卧式钻镗组合机床的液压动力滑台液压系统课程设计336KtDOC

1、1、设计的卧式钻镗组合机床的液压动力滑台液压系统要求完成:快进工进快退停止；切削推力25000n，快进行程400mm,工进行程50mm，v快=6m/min、v工进=0.05-0.10m/min,运动部件重g=9800n,试确定液压缸结构尺寸。静摩擦系数：fj=0.2，动摩擦系数：fd=0.1， 液压缸机械效率：，快速起动时间不大于0.2s. 1、大泵，2、小泵，3、滤油器，4、外控顺序阀，5、15、单向阀， 6、溢流阀，7、电液换向阀，8、单向行程调速阀，9、压力继电器，10、主液压缸，11、二位三通电磁换向阀，12、背大压阀，13、二位二通换向阀，14、减压阀，16、带定位装置的二位四通电磁

2、换向阀，17、单向顺序阀，18、定位液压缸，19、夹紧液压缸a、工件夹紧：5ya通电（1）、先定位：压力油减压阀14单向阀15电磁阀定位缸19无杆腔定位缸19有杆腔电磁阀油箱（2）、再夹紧工件定位后，压力油升高到单向顺序阀开启的压力，单向顺序阀开启，压力油单向顺序阀夹紧缸18无杆腔夹紧缸18有杆腔电磁阀油箱 工件夹紧到位，压力油压力升高到压力继电器调定压力，继电器发信，1ya通电，主系统快进。b、快进：1ya通电，电液换向阀左位工作， 大泵单向阀5电液换向阀7行程阀14主液压缸无杆腔小泵2 液压缸有杆腔电磁阀11电液换向阀7单向行程调速阀8主缸（差动换接）c：工进：3ya通电，切断差动油路，快

3、进行程到位，挡铁压下行程阀8，切断快进油路，3ya通电，切断差动油路，快进转工进，液压系统工作压力升高到溢流阀5调定压力，进油路高压油切断单阀5供油路,打开外控顺序阀4，大泵卸荷，接通经背压阀12通油箱油路。大泵外控顺序阀5（卸荷阀）油箱（大泵卸荷）小泵2电液换向阀7单向行程调速阀8主液压缸无杆腔主液压缸有杆腔电磁阀11电液换向阀7背压阀12油箱d、快退：1ya断电，2ya、3ya、4ya通电工进结束，液压缸碰上死挡铁，压力升高到压力继电器调定压力，压力继电器发出信息，1ya断电，2ya、3ya、4ya通电大泵单向阀5电液换向阀7电磁阀11主液压缸有杆腔小泵2 主液压缸无杆腔单向行程调速阀8电

4、液换向阀7电磁阀13油箱小泵2 主液压缸无杆腔快退到位碰行程开关，行程开关发信，6ya通电，下步工件松夹。e、工件松夹：6ya通电压力油减压阀14单向阀15电磁阀定位缸19和定位缸18的有杆腔定位缸19无杆腔电磁阀油箱夹紧缸18无杆腔单向顺序阀的单向阀电磁阀油箱工件松夹后发出信息，操作人员取出工件。一、行工况分析，确定液压缸推力1、工况分析及液压缸的推力：（1）、工况分析切削推力： f切=25000n静摩擦力： fj= fjg=动摩擦力： fd= fdg=启动惯性力： fg=（2）、液压缸的推力（液压缸效率）启动推力： f启= fj/= 加速推力： f加=（fd+fg）/=快进推力： f快=

5、fd/工进推力： f工=（f切+ fd）/=反向启动过程作用力与f启、f加、f快大小相同，方向相反。工况运行图如下： 图4-18：卧式钻镗组合机床液压缸工况图二、确定液压缸工作压力、结构尺寸、初定液压缸流量2、选取工作压力及背压力f工=n 在-n之间,p1=3-4mpa 选取,p1=.mpa，为防止加工结束动力头突然前冲, 设回油路有背压阀或调速阀，取背压p2=0.8 mpa。3、确定液压缸结构尺寸取液压缸无杆腔作工作腔列液压缸力的平衡方程：图4-19：卧式钻镗组合机床液压缸力的平衡图f=p1a1- p2a2= a1（p1- p2 a2/ a1） 快进速度v快=m/min，工进速度v工进=0.

6、0m/min,相差很大,应进行差动换接,取k= a2/ a1=.,则： 取液压缸筒标准值：d= d 取活塞杆标准值： d= 4、认证液压缸筒壁厚中低压液压系统,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： pn=.mpa16mpa 试验压力为： py=1.5pn=1.53.4=5.1mpa许用应力取： （ 取安全系数n=5） 5、定液压缸筒的长度活塞杆工作行程：活塞杆伸出长度不少于 取活塞杆长 取液压缸筒长：l= 6、求最少活塞杆直径取 比80少.倍,稳定性足够安全可靠。7、校核活塞杆的稳定性（1）、求活塞杆的临界半径 （2）、求活塞杆的临界负载 选用45#钢，取其柔

7、性系数液压缸的安装方式采用一端固定,一端自由,其末端系数活塞杆细长比： 取： 45#钢的弹性模量：取活塞杆横截面惯性矩：活塞杆伸出长度：l=该液压缸活塞杆的稳定性能好,可靠性高。（3）、求活塞杆临界负载的安全系数其安全系数：nk=8、液压缸各截面积9、初定液压缸流量快进：= = =工进=： 10、液压缸的负载、压力、流量、功率的工况表工况负 载（n）液压缸计算公式油压力p1105回油压力p2105输入流量q(l/min)入功率p(kw)快进差动启动 p1=(fi+pa2)/a3加速恒速 q=(a1-a2)v快p=p1q工进 p1=(fi+p2a2)/a1q=v工a1p=p1q工快退启动加速恒速

8、 p1=(fi+p2a1)/a2 q=a2v快 p=p2q三、确定定位夹紧液压缸结构尺寸及流量1、定位夹紧力设计计算k1安全系数k2加工系数k3刀具钝化系数k4断位切削系数根据实用经验，夹紧支撑系数f1=0.2，f2=0.7根据实用经验，推荐夹紧工作压力p夹20105pa 取两个液压缸筒直径标准值：d=设定活塞杆承受拉力，取活塞杆标准直径： d=q夹=四、设计卧式钻镗组合机床的液压动力滑台的液压系统图电磁铁动作表动作1ya2ya3ya4ya5ya6yadp1dp2工件夹紧 快进 工进快退 工件松夹 五、液压元件设计计算与选择1、液压泵工作压力、流量、驱动功率计算（1）、高压小流量泵工作压力计算

9、高压小流量泵工作循环过程中，最大工作压力，采用调速阀进口节流调速，设定工进最大压力损失为，则（2）、低压大流量泵工作压力计算低压大流量泵的快速进退工作表得知快退工作压力为，高于快进工作压力取为快速进给工作压力, 设定快进最大压力损失为，则：（3）、液压泵的流量及规格由工况表得知快速进给流量为工进最大流量，溢流阀最少稳定流量为，即高压小流量泵的流量最少要，选yb-d/,额定压力，转速。（4）、电动机的驱动功率从液压缸的负载、压力、流量、功率的工况表得知，液压缸最大输出功率为：快速进退最大工作压力：，取电机效率：，则电动机的驱动功率为选型交流异步电动机。2、确定液压缸的输入输出流量和移动速度工步输

10、入流量l/min输出流量l/min移动速度 m/min快进工进快退3、根据工作压力和通流量选取液压元件序号元件名称 实际通流量元件规格 数量 备註01 双联叶片泵 l/min yb-d36/5 102 滤油器 l/min wu-63f 103 油箱l/min（容积） 1 自制（300l/min）04 外控顺序阀 l/min x4f-b20d-y1 105 单向阀 l/min df-b20h2 106 先导式溢流阀l/min yfb6b 107 电液换向阀l/min 34eyob25h-t 108 单向程行调速阀1l/min 1qca3-d16 109 压力继电 dp-63型 210 液压缸（主

11、缸） 1 11 电磁换向阀 l/min 23e1b25c 112 p型背压阀1l/min p-d6b 113 电磁阀 l/min 22e1b25c 114 减压阀l/min jf3-c10b 115 单向阀 l/min df-b10h2 116 电磁换向阀l/min 24eb10h-zz 117 单向顺序阀19l/min xd2f-b10e-y1 118 夹紧液压缸119 定位液压缸120 压力表开关yk2-6 1 （图上未标）3、油管尺寸按标准化元件计算液压油管内径尺寸如下：= 取液压油管内径标准值 d=20 （外径 d=25）4、油箱容积v=六、液压系统稳定性论证1、液压泵工作压力稳定性校

12、核（1）、系统快进液压泵工作压力稳定性校核a、进油路压力损失经计算油管内径d=，液压装置未安装前，设置进、回油管长度l=.m,选取l-an32号机油400c的运动粘度1）、进油路流态判别为层流2）、进油路沿程阻力损失3）、进油路局部阻力损失4）、进油路液压阀阻力损失5）、进油路总阻力损失b、回油路压力损失1）、回油路流态判别为层流2）、回油路沿程阻力损失3）、回油路局部阻力损失4）、回油路液压阀阻力损失5）、回油路总阻力损失c、系统快进总压力损失d、系统快进液压泵工作压力系统快进工作性能稳定可靠。（2）、系统工进液压泵工作压力稳定性校核a、系统工进液压泵压力损失工进流量，其沿程、局部压力损失可

13、略去不计，只有调速阀、背压阀的压力损失纳入计算如下：b、系统工进高压小流量液压泵工作压力系统工进工作性能稳定可靠。（3）、校核系统驱动电机功率选型交流异步电动机，系统可靠性稳定。2、系统热能工况的稳定性校核（1）、系统效率1）、快进、工进、快退时间由设计依据，主液压缸快进行程cm,工进行程cm，则快进时间：工进时间：快退时间：2）、快进、工进、快退所占的时间效率快进时间效率： 工进时间效率：快退时间效率： 快进快退占进给决时间的16.36%，系统热能稳定性校核主要校核工进时区。3）、系统工进效率系统输出功率：系统输入功率：系统工进效率：（2）、系统热能工况的稳定性校核工进时间30.00s，占总

14、进给时间35.87s的83.64%，是系统热能工况的稳定性校核区域。液压缸工进负载：f工=（f切+ fd）/=大进给速度：系统输出功率：系统输入功率：系统能耗功率：系统工质升高的温度：通过校核，该液压系统在夏季具有良好的工作稳定性，符合可靠性设计。设计说明书要求完成：（1）、求出液压缸快进、工进、快退推力，绘制快进、工进、快退工作循环图，绘制快进、工进、快退液压缸推力循环图，绘制快进、工进、快退液压缸速度循环图及液压系统图；（2）、确定液压缸结构尺寸，液压泵的流量，系统输入输出功率和系统的效率；（4）、列出液压元件规格表（5）、进行液压系统稳定性校核，确定液压系统工作状态，油液发热升温状态，其

15、中包括油箱体积；（6）、用3# 图纸绘制液压系统图。第二部分、设计参数 a、按机床选取工作压力（pmpa）磨床 车、镗、銑 珩磨 组合机床 运输机械 拉床、龙门刨2 2-4 2-5 3-5 7 10b、按负载（牛顿（n）选工作压力（pmpa）51045.0-7.0c、执行元件的回油背压回油路有节流阀的调速系统： (0.20.5)mpa回油路有背压阀或调速阀的调速系统： （0.51.5）mpa采用辅助泵补油的闭式液压回路： （1.01.5）mpa、以有杆腔作工作腔时 其中 式中：p1为缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；fmax为最大作用负载。 (2)、活塞杆外径d： 也可根据

16、活塞杆受力状况来确定，受拉力 d=0.30.5d。受压及拉 pi5mpa时， d=0.50.55d受压及拉 5mpapi7mpa时 d=0.60.7d受压及拉 pi7mpa时 d=0.7d(3)、缸筒长度l：缸筒长度l由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：式中：为活塞的最大工作行程；b为活塞宽度，一般为(0.6-1)d;a为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)d;m为活塞杆密封长度，由密封方式定；c为其他长度。一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度h。3、缸筒壁厚校核 缸筒壁厚校核。缸筒壁厚校核时分薄壁和厚壁两种情况，当d/10时为薄壁，壁厚按下式

17、进行校核： 式中：d为缸筒内径；pt为缸筒试验压力，当缸的额定压力pn16mpa时，取py=1.5pn，py为液压缸的试验压力；当pn16mpa时，取py=1.25pn；为缸筒材料的许用应力，=b/n,b为材料的抗拉强度，n为安全系数，一般取n=5。当d/10时为厚壁，缸筒壁厚按下式校核：在使用式(4-37)、式(4-38)进行校核时，若液压缸缸筒与缸盖采用半环连接，应取缸筒壁厚最小处的值。1、组合机床设计参数负载在此20000n-30000n时工作压力p=（30-40）105pa负载在此30000n-40000n时工作压力p=（40-50）105pa液压系统背压阀背pb =(6-10) 105pa三、卧式钻镗组合机床、四柱万能压机，液压剪板机的液压系统的性能要求1、 主液压缸应具有良好的使用性能，可靠的安全可靠工作性能；2、 应确保压机主液压缸和顶出液压缸不同时运动，以防发生误动；3、 液压系统应有合适的