 D=8.0m活塞桿直徑 d=0.7D5.6m液壓缸尺寸取標(biāo)準(zhǔn)值之后的有效工作面積無桿腔面積 =x(8.0)=39有桿腔面積 = =(8.0)活塞桿面積 = -=13.43.3. 計(jì)算液壓缸在工作循環(huán)中各階段的壓力、流量及功率：表中為液壓缸的驅(qū)動(dòng)力。 液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量及功率見下表工況計(jì)算公式（N）（Pa）（Pa）Q（/s）P(N)快進(jìn)啟動(dòng)加速快進(jìn)=+Q= P=Q55567029277805541.457.425.70.20.514工進(jìn)=+Q= P=Q20000657.20.120.686快退啟動(dòng)加速快退制動(dòng)=+255567029

5、2778-14730521.727.415.8-0.750.30.7213.4. 繪制液壓缸工況圖液壓缸工況圖4. 擬定液壓系統(tǒng)4.1. 選擇液壓回路（1）調(diào)速方式的選擇鉆孔床工作時(shí)，要求低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好；速度負(fù)載性好，從圖a中可看出液壓缸快進(jìn)和工進(jìn)時(shí)功率都較小，負(fù)載變化也較小，因此采用調(diào)速閥的的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路。為防止工作負(fù)載突然消失（鉆通孔）引起前沖現(xiàn)象，在回油路上加背壓閥。（2）快速回路和速度換接方式的選擇我們選用差動(dòng)液壓缸實(shí)現(xiàn)“快，慢，快”的回路。圖b進(jìn)口節(jié)流一次進(jìn)給回路。（3）油源的選擇：系統(tǒng)特點(diǎn)從圖a 可看出快進(jìn)時(shí)低壓大流量時(shí)間短，工進(jìn)時(shí)高壓小流量時(shí)間長。所以采用雙聯(lián)葉片泵或限壓式

6、變量泵。4.2. 液壓系統(tǒng)的組合選擇基本回路后，按擬定液壓系統(tǒng)圖的幾個(gè)注意點(diǎn)，可以組成一個(gè)完整的系統(tǒng)圖。圖中為了使液壓缸快進(jìn)時(shí)實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接，工進(jìn)時(shí)主油路和回油路隔離，在系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)單向閥11及液控順序閥8，在液壓泵和電磁換向閥3的出口處，分別增設(shè)單向閥9和12，以免當(dāng)液壓系統(tǒng)較長時(shí)間不工作時(shí)，壓力油流回油箱，形成真空。為了過載保護(hù)或行程終了利用壓力繼電器13。組合成液壓系統(tǒng)圖組合的液壓系統(tǒng)圖。如圖所示。液壓系統(tǒng)圖5. 液壓元件的計(jì)算和選擇5.1. 確定液壓泵的容量及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率：（1）、計(jì)算液壓泵的工作壓力與流量：進(jìn)油壓力損失為57.2Pa，系統(tǒng)采用調(diào)速閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，選取進(jìn)油管壓力損失為

7、8 Pa，由于采用壓力繼電器，溢流閥的調(diào)整壓力一般應(yīng)比系統(tǒng)最高壓力大5Pa，所以泵的最高工作壓力為這是小流量泵的最高工作壓力（穩(wěn)定），即溢流閥的調(diào)整工作壓力液壓泵的公稱工作壓力為大流量泵只在快進(jìn)時(shí)向液壓缸輸出，液壓缸快退時(shí)的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，這時(shí)壓力油不通過調(diào)速閥，進(jìn)油路較簡單，但流經(jīng)管道和閥的油流量較大，取進(jìn)油路壓力損失為5Pa，所以快退時(shí)，泵的最高工作壓力為這是大流量泵的最高工作壓力，也是調(diào)整控順序閥7和8的參考數(shù)據(jù)。5.2. 液壓泵的流量由圖可知，最大流量在快進(jìn)時(shí)，其值為最小流量在工作時(shí)，其值為0.12，為了保證工進(jìn)時(shí)系統(tǒng)壓力較穩(wěn)定，應(yīng)考慮溢流閥有一定的最小流量，取最小溢流量為0.07

8、7，所以小流量泵應(yīng)取0.197。根據(jù)以上計(jì)算數(shù)值，選用公稱流量為0.2，0.15；公稱壓力為80的雙聯(lián)葉片泵。5.3. 選擇電動(dòng)機(jī)最大功率出現(xiàn)在快退階段最后選用功率為的標(biāo)準(zhǔn)型號電機(jī)。5.4. 元件選擇根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實(shí)際流量，選擇各液壓元件和輔助元件的規(guī)格。5.5. 確定管道尺寸由于系統(tǒng)采用液壓缸的差動(dòng)連接，油管內(nèi)通油量較大，實(shí)際流量，取允許流速，則主壓力油管d為元整取d=12cm，壁厚查表。選用的10號冷拔無縫鋼管。其它進(jìn)油管、回油管和吸油管，按元件連接口尺寸，測壓管選用紫鋼管。5.6. 確定油箱容積：所選液壓元件的說明編號元件名稱參數(shù)說明型號葉片泵Pa葉片泵Pa三位五通電磁閥

9、調(diào)速閥A x Q F- E 1 0 B溢流閥背壓閥液動(dòng)順序閥液動(dòng)順序閥單向閥單向閥單向閥單向閥壓力繼電器Pa壓力表開關(guān)Pa1濾油器公稱流量6. 管路系統(tǒng)壓力損失驗(yàn)算由于同類液壓系統(tǒng)的壓力損失值可以參考，所以一般不必驗(yàn)算壓力損失值詳細(xì)D=W=G圖=紙：三 二 1爸 爸 五 四 0 六全 套 資 料 低 拾10快起。下面僅驗(yàn)算工進(jìn)時(shí)管路壓力損失：進(jìn)、回油管長均為L1.5m，油管內(nèi)徑d=。通過流量Q=0.12/s，選用20號機(jī)械油，考慮最低工作溫度為15，v=1.5/s6.1. 判斷油流狀態(tài)=85<2320流動(dòng)狀態(tài)為層流6.2. 沿程壓力損失進(jìn)油路上回油路上（液壓缸）（如果采用沿程損失公式，結(jié)

10、果是一樣的）但由于是差動(dòng)油缸，所以回油路的壓力損失只有一半折合到進(jìn)油腔。6.3. 局部壓力損失系統(tǒng)采用集成塊的液壓裝置，僅考慮閥類元件和集成塊內(nèi)油路的壓力損失。下表為工進(jìn)時(shí)油流通過各種閥的流量和壓力損失。閥的流量和壓力損失編號名稱圖號實(shí)際流量Q/60/s公稱流量/60/s公稱壓力損失Pa12345單向閥三位五通電磁閥單向行程調(diào)速閥液動(dòng)順序閥液動(dòng)順序閥4.84.84.82.42.425252525102251.55各閥局部壓力損失之和取油流取油流通過集成塊時(shí)壓力損失這個(gè)數(shù)值加上液壓缸的工作壓力和壓力繼電器要求系統(tǒng)調(diào)高的壓力（取其值為5 Pa），可作為溢流閥調(diào)整壓力的參考數(shù)據(jù)。式中 液壓缸工進(jìn)時(shí)克

11、服外負(fù)載所需壓力= = 所以 p=(50+8.955+5) =63.955 pa這個(gè)數(shù)值比估算的溢流閥調(diào)整壓力值稍小。因此，主油路上元件和油管直徑均可不變7. 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱與溫升驗(yàn)算由圖可知，該系統(tǒng)主要工作時(shí)間是工進(jìn)工況。主要考慮工進(jìn)時(shí)的發(fā)熱，所以按工進(jìn)工況驗(yàn)算系統(tǒng)溫升。7.1. 液壓泵的輸入功率工進(jìn)時(shí)小流量泵的壓力，流量，小流量泵功率為工進(jìn)時(shí)大流量泵卸荷，順序閥的壓力損失，即大流量泵的工作壓力，流量，大流量泵功率為= = 雙聯(lián)泵總輸入功率=+=1202+30=12327.2. 有效功率工進(jìn)時(shí)，液壓缸的負(fù)載F=18000N ，取工進(jìn)速度v= 輸出功率=FV=18000x0.00167=30.

12、067.3. 系統(tǒng)發(fā)熱功率= + = 7.4. 散熱面積A=0.065=1.4477.5. 油液溫升 如果采用風(fēng)冷、取散熱系數(shù)設(shè)夏天室溫為30，則油溫為30+33.2=63.2，沒有超過最高允許油溫（50-70）8. 參考文獻(xiàn)：1、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊下冊：液壓傳動(dòng)和氣動(dòng)，北京：石油化學(xué)工業(yè)出版社，1983，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊聯(lián)合編寫組編2、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊：單行本液壓傳動(dòng)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1成大先主編3、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上冊：液壓傳動(dòng)和氣動(dòng)，北京：石油化學(xué)工業(yè)出版社，1983，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊聯(lián)合編寫組編4、液壓傳動(dòng)，哈爾濱：黑龍江教育出版社，1995.10，武華，米伯林主編5、液壓傳動(dòng)輔導(dǎo)教材.北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1986，中央電大液壓傳動(dòng)輔導(dǎo)教材編寫小組編6、機(jī)床液壓傳動(dòng).哈爾濱工程大學(xué)出版社，1998.2，武華，米伯林主編參考文獻(xiàn)：1、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊下冊：液壓傳動(dòng)和氣動(dòng)，北京：石油化學(xué)工業(yè)出版社，1983，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊聯(lián)合編寫組編