臥式鉆鏜組合機床液壓系統(tǒng)設計2

1、液壓傳動課程設計姓名：儀忠山學號：246班級：10機械本科2班指導教師：谷曉妹達成日期：2012-12-29機電工程學院課程設計任務書題目設計內(nèi)容及基本要求臥式鉆、鏜組合機床的液壓系統(tǒng)設計設計一臺臥式鉆、鏜組合機床液壓系統(tǒng)。該機床用于加工鑄鐵箱形零件的孔系，運動零件總重G=10000N，液壓缸機械效率為09，加工時最大切削力為12000N，工作循環(huán)為：“快進工進死擋鐵逗留決退原位停止”。行程長度為，工進行程為m?？爝M和快退速度為s，工過速度范圍為310-4510-3ms，采納平導軌，啟動時間為。要求動力零件能夠手動調(diào)整，快進轉(zhuǎn)工進安穩(wěn)、靠譜。設計要求：1）、繪制液壓原理圖。2）、設計液壓站和油

2、缸的裝置圖包含：泵、電機和閥的采納油箱、油缸、閥座的零件設計3）、課程設計計算說明書一份。設計起止時間2012年12月23日至2012年12月30日學生署名年代日指導教師署名年代日目錄第一章緒論4開發(fā)背景及系統(tǒng)特色4第二章負載剖析4第三章負載圖和速度圖的繪制.5第四章液壓缸主要參數(shù)確實定.6第五章液壓系統(tǒng)的制定8液壓回路的選擇8液壓回路的綜合11第六章液壓元件的選擇11液壓泵11閥類元件及協(xié)助元件13油管和油箱13第七章液壓系統(tǒng)性能的驗算14驗算系統(tǒng)壓力損失并確立壓力閥的調(diào)整值14油液溫升驗算16第八章設計總結(jié)17參照文件17臥式鉆、鏜組合機床的液壓系統(tǒng)設計說明書第一章緒論開發(fā)背景及系統(tǒng)特色本

3、次課程設計將以組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)設計為例，介紹該組合機床液壓系統(tǒng)的設計方法和設計步驟，此中包含組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)的工況剖析、主要參數(shù)確立、液壓系統(tǒng)原理圖的制定、液壓元件的選擇以及系統(tǒng)性能驗算等。組合機床是以通用零件為基礎，配以按工件特定外形和加工工藝設計的專用零件和夾具而構(gòu)成的半自動或自動專用機床。組合機床一般采納多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。組合機床兼有低成本和高效率的長處，在大量、大量生產(chǎn)中獲得寬泛應用，并可用以構(gòu)成自動生產(chǎn)線。組合機床往常采納多軸、多刀、多面、多工位同時加工的方式，能達成鉆、擴、鉸、鏜孔、攻絲、車、銑、磨削及

4、其余精加工工序，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。液壓系統(tǒng)因為擁有構(gòu)造簡單、動作靈巧、操作方便、調(diào)速范圍大、可無級連讀調(diào)理等長處，在組合機床中獲得了寬泛應用。第二章負載剖析一、工作負載工作負載是在工作過程中因為機器特定的工作狀況而產(chǎn)生的負載，即FW=12000N二、慣性負載最大慣性負載取決于挪動零件的質(zhì)量和最大加快度。已知加、減速時間為，工作臺最大挪動速度，即快進、快退速度為s，所以慣性負載為：FmmvG?v100000.1510.2Ntgt9.80.2三、阻力負載阻力負載主假如工作臺的機械摩擦阻力，分為靜摩擦阻力和動摩擦阻力兩部分。靜摩擦阻力FfsfsFN0.2100002000N動摩擦阻力

5、FfdfdFN0.1100001000N依據(jù)上述負載力計算結(jié)果，可得出液壓缸在各個工況下所遇到的負載力和液壓缸所需推力狀況，以下表所示：注：1、液壓缸的機械效率為、不考慮動力滑臺上的推翻力矩的作用。液壓缸各運動階段負載表運動階段負載構(gòu)成負載F/N推力/N起動=2000加快=+1687快進=1000工進13000快退1000第三章負載圖和速度圖的繪制按上邊計算的數(shù)值以及已知條件進行繪制，即可繪制出負載和速度圖，以下所示：速度圖負載圖第四章液壓缸主要參數(shù)確實定由液壓傳動表11-2和表11-3可知，組合機床液壓系統(tǒng)在最大負載約為是宜取=4MPa?？焱藭r回油腔中也是有背壓的，這時選用背壓值=。取液壓缸

6、無桿腔有效面積等于有桿腔有效面積的2倍故有快進速度V快=s，工進速度V工進=s,相差很大,應進行差動換接,取k=A2/A1=,則：d=，依據(jù)GB/T23482001對液壓缸缸筒內(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=60mm。中低壓液壓系統(tǒng),由其切削加工性能確立液壓缸筒壁厚，按薄壁圓筒計算壁厚：額定工作壓力：Pn=7MPa16MPa試驗壓力為：Py=7=許用應力取：（取安全系數(shù)n=5）此時液壓缸兩腔的實質(zhì)有效面積分別為：按最低工進速度驗算液壓缸尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)固流量q=min因工進速度為s為最小速度，則有q/v=50000/=3

7、145因為=50243145，知足最低速度的要求。初步確立液壓缸流量為：快進：=30L/min=15L/min=15L/min工進：=min依據(jù)上述液壓缸直徑及流量計算結(jié)果，進一步計算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率值，以下表所示：工進油壓力回油壓力所需流量Q輸入功作計算公式負載FP（Mpa）Pb（）（L/min）率jMpa循（N）P(kw)環(huán)Pj=(F+p差A2)/（A1-A2）動Q=v（A1-A2）快P=PjQ進Pj=(F+Ph工A2)/A1進Q=vA1P=PjQPj=(F+Ph快A1)/A2退Q=vA2P=PjQ第五章液壓系統(tǒng)圖的制定液壓回路的選擇第一要選擇調(diào)速回路。這臺機床液壓

8、系統(tǒng)的功率小，滑臺運動速度低，工作負載變化小，故采納節(jié)流調(diào)速的開式回路是適合的，為了增添運動的安穩(wěn)性，防備鉆孔時工件忽然前沖，系統(tǒng)采納調(diào)速閥的進油節(jié)流調(diào)速回路，并在回油路中加背壓閥。從工況圖中能夠清楚地看到，在這個液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)中，液壓缸要求油源交替地供給低壓大流量和高壓小流量的油源。最大流量和最小流量之比約為11，而快進快退的時間和工進所需的時間分別為：即是/=3。所以從提升系統(tǒng)效率、節(jié)儉能量的角度上來說，采納單個定量泵作為油源明顯是不適合的，而宜采納大、小兩個液壓泵自動并聯(lián)供油的油源方案。以下列圖所示：雙泵供油油源其次是選擇迅速運動和換向回路。系統(tǒng)中采納節(jié)流調(diào)速回路后，不論采納什么油源

9、形式都一定有獨自的油路直接通向液壓缸的兩腔，以實現(xiàn)迅速運動。本系統(tǒng)中，單桿液壓缸要作差動連結(jié)，所以它的快進快退換向回路，以下列圖所示：換向回路再次是選擇速度緩解回路，工況圖能夠看出，當動力頭零件從快進轉(zhuǎn)為工進時滑臺速度變化較大，可采納行程閥來控制快進轉(zhuǎn)工進的速度換接，以減少液壓沖擊，圖以下所示：速度換接回路夾緊回路的選擇，用三位四通電磁閥來控制夾緊、松開換向動作時，為了防止工作時忽然失電而松開，應采納失電夾緊方式?？紤]到夾緊時間可調(diào)理和當進油路壓力剎時降落時還能保持夾緊力，所以單向閥保壓。在該回路中還裝有減壓閥，用來調(diào)理夾緊力的大小和保持夾緊力的穩(wěn)固，圖示以下所示：液壓回路的綜合液壓回路的綜合

10、和整理第六章液壓元件的選擇液壓泵工進階段液壓缸工作壓力最大，取進油總壓力損失=,壓力繼電器靠譜動作需要壓力差,則液壓泵最高工作壓力Pp=+=所以泵的額定壓力Pr4800000Pa=6MPa工進時所需要流量最小是min,設溢流閥最小流量為min,則小流量泵的流量（*+）L/min=min快進快退時液壓缸所需的最大流量為min,則泵總流量qp=*min=min。即大流量泵的流量qp-=（）L/min=14L/min依據(jù)上邊計算的壓力和流量，查產(chǎn)品樣本，采納雙聯(lián)葉片泵，該泵額定壓力，額定轉(zhuǎn)速960r/min二、電動機的驅(qū)動功率系統(tǒng)為雙泵共有系統(tǒng)，此中小泵的流量=（60）/s=s大泵的流量=（60）/

11、s=s差動快進，快退時的兩個泵同時向系統(tǒng)供油；工進時，小泵向系統(tǒng)供油，大泵卸載?？爝M時，小泵的出口壓力損失，大泵出口損失。小泵出口壓力=(總功率=大泵出口壓力=（總功率=電動機功率=/+/=工進時調(diào)速閥所需要最小壓力差。壓力繼電器靠譜需要動力差。所以工進時小泵的出口壓力=+=.大泵的卸載壓力取=小泵的總功率=大泵總功率=電動機功率=/+/=快退時小泵出口壓力=(總功率=大泵出口壓力=(總功率=電動機功率=/+/=快退時所需的功率最大。依據(jù)查樣本采納Y90L-6異步電動機，電動機功率。額定轉(zhuǎn)速910r/min閥類元件及協(xié)助元件液壓系統(tǒng)原理圖中包含調(diào)速閥、換向閥、單項閥等閥類元件以及濾油器、空氣濾

12、清器等協(xié)助元件。閥類元件的選擇規(guī)格最大經(jīng)過序號元件名稱額定流額定壓力流量量型號MPa1三位五通電206335-63BY磁閥2行程閥2063AXQF-E10B3調(diào)速閥10(單向行程調(diào)速閥)4單向閥20255單向閥1825AF3-Ea10B6液控次序閥1625XF3-E10B7背壓閥10YF3-E10B8溢流閥410YF3-E10B9單向閥1625AF3-Ea10B10單向閥1625AF3-Ea10B11過濾器3060XU-63x80-J12壓力繼電器HED1kA/10油管和油箱各元件間連結(jié)收道的規(guī)格按元件接口處尺寸決定，液壓缸進、出油管則按輸入、輸出的最大流量計算。因為液壓泵的詳細選定以后液壓缸

13、在各階段的進、出流量已與原定數(shù)值不一樣，所以要從頭計算如表所示液壓缸的進、出流量和運動速度流量、速度快進工進快退q1vA1A2qpq11.51q1qp21.888輸入流量38.93/(L/min)排出流量q2A2q1/A1q2A2q1/A1q2A1q1/A2/(L/min)16.970.6650.01運動速度/(m/min)v1q1/A17.75v2q1/A10.30v3q1/A20.69當油液在壓力管中流速取3m/min時，可算得與液壓缸無桿腔和有桿腔相連的油管內(nèi)徑分別為：這兩根相關按GB/T2351-2005采納外徑mm、內(nèi)經(jīng)mm的無縫鋼管。油箱容積按公式計算，當去K為6時，求得其容積為V

14、=640=240L，按GB2876-81規(guī)定，取最湊近的標準值V=250L。第七章液壓系統(tǒng)性能的驗算驗算系統(tǒng)壓力損失并確立壓力閥的調(diào)整值一、工進工進時管路的流量僅為min,所以流速很小，所以沿程壓力損失和局部損失都特別小，能夠忽視不計。這時進油路上僅考慮調(diào)速閥的損失，回油路上只有背壓閥損失，小流量泵的調(diào)整壓力：Pp=+=二、快退時的壓力損失及大流量泵卸載壓力的調(diào)整快退時進油管和回油管長度為，有油管直徑d=，經(jīng)過的流量為進油路=16L/min，回油路=32L/min。液壓系統(tǒng)采納N32號液壓油，考慮最低工作溫度為15，有手冊查出此時油的運黏度V=，油的密度P=900kg/，液壓系統(tǒng)元件采納集成塊

15、式的配置形式vdRe*1000012732q/dv則進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，進回油路的流動都是層流進油路上，流速v4Qd21.5m/s則壓力損失為：=64lp/Rd2=在回油路上，流速為進油路速的兩倍即V=s，則壓力損失為：=三、局部壓力損失元件名稱額定流量實質(zhì)流量額定壓力損實質(zhì)壓力損失失單向閥25162電液換向閥25162電磁閥63164次序閥63164取集成塊進油路的壓力損失，回油路壓力損失為，則進油路和回油路總的壓力損失為：P1=+=P2=+=快退負載時液壓缸負載F=1111N，則快退時液壓缸的工作

16、壓力P=（F+P2A1）/A2=快退時工作總壓力為P+P1=大流量泵卸載閥的調(diào)整壓力應大于綜上，各樣工況來世紀壓力損失都小于初選的壓力損失值，并且比較湊近，說明液壓系統(tǒng)知足要求油液溫升驗算系統(tǒng)的主要發(fā)熱是在工進階段造成的工進時輸入功率：P1=701Kw工進時液壓缸的輸出功率：P2=FV=(14444W=系統(tǒng)總發(fā)熱功率=P1-P2=已知油箱容積V=250L，則油箱近似散熱面積A=假設通風優(yōu)秀，撤消失熱系數(shù)Cr=()可得油液升溫為T1=/CrA=設環(huán)境溫度T2=25則熱均衡溫度為T=T1+T2=55所以油箱散熱可達到要求第八章設計總結(jié)本次液壓傳動課程設計耗資了整整一個周的時間。在這一周的課程設計中

17、，能學到的東西真的很有限，可是不可以說一點收獲都沒有，我想我知道了一般機床液壓系統(tǒng)的設計框架并且我也掌握了設計一個液壓系統(tǒng)的步驟，本次課程設計是我們對所學知識運用的一次試試，是我們在液壓知識學習方面的一次存心義的實踐。一開始做課程設計時自己根本就不知道從哪兒開始做，看著書籍的以及各樣參照書費了很長時間才慢慢的搞懂，本次設計波及了液壓傳動的大多數(shù)知識，也使我們很好的將課本上的知識與實質(zhì)聯(lián)合起來，收獲頗多，特別是采集資料和信息的能力，這也是我們大學時期一次難得時機，總之是獲益匪淺。參照文件1.液壓與氣壓傳動曾億山.合肥工業(yè)大學第一版社2液壓傳動王積偉.章宏甲.機械工業(yè)第一版社3.液壓系統(tǒng)設計元器件

18、選型手冊周恩濤.機械工業(yè)第一版社4.液壓傳動與控制（第二版）國防工業(yè)第一版社臥式鉆、鏜組合機床的液壓動力系統(tǒng)圖1、大泵，2、小泵，3、濾油器，4、外控次序閥，5、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、背壓閥，13、二位二通換向閥，A、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單向閥5電液換向閥7行程閥14主液壓缸無桿腔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油箱（差動換接）B：工進：3YA通電，切斷差動油路，快進行程到位，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)工作壓力高升到溢流閥5調(diào)定壓力，進油路高壓油切斷單向閥5供油路,翻開外控次序閥4，大泵卸荷，接通經(jīng)背壓閥12通油箱油路。大泵外控次序閥4（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C、快退：1YA斷電，2YA、3YA、4YA通電工進結(jié)束，液壓缸碰上死擋鐵，壓力高升到壓力繼電器調(diào)定壓