卧式钻床动力滑台液压系统设计

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题目：卧式钻床动力滑台液压传动系统设计

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20**年12月5日

目录

1.负载分析 (2)

2.绘制液压工况（负载速度）图 (3)

3.初步确定液压缸的参数 (3)

3.1.初选液压缸的工作压力： (3)

3.2.计算液压缸尺寸： (4)

3.3.计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率： (4)

3.4.绘制液压缸工况图 (5)

4.拟定液压系 (5)

4.1.选择液压回路 (5)

4.2.液压系统的组合 (5)

5.液压元件的计算和选择 (7)

5.1.确定液压泵的容量及驱动电机的功率： (7)

5.2.液压泵的流量 (7)

5.3.选择电动机 (7)

5.4.元件选择 (8)

5.5.确定管道尺寸 (8)

5.6.确定油箱容积： (8)

6.管路系统压力损失验算 (9)

6.1.判断油流状态 (9)

6.2.沿程压力损失 (9)

6.3.局部压力损失 (10)

7.液压系统的发热与温升验算 (11)

7.1.液压泵的输入功率 (11)

7.2.有效功率 (11)

7.3.系统发热功率 (11)

7.4.散热面积 (11)

7.5.油液温升 (11)

8.参考文献： (12)

1. 负载分析

1.切削力： Ft=16000N

2.导轨摩擦阻力 静摩擦力：

fs

F =W f S =0.2 ⨯20000 = 4000N

动摩擦力：fd F = W f d =0.1⨯20000 = 2000N

3.惯性阻力

（1）动力滑台快进惯性阻力m F ,动力滑台启动加速、反向启动加速和快退减速制动的加速度相等，s m v /15.0=∆，s t 20.0=∆

N t v g w F m 153020.015

.08.920000=⨯=∆∆=

（2）动力滑台快进惯性阻力'

m F ,动力滑台由于转换到制动是减速，取s m v /1074-⨯=∆，

s t 20.0=∆

N t v g w F

m

14.720

.01078.9200004'

=⨯⨯=∆∆=- 液压缸各动作阶段负载列表如下： 工况 计算公式 液压缸负载F （N ） 液压缸推力

（m

F

F η

=） 启动 F= W f S 5000 5556 加速 F =W f d + m F 6326 7029 快进 F=W f d 2500 2778 工进 F=t F +W f d 18000 20000 制动 F =W f d — '

m F 2483 2759 快退 F=W f d 2500 2778 制动

F =W f d — m F

—1326

—1473

注：液压缸机械效率：0.9m

η=。

2. 绘制液压工况（负载速度）图

根据计算的液压负载和各阶段工作行程、速度，可绘制液压缸的F —T 与 V —t 图 快进

t

1

=v

L 1

1=

0.15

20.075

s = 工进

t m a x

2=v

L min

22

=

4

0.15

4553.310

s -=⨯ t m n

2=v

L

max

22

=

3

0.15

881.710

s -=⨯ 快退

t 3

=v

L 3

3=0.03

40.75

s =

液压缸负载图和速度图

3. 初步确定液压缸的参数

3.1. 初选液压缸的工作压力：

组合机床液压系统工作压力，一般为（30~50）⨯510Pa,这里选1P =44⨯5

10Pa,为防止钻通

孔时动力滑台发生前冲，液压缸回油腔应有背压，背压2P =2⨯510Pa 。初步定快进快退回油压力损失∆2P =5⨯510Pa 3.2. 计算液压缸尺寸：

选定液压缸前、后腔有效面积比为2：1，则液压缸无杆腔工作面积1A

1A =

()210

21P P F -= 425

2000048.8106

(44)102

m -=⨯-⨯

取A1=502410m -⨯

液压内径 D=

π

1

4A =

m 24

100.810504--⨯=⨯⨯π

取标准值 D=8.0⨯210-m

活塞杆直径 d=0.7D ≈5.6⨯210-m

液压缸尺寸取标准值之后的有效工作面积 无杆腔面积 1A =4π2D =4π

x(8.0⨯210-)2=39⨯2410m -

有杆腔面积 2A =4π )

(22d D -=4

π

(8.0226.5-)244106.2510m --⨯=⨯

活塞杆面积 3A = 1A -2A =13.42410m -⨯

3.3. 计算液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量及功率： 表中0F 为液压缸的驱动力。

液压缸工作循环中各阶段的压力、流量及功率见下表 工况

计算公式

0F （N ）

2P （510Pa ） 1P

（510Pa ）

Q （3

10-3m /s ）

P(N)

快进 启动

加速 快进

1P =3

A F +∆2P Q=3A 1v

P=1P Q

5556 7029 2778

0 5 5

41.4 57.4 25.7

0.2

0.514510⨯