液压课程设计说明书1

1、1设计要求及工况分析11.1设计要求12. 2负载与运动分析12主要参数的确定22. 1初选液压缸的工作压力22.2计算液压缸主要尺寸23液压系统图的拟定53.1选择基本回路54液压元件的计算与选择74.1动力元件的选择74.2确定控制元件和辅助元件84.3确定油管94.4确定油箱95回路压力损失验算95.1热温升验算106设计心得错误!未定义书签。7参考文献错误!未定义书签。1设计要求及工况分析1.1设计要求一卧式钻锂组合机床动力头要完成快进一工进f快退一原位停止的工作循 环，最大轴向切削力为F=30000N,动力头自重Fg=19600N,工作进给要求能 在0.020.12m/min范圉内无

2、级调速，快进、快退速度为6m/min,工进行程为 200mm,快进行程为200mm,导轨型设计该液压系统。2.2负载与运动分析假定主轴转速 n=360r/min, s=0.147mm/r(1) 工作负载巧=30000 N(2) 惯性负载耳=(9)x(竺)=瓣一-一 = 999(1-1)g Ar60x0.2(3) 摩擦负载 因为釆用的动力滑台是平导轨，因此作用在其上的正压力N=G=19600Nc静摩擦阻力F/s =/v/V= 0.2x19600 = 3920 N(1-2)动摩擦阻力Ffd = = 0.1x19600 =1960 N(1-3)取液压缸的机械效率7. =0.90,得出的液压缸在各个工

3、作阶段的负载值如下 表M所示。表M 液压缸在各个阶段的负载值工况负载组成负载推力%启动r39204356加速F = FmFm29593288快进F讥19602178工进3196035511快退Ff19602178根据液压缸上述各阶段的负载可绘制负载循环图F-lo速度图按已知数值Vj = v3=6m/min,快进行程长度为厶=200mm，工进行程长度为厶=200曲，快退行程长度/3 =/1+/2 =400；7和工进速度冬等绘图，其中冬由主轴转速及每转 进给量求出。BJ：d-4)v2 = ns a 53 nun / ninF/N35511435621782002178- 4356(b)速度图(a)

4、负载图图1组合机床液压缸的负载图和速度图2主要参数的确定2.1初选液压缸的工作压力所设讣的动力头在工进时的负载最大，在其他工况负载都不太高，山课本表9-2和9-3初选液压缸工作压力“严4M2.2计算液压缸主要尺寸鉴于动力头要求快进、快退速度相等，液压缸可选单杠式的并在快进时作差 动连接。此时液压缸无杆腔工作面积儿应为有杆腔生的两倍，即活塞杆外径d 与液压缸内径D有d=O.7O7D的关系。在钻孔加工时，液压缸回油路上必须有背压几，以防被钻通时滑台突然前 冲。可取/72=O.8M/J。快进时液压缸虽然作差动连接，但是山于油管中有压降3存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时可取约为0.5M用估算。

5、山工进时的推力计算液压缸的面积= A1/?,-A2/?2=A1/?1-(2-1)所以儿=一/”)= 35511 /(4-) = 0.0099 m2 = 99cm2 几2(2-2)(2-3)D = J4A / 7i = 11.23cm d = 0.707D = 7.94min输入功 率 P/kw计算式快进(差 动)启动4356必二01. 312片二(F+ A2 A/?)/(a-a2)q二(A A2) V)P 二Rq加速3288巴二片+切(3二0. 5Mpa)1.099恒速21780. 87930. 160. 44工进355110.87. 5060. 5010.063片二(F+A a2) “q二儿

6、 v2P二片q快退启动4356必二00. 973片二(F+P, A】)/A,q二 A2 v3P二片q加速32880.51.80恒速21771.5526. 860. 693液压系统图的拟定3.1选择基本回路(1) 选择调速回路由功率曲线得知，这台机床液压系统的功率小，动力头运动速度低，工作负 载变化小，可釆用进口节流的调速形式。山于要求不高，考虑经济性，使用节流 阀来进行进口节流调速。由于液压系统选用了节流调速的方式，系统中液压油的循环必须是开式的。 从丄况图系统的工作循环内，液压缸交替地要求油源提供低压大流量和高压小流 量的液压油。最大流量和最小流量之比约为60,而快进、快退所需的时间和工 进

7、所需时间匚分别为人二(/片)+ (/3 / V3) = (60x200) / (6x1000) + (60x400) / (6x1000) =6s(3-1)(3-2)G=/./v. = (60x200)/53二226. 4s 即t2/t. =38o因此从提高系统效率、节约能量的角度来看，采用单个定量泵作为 油源是不合适的，应选用双联式定量叶片泵。(2) 选择快速运动和换向回路系统在节流调速回路后，不管采用什么油源形式，都必须有单独的油路直接 通向液压缸两腔，以实现快速运动。考虑快进速度与快退速度相等，因此在本系 统中采用了单杆液圧缸作差动连接，来实现液压缸的快进快退换向回路。在油路 设计一个行

8、程阀来控制快进与工进的转换。(3) 选择速度换接回路曲工况图得当动力头从快进转向工进时输入的液压缸的流量由30. 16L/min 降到0. 504L/min,动力头速度变化很大，应该选用行程阀来控制速度的换接， 以减少液压冲击。当动力头由工进转向快退时，回路中通过的流量大，为了保证 换向平稳，可采用电液换向阀式换接回路。(4) 选择调压回路和卸荷回路系统的压力变化山工况图可知变化与流量变化相反，系统调压主要由高压小 流量泵来调节供应，流量变化山另一个低压大流量泵来调节。两个泵互相作用一 起调节油路的压力和流量供应。为了防止系统出现一些故障，导致系统压力在短时间内急剧上升，在泵的出 口设计一个溢

9、流阀与泵并联。当系统压力急剧上升，为了不让系统元件遭到破坏, 也为了避免高压油从管道接口处爆出，溢流阀就会自动为系统卸荷，通向油箱， 保护设备。(5) 顺序动作通过以上的各个回路的设计以及组装，L1的就是能够通过系统的开关得以 能实现动力头的循环动作，并符合要求。动力头的顺序动作通过开关的通断来实 现的，具体通断情况细节如下表：表31电磁铁和行程阀的动作顺序快进工进快退原位停止1YA+2YA+3YA+注：表示电磁铁失电，“ + ”表示电磁铁得电。4液压元件的计算与选择液压元件的汁算主要是计算各个元件在工作中承受的压力和流量。根据讣算 得结果来选择元件的规格、型号，此外还要计算原动机的功率和油箱

10、的容量，尽 量选用标准元件，比较具有经济性。4.1动力元件的选择液压缸整个工作循环中的最高工作压力为7. 506Mpa,如果进油路上的压力损 失为0. 8Mpa,则高压小流量泵的最高的压力应为P二7. 506+0. 8二8. 306Mpao低压大流量是在快速运动时才向液压缸供油，快退时液压缸中的工作压力比 快进时大，如果取进油路的压力损失为0. 5Mpa,则低压大流量泵的最高压力为 pn9=l. 55+0. 5=2. 05Mpao两个液压泵向液压缸提供的最大流量为30. 16L/min,若回路中的泄漏按液压 缸输入流量的10%佔算，则两泵总流量应为=1.1x30. 16=33. 18L/min

11、o而溢流 阀的最小稳定流量为3L/min,工进时输入液压缸的流量为0. 5L/min,所以低压 小流量的流量规格最小应为3. 5L/min。根据以上的压力和流量的数值査得，最后选择PV2R12型双联叶片泵。山于液压缸在快退时输入功率最大，这相当于液压泵输出压力2. 05Mpa,流 量为30L/min时的情况。若取双联叶片泵的总功率为，二0.75,则液压泵的驱动 原动机所需的功率为：P=Pp qp/,=2. 05x (30/60x IO3)/(0. 75x 103)=1.4kW(4-1)根据此数据查得，选择J02-32-6型电动机，其额定功率为2. 2kwo4.2确定控制元件和辅助元件根据液压系

12、统的丄作压力和通过各个控制阀类元件和辅助元件的实际流量， 可选用这些元件的规格和型号，见下表：表4-1选用元件的型号与规格序号元件名称估计通过 流量型号规格1双联叶片泵PV2R1214Mpa, 355 和 4. 5L/min2三位四通换向 阀7535DYF3Y-E10B3行程阀84AXQF-E10B4调速阀1AXQF-E10B5单向阀35AF3-EalOB6单向阀35AF3-EalOB7背压阀1YF3-10B16Mpa, 10 通径8液控顺序阀35XF3-E10B9溢流阀4.5YF3-E10B10两位三通换向 阀70AXQF-E10B11滤油器40YYL-105-1021Mpa, 90L/mi

13、n4.3确定油管各元件间管道的规格按元件接口处的尺寸确定，液压缸进、岀油管按输入的 最大流量计算。山于液压泵具体选定后液压缸在各个阶段的进、出流量已经与原 定数据不同，所以要重新计算。当液压油的流速取3m/min时，可得到液压缸有杆腔和无杆腔相连的油管内 径为：d 二 2x 7(62.7 x 106) /( x 3 x 103 x 60) =21. 1mm(4-2)d=2x7(32x106)/(x3x103x60) =15. 05mm(4-3)为标准化，本系统所有的油管均为内径18mm,外径25mm的10号冷拔钢管。表42液压缸的进、出流量项目快进快退输入流量/L/min务二 4佈/ (- A

14、2)二62. 7% 二0. 54 =你=32输出流量/ L/minq2 =Aj 二29 54q2-A2q / A】二0. 24q2-Axqx/A2-运动速度/m/minV1 二 Qp /(A -2)=6.4Vj =qx / 二0. 053Vj = qj A2=7. 154.4确定油箱油箱的容积V按是Vf%佔算，当经验系数取6时，Vf%二6x30二180L 按国标规定，取黑近的值V=200Lo5回路压力损失验算压力损失包括管道内的沿程损失和局部损失以及阀类元件处的局部损失三 项。阀类元件的局部压力损失则查出，当通过阀类元件的实际流量q不是公称流 量时，它的实际压力损失与其额定压力损失几之间有以下近似关系：(4-5)5.1热温升验算工进在整个工作循环过程中所