卧式钻镗组合机床的液压系统设计

课程设计说明书课程名称：液压与气压传动

题目名称：卧式钻、镗组合机床的液压系统设计班级：

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20 年月日

机电工程学院课程设计任务书

目录

第一章绪论 (4)

1.1 开发背景及系统特点 (4)

第二章液压系统的工况分析 (4)

第三章负载图和速度图的绘制 (5)

第四章液压缸主要参数的确定 (6)

第五章液压系统的拟定 (8)

5.1 液压回路的选择 (8)

5.2 液压回路的综合 (11)

第六章液压元件的选择 (11)

6.1 液压泵 (11)

6.2 阀类元件及辅助元件 (13)

6.3 油管和油箱 (13)

第七章液压系统性能的验算 (14)

7.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (14)

7.2 油液温升验算 (16)

第八章设计总结 (17)

参考文献 (17)

卧式钻、镗组合机床的液压系统设计说明书

第一章 绪论 1.1 开发背景及系统特点

本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。

组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。

第二章液压系统的工况分析

一、工作负载

工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，即

W F =12000N 二、惯性负载

最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度。已知加、减速时间为0.2s ，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为0.1m/s ，因此惯性负载为：

N t v g G t v m

F m 2.5102

.08.91

.010000=⨯⨯=∆∆•=∆∆=

三、阻力负载

阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦阻力和动摩擦阻力两部分。

静摩擦阻力 N F f F N s fs 2000100002.0=⨯== 动摩擦阻力 N F f F N d fd 1000100001.0=⨯==

根据上述负载力计算结果，可得出液压缸在各个工况下所受到的负载力和液压缸所需推力情况，如下表所示：

注：1、液压缸的机械效率为0.9

2、不考虑动力滑台上的颠覆力矩的作用。

液压缸各运动阶段负载表

第三章 负载图和速度图的绘制

按上面计算的数值以及已知条件进行绘制，即可绘制出负载和速度图，如下所示：

速度图

负载图

第四章液压缸主要参数的确定

由《液压传动》表11-2和表11-3可知，组合机床液压系统在最大负载约为14444.4N是宜取

P=4MPa。快退时回油腔中也是有背压的，这时选取背压值

1

2P =0.6MPa 。

取液压缸无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的2倍

11221112/(/2)m F A p A p A p A p η=-=-

故有 2

3621110012.410

28.044.144442m P P F A m -⨯=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-÷⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=η 快进速度V 快=0.1m/s ，工进速度V 工进=0.005m/s,相差很大,应进行差动换接,取k= A 2/ A 1=0.5,则：

mm F D 83.75)

kp - (p 421==

π工

d = 0.707D=0.707×75.83=53.62mm ，

根据GB/T2348—2001对液压缸缸筒内径尺寸和液压缸活塞杆外径尺寸的规定，圆整后取液压缸缸筒直径为D=80mm ，活塞杆直径为d=60mm 。

中低压液压系统,由其切削加工性能确定液压缸筒壁厚，按薄壁圆筒计算壁厚： 额定工作压力： P n =7MPa<16MPa 试验压力为：

P y =1.5P n =1.5×7=10.5MPa

许用应力取：

[]2/11000mm N =σ （[]n b /σσ= 取安全系数n=5）

[]

mm D p y 382=≥

σδ

此时液压缸两腔的实际有效面积分别为：

23211003.54/m D A -⨯==π 232221020.24/)(m d D A -⨯=-=π

按最低工进速度验算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量

q=0.05L/min 因工进速度为0.00265m/s 为最小速度，则有

1A ≥q/v=50000/15.92mm =31452mm

因为1A =50242mm ≥31452

mm ，满足最低速度的要求。

初步确定液压缸流量为：

快进：11vA Q ==30L/min

22vA Q ==15L/min

2

1Q Q Q p -==15L/min

工进：12A v Q =工=0.8L/min

根据上述液压缸直径及流量计算结果，进一步计算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率值，如下表所示：