液压系统设计-设计一台专用钻床液压系统

1、就层系疣裸程筱计课程题目班 级学 号姓 名一、液压传动课程设计的目的和要求2二、液压传动课程作业的题目和任务2三、技术要求4四、工况分析5五、确定参数，绘图工况6六、拟定液压系统原理图8七、组成液压元件、附件设计10八、液压系统的技术损失12九、设计体会12十、参考文献12一、液压传动课程设计的目的和要求一、目的液压传动课程作业是本课的一个综合实践教学环节，通过该教学 环节，要求达到以下三个目的：1、巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计的一般方法和 步骤；2、能正确合理的确定执行元件，选用标准液压元件；能熟练的运 用液压基本回路组合成满足基本性能要求的、高效率的液压系统；3、熟练并运用有

2、关的国家标准、部件标准、设计手册和产品样本 等技术资料。二、要求1、设计是必须从实际出发，综合考虑使用性、经济性、安全性及 操作方便和结构简单。多设想几种方案进行分析对此后确定最理想的 一个；2、独立完成作业。设计可以参考同类机械，但必须在深入理解和 消化后借鉴，不要简单的抄袭；3、在完成课程作业的过程中，要随时复习题目中液压元件的工作 原理、基本回路及典型液压系统的实例，积极思考，认真完成，不要 直接向教师索取答案；4、在完成课程作业的过程中，希望大家注意深化和扩大自己的知 识面，培养独立的工作能力，使自己解决工程问题的能力有所提高。二、液压传动课程作业的题目和任务题目：实际一台专用钻床液压

3、系统（见图1-1） o此系统应能完成 快速进给-工作进给-快速退回-原位停止的工作循环。设计的原始数 据如下：最大轴向钻削力12000N,动力滑台自重20000N,快速进给 行程S, = 100n）m,工作进给行程S2=50mm，快进和快退速度Vmax=s,加减 速时间AtW,工作进给速度要求无级调速，匕s,动力滑台为平导 轨，水平放置，摩擦系数从=0.1,儿=0.1 （其中九是动摩擦系数，/、是 静摩擦系数）。要求完成以下工作：1进行工况分析，绘制工况图；2拟订液压系统原理图，绘制电磁铁动作循环表；3计算液压系统，选择标准液压元件。!-1必%/ / / / /77彳丄h”T，“ 图1 -1三

4、、技术要求钻床动力滑台为卧式布置（导轨为水平，其静、动摩擦因数 =0.1,/, =0.1）用杆固定的单杆液压缸驱动滑台，完成工件且削加工 时的进给运动。滑台由液压与电气配合实现的自动循环要求如图3-0。滑台的运动参数和运动参数如下表3-1：原位停止快退图3-0表3-1组合铳床动力滑台的运动参数和动力参数工况行程mm速度 mm! s时间S运动部件重力G/ N铳削负载叫N启动制动时间S快进100100t200001工进150、t12000工进2t快退150100t四、工况分析工作台液压缸外负载计算结果见表3-2,由表3 - 1和表3-2即可绘制出图如3 - 3所示液压缸的L - t图和F - t图

5、。表3-2工作台液压缸为负载计算结果工况计算公式外负载/N启动2000加速厂GAV心+3019快进2000工进1F严J14000工进214000反向启动2000加速3019快退2000注：靜摩擦负载：你=,.(G +代)= 0.1x(20000 + 0) = 2000 Ffs= Us；动摩擦负载:5 =仏9 +代)= 0.1x(20000 + 0) = 2000； 惯 性 负 我 :F.=幺比=20000 X x0.2 = 1019.37 ；平均加速度加/ 52.gd9.81图3-3液压缸的L-t图、v-t图和F-t图五、确定参数，绘图工况参考主机液压执行器常用的设计压力表可知，初选液压缸的设

6、计压 力 Pi=4Mpao为了满足工作台快速进给速度相等，并减小液压泵的流量，现将液 压缸的无杆腔作为主工作腔，并在快进时差动连接，则液压缸的无杆 腔与液压缸的有杆腔的有效面积Ai与A2应满足Ai二2A2。为了防止工进结束时发生前冲，液压缸需保持一定的会有背压。参 考液压执行器的背压力表暂取背压，并取液压缸机械效率# T） cm二，则 可计算出液压缸无杆腔的有效面积F 二 14000*2X0怙字1 0.9x10液压缸内径D二4x42x1 莎二按GB/T 2348-1993,区标准值D=55mm=；因为Ai固活塞直径（标准直径）则液压缸实际有效面积为= r = = 24c 广4ZZ 5.5-x

7、4空山5.57)“国-44差动连接快进时，液压缸有杆腔压力乙必须大于无杆腔压力, 其差值估取 = -=0.5;并注意到启动瞬间液压缸尚未移动，此时 3 = 0;另外，取快退时的回油压力损失为M”。根据上述假定条件经计算得到液压缸工作循环中个阶段的压力、流 量和功率(表5-1)并绘出其工况图5-2表5-1液压缸工作循环中个阶段的压力、流量和功率工作阶段计算公式负载回油腔 压力工作腔 压力输入流量q/(m3 /s)输入 功率F/Np2/MPapl/MPaN/kW启F A n2000动+ A/快加Hem进速1A2500速q = AvxN = pxq2000223+ A Pi工p =_A3600034

8、讲q = A*;N = pw启F2000快动+伽2加1 一退速A22500速q = A.vN = pq2000230q/(flp/s)P/W p/MPat?t/s05-2液压缸的工况图六、拟定液压系统原理图1、选择液压回路首先选择调速回路：有工况图可看到，液压系统功率较小，负载为 阻力负载且工作中变化小，故采用进口调速阀调节流速回路。为了防 止在孔钻通时负载突然消失引起滑台前冲，给回油路设置背压阀。由于已选择节流调速回路，故系统必然为开始循环方式。其次选择有源形式：系统在快进阶段在工况为差动连接，快退阶段 液压有直接回油箱（不经过压力控制阀）。大流量且持续时间短，而 且工进阶段的工况为髙压、小

9、流量且时间长（串联了两个压力控制 阀）。最后选择换向阀与速度换接回路：系统已选定差动连接回路作快速 回路，同时考虑到工进一停止一快退时回油流量较大，为保证换向平 稳，因此选用三位四通电磁换向阀（0形中位机能）主换向阀并实现差动连接。由于本机床对部件终点定位精度要求不髙，故采用活动挡 块下电气行程开关控制换向阀电磁铁的通断电即可实现自动换向和 调速换接。2.组成液压系统图在主要会露出选定的基础上，增加一些辅助回路即可组成一个完整 的液压系统。例如：在液压泵进口处设置一个滤油器；在出口处设置 一个压力表开关，以便观测泵的压力等。经调整理所著称的液压系统机构简图如图1-2图1-2电磁铁动作顺序表1Y

10、A2YA3YA4YA快进+工进1+工进2+快退+停止七、组成液压元件、附件设计液压泵及其驱动电机的最高工作压力：由液YA压缸工况图5-2 可以差得液压缸的最高工作压力出现在工进阶段，pi=o此时缸的输 入流量较小，且进油元件较少，故泵至缸间的油路压力损失故取为匕叶+工液压泵的最高工作压力压力化疵=4.2+ 0.8 = 5液压泵的流量：液压泵的最大供油qp按液压缸的最大输入流量 （伽7 s）进行估计。qpK（q）max （泄漏因素 K二qp = 1.1 x 0.5din I s = 0.55d,/ s = 33L min液压泵及其驱动电动机的规格：有工况图5-2知，最大的功率出现在快退阶段，由表

11、7-1取泵的总表7-1液压泵的总效率液压泵的类型齿轮泵叶片泵柱塞泵总效率效率为TIP二，则所需电机功率为Pp二Ppqp/ T p二选用电动机的型号：YM型叶片马达根据所选择的液压泵规格及系统工作情况，可算出液压缸的个阶段的 实际进、出流量，运动速度和持续时间（表7-2）o从而为其他液压 元件的选择及系统的性能计算奠定基础。表7-2液压缸的个阶段的实际进、出流量，运动速度和持续时间工作 阶段流量(L/min)速度 (m/s)时间s无杆腔有杆腔快进A(Jpag进=如-3 lb 人V=匕4x33 10.3x11.19A 10012.8124= 0.2580.258= 10.3= 4.8= 0.39厂

12、彳逬A?工进A】如=0.50.5x11.190.5 dm3! sf2 V22424=238.1= 0.23= 0.21 加：/ s2v=- a2心快退彳进=330.5x11.19 33dm33 v32411.19= 5.17= 0.23= 0.29 加7 s2、液压控制法和液压辅助元件根据系统工作压力与通过各液压控制阀及各部分辅助元件的最大流量，查产品原件型号规格如表7-3所示。表7-3专业钻床液压系统控制法和各部分辅助元件的型号规格序号名称通过流量额定流疑额定压力额定压降型号L/minMpaMpa1液压泵33YB12三位四 通电磁 换向阀6910034D0-B10H-T3液控单向阀69100I-100B4行程开 关5液压缸3033DG-J4006调速阀 16Q-6B7两位三 通电磁 换向阀6910023D0-B8C-T八、 液压系统的技术损失在液压系统中液压油经液压泵及各类液压元件都会液压油或多或 少的损失（如进油管道、出油管道、液压缸、液压控制阀等）。液压油经液压泵带有压力能输出后，不断的经过压缩、膨胀过程会 或多会少的产生热量、使得液压元件发生膨胀