臥式鉆床動力滑臺液壓系統(tǒng)設計說明書

1、 機床液壓系統(tǒng)課程設計說明書目錄1.負載分析22.繪制液壓工況（負載速度）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.計算液壓缸尺寸：43.3.計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.液壓元件的計算和選擇75.1.確定液壓泵的容量及驅動電機的功率：75.2.液壓泵的流量75.3.選擇電動機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：121. 負載分析1.切削力： Ft=16000N2.導軌摩擦阻力靜摩擦力： =0.2 20000 = 4000N動摩擦力： = =0.120000 = 2000N3.慣性阻力（1）動力滑臺快進慣性阻力,動力滑臺啟動加速、反向啟動加速和快退減速制動的加速度相等，（2）動力滑臺快進慣性阻力,動力滑臺由于轉換到制動是減速，取，液壓缸各動作階段負載列表如下：工況計算公式液壓缸負載F（N）液壓缸推力（）啟動F= 50005556加速F = + 63267029快進F=

3、25002778工進F=+1800020000制動F = 24832759快退F=25002778制動F = 13261473注：液壓缸機械效率：。2. 繪制液壓工況（負載速度）圖根據(jù)計算的液壓負載和各階段工作行程、速度，可繪制液壓缸的FT與Vt圖快進 =工進 = =快退 =液壓缸負載圖和速度圖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,為防止鉆通孔時動力滑臺發(fā)生前沖，液壓缸回油腔應有背壓，背壓=2Pa。初步定快進快退回油壓力損失=5Pa3.2. 計算液壓缸尺寸：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液壓內徑 D=取標準值 D=8.0m活塞桿直徑 d=0.7D5.6m液壓缸尺寸取標準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：表中為液壓缸的驅動力。 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算公式（N）（Pa）（Pa）Q（/s）P(N)快進啟動加速快進=+Q= P=Q55567029277805541.457.425.70.20.514工進=+Q= P=Q20000657.20.120.686快退啟動加速快退制動=+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）調速方式的選擇鉆孔床工作時，要求低速運動平穩(wěn)性好；速度負載性好，從圖a中可看出液壓缸快進和工進時功率都較小，負載變化也較小，因此采用調速閥的的進油節(jié)流調速回路。為防止工作負載突然消失（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液壓缸實現(xiàn)“快，慢，快”的回路。圖b進口節(jié)流一次進給回路。（3）油源的選擇：系統(tǒng)特點從圖a 可看出快進時低壓大流量時間短，工進時高壓小流量時間長。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)圖的幾個注意點，可以組成一個完整的系統(tǒng)圖。圖中為了使液壓缸快進時實現(xiàn)差動連接，工進時主油路和回油路隔離，在系統(tǒng)中增設一個單向閥11及液控順序閥8，在液壓泵和電磁換向閥3的出口處，分別增設單向閥9和12，以免當液壓系統(tǒng)較長時間不工作時，壓力油流回油箱，形成真空。為了過載保護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. 液壓元件的計算和選擇5.1. 確定液壓泵的容量及驅動電機的功率：（1）、計算液壓泵的工作壓力與流量：進油壓力損失為57.2Pa，系統(tǒng)采用調速閥進油節(jié)流調速，選取進油管壓力損失為

7、8 Pa，由于采用壓力繼電器，溢流閥的調整壓力一般應比系統(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），即溢流閥的調整工作壓力液壓泵的公稱工作壓力為大流量泵只在快進時向液壓缸輸出，液壓缸快退時的工作壓力比快進時大，這時壓力油不通過調速閥，進油路較簡單，但流經(jīng)管道和閥的油流量較大，取進油路壓力損失為5Pa，所以快退時，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，最大流量在快進時，其值為最小流量在工作時，其值為0.12，為了保證工進時系統(tǒng)壓力較穩(wěn)定，應考慮溢流閥有一定的最小流量，取最小溢流量為0.07

8、7，所以小流量泵應取0.197。根據(jù)以上計算數(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. 選擇電動機最大功率出現(xiàn)在快退階段最后選用功率為的標準型號電機。5.4. 元件選擇根據(jù)液壓泵的工作壓力和通過閥的實際流量，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)采用液壓缸的差動連接，油管內通油量較大，實際流量，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、調速閥A x Q F- E 1 0 B溢流閥背壓閥液動順序閥液動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Pa1濾油器公稱流量6. 管路系統(tǒng)壓力損失驗算由于同類液壓系統(tǒng)的壓力損失值可以參考，所以一般不必驗算壓力損失值詳細D=W=G圖=紙：三 二 1爸 爸 五 四 0 六全 套 資 料 低 拾10快起。下面僅驗算工進時管路壓力損失：進、回油管長均為L1.5m，油管內徑d=。通過流量Q=0.12/s，選用20號機械油，考慮最低工作溫度為15，v=1.5/s6.1. 判斷油流狀態(tài)=85<2320流動狀態(tài)為層流6.2. 沿程壓力損失進油路上回油路上（液壓缸）（如果采用沿程損失公式，結

10、果是一樣的）但由于是差動油缸，所以回油路的壓力損失只有一半折合到進油腔。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油路的壓力損失。下表為工進時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速閥液動順序閥液動順序閥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壓力損失這個數(shù)值加上液壓缸的工作壓力和壓力繼電器要求系統(tǒng)調高的壓力（取其值為5 Pa），可作為溢流閥調整壓力的參考數(shù)據(jù)。式中 液壓缸工進時克

11、服外負載所需壓力= = 所以 p=(50+8.955+5) =63.955 pa這個數(shù)值比估算的溢流閥調整壓力值稍小。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)熱與溫升驗算由圖可知，該系統(tǒng)主要工作時間是工進工況。主要考慮工進時的發(fā)熱，所以按工進工況驗算系統(tǒng)溫升。7.1. 液壓泵的輸入功率工進時小流量泵的壓力，流量，小流量泵功率為工進時大流量泵卸荷，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. 有效功率工進時，液壓缸的負載F=18000N ，取工進速度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 如果采用風冷、取散熱系數(shù)設夏天室溫為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：1、機械設計手冊下冊：液壓傳動和氣動，北京：石油化學工業(yè)出版社，1983，機械設計手冊聯(lián)合編寫組編2、機械設計手冊：單行本液壓傳動，北京：化學工業(yè)出版社，2004.1成大先主編3、機械設計手冊上冊：液壓傳動和氣動，北京：石油化學工業(yè)出版社，1983，機械設計手冊聯(lián)合編寫組編4、液壓傳動，哈爾濱：黑龍江教育出版社，1995.10，武華，米伯林主編5、液壓傳動輔導教材.北京：中央廣播電視大學出版社，1986，中央電大液壓傳動輔導教材編寫小組編6、機床液壓傳動.哈爾濱工程大學出版社，1998.2，武華，米伯林主編參考文獻：1、機械設計手冊下冊：液壓傳動和氣動，北京：石油化學工業(yè)出版社，1983，機械設計手冊聯(lián)合編寫組編